一、单选题(每小题6分,共72分)
1.已知集合M={x∈Q|(x2﹣2)(x2﹣1)=0},N={x∈N*|﹣2<x<2},则( ) A.M∩N=∅ B.M∪N={1} C.M∩N={1} D.M⊆N
2.下列结论中正确的个数是( )
①命题“所有的四边形都是矩形”是全称量词命题; ②命题“∀x∈R,x2+1<0”是全称量词命题;
③命题“∃x∈R,x2+2x+1≤0”的否定为“∀x∈R,x2+2x+1≤0”; ④命题“a>b是ac2>bc2的必要条件”是真命题; A.0 B.1 C.2 D.3
3.下列四组函数中,表示相等函数的一组是( )
A.𝑓(𝑥)=𝑥2−1
𝑥−1,𝑔(𝑥)=𝑥+1
B.𝑓(𝑥)=𝑥,𝑔(𝑥)=(√𝑥)2 C.𝑓(𝑥)=|𝑥|,𝑔(𝑥)=√𝑥2
D.f(x)=2x﹣1,g(x)=2x+1
4.已知a=log2e,b=0.40.3,c=𝑙𝑜𝑔11
3,则a,b,c的大小关系为( )
2A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a
5.下列函数在其定义域内既是奇函数,又是增函数的是( ) A.y=﹣log2x(x>0) B.y=x+x3(x∈R) C.y=3x(x∈R) D.y=tanx
6.已知a>0,b>0,条件p:4a+b=ab,条件q:a+b≥9,则p是q的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
7.已知函数f(x)=lg(﹣x2+ax﹣1)在[2,3]上单调递减,则实数a的取值范围是(A.[4,+∞)
B.[6,+∞)
C.(10
3,4]
D.[10
3,4]
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)8.将函数f(x)=sin(2x﹣φ)(0<φ<π)的图象向左平移个单位后得到函数𝑔(𝑥)=𝑠𝑖𝑛(2𝑥+)的图
6
𝜋
𝜋
6象,则φ的值为( ) A.−3
9.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则函数g(x)=Acos(ωx+φ)图象的一个对称中心可能为( )
2𝜋
B.
6
𝜋
C. 3
𝜋
D.
2𝜋3
A.(﹣2,0)
𝑙𝑜𝑔2(𝑥+√2),−√2<𝑥<0
1
10.已知函数f(x)=2|𝑥−1|,0≤𝑥≤2,若函数g(x)=f(x)﹣m有且仅有4个零点,则
√
(2)𝑥,𝑥>2{2实数m的取值范围为( ) A.(0,)
11.已知函数f(x)=e|x( ) A.(3,2)
12.函数f(x)、g(x)分别是定义在R上的偶函数、奇函数,且f(x)+2g(x)=ex,若关于x的方程 f(2x)﹣mg(x)=0在区间(0,2]内有解,则实数m的最小值为( ) A.4
二、填空题(每小题6分,共48分) 13.−(227)−3+lg4+lg0.25= .
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﹣2|
B.(1,0) C.(10,0) D.(14,0)
1
4B.(,)
1412C.(0,)
12D.(0,)
13+x2﹣4x+4,则使得不等式f(2m+1)<f(m+2)成立的实数m的取值范围是
11
B.(3,1)
1
C.(2,1)
1
D.(3,1]
1
B.4√2 C.8 D.8√2
102
14.若幂函数f(x)的图象过点(2,),则f(9)= .
15.点P(2,5)在角α终边上,则
16.若函数f(x)是R上的奇函数,则函数y=f(x﹣1)+1的图象必过定点 .
17.若函数𝑓(𝑥)={
18.已知实数x、y满足x+2y=5,则2x+4y的最小值为 .
19.已知函数f(x)=x2﹣4x,g(x)=ax+2(a>0),若对任意的x1∈[﹣1,3],总存在x2∈[﹣1,3],使得f(x1)=g(x2),则实数a的取值范围是 .
20.点P在直径为AB=1的半圆上移动,过点P作圆的切线PT,且PT=1,∠PAB=∠TPB=α,当四边形ABTP的面积最大时,α= .
三、解答题(每小题15分,共30分)
21.(15分)已知函数f(x)=9x﹣a•3x+1+a+1. (Ⅰ)若a=1,求不等式f(x)<0的解集;
(Ⅱ)若x∈(﹣∞,0)时,不等式f(x)>2﹣2a恒成立,求a的取值范围.
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1
22𝑐𝑜𝑠(𝜋−𝛼)−3𝑠𝑖𝑛(𝜋+𝛼)4𝑐𝑜𝑠(−𝛼)+𝑠𝑖𝑛(2𝜋−𝛼)
= .
𝑎𝑥−2,𝑥≤2
(3−2𝑎)𝑙𝑛(𝑥−1),𝑥>2
在R上单调递增,则实数a的取值范围是 .
22.(15分)已知函数𝑓(𝑥)=4𝑠𝑖𝑛𝑥𝑐𝑜𝑠(𝑥+)+√3, (1)求函数f(x)求最小正周期;
𝜋𝜋
(2)求函数f(x)在区间[−,]上的单调减区间;
46
𝜋3(3)将函数f(x)图像向右移动个单位,再将所得图像上各点的横坐标缩短到原来的a(0<a<1)倍得
6
𝜋
到y=g(x)的图像,若y=g(x)在区间[﹣1,1]上至少有100个最大值,求a的取值范围.
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2021-2022学年河南省郑州实验高级中学高一(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(每小题6分,共72分)
1.已知集合M={x∈Q|(x2﹣2)(x2﹣1)=0},N={x∈N*|﹣2<x<2},则( ) A.M∩N=∅
B.M∪N={1}
C.M∩N={1}
D.M⊆N
解:根据集合M={x∈Q|(x2﹣2)(x2﹣1)=0},则M={﹣1,1}, N={x∈N*|﹣2<x<2},则N={1}, 则M∩N={1},M∪N=M, 故选:C.
2.下列结论中正确的个数是( )
①命题“所有的四边形都是矩形”是全称量词命题; ②命题“∀x∈R,x2+1<0”是全称量词命题;
③命题“∃x∈R,x2+2x+1≤0”的否定为“∀x∈R,x2+2x+1≤0”; ④命题“a>b是ac2>bc2的必要条件”是真命题; A.0
B.1
C.2
D.3
解:①命题“所有的四边形都是矩形”是全称量词命题正确; ②命题“∀x∈R,x2+1<0”是全称量词命题正确;
③命题“∃x∈R,x2+2x+1≤0”的否定为“∀x∈R,x2+2x+1>0”,故错误; ④命题“a>b是ac2>bc2的必要不充分条件条件”,故命题是真命题,正确. 故选:D.
3.下列四组函数中,表示相等函数的一组是( )
𝑥2−1A.𝑓(𝑥)=,𝑔(𝑥)=𝑥+1
𝑥−1
B.𝑓(𝑥)=𝑥,𝑔(𝑥)=(√𝑥)2 D.f(x)=2x﹣1,g(x)=2x+1
C.𝑓(𝑥)=|𝑥|,𝑔(𝑥)=√𝑥2
解:对于选项A,f(x)的定义域为{x|x≠1},g(x)的定义域为R,它们的定义域不同,故它们不是同一个函数;
对于选项B,f(x)的定义域为R,g(x)的定义域为{x|x≥0},它们的定义域不同,故它们不是同一个函数;
对于选项C,f(x)的定义域为R,g(x)=√𝑥2=|x|的定义域为R,它们的定义域、值域、对应关系相同,故它们是同一个函数;
对于选项D,由于f(x)=2x﹣1和g(x)=2x+1的对应关系不同,故它们不是同一个函数,
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故选:C.
4.已知a=log2e,b=0.40.3,c=𝑙𝑜𝑔13,则a,b,c的大小关系为( )
21
A.a>b>c
1
2B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a
解:∵𝑙𝑜𝑔13=log23,且y=log2x在定义域上是增函数, ∴log23>log2e>log22=1, ∴c>a>1,
∵y=0.4x在定义域上是减函数, ∴0.40.3<0.40=1,∴0<b<1, ∴c>a>b. 故选:C.
5.下列函数在其定义域内既是奇函数,又是增函数的是( ) A.y=﹣log2x(x>0) C.y=3x(x∈R)
B.y=x+x3(x∈R) D.y=tanx
解:y=﹣log2x(x>0)是非奇非偶函数,故A不符题意;
由f(x)=x+x3(x∈R),满足f(﹣x)=﹣x﹣x3=﹣f(x),则f(x)为奇函数,又y=x和y=x3在R上递增,可得f(x)在R上递增,故B符合题意; 由y=3x(x∈R)是非奇非偶函数,故C不符题意;
由y=tanx是奇函数,但在(kπ−2,kπ+2)(k∈Z)内递增,故D不符题意. 故选:B.
6.已知a>0,b>0,条件p:4a+b=ab,条件q:a+b≥9,则p是q的( ) A.充分不必要条件 C.充要条件
解:若a>0,b>0,且4a+b=ab,则+
𝑏
1
4
𝑏4
1𝑎
𝜋
𝜋
B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件 =1,
𝑏4𝑎所以a+b=(a+b)(+)=1+4+𝑎+𝑏≥5+2√𝑎⋅𝑏=5+4=9,
𝑎𝑏当且仅当=
𝑎𝑏
4𝑎𝑏
4𝑎
,即a=3,b=6时取等号,此时a+b≥9,
当a+b≥9时,如a=2,b=10,则4a+b≠ab, 所以p是q的充分不必要条件, 故选:A.
7.已知函数f(x)=lg(﹣x2+ax﹣1)在[2,3]上单调递减,则实数a的取值范围是( )
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A.[4,+∞) B.[6,+∞) C.(
10
,4] 3D.[
10
,4] 3解:要使函数f(x)=lg(﹣x2+ax﹣1)在[2,3]上单调递减, 则t=﹣x2+ax﹣1在[2,3]上单调递减且大于0恒成立,
𝑎≤2则{2,解得<a≤4.
23−3+3𝑎−1>0
103
10
∴实数a的取值范围是(故选:C.
,4].
8.将函数f(x)=sin(2x﹣φ)(0<φ<π)的图象向左平移个单位后得到函数𝑔(𝑥)=𝑠𝑖𝑛(2𝑥+6)的图
6
𝜋
𝜋
象,则φ的值为( ) A.−3
2𝜋
B.
6
𝜋
C. 3
𝜋6
𝜋
D.
2𝜋3
𝜋
解:将函数f(x)=sin(2x﹣φ)(0<φ<π)的图象向左平移个单位后得到函数𝑔(𝑥)=𝑠𝑖𝑛(2𝑥+6)的图象,
即𝑠𝑖𝑛[2(𝑥+)−𝜑]=𝑠𝑖𝑛(2𝑥+), 又0<φ<π, 即−𝜑=
3𝜋
𝜋6𝜋
6𝜋6,
即𝜑=6, 故选:B.
9.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则函数g(x)=Acos(ωx+φ)图象的一个对称中心可能为( )
𝜋
A.(﹣2,0)
B.(1,0)
C.(10,0)
D.(14,0)
解:由函数f(x)=Asin(ωx+ϕ)(A>0,ω>0,|ϕ|<π)的部分图象知, A=2√3,且T=𝜔=2×(6+2)=16, 解得ω=8;
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2𝜋
𝜋
把点(2,﹣2√3)代入f(x)的解析式,得2√3sin(×2+φ)=﹣2√3,解得φ=−
8
𝜋
3𝜋; 4∴函数g(x)=2√3cos(x−
8
𝜋
3𝜋), 4令x−4=kπ+2,k∈Z; 8解得x=8k+10,k∈Z; 当k=0时,x=10,
∴函数g(x)图象的一个对称中心为(10,0). 故选:C.
𝑙𝑜𝑔2(𝑥+√2),−√2<𝑥<0
1
10.已知函数f(x)=2|𝑥−1|,0≤𝑥≤2,若函数g(x)=f(x)﹣m有且仅有4个零点,则
√
(2)𝑥,𝑥>2{2实数m的取值范围为( ) A.(0,)
14𝜋
3𝜋𝜋
B.(,)
1412C.(0,)
12D.(0,)
13解:作出y=f(x)的图象,如图所示: 令g(x)=0则f(x)=m,
要使g(x)=f(x)﹣m有且仅有4个零点, 即y=g(x)的图象与y=m的图象有4个交点,
由图象可得当0<m<时,y=g(x)的图象与y=m的图象有4个交点, 所以m的范围为:(0,),
211
2故选:C.
11.已知函数f(x)=e|x
( )
第8页(共13页)
﹣2|
+x2﹣4x+4,则使得不等式f(2m+1)<f(m+2)成立的实数m的取值范围是
A.(,)
1312B.(,1)
13C.(,1)
12D.(,1]
13解:∵f(x+2)=2|x|+x2,
∴f(x+2)是偶函数,且在[0,+∞)上是增函数, 由f(2m+1)<f(m+2)得,f(2m﹣1+2)<f(m+2), ∴|2m﹣1|<|m|,解得<𝑚<1,
31
∴m的取值范围是:(3,1). 故选:B.
12.函数f(x)、g(x)分别是定义在R上的偶函数、奇函数,且f(x)+2g(x)=ex,若关于x的方程f(2x)﹣mg(x)=0在区间(0,2]内有解,则实数m的最小值为( ) A.4
B.4√2 C.8
D.8√2
1
解:∵f(x)+2g(x)=ex, ∴f(﹣x)+2g(﹣x)=ex,
﹣
又函数f(x)、g(x)分别是定义在R上的偶函数、奇函数, ∴f(x)﹣2g(x)=ex,
﹣
𝑒𝑥+𝑒−𝑥𝑒𝑥−𝑒−𝑥∴𝑓(𝑥)=,𝑔(𝑥)=4, 2∵f(2x)﹣mg(x)=0在区间(0,2]内有解,
2(𝑒2𝑥+𝑒−2𝑥)
∴𝑚=𝑒𝑥−𝑒−𝑥在区间(0,2]内有解,
令t=e﹣e∈(0,e﹣e又𝑦=2𝑡+
x﹣x2﹣2
2(𝑒2𝑥+𝑒−2𝑥)2[(𝑒𝑥−𝑒−𝑥)+2]4﹣22
],则𝑚=𝑒𝑥−𝑒−𝑥==2𝑡+在(0,e﹣e]内有解, 𝑥−𝑥𝑒−𝑒𝑡2
4
≥4√2,当且仅当𝑡=√2时取等号, 𝑡∴m的最小值为4√2. 故选:B.
二、填空题(每小题6分,共48分) 13.−(227)10−2
3+lg4+lg0.25= −16 .
2764
9
解:原式=﹣(
9
)
23+lg(4×0.25)=−16.
9
故答案为:−16.
14.若幂函数f(x)的图象过点(2,2),则f(9)= 解:设幂函数的解析式为:f(x)=xα,
第9页(共13页)
1
19 .
由题意得:f(2)=2α=,解得α=﹣1, ∴f(x)=x1,
﹣
12∴f(9)=91=,
﹣
19故答案为:.
9
1
15.点P(2,5)在角α终边上,则
2𝑐𝑜𝑠(𝜋−𝛼)−3𝑠𝑖𝑛(𝜋+𝛼)4𝑐𝑜𝑠(−𝛼)+𝑠𝑖𝑛(2𝜋−𝛼)
= 113 .
解:∵点P(2,5)在角α终边上, ∴tanα=2, ∴
2𝑐𝑜𝑠(𝜋−𝛼)−3𝑠𝑖𝑛(𝜋+𝛼)4𝑐𝑜𝑠(−𝛼)+𝑠𝑖𝑛(2𝜋−𝛼)
1135
=
−2𝑐𝑜𝑠𝛼−(−3𝑠𝑖𝑛𝛼)4𝑐𝑜𝑠𝛼−𝑠𝑖𝑛𝛼
=
−2𝑐𝑜𝑠𝛼+3𝑠𝑖𝑛𝛼4𝑐𝑜𝑠𝛼−𝑠𝑖𝑛𝛼
=
−2+3𝑡𝑎𝑛𝛼4−𝑡𝑎𝑛𝛼
=
−2+3×
54−252=
113
.
故答案为:.
16.若函数f(x)是R上的奇函数,则函数y=f(x﹣1)+1的图象必过定点 (1,1) . 解:∵函数f(x)是R上的奇函数, ∴函数y=f(x)的图象必过定点(0,0), ∴函数y=f(x﹣1)+1的图象必过定点(1,1), 故答案为:(1,1). 17.若函数𝑓(𝑥)={1] .
𝑎𝑥−2,𝑥≤2解:因为数𝑓(𝑥)={在R上单调递增,
(3−2𝑎)𝑙𝑛(𝑥−1),𝑥>2𝑎>0
所以{3−2𝑎>0,解得0<a≤1,
2𝑎−2≤0
所以实数a的取值范围为(0,1]. 故答案为:(0,1].
18.已知实数x、y满足x+2y=5,则2x+4y的最小值为 8√2 . 解:因为x+2y=5,
则2x+4y≥2√2𝑥⋅4𝑦=2√2𝑥⋅22𝑦=2√2𝑥+2𝑦=2√25=8√2,
当且仅当x=2y且x+2y=5,即x=2,y=4时取等号,此时2x+4y最小值为8√2.
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𝑎𝑥−2,𝑥≤2
(3−2𝑎)𝑙𝑛(𝑥−1),𝑥>2
在R上单调递增,则实数a的取值范围是 (0,
55
故答案为:8√2.
19.已知函数f(x)=x2﹣4x,g(x)=ax+2(a>0),若对任意的x1∈[﹣1,3],总存在x2∈[﹣1,3],使得f(x1)=g(x2),则实数a的取值范围是 [6,+∞) .
解:∵函数f(x)=x2﹣4x的图象是开口向上的抛物线,且关于直线x=2对称, ∴x1∈[﹣1,3]时,f(x)的最小值为f(2)=﹣4,最大值为f(﹣1)=5, 可得f(x1)值域为[﹣4,5],
又∵g(x)=ax+2(a>0),x∈[﹣1,3],
∴g(x)为单调增函数,g(x2)值域为[g(﹣1),g(3)], 即g(x2)∈[2﹣a,3a+2],
∵∀x1∈[﹣1,3],∃x2∈[﹣1,3],使得f(x1)=g(x2), 2−𝑎≤−4∴{,解得a≥6, 3𝑎+2≥5故答案为:[6,+∞).
20.点P在直径为AB=1的半圆上移动,过点P作圆的切线PT,且PT=1,∠PAB=∠TPB=α,当四边形ABTP的面积最大时,α= 解:如图,作TC⊥PB于C,
因为AB为直径,PT切圆于P点,PT=1,
所以∠APB=90°,PA=cosα,PB=sinα,TC=sinα, S四边形ABTP=S△PAB+S△TPB =𝑃𝐴⋅𝑃𝐵+𝑇𝐶⋅𝑃𝐵
=𝑠𝑖𝑛𝛼𝑐𝑜𝑠𝛼+𝑠𝑖𝑛2𝛼=𝑠𝑖𝑛2𝛼+=(𝑠𝑖𝑛2𝛼−𝑐𝑜𝑠2𝛼)+ =4𝑠𝑖𝑛(2𝛼−4)+4,
因为0<𝛼<2,所以−4<2𝛼−4<4, 所以当2𝛼−4=2,即𝛼=8时, 四边形ABTP的面积最大. 故答案为:
3𝜋8𝜋
𝜋
3𝜋
𝜋
𝜋
𝜋
3𝜋
√23𝜋8 .
1212141212141−𝑐𝑜𝑠2𝛼
414𝜋1
.
三、解答题(每小题15分,共30分)
21.(15分)已知函数f(x)=9x﹣a•3x+1+a+1.
第11页(共13页)
(Ⅰ)若a=1,求不等式f(x)<0的解集;
(Ⅱ)若x∈(﹣∞,0)时,不等式f(x)>2﹣2a恒成立,求a的取值范围. 解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)<0,则有9x﹣3×3x+2<0, 即(3x﹣1)(3x﹣2)<0,所以1<3x<2,解得0<x<log32, 故不等式的解集为(0,log32);
(Ⅱ)∵f(x)>2﹣2a对x∈(﹣∞,0)恒成立, 所以9x﹣3a•3x+3a﹣1>0对x∈(﹣∞,0)恒成立, 即9x﹣1>3a(3x﹣1)对x∈(﹣∞,0)恒成立,
故(3x+1)(3x﹣1)>3a(3x﹣1)对x∈(﹣∞,0)恒成立, 因为x<0,所以3x﹣1<0,
∴3x+1<3a对x∈(﹣∞,0)恒成立, ∴3a≥30+1=2,解得𝑎≥3, 故a的取值范围为𝑎≥3.
22.(15分)已知函数𝑓(𝑥)=4𝑠𝑖𝑛𝑥𝑐𝑜𝑠(𝑥+)+√3, (1)求函数f(x)求最小正周期;
𝜋𝜋
(2)求函数f(x)在区间[−,]上的单调减区间;
46
𝜋32
2
(3)将函数f(x)图像向右移动个单位,再将所得图像上各点的横坐标缩短到原来的a(0<a<1)
6
𝜋
倍得到y=g(x)的图像,若y=g(x)在区间[﹣1,1]上至少有100个最大值,求a的取值范围. 解:(1)依题意,𝑓(𝑥)=4𝑠𝑖𝑛𝑥(2𝑐𝑜𝑠𝑥−2𝑠𝑖𝑛𝑥)+√3=2𝑠𝑖𝑛𝑥𝑐𝑜𝑠𝑥+√3(1−2𝑠𝑖𝑛2𝑥)=𝑠𝑖𝑛2𝑥+√3𝑐𝑜𝑠2𝑥=2𝑠𝑖𝑛(2𝑥+3), 其中ω=2,则𝑇=𝜔=𝜋,
所以𝑓(𝑥)=2𝑠𝑖𝑛(2𝑥+),最小正周期是π. (2)由(1)知,当−则由≤2𝑥+
2𝜋
𝜋3
𝜋𝜋𝜋𝜋2𝜋
≤𝑥≤时,−≤2𝑥+≤, 46633𝜋32𝜋𝜋
1
√3≤
2𝜋3
得
𝜋𝜋
12
≤𝑥≤
𝜋
𝜋6
,即f(x)在[
𝜋𝜋
12
,]上单调递减,
6𝜋
𝜋
所以函数f(x)在区间[−4,6]上的单调减区间是[12,6].
𝜋𝜋
(3)由(1)知,𝑓(𝑥)=2𝑠𝑖𝑛(2𝑥+3),将函数f(x)图像向右移动个单位所得函数为y=2sin2x,
6
第12页(共13页)
再将所得图像上各点的横坐标缩短到原来的a(0<a<1)倍得到y=g(x)的图像, 所以𝑔(𝑥)=2𝑠𝑖𝑛𝑥,则g(x)的周期为aπ,
因y=g(x)在区间﹣1,1]上至少有100个最大值,则在长为2的区间﹣1,1]上至少有99.5个周期, 因此,aπ×99.5≤2,解得𝑎≤
4
44,而0<a<1,于是得0<𝑎≤, 199𝜋199𝜋2
𝑎所以a的取值范围(0,199𝜋].
第13页(共13页)
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