四川省成都七中2018-2019学年高一上学期期中考试数学试题含解析
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四川省成都七中2018-2019学年高一(上)期中数学试卷
一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)
1.若集合M={x|x≤6},a=2,则下面结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
元素a与集合M是与的关系,集合与集合M是与的关系,逐个选项判断符号使用是否正确即可.
【详解】解:由集合M={x|x≤6},a=2,知:
在A中,{a}M,故A正确;
在B中,aM,故B错误;
在C中,{a}⊆M,故C错误;
在D中,aM,故D错误.
故选:A.
【点睛】本题考查属于与包含于符号的区别,属于基础题.
2.已知幂函数f(x)=xa(a是常数),则( )
A. 的定义域为R B. 在上单调递增
C. 的图象一定经过点 D. 的图象有可能经过点
【答案】C
【解析】
【分析】
幂函数f(x)=xa的定义域和单调性都与幂指数a有关,过定点(1,1),易选得A.
【详解】解:(1)对于A,幂函数f(x)=xa的定义域与a有关,不一定为R,A错误;
(2)对于B,a>0时,幂函数f(x)=xa在(0,+∞)上单调递增,
a<0时,幂函数f(x)=xa在(0,+∞)上单调递减,B错误;
(3)对于C,幂函数f(x)=xa的图象过定点(1,1),C正确;
(4)对于D,幂函数f(x)=xa的图象一定不过第四象限,D错误.
故选:C.
【点睛】本题考查了幂函数的图像与性质,属于基础题.
3.已知函数g(x)=,函数f(x)=|x|•g(x),则f(-2)=( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】D
【解析】
【分析】
直接代入x=-2,求出f(-2)的值.
【详解】解:因为函数g(x)=,函数f(x)=|x|•g(x),
所以f(-2)=|-2|•g(-2)=2×(-1)=-2.
故选:D.
【点睛】本题考查了分段函数的取值,属于基础题.
4.函数f(x)=-lnx的定义域为( )
A. B.
C. 或 D.
【答案】B
【解析】
【分析】
结合根式和对数的有意义得出关系式,解出x范围即为定义域.
【详解】解:因为f(x)有意义,则;解得x≥1;
∴f(x)的定义域为:{x|x≥1}.
故选:B.
【点睛】本题考查了根式和对数函数的定义域,属于基础题.
5.若函数y=f(x)的定义域为{x|-3≤x≤8,x≠5,值域为{y|-1≤y≤2,y≠0},则y=f(x)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
由图象知,选项中定义域不是,排除,选项中,出现一个对应三个,所以不是函数,故排除,故选B.
6.设a=2,b=,c=()0.3,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由指数和对数函数的性质判断a、c、b的范围,然后比较大小即可.
【详解】解:a=2<=0,
b=>=1,
0<c=()0.3<()0=1,
所以a<c<b.
故选:A.
【点睛】本题考查了指数和对数函数的性质,属于基础题.
7.若f(x)=4x2-kx-8在[5,8]上为单调递减函数,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
结合二次函数的开口和对称轴很容易判断函数单调性,再由函数在[5,8]上为单调递减得出不等关系解出答案.
【详解】解:二次函数f(x)=4x2-kx-8开口向上,对称轴x=,
因为函数f(x)=在[5,8]上为单调递减函数
所以对称轴x=,解得k≥64.
故选:B.
【点睛】本题考查了二次函数的图像与性质,属于基础题.
8. 某学校要召开学生代表大会,规定各班每10人推选一名代表 ,当各班人数除以10的余数大于6时再增选一名代表,那么,各班可推选代表人数y与该班人数x之间的函数关系用取整函数y="[x](" [x]表示不大于x的最大整数)可以表示为 【】
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
试题分析:根据规定每人推选一名代表,当各班人数除以的余数大于时增加一名代表,即余数分别为时可以增选一名代表,也就是要进一位,所以最小应该加,因此利用取整函数可表示为,也可以用特殊取值法,若,排除C,D,若,排除A,故选B.
考点:函数的解析式及常用方法.
【方法点晴】本题主要考查了函数的解析式问题,其中解答中涉及到取整函数的概念,函数解析式的求解等知识点的考查,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力,此类问题的解答中主要是读懂题意,在根据数学知识即可得到答案,对于选择题要选择最恰当的方法,试题有一定的难度,属于中档试题.
9.已知f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f(1-x)=f(1+x),f(1)=2,则f(-1)+f(3)=( )
A. 4 B. 0 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
先由奇函数求出f(-1)=-f(1)=-2,再由f(1-x)=f(1+x)得到函数对称性求出f(3)=f(-1)=-f(1)=-2,然后看计算答案.
【详解】解:根据题意,f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,且f(1)=2,
则f(-1)=-f(1)=-2,
又由f(x)满足f(1-x)=f(1+x),则函数f(x)的对称轴为x=1,
则f(3)=f(-1)=-f(1)=-2,
则(-1)+f(3)=-4;
故选:D.
【点睛】本题考查了函数的奇偶性和对称性,属于基础题.
10.若函数f(x)=(k-1)ax-a-x(a>0,a≠1)在R上既是奇函数,又是减函数,则g(x)=loga(x+k)的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据函数是一个奇函数,函数在原点处有定义,得到函数的图象一定过原点,求出k的值,根据函数是一个减函数,得出底数的范围,得到结果.
【详解】∵函数f(x)=(k﹣1)ax﹣a﹣x(a>0,a≠1)在R上是奇函数,
∴f(0)=0
∴k=2,
又∵f(x)=ax﹣a﹣x为减函数,
所以1>a>0,
所以g(x)=loga(x+2),
定义域为,且递减,
故选A.
【点睛】本题考查函数奇偶性和单调性,即对数函数的性质,本题解题的关键是看出题目中所出现的两个函数性质的应用.
11.已知函数f(x)=,对任意的x1,x2≠±1且x1≠x2,给出下列说法:
①若x1+x2=0,则f(x1)-f(x2)=0;②若x1•x2=1,则f(x1)+f(x2)=0;
③若1<x2<x1,则f(x2)<f(x1)<0;④若()g(x)=f(),且0<x2<x1<1.则g(x1)+g(x2)=g(),
其中说法正确的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】
①和②直接用x1表示x2,代入计算即可;③中先对函数进行分离常数得f(x)=-1-,判断出函数在区间(1,+∞)单调递增,然后可得f(x2)<f(x1)<0正确;④中先求出g(x)= ,再代入计算化简即可.
【详解】解:函数f(x)=,
①若x1+x2=0,则f(x1)-f(x2)==0,故①正确;
②若x1•x2=1,则x2=,
f(x1)+f(x2)=+=0,故②正确;
③f(x)==-1-在x>1递增,可得若1<x2<x1,
则f(x2)<f(x1)<0,故③正确;
④若()g(x)=f()=,即g(x)= ,
且0<x2<x1<1.则g(x1)+g(x2)= + = .
g( )=
即有g(x1)+g(x2)=g( ),故④正确.
故选:D.
【点睛】本题考查了函数解析式的化简运算,分式函数单调性,分式函数中分子分母次数相同时常采用分离常数法处理.
12.设函数f(x)=,若对任意给定的m∈(1,+∞),都存在唯一的x0∈R满足f(f(x0))=2a2m2+am,则正实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
先画出函数f(x)图像,记t=f(x0),存在唯一的x0,所以必有t>1,所以f(t)=2a2m2+am>1对任意给定的m∈(1,+∞)恒成立,因式分解得(ma+1)(2ma-1)>0,因为ma+1>0,所以2ma-1>0恒成立,代入m=1即可.
【详解】解:作出函数f(x)的图象如图:由图象知当x>0时,f(x)=log2x的值域为R,
当-1≤x≤0,f(x)的取值范围为[0,1],
当x<-1时,f(x)的取值范围是(-∞,1),
即由图象知当f(x)≤1时,x的值不唯一,设t=f(x0),
当x>0时,由f(x)=log2x≥1得x≥2,则方程f(f(x0))=2a2m2+am,
等价为f(t)=2a2m2+am,
因为2a2m2+am>0
所以若存在唯一的x0∈R满足f(f(x0))=2a2m2+am,
则t>1,即由f(x)=log2x>1得x>2,
即当x>2时,f(f(x))与x存在一一对应的关系,则此时必有f(f(x))>1,
即2a2m2+am>1,得(ma+1)(2ma-1)>0,
因为ma+1>0,
所以不等式等价为2ma-1>0,设h(m)=2ma-1,
因为m>1,a>0,
所以只要h(1)≥0即可,得2a-1≥0,得a≥,
即实数a的取值范围是[,+∞).
故选:A.
【点睛】本题考查了复合函数与分段函数,函数的恒成立与能成立,综合性较强,分段函数常借助函数图像进行处理,复合函数一般采用换元法.
二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13.设集合A={0,1,2},B={2,3},则A∪B=______.
【答案】{0,1,2,3}
【解析】
【分析】
由集合A、B可直接写出A∪B.
【详解】解:设集合A={0,1,2},B={2,3},则A∪B={0,1,2,3}
故答案为:{0,1,2,3}.
【点睛】本题考查了集合的并集运算,属于基础题.
14.函数y=1+loga(x+2)(a>0且a≠1)图象恒过定点A,则点A的坐标为______.
【答案】(-1,1)
【解析】
【分析】
由对数函数的性质loga1=0,所以令x+2=1,可知y=1.
【详解】解:由对数函数的性质,令x+2=1可知y=1
所以y=1+loga(x+2)(a>0且a≠1)图象恒过定点A(-1,1),
故答案为:(-1,1).
【点睛】本题考查了对数函数的定点问题,对数函数定点需要把握住loga1=0进行解决.
15.已知函数f(x)(对应的曲线连续不断)在区间[0,2]上的部分对应值如表:
x
0
0.88
1.30
1.406
1.431
1.52
1.62
1.70
1.875
2
f(x)
-2
-0.963
-0.340
-0.053
0.145
0.625
1.975
2.545
4.05
5
由此可判断:当精确度为0.1时,方程f(x)=0的一个近似解为______(精确到0.01)
【答案】1.41(答案不唯一)
【解析】
【分析】
先由表中观察到f(1.406)f(1.431)<0,且函数图像连续,所以在(1.406,1.431)上必有零点,再精确到0.01即可.
【详解】解:由所给的函数值的表格可以看出,
在x=1.406与x=1.431这两个数字对应的函数值的符号不同,
即f(1.406)f(1.431)<0,
∴函数的零点在(1.406,1.431)上,
故当精确度为0.1时,方程f(x)=0的一个近似解为1.41
故答案为:1.41(答案不唯一).
【点睛】本题考查了零点存在定理,属于基础题.
16.函数f(x)为定义在(0,+∞)上的单调递增函数,且f(x)•f(f(x)+)=1,则f(-1)=______.
【答案】
【解析】
【分析】
先换元记f(x)=t,用反证法证出t≤1,因为f(t+)=,用t+替换x代入方程f(x)•f(f(x)+)=1得f(+)=t=f(x),所以+=x,即x2t2-xt-1=0,代入x=-1,解出t即可.
【详解】解:设f(x)=t,
若t>1,则f(t+)>1
因为f(x)在(0,+∞)上的单调递增函数,
所以1=tf(t+)>t,即与t>1矛盾,
所以t≤1,
则方程等价为tf(t+)=1,即f(t+)=,
令t+替换x代入方程f(x)•f(f(x)+)=1,
得f(t+)•f(f(t+)+)=1,即•f(+)=1,
即f(+)=t=f(x),即+=x,整理得x2t2-xt-1=0
代入x=-1,解得t=或t=>1(舍)
所以f(-1)=
故答案为:
【点睛】本题考查了复合函数和抽象函数,综合性较强,复合函数一般可用换元法处理.
三、解答题(本大题共6小题,共70.0分)
17.计算:
(Ⅰ)-(-2)0-+(1.5)-2;
(Ⅱ)+lg2-log48.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)
【解析】
【分析】
(1)利用分数指数幂直接化简;(2)利用换底公式进行化简运算即可.
【详解】(Ⅰ)-(-2)0-+(1.5)-2==
(Ⅱ)+lg2-log48=lg5+lg2-+2=1-=.
【点睛】本题考查了分数指数幂的运算,对数的运算,属于基础题.
18.已知集合A={x|x2-2x-3≤0,x∈R},B={x|x2-2mx+(m-2)(m+2)≤0,x∈R,m∈R}.
(Ⅰ)若A∩B=[0,3],求实数m的值;
(Ⅱ)若A⊆∁RB,求实数m的取值范围.
【答案】(Ⅰ)m=2;(Ⅱ)m>5或m<-3
【解析】
【分析】
(1)先通过解不等式求出集合A和B,因为A∩B=[0,3],列出关系式,求出m;(2)写出∁RB,因为A⊆∁RB,列出关系式,可求出m范围.
【详解】(Ⅰ)A={x|x2-2x-3≤0,x∈R}={x|-1≤x≤3}
B={x|x2-2mx+(m-2)(m+2)≤0 }={x|m-2≤x≤m+2}
因为A∩B=[0,3]
所以,即
所以m=2
(Ⅱ)因为B={x|m-2≤x≤m+2}.
所以∁RB={x|x>m+2或x<m-2}
要使A⊆∁RB,
则3<m-2或-1>m+2,
解得m>5或m<-3,
即实数m的取值范围是m>5或m<-3.
【点睛】本题考查了集合的运算,集合间的包含关系,属于基础题.
19.设函数f(x)=xk(k∈R,且为常数).
(Ⅰ)当k=3时,判断函数f(x)的奇偶性,并证明;
(Ⅱ)当k=1时,设函数g(x)=f(x)-,利用函数的单调性的定义证明函数y=g(x)在x∈(0,+∞)为单调递增函数.
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】
【分析】
(1)代入k=3时,f(x)=x3,因为f(-x)=-f(x),所以为奇函数;(2)代入k=1,得f(x)=x,g(x)=x-,设0<x2<x1,作差f(x1)-f(x2)化简后通过判断其正负来确定单调性.
【详解】(1)∵k=3时,f(x)=x3定义域为R,
∴f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x),则f(x)为奇函数.
(2)当k=1时,f(x)=x,g(x)=x-,
设0<x2<x1,
则f(x1)-f(x2)=x1--x2+=x1-x2+()=,
因为0<x2<x1,
所以x1x2>0,x1-x2>0,
即f(x1)-f(x2)>0,则f(x1)>f(x2),
即g(x)在(0,+∞)上是增函数.
【点睛】本题考查了函数奇偶性得判断,单调性的证明,属于基础题.
20.著名英国数学和物理学家IssacNewton(1643年-1727年)曾提出了物质在常温环境下温度变化的冷却模型.把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是θ1℃,空气的温度是θ0℃,tmin后物体温度θ℃,可由公式θ=θ0+(θ1-θ0)e-kt(e为自然对数的底数)得到,这里k是一个随着物体与空气的接触状况而定的正的常数.现将一个原来温度为62℃的物体放在15℃的空气中冷却,1min以后物体的温度是52℃.
(Ⅰ)求k的值(精确到0.01);
(Ⅱ)该物体从原来的62℃开始冷却多少min后温度是32℃?
(参考数据:ln≈-0.24,ln≈-0.55,ln≈-1.02)
【答案】(Ⅰ)k=0.24;(Ⅱ)t=4.25
【解析】
【分析】
(1)因为θ=θ0+(θ1-θ0)e-kt,代入θ1=62,θ0=15,t=1,θ=52,得到方程解出k即可;(2)由(1)和题中数据得32=15+47e-0.24t,解出t即可.
【详解】解:(Ⅰ)由题意可知,θ1=62,θ0=15,t=1,θ=52,
所以52=15+(62-15)e-k,
化简得:k=-ln,
因为ln≈-0.24,
所以k=0.24;
(Ⅱ)由(I)可知θ=15+47e-0.24t,
所以当θ=32时,32=15+47e-0.24t,
解得:t=4.25.
【点睛】本题考查了函数模型的应用,属于基础题.
21.已知函数g(x)对一切实数x,y∈R都有g(x+y)-g(y)=x(x+2y-2)成立,且g(1)=0,h(x)=g(x+1)+bx+c(b,c∈R),f(x)=
(Ⅰ)求g(0)的值和g(x)的解析式;
(Ⅱ)记函数h(x)在[-1,1]上的最大值为M,最小值为m.若M-m≤4,当b>0时,求b的最大值;
(Ⅲ)若关于x的方程f(|2x-1|)+-3k=0有三个不同的实数解,求实数k的取值范围.
【答案】(Ⅰ)g(x)=x2-2x+1;(Ⅱ)2;(Ⅲ)(0,+∞)
【解析】
【分析】
(1)令x=1,y=0得g(1)-g(0)=-1,又g(1)=0,得g(0)=1,再令y=0可得g(x)=x2-2x+1;(2)由(1)得h(x)=g(x+1)+bx+c=x2+bx+c,分-<-1和-1≤-<0讨论函数的最值,结合M-m≤4确定b的范围;(3)令|2x-1|=t,化简得方程t2-(2+3k)t+(1+2k)=0,(t>0),结合题意和t=|2x-1|的图象知方程有两解,且0<t1<1<t2或0<t1<1,t2=1,分类结合二次函数零点的分布求解k的范围即可.
【详解】(Ⅰ)令x=1,y=0得g(1)-g(0)=-1,
因为g(1)=0,所以g(0)=1,
令y=0得g(x)-g(0)=x(x-2),
所以g(x)=x2-2x+1.
(Ⅱ)h(x)=g(x+1)+bx+c=x2+bx+c.
①当-<-1,即b>2时,M-m=h(1)-h(-1)=2b>4,与题设矛盾
②当-1≤-<0时,即0<b≤2时,M-m=h(1)-h(-)=(+1)2≤4恒成立,
综上可知当0<b≤2时,b的最大值为2.
(Ⅲ)当x=0时,2x-1=0则x=0不是方程的根,
方程f(|2x-1|)+-3k=0可化为:
|2x-1|2-(2+3k)|2x-1|+(1+2k)=0,|2x-1|≠0,
令|2x-1|=t,则方程化为t2-(2+3k)t+(1+2k)=0,(t>0),
因为方程f(|2x-1|)+-3k-1=0有三个不同的实数解,
由t=|2x-1|的图象知,
t2-(2+3k)t+(1+2k)=0,(t>0),有两个根t1、t2,
且0<t1<1<t2或0<t1<1,t2=1.
记h(t)=t2-(2+3k)t+(1+2k),
则,此时k>0,
或,此时k无解,
综上实数k的取值范围是(0,+∞).
【点睛】
本题考查了抽象函数解析式的求法,二次函数的最值,函数的零点,复合函数用换元法,函数零点问题可结合函数图像分析.
22.对数函数g(x)=1ogax(a>0,a≠1)和指数函数f(x)=ax(a>0,a≠1)互为反函数.已知函数f(x)=3x,其反函数为y=g(x).
(Ⅰ)若函数g(kx2+2x+1)的定义域为R,求实数k的取值范围;
(Ⅱ)若0<x1<x2且|g(x1)|=|g(x2)|,求4x1+x2的最小值;
(Ⅲ)定义在I上的函数F(x),如果满足:对任意x∈I,总存在常数M>0,都有-M≤F(x)≤M成立,则称函数F(x)是I上的有界函数,其中M为函数F(x)的上界.若函数h(x)=,当m≠0时,探求函数h(x)在x∈[0,1]上是否存在上界M,若存在,求出M的取值范围,若不存在,请说明理由.
【答案】(Ⅰ)k>1;(Ⅱ)4;(Ⅲ)见解析
【解析】
【分析】
(Ⅰ)因为g(x)=1ogax与f(x)=3x,互为反函数,所以a=3,得g(kx2+2x+1)= log3(kx2+2x+1)的定义域为R,所以kx2+2x+1>0恒成立,可求解k的范围;(Ⅱ)由|g(x1)|=|g(x2)|,得|log3x1|=|log3x2|,分析化简得x1x2=1,4x1+x2=4x1+,利用双勾函数求其最值;(Ⅲ)由h(x)==-1+,分m>0和m<0分别求出h(x)的取值范围,然后讨论其上下界.
【详解】(Ⅰ)由题意得g(x)=log3x,
因为g(kx2+2x+1)=log3(kx2+2x+1)的定义域为R,
所以kx2+2x+1>0恒成立,
当k=0时不满足条件,
当k≠0时,若不等式恒成立,
则,即,
解得k>1;
(Ⅱ)由|g(x1)|=|g(x2)|,得|log3x1|=|log3x2|,
因为0<x1<x2,
所以0<x1<1<x2,且-log3x1=log3x2,
所以log3x1+log3x2=log3x1x2=0,
所以x1x2=1,
所以则4x1+x2=4x1+,0<x1<1,
因为函数y=4x+在(0,)上单调递减,在(,1)上单调递增,
所以当x1=时,4x1+x2取得最小值为4.
(Ⅲ)h(x)==-1+,(m≠0),
(i)当m>0,1+m3x>1,则h(x)在[0,1]上单调递减,
所以≤h(x)≤,
①若||≥||,即m∈(0,]时,存在上界M,M∈[||,+∞),
②若||<||,即m∈(,+∞)时,存在上界M,M∈[||,+∞),
(ii)当m<0时,
①若-<m<0时,h(x)在[0,1]上单调递增,h(x)∈[,],存在上界M,M∈[,+∞),
②若m=-时,h(x)=-1+在[0,1]上单调递增,h(x)∈[2,+∞),故不存在上界.
③若-1<m<-时,h(x)在[0,log3(-))上单调递增,h(x)在(log3(-),1]上单调递增,h(x)∈(-∞,]∪[,+∞)故不存在上界,
④若m=-1,h(x)=-1+在(0,1]上单调递增,h(x)∈(-∞,-2],故不存在上界
⑤若m<-1,h(x)在[0,1]上单调递增,h(x)∈[,],而<0,存在上界M,M∈[||,+∞);
综上所述,当m<-1时,存在上界M,M∈[||,+∞),
当-1≤m≤-时,不存在上界,
当-<m<0时,存在上界M,M∈[,+∞),
当m∈(0,]时,存在上界M,M∈[||,+∞),
当m∈(,+∞)时,存在上界M,M∈[||,+∞).
【点睛】本题考查了反函数的概念,对数函数的定义域,恒成立问题与分类讨论,综合性较强,属于难题.
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