2022_2023学年新教材高中数学期末质量检测湘教版必修第一册
展开一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.集合U={1,2,3,4,5},S={1,4,5},T={2,3,4},则S∩(∁UT)=( )
A.{1,5} B.{1} C.{1,4,5} D.{1,2,3,4,5}
2.sin 330°= ( )
A.- eq \f(\r(3),2) B. eq \f(\r(3),2) C.- eq \f(1,2) D. eq \f(1,2)
3.已知命题p:∀x>0,2x>lg2x,则命题p的否定为( )
A.∀x>0,2x≤lg2x B.∃x>0,2x≤lg2x C.∃x>0,2x
A.- eq \f(π,3) B.- eq \f(5π,12) C. eq \f(5π,12) D. eq \f(π,3)
5.已知角α的顶点与直角坐标系的原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点(-2,a),若α=120°,则a的值为( )
A.-2 eq \r(3) B.±2 eq \r(3) C.2 eq \r(3) D. eq \r(3)
6.若a=lg54,b=lg eq \r(2) 0.5,c=60.7( )
A.a7.函数f(x)= eq \f(ln |x|,ex-e-x) 的大致图象是( )
8.科学研究已经证实,人的智力,情绪和体力分别以33天、28天和23天为周期,按y=sin (ωx+φ)进行变化,记智力曲线为I,情绪曲线为E,体力曲线为P,且现在三条曲线都处于x轴的同一点处,那么第322天时 ( )
A.智力曲线I处于最低点 B.情绪曲线E与体力曲线P都处于上升期
C.智力曲线I与情绪曲线E相交 D.情绪曲线E与体力曲线P都关于(322,0)对称
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)
9.下列结论正确的是( )
A.若a,b为正实数,a≠b,则a3+b3>a2b+ab2
B.若a,b,m为正实数,aC.若a,b∈R,则“a>b>0”是“ eq \f(1,a)< eq \f(1,b)”的充分不必要条件
D.当x∈ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))时,sin x+ eq \f(2,sin x)的最小值是2 eq \r(2)
10.若α为第二象限角,则下列结论正确的是( )
A.sin α>cs α B.sin α>tan α C.sin α+cs α>0 D.cs α+tan α>0
11.下列选项不正确的是( )
A.既是奇函数又是偶函数的函数一定是f(x)=0(x∈R)
B.函数y= eq \f(1,x)在定义域内是减函数
C.所有的周期函数一定有最小正周期
D.函数f(x)=eln x和函数g(x)= eq \f(1,\r(x))有相同的定义域与值域
12.已知f(x)=sin2x+sin2(x+α)+sin2(x+β),其中α,β为参数,若对∀x∈R,f(x)恒为定值,则下列结论中正确的是( )
A.f(x)= eq \f(3,2) B.f(x)=2
C.α+β=π D.满足题意的一组α,β可以是α= eq \f(π,3),β= eq \f(2π,3)
三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.)
13.已知弧长为 eq \f(π,3)cm的弧所对圆心角为 eq \f(π,6),则这条弧所在圆的半径为________cm.
14.已知函数f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(2x+2,x≤1,lga(x-1),x>1)),若f(f(0))=2,则实数a的值为________.
15.若函数f(x)=lgax(a>0且a≠1)在 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),4))上的最大值为2,最小值为m,函数g(x)=(3+2m) eq \r(x)在[0,+∞)上是增函数,则a+m的值是________.
16.若函数f(x)=sin (x+φ)+cs x(0<φ<π)的最大值为2,则常数φ的值为________.
四、解答题(本题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.(本小题满分10分)(1)求值:若xlg32=1,求2x+2-x的值;
(2)化简: eq \f(cs (α-3π)cs \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-α)),sin 2α).
18.(本小题满分12分)已知集合A={x|x2-3x-4<0},B={x|x2+4mx-5m2<0},其中m∈R.
(1)若B={x|-5<x<1},求实数m的值;
(2)已知命题p:x∈A,命题q:x∈B,若p是q的充分条件,且m>0,求实数m的取值范围.
19.(本小题满分12分)在下列三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并作答.
①f(x)的最小正周期为π,且f(x)是偶函数;
②f(x)图象上相邻两个最高点之间的距离为π,且f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)))=0;
③x=0与x= eq \f(π,2)是f(x)图象上相邻的两条对称轴,且f(0)=2;
问题:已知函数f(x)=2sin (ωx+φ)(ω>0,0<φ<π),若________.
(1)求ω,φ的值;
(2)将函数y=f(x)的图象向右平移 eq \f(π,6)个单位长度后,再将得到的函数图象上各点的横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求g(x)在[0,π]上的单调递减区间.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
20.(本小题满分12分)已知cs α=- eq \f(4,5),且 eq \f(π,2)<α<π.
(1)求5sin (π+α)-4tan (3π-α)的值;
(2)若0<β< eq \f(π,2),cs (β-α)= eq \f(\r(5),5),求sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+2β))的值.
21.(本小题满分12分)已知函数f(x)=ln eq \f(2-mx,2+x),m>0,且f(1)+f(-1)=0.
(1)证明:f(x)在定义域上是减函数;
(2)若f(x)+ln 9
某同学为祖国的航天事业取得的成就感到无比自豪,同时对航天知识产生了浓厚的兴趣.通过查阅资料,他发现在不考虑气动阻力和地球引力等造成的影响时,单级火箭的最大速度v(单位:千米/秒)满足v=W ln eq \f(m+M,M),其中,W(单位:千米/秒)表示它的发动机的喷射速度,m(单位:吨)表示它装载的燃料质量,M(单位:吨)表示它自身的质量(不包括燃料质量).
(1)某单级火箭自身的质量为50吨,发动机的喷射速度为3千米/秒.当它装载100吨燃料时,求该单级火箭的最大速度(精确到0.1);
(2)根据现在的科学水平,通常单级火箭装载的燃料质量与它自身质量的比值不超过9.如果某单级火箭的发动机的喷射速度为2千米/秒,判断该单级火箭的最大速度能否超过7.9千米/秒,请说明理由.
(参考数据:无理数e=2.718 28…,ln 3≈1.10)
期末质量检测
1.解析:集合U={1,2,3,4,5},S={1,4,5},T={2,3,4},
所以∁UT={1,5},
所以S∩(∁UT)={1,5}.故选A.
答案:A
2.解析:sin 330°=sin (360°-30°)=sin (-30°)=-sin 30°=- eq \f(1,2),故选C.
答案:C
3.解析:因为全称命题的否定是特称命题,所以命题p:∀x>0,2x>lg2x,则命题p的否定为“∃x>0,2x≤lg2x”,故选B.
答案:B
4.解析:根据题意,雨水是冬至后的第四个节气,故从冬至到雨水对应地球在黄道上运行了4×15°=60°.故选D.
答案:D
5.解析:因为终边经过点(-2,a),且α=120°,
所以tan 120°= eq \f(a,-2)=- eq \r(3),
解得a=2 eq \r(3),故选C.
答案:C
6.解析:因为01,所以b答案:D
7.解析:函数的定义域为{x|x≠0},
f(-x)= eq \f(ln |-x|,e-x-ex)=- eq \f(ln |x|,ex-e-x)=-f(x),则函数f(x)是奇函数,图象关于原点对称,排除D,f(1)=0,排除A,B,故选C.
答案:C
8.解析:第322天时,322除33余25, 322除28余14,322除23余0,即智力曲线I位于 eq \f(25,33)周期处,情绪曲线E位于 eq \f(1,2)周期处,体力曲线P刚好位于起始点处,
A项, eq \f(25,33)> eq \f(3,4)则智力曲线I不处于最低点,故A错误;B项,情绪曲线E处于最高点,即将开始下降,故B错误;C项,经过n个周期后,因为周期不同,所以智力曲线I与情绪曲线E不一定相交,故C错误;D项,(322, 0)位于体力曲线P和情绪曲线E的交点x轴上,故D正确,故选D.
答案:D
9.解析:对于A,若a,b为正实数,a≠b,
∵a3+b3-(a2b+ab2)=(a-b)2(a+b)>0,∴a3+b3>a2b+ab2,故A正确;对于B,若a,b,m为正实数,a0,则 eq \f(a+m,b+m)> eq \f(a,b),故B错误;对于C,若 eq \f(1,a)< eq \f(1,b),则 eq \f(1,a)- eq \f(1,b)= eq \f(b-a,ab)<0,不能推出a>b>0,而当a>b>0时,有b-a<0,ab>0,所以 eq \f(b-a,ab)<0成立,即 eq \f(1,a)< eq \f(1,b),
所以“a>b>0”是“ eq \f(1,a)< eq \f(1,b)”的充分不必要条件,故C正确;对于D,当x∈ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))时,0
10.解析:因为α为第二象限角,
sin α>0,cs α<0,tan α<0
所以A,B正确,D不正确;当α∈ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\f(3π,4)))时,sin α+cs α>0,当α∈ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,4),π))时,sin α+cs α<0,所以C不一定正确.故选AB.
答案:AB
11.解析:对于A,若y=f(x)既是奇函数,又是偶函数,由定义可得f(x)=0,但不一定x∈R,只要定义域关于原点对称即可,故A错误;对于B,函数y= eq \f(1,x)的减区间为(-∞,0),(0,+∞),但函数y= eq \f(1,x)在定义域内不是减函数,故B错误;对于C,若一个函数是周期函数,那么它不一定有最小正周期,例如常数函数f(x)=1是周期函数,但无最小正周期,故C错误;对于D,函数f(x)=eln x定义域为(0,+∞),值域为(0,+∞),函数g(x)= eq \f(1,\r(x))定义域为(0,+∞),值域为(0,+∞),故D正确.故选ABC.
答案:ABC
12.解析:f(x)= eq \f(1-cs 2x,2)+ eq \f(1-cs (2x+2α),2)+ eq \f(1-cs (2x+2β),2)= eq \f(3,2)- eq \f(1,2)cs 2x·(1+cs 2α+cs 2β)-sin 2x·(sin 2β+sin 2α),
由题意,得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(cs 2α+cs 2β=-1,sin 2β+sin 2α=0)),
两式平方相加可得cs (2α-2β)=- eq \f(1,2),
所以f(x)= eq \f(3,2),2α-2β= eq \f(2π,3)+2kπ或- eq \f(2π,3)+2kπ,k∈Z.
当α= eq \f(π,3),β= eq \f(2π,3)时,2α-2β=- eq \f(2π,3)符合题意,故选项A,D正确,B,C错误.故选AD.
答案:AD
13.解析:已知弧长为 eq \f(π,3) cm的弧所对圆心角为 eq \f(π,6),
因为α= eq \f(l,r),
所以r= eq \f(l,α)= eq \f(\f(π,3),\f(π,6))=2.
答案:2
14.解析:f(0)=20+2=3,
f(f(0))=f(3)=lga2=2,即a2=2,又a>0,且a≠1,
所以a= eq \r(2).
答案: eq \r(2)
15.解析:当a>1时,函数f(x)=lgax是正实数集上的增函数,而函数f(x)=lgax在 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),4))上的最大值为2,因此有f(4)=lga4=2⇒a=2,所以m=lg2 eq \f(1,2)=-1,此时g(x)= eq \r(x)在[0,+∞)上是增函数,符合题意,因此a+m=2-1=1;当0答案:1
16.解析:因为f(x)=cs φsin x+(sin φ+1)cs x= eq \r(cs2φ+(sinφ+1)2)sin (x+θ),
所以 eq \r(cs2φ+(sinφ+1)2)=2,解得sin φ=1,因为0<φ<π,所以φ= eq \f(π,2).
答案: eq \f(π,2)
17.解析:(1)由题意,lg32x=1,得2x=3,
得2x+2-x=3+ eq \f(1,3)= eq \f(10,3).
(2) eq \f(cs (α-3π)cs \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-α)),sin 2α)= eq \f(-cs αsin α,2sin αcs α)=- eq \f(1,2).
18.解析:(1)由题意,-5,1是方程x2+4mx-5m2=0的两根,
由韦达定理得: eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-4m=-4,-5m2=-5)),解得m=1,经检验符合条件.
(2)由题意,A={x|-1<x<4},A⊆B,
因为m>0,则B={x|-5m<x<m},
由A⊆B得, eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-5m≤-1,m≥4)),解得m≥4.
所以实数m的取值范围是[4,+∞).
19.解析:(1)方案一:选条件①
∵f(x)的最小正周期为π,
∴T= eq \f(2π,ω)=π,
∴ω=2.
又f(x)是偶函数,
∴sin (2x+φ)=sin (-2x+φ)恒成立,
∴sin 2x cs φ=0恒成立,
∴cs φ=0,
∴φ=kπ+ eq \f(π,2),k∈Z.
又0<φ<π,
∴φ= eq \f(π,2).
(2)由(1)知,f(x)=2sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,2)))=2cs 2x,
将y=f(x)的图象向右平移 eq \f(π,6)个单位长度后,得到y=2cs eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))的图象.
再将横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变,得到g(x)=2cs eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-\f(π,3)))的图象.
由2kπ≤ eq \f(x,2)- eq \f(π,3)≤2kπ+π,k∈Z.
当k=0时, eq \f(2π,3)≤x≤ eq \f(8π,3).
∵0≤x≤π,
∴ eq \f(2π,3)≤x≤π,
∴g(x)在[0,π]上的单调递减区间是 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),π)).
方案二:选条件②
(1)∵函数f(x)图象上相邻两个最高点之间的距离为π,
∴T= eq \f(2π,ω)=π,
∴ω=2
又f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)))=0,
∴sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×\f(π,4)+φ))=0,即cs φ=0
∴φ=kπ+ eq \f(π,2),k∈Z.
又0<φ<π,
∴φ= eq \f(π,2).
(2)同方案一(2)
方案三:选条件③
(1)∵x=0与x= eq \f(π,2)是f(x)图象上相邻的两条对称轴,
∴ eq \f(T,2)= eq \f(π,2),即T= eq \f(2π,ω)=π.
∴ω=2
又f(0)=2sin φ=2
∴sin φ=1,
∴φ=2kπ+ eq \f(π,2),k∈Z.
又0<φ<π,
∴φ= eq \f(π,2).
(2)同方案一(2).
20.解析:∵cs α=- eq \f(4,5), eq \f(π,2)<α<π,
∴sin α= eq \r(1-cs2α)= eq \r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(-4,5)))\s\up12(2))= eq \f(3,5),
∴tanα= eq \f(sin α,cs α)= eq \f(\f(3,5),-\f(4,5))=- eq \f(3,4);
(1)5sin (π+α)-4tan (3π-α)=-5sin α+4tan α=-5× eq \f(3,5)+4× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,4)))=-6;
(2)∵0<β< eq \f(π,2), eq \f(π,2)<α<π,
∴-π<β-α<0,
又∵cs (β-α)= eq \f(\r(5),5),
∴sin (β-α)=- eq \r(1-cs2(β-α))=- eq \r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(5),5)))\s\up12(2))=- eq \f(2\r(5),5),
∴csβ=cs [(β-α)+α]=cs (β-α)cs α-sin (β-α)sin α= eq \f(\r(5),5)× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,5)))- eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2\r(5),5)))× eq \f(3,5)= eq \f(2\r(5),25),
∴sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+2β))=cs 2β=2cs 2β-1=2× eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2\r(5),25))) eq \s\up12(2)-1=- eq \f(117,125).
21.解析:(1)∵f(1)+f(-1)=0,
∴ln eq \f(2-m,3)+ln (2+m)=ln eq \f(4-m2,3)=0,
∴m2=1,
又m>0,
∴m=1,
∴f(x)=ln eq \f(2-x,2+x).
由 eq \f(2-x,2+x)>0,解得-2
令g(x)= eq \f(2-x,2+x)=-1+ eq \f(4,2+x).
任取x1,x2∈(-2,2),且x1
x2-x1>0,2+x1>0,2+x2>0,
∴g(x1)-g(x2)>0,即g(x1)>g(x2),
又y=ln x在(0,+∞)上是增函数,
由复合函数的单调性知:f(x)在(-2,2)上是减函数.
(2)∵f(-x)=ln eq \f(2+x,2-x)=-ln eq \f(2-x,2+x)=-f(x),
∴原不等式可化为2f(x)<-ln 9,即f(x)
∴x>1.
又f(x)的定义域为(-2,2),
∴x的取值集合为{x|1
∴v=W ln eq \f(m+M,M)=3×ln eq \f(100+50,50)=3ln 3≈3.3,
∴该单级火箭的最大速度为3.3千米/秒.
(2)∵ eq \f(m,M)≤9,W=2,
∴ eq \f(m+M,M)= eq \f(m,M)+1≤10.
∴v=W ln eq \f(m+M,M)≤2ln 10.
∵e7.9>27.9>27=128>100,
∴7.9=ln e7.9>ln 100=2ln 10,
∴v<7.9.
∴该单级火箭的最大速度不能超过7.9千米/秒.
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