2023-2024学年广西三新学术联盟高一上学期12月联考数学试题(含解析)
展开1.已知集合A=x2x2-5x+2<0,B=x0
2.已知x>15,则5x+45x-1的最小值为
( )
A. 4B. 5C. 6D. 7
3.若函数fx=1x-2+lg2x-1,则fx的定义域为
( )
A. 1,2∪2,+∞B. 1,2∪2,+∞C. 1,+∞D. 2,+∞
4.新课程互助学习小组在学习二分法后,利用二分法研究方程ex+x-5=0在0,4上的近似解时,经过两次二分后,可确定近似解x0所在的区间为
( )
A. 0,1B. 1,2C. 2,3D. 3,4
5.若角α终边经过点1,-1,则sinα+3csα6csα-2sinα+cs2α的值为
( )
A. 54B. 1C. 34D. -32
6.函数fx=x4lg42+x2-x的大致图象是
( )
A. B. C. D.
7.若a,b,c,d∈R,则下列说法正确的是
( )
A. 若a+c>b+d,c>d,则a>bB. 若aC. 若ab>0>c>d,则ca-db>0
8.已知a=20235+120234+1,b=20236+120235+1,则a与b之间的大小关系是
( )
A. a=bB. a>bC. a
9.与π3终边相同的角是
( )
A. -4π3B. 7π3C. 75π9D. -52π6
10.高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设x∈R,用x表示不超过x的最大整数,则y=x称为高斯函数,例如:-3.5=-4,2.1=2.已知函数fx=2x1+2x-12,gx=fx,则下列叙述中正确的是
( )
A. fx在R上是减函数B. g2=1
C. fx的值域是-12,12D. gx的值域是-1,0
11.已知函数fx=ex-1,x≤0-x2-4x+m,x>0(m∈R,e为自然对数的底数),则
( )
A. 函数fx至多有2个零点
B. ∃m∈R,使得fx是R上的增函数
C. 当m≤0时,fx的值域为-∞,0
D. 当m=0时,方程ffx=0有且只有1个实数根
12.x,y,z为正实数,若13x=14y=15z,则下列说法正确的是
( )
A. x>y>zB. z>y>xC. 5z>4y>3xD. 3x>4y>5z
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.若gx是R上的奇函数,且fx=gx+2,已知g1=1,则f-1=______.
14.函数fx=ln-x2+2x+1的值域为______.
15.函数fx=3x+lg 1+x2+x-3-x,则关于x的不等式f2x2-4+f1-x<0的解集为______.
16.已知fx是定义域为R的奇函数,fx的部分解析式为fx=85x-12+12,0
17.(本小题12分)
已知集合A=xlg2x-5<4,集合B=xa-3≤x≤3a.
(1)若a=2,求A∪B;
(2)若A∩B=B,求实数a的取值范围.
18.(本小题12分)
计算下列各式的值:
(1)160.75- π-30-2×2102713;
(2)lg5⋅lg400+2lg22+e2ln2.
19.(本小题12分)
已知函数fx=2x4x+1+12.
(1)证明函数fx为偶函数;
(2)对于∀x∈R,fx≤m2-2m-2恒成立,求实数m的取值范围.
20.(本小题12分)
首届全国学生(青年)运动会于2023年11月5日在广西南宁举行,假设你是某纪念章公司委托的专营店销售总监.现有一款纪念章,每枚进价5元,同时每销售一枚这种纪念章需向学青会组委会上交特许经营管理费2元用于活动公益开支,预计这种纪念章以每枚20元的价格销售时该店一年可销售2000枚,经过市场调研发现每枚纪念章的销售价格在每枚20元的基础上每减少一元则增加销售400枚,而每增加一元则减少销售100枚,现设每枚纪念章的销售价格为x元.7
(2)当每枚纪念章销售价格为多少元时,该专营店一年内的利润最大?最大利润为多少元?
21.(本小题12分)
已知函数fx的定义域为0,+∞,对∀x,y∈0,+∞总有fxy=fx+fy成立.若0
(1)判断并证明函数fx的单调性;
(2)若f2=2,求解关于x的不等式f8x-fx-1<4的解集.
22.(本小题12分)
已知函数fx=lgax-1x+1(a>0且a≠1).
(1)若当a=12时,函数gx=fx-b在1,+∞有且只有一个零点,求实数b的取值范围;
(2)是否存在实数a,使得当fx的定义域为m,n时,值域为1+lgan,1+lgam,若存在,求出实数a的范围;若不存在,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】利用交集的定义,直接求解即可.
解:∵2x2-5x+2<0,∴12
2.【答案】B
【解析】【分析】变形后由基本不等式求出最值.
解:因为x>15,所以5x-1>0,
所以5x+45x-1=5x-1+45x-1+1≥2 5x-1⋅45x-1+1=5,
当且仅当5x-1=45x-1,即x=35时,等号成立.
故选:B
3.【答案】A
【解析】【分析】根据对数函数的性质以及分式的性质即可求解.
解:fx=1x-2+lg2x-1的定义域满足:x-2≠0x-1>0,解得x>1且x≠2,
所以定义域为1,2∪2,+∞,
故选:A
4.【答案】B
【解析】【分析】令fx=ex+x-5,先求出f0,f4,f2,f1的符号,根据二分法结合零点存在定理,即可得出答案.
解:令fx=ex+x-5,可知f0=-4<0,f4=e4-1>0.
又e>2,则f2=e2-3>4-3>0,
所以f0f2<0,根据二分法结合零点存在定理可知,近似解x0所在的区间为0,2.
又f1=e-4<0,
所以f1f2<0,根据二分法结合零点存在定理可知,近似解x0所在的区间为1,2.
故选:B.
5.【答案】C
【解析】【分析】利用任意角三角函数的定义以及同角三角函数关系求解.
解:因为角α终边经过点1,-1,所以tanα=-1,
所以sinα+3csα6csα-2sinα+cs2α=tanα+36-2tanα+cs2αsin2α+cs2α
=tanα+36-2tanα+1tan2α+1=34,
故选:C.
6.【答案】C
【解析】【分析】采用排除法先判断函数的奇偶性,再根据特殊点的函数值的符号进行判断.
解:从函数图象看,定义域都一样,关于原点对称,
∵f-x=-x4lg42-x2+x=x4lg42+x2-x-1=-x4lg42+x2-x=-fx,
所以fx为奇函数,图象关于原点对称,排除BD;
又f1=14lg42+12-1=lg43>0,∴可排除A.
故选:C
7.【答案】D
【解析】【分析】利用不等式的相关性质可推理判断选项A,D,通过举反例判断选项B,C.
解:对于A选项,由a+c>b+d可得a-b>d-c,因d-c<0,故不能判断a-b的值正负,故 A项错误;
对于B选项,因c=0时,ac2=bc2=0,故 B项错误;
对于C选项,取a=-2,b=-1,c=-4,d=-3,满足abd,故 C项错误;
对于D选项,因a>b>0,故1b>1a>0,又因d
移项得:ca-db>0,故 D项正确.
故选:D.
8.【答案】C
【解析】【分析】利用作差法比较大小.
解:a=20235+120234+1=202320234+1-202220234+1=2023-202220234+1,
b=20236+120235+1=2023(20235+1)-202220235+1=2023-202220235+1
所以a-b=202220235+1-202220234+1=2022(20234-20235)(20235+1)(20234+1)<0
所以a故选:C
9.【答案】BC
【解析】【分析】借助终边相同的角的定义即可得.
解:与π3终边相同的角为π3+2kπk∈Z,
对A选项:-4π3=2π3-2kπ,故 A错误;
对B选项:73π=π3+2π,故 B正确;
对C选项:75π9=25π3=π3+8π,故 C正确;
对D选项:-52π6=-26π3=4π3-10π,故 D错误.
故选:BC.
10.【答案】CD
【解析】【分析】先对f(x)分离常数得到fx=12-11+2x,即可研究函数f(x)的单调性和值域,进而可得g(x)的值域与g(2),从而得解.
解:因为fx=2x1+2x-12=2x+1-11+2x-12=12-11+2x,
而y=1+2x在定义域R上单调递增,且y=1+2x>1,
y=12-1x在1,+∞上单调递增,
所以f(x)在R上是增函数,故 A错误;
且0<11+2x<1,-1<-11+2x<0,f(x)=12-11+2x∈-12,12,故 C正确;
所以gx=fx=-1,0, D正确;
而g(2)=f(2)=12-11+4=0,故 B错误.
故选:CD.
11.【答案】AD
【解析】【分析】根据分段函数的解析式,考查每段的零点情况即可判定A;根据函数在(0,+∞)上单调递减,可判定B;分段求出函数值的取值范围,可判定C,令f(x)=t,解出方程f(t)=0可判定D.
解:当ex-1=0时,x=0,符合条件,故x=0是函数的一个零点,
当x>0时,令-x2-4x+m=0,
由韦达定理知,两个根之和-4<0,
故方程不可能有两个正根,也不可能有一正根一个根为零,
若方程有一负根一正根,则Δ=(-4)2-4×(-1)m>0-m<0,解得m>0,
即方程-x2-4x+m=0至多有一个正根,
综上可知,函数fx至多有2个零点,故A正确;
因为函数y=-x2-4x+m的图象开口向下,对称轴为x=-2,
故y=-x2-4x+m在(0,+∞)上单调递减,
则不存在m∈R,使得fx是R上的增函数,故B错误;
当x≤0时,f(x)=ex-1∈(-1,0],
当x>0时,函数y=-x2-4x+m的图象开口向下,对称轴为x=-2,
故y=-x2-4x+m在(0,+∞)上单调递减,
所以f(x)
当m=0时,fx=ex-1,x≤0-x2-4x,x>0,
令f(x)=t,则方程ffx=0,可化为f(t)=0,
若t≤0,则f(t)=et-1=0,解得t=0,
若t>0,则f(t)=-t2-4t=0,解得t=0或者t=-4,均不符合条件,
故只有t=0,
即f(x)=0,此时只有x=0为其根,
故m=0时,方程ffx=0有且只有1个实数根,则D正确,
故选:AD.
12.【答案】AC
【解析】【分析】将13x=14y=15z变形得到3x=4y=5z即可得x、y、z间的大小关系,再分别构造出3x12=4y12、4y20=5z20化简后即可得3x、4y、5z大小关系.
解:由13x=14y=15z=13x=14y=15z,
即有3x=4y=5z,由3<4<5,则x>y>z,
故A正确,B错误,
因为3x=4y,
故3x12=312x=343x=813x=4y12=412y=434y=644y,
因为81>64,故3x<4y,
同理,因为4y=5z
故4y20=420y=454y=10244y=5z20=520z=545z=6255z,
因为1024>625,故4y<5z,即有5z>4y>3x,
故C正确,D错误.
故选:AC.
13.【答案】1
【解析】【分析】根据奇函数的性质,结合代入法进行求解即可.
解:因为gx是R上的奇函数,g1=1,所以g-1=-g1=-1,
所以f-1=g-1+2=-1+2=1,
故答案为:1
14.【答案】-∞,ln2
【解析】【分析】先求出函数的定义域,再换元令t=-x2+2x+1,则y=lnt,求出t的范围,再利用对数函数的性质可求出函数的值域.
解:由-x2+2x+1>0,得1- 2
因为t=-x2+2x+1=-(x-1)2+2,1- 2
故答案为:-∞,ln2
15.【答案】-1,32
【解析】【分析】首先判断fx为奇函数且在定义域上单调递增,所以f2x2-4+f1-x<0可转化为f2x2-4
所以fx的定义域为R,
f-x=3-x-3x+lg -x2+1-x=3-x-3x-lg x2+1+x=-f(x),
所以fx为奇函数,当x>0时,y=3x-3-x为递增函数,又y= x2+1+x为递增函数,y=lgx在其定义域上为增函数,故y=lg x2+1+x为增函数,
而f0=0,所以fx=3x-3-x+lg x2+1+x在R上为增函数,
所以f2x2-4+f1-x<0可化为f2x2-4<-f1-x=f(x-1),
所以2x2-4
16.【答案】136,3- 22
【解析】【分析】解答本题的关键是把方程问题转化为函数交点问题,数形几何分析方程根的范围,然后利用函数的性质求解范围.
先根据奇函数的 性质求出x<0时的解析式,然后画出函数fx的图象,由fx=m有四个根,可得12
所以fx=-f-x=-85x+12-12,当x<-54时,f-x=lg12-x-1,
又fx为奇函数,所以fx=-f-x=-lg12-x-1=lg2-x-1,画出图象如下:
由图可知12
结合图象知x4∈32,1+ 22,由对勾函数单调性知,函数y=1x+x在1,+∞上单调递增,
所以23+32=136<1x4+x4<11+ 22+1+ 22=3- 22,即1x4+x4的取值范围为136,3- 22.
故答案为:136,3- 22
17.【答案】解:(1)
由lg2x-5<4得0
所以,A∪B=5,21∪-1,6=-1,21.
(2)
若A∩B=B,则B⊆A,
当a-3>3a,即a<-32时,B=⌀,满足题意;
当a-3≤3a,即a≥-32时,由图可得a-3>53a<21,无实数解.
综上,实数a的取值范围为-∞,-32.
【解析】【分析】(1)先解对数不等式求集合A,然后由并集运算可得;
(2)由A∩B=B知B⊆A,分a<-32和a≥-32利用数轴讨论即可.
18.【答案】解:(1)
160.75- π-30-2×2102713=2434-1-2×642713=23-1-2×433×13=8-1-83=133.
(2)
lg5⋅lg400+2lg22+e2ln2=lg5⋅lg22×100+2lg22+eln22
=lg5⋅2+2lg2+2lg22+4=2lg5+2lg2lg2+lg5+4
=2lg5+lg2+4=2+4=6.
【解析】【分析】(1)根据指数幂的运算性质,化简求解即可得出答案;
(2)根据对数的运算性质,化简求解即可得出答案.
19.【答案】解:(1)
fx的定义域为-∞,+∞,且定义域关于原点对称,
又因为f-x=2-x4-x+1+12=2-x×4x4x×4-x+4x×1+12=2x1+4x+12=fx,
所以fx为偶函数;
(2)
因为fx=2x4x+1+12=12x+12x+12,且2x>0,
所以2x+12x≥2 2x×12x=2,当且仅当x=0时取等号,
所以fx≤12+12=1,
又因为∀x∈R,fx≤m2-2m-2恒成立,即fxmax≤m2-2m-2,
所以1≤m2-2m-2,解得m≤-1或m≥3,
所以m的取值范围为-∞,-1∪3,+∞.
【解析】【分析】(1)先分析fx的定义域,然后根据fx,f-x的关系进行判断即可;
(2)将问题转化为“fxmax≤m2-2m-2”,利用基本不等式求解出fxmax,则m的范围可求.
20.【答案】解:(1)
依题意y=[2000+400(20-x)](x-7),7
因为y=-400(x-16)2-81,7
即当每枚纪念章销售价格为16元时,该专营店一年内的利润最大,最大利润为32400元.
【解析】【分析】(1)根据题意,每枚20元的基础上每减少一元则增加销售400枚,而每增加一元则减少销售100枚,得到y与x的函数关系式.
(2)分别求出各段函数的最大值比较即得解.
21.【答案】解:(1)
fx在0,+∞上单调递减,证明如下:
令x=y=1,由已知可得,f1=f1+f1=2f1,
则f1=0.
由已知可得,fxy-fx=fy.
∀x1,x2>0,且x1
所以,fx1>fx2,
所以,fx在0,+∞上单调递减.
(2)
令x=y=2,由已知可得f4=2f2=4.
又f8x-fx-1=f8xx-1,
不等式化为f8x-fx-1=f8xx-1<2=f4.
由(1)知,fx在0,+∞上单调递减,
所以,8xx-1>4.
又8x>0,x-1>0,
所以x>1,所以有xx-1<2,
整理可得,x2-x-2<0,
解得-1
【解析】【分析】(1)赋值法求出f1=0,∀x1,x2>0,且x1
22.【答案】解:(1)
由x-1x+1>0,得x<-1或x>1.
∴fx的定义域为-∞,-1∪1,+∞;
令tx=x-1x+1=1-2x+1,任取x1,x2∈(1,+∞),x1
因为x1-x2<0,x1+1>0,x2+1>0,所以t(x1)-t(x2)=2(x1-x2)(x2+1)(x1+1)<0,
即函数t(x)=1-2x+1在1,+∞上单调递增;
又a=12∈(0,1),∴fx在1,+∞上为单调递减,
且当x→1,f(x)→+∞;x→+∞,f(x)→0;
函数gx=fx-b在1,+∞有且只有一个零点,
即fx=b在1,+∞有且只有一个解,∵函数fx在1,+∞的值域为0,+∞,
∴b的 取值范围是0,+∞.
(2)
假设存在这样的实数a,使得当fx的定义域为m,n时,值域为1+lgan,1+lgam,
由m
则fx在1,+∞上为减函数,得fm=lgam-1m+1=1+lgam=lgaamfn=lgan-1n+1=1+lgan=lgaan.
即x-1x+1=ax在1,+∞上有两个互异实根,由x-1x+1=ax得,ax2+a-1x+1=0
即gx=ax2+a-1x+1,有两个大于1的相异零点.
由0则Δ=a-12-4a>0g(1)=2a>0-a-12a>1,解得0故存在这样的实数a∈0,3-2 2符合题意.
【解析】【分析】(1)tx=x-1x+1=1-2x+1在1,+∞上单调递增,则fx在1,+∞上单调递减,即b的范围就是fx在1,+∞上的值域;
(2)由题可得0
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