2023-2024学年重庆市第八中学高一上学期12月月考数学试题含答案
展开一、选择题:本大题共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. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据集合的交集和并集运算求解即可.
【详解】由,
由,得,
所以,则.
故选:D.
2. “”是“”的( )
A. 充要条件B. 必要不充分条件
C. 充分不必要条件D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】利用特殊值、不等式的性质,以及充分、必要条件等知识确定正确答案.
【详解】令,满足,但不满足;
当时,,即,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:B
3. 函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,由零点存在定理,代入计算,即可判断.
【详解】函数是定义域上的增函数,又,,所以,
所以函数的零点所在区间为.
故选:B.
4. 若,幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A. B. 3C. 或3D.
【答案】C
【解析】
【分析】由幂函数定义结合幂函数单调性知识可得答案.
【详解】由为幂函数有,即或,又由在上单调递减得,经验证或均成立.
故选:.
5. 已知函数,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先求出的定义域,利用抽象函数求定义域的方法求解的定义域.
【详解】解:由根据函数的解析式
可知,有,即定义域为
定义域为.
故选:A.
6. 小明使用一架两臂不等长的天平称黄金.小明先将的砝码放在天平左盘中,取出一些黄金放在天平右盘中使天平平衡;再将的砝码放在天平右盘中,再取出一些黄金放在天平左盘中使天平平衡,你认为小明两次称得的黄金总重量( )(附:依据力矩平衡原理,天平平衡时有,其中分别为左右盘中物体质量,分别为左右横梁臂长).
A. 等于B. 小于C. 大于D. 与左右臂的长度有关
【答案】C
【解析】
【分析】设天平左臂长为,右臂长为,根据已知条件列式,然后利用基本不等式求得正确答案.
【详解】由于天平两臂不等长,可设天平左臂长为,右臂长为,则,
再设先称得黄金为,后称得黄金为,则,
,
当且仅当,即时等号成立,但,等号不成立,即.
因此,小明两次称得的黄金总重量大于.
故选:C
7. 若函数在上有意义且不单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用对数底数的取值范围得到且,再设,利用它在区间上有意义且不单调,进一步求的取值范围.
【详解】根据对数底数的取值范围得:且.
设,在区间上不单调,由知开口向下,只需要对称轴,且即可,
所以:,解得.
故选:D
8. 若函数是偶函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由偶函数定义可化简整理得到,代入消元,可将所求式子化为关于的二次函数,结合二次函数值域和的范围可求得结果.
【详解】为偶函数,,即,
,
,,,则,
,
且,,即的取值范围为.
故选:C.
二、多选题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 下列大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据指数函数,对数函数及幂函数的单调性比较大小.
【详解】A选项:由指数函数为单调递增函数,可得成立,所以选项正确;
B选项:由幂函数为单调递增函数,可得成立,所以B选项正确;
C选项:由对数函数为单调递增函数,则,所以C选项不正确;
D选项:由函数与均为单调递增函数,则,而,所以D选项正确.
故选:ABD.
10. 若“”为假命题,则的值可能为( )
A. B. 0C. 2D. 4
【答案】BC
【解析】
【分析】首先根据“”为假命题,将问题转化为“”恒成立问题,然后通过对分类讨论求解;
【详解】“”为假命题,则“”为真命题,
当时,,符合题意,
当时,,解得
,故的值可能为,
故选:BC.
11. 函数的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】对的取值进行分类讨论,利用导数对函数的单调性进行分析即可判断函数的大致图象.
【详解】当时,是偶函数,当时,为减函数,此时对应图象可能是C;
当时,,令得,为非奇非偶函数,且,
令其对应方程的,设其对应方程的两根分别为,,,
所以,,,,,,
即函数在和上单调递减,在上单调递增,由单调性判断此时对应图象可能是B;
当时,非奇非偶函数,在处无定义,
取时且单增,
时且单增,时单增,
此时对应图象可能是D;
对于A,由于图象无间断点,故,但此时在上不可能恒正,
故选:BCD.
12. 已知函数,则下列选项正确的是( )
A. 函数的值域为
B. 方程有两个不等的实数解
C. 不等式的解集为
D. 关于的方程的解的个数可能为
【答案】ACD
【解析】
【分析】画出函数的图象,通过图象即可确定函数的值域求解A,根据与函数图象的交点个数即可求解B,根据时确定或,即可由或求解C,结合二次函数的性质即可求解D.
【详解】画出的图象,如下图所示:
令,解得或,
所以的图象与轴交于,
对于A,由图象可知,函数的值域为A对;
对于B,由图象可知,直线与函数图象有三个不同的交点,故方程有三个不等的实数解,B错;
对于C,由图象可知,当或时,,所以,由,可得或.
令,解得或;令,解得或,
由图象可知,不等式解集为C对;
对于D,令,则,则,
当时,,由图可知与的图象有两个交点,即方程解的个数为2个,
当时,即时,,则,
故,,
当时,则有两解,
当时,若,则有三解,若,则有两解,
故方程解的个数为4或5个,综上方程解的个数可能为个.
故选:ACD.
【点睛】方法点睛:函数零点求参数取值范围常用的方法和思路
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数不等式,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知函数在上有一个零点,用二分法求零点的近似值(精确度为0.1时,至少需要进行__________次函数值的计算.
【答案】4
【解析】
【分析】根据二分法求零点的方法,计算一次,区间精度变为上一次的,根据精度要求即可求解.
【详解】设对区间二等分次,初始区间长度为1,
第1次计算后区间长度为;
第2次计算后区间长度为;
第3次计算后区间长度为;
第4次计算后区间长度为;
故至少计算4次.
故答案为:4.
14 已知,则_________.
【答案】2
【解析】
分析】由可得代入目标,利用换底公式即可得到结果.
【详解】∵
∴,
∴
故答案为2
【点睛】本题考查对数的运算性质,考查了指数式和对数式的互化,考查了计算能力,属于基础题.
15. 若函数在上只有一个零点,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,将函数零点问题转化为方程根的问题,然后分离参数,构造函数,即可得到结果.
【详解】,设,,
令在上单调递减,
故.
故答案为:
16. 已知函数,若,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】构造函数,得其为奇函数,结合单调性即可求解.
【详解】解:令,
因为,
为奇函数,又因为,
由复合函数单调性知为的增函数,,
则,
,
解得或,故.
故答案为:
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 已知集合,集合.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据绝对值不等式和分式不等式的解法求出集合A、B,然后由交集运算可得;
(2)根据,结合数轴分析即可求解.
【小问1详解】
若,由,解得或,则或,
又,即,解得,则,
.
【小问2详解】
由题设解得或,
,且,
,解得,
所以实数的取值范围是.
18. 已知函数.
(1)若的解集为,求实数的值;
(2)若,求不等式的解集.
【答案】(1)1 (2)答案见解析
【解析】
【分析】(1)的解集为即且和是方程的两根,列式求解即可;
(2)根据图像与x轴的交点情况分类讨论,确定解集.
【小问1详解】
由题设知,且和是方程的两根,
所以,解得.
【小问2详解】
①若,则,此时图像恒在x轴上方,所以的解集为;
②若,则,此时的图像开后向上且与x轴只有一个交点,所以的解集为;
③若,则,此时图像与x轴有两个交点,
令,解得,
所以此时的解集为.
综上,当时,解集为;当时,解集为;
当时,解集为.
19. 塑料袋给我们生活带来了方便,但对环境造成了巨大危害.某品牌塑料袋经自然降解后残留量与时间年之间的关系为为初始量,为光解系数(与光照强度、湿度及氧气浓度有关),为塑料分子聚态结构系数.(参考数据:)
(1)已知塑料分子聚态结构系数是光解系数的90倍,若塑料自然降解到残留量为初始量的时,大约需要多少年?
(2)为了缩短降解时间,该品牌改变了塑料分子聚态结构,其他条件不变.已知2年就可降解初始量的.要使残留量不超过初始量的5%,至少需要多少年?
【答案】(1)144年
(2)26年
【解析】
【分析】(1)由题意代入条件式运算得解;
(2)由题意得,可求出,然后解不等式可得结果.
【小问1详解】
由题可知,所以,
所以,
解得,所以残留量为初始量的,大约需要144年.
【小问2详解】
根据题意当时,,,
,若残留量不超过初始量的,则,即
两边取常用对数,
解得,所以至少需要26年.
20. 已知函数,函数.
(1)求函数的解析式;
(2)若图象恒在图象的下方,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意,令,得到,求得,即可求得的解析式;
(2)根据题意,转化为任意,不等式恒成立,令,得到,再令,则,结合基本不等式,即可求解.
【小问1详解】
由函数的定义域为,
令,因为,所以,则,
所以,
即函数的解析式为.
【小问2详解】
由图象恒在图象的下方,即恒成立,
即对任意,不等式恒成立,
即对任意,不等式恒成立,
令,则,
再令,则,
当且仅当时,即,时,等号成立,所以,
即实数的取值范围为.
21. 已知定义在上的函数满足,且当时,.
(1)证明函数是偶函数;
(2)证明函数在上的单调性;
(3)若,解不等式.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)令得到,再令得到,然后令,结合奇偶性的定义判断.
(2)设,且,得到,由得到,再利用单调性的定义证明;
(3)令,得到,将原不等式转化为,再利用单调性求解.
【小问1详解】
解:令得,即;
令得,即.
令得,即,
所以是偶函数
【小问2详解】
设,且,则.
由得,
则,即,
所以函数在上单调递增;
【小问3详解】
令,则,
由已知定义,
,
所以,
因为是偶函数,且在单调递增,
所以,
解得或且,
即的解集为:
.
22. 已知函数和的定义域分别为和,若对任意,恰好存在个不同的实数,使得(其中),则称为的“重覆盖函数”.
(1)判断是否为的“重覆盖函数”,如果是,求出的值;如果不是,说明理由.
(2)若为的“2重覆盖函数”,求实数的取值范围;
(3)函数表示不超过的最大整数,如.若为的“5重覆盖函数”,求正实数的取值范围.
【答案】22. 是,1;
23. ;
24 .
【解析】
【分析】(1)根据定义,结合单调性即可求解;
(2)先求出的值域,然后将问题转化为的图象与直线有两个交点的问题,然后对a进行分类讨论可得;
(3)作出的图象,结合图象可解.
【小问1详解】
由定义可得,对任意,恰好存在个不同的实数
,使得(其中),
即,
,且为增函数,
对于任意,都有唯一一个,使得,
是的“重覆盖函数”,;
【小问2详解】
可得的定义域为,
即,存在2个不同的实数,使得,其中,
,
,即,
即对任意有2个实根,
当时,已有一个根,故只需时仅有1个根.
当时,,符合题意,
当时,若对称轴,
,且,
在上单调递减,上单调递增,
则一定存在使得有两个根,舍去;
若对称轴,则无解,舍去;
若对称轴,则在上必须单调递减,且,
,解得;
当时,对称轴,
且,
时,,无解;
当时,单调递减且,
因此仅有1个根,符合题意.
综上,实数的取值范围是;
【小问3详解】
对于任意要有5个根,
,作出函数的图像,如下图:
要使有5个根,需,
又,解得,
所以正实数的取值范围.
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