2022-2023学年湖南省名校联考联合体高一(下)入学数学试卷(含解析)
展开1.已知集合A={1,2,3},B={x|−2 2
C. {1,2,3}D. {1,2}
2.已知扇形的半径是2,面积是8,则扇形的中心角的弧度数是( )
A. 1B. 4C. 2D.
3.函数y=lga(x−4)+2(a>0且a≠1)恒过定点( )
A. (4,2)B. (4,0)C. (5,0)D. (5,2)
4.函数f(x)=(12)x−sinx在区间[0,2π]上的零点个数为( )
A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个
5.为了得到函数y=csx5,x∈R的图象,只需把余弦函数的图象y=csx,x∈R上所有的点的( )
A. 横坐标伸长到原来的5倍,纵坐标不变B. 横坐标缩短到原来的15倍,纵坐标不变
C. 纵坐标伸长到原来的5倍,横坐标不变D. 纵坐标伸长到原来的15倍,横坐标不变
6.福州新港江阴港区地处福建最大海湾兴化湾西北岸,全年全日船泊进出港不受航道及潮水的限制,是迄今为止“我国少有、福建最佳”的天然良港.如图,是港区某个泊位一天中6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y=3sin(ωx+φ)+k,据此可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为( )
A. 5B. 6C. 8D. 10
7.已知函数f(x)满足f(2x)=lg2x,则f(16)=( )
A. −1B. 1C. 2D. 4
8.已知函数f(x)=(1−2a)x+3a,x<12x−1,x≥1的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A. [0,12)B. (−∞,12)C. (−∞,0)D. [0,2)
二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.若幂函数f(x)=(m2+m−11)xm−1在(0,+∞)上单调递减,则( )
A. m=3B. f(−1)=1C. m=−4D. f(−1)=−1
10.定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y),当x<0时,f(x)>0,则下列说法正确的是( )
A. f(0)=0
B. f(x)为奇函数
C. f(x)在区间[m,n]上有最大值f(n)
D. f(x−1)+f(x2−1)>0的解集为{x|−2
A. 其图象关于y轴对称
B. f(x)的最小值是lg2
C. 当x>0时,f (x)是增函数;当x<0时,f(x)是减函数
D. f(x)的增区间是 (−1,0),(1,+∞)
12.我们平时听到的乐音不只是一个音在响,而是许多个音的结合,称为复合音.复合音的产生是因为发声体在全段振动,产生频率为f的基音的同时,其各部分如二分之一、三分之一、四分之一部分也在振动,产生的频率恰好是全段振动频率的倍数,如2f,3f,4f等.这些音叫谐音,因为其振幅较小,一般不易单独听出来,所以我们听到的声音的函数为y=sinx+12sin2x+13sin3x+14sin4x+⋯.则函数y=sinx+12sin2x+13sin3x的周期不可能为( )
A. πB. 2πC. 23πD. π2
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.ln1e+20= ______ .
14.如果csα=15,且α是第四象限的角,那么sin2α= ______ .
15.已知f(x)=ex−e−x+2022,若f(a)=2,则f(−a)= ______ .
16.在R上定义运算:a⊗b=(a−1)(b+1).已知1≤x≤2时,存在x使不等式(m−x)⊗(m+x)<0成立,则实数m的取值范围是______.
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.(本小题10分)
已知不等式
的解集是集合A,函数f(x)=lg[x2−(2a+1)x+a2+a]的定义域是集合B.
(1)分别求集合A,B;
(2)若x∈B是x∈A成立的必要不充分条件,试求实数a的取值范围.
18.(本小题12分)
已知幂函数f(x)=(m−1)2xm2−4m+2在(0,+∞)上单调递增.
(1)求m的值;
(2)若a>0,b>0,且a+b=m+1,求ba+4b的最小值.
19.(本小题12分)
已知函数f(x)=x−2x.
(1)用函数单调性的定义证明f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;
(2)若对∀x∈(−∞,0),不等式f(2x)≤m⋅2x−5恒成立,求实数m的取值范围.
20.(本小题12分)
已知f(x)=x2−4|x−a|+5是定义在R上的偶函数.
(1)求a的值;
(2)若关于x的方程f(x)+m=0有2个不相等的实数根,求实数m的取值范围.
21.(本小题12分)
某跨国公司决定将某种智能产品在中国市场投放,已知该产品年固定研发成本30万元,每生产一台需另投入80元,设该公司一年内生产该产品x万台且全部售完,每万台的销售收入为G(x)万元,G(x)=240−3x,0
(1)写出年利润S(万元)关于年产量x(万台)的函数解析式(利润=销售收入−成本);
(2)当年产量为多少万台时,该公司获得的利润最大?并求出最大利润.
22.(本小题12分)
如图,一质点在以O为圆心,2为半径的圆周上逆时针匀速运动,角速度为ω(ω>0),初始位置为P0,∠P0OT=π12,x秒后转动到点P(a,b).设f(x)= 3a+b.
(1)求f(x)的解析式,并化简为最简形式;
(2)如果曲线y=f(x)与直线y=2 3的两个相邻交点间的距离为4π3,求ω的值.
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:集合A={1,2,3},B={x|−2 2
故选:D.
利用交集定义直接求解.
本题考查交集定义、不等式性质等基本知识,考查运算求解能力,是基础题.
2.【答案】B
【解析】解:根据扇形的面积公式,解得θ=4.
故选:B.
直接利用扇形的面积公式求出结果.
本题考查的知识要点:扇形的面积公式,主要考查学生的理解能力和计算能力,属于基础题和易错题.
3.【答案】D
【解析】解:由于lga1=0(a>0且a≠1),
则函数y=lga(x−4)+2(a>0且a≠1)恒过定点(5,2).
故选:D.
由对数函数的性质即可得解.
本题考查对数函数的性质,属于基础题.
4.【答案】B
【解析】解:令f(x)=0,则(12)x=sinx,上的零点个数就转化为两个函数
y=(12)x和y=sinx的交点问题,分别画出它们的图象:
由图知交点个数是2.
故选:B.
利用函数的图象可以加强直观性,同时也便于问题的理解.本题先由已知条件转化为确定f(x)的解析式,再利用数形结合的方法判断方程根的个数.
5.【答案】A
【解析】【分析】
根据函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,由横坐标伸缩变换,可得结论.
本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,属于基础题.
【解答】
解:将函数y=csx图象上各点的横坐标伸长到原来的5倍,纵坐标不变,得到函数y=cs15x的图象.
故选:A.
6.【答案】C
【解析】解:从图象可以看出,函数y=3sin(ωx+φ)+k最小值为2,
即当sin(ωx+φ)=−1时,函数取得最小值,即−3+k=2,解得:k=5,
所以y=3sin(ωx+φ)+5,
当sin(ωx+φ)=1时,函数取得最大值,ymax=3+5=8,这段时间水深(单位:m)的最大值为8m.
故选:C.
从图象中的最小值入手,求出k=5,进而求出函数的最大值,即为答案.
本题主要考查三角函数最值的求解,利用图象求出三角函数的解析式是解决本题的关键.
7.【答案】C
【解析】解:∵函数f(x)满足f(2x)=lg2x,且f(16)=f(24),
∴f(16)=f(24)=lg24=2,
故选:C.
根据16=24,代入求解即可.
本题主要考查函数值的求解,考查计算能力,属于基础题.
8.【答案】A
【解析】解:因为y=2x−1在[1,+∞)上单调递增,
所以当x≥1时,y=2x−1≥20=1,
若函数f(x)的值域为R,
则1−2a>01−2a+3a≥1,
解得0≤a<12.
故选:A.
先求出y=2x−1在[1,+∞)上的取值范围,再利用分段函数的值域进行求解.
本题考查分段函数的性质,考查运算求解能力,属于基础题.
9.【答案】CD
【解析】解:因为幂函数f(x)=(m2+m−11)xm−1在(0,+∞)上单调递减,
所以,m2+m−11=1m−1<0,
解得m=−4,
故f(x)=x−5,
所以f(−1)=−1.
故选:CD.
根据幂函数的定义和性质可得m2+m−11=1m−1<0,解之即可.
本题主要考查幂函数的定义和性质,属于基础题.
10.【答案】AB
【解析】解:对于A选项,在f(x+y)=f(x)+f(y)中,令x=y=0,可得f(0)=2f(0),解得f(0)=0,A选项正确;
对于B选项,由于函数f(x)的定义域为R,在f(x+y)=f(x)+f(y)中,令y=−x,可得f(x)+f(−x)=f(0)=0,
所以f(−x)=−f(x),则函数f(x)为奇函数,B选项正确;
对于C选项,任取x1,x2∈R,且x1
所以f(x1)−f(x2)=f(x1)+f(−x2)=f(x1−x2)>0,所以f(x1)>f(x2),
则函数f(x)在R上为减函数,所以f(x)在区间[m,n]上有最小值f(n),C选项错误;
对于D选项,由f(x−1)+f(x2−1)>0,可得f(x2−1)>−f(x−1)=f(1−x),
又函数f(x)在R上为减函数,则x2−1<1−x,
整理得x2+x−2<0,解得−2
令x=y=0可判断A选项;
令y=−x,可得f(x)+f(−x)=f(0)=0,得到f(−x)=−f(x)可判断B选项;
任取x1,x2∈R,且x1
由f(x−1)+f(x2−1)>0可得f(x2−1)>−f(x−1)=f(1−x),结合函数f(x)在R上的单调性可判断D选项.
本题考查了抽象函数的奇偶性、单调性及利用这些性质解不等式,属于中档题.
11.【答案】ABD
【解析】解:函数f(x)=lgx2+1|x|(x≠0),是偶函数,所以A正确;
函数f(x)=lgx2+1|x|=lg(|x|+1|x|)≥lg(2 |x|⋅1|x|)=lg2.当且仅当x=1时,取得最小值,所以B正确;
函数的单调增区间为:(−1,0),(1,+∞).
所以C不正确,D正确;
故选:ABD.
判断函数的奇偶性,结合基本不等式,求解单调区间,即可判断结果.
本题考查命题的真假的判断,函数的单调性求解函数的奇偶性的应用,是基本知识的考查.
12.【答案】ACD
【解析】解:由y=f(x)=sinx+12sin2x+13sin3x,
对A:f(x+π)=sin(x+π)+12sin[2(x+π)]+13sin[3(x+π)]≠f(x),故A不可能;
对B:f(x+2π)=sin(x+2π)+12sin[2(x+2π)]+13sin[3(x+2π)]=sinx+12sin2x+13sin3x=f(x),故B可能;
对C:f(x+23π)=sin(x+23π)+12sin[2(x+23π)]+13sin[3(x+23π)]≠f(x),故C不可能;
对D:f(x+π2)=sin(x+π2)+12sin[2(x+π2)]+13sin[3(x+π2)]≠f(x),故D不可能;
故选:ACD.
函数的周期性可由f(x+T)=f(x),结合选项和诱导公式一一验证即可求解.
本题主要考查三角函数的周期,考查运算求解能力,属于基础题.
13.【答案】0
【解析】解:原式=lne−1+1=−1+1=0.
故答案为:0.
进行对数和指数的运算即可.
本题考查了对数和指数的运算,考查了计算能力,属于基础题.
14.【答案】−4 625
【解析】解:由于csα=15,且α是第四象限的角,则sinα=− 1−cs2α=−2 65,
所以sin2α=2sinαcsα=2×(−2 65)×15=−4 625.
故答案为:−4 625.
根据给定条件,利用同角公式及二倍角正弦公式计算作答.
本题考查同角三角函数的平方关系,考查学生的计算能力,属于基础题.
15.【答案】4042
【解析】解:∵f(x)=ex−e−x+2022,
∴f(x)+f(−x)=ex−e−x+2022+e−x−ex+2022=4044,
又f(a)=2,
∴f(−a)=4044−2=4042.
故答案为:4042.
依题意,得f(x)+f(−x)=4044,由f(a)=2,可得答案.
本题考查函数奇偶性的性质与判断,考查整体思想与运算能力,属于基础题.
16.【答案】(−3,3)
【解析】解:由定义知,存在1≤x≤2,(m−x)⊗(m+x)<0成立,
即(m−x−1)(m+x+1)<0,
即(x−m+1)(x+m+1)>0,
即存在1≤x≤2,使得x2+2x+1>m2成立,
因为函数y=x2+2x+1在1≤x≤2上单调递增,
所以当x=2时y有最大值等于ymax=9,所以9>m2,
即m2−9<0,解得−3
根据题中给出的新定义得到一元二次不等式,根据不等式能成立的含义求解.
本题考查不等式的解法及其运用,考查运算求解能力,属于基础题.
17.【答案】解:(1)∵,即,解得x>2或x≤−1,
∴A={x|x≤−1或x>2},
∵函数g(x)=lg[x2−(2a+1)x+a2+a]的定义域是集合B,
∴B={x|x2−(2a+1)x+a2+a>0}={x|xa+1};
(2)∵A={x|x≤−1或x>2},B={x|xa+1},
由x∈B是x∈A成立的必要不充分条件,得A⊆B,
∴,解得−1∴实数a的取值范围是(−1,1].
【解析】(1)结合不等式的解法,求出集合A,由函数g(x)=lg[x2−(2a+1)x+a2+a]的定义域能求出集合B.
(2)根据已知条件,推得A⊆B,由此能求出实数a的取值范围.
本题考查集合的求法,考查实数的取值范围的求法,考查函数的定义域、子集等基础知识,是基础题.
18.【答案】解.(1)由幂函数的定义得:(m−1)2=1,⇒m=0或m=2,
当m=2时,f(x)=x−2在(0,+∞)上单调递减,与题设矛盾,舍去;
当m=0时,f(x)=x2在(0,+∞)上单调递增,符合题意;
综上可知:m=0.
(2)a+b=m+1=1,
ba+4b=ba+4(a+b)b=ba+4ab+4≥2 4+4=8
当且仅当ba=4ab且a+b=1时,即a=13b=23时,ba+4b的最小值为8.
【解析】(1)由幂函数的定义和性质能求出m.
(2)a+b=m+1=1,ba+4b=ba+4(a+b)b=ba+4ab+4,利用基本不等式能求出ba+4b的最小值.
本题考查幂函数的定义和性质、基本不等式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
19.【答案】解:(1)证明:设0
所以f(x1)−f(x2)<0,即f(x1)
(2)f(2x)≤m⋅2x−5即为2x−22x≤m⋅2x−5,
化为m−1≥5−2⋅2−x2x=−2(2x)2+52x在x<0时恒成立,
由y=−2(2x)2+52x=−2(12x−54)2+258,当2x=45,即x=lg245<0时,y取得最大值258.
所以m−1≥258,即m≥338,
则m的取值范围是[338,+∞).
【解析】本题考查函数的单调性的判断和运用,以及不等式恒成立问题解法,考查转化思想和运算能力,属于中档题.
(1)由单调性的定义证明,注意取值、作差和变形、下结论等步骤;
(2)运用参数分离和指数函数的值域、配方法和二次函数的最值求法,可得所求取值范围.
20.【答案】解:(1)由偶函数性质可得f(x)=f(−x),
故x2−4|x−a|+5=(−x)2−4|−x−a|+5,即|x−a|=|x+a|,故a=0.
(2)由(1)可得f(x)=x2−4|x|+5=x2−4x+5,x≥0x2+4x+5,x<0,
且当x=±2时,f(x)取得最小值22−4×2+5=1,且f(0)=5.
故若关于x的方程f(x)+m=0,即f(x)=−m有2个不相等的实数根,
则−m=1或−m>5,即m=−1或m<−5.
故实数m的取值范围为(−∞,−5)∪{−1}.
【解析】(1)根据偶函数满足f(x)=f(−x)求解即可;
(2)数形结合分析f(x)=−m的根为2时的情况即可.
本题考查函数性质的综合运用以及函数的零点与方程根的关系,考查运算求解能力,属于基础题.
21.【答案】解:(1)当0
∴年利润S=−3x2+160x−30,0
(2)当0
所以当x=25时,Smax=−3×252+160×25−30=2095;
当x>25时,S=−10x−9000x+2970≤2970−2 10x⋅9000x=2370,
当且仅当x=30时,等号成立,此时Smax=2370,
因为2370>2095,所以x=30,Smax=2370,
故当年产量为30万台时,该公司获得的利润最大,最大利润为2370万元.
【解析】本题主要考查分段函数模型及其应用,函数最值的求解等知识,属于中等题.
(1)根据利润=销售收入−成本,即可得解;
(2)分0
22.【答案】解:(1)由题意知,a=2cs(ωx−π12),b=2sin(ωx−π12),
所以f(x)= 3a+b=2 3cs(ωx−π12)+2sin(ωx−π12)
=4sin(ωx−π12+π3)=4sin(ωx+π4).
(2)由f(x)=4sin(ωx+π4)=2 3,得sin(ωx+π4)= 32,
所以ωx+π4=2kπ+π3,k∈Z或ωx+π4=2kπ+2π3,k∈Z,
即x=2kπω+π12ω或x=2kπω+5π12ω,k∈Z
由5π12ω−π12ω=4π3,得ω=14;
由π12ω+2πω−5π12ω=4π3,得ω=54,
综上,ω=14或54.
【解析】本题考查三角函数的综合,熟练掌握正弦函数的图象与性质,三角函数的定义,辅助角公式等是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
(1)由三角函数的定义表示出a和b,代入f(x)的解析式中,并利用辅助角公式进行化简,即可;
(2)令f(x)=4sin(ωx+π4)=2 3,求得x,再分5π12ω−π12ω=4π3和π12ω+2πω−5π12ω=4π3,两种情况求解即可.
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