【新结构】2023-2024学年河南省优质高中高一下学期二月联考数学试卷(含解析)
展开1.“∀x∈Q, 3x∈Q”的否定是
( )
A. ∀x∉Q, 3x∈QB. ∃x∈Q, 3x∉Q
C. ∀x∈Q, 3x∉QD. ∃x∈Q, 3x∈Q
2.设集合A=x|−8
C. x|xx+2<0D. x|x+8x−4<0
3.暖色调会让人感觉温馨,红色、橙色、黄色、水粉色等为暖色,象征着太阳、火焰.新年到,小西购买了一件新大衣,则“小西购买了一件暖色调大衣”是“小西购买了一件红色大衣”的( )
A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件
C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件
4.函数f(x)=xlgx−1的零点个数为
( )
A. 0B. 1C. 2D. 3
5.将函数fx=4sin4x+φ(0<φ<π2)的图象向左平移π12个单位长度后得到函数g(x)=4sin4x+π6的图象,则φ=( )
A. π6B. π3C. −π6D. −π3
6.大西洋鲑鱼每年都要逆游而上,游回产地产卵.研究鲑鱼的科学家发现鲑鱼的游速v(单位:m/s)可以表示为v=klg3O100,其中O表示鲑鱼的耗氧量的单位数.若一条鲑鱼游速为0.5m/s时耗氧量的单位数为300,则一条鲑鱼游速为2m/s时耗氧量的单位数为
( )
A. 100B. 900C. 1200D. 8100
7.已知a=1.20.1,b=lg6 5,c=lg83,则
( )
A. a>c>bB. a>b>cC. c>a>bD. c>b>a
8.若函数fx=6sin3x+φ(−π<φ<2π)在0,π6上的最大值小于3 3,则φ的取值范围是
( )
A. −π6,π3∪π,11π6B. −π,−π6∪2π3,2π
C. −5π6,−π6∪5π6,11π6D. −π,−π6∪2π3,11π6
二、多选题:本题共3小题,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.已知正数a,b满足2a+3b=2 6,则ab的值可能为
( )
A. 22B. 32C. 62D. 12
10.已知函数f(x)=Acs(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则
( )
A. A=0.5B. ω=2C. φ=−π3D. f0= 24
11.已知函数fx=x2+2x,x≤1,4x−1,x>1.若m,n,k,t,c(m
A. a∈0,1
B. m+n+k+t=−4
C. 若b=mfm+nfn+kfk+tft+cfc,则b∈−2,0
D. 若s=mfm+tft+cfc,则s∈0,6− 33
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.已知圆心角为32的扇形,其周长为21,则该扇形的半径为 ,该扇形的面积为 .
13.已知函数fx满足fx=fx+4,当x∈−1,3时,fx=2x+a,且f2023=4,则当x∈−7,−3时,不等式fx>92的解集为 .
14.若函数fx=lg22x+1−12x+k在1,+∞上满足ffx=x恒成立,则k= .
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
15.(本小题13分)
已知函数f(x)满足.f1−x=1−2x2
(1)求f(x)的解析式;
(2)求函数gx=3x2+fx在[−4,4]上的值域.
16.(本小题15分)
已知角α的终边经过点P2 29,−19.
(1)求csα,sinα,tanα的值;
(2)求值:cs2α+π2+cs2π−2αtanπ−α.
17.(本小题15分)
已知函数fx=lg3ax−4a+1,其中a∈R.
(1)若f(x)在[2,4]上单调递增,求a的取值范围;
(2)若关于x的方程f(x)−1=0在6,8上有解,求a的取值范围.
18.(本小题17分)
已知函数fx=2 3−2 3sin2x+2sinxcs−x.
(1)求f(x)的单调递增区间;
(2)求f(x)图象的对称中心的坐标;
(3)若fα2=3 32,α∈π6,2π3,求csα+π12的值.
19.(本小题17分)
已知函数fx=23x+m⋅2−3x为偶函数.
(1)求m的值;
(2)若关于x 的 不等式f2x3≥kf−x3恒成立,求k的取值范围;
(3)若fc=8−c−c+4,证明:103
1.【答案】B
【解析】【分析】全称量词命题的否定是存在量词命题.
【详解】“∀x∈Q, 3x∈Q”的否定是“∃x∈Q, 3x∉Q”.
故选:B
2.【答案】D
【解析】【分析】根据并集的定义求出A∪B,再结合各选项一一判断即可.
【详解】因为A=x|−8
3.【答案】B
【解析】【分析】根据充分必要条件的定义进行求解.
【详解】解:“小西购买了一件暖色调大衣”可以是红色橙色、黄色、水粉色等,不一定是红色,故不满足充分性;
“小西购买了一件红色大衣”一定可以得出“小西购买的是一件暖色调大衣”,故满足必要性.
故选:B.
4.【答案】B
【解析】【分析】将函数f(x)=xlgx−1的零点转化为函数y=lgx与y=1x的交点问题,画图可解.
【详解】令f(x)=xlgx−1=0,得lgx=1x,
画出函数y=lgx与y=1x的图象,
可得这两个函数在(0,+∞)上的图象有唯一公共点,
故f(x)的零点个数为1.
故选:B
5.【答案】C
【解析】【分析】先按照题意将函数fx=4sin4x+φ(0<φ<π2) 的 图象进行平移,根据平移后的函数为g(x)=4sin4x+π6得出结果.
【详解】解:由题意得fx+π12=4sin4x+π12+φ=4sin4x+π3+φ,
则π3+φ=π6+2kπ(k∈Z),即φ=−π6+2kπ(k∈Z).
因为0<|φ|<π2,所以φ=−π6.
故选:C.
6.【答案】D
【解析】【分析】首先根据条件求k,再代入v=2求O的值.
【详解】由题意可得12=klg3300100,解得k=12,所以v=12lg3O100.令2=12lg3O100,解得O=8100.
故选:D
7.【答案】A
【解析】【分析】运用对数函数的 单调性及中间值法进行求解.
【详解】解:因为a=1.20.1>1.20=1,
b=lg6 5
故选:A.
8.【答案】D
【解析】【分析】根据x的范围,确定3x+φ∈φ,π2+φ,由题意可得sin3x+φ< 32,结合正弦函数的性质,分类讨论,列出不等式,即可求得答案.
【详解】由题意知−π<φ<2π,x∈0,π6,则3x+φ∈φ,π2+φ,且π2+φ<5π2,
函数fx=6sin3x+φ(−π<φ<2π)在0,π6上的最大值小于3 3,
即此时6sin3x+φ<3 3,∴sin3x+φ< 32,
在(−π,52π)内,y=sinx的函数值 32对应的x的值为π3,2π3,7π3,
①当−π<φ<2π,且π2+φ<π3时,满足题意,此时−π<φ<−π6;
②当2π3<φ<2π,且π2+φ<7π3时,满足题意,此时2π3<φ<11π6,
综合上述,可得φ的取值范围是−π,−π6∪2π3,11π6,
故选:D
9.【答案】ABD
【解析】【分析】运用基本不等式求解出ab的最值,从而得出结果.
【详解】解:依题意得2a+3b=2 6≥2 2a⋅3b,
则ab≤1,当且仅当2a=3b= 6时,等号成立.
故选:ABD.
10.【答案】AB
【解析】【分析】由函数的图象的顶点坐标求出A,由周期求出ω,由余弦函数的图象的对称中心坐标求出φ的值,可得函数的解析式,
【详解】由图可知A=0.5,T2=π3−−π6=π2,
则T=π=2π|ω|,因为ω>0,所以ω=2.
由fπ3=0,得2π3+φ=π2+2kπ(k∈Z),得φ=−π6+2kπ(k∈Z),
因为|φ|<π2,所以φ=−π6,
所以f(x)=0.5cs2x−π6,f(0)=0.5cs−π6= 34.
故选:AB
11.【答案】ABC
【解析】【分析】利用函数fx的图象求得a的取值范围判断选项A;求得m+n+k+t的值判断选项 B;利用函数单调性和均值定理分别求得b和s的取值范围判断选项C D.
【详解】作出fx的图象,如图所示.由图可知,a∈0,1, A正确.
由对称性可得m+t2=n+k2=−1,所以m+n+k+t=−4, B正确.
令4x−1=1,解得x=2,令4x−1=0,解得x=4,
则2
因为函数y=c+16c在2,4上单调递减,
所以c+16c∈8,10,则b∈−2,0, C正确.
s=am+t+c=c−24c−1=6−c−8c,c+8c≥2 c⋅8c=4 2,
(当且仅当c=8c=2 2时,等号成立,)
因为6−4−84=0,6−2−82=0,所以s∈0,6−4 2, D错误.
故选:ABC
12.【答案】6;27
【解析】【分析】根据扇形弧长公式和面积公式进行求解.
【详解】解:设扇形所在圆的半径为r,
则32r+2r=21,解得r=6,
该扇形的面积S=12×32×62=27.
故答案为:6;27.
13.【答案】−7,−5∪−4,−3
【解析】【分析】首先确定函数的周期,再利用周期,求x∈−7,−5和x∈−5,−3的解析式,再解不等式.
【详解】由fx=fx+4知,函数fx是周期函数,周期为4,
f2023=f−1=12+a=4,得a=72,
所以当x∈−1,3时,fx=2x+72,
设x∈−7,−5,x+8∈1,3,
则fx=fx+8=2x+8+72>92,得x>−8,即x∈−7,−5,
当x∈−5,−3,x+4∈−1,1,
则fx=fx+4=2x+4+72>92,得x>−4,即x∈−4,−3,
综上可知不等式fx>92的解集为−7,−5∪−4,−3.
故答案为:−7,−5∪−4,−3
14.【答案】−2
【解析】【详解】分析题意,列出方程组,求解即可.
设y=lg22x+1−12x+k,则2y=2x+1−12x+k,即2x=−k⋅2y−12y−2①,
由ffx=x得fy=x,则2x=2y+1−12y+k②,
由①②可得−k⋅2y−12y−2=2y+1−12y+k,即k+222y+k−22y+1=0,
因为22y+k−22y+1不恒为0,所以k+2=0,
所以k=−2,经验证,符合题意.
故答案为:−2
15.【答案】解:(1)
令1−x=t,得x=1−t,
则f(t)=1−2(1−t)2=−2t2+4t−1,
故f(x)的解析式为f(x)=−2x2+4x−1.
(2)
由题意得g(x)=3x2+f(x)=x2+4x−1=(x+2)2−5,
函数gx的对称轴为x=−2,
所以g(x)在[−4,−2]上单调递减,在[−2,4]上单调递增,
所以g(x)min=g(−2)=−5,
g(x)max=g(4)=31,
故g(x)在[−4,4]上的值域为[−5,31].
【解析】(1)利用换元法进行求解即可;
(2)根据二次函数的单调性进行求解即可.
16.【答案】解:(1)根据三角函数的定义可得csα=2 29 881+181=2 23,
sinα=−19 881+181=−13
则tanα=sinαcsα=− 24.
(2)
sin2α=2sinαcsα=2×−13×2 23=−4 29,
cs2α=1−2sin2α=1−2×−132=79,
cs2α+π2+cs(2π−2α)tan(π−α)=−sin2α+cs2α−tanα=4 29+79×2 2=2 2.
【解析】(1)由任意角三角函数的定义和同角基本关系式求解;
(2)利用诱导公式和二倍角公式可解.
17.【答案】解:(1)
因为函数y=lg3x在(0,+∞)上单调递增,
所以函数y=ax−4a+1在[2,4]上单调递增,
则a>0,2a−4a+1>0,
解得0(2)
方程f(x)−1=0即lg3(ax−4a+1)=1,
根据题意可得方程ax−4a+1=3在(6,8)上有解,
因为x∈(6,8),所以x−4∈(2,4),则a=2x−4,
因为函数y=2x−4在(6,8)上单调递减,所以12<2x−4<1,
则12
【解析】(1)根据复合函数单调性的性质,结合对数型函数的定义域进行求解即可;
(2)根据存在性的定义,结合反比例型函数的单调性进行求解即可.
18.【答案】解:(1)
因为fx=2 3−2 3sin2x+2sinxcs−x
= 31−2sin2x+2sinxcsx+ 3
= 3cs2x+sin2x+ 3
=2 32cs2x+12sin2x+ 3
= 3+2sin2x+π3,
由−π2+2kπ≤2x+π3≤π2+2kπ(k∈Z),
得−5π12+kπ≤x≤π12+kπ(k∈Z),
所以f(x)的单调递增区间为−5π12+kπ,π12+kπ(k∈Z).
(2)
令2x+π3=kπ(k∈Z),得x=−π6+kπ2(k∈Z),
所以f(x)图象的对称中心的坐标为−π6+kπ2, 3(k∈Z).
(3)
由fα2=3 32,得 3+2sinα+π3=3 32,则sinα+π3= 34.
因为α∈π6,2π3,所以α+π3∈π2,π,所以csα+π3=− 134.
所以csα+π12=csα+π3−π4=csα+π3csπ4+sinα+π3sinπ4
=− 134× 22+ 34× 22= 6− 268.
【解析】(1)利用三角恒等变换公式将函数化简,再由正弦函数的性质计算可得;
(2)由正弦函数的性质计算可得;
(3)依题意可得sinα+π3= 34,即可求出csα+π3,再由csα+π12=csα+π3−π4利用两角差的余弦公式计算可得.
19.【答案】解:(1)
因为fx为偶函数,所以f−x=fx,
得m−1=0,m=1.
(2)
不等式f2x3≥kf−x3恒成立,即22x+2−2x−k2x+2−x≥0恒成立,因为2x+2−x>0,
所以k≤22x+2−2x2x+2−x=2x+2−x2−22x+2−x=2x+2−x−22x+2−x,
令t=2x+2−x≥2 2x⋅2−x=2,当且仅当x=0时,等号成立,
因为函数gt=t−2t在2,+∞上单调递增,
所以gt≥g2=2−1=1,
所以k≤1,即k的取值范围为−∞,1.
(3)
由fc=8−c−c+4,得8c+8−c=8−c−c+4,即8c+c−4=0,
设函数φx=8x+x−4,则φx在R上单调递增,因为φlg83=3+lg83−4<0,
φlg83.5=3.5+lg83.5−4=lg83.5−0.5>lg82 2−0.5=0,
所以0
因为8x1−8x2<0,8x1+x2−1>0,所以fx1−fx2<0,即fx1
flg83.5=23lg83.5+2−3lg83.5=8lg83.5+8−lg83.5=72+27=5314,
即103
【解析】(1)由偶函数性质求解参数值即可.
(2)利用分离参数法结合基本不等式求解即可.
(3)运用零点存在性定理求出参数范围,再求fc范围即可.
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