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2023-2024学年湖北省咸宁市崇阳第二高级中学高一(下)开学数学试卷(含解析)
展开1.设集合A={x∈N|x≥1},B={x|−1
A. ∃x>0,ex⩽x+1B. ∀x⩽0,ex⩽x+1
C. ∃x⩽0,ex⩽x+1D. ∀x>0,ex⩽x+1
3.已知函数f(x)=x2−x+c−3,则“∃x0∈R,使f(x0)<0”是“c<3”的( )
A. 充分而不必要条件B. 必要而不充分条件
C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件
4.已知指数函数y=ax是减函数,若m=a2,n=2a,p=lga2,则m,n,p的大小关系是( )
A. m>n>pB. n>m>pC. n>p>mD. p>n>m
5.科学家以里氏震级来度量地震的强度,若设I为地震时所散发出来的相对能量程度,则里氏震级r可定义为r=0.6lgI,若6.5级地震释放的相对能量为I1,7.4级地震释放的相对能量为I2,记n=I2I1,n约等于( )
A. 16B. 20C. 32D. 90
6.若函数f(x)=ax,(x>1)(4−a2)x+2,(x≤1)是R上的单调函数,则实数a取值范围为( )
A. (1,+∞)B. (1,8)C. (4,8)D. [4,8)
7.如图是杭州第19届亚运会的会徽“潮涌”,将其视为一扇面ABCD,若AB的长为16,CD的长为48,AD=12,则扇面ABCD的面积为( )
A. 190B. 192C. 380D. 384
8.已知函数f(x)=1ex+1−12,则关于t的不等式f(lnt)+2f(ln1t)>0的解集为( )
A. (0,+∞)B. (0,12)C. (0,1)D. (1,+∞)
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.下列说法错误的是( )
A. −330°与750°的终边相同
B. −120°化成弧度是−56π
C. 经过4小时时针转了120°
D. 若角α与β终边关于y轴对称,则α+β=π2+2kπ,k∈Z
10.下列命题中正确的有( )
A. f(x)=(m2−m−1)xm幂函数,且在(0,+∞)单调递减,则m=−1
B. f(x)=lg2(x2−2x)的单调递增区间是(1,+∞)
C. f(x)=1ax2+ax+1定义域为R,则a∈[0,4)
D. f(x)=x+2 4−x的值域是(−∞,5]
11.已知函数f(x)=2x1+|x|+1(x∈R),则下述结论正确的是( )
A. f(x)为奇函数
B. f(x)的图象关于(0,1)对称
C. f(x)在R内是单调增函数
D. 关于x的不等式f(x)+f(x−2)>2的解集为(1,+∞)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.lg2 3⋅lg34+(278)−13+ 2×38= .
13.若sin(α+π3)=1213,则cs(13π6−α)= ______.
14.已知f(x)=x3+2023x,若实数a,b∈(0,+∞)且f(12−3a)+f(12−b)=0,则1a+1b的最小值是______.
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)
已知集合A={x|18⩽2x⩽4},B={x|2m−1
(2)若A∪B=A,求实数m的取值范围.
16.(本小题15分)
已知角α的始边与x轴的正半轴重合,终边过定点P(2,3).
(1)求sinα、csα的值;
(2)求cs(11π2−α)sin(9π2+α)−2sin(π+α)cs(−α)cs(π2+α)sin(−π−α)的值.
17.(本小题15分)
已知函数f(x)=lg2x4lg2x2.
(1)当x∈[2,8]时,求该函数的值域;
(2)若不等式f(x)≥mlg2x在x∈[4,16]上有解,求m的取值范围.
18.(本小题17分)
已知函数f(x)=lgax−3x+3(a>0且a≠1).
(1)求f(x)的定义域;
(2)若当a=12时,函数g(x)=f(x)−b在(3,+∞)有且只有一个零点,求实数b的范围;
(3)是否存在实数a,使得当f(x)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.
19.(本小题17分)
设函数f(x)=b2x−t+1bx(b>0,b≠1)是定义域为R的奇函数.
(1)求f(x);
(2)若f(2)<0,求使不等式f(kx+x2)+f(x+1)<0对一切x∈R恒成立的实数k的取值范围;
(3)若函数f(x)的图象过点(1,32),是否存在正数a(a≠1),使函数g(x)=lga[b2x+b−2x−2f(x)+a−1]在[−1,0]上的最大值为2,若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:因为A={x∈N|x≥1},B={x|−1
故选:A.
由交集的定义求解即可.
本题主要考查交集及其运算,属于基础题.
2.【答案】D
【解析】解:因为特称命题的否定是全称命题,
所以命题“∃x>0,ex>x+1”的否定是:“∀x>0,ex⩽x+1”.
故选:D.
直接利用特称命题的否定是全称命题写出结果即可.
本题主要考查了命题的否定,属于基础题.
3.【答案】B
【解析】解:若“∃x0∈R,使f(x0)<0”为真命题,则f(x)的最小值小于0,即f(12)<0,
可得14−12+c−3<0,即c<134.
因此,“∃x0∈R,使f(x0)<0”不能得到“c<3”,由“c<3”可以推出“∃x0∈R,使f(x0)<0”.
综上所述,“∃x0∈R,使f(x0)<0”是“c<3”的必要不充分条件.
故选:B.
根据二次函数的性质,化简条件“∃x0∈R,使f(x0)<0”,得到其对应的c的取值范围,再由充要条件的定义判断出结论.
本题主要考查二次函数的性质、充要条件的判断等知识,考查了计算能力、逻辑推理能力,属于基础题.
4.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查了三个数大小的比较,合理应用指数函数和对数函数的性质是本题的解题关键,属于基础题.
由题意可知0【解答】
解:∵指数函数y=ax是减函数,∴0∴0
∴p=lga2
故本题选B.
5.【答案】C
【解析】解:∵r=0.6lgI,
∴I=105r3
当r=6.5时,I1=10656,
当r=7.4时,I2=10373,
∴n=I2I1=10373÷10656=1032=10× 10≈32
故选:C.
由题意可得I=105r3分别代值计算,比较即可
本题主要考查了指数与对数的相互转化及指数与对数值的计算,属于基础试题.
6.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查分段函数的单调性问题,分段函数的单调性必须先保证每段函数单调,同时端点处的函数值也存在对应的大小关系.
要使函数f(x)R上的单调函数,则必须保证分段函数分别单调,对于端点处的函数值存在一定的大小关系.
【解答】
解:①若函数f(x)单调性递增,
则满足a>14−a2>0a≥4−a2+2,即a>1a<8a≥4,解得4≤a<8.
②若函数f(x)单调性递减,
则满足08a≤4,此时无解.
综上实数a取值范围为:4≤a<8.
故选:D.
7.【答案】D
【解析】解:设∠AOB=θ,OA=r,
若AB的长为16,CD的长为48,AD=12,
则θr=16θ(12+r)=48,解得r=6,
扇面ABCD的面积为S=12×48×18−12×16×6=384.
故选:D.
由已知结合扇形的弧长及面积公式即可求解.
本题主要考查了扇形的弧长及面积公式的应用,属于基础题.
8.【答案】D
【解析】解:因为f(x)=1ex+1−12,所以f(−x)=1e−x+1−12=exex+1−12,
所以f(−x)+f(x)=exex+1−12+1ex+1−12=1−1=0,
由lnt+ln1t=lnt−lnt=0,得f(lnt)+f(ln1t)=0,
所以f(lnt)+2f(ln1t)=f(ln1t),
又f(x)=1ex+1−12,y=ex+1随x增大而增大,
故f(x)在R上单调递减,又f(0)=12−12=0,
所以f(lnt)+2f(ln1t)>0可转化为f(ln1t)>f(0),
所以ln1t<0,所以0<1t<1,所以t>1,
所以t的取值范围为(1,+∞).
故选:D.
结合函数性质可将f(lnt)+2f(ln1t)>0转化为f(ln1t)>f(0),结合函数单调性求解即可.
本题考查了函数的单调性和利用函数的单调性解不等式,考查了转化思想,属中档题.
9.【答案】BCD
【解析】解:对于A选项,750°=−330°+3×360°,所以−330°与750°的终边相同,故A正确;
对于B选项,−120°=−23π,故B错误;
对于C选项,经过4小时时针转了−412×360°=−120°,故C错误;
对于D选项,若角α与β终边关于y轴对称,则α+β=π+2kπ,k∈Z,故D错误.
故选:BCD.
根据终边相同角的定义判断A;根据弧度制和角度制的转化判断B,根据角的定义判断C;根据终边关于y轴对称的角的关系判断D.
本题主要考查了终边相同角的表示,角度与弧度的互化及角的基本概念,属于基础题.
10.【答案】ACD
【解析】解:对于A:m2−m−1=1m<0,解得m=−1,正确;
对于B:由x2−2x>0得f(x)的定义域为(−∞,0)∪(2,+∞),故单调区间不可能为(1,+∞),错误;
对于C:当a=0时,f(x)=1,定义域为R,当a≠0时,对于ax2+ax+1,其Δ=a2−4a<0,解得0对于D:令 4−x=t,则x=4−t2,且t≥0,
则f(x)=g(t)=4−t2+2t=−t2+2t+4,由二次函数的性质可得−t2+2t+4∈(−∞,5],正确.
故选:ACD.
对于A:根据幂函数的概念和性质解答;对于B:先求出定义域后即可判断;对于C:验证a=0,对于a≠0,求Δ<0即可;对于D:利用换元法求函数值域.
本题主要考查函数的性质,属于基础题.
11.【答案】BCD
【解析】解:f(−1)=0,f(1)=2,显然不满足f(−1)=−f(1),即f(x)不是奇函数,A错误;
因为f(x)+f(−x)=−2x1+|−x|+1+2x1+|x|+1=2,
故函数f(x)的图象关于(0,1)对称;B正确;
当x≥0时,f(x)=2x1+x+1=3−2x+1单调递增,根据函数的对称性可知,f(x)在R上单调递增,C正确;
由f(x)+f(x−2)>2可得f(x−2)>2−f(x)=f(−x),
所以x−2>−x,
解得x>1,D正确.
故选:BCD.
由已知结合函数的奇偶性,对称性及单调性分别检验各选项即可判断.
本题主要考查了函数的奇偶性及单调性,对称性的判断及应用,属于中档题.
12.【答案】143
【解析】【分析】
本题考查了对数、指数和根式的运算性质,考查了计算能力,属于基础题.
进行对数、指数和根式的运算即可.
【解答】
解:原式=2lg23⋅lg32+23+ 4=2+23+2=143.
故答案为:143.
13.【答案】1213
【解析】解:因为sin(α+π3)=1213,
所以cs(13π6−α)=cs(π6−α)=sin(α+π3)=1213.
故答案为:1213.
由已知结合诱导公式进行化简即可求解.
本题主要考查了诱导公式的应用,属于基础题.
14.【答案】4+2 3
【解析】解:易知f(−x)=−x3−2023x,且f(x)+f(−x)=0,f(x)=−f(−x),故f(x)是奇函数,
因为f(x)在R上单调递增,
若f(12−3a)+f(12−b)=0,
则12−3a+12−b=0,化简得3a+b=1,
则1a+1b=(1a+1b)(3a+b)=3+1+3ab+ba≥4+2 3ab⋅ba=4+2 3,
当且仅当3ab=ba3a+b=1,即a=3− 36b= 3−12时取等,则1a+1b的最小值是4+2 3.
故答案为:4+2 3.
利用奇函数得到等量关系,用基本不等式‘1’的代换处理即可.
本题主要考查了函数的奇偶性及单调性的应用,还考查了基本不等式求解最值,属于中档题.
15.【答案】解:(1)由题意:A={x|−3⩽x⩽2},则∁RA={x|x<−3或x>2},
m=0时,B={x|−1
当B=⌀时,则m+3⩽2m−1①,解得m⩾4;
当B≠⌀时,则2m−1⩾−3,m+3⩽2,2m−1
【解析】(1)根据集合运算的定义即可得;(2)A∪B=A时,则B⊆A,分类讨论即可.
本题考查集合的运算,考查集合的关系,属于基础题.
16.【答案】解:(1)角α的始边与x轴的正半轴重合,终边过定点P(2,3),
∴r=|OP|= 4+9= 13,sinα=yr=3 13=3 1313,csα=xr=2 13=2 1313.
(2)cs(11π2−α)sin(9π2+α)−2sin(π+α)cs(−α)cs(π2+α)sin(−π−α)=−sinα⋅csα−2⋅(−sinα)⋅csα−sinα⋅sinα
=sinα⋅csα−sinα⋅sinα=−csαsinα=−ctα=−23.
【解析】(1)由题意,利用任意角的三角函数的定义,计算求得结果.
(2)由题意,利用诱导公式,计算可得结果.
本题主要考查任意角的三角函数的定义,两点间的距离公式的应用,诱导公式,属于基础题.
17.【答案】解:(1)因为f(x)=lg2x4lg2x2=(lg2x−2)(lg2x−1),
由对数函数单调性可知,当x∈[2,8]时,lg2x∈[1,3],
令lg2x=t,t∈[1,3],即可得g(t)=(t−2)(t−1)=t2−3t+2,t∈[1,3],
可知g(t)=t2−3t+2的开口向上,对称轴为t=32,
由二次函数性质可知当t=32时,g(t)min=−14,当t=3时,g(t)max=2,
所以可得当x∈[2,8]时,函数f(x)的值域为[−14,2].
(2)当x∈[4,16]时,可得lg2x∈[2,4],令lg2x=t,t∈[2,4],
可得(t−2)(t−1)=t2−3t+2≥mt,即t2−3t+2≥mt在t∈[2,4]上有解,
整理可得t+2t−3≥m在t∈[2,4]上有解,
因为函数h(t)=t+2t−3在t∈[2,4]上单调递增,当t=4时,h(t)max=32,
所以m的取值范围是(−∞,32].
【解析】(1)换元令lg2x=t,结合二次函数的性质求值域;
(2)换元令lg2x=t,整理可得t+2t−3≥m在t∈[2,4]上有解,根据存在性问题分析求解.
本题主要考查了对数函数性质在函数值域求解中的应用,还考查了存在性问题与最值关系的转化,属于中档题.
18.【答案】解:(1)由x−3x+3>0,得x<−3或x>3,
∴f(x)的定义域为(−∞,−3)∪(3,+∞);
(2)令t(x)=x−3x+3=1−6x+3,
∵函数y=6x+3在(3,+∞)上单调递减,则t(x)在(3,+∞)上为增函数,
又∵a=12,
∴f(x)在(3,+∞)上为减函数,
函数g(x)=f(x)−b在(3,+∞)有且只有一个零点,
即f(x)=b在(3,+∞)上有且只有一个解,
∵函数f(x)在(3,+∞)上的值域为(0,+∞),
∴b的范围是(0,+∞);
(3)假设存在这样的实数a,使得当f(x)的定义域为[m,n]时,值域为[1+lgan,1+lgam],
由m
则f(x)在(3,+∞)上为减函数,得f(m)=lgam−3m+3=1+lgam=lga(am)f(n)=lgan−3n+3=1+lgan=lga(an),
即x−3x+3=ax在(3,+∞)上有两个互异实根,
由x−3x+3=ax⇒ax2+(3a−1)x+3=0,
即h(x)=ax2+(3a−1)x+3,有两个大于3的相异零点,
则Δ=(3a−1)2−12a>03a−1−2a>3h(3)=18a>0⇒9a2−18a+1>09a<1a>0⇒0结合0【解析】(1)根据对数函数的真数大于0求解即可;
(2)先判断函数的单调性,再利用单调性求出函数的值域即可得解;
(3)假设存在,由复合函数单调性法则确定函数单调性,利用单调性计算值域,根据方程有两不等根建立不等式组求参数取值范围.
本题主要考查了对数函数的图象和性质,考查了函数的零点与方程根的关系,属于中档题.
19.【答案】解:(1)函数f(x)=b2x−t+1bx(b>0,b≠1)是定义域为R的奇函数,
可得f(0)=0,即1−t+1=0,解得t=2,
则f(x)=bx−b−x,f(−x)=b−x−bx=−f(x),可得f(x)为奇函数,
所以f(x)=bx−b−x;
(2)若f(2)<0,则b2−b−2<0,可得0则f(x)在R上为奇函数,且为减函数,
不等式f(kx+x2)+f(x+1)<0即f(kx+x2)<−f(x+1)=f(−x−1),
即有kx+x2>−x−1即x2+(k+1)x+1>0对一切x∈R恒成立,
则Δ<0,即(k+1)2−4<0,解得−3
(3)由函数f(x)的图象过点(1,32),可得f(1)=b−b−1=32,解得b=2,
则f(x)=2x−2−x,
假设存在正数a(a≠1)符合题意,
g(x)=lga[22x+2−2x−2(2x−2−x)+a−1],
设t=2x−2−x,则(2x−2−x)2−2(2x−2−x)+2+a−1=t2−2t+a+1=(t−1)2+a,
因为x∈[−1,0],可得2x∈[12,1],t∈[−32,0],
记h(t)=(t−1)2+a,t∈[−32,0],
因为函数g(x)=lga[b2x+b−2x−2f(x)+a−1]在[−1,0]上的最大值为2,
①若0由于对称轴t=1,可得h(t)在t∈[−32,0]上递减,可得h(0)=a+1=a2,解得a=1± 52,不合题意;
②若a>1时,则函数h(t)=(t−1)2+a在t∈[−32,0]上的最大值为a2,最小值大于0,
由于对称轴t=1,可得h(t)在t∈[−32,0]上递减,
可得h(0)=a+1>0,h(−32)=a+254=a2,
解得a=1+ 262(1− 262舍去).
所以存在正数a,且为1+ 262,使函数g(x)=lga[b2x+b−2x−2f(x)+a−1]在[−1,0]上的最大值为2.
【解析】(1)由奇函数f(x)在x=0处有定义,可得f(0)=0,解方程可得t,可得f(x)的解析式;
(2)由f(2)<0,可得0−x−1即x2+(k+1)x+1>0对一切x∈R恒成立,运用判别式小于0,解不等式可得所求范围;
(3)求得f(x)=2x−2−x,假设存在正数a(a≠1)符合题意,分别讨论a>1,0本题考查函数的奇偶性和单调性的定义和运用,以及不等式恒成立问题解法,函数最值的求法,考查转化思想和运算能力、推理能力,属于中档题.
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