
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2024-2025学年海南省海口市高一上学期第二次月考数学检测试卷(附解析)
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这是一份2024-2025学年海南省海口市高一上学期第二次月考数学检测试卷(附解析),共17页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题:(本题共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.)
1.(5分)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={2,4},集合B={1,4,6},则(∁UA)∩B=( )
A.{3,6}B.{1,4,6}C.{1,6}D.{4,6}
2.(5分)函数f(x)=2x−3+1x−2的定义域为( )
A.(23,2)∪(2,+∞)B.(−∞,23)∪(2,+∞)
C.[32,3]D.[32,2)∪(2,+∞)
3.(5分)若角α的终边落在如图所示的阴影部分内,则角α的取值范围是( )
A.(π6,π3)
B.(2π3,7π6)
C.[2π3,7π6]
D.[2kπ+2π3,2kπ+7π6](k∈Z)
4.(5分)设a=30.1,b=sinπ3,c=lg0.13,则( )
A.c>b>aB.a>b>cC.b>a>cD.a>c>b
5.(5分)已知角α的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点P(a,1﹣a),且csα=45,则实数a的值是( )
A.4或47B.47C.﹣4D.﹣4或47
6.(5分)已知“∃x∈R,使不等式x2﹣4x﹣a﹣1<0成立”是假命题,则a的取值范围为( )
A.(﹣∞,﹣5]B.(﹣∞,﹣2]C.(﹣5,+∞)D.[﹣5,+∞)
7.(5分)max{f(x),g(x)}表示f(x)与g(x)中的较大者,设h(x)=max{|x+1|,﹣x2+2x+3},则函数h(x)的最小值是( )
A.﹣2B.﹣1C.0D.1
8.(5分)已知函数f(x)=x2+4x−1,x≤012x−2,x>0,若函数y=f(x)的图象与函数y=k的图象有2个交点,则实数k的取值范围是( )
A.(﹣5,+∞)B.(﹣5,﹣2]
C.(﹣5,﹣2]∪(﹣1,+∞)D.(1,+∞)
二、多项选择题:(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,两个正确答案选对一个得3分,三个正确答案选对一个得2分,有选错的得0分.)
(多选)9.(6分)下列说法正确的是( )
A.“a>b”是“a2>b2”的充分不必要条件
B.若不等式ax2+2x+c>0的解集为{x|﹣1<x<2},则a+c=2
C.当x>3时,x+4x−1的最小值是5
D.函数y=ax﹣1+1(a>0,且a≠1)过定点(1,2)
(多选)10.(6分)下列说法正确的有( )
A.565°角是第三象限角
B.锐角都是第一象限角
C.若θ为第二象限角,则θ2为第二象限或第三象限角
D.若一扇形面积为π,弧长为π,则其圆心角为π2
(多选)11.(6分)用[x]表示不超过x的最大整数,例如[﹣1.1]=﹣2,[1.6]=1.已知f(x)=x+[x],则( )
A.f(12)=12
B.f(x)为奇函数
C.f(x)为R上的增函数
D.y=f(x)与y=52x−1图象所有交点的横坐标之和为4
三、填空题:(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.(5分)在0°﹣360°的范围内,与﹣571°终边相同的角是 .
13.(5分)已知函数f(x)=x2+2,x<1,1−f(x−2),x≥1,则f(1)= .
14.(5分)若函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上是单调增函数.如果实数t满足f(lnt)+f(ln1t)<2f(1)时,那么t的取值范围是 .
四、解答题:(本小题共5小题,共77分。解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤.)
15.(13分)求值:
(1)(23)−2+(5−π)0−(3116)0.5;
(2)lg327−lg32⋅lg23−6lg63−lg2−lg5;
(3)sin(﹣1395°)cs1110°+cs(﹣1020°)sin750°.
16.(15分)已知幂函数f(x)=(m2−3m+3)xm2+2m−4为定义域上的奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)求不等式(x﹣2)f(x)>0的解集;
(3)当a≥0时,解关于x的不等式ax2﹣(a+2)x+2xf(x)>0.
17.(15分)已知函数f(x)=−2x+a2x+1是奇函数.
(1)求实数a的值;
(2)判断并用定义证明f(x)在定义域上的单调性;
(3)若对于任意的实数t,不等式f(t2﹣25)+f(2t2﹣k)<0恒成立,求实数k的取值范围.
18.(17分)在国家大力发展新能源汽车产业政策影响下,我国新能源汽车的产销量高速增长,某地区2021年底新能源汽车保有量为1500辆,2022年底新能源汽车保有量为2250辆.
(1)设从2021年底起经过x年后新能源汽车保有量为y辆,用y=a•bx(a>0,b>0且b≠1)的模型来刻画新能源汽车保有量的增长趋势,求出新能源汽车保有量y关于x的函数关系式;
(2)2021年底该地区传统能源汽车保有量为50000辆,且传统能源汽车保有量每年下降2%,若每年新能源汽车保有量按(1)中求得的函数模型增长,试估计到哪一年底新能源汽车保有量将超过传统能源汽车保有量.(参考数据:lg2≈0.30,lg3≈0.48,lg7≈0.85)
19.(17分)列奥纳多•达•芬奇(Lenard da Vinci,1452﹣1519)是意大利文艺复兴三杰之一.他曾提出:固定项链的两端,使其在重力的作用下自然下垂,项链所形成的曲线是什么?这就是著名的“悬链线问题”,后人给出了悬链线的函数表达式φ(x)=acsℎxa,其中a为悬链线系数,cshx称为双曲余弦函数,其函数表达式为csℎx=ex+e−x2,相反地,双曲正弦函数的函数表达式为sinℎx=ex−e−x2.
(1)证明:cs2x﹣sin2x=1;(提示:csh2x=(cshx)2)
(2)求不等式:sinh(2x﹣1)+sinh(x﹣2)>0的解集;
(3)函数f(x)=2csh(2x)﹣2msinh(x)的图象在区间(0,+∞)有零点,求实数m的最小值.
答案与试题解析
一、单项选择题:(本题共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.)
1.(5分)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={2,4},集合B={1,4,6},则(∁UA)∩B=( )
A.{3,6}B.{1,4,6}C.{1,6}D.{4,6}
【分析】由集合交集、补集运算即可求解.
解:因为U={1,2,3,4,5,6},A={2,4},
所以∁UA={1,3,5,6},
又因为B={1,4,6},
所以(∁UA)∩B={1,6}.
故选:C.
【点评】本题考查了集合的定义与运算问题,是基础题.
2.(5分)函数f(x)=2x−3+1x−2的定义域为( )
A.(23,2)∪(2,+∞)B.(−∞,23)∪(2,+∞)
C.[32,3]D.[32,2)∪(2,+∞)
【分析】根据解析式及根式、分式的性质求定义域.
解:由题设2x−3≥0x−2≠0⇒x≥32x≠2,
所以x≥32且x≠2,
故函数定义域为[32,2)∪(2,+∞).
故选:D.
【点评】本题主要考查了函数定义域的求解,属于基础题.
3.(5分)若角α的终边落在如图所示的阴影部分内,则角α的取值范围是( )
A.(π6,π3)
B.(2π3,7π6)
C.[2π3,7π6]
D.[2kπ+2π3,2kπ+7π6](k∈Z)
【分析】先求出角α在一个周期内的范围,由此能求出角α的取值范围.
解:角α的终边落在如图所示的阴影部分内,
则角α在一个周期内的范围是[2π3,7π6],
则角α的取值范围是[2kπ+2π3,2kπ+7π6](k∈Z),
故选:D.
【点评】本题考查角的取值范围的求法,考查终边相同的角的定义等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
4.(5分)设a=30.1,b=sinπ3,c=lg0.13,则( )
A.c>b>aB.a>b>cC.b>a>cD.a>c>b
【分析】根据已知条件,结合指数函数、对数函数的单调性,即可求解.
解:a=30.1>30=1,0<b=sinπ3=32<1,c=lg0.13<lg0.11=0,
故a>b>c.
故选:B.
【点评】本题主要考查指数函数、对数函数的单调性,属于基础题.
5.(5分)已知角α的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点P(a,1﹣a),且csα=45,则实数a的值是( )
A.4或47B.47C.﹣4D.﹣4或47
【分析】由任意角的三角函数的定义建立方程,求解即可.
解:由题及任意角的三角函数的定义可得:aa2+(1−a)2=45,且a>0,
所以7a2﹣32a+16=0,解得a=47或a=4.
故选:A.
【点评】本题考查任意角的三角函数的定义,属于基础题.
6.(5分)已知“∃x∈R,使不等式x2﹣4x﹣a﹣1<0成立”是假命题,则a的取值范围为( )
A.(﹣∞,﹣5]B.(﹣∞,﹣2]C.(﹣5,+∞)D.[﹣5,+∞)
【分析】先写出命题的否定,再利用二次函数的图象与性质即可求解.
解:“∃x∈R,使不等式x2﹣4x﹣a﹣1<0成立”是假命题,
则命题的否定为:∀x∈R,不等式x2﹣4x﹣a﹣1≥0恒成立是真命题,
∴Δ=16+4(a+1)≤0,∴a≤﹣5,
∴a的取值范围为(﹣∞,﹣5].
故选:A.
【点评】本题考查了一元二次不等式恒成立求参数的范围问题,属于基础题.
7.(5分)max{f(x),g(x)}表示f(x)与g(x)中的较大者,设h(x)=max{|x+1|,﹣x2+2x+3},则函数h(x)的最小值是( )
A.﹣2B.﹣1C.0D.1
【分析】由已知作出函数h(x)的图象,结合函数图象即可求解.
解:因为h(x)=max{|x+1|,﹣x2+2x+3},
作出h(x)的图象,结合函数的图象可知,当x=﹣1时,h(x)取得最小值0.
故选:C.
【点评】本题主要考查了函数的最值,体现了数形结合思想的应用,属于基础题.
8.(5分)已知函数f(x)=x2+4x−1,x≤012x−2,x>0,若函数y=f(x)的图象与函数y=k的图象有2个交点,则实数k的取值范围是( )
A.(﹣5,+∞)B.(﹣5,﹣2]
C.(﹣5,﹣2]∪(﹣1,+∞)D.(1,+∞)
【分析】画出函数f(x)的图象,数形结合求解即可.
解:画出函数f(x)的图象,如图所示:
由图象可知,若函数y=f(x)的图象与函数y=k的图象有2个交点,则﹣5<k≤﹣2或k>﹣1,
即实数k的取值范围是(﹣5,﹣2]∪(﹣1,+∞).
故选:C.
【点评】本题主要考查了函数的零点与方程根的关系,考查了数形结合的思想,属于中档题.
二、多项选择题:(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,两个正确答案选对一个得3分,三个正确答案选对一个得2分,有选错的得0分.)
(多选)9.(6分)下列说法正确的是( )
A.“a>b”是“a2>b2”的充分不必要条件
B.若不等式ax2+2x+c>0的解集为{x|﹣1<x<2},则a+c=2
C.当x>3时,x+4x−1的最小值是5
D.函数y=ax﹣1+1(a>0,且a≠1)过定点(1,2)
【分析】利用不等式性质判断A;利用一元二次不等式的解法判断B;利用基本不等式判断C;利用指数函数的性质判断D.
解:对于A,“a>b”是“a2>b2”的不充分不必要条件,故A错误;
对于B,∵不等式ax2+2x+c>0的解集为{x|﹣1<x<2},
∴﹣1和2是方程ax2+2x+c=0的两个根,且a<0,
∴a﹣2+c=0,解得a+c=2,故B正确;
对于C,当x≥3时,x+4x−1的最小值是5,故C错误;
对于D,函数y=ax﹣1+1(a>0,且a≠1)中,当x﹣1=0,即x=1时,y=1+1=2,
∴函数y=ax﹣1+1(a>0,且a≠1)过定点(1,2),故D正确.
故选:BD.
【点评】本题考查不等式性质、一元二次不等式的解法、基本不等式、指数函数的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
(多选)10.(6分)下列说法正确的有( )
A.565°角是第三象限角
B.锐角都是第一象限角
C.若θ为第二象限角,则θ2为第二象限或第三象限角
D.若一扇形面积为π,弧长为π,则其圆心角为π2
【分析】根据终边相同的角的概念判断选项A;根据锐角的定义判断选项B;根据象限角的定义判断选项C;根据扇形的面积与弧长公式计算圆心角,判断选项D.
解:对于A,565°=360°+205°,205°是第三象限角,所以565°是第三象限角,选项A正确;
对于B,锐角是大于0°且小于90°的角,所以锐角都是第一象限角,选项B正确;
对于C,θ为第二象限角时,2kπ+π2<θ<2kπ+π,
所以kπ+π4<θ2<kπ+π2,k∈Z,所以θ2是第一象限或第三象限角,选项C错误;
对于D,设扇形的圆心角为α,半径为r,则扇形的面积为12αr2=π,弧长为αr=π,
解得r=2,α=π2,即圆心角为π2,选项D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查了象限角与扇形的弧长和面积计算问题,是基础题.
(多选)11.(6分)用[x]表示不超过x的最大整数,例如[﹣1.1]=﹣2,[1.6]=1.已知f(x)=x+[x],则( )
A.f(12)=12
B.f(x)为奇函数
C.f(x)为R上的增函数
D.y=f(x)与y=52x−1图象所有交点的横坐标之和为4
【分析】对A、B:由函数新定义及奇偶性定义判断;对C:借助单调性的定义计算即可得;对D:令x+[x]=52x−1可得[x]=32x−1,结合新定义可得0<x≤2,再分类讨论求方程[x]=32x−1的解即可得.
解:[x]表示不超过x的最大整数,f(x)=x+[x],
则f(12)=12+[12]=12+0=12,A正确;
由f(12)=12,f(−12)=−12+[−12]=−12−1=−32⇒f(x)不为奇函数,B错误;
令x1>x2,则x1>x2,[x1]≥[x2],
故f(x1)﹣f(x2)=x1+[x1]﹣x2﹣[x2]=x1﹣x2+([x1]﹣[x2])>0,
即f(x1)﹣f(x2)>0⇒f(x)为R上的增函数,C正确;
令x+[x]=52x−1,即[x]=32x−1,
x﹣1<[x]≤x⇒x−1<32x−1≤x⇒0<x≤2,
当x=2时,有[2]=2,32×2−1=2,即2为图象交点的横坐标;
当1<x<2时,[x]=1,则1=32x−1,解得x=43,即43为图象交点的横坐标;
当x=1时,[x]=1,32×1−1=12则,故1不为图象交点的横坐标;
当0<x<1时,[x]=0,则0=32x−1,解得x=23,即23为图象交点的横坐标;
综上,图象所有交点的横坐标之和为2+43+23=4,故D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查函数的奇偶性与单调性的综合应用,考查运算能力,属于中档题.
三、填空题:(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.(5分)在0°﹣360°的范围内,与﹣571°终边相同的角是 149° .
【分析】根据解终边相同角的概念,求解即可.
解:因为﹣571°=2×(﹣360°)+149°,
所以0°﹣360°的范围内,与﹣571°终边相同的角是149°.
故149°.
【点评】本题考查了终边相同的角应用问题,是基础题.
13.(5分)已知函数f(x)=x2+2,x<1,1−f(x−2),x≥1,则f(1)= ﹣2 .
【分析】由题意得f(1)=1﹣f(1﹣2)=1﹣f(﹣1),由此能求出结果.
解:函数f(x)=x2+2,x<1,1−f(x−2),x≥1,
则f(1)=1﹣f(1﹣2)=1﹣f(﹣1)=1﹣(1+2)=﹣2.
故﹣2.
【点评】本题考查函数值的求法,考查函数的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
14.(5分)若函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上是单调增函数.如果实数t满足f(lnt)+f(ln1t)<2f(1)时,那么t的取值范围是 (1e,e) .
【分析】根据题意,由函数奇偶性与对数的运算性质可得f(ln t)+f(ln1t)<2f(1)等价为f(|lnt|)≤f(1),然后利用函数在区间[0,+∞)上单调递增即可得到不等式的解集.
解:根据题意,函数f(x)是定义在R上的偶函数,
则f(ln t)+f(ln1t)=f(ln t)+f(﹣lnt)=2f(|lnt|),
若f(ln t)+f(ln1t)<2f(1),则有2f(|lnt|)<2f(1),
又由函数在区间[0,+∞)上是单调增函数,则有|lnt|<1,
解可得1e<t<e,即t的取值范围为(1e,e);
故(1e,e).
【点评】本题考查函数奇偶性和单调性的应用,利用函数是偶函数的性质得到f(a)=f(|a|)是解决偶函数问题的关键.
四、解答题:(本小题共5小题,共77分。解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤.)
15.(13分)求值:
(1)(23)−2+(5−π)0−(3116)0.5;
(2)lg327−lg32⋅lg23−6lg63−lg2−lg5;
(3)sin(﹣1395°)cs1110°+cs(﹣1020°)sin750°.
【分析】(1)由指数的运算法则计算即可;
(2)由对数的运算性质计算即可;
(3)由诱导公式化简计算即可.
解:(1)(23)−2+(5−π)0−(3116)0.5
=34+1−(4916)12=34+1−74=0;
(2)lg327−lg32⋅lg23−6lg63−lg2−lg5
=lg3332−lg2lg3⋅lg3lg2−3−12(lg2+lg5)
=32−1−3−12=−3;
(3)sin(﹣1395°)cs1110°+cs(﹣1020°)sin750°
=﹣sin1395°cs1110°+cs1020°sin750°
=﹣sin(1440°﹣45°)cs(1080°+30°)+cs(1080°﹣60°)sin(720°+30°)
=﹣sin(﹣45°)cs30°+cs(﹣60°)sin30°
=22×32+12×12
=6+14.
【点评】本题考查指数对数的运算,诱导公式的应用,属于基础题.
16.(15分)已知幂函数f(x)=(m2−3m+3)xm2+2m−4为定义域上的奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)求不等式(x﹣2)f(x)>0的解集;
(3)当a≥0时,解关于x的不等式ax2﹣(a+2)x+2xf(x)>0.
【分析】(1)根据f(x)是幂函数且在定义域上是奇函数即可求出m=1;
(2)根据f(x)=1x即可得出分式不等式的解集;
(3)代入f(x)=1x得出不等式为:(ax﹣2)(x﹣1)>0,然后讨论a=0和a>0,根据一元二次不等式的解法即可得出原不等式的解集.
解:(1)∵f(x)是幂函数,
∴m2﹣3m+3=1,解得m=1或2,且f(x)是定义域上的奇函数,
m=1时,m2+2m﹣4=﹣1,f(x)=1x是定义域上的奇函数;
m=2时,m2+2m﹣4=4,f(x)=x4是定义域上的偶函数,不满足题意,
∴m=1;
(2)由(x﹣2)f(x)>0得:x−2x>0,解得x<0或x>2,
∴不等式的解集为:(﹣∞,0)∪(2,+∞);
(3)由f(x)=1x及ax2﹣(a+2)x+2xf(x)>0得:ax2﹣(a+2)x+2>0,即(ax﹣2)(x﹣1)>0,且a≥0,
a=0时,不等式的解集为(﹣∞,0)∪(0,1);
a>0时,不等式变成(x−2a)(x−1)>0,2a>1,即0<a<2时,不等式的解集为(﹣∞,0)∪(0,1)∪(2a,+∞);2a<1,即a>2时,不等式的解集为(﹣∞,0)∪(0,2a)∪(1,+∞).
【点评】本题考查了幂函数的定义,奇函数的定义,分式不等式和一元二次不等式的解法,分类讨论的思想,是基础题.
17.(15分)已知函数f(x)=−2x+a2x+1是奇函数.
(1)求实数a的值;
(2)判断并用定义证明f(x)在定义域上的单调性;
(3)若对于任意的实数t,不等式f(t2﹣25)+f(2t2﹣k)<0恒成立,求实数k的取值范围.
【分析】(1)由奇函数性质得f(0)=0,由此可求出a值,注意检验;
(2)利用函数单调性的定义即可判断证明;
(3)利用函数的奇偶性、单调性可去掉不等式中的符号“f”,从而转化为具体不等式恒成立,从而可求k的范围.
解:(1)函数f(x)=−2x+a2x+1是R上的奇函数,则f(0)=−1+a2=0,
解得a=1,
所以f(x)=1−2x1+2x,
经验证f(x)为奇函数,所以a=1;
(2)f(x)在定义域R上是减函数,证明:
任取x1,x2∈R,且x1<x2,则x2﹣x1>0,
所以f(x2)﹣f(x1)=1−2x21+2x2−1−2x11+2x1=2(2x1−2x2)(1+2x1)(1+2x2),
因为x1<x2,
所以0<2x1<2x2,即2x1−2x2<0,
又因为(1+2x1)(1+2x2)>0,
所以f(x2)﹣f(x1)<0,即f(x2)<f(x1),
所以该函数在定义域R上是减函数;
(3)因为f(x)是奇函数,且在定义域R上是减函数;
故对于任意的实数t,不等式f(t2﹣25)+f(2t2﹣k)<0恒成立
⇔∀t∈R,f(t2﹣25)<﹣f(2t2﹣k)=f(k﹣2t2)恒成立
⇔∀t∈R,t2﹣25>k﹣2t2恒成立
即k<(3t2﹣25)min=﹣25,
所以实数k的取值范围是{k|k<﹣25}.
【点评】本题考查函数的奇偶性与单调性的综合应用,考查不等式恒成立问题及运算能力,属于中档题.
18.(17分)在国家大力发展新能源汽车产业政策影响下,我国新能源汽车的产销量高速增长,某地区2021年底新能源汽车保有量为1500辆,2022年底新能源汽车保有量为2250辆.
(1)设从2021年底起经过x年后新能源汽车保有量为y辆,用y=a•bx(a>0,b>0且b≠1)的模型来刻画新能源汽车保有量的增长趋势,求出新能源汽车保有量y关于x的函数关系式;
(2)2021年底该地区传统能源汽车保有量为50000辆,且传统能源汽车保有量每年下降2%,若每年新能源汽车保有量按(1)中求得的函数模型增长,试估计到哪一年底新能源汽车保有量将超过传统能源汽车保有量.(参考数据:lg2≈0.30,lg3≈0.48,lg7≈0.85)
【分析】(1)由题意得a⋅b0=1500a⋅b1=2250,然后求解即可;
(2)设从2021年底起经过x年后传统能源汽车保有量为m辆,则1500×(32)x>50000×(1−2%)x,然后结合对数的运算求解即可.
解:(1)由题意得a⋅b0=1500a⋅b1=2250,
解得a=1500b=32,
所以y=1500×(32)x;
(2)设从2021年底起经过x年后传统能源汽车保有量为m辆,
则有m=50000×(1﹣2%)x,
令1500×(32)x>50000×(1−2%)x,
即3×(32)x>100×(1−2%)x=100×(98100)x=100×(72×2100)x,
化简得lg3+x(lg3﹣lg2)>2+x(2lg7+lg2﹣2),
解得x>2−lg32+lg3−2lg2−2lg7≈8.44,
即从2021年底,经过9年后,即2030年底新能源汽车保有量将超过传统能源汽车保有量.
【点评】本题考查了函数解析式的求法,重点考查了对数的运算,属中档题.
19.(17分)列奥纳多•达•芬奇(Lenard da Vinci,1452﹣1519)是意大利文艺复兴三杰之一.他曾提出:固定项链的两端,使其在重力的作用下自然下垂,项链所形成的曲线是什么?这就是著名的“悬链线问题”,后人给出了悬链线的函数表达式φ(x)=acsℎxa,其中a为悬链线系数,cshx称为双曲余弦函数,其函数表达式为csℎx=ex+e−x2,相反地,双曲正弦函数的函数表达式为sinℎx=ex−e−x2.
(1)证明:cs2x﹣sin2x=1;(提示:csh2x=(cshx)2)
(2)求不等式:sinh(2x﹣1)+sinh(x﹣2)>0的解集;
(3)函数f(x)=2csh(2x)﹣2msinh(x)的图象在区间(0,+∞)有零点,求实数m的最小值.
【分析】(1)由已知定义,结合指数运算性质即可证明;
(2)先判断函数sinh(x)的单调性及奇偶性,然后结合单调性及奇偶性即可求解不等式;
(3)由已知利用换元法,结合对勾函数单调性即可求解.
解:(1)证明:因为csℎx=ex+e−x2,sinℎx=ex−e−x2.
所以cs2x−sinℎ2x=(ex+e−x2)2−(ex−e−x2)2=e2x+e−2x+24−e2x+e−2x−24=1;
(2)因为sinℎ(−x)=e−x−ex2=−sinℎx,x∈R恒成立,
故y=sinhx 是奇函数,
又因为y=ex在R上严格递增,y=e﹣x在R上严格递减,
故y=sinℎx=ex−e−x2是R上的严格增函数,
所以sinh(2x﹣1)+sinh(x﹣2)>0可化为sinh(2x﹣1)>﹣sinh(x﹣2)=sinh(2﹣x),
所以2x﹣1>2﹣x,解得x>1,所求不等式的解集为(1,+∞);
(3)因为f(x)=2csh(2x)﹣2msinh(x)的图象在(0,+∞)有零点,
又x>0时,sinh(x)=ex−e−x2>0,
令t=ex﹣e﹣x,t>0,
所以m=csℎ(2x)sinℎ(x)=e2x+e−2xex−e−x=(ex−e−x)2+2ex−e−x=t+2t,
根据对勾函数的单调性可知,若y=m与y=t+2t有交点,则m≥22,
故m的范围为{m|m≥22}.
【点评】本题以新定义为载体,主要考查了函数性质的综合应用,属于中档题.
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
D
D
B
A
A
C
C
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