江苏省扬州市2020-2021学年高一上学期期末数学试卷 (解析版)
展开2020-2021学年江苏省扬州市高一(上)期末数学试卷
一、单项选择题(共8小题).
1.设集合U={0,1,2,3},A={0,1,3},B={1,2},则A∩(∁UB)=( )
A.{0,3} B.{1,3} C.{1} D.{0}
2.命题“∃x∈R,x≤0”的否定是( )
A.∀x∈R,x≤0 B.∀x∈R,x>0 C.∃x∈R,x<0 D.∃x∈R,x>0
3.已知,,则cosα=( )
A. B. C. D.
4.若方程的解在区间[k,k+1](k∈Z)内,则k的值是( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
5.函数f(x)=在[﹣π,π]的图象大致为( )
A.
B.
C.
D.
6.设函数,将函数f(x)的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,得到函数g(x)的图象,若g(x)为偶函数,则φ的最小值是( )
A. B. C. D.
7.计算器是如何计算sinx,cosx,ex,lnx,等函数值的?计算器使用的是数值计算法,其中一种方法是用容易计算的多项式近似地表示这些函数,通过计算多项式的值求出原函数的值,如,,其中n!=1×2×3×⋅⋅⋅×n.英国数学家泰勒(B.Taylor,1685﹣1731)发现了这些公式,可以看出,右边的项用得越多,计算得出的sinx和cosx的值也就越精确.运用上述思想,可得到cos1的近似值为( )
A.0.50 B.0.52 C.0.54 D.0.56
8.在必修第一册教材“8.2.1 几个函数模型的比较”一节的例2中,我们得到如下结论:当0<x<2或x>4时,2x>x2;当2<x<4时,2x<x2,请比较a=log43,,的大小关系( )
A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.b>c>a
二、多项选择题(共4小题).
9.下列说法中,正确的有( )
A.若a<b<0,则ab>b2
B.若a>b>0,则
C.若对∀x∈(0,+∞),恒成立,则实数m的最大值为2
D.若a>0,b>0,a+b=1,则的最小值为4
10.如图,摩天轮的半径为40米,点O距地面的高度为50米,摩天轮按逆时针方向做匀速转动,每30分钟转一图,摩天轮上点P的起始位置在最低点处,下面的有关结论正确的有( )
A.经过15分钟,点P首次到达最高点
B.从第10分钟到第20分钟摩天轮上的点P距离地面的高度一直在升高
C.若摩天轮转速减半,则其旋转一圈所需要的时间变为原来的倍
D.在摩天轮转动的一圈内,有10分钟的时间点P距离地面超过70m
11.设函数f(x)=,若函数g(x)=f(x)﹣m有四个零点,则实数m可取( )
A.﹣1 B.1 C.3 D.5
12.对于任意两正数u,v(u<v),记区间[u,v]上曲线下的曲边梯形(图中阴影部分)面积为L(u,v),并约定L(u,u)=0和L(v,u)=﹣L(u,v),且L(1,x)=lnx,则下列命题中正确的有( )
A.L(1,6)=L(1,2)+L(1,3)
B.L(1,uv)=L(1,u)+L(u,uv)
C.
D.对正数u,h有
三、填空题(共4小题).
13.已知幂函数f(x)=xα图象过点,则f(9)= .
14.已知扇形的半径为6cm,圆心角为2rad,则该扇形的面积为 .
15.已知函数f(x)=x|x|,则满足f(x)+f(3x﹣2)≥0的x的取值范围是 .(用区间表示)
16.定义域为R的函数F(x)=2x可以表示为一个奇函数f(x)和一个偶函数g(x)的和,则f(x)= ;若关于x的不等式f(x)+a≥bF(﹣x)的解的最小值为1,其中a,b∈R,则a的取值范围是 .
四、解答题(本大题共6小题,计70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.计算:
(1);
(2).
18.已知关于x的不等式ax2+x+2≥0的解集为A.
(1)当a=0时,“x∈A”是“x∈{x|m﹣1≤x≤m+1,m∈R}”的必要条件,求m的取值范围;
(2)若A=R,求实数a的取值范围.
19.已知函数,、分别为其图象上相邻的最高点、最低点.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在上的单调区间和值域.
20.现有三个条件:①对任意的x∈R都有f(x+1)﹣f(x)=2x﹣2;②不等式f(x)<0的解集为{x|1<x<2};③函数y=f(x)的图象过点(3,2).请你在上述三个条件中任选两个补充到下面的问题中,并求解(请将所选条件的序号填写在答题纸指定位置)
已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,且满足_____(填所选条件的序号).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设g(x)=f(x)﹣mx,若函数g(x)在区间[1,2]上的最小值为3,求实数m的值.
21.某小微企业去年某产品的年销售量为1万只,每只销售价为10元,成本为8元.今年计划投入适当的广告费进行促销,预计年销售量P(万只)与投入广告费x(万元)之间的函数关系为,且当投入广告费为4万元时,销售量3.4万只.现每只产品的销售价为“原销售价”与“年平均每只产品所占广告费的”之和.
(1)当投入广告费为1万元时,要使得该产品年利润不少于4.5万元,则m的最大值是多少?
(2)若m=3,则当投入多少万元广告费时,该产品可获最大年利润?
22.若函数f(x)的图象关于点(a,b)中心对称,则对函数f(x)定义域中的任意x,恒有f(x)=2b﹣f(2a﹣x).如:函数f(x)的图象关于点(3,5)中心对称,则对函数f(x)定义域中的任意x,恒有f(x)=10﹣f(6﹣x).已知定义域为[0,2m+2]的函数f(x),其图象关于点(m+1,e)中心对称,且当x∈[0,m+1)时,f(x)=e|x﹣m|,其中实数m>﹣1,e为自然对数的底.
(1)计算f(m+1)的值,并求函数f(x)在[0,2m+2]上的解析式;
(2)设函数,对任意x1∈[0,2m+2],总存在,使得f(x1)=g(x2)成立,求实数m的取值范围.
参考答案
一、单项选择题(共8小题).
1.设集合U={0,1,2,3},A={0,1,3},B={1,2},则A∩(∁UB)=( )
A.{0,3} B.{1,3} C.{1} D.{0}
解:∵集合U={0,1,2,3},A={0,1,3},B={1,2},
∴∁UB={0,3},
∴A∩(∁UB)={0,3}.
故选:A.
2.命题“∃x∈R,x≤0”的否定是( )
A.∀x∈R,x≤0 B.∀x∈R,x>0 C.∃x∈R,x<0 D.∃x∈R,x>0
解:因为特称命题的否定是全称命题,
所以“∃x∈R,x≤0”的否定是:“∀x∈R,x>0”.
故选:B.
3.已知,,则cosα=( )
A. B. C. D.
解:因为,,
∴sinα=,
∴cosα=﹣=﹣.
故选:D.
4.若方程的解在区间[k,k+1](k∈Z)内,则k的值是( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
解:设f(x)=,易知,f(0)=0﹣1=﹣1<0,f(1)=1﹣>0,
由零点定理知,f(x)在区间[0,1]内一定有零点,即方程一定有解.
所以k的值是0,
故选:B.
5.函数f(x)=在[﹣π,π]的图象大致为( )
A.
B.
C.
D.
解:函数f(x)=,
则f(﹣x)===f(x),
可知f(x)是偶函数,排除A,B选项.
当x=时,f()=>0,∴图象在x轴的上方.
故选:C.
6.设函数,将函数f(x)的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,得到函数g(x)的图象,若g(x)为偶函数,则φ的最小值是( )
A. B. C. D.
解:函数,将函数f(x)的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,
得到函数g(x)=sin(2x+2φ﹣)的图象.
若g(x)为偶函数,则2φ﹣=kπ+,k∈Z,
令k=﹣1,求得φ的最小值为,
故选:A.
7.计算器是如何计算sinx,cosx,ex,lnx,等函数值的?计算器使用的是数值计算法,其中一种方法是用容易计算的多项式近似地表示这些函数,通过计算多项式的值求出原函数的值,如,,其中n!=1×2×3×⋅⋅⋅×n.英国数学家泰勒(B.Taylor,1685﹣1731)发现了这些公式,可以看出,右边的项用得越多,计算得出的sinx和cosx的值也就越精确.运用上述思想,可得到cos1的近似值为( )
A.0.50 B.0.52 C.0.54 D.0.56
解:由题意可得,
=1﹣0.5+0.041﹣0.001+…≈0.54,
故选:C.
8.在必修第一册教材“8.2.1 几个函数模型的比较”一节的例2中,我们得到如下结论:当0<x<2或x>4时,2x>x2;当2<x<4时,2x<x2,请比较a=log43,,的大小关系( )
A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.b>c>a
解:,,故b>c
因为,故,所以c<a,
因为,所以,故==a,故b>a,
所以b>a>c.
故选:B.
二、多项选择题(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,有选错的得0分,部分选对的得3分)
9.下列说法中,正确的有( )
A.若a<b<0,则ab>b2
B.若a>b>0,则
C.若对∀x∈(0,+∞),恒成立,则实数m的最大值为2
D.若a>0,b>0,a+b=1,则的最小值为4
解:a<b<0,则ab﹣b2=b(a﹣b)>0,则ab>b2,所以A正确;
若a>b>0,则=<0,所以,所以B不正确;
对∀x∈(0,+∞),≥2=2≥m恒成立(当且仅当x=1时取等号),则实数m的最大值为2,所以C正确;
若a>0,b>0,a+b=1,则=()(a+b)=2+≥4,当且仅当a=b=1时取等号,所以的最小值为4,
所以D正确;
故选:ACD.
10.如图,摩天轮的半径为40米,点O距地面的高度为50米,摩天轮按逆时针方向做匀速转动,每30分钟转一图,摩天轮上点P的起始位置在最低点处,下面的有关结论正确的有( )
A.经过15分钟,点P首次到达最高点
B.从第10分钟到第20分钟摩天轮上的点P距离地面的高度一直在升高
C.若摩天轮转速减半,则其旋转一圈所需要的时间变为原来的倍
D.在摩天轮转动的一圈内,有10分钟的时间点P距离地面超过70m
解:由图形知,可以以点O在地面上的垂足为原点,OP所在直线为y轴,与OP垂直的向右的方向为x轴建立坐标系,
设y=Asin(ωx+φ)+k,x表示时间.
由题意可得:A=40,k=50,T=30,可得ω==,
因为P(0,10),
可得10=40sin(×0+φ)+50,解得sinφ=﹣1,可得φ=﹣,
故有点P离地面的高度h=40sin(x﹣)+50,
A.经过15分钟,h=40sin(×15﹣)+50=90.点P首次到达最高点,故A正确;
B.经过15分钟,点P首次到达最高点,再经过15分钟,点P到达最低点.故B错误;
C.若摩天轮转速减半,则其周期变为原来的2倍,故C错误;
D.令f(t)>70,可得40sin(x﹣)+50>70,化为:cosx<﹣,
可得2kπ+<x<2kπ+,k∈Z,
解得30k+10<x<30k+20,k∈Z,
可得20﹣10=10,在摩天轮转动的一圈内,有10分钟的时间点P距离地面超过70m,故D正确.
故选:AD.
11.设函数f(x)=,若函数g(x)=f(x)﹣m有四个零点,则实数m可取( )
A.﹣1 B.1 C.3 D.5
解:令g(x)=0得f(x)=m,做出f(x)的函数图象如图所示:
∵函数f(x)的图象与y=m有四个交点,
∴m的取值范围为0<m<4.
故选:BC.
12.对于任意两正数u,v(u<v),记区间[u,v]上曲线下的曲边梯形(图中阴影部分)面积为L(u,v),并约定L(u,u)=0和L(v,u)=﹣L(u,v),且L(1,x)=lnx,则下列命题中正确的有( )
A.L(1,6)=L(1,2)+L(1,3)
B.L(1,uv)=L(1,u)+L(u,uv)
C.
D.对正数u,h有
解:对于A,L(1,6)=ln6=ln2+ln3=L(1,2)+L(1,3),则A对;
对于B,对于区间[1,uv]=[1,u]∪[u,uv],[1,u]∩[u,uv]={u},
由题设得,L(1,uv)=L(1,u)+L(u,uv),则B对;
对于C,由于f(x)是向下凸函数,则C错;
对于D,存在t∈(v,v+h),使得f(t)h=L(v,v+h),
t∈(v,v+h)⇒⇒
⇒<L(v,v+h)<,则D对;
故选:ABD.
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知幂函数f(x)=xα图象过点,则f(9)= 81 .
解:∵幂函数f(x)=xα图象过点,
∴f()==2,解得α=2,
∴f(x)=x2,
∴f(9)=92=81.
故答案为:81.
14.已知扇形的半径为6cm,圆心角为2rad,则该扇形的面积为 36cm2 .
解:由题意得,S===36cm2,
故答案为:36cm2.
15.已知函数f(x)=x|x|,则满足f(x)+f(3x﹣2)≥0的x的取值范围是 .(用区间表示)
解:f(﹣x)=﹣f(x),且,则f(x)在R上单调递增,
∴由f(x)+f(3x﹣2)≥0得,f(x)≥f(2﹣3x),
∴x≥2﹣3x,解得,
∴x的取值范围是:.
故答案为:.
16.定义域为R的函数F(x)=2x可以表示为一个奇函数f(x)和一个偶函数g(x)的和,则f(x)= ;若关于x的不等式f(x)+a≥bF(﹣x)的解的最小值为1,其中a,b∈R,则a的取值范围是 a≠﹣2 .
解:由题意可得f(x)+g(x)=F(x)=2x,①
又f(﹣x)+g(﹣x)=F(﹣x)=2﹣x,
即为﹣f(x)+g(x)=2﹣x,②
由①②解得f(x)=(2x﹣2﹣x);
关于x的不等式f(x)+a≥bF(﹣x)
即为(2x﹣2﹣x)+a≥b•2﹣x,
整理可得2x﹣(1+2b)2﹣x+2a≥0,
可令t=2x,由x≥1可得t≥2,
所以t﹣(1+2b)•+2a≥0,即t2+2at﹣(1+2b)≥0,
由题意可得t2+2at﹣(1+2b)≥0的解的最小值为t=2,
所以△=4a2+4(1+2b)>0,即2b>﹣1﹣a2,
又4+4a﹣1﹣2b≥0,即有3+4a≥2b,
则3+4a>﹣1﹣a2,
解得a≠﹣2.
故答案为:f(x)=(2x﹣2﹣x);a≠﹣2.
四、解答题(本大题共6小题,计70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.计算:
(1);
(2).
解:(1)原式=;
(2)原式=.
18.已知关于x的不等式ax2+x+2≥0的解集为A.
(1)当a=0时,“x∈A”是“x∈{x|m﹣1≤x≤m+1,m∈R}”的必要条件,求m的取值范围;
(2)若A=R,求实数a的取值范围.
解:(1)当a=0时,由x+2≥0,得x≥﹣2,所以A=[﹣2,+∞),
因为“x∈A”是“x∈{x|m﹣1≤x≤m+1,m∈R}”的必要条件,
所以[m﹣1,m+1]⊆[﹣2,+∞),所以m﹣1≥﹣2,得m≥﹣1,
故实数m的取值范围为[﹣1,+∞).
(2)1°当a=0时,不等式即为x+2≥0,不符合题意.
2°当a≠0时,因为ax2+x+2≥0的解集为R,
所以,解得.
综上,实数a的取值范围是.
19.已知函数,、分别为其图象上相邻的最高点、最低点.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在上的单调区间和值域.
解:(1)因为f(x)图象上相邻两个最高点和最低点分别为,,
所以A=2,,解得T=π;
又,ω>0,所以ω=2,f(x)=2sin(2x+φ);
又图象过点,所以,即;
所以,k∈Z,即,k∈Z.
又,所以,所以.
(2)由,k∈Z,解得,k∈Z,
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z;
又,所以f(x)的单调递增区间为,
同理f(x)的单调递减区间为.
又,,,
所以当时,f(x)值域为.
20.现有三个条件:①对任意的x∈R都有f(x+1)﹣f(x)=2x﹣2;②不等式f(x)<0的解集为{x|1<x<2};③函数y=f(x)的图象过点(3,2).请你在上述三个条件中任选两个补充到下面的问题中,并求解(请将所选条件的序号填写在答题纸指定位置)
已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,且满足_____(填所选条件的序号).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设g(x)=f(x)﹣mx,若函数g(x)在区间[1,2]上的最小值为3,求实数m的值.
解:(1)条件①:因为f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
所以f(x+1)﹣f(x)=a(x+1)2+b(x+1)+c﹣(ax2+bx+c)=2ax+a+b=2x﹣2,
即2(a﹣1)x+a+b+2=0对任意的x恒成立,
所以,解得,
条件②:因为不等式f(x)<0的解集为{x|1<x<2},
所以,解得,且a>0,
条件③:函数y=f(x)的图象过点(3,2),所以9a+3b+c=2,
若选择条件①②:则a=1,b=﹣3,c=2,此时f(x)=x2﹣3x+2;
若选择条件①③:则a=1,b=﹣3,c=2,此时f(x)=x2﹣3x+2;
若选择条件②③:则a=1,b=﹣3,c=2,此时f(x)=x2﹣3x+2.
(2)由(1)知g(x)=x2﹣(m+3)x+2,其对称轴为,
①当,即m≤﹣1时,g(x)min=g(1)=3﹣(m+3)=﹣m=3,解得m=﹣3,
②当,即m≥1时,g(x)min=g(2)=6﹣(2m+6)=﹣2m=3,解得(舍),
③当,即﹣1<m<1时,,无解.
综上所述,所求实数m的值为﹣3.
21.某小微企业去年某产品的年销售量为1万只,每只销售价为10元,成本为8元.今年计划投入适当的广告费进行促销,预计年销售量P(万只)与投入广告费x(万元)之间的函数关系为,且当投入广告费为4万元时,销售量3.4万只.现每只产品的销售价为“原销售价”与“年平均每只产品所占广告费的”之和.
(1)当投入广告费为1万元时,要使得该产品年利润不少于4.5万元,则m的最大值是多少?
(2)若m=3,则当投入多少万元广告费时,该产品可获最大年利润?
解:x=4时,P=3.4,∴,解得a=4,故.
(1)当投入广告费为1万元时,,销售价为,
年利润,得m≤2,
∴m的最大值为2.
故要使得该产品年利润不少于4.5万元,则m的最大值是2;
(2)当m=3时,年利润
=,
当且仅当,即x=2时等号成立.
故当投入2万元广告费时,该产品可获最大年利润.
22.若函数f(x)的图象关于点(a,b)中心对称,则对函数f(x)定义域中的任意x,恒有f(x)=2b﹣f(2a﹣x).如:函数f(x)的图象关于点(3,5)中心对称,则对函数f(x)定义域中的任意x,恒有f(x)=10﹣f(6﹣x).已知定义域为[0,2m+2]的函数f(x),其图象关于点(m+1,e)中心对称,且当x∈[0,m+1)时,f(x)=e|x﹣m|,其中实数m>﹣1,e为自然对数的底.
(1)计算f(m+1)的值,并求函数f(x)在[0,2m+2]上的解析式;
(2)设函数,对任意x1∈[0,2m+2],总存在,使得f(x1)=g(x2)成立,求实数m的取值范围.
解:(1)因为f(x)图象关于点(m+1,e)中心对称,
所以f(x)=2e﹣f(2m+2﹣x),
则f(m+1)=2e﹣f(2m+2﹣m﹣1),即f(m+1)=e.
当x∈(m+1,2m+2]时,2m+2﹣x∈[0,m+1),
则f(x)=2e﹣f(2m+2﹣x)=2e﹣e|m+2﹣x|.
综上,f(x)=.
(2)设f(x)在区间[0,2m+2]上值域为A,在[(1﹣e)3,(e﹣1)3]的值域为B,则B=[2e﹣e2,e2].
因为对任意x1∈[0,2m+2],总存在,
使得f(x1)=g(x2)成立,所以A⊆B.
①当﹣1<m≤0时,.
当0≤x≤m+1时,f(x)=ex﹣m∈[e﹣m,e],
当m+1<x≤2m+2时,f(x)=2e﹣em+2﹣x∈(e,2e﹣e﹣m],
所以f(x)值域为[e﹣m,2e﹣e﹣m].
又因为﹣1<m≤0,所以2e﹣e2<0<e﹣m,2e﹣e﹣m<2e<e2,
所以A⊆B,符合题意.
②当m>0时,函数f(x)在[0,m]上单调递减,在[m,m+1]上单调递增,
又f(x)图象关于点(m+1,e)中心对称,
所以f(x)在[0,m]和[m+2,2m+2]上单调递减,在[m,m+2]上单调递增,
又f(0)=em,f(m)=1,f(m+2)=2e﹣1,f(2m+2)=2e﹣em,
因为2e﹣e2≤1≤e2,2e﹣e2≤2e﹣1≤e2,
所以要使得A⊆B,只需,解得m≤2.
又m>0,所以0<m≤2.
综上,m的取值范围是(﹣1,2].
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