2022-2023学年辽宁省大连市第八中学高一上学期12月月考数学试题(解析版)
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一、单选题
1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出集合,利用并集的定义可求得集合.
【详解】因为,,所以.
故选:B.
2.命题:,,则该命题的否定为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】根据特称命题的否定可得出结论.
【详解】由特称命题的否定可知,原命题的否定为:,.
故选:B.
【点睛】本题考查特称命题否定的改写,解题的关键就是弄清特称命题的否定与全称命题之间的关系,属于基础题.
3.已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先利用函数单调性求得,,,进而求得之间的大小关系
【详解】因为,,
所以.
故选:B.
4.已知,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】解不等式,利用集合的包含关系判断可得出结论.
【详解】由可得,解得或,
因为或,
因此,“”是“”的必要不充分条件,
故选:A.
5.某读书会有5名成员,寒假期间他们每个人阅读的节本数分别如下:3,5,4,2,1,则这组数据的分位数为( )
A.3 B.3.5 C.4 D.4.5
【答案】B
【分析】这组数从小到大排列顺序为:1,2,3,4,5,根据,结合百分数的定义,即可求解.
【详解】由题意,这组数从小到大排列顺序为:1,2,3,4,5,且,
可得这组数据的分位数为从小到大排列的第3个数和第4个数的平均数为.
故选:B.
6.某公司为了适应市场需求对产品结构做了重大调整,调整后初期利润增长迅速,之后增长越来越慢,若要建立恰当的函数模型来反映该公司调整后利润与时间的关系,可选用
A.一次函数 B.二次函数
C.指数型函数 D.对数型函数
【答案】D
【分析】分别分析一次函数、二次函数、指数型函数、对数型函数单调性以及其变化快慢结合题意即可得结果.
【详解】根据基本初等函数的图象与性质可知,一次函数增长的速度不变,不满足题意;要满足调整后初期利润增长迅速,如果是二次函数,则必须开口向上,而此时在二次函数对称轴的右侧增长的速度是越来越快,没有慢下来的可能,不符合要求;要满足调整后初期利润增长迅速,如果是指数函数,则底数必是大于1的数,而此时指数函数增长的速度也是越来越快的,也不满足要求;对于对数函数,当底数大于1时,对数函数增长的速度先快后慢,符合要求,故选D.
【点睛】本题主要考查了基本初等函数的性质在实际中的应用,熟练掌握它们的单调性是解题的关键,属于中档题.
7.我国的5G通信技术领先世界,5G技术的数学原理之一是著名的香农(Shannon)公式,香农提出并严格证明了“在被高斯白噪声干扰的信道中,计算最大信息传送速率的公式,其中是信道带宽(赫兹),是信道内所传信号的平均功率(瓦),是信道内部的高斯噪声功率(瓦),其中叫做信噪比.根据此公式,在不改变的前提下,将信噪比从99提升至,使得大约增加了60%,则的值大约为( )(参考数据:)
A.1559 B.3943 C.1579 D.2512
【答案】C
【解析】由题意可得的方程,再由对数的运算性质求解即可.
【详解】由题意得:,
则,,
故选:C
8.若定义在的奇函数f(x)在单调递减,且f(2)=0,则满足的x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】首先根据函数奇偶性与单调性,得到函数在相应区间上的符号,再根据两个数的乘积大于等于零,分类转化为对应自变量不等式,最后求并集得结果.
【详解】因为定义在上的奇函数在上单调递减,且,
所以在上也是单调递减,且,,
所以当时,,当时,,
所以由可得:
或或
解得或,
所以满足的的取值范围是,
故选:D.
【点睛】本题考查利用函数奇偶性与单调性解抽象函数不等式,考查分类讨论思想方法,属中档题.
二、多选题
9.若幂函数在上单调递增,则( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【分析】根据幂函数的定义以及单调性可得出关于的等式与不等式,求出的值,即可得出合适的选项.
【详解】因为幂函数在上单调递增,
所以,,解得,故,所以,.
故选:AB.
10.定义在上的偶函数在内单调递减,则下列判断错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】利用特殊值法可判断AD选项;利用函数的奇偶性和单调性可判断BC选项.
【详解】因为定义在上的偶函数在内单调递减,则函数在内单调递增,
对于A选项,当时,,A错;
对于B选项,,B错;
对于C选项,,C对;
对于D选项,当时,,D错.
故选:ABD.
11.已知实数,满足等式,则下列关系式中可能成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】在同一坐标系中作出函数和函数的图象,再作出一条直线与两个图象相交,借助图象分析,满足等式时,的大小关系,
【详解】函数和函数的图象如图所示:
若,均为正数,则;
若,均为负数,则,
若,,
故选:ABC.
12.古希腊时期,人们认为最美人体的头顶至肚脐的长度与肚脐至足底的长度之比是(,称为黄金分割比例),著名的“断臂维纳斯”便是如此.此外,最美人体的头顶至咽喉的长度与咽喉至肚脐的长度之比也是.若某人满足上述两个黄金分割比例,且腿长为,头顶至脖子下端的长度为,则其身高可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】设身高为,运用黄金分割比例,结合图形得到对应成比例的线段,计算可估计身高.
【详解】设头顶、咽喉、肚脐、足底分别为点,假设身高为,即,
人体的头顶至肚脐的长度与肚脐至足底的长度之比是,,.
,且,,,,
人体的头顶至咽喉的长度与咽喉至肚脐的长度之比均是,,,
,且,,,
,,
由题意可得,,,,故BC正确.
故选:BC
三、填空题
13.已知一组样本数据、、、的极差为,若,则其方差为______.
【答案】##
【分析】根据极差的定义可求得的值,再根据方差的定义可求得这组数据的方差.
【详解】因为该组数据的极差为,所以,解得.
因为这组数据的平均数为,
所以,这组数据的方差为.
故答案为:.
14.已知,则的最小值为,取得最小值时,则______.
【答案】
【分析】利用基本不等式可求得的值,利用等号成立的条件可求得的值,进而可求得的值.
【详解】因为,所以,
当且仅当时取等号.故,,所以,.
故答案为:.
15.已知,则等于______.
【答案】
【分析】计算出的值,即可得解.
【详解】对任意的,,则,故函数的定义域为,
因为.
所以,.
故答案为:.
16.已知函数,且函数恰有个不同的零点,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】作出函数的图象,由题意可知,函数与直线的图象有个交点,数形结合可得出关于实数的不等式,即可求得实数的取值范围.
【详解】解:当时,,
当时,,
所以,函数在上的图象可视为函数在上的图象每次向右平移个单位后得到,
①若函数的图象恒在直线的下方时,
则,则,
则当时,函数无零点,且当时,,
此时,函数无零点,不合乎题意;
②若函数的图象与直线相切,
对于方程,即,,解得,此时,
当时,,此时,函数只有一个零点,不合乎题意;
③若时,如下图所示:
由图象可知,函数与函数在上的图象有个交点,
若使得函数有个零点,则,解得,此时;
④当时,由图象可知,函数与函数在上的图象只有个交点,
函数与函数在上的图象必有个交点,
此时,函数有个零点,合乎题意.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
四、解答题
17.计算下列各式的值:
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用指数幂的运算性质可求得所求代数式的值;
(2)利用对数的运算性质可求得所求代数式的值.
【详解】(1)解:原式
.
(2)解:原式.
18.已知集合,,.
(1)求集合、;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用指数函数、对数函数的单调性可分别求得集合、;
(2)求出集合,利用集合的包含关系可得出关于实数的不等式,即可得出实数的取值范围.
【详解】(1)解:,
.
(2)解:由(1)可知或,显然,
因为,所以,或,解得或.
因此,实数的取值范围是.
19.已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)当时,求不等式的解集.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为
(2)
【分析】(1)求出函数的定义域,利用复合函数法可求出函数的增区间和减区间;
(2)由可得出,结合对数函数的单调性以及二次不等式的解法,结合可得出的取值范围.
【详解】(1)解:对于函数,有,解得或,
所以,函数的定义域为,
因为内层函数的减区间为,增区间为,
外层函数为增函数,
所以,函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)解:由可得,即,即,
所以,,因为,解得.
因此,当时,不等式的解集为.
20.统计局就某地居民的月收入情况调查了10 000人,并根据所得数据画了样本频率分布直方图,每个分组包括左端点,不包含右端点,如第一组表示收入在元之间.
(1)为了分析居民的收入与年龄、职业等方面的关系,必须按月收入再从这10 000人中用分层抽样方法抽出100人作进一步分析,则月收入在的应抽取多少人;
(2)根据频率分布直方图估计样本数据的中位数;
(3)根据频率分布直方图估计样本数据的平均数.
【答案】(1)25;(2)1900;(3)1900.
【详解】(1)因为,
所以,
月收入在的频率为0.25,
所以分层抽样抽出100人中月收入在的人数为
;
(2)收入在的频率是0.3,
收入在的频率是,
所以样本数据的中位数在,
且为(元)
(3)
(元)
所以平均数为1900元.
21.已知函数.
(1)是否存在实数使得为奇函数?若存在,求出实数,若不存在,请说明理由;
(2)在(1)的结论下,若不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2)
【分析】(1)通过奇函数的性质,可以求出,然后证明是奇函数即可;(2)对函数求导可证明是上单调递增函数,由奇函数的性质,原不等式等价于,从而,即,再求出在上的最小值,令小于得到的最小值即可.
【详解】(1)若为奇函数,则,
即,解得,
,
故存在,使得为奇函数
(2)(),,
则在上为增函数,
∵为奇函数,,
即,
又在上为增函数,∴,
则恒成立,
令,则,
令,
,∴
【点睛】本题考查了函数的奇偶性,函数的单调性,考查了含参不等式恒成立问题,属于难题.
22.已知函数与,其中是偶函数.
(1)求实数的值及的值域;
(2)求函数的定义域;
(3)若函数与的图象有且只有一个公共点,求实数的取值范围.
【答案】(1),函数的值域为
(2)答案见解析
(3)
【分析】(1)利用偶函数的定义可求得实数的值,利用对数函数的单调性结合基本不等式可求得函数的值域;
(2)由已知可得出,对实数的取值进行分类讨论,结合指数函数的单调性可解得函数的定义域;
(3)令,由可知关于的方程有且只有一个正根,对实数的取值进行分类讨论,结合一次函数和二次函数的零点分布可得出关于实数的不等式(组),综合可得出实数的取值范围.
【详解】(1)解:由函数是偶函数可知,
所以,,
所以,,
则,故,所以,
,
当且仅当时,等号成立,故函数的值域为.
(2)解:对于函数,则有.
当时,,不合乎题意;
当时,,得;
当时,,得.
综上所述,当时,函数的定义域为;
当时,函数的定义域为.
(3)解:函数与的图象有且只有一个公共点,
即方程有且只有一个实根,
即方程有且只有一个实根,
令,则方程有且只有一个正根.
①当时,,不合题意;
②当时,由得或,
若,则不合题意;若,则满足要求.
若,可得或.
则此时方程应有一个正根与一个负根,
所以,,解得,因为或,故.
综上,实数的取值范围是
【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
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