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高一上学期期中考试选择题压轴题50题专练-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册)
展开1.(2023·全国·高一专题练习)已知命题p:∀x∈R,ax2+2x+3>0的否定是真命题,那么实数a的取值范围是( )
A.a<13B.0【解题思路】由题意可知,命题:∃x∈R,ax2+2x+3≤0为真命题,分x=0、x≠0两种情况讨论,利用参变量分离法求出实数a的取值范围.
【解答过程】由题意可知,命题:∃x∈R,ax2+2x+3≤0为真命题.
①当x=0时,则3≤0,不合乎题意;
②当x≠0时,则a≤−3x2−2x,令t=1x≠0,
则y=−3t2−2t=−3t+132+13,
所以,当t=−13时,ymax=13,则a≤13.
综上所述,实数a的取值范围是a≤13.
故选:C.
2.(2023·全国·高一专题练习)非空集合P满足下列两个条件:(1)P1,2,3,4,5,(2)若元素a∈P,则6−a∈P,则集合P个数是( )
A.4B.5C.6D.7
【解题思路】由题得可将P中元素分组为1,5,2,4,3,再根据题意得出是求1,5,2,4,3的非空真子集个数即可.
【解答过程】由题得, 若元素a∈P,则6−a∈P,
可以推导出集合P中1,5要同时存在,2,4要同时存在,3可存在于P中也可以不存在,
故可以考虑集合P等价于由元素1,5,2,4,3组成的集合,
又P1,2,3,4,5,
故本题相当于求集合1,5,2,4,3的非空真子集个数.
即23−2=6个.
故选:C.
3.(2023秋·湖北省直辖县级单位·高三校考阶段练习)设函数fx=mx2−mx−1,命题“∃x∈1,3,fx≤−m+2”是假命题,则实数m的取值范围为( )
A.−∞,37B.−∞,3C.37,+∞D.3,+∞
【解题思路】由命题“∃x∈1,3,fx≤−m+2”是假命题可得其否定为真命题,结合不等式恒成立问题的解决方法可求m的取值范围.
【解答过程】因为命题“∃x∈1,3,fx≤−m+2”是假命题,
所以∀x∈1,3,fx>−m+2,
又fx>−m+2可化为mx2−mx−1>−m+2,即mx2−x+1>3,
当x∈1,3时,x2−x+1∈1,7,
所以m>3x2−x+1在x∈1,3上恒成立,
所以m>3x2−x+1max其中x∈1,3,
当x=1时x2−x+1有最小值为1,此时3x2−x+1有最大值为3,
所以m>3,
故实数m的取值范围是3,+∞,
故选:D.
4.(2023·全国·高一专题练习)已知实数x,y满足−4≤x−y≤−1,−1≤4x−y≤5,则z=9x−y的取值范围是( )
A.z−7≤z≤26B.z−1≤z≤20
C.z4≤z≤15D.z1≤z≤15
【解题思路】令m=x−y,n=4x−y,可得z=9x−y=83n−53m,再根据m,n的范围求解即可.
【解答过程】令m=x−y,n=4x−y,则x=n−m3y=n−4m3,所以z=9x−y=83n−53m.因为−4≤m≤−1,所以53≤−53m≤203.因为−1≤n≤5,所以−83≤83n≤403,所以−1≤z≤20.
故选:B.
5.(2023春·安徽合肥·高一校联考期末)已知命题p:x2−3x−10>0,命题q:x>m2﹣m+3,若¬p是¬q的充分不必要条件,则实数m的取值范围是( )
A.[﹣1,2]B.(﹣∞,﹣1]∪[2,+∞)
C.(﹣∞,﹣1)∪(2,+∞)D.(﹣1,2)
【解题思路】由¬p是¬q的充分不必要条件,则q是p的充分不必要条件, 由x2−3x−10>0得x>5或x<−2,只需m2−m+3≥5,即可.
【解答过程】由x2−3x−10>0得x>5或x<−2,因为¬p是¬q的充分不必要条件,所以q是p的充分不必要条件,所以m2−m+3≥5,解得m≥2或m≤−1.
故选:B.
6.(2023秋·上海浦东新·高一校考期末)函数y=fx的解析式为fx=2x2−3x+1,值域为0,1,2,3,则符合要求的函数fx的个数为( )
A.16个B.945个C.2025个D.1个
【解题思路】先求出值域0,1,2,3中每个函数值对应的自变量x构成的集合Ai(i=0,1,2,3),根据函数的定义,要产生一个函数值i(i=0,1,2,3)只要从相应的集合Ai(i=0,1,2,3)中取出至少一个元素,这些元素构成了Ai(i=0,1,2,3)的一个非空子集Bi(i=0,1,2,3),可以确定非空子集的个数,fx的定义域为集合Bi(i=0,1,2,3)的并集,从而求出fx的定义域的个数即为不同的函数fx的个数.
【解答过程】满足解析式为fx=2x2−3x+1,值域为0,1,2,3,
①2x2−3x+1=0,解得x∈−1,1,−12,12=A0,要使fx=0,fx的定义域必须含有集合−1,1,−12,12中至少一个元素,如果将这些元素放在一个集合B0中,那么集合B0相当于集合−1,1,−12,12的一个非空子集,这样的集合B0共有15个;
②2x2−3x+1=1,解得x∈0,−32,32=A1,要使fx=1,fx的定义域必须含有集合0,−32,32中至少一个元素,如果将这些元素放在一个集合B1中,那么集合B1相当于集合0,−32,32的一个非空子集,这样的集合B1共有7个;
③2x2−3x+1=2,解得x∈−3+174,3+174=A2,要使fx=2,fx的定义域必须含有集合−3+174,3+174中至少一个元素,如果将这些元素放在一个集合B2中,那么集合B2相当于集合−3+174,3+174的一个非空子集,这样的集合B2共有3个;
④2x2−3x+1=3,解得x∈−2,2=A3,要使fx=3,fx的定义域必须含有集合−2,2中至少一个元素,如果将这些元素放在一个集合B3中,那么集合B3相当于集合−3+174,3+174的一个非空子集,这样的集合B3共有3个;
要使fx值域为0,1,2,3,则①②③④中的解组合后形成fx的定义域,即fx定义域为B0∪B1∪B2∪B3,因此的fx定义域的组合情况有:15×7×3×3=945种,故符合要求的函数fx的个数为945.
故选:B.
7.(2023·全国·高三对口高考)设函数g(x)=x2−2(x∈R),f(x)={g(x)−x,x≥g(x).g(x)+x+4,x
C.[−94,+∞)D.−94,0∪(2,+∞)
【解题思路】分情况讨论,进行求解即可.
【解答过程】当x
f(x)=g(x)+x+4=x2−2+x+4=x2+x+2=(x+0.5)2+1.75,
其最小值为f(−1)=2,无最大值,
因此这个区间的值域为:(2,+∞);
当x≥g(x)时,−1≤x≤2,f(x)=g(x)−x=x2−2−x=(x−0.5)2−2.25,
其最小值为f(0.5)=−2.25,其最大值为f(2)=0,
因此这区间的值域为: [−94,0],
综合得函数值域为: [−94,0]∪(2,+∞) ,
故选D.
8.(2023秋·重庆沙坪坝·高一校考阶段练习)已知p是r的充分条件,q是r的充分不必要条件,s是r的必要条件,p是s的必要条件,现有下列命题:①r是p的必要不充分条件;②r是s的充分不必要条件;③q是p的充分不必要条件;④s是q的充要条件.正确的命题序号是( )
A.①B.②C.③D.④
【解题思路】根据题意以及充分条件和必要条件的定义确定p,q,r,s之间的关系,然后逐一判断命题①②③④的正确性即可.
【解答过程】因为p是r的的充分条件,所以p⇒r.因为q是r的充分不必要条件,所以q⇒r,r⇏q,
因为s是r的必要条件,所以r⇒s.因为p是s的必要条件,所以s⇒p,
所以由p⇒r,r⇒s,s⇒p可得p⇔r⇔s,
则r是p的充要条件,命题①错误;
则r是s的充要条件,命题②错误;
因为q⇒r,r⇏q,所以q⇒p,p⇏q,故q是p的充分不必要条件,命题③正确;
易得s⇏q,q⇒s,所以s是p的必要不充分条件,命题④错误,
故选:C.
9.(2022秋·辽宁·高一校联考阶段练习)已知对任意的实数x,y,代数式9x−y=mx−y+n4x−y恒成立,下列说法正确的是( )
A.m+n=1B.m+n=−1C.m−n=1D.m−n=−1
【解题思路】先把等式右边合并同类项,再根据等式恒成立对照列式即可求解.
【解答过程】解:mx−y+n4x−y=m+4nx−(m+n)y,
∵9x−y=mx−y+n4x−y对任意x,y恒成立,
∴m+4n=9m+n=1,
解得:m=−53n=83,
∴ m+n=1,m−n=−133.
故选:A.
10.(2023·全国·高一专题练习)实数a,b,c满足a2=2a+c−b−1且a+b2+1=0,则下列关系成立的是( )
A.b>a≥cB.c>a>bC.b>c≥aD.c>b>a
【解题思路】根据等式a2=2a+c−b−1可变形为(a−1)2=c−b,利用完全平方可得c,b大小,由a+b2+1=0得a=−b2−1,做差b−a,配方法比较大小.
【解答过程】由a+b2+1=0可得a=−b2−1,则a≤−1,
由a2=2a+c−b−1可得(a−1)2=c−b>0,利用完全平方可得
所以c>b,
∴b−a=b2+b+1=(b+12)2+34>0,
∴b>a,
综上c>b>a,
故选:D.
11.(2023·全国·高一专题练习)函数y=[x]在数学上称为高斯函数,也叫取整函数,其中[x]表示不大于x的最大整数,如[1.5]=1,[−2.3]=−3,[3]=3.那么不等式4[x]2−12[x]+5≤0成立的充分不必要条件是( )
A.[12,52]B.[1,2]C.[1,3)D.[1,3]
【解题思路】先解不等式,再结合充分条件和必要条件的定义求解即可.
【解答过程】因为4[x]2−12[x]+5≤0,则2x−12x−5≤0,则12≤x≤52,
又因为[x]表示不大于x的最大整数,
所以不等式4[x]2−12[x]+5≤0的解集为:1≤x<3,
因为所求的时不等式4[x]2−12[x]+5≤0成立的充分不必要条件,
所以只要求出不等式4[x]2−12[x]+5≤0解集的一个非空真子集即可,
选项中只有[1,2]⫋1,3.
故选:B.
12.(2023秋·浙江台州·高一校考开学考试)已知不等式ax−x1x−x2>0的解集为A,不等式bx−x1x−x2≥0的解集为B,其中a、b是非零常数,则“ab<0”是“A∪B=R”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既非充分也非必要条件
【解题思路】对a、b的符号以及x1、x2是否相等分情况讨论,得出A∪B=R的充要条件,即可判断出“ab<0”是“A∪B=R”的充要条件关系.
【解答过程】(1)若a>0,b>0.
①若x1=x2,不等式ax−x1x−x2>0即为x−x12>0,则A=xx≠x1,不等式bx−x1x−x2≥0即为x−x12≥0,得B=R,A⊆B,A∪B=B=R;
②若x1≠x2,不妨设x1
(2)同理可知,当a<0,b<0时,A⊆B,A∪B=B不一定为R;
(3)若a>0,b<0.
①若x1=x2,不等式ax−x1x−x2>0即为x−x12>0,则A=xx≠x1,不等式bx−x1x−x2≥0即为x−x12≤0,则B=x1,此时,A∪B=R;
②若x1≠x2,不妨设x1
(4)同理,当a<0,b>0时,A∪B=R.
综上所述,“ab<0”是“A∪B=R”的充分不必要条件.
故选A.
13.(2023秋·广西钦州·高一统考期末)当一个非空数集G满足:如果a,b∈G,则a+b,a−b,ab∈G,且b≠0时,ab∈G时,我们称G就是一个数域.以下关于数域的说法: ①0是任何数域的元素; ②若数域G有非零元素,则2019∈G; ③集合P={x|x=2k,k∈Z}是一个数域. ④有理数集是一个数域.其中正确的选项是( )
A. ① ② ④B. ② ③ ④C. ① ④D. ① ②
【解题思路】根据数域的定义代入数值分析即可得解.
【解答过程】对于①,当a=b且a,b∈G时,a−b ∈G
所以0是任何数域的元素,①正确;
对于②,当a=b≠0时,且a,b∈G时,由数域定义知ab=1∈G,
所以1+1=2∈G,1+2=3∈G,+2018=2019∈G,故选项②正确;
对于③,当a=2,b=4时,ab=12 ∉G,故选项③错误;
对于④,如果a,b∈Q,则则a+b,a−b,ab∈Q,且b≠0时,ab∈Q,所以有理数集是一个数域.
故选:A.
14.(2023·全国·高三专题练习)已知x,y是正实数,则下列式子中能使x>y恒成立的是( )
A.x+2y>y+1xB.x+12y>y+1xC.x−2y>y−1xD.x−12y>y−1x
【解题思路】特殊化的方法,取x=y可判断A,取x→0,y=1可判断C,D,可排除A,C,D,可得答案B,也可利用不等式性质证明B正确.
【解答过程】对于A,取x=y,该不等式成立,但不满足x>y;
对于C,该不等式等价于x+1x>y+2y,取x→0,y=1,该不等式成立,但不满足x>y;
对于D,该不等式等价于x+1x>y+12y,取x→0,y=1,该不等式成立,但不满足x>y;
下面证明B
法一
不等式等价于x−1x>y−12y,而x−1x>y−12y>y−1y.
函数f(x)=x−1x在(0,+∞)上单增,故x>y.
法二
若x≤y,则12y<1x,故x+12y
15.(2023春·河北承德·高三校考阶段练习)如果a<0,−1A.a>ab>ab2 B.ab2>ab>a C.ab>a>ab2 D.ab>ab2>a
【解题思路】通过观察三个数的特征可知ab最大,再利用作差法判断即可得出结果.
【解答过程】由选项可知,仅需要比较a,ab,ab2三个数的大小,
显然, a<0,ab>0,ab2<0,所以ab最大,
由−1所以ab2−a=a(b2−1)>0,即ab2>a
可得ab>ab2>a.
故选:D.
16.(2022·高一课时练习)已知a>0,函数y=ax2+bx+c,若m满足关于x的方程2ax+b=0,当x=m时的函数值记为M,则下列选项中的命题为假命题的是( )
A.∃x∈R,ax2+bx+c≤MB.∃x∈R,ax2+bx+c≥M
C.∀x∈R,ax2+bx+c≤MD.∀x∈R,ax2+bx+c≥M
【解题思路】由a>0知抛物线开口向上,x=m是其对称轴,且M为函数的最小值,进而对选项进行判断.
【解答过程】方程2ax+b=0的解为m=−b2a.由当x=m时的函数记为M知A、B为真命题;
∵a>0,∴函数y=ax2+bx+c在x=−b2a=m处取得最小值.
∴M是函数y=ax2+bx+c的最小值,因此D为真命题,C为假命题.
故选:C.
17.(2023·上海·高一专题练习)以某些整数为元素的集合P具有以下性质:
(1)P中元素有正数,也有负数;(2)P中元素有奇数,也有偶数;
(3)−1∉P;(4)若x、y∈P,则x+y∈P.
则下列选项哪个是正确的( )
A.集合P中一定有0但没有2B.集合P中一定有0可能有2
C.集合P中可能有0可能有2D.集合P中既没有0又没有2
【解题思路】由(4)得x∈P,则kx∈P(k是正整数),由(1)可设x,y∈P,且x>0,y<0,可得0∈P.利用反证法可得若2∈P,则P中没有负奇数,若P中负数为偶数,得出矛盾即可求解.
【解答过程】解:由(4)得x∈P,则kx∈P(k是正整数).
由(1)可设x,y∈P,且x>0,y<0,则xy、(−y)x∈P,而0=xy+(−y)x∈P.
假设2∈P,则2k∈P.由上面及(4)得0,2,4,6,8,…均在P中,
故2k−2∈P(k是正整数),
不妨令P中负数为奇数−2k+1(k为正整数),
由(4)得(2k−2)+(−2k+1)=−1∈P,矛盾.
故若2∈P,则P中没有负奇数.
若P中负数为偶数,设为−2k(k为正整数),则由(4)及2∈P,
得−2,−4,−6,⋯均在P中,即−2m−2∈P(m为非负整数),
则P中正奇数为2m+1,由(4)得(−2m−2)+(2m+1)=−1∈P,矛盾.
综上,0∈P, 2∉P.
故选:A.
18.(2022·全国·高三专题练习)已知A={(x,y)x2+y2≤1,x∈Z,y∈Z},B={(x,y)x≤3,y≤3,x∈Z,y∈Z}.定义集合A⊕B={(x1+x2,y1+y2)(x1,y1)∈A,(x2,y2)∈B,},则A⊕B的元素个数n满足( )
A.n=77B.n≤49C.n=64D.n≥81
【解题思路】先理解题意,然后分①当x1=±1,y1=0时,②当x1=0,y1=±1时, ③当x1=0,y1=0时,三种情况讨论即可.
【解答过程】解:由A=(x,y)x2+y2≤1,x∈Z,y∈Z,B=(x,y)x≤3,y≤3,x∈Z,y∈Z,
①当x1=±1,y1=0时, x1+x2=−4,−3,−2,−1,0,1,2,3,4,
y1+y2=−3,−2,−1,0,1,2,3,
此时A⊕B的元素个数为9×7=63个,
②当x1=0,y1=±1时, x1+x2=−3,−2,−1,0,1,2,3,
y1+y2=−4,−3,−2,−1,0,1,2,3,4,
这种情况和第①种情况除y1+y2=−4,4外均相同,故新增7×2=14个,
③当x1=0,y1=0时, x1+x2=−3,−2,−1,0,1,2,3,
y1+y2=−3,−2,−1,0,1,2,3,这种情况与前面重复,新增0个,
综合①②③可得:
A⊕B的元素个数为63+14+0=77个,
故选:A.
19.(2022秋·辽宁·高一校考阶段练习)已知A=a1,a2,a3,a4,B=a12,a22,a42,且a1
【解题思路】根据a1+a3=0可得a1=−a3,可得a12=a32,再根据A∩B=a2,a3 ⊆B=a12,a22,a42可得a2≥0,分a2=0和a2>0两种情况来讨论即可得解.
【解答过程】由a1+a3=0得a1=−a3,所以a12=a32,
A∩B=a2,a3 ⊆a12,a22,a42,所以a2≥0,
(1)若a2>0,由a2∈Z,所以a2≥1,
所以a2≤a22,a3
从而a2,a3=a12,a22,
所以a2=a12a3=a22,所以a3=a22=a14=a34,
即a3=0或1,与a3>a2≥1矛盾;
(2)若a2=0,
则a4>a3>a2=0,从而a42>a4,
所以a42>a3>a2,即a42∉a2,a3,
从而a2,a3=a12,a22,
所以a2=0=a22,a3=a12=a32,
所以a3=0或a3=1,又a3>a2=0,
所以a3=1,a1=−a3=−1,
又A∪B=a1,a2,a3,a4,a42,
所以a1+a2+a3+a4+a42=56,
由a1=−1,a2=0,a3=1代入可得:
a4+a42=56,所以a4=7或a4=−8(舍),
所以a3+a4=8,
故选:A.
20.(2023秋·上海浦东新·高一校考阶段练习)已知集合S={1,2,3,4,5,6,7,8},对于它的任一非空子集A,可以将A中的每一个元素k都乘以(−1)k再求和,例如A={2,3,8},则可求得和为(−1)2⋅2+(−1)3⋅3+(−1)8⋅8=7,对S的所有非空子集,这些和的总和为( )
A.508B.512C.1020D.1024
【解题思路】由集合的子集个数的运算及简单的合情推理可得;这些总和是27(−1+2−3+4−5+6−7+8)=512.
【解答过程】因为元素1,2,3,4,5,6,7,8在集合S的所有非空子集中分别出现27次,则对S的所有非空子集中元素k执行乘以(−1)k再求和操作,则这些和的总和是27[(−1)1×1+(−1)2×2+(−1)3×3+(−1)4×4+(−1)5×5+(−1)6×6+(−1)7×7+(−1)8×8] =27(−1+2−3+4−5+6−7+8)=512.
故选B.
21.(2023·上海·统考二模)对于正实数α,记Mα为满足下述条件的函数f(x)构成的集合:∀x1,x2∈R且x2>x1,有−α(x2−x1)
B.若f(x)∈Mα1,g(x)∈Mα2且α1>α2,则f(x)−g(x)∈Mα1−α2
C.若f(x)∈Mα1,g(x)∈Mα2,则f(x)⋅g(x)∈Mα1⋅α2
D.若f(x)∈Mα1,g(x)∈Mα2且g(x)≠0,则f(x)g(x)∈Mα1α2
【解题思路】令k=f(x2)−f(x1)x2−x1,有-α<k<α,进行求解即可.
【解答过程】对于−α(x2−x1)
因此有-α1-α2<kf+kg<α1+α2,因此有f(x)+g(x)∈Mα1+α2.
故选A.
22.(2023·全国·高一专题练习)设y1=111.2,y2=81.4,y3=1300.6,则( )
A.y2>y3>y1B.y3>y1>y2C.y1>y3>y2D.y3>y2>y1
【解题思路】通过观察三个数的特征可知,很难化成同底形式,所以可通过构造幂函数y=x0.6,利用其单调性即可比较得出结果.
【解答过程】由题意可知,y1=111.2=1120.6=1210.6,
y2=81.4=231.4=24.2=270.6=1280.6,
因为y=x0.6在0,+∞上是增函数,130>128>121,所以y3>y2>y1.
故选:D.
23.(2023春·湖南岳阳·高一统考期中)已知集合Rn={X|X=(x1,x2,⋅⋅⋅,xn),xi∈{0,1},i=1,2,⋅⋅⋅,n}(n≥2).对于A=(a1,a2,⋅⋅⋅,an)∈Rn,B=(b1,b2,⋅⋅⋅,bn)∈Rn,定义A与B之间的距离为d(A,B)=
|a1−b1|+|a2−b2|+⋅⋅⋅+|an−bn|=i=1n|ai−bi|.若集合M满足:M⊆R3,且任意两元素间的距离均为2,则集合M中元素个数的最大值为( )
A.4B.5C.6D.8
【解题思路】由题中条件可得:R3中含有8个元素,先阅读然后再理解定义得:可将其看成正方体的8个顶点,已知集合M中的元素所对应的点应该两两位于该正方体面对角线的两个端点,即M={(0,0,0),(1,1,0),(1,0,1),(0,1,1)}或M={(0,0,1),(0,1,0),(1,0,0),(1,1,1)},得解.
【解答过程】由题中条件可得:R3中含有8个元素,可将其看成正方体的8个顶点,
已知集合M中的元素所对应的点应该两两位于该正方体面对角线的两个端点,
所以M={(0,0,0),(1,1,0),(1,0,1),(0,1,1)}
或M={(0,0,1),(0,1,0),(1,0,0),(1,1,1)},
故集合M中元素个数最大值为4,
故选:A.
24.(2023秋·浙江丽水·高一统考期末)已知f(x),g(x),ℎ(x)为一次函数,若对实数x满足f(x)+g(x)−ℎ(x)=2x−1,x<−126x+1,−12≤x<235,x≥23,则f(x)的表达式为( )
A.f(x)=x−2B.f(x)=x+2
C.f(x)=−x−2D.f(x)=−x+2
【解题思路】根据题意,由绝对值的意义分析可得函数g(x)=0和ℎ(x)=0的根为x=−12和x=23,然后按g(x),ℎ(x)的符号分4种情况讨论,求出f(x)的解析式即可.
【解答过程】由f(x)+g(x)−ℎ(x)=2x−1,x<−126x+1,−12≤x<235,x≥23可知函数的分段点为−12和23,
而函数f(x),g(x),ℎ(x)为一次函数,所以可得函数g(x)=0和ℎ(x)=0的根为x=−12和x=23,
假设g(x)=0的根为x=−12,ℎ(x)=0的根为x=23,
分4种情况讨论:
(1)x<−12时,g(x)<0,x<23时,ℎ(x)<0,
当x<−12时,f(x)+g(x)−ℎ(x)=f(x)−g(x)+ℎ(x)=2x−1,
当x≥23时,f(x)+g(x)−ℎ(x)=f(x)+g(x)−ℎ(x)=5,
两式相加可得f(x)=x+2,
(2)x<−12时,g(x)>0,x<23时,ℎ(x)>0,
当x<−12时,f(x)+g(x)−ℎ(x)=f(x)+g(x)−ℎ(x)=2x−1,
当x≥23时,f(x)+g(x)−ℎ(x)=f(x)−g(x)+ℎ(x)=5,
两式相加可得f(x)=x+2,
(3)x<−12时,g(x)>0,x<23时,ℎ(x)<0,
当x<−12时,f(x)+g(x)−ℎ(x)=f(x)+g(x)+ℎ(x)=2x−1,
当x≥23时,f(x)+g(x)−ℎ(x)=f(x)−g(x)−ℎ(x)=5,
两式相加可得f(x)=x+2,
(4)x<−12时,g(x)<0,x<23时,ℎ(x)>0,
当x<−12时,f(x)+g(x)−ℎ(x)=f(x)−g(x)−ℎ(x)=2x−1,
当x≥23时,f(x)+g(x)−ℎ(x)=f(x)+g(x)+ℎ(x)=5,
两式相加可得f(x)=x+2,
综上可得f(x)=x+2
故选:B.
25.(2023·全国·高一专题练习)如图,△ABC是边长为2的等边三角形,点E由点A沿线段AB向点B移动,过点E作AB的垂线l,设AE=x,记位于直线l左侧的图形的面积为y,那么y与x的函数关系的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】建立y关于x的关系式,分为E点在AB中点左侧和右侧分类讨论,结合函数图象变化情况即可求解.
【解答过程】因为△ABC是边长为2的等边三角形,
所以当AE=x时,设直线l与AC交点为F,
当E点在AB中点左侧时,EF=3x,S△AEF=12x⋅3x=32x2(0≤x≤1),
此时函数为开口向上的二次函数;此时可排除BC,
当E点在AB中点右侧时,S△BEF=12(2−x)⋅3(2−x)=32(2−x)2,
此时左侧部分面积为:S△ABC−S△BEF=34×22−32(2−x)2=−32(x−2)2+3(1
故选:D.
26.(2023·全国·高一专题练习)设x∈R,用x表示不超过x的最大整数,则y=x称为高斯函数.例如:π=3,−5,1=−6,已知函数fx=2xx2+1,则函数y=fx的值域为( )
A.−1,1B.−1,0C.1,0D.−1,0,1
【解题思路】利用基本不等式可求得函数fx的值域,由此可求得函数y=fx的值域.
【解答过程】当x>0时,0
此时−1≤fx<0;
又因为f0=0,所以,函数fx的值域为−1,1,
当−1≤fx<0时,fx=−1;当0≤fx<1时,fx=0;
当fx=1时,fx=1.
综上所述,函数y=fx的值域为−1,0,1.
故选:D.
27.(2023秋·黑龙江哈尔滨·高三校考开学考试)定义minx,y表示两个数x,y中的较小者,maxx,y表示两个数x,y中的较大者,设集合M=1,2,3,4,5,6,7,8,S1,S2,⋯,Sk都是M的含有两个元素的子集,且满足:对任意的Si=ai,bi,Sj=aj,bji≠j,i,j∈1,2,3,⋯,k都有,minaibi,biai⋅maxajbj,bjaj=1,则k的最大值是( )
A.2B.3C.4D.5
【解题思路】对于M,含2个元素的子集有C82=28个,据此进行求解即可.
【解答过程】根据题意,对于M,含2个元素的子集有C82=28个,
其中, {1,2}、{2,4}、{3,6}、{4,8}可以任选两个;
{1,3}、{2,6}符合题意;
{2,3}、{4,6}符合题意;
{3,4}、{6,8}符合题意;
即满足minaibi,biai⋅maxajbj,bjaj=1的任意的Si=ai,bi,Sj=aj,bji≠j,i,j∈1,2,3,⋯,k最多有4个,
故k的最大值是4,
故选:C.
28.(2022秋·全国·高一期末)我国在2020年9月22日在联合国大会提出,二氧化碳排放力争于2030年前实现碳达峰,争取在2060年前实现碳中和.为了响应党和国家的号召,某企业在国家科研部门的支持下,进行技术攻关:把二氧化碳转化为一种可利用的化工产品,经测算,该技术处理总成本y(单位:万元)与处理量x(单位:吨)(x∈[120,500])之间的函数关系可近似表示为y=13x3−80x2+5040x,x∈[120,144)12x2−200x+80000,x∈[144,500],当处理量x等于多少吨时,每吨的平均处理成本最少( )
A.120B.200C.240D.400
【解题思路】先根据题意求出每吨的平均处理成本与处理量之间的函数关系,然后分x∈[120,144)和x∈[144,500]分析讨论求出其最小值即可
【解答过程】由题意得二氧化碳每吨的平均处理成本为S=13x2−80x+5040,x[120,144)12x−200+80000x,x∈[144,500],
当x∈[120,144)时,S=13x2−80x+5040=13(x−120)2+240,
当x=120时,S取得最小值240,
当x∈[144,500] 时,S=12x+80000x−200≥212x⋅80000x−200=200,
当且仅当12x=80000x,即x=400时取等号,此时S取得最小值200,
综上,当每月得理量为400吨时,每吨的平均处理成本最低为200元,
故选:D.
29.(2023春·湖南岳阳·高一统考期中)设集合S,T中至少两个元素,且S,T满足:①对任意x,y∈S,若x≠y,则x+y∈T ,②对任意x,y∈T,若x≠y,则x−y∈S,下列说法正确的是( )
A.若S有2个元素,则S∪T有3个元素
B.若S有2个元素,则S∪T有4个元素
C.存在3个元素的集合S,满足S∪T有5个元素
D.存在3个元素的集合S,满足S∪T有4个元素
【解题思路】不妨设S={a,b},由②知集合S中的两个元素必为相反数,设S={a,−a},由①得0∈T,由于集合T中至少两个元素,得到至少还有另外一个元素m∈T,分集合T有2个元素和多于2个元素分类讨论,即可求解.
【解答过程】若S有2个元素,不妨设S={a,b},
以为T中至少有两个元素,不妨设x,y⊆T,
由②知x−y∈S,y−x∈S,因此集合S中的两个元素必为相反数,故可设S={a,−a},
由①得0∈T,由于集合T中至少两个元素,故至少还有另外一个元素m∈T,
当集合T有2个元素时,由②得:−m∈S,则m=±a,T={0,−a}或T={0,a}.
当集合T有多于2个元素时,不妨设T={0,m,n},
其中m,n,−m,−n,m−n,n−m∈S,
由于m≠n,m≠0,n≠0,所以m≠−m,n≠−n,
若m=−n,则n=−m,但此时m−n=2m≠m,m−n=−2n≠n,
即集合S中至少有m,n,m−n这三个元素,
若m≠−n,则集合S中至少有m,n,m−n这三个元素,
这都与集合S中只有2个运算矛盾,
综上,S∪T={0,a,−a},故A正确;
当集合S有3个元素,不妨设S={a,b,c},
其中a集合S中至少两个不同正数,两个不同负数,即集合S中至少4个元素,与S={a,b,c}矛盾,排除C,D.
故选:A.
30.(2022秋·北京·高一校考阶段练习)设集合A的最大元素为M,最小元素为m,记A的特征值为XA=M−m,若集合中只有一个元素,规定其特征值为0.已知A1,A2,A3,…,An是集合N∗的元素个数均不相同的非空真子集,且XA1+XA2+XA3+⋅⋅⋅+XAn=60,则n的最大值为( )
A.10B.11C.12D.13
【解题思路】根据题设描述只需保证各集合中XAn=M−m(n∈N∗)尽量小,结合已知及集合的性质有n最大时XA1+XA2+XA3+...+XAn=n(n−1)2,进而分析n的取值.
【解答过程】由题设A1,A2,A3,…,An中都至少有一个元素,且元素个数互不相同,
要使n最大,则各集合中XAn=M−m(n∈N∗)尽量小,
所以集合A1,A2,A3,…,An的元素个数尽量少且数值尽可能连续,
所以,不妨设XA1=0,XA2=1,XA3=2,...,XAn=n−1,有XA1+XA2+XA3+...+XAn=n(n−1)2,
当n=11时,XA1+XA2+XA3+...+XAn=55<60,
当n=12时,XA1+XA2+XA3+...+XAn=66>60,
只需在n=11时,在上述特征值取最小情况下,使其中一个集合的特征值增加5即可,故n的最大值为11.
故选:B.
31.(2023秋·黑龙江·高三校考阶段练习)函数fx=m2−m−1xm2+m−3是幂函数,对任意x1,x2∈0,+∞,且x1≠x2,满足fx1−fx2x1−x2<0,若a,b∈R,且a<0A.恒大于0B.恒小于0
C.等于0D.无法判断
【解题思路】利用幂函数的定义以及结合fx1−fx2x1−x2<0成立等价于函数为减函数可求出m的值,利用函数的单调性与奇函数求解即可.
【解答过程】因为对任意x1,x2∈0,+∞,且x1≠x2,满足fx1−fx2x1−x2<0,所以f(x)在0,+∞上为减函数,
由已知fx=m2−m−1xm2+m−3是幂函数,可得m2−m−1=1,
解得m=2或m=−1,
当m=2时,fx=x3,在0,+∞上为增函数,故不成立.
当m=−1时,fx=x−3,在0,+∞上为减函数,满足条件,
故m=−1,fx=x−3,故f(x)为奇函数,
因为a<0所以f−a>fb,
所以−fa>fb,
所以fa+fb<0.
故选:B.
32.(2023秋·高一课时练习)函数fx=m2−m−1xm2+m−3是幂函数,对任意x1,x2∈0,+∞,且x1≠x2,满足fx1−fx2x1−x2>0,若a,b∈R,且a+b>0,ab<0,则fa+fb的值( )
A.恒大于0B.恒小于0C.等于0D.无法判断
【解题思路】确定函数在0,+∞上单调递增,根据幂函数得到m=2或m=−1,验证单调性得到fx=x3,代入数据计算得到答案.
【解答过程】对任意的x1,x2∈0,+∞,且x1≠x2,满足fx1−fx2x1−x2>0,函数是单调增函数,
fx=m2−m−1xm2+m−3是幂函数,可得m2−m−1=1,解得m=2或m=−1,
当m=2时,fx=x3;当m=−1时,fx=x−3,不满足单调性,排除,
故m=2,fx=x3.
a+b>0,ab<0,故fa+fb=a3+b3=a+ba2−ab+b2>0恒成立.
故选:A.
33.(2023·全国·高三专题练习)定义在R上的奇函数f(x),满足f12+x=f12−x,在区间−12,0上递增,则( )
A.f(2)
【解答过程】因为f12+x=f12−x,
所以f(x)的图象关于直线x=12 对称,
由f12+x=f12−x可知f(x)=f(1−x),
又函数是R上的奇函数,
所以f(−x)=−f(x)=f(1+x) ,
所以f(x+2)=−f(x+1)=f(x) ,即函数的周期T=2 ,
所以f(20)=f(0)
因为奇函数f(x)在区间−12,0上递增,所以f(x)在[−12,12]上递增,
因为f(x)的图象关于直线x=12 对称,所以f(x)在[12,32]上递减,
所以f(2)
34.(2023·全国·高一专题练习)已知幂函数y=xm2−2m−3m∈N∗的图象关于y轴对称,且在0,+∞上单调递减,则满足a+1−m3<3−2a−m3的a的取值范围为( )
A.0,+∞B.−23,+∞
C.0,32D.−∞,−1∪23,32
【解题思路】由条件知m2−2m−3<0,m∈N∗,可得m=1.再利用函数y=x−13的单调性,分类讨论可解不等式.
【解答过程】幂函数y=xm2−2m−3m∈N∗在0,+∞上单调递减,故m2−2m−3<0,解得−1
当m=2时,y=x−3的图象不关于y轴对称,舍去,故m=1.
不等式化为a+1−13<3−2a−13,
函数y=x−13在−∞,0和0,+∞上单调递减,
故a+1>3−2a>0或0>a+1>3−2a或a+1<0<3−2a,解得a<−1或23故选:D.
35.(2023·全国·高三专题练习)已知正数a,b满足a+b=3,若a5+b5≥λab恒成立,则实数λ的取值范围为( )
A.−∞,812B.(−∞,274]C.−∞,814D.−∞,272
【解题思路】先参变分离得a4b+b4a≥λ,再利用a+b3=1,与a4b+b4a相乘,然后连续运用两次基本不等式即可.
【解答过程】依题意,a4b+b4a≥λ.
又a+b=3,
而a4b+b4a=a4b+b4a(a+b)3=a5b+b5a+a4+b43
≥2a5b⋅b5a+a4+b43=a4+b4+2a2b23=a2+b223=a2+b22+a2+b2223
≥a2+b22+2ab223=(a+b)412=274,
当且仅当a=b,即a=32,b=32时,
前后两个不等号中的等号同时成立,所以λ的取值范围为−∞,274
故选:B.
36.(2023·全国·高一专题练习)已知实数a>0,b>1满足a+b=5,则2a+1b−1的最小值为( )
A.3+224B.3+424C.3+226D.3+426
【解题思路】所求2a+1b−1的分母特征,利用a+b=5变形构造a+(b−1)=4,再等价变形14(2a+1b−1)[a+(b−1)],利用基本不等式求最值.
【解答过程】解:因为a>0,b>1满足a+b=5,
则2a+1b−1=(2a+1b−1)a+b−1×14
=143+2b−1a+ab−1≥14(3+22),
当且仅当2b−1a=ab−1时取等号,
故选:A.
37.(2023·全国·高一专题练习)若两个正实数x,y满足4x+y=xy且存在这样的x,y使不等式x+y4
【解题思路】依题意可得4y+1x=1,再利用乘“1”法及基本不等式求出x+y4的最小值,即可得到m2+3m>4,解一元二次不等式即可.
【解答过程】解:因为x>0,y>0且4x+y=xy,所以4y+1x=1,
所以x+y4=x+y4⋅4y+1x=2+4xy+y4x≥2+24xy⋅y4x=4,
当且仅当4xy=y4x,即y=4x=8时等号成立,
所以m2+3m>4,即(m+4)(m−1)>0,解得m<−4或m>1,
所以m的取值范围是(−∞,−4)∪(1,+∞).
故选:C.
38.(2023·全国·高三专题练习)若关于x的不等式kx>x−2恰好有4个整数解,则实数k的范围为( )
A.0,25B.25,35C.35,23D.23,1
【解题思路】依题意可得,0<k<1,结合函数 y=k|x|与 y=﹣|x﹣2|的图象可得4个整数解是2,3,4,5,由y=kxy=x−2⇒x=21−k∈(5,6],即可得35<k≤23.
【解答过程】解:依题意可得,0<k<1,
函数 y=k|x|与 y=﹣|x﹣2|的图象如下,
由0<k<1,可得xA>1,∴关于x的不等式k|x|﹣|x﹣2|>0恰好有4个整数解,他们是2,3,4,5,
由y=kxy=x−2⇒xB=21−k∈(5,6],故35<k≤23;
故选:C.
39.(2023·全国·高一专题练习)若关于x的不等式3−x−a>x2在−∞,0上有解,则实数a的取值范围是( )
A.−134,3B.−3,134C.−∞,134D.3,+∞
【解题思路】可将不等式转化为3−x2>x−a至少有一个负数解,再结合图形确定临界点,即可求解
【解答过程】由题,可将3−x−a>x2在−∞,0上有解转化为3−x2>x−a至少有一个负数解,
构造fx=3−x2,gx=x−a,画出图形,如图:
当a=3时,fx与gx相交于0,3点,要使fx与gx相交于y轴左侧,则需满足a<3,
在函数gx不断左移的过程中,若与fx左侧曲线相切,则有3−x2=x−a,对应的Δ=0,
解得a=−3.25,则a>−3.25,
综上所述,a∈−134,3.
故选:A.
40.(2023·全国·高一专题练习)设集合P1=x|x2+ax+1>0,P2=x|x2+ax+2>0,Q1=x|x2+x+b>0,Q2=x|x2+2x+b>0,其中a,b∈R,下列说法正确的是( )
A.对任意a,P1是P2的子集,对任意的b,Q1不是Q2的子集
B.对任意a,P1是P2的子集,存在b,使得Q1是Q2的子集
C.存在a,使得P1不是P2的真子集,对任意的b,Q1是Q2的子集
D.存在a,使得P1不是P2的子集,存在b,使得Q1是Q2的子集
【解题思路】结合参数取值情况,根据集合间元素的关系确定子集关系是否成立,即可判断.
【解答过程】解:对于集合P1=x|x2+ax+1>0,P2=x|x2+ax+2>0
可得当m∈P1,即m2+am+1>0,可得m2+am+2>0,即有m∈P2,可得对任意a,P1是P2的子集;
当b=5时,Q1=x|x2+x+5>0=R,Q2=x|x2+2x+5>0=R,可得Q1是Q2的子集;
当b=1时,Q1=x|x2+x+1>0=R,Q2=x|x2+2x+1>0={x|x≠−1且x∈R},可得Q1不是Q2的子集;
综上有,对任意a,P1是P2的子集,存在b,使得Q1是Q2的子集.
故选:B.
41.(2023秋·贵州贵阳·高一统考期末)某公司在30天内A商品的销售价格P(元)与时间t(天)的关系满足下方图象所示的函数,A商品的销售量Q(万件)与时间t的关系是Q=40−t,则下列说法正确的是( )
①第15天日销售额最大 ②第20天日销售额最大
③最大日销售额为120万元 ④最大日销售额为125万元
A.①③B.①④C.②③D.②④
【解题思路】先由函数图象利用待定系数法求得销售价格P(元)关于时间t(天)的函数解析式,再求销售额关于t的函数解析式,从而结合二次函数性质求其最大值,由此得解.
【解答过程】由图象可得当0≤t≤20时,可设P=at+b,根据图象知过点(0,2),(20,6),
所以b=26=20a+b,解得b=2,a=15,所以P=15t+2,
当20≤t≤30,可设P=mt+n,根据图象知过点(20,6),(30,5),
所以6=20m+n5=30m+n,解得m=−110,n=8,所以P=−110t+8,
综上可得,P=15t+2,0≤t<20−110t+8,20≤t≤30,
又Q=−t+40 0
综上可得,第15日的销售额最大,最大值为125万元,故①④正确.
故选:B.
42.(2023秋·河北衡水·高三校考开学考试)已知正实数a,b满足1a+9b=1,若不等式a+b≥−x2+4x+18−m对任意的实数x恒成立,则实数m的取值范围是( )
A.3,+∞B.−∞,3C.−∞,6D.6,+∞
【解题思路】利用基本不等式求出a+b的最小值16,分离参数即可.
【解答过程】因为a>0,b>0,1a+9b=1,
所以a+b=a+b1a+9b=10+ba+9ab≥10+2ba⋅9ab=16,当且仅当ba=9ab,即a=4,b=12时取等号.
由题意,得16≥−x2+4x+18−m,即x2−4x−2≥−m对任意的实数x恒成立,又x2−4x−2=x−22−6≥−6,所以−6≥−m,即m≥6.
故选:D.
43.(2023·上海·高三专题练习)已知k∈N∗,x,y,z∈R+,若k(xy+yz+zx)>5(x2+y2+z2),则对此不等式描述正确的是( )
A.若k=5,则至少存在一个以x,y,z为边长的等边三角形
B.若k=6,则对任意满足不等式的x,y,z都存在以x,y,z为边长的三角形
C.若k=7,则对任意满足不等式的x,y,z都存在以x,y,z为边长的三角形
D.若k=8,则对满足不等式的x,y,z不存在以x,y,z为边长的直角三角形
【解题思路】利用排除法。进行求解即可.
【解答过程】本题可用排除法,由x2+y2+z2=x2+y22+y2+z22+z2+x22≥xy+yz+zx,
对于A,若k=5,可得xy+yz+zx>x2+y2+z2,故不存在这样的x,y,z,A错误,排除A;
对于C,x=1,y=1,z=2时,7xy+yz+zx>5x2+y2+z2成立,而以x,y,z为边的三角形不存在,C错误,排除C;
对于D, x=1,y=1,z=2时,8xy+yz+zx>5x2+y2+z2成立,存在以x,y,z为边的三角形为直角三角形,故D错误,排除D,
故选B.
44.(2023春·黑龙江双鸭山·高二校考阶段练习)已知fx,gx都是定义在R上的函数,对任意x,y满足fx−y=fxgy−gxfy,且f−2=f1≠0,则下列说法正确的是( )
A.f0=1B.函数g2x+1的图象关于点1,0对称
C.g1+g−1=0D.若f1=1,则n=12023fn=1
【解题思路】利用赋值法结合题目给定的条件可判断AC,取fx=sin2π3x,gx=cs2π3x可判断B,对于D,通过观察选项可以推断fx很可能是周期函数,结合fxgy,gxfy的特殊性及一些已经证明的结论,想到令y=−1和y=1时可构建出两个式子,两式相加即可得出fx+1+fx−1=−fx,进一步得出fx是周期函数,从而可求n=12023fn的值.
【解答过程】解:对于A,令x=y=0,代入已知等式得f0=f0g0−g0f0=0,得f0=0,故A错误;
对于B,取fx=sin2π3x,gx=cs2π3x,满足fx−y=fxgy−gxfy及f−2=f1≠0,
因为g3=cs2π=1≠0,所以gx的图象不关于点3,0对称,
所以函数g2x+1的图象不关于点1,0对称,故B错误;
对于C,令y=0,x=1,代入已知等式得f1=f1g0−g1f0,
可得f11−g0=−g1f0=0,结合f1≠0得1−g0=0,g0=1,
再令x=0,代入已知等式得f−y=f0gy−g0fy,
将f0=0,g0=1代入上式,得f−y=−fy,所以函数fx为奇函数.
令x=1,y=−1,代入已知等式,得f2=f1g−1−g1f−1,
因为f−1=−f1,所以f2=f1g−1+g1,
又因为f2=−f−2=−f1,所以−f1=f1g−1+g1,
因为f1≠0,所以g1+g−1=−1,故C错误;
对于D,分别令y=−1和y=1,代入已知等式,得以下两个等式:fx+1=fxg−1−gxf−1,fx−1=fxg1−gxf1,
两式相加易得fx+1+fx−1=−fx,所以有fx+2+fx=−fx+1,
即:fx=−fx+1−fx+2,
有:−fx+fx=fx+1+fx−1−fx+1−fx+2=0,
即:fx−1=fx+2,所以fx为周期函数,且周期为3,
因为f1=1,所以f−2=1,所以f2=−f−2=−1,f3=f0=0,
所以f1+f2+f3=0,
所以n=12023fn=1=f1+f2+f3+⋯+f2023=f2023=f1=1,故D正确.
故选:D.
45.(2023秋·宁夏银川·高三校考阶段练习)已知函数fx的定义域为R,对任意实数x,y满足fx+y=fx+fy+12,且f12=0,当x>12时,fx>0.给出以下结论:①f0=−12;②f−1=−32;③fx为R上减函数;④fx+12为奇函数;其中正确结论的序号是( )
A.①②④B.①④C.①②D.①②③④
【解题思路】利用抽象函数的关系式,令x=y=0判断①的正误;令x=12,y=−12判断②的正误;令x>0,y=12,可得当x>0时,fx>−12,再令x=x1−x2,y=x2,结合单调性的定义判断③的正误;令y=−x判断④的正误;
【解答过程】因为fx+y=fx+fy+12,则有:
令x=y=0,可得f(0+0)=f(0)+f(0)+12,
即f(0)=2f(0)+12,解得f(0)=−12,故①正确;
令x=12,y=−12,可得f12−12=f12+f−12+12,
即−12=f−12+12,解得f−12=−1,
再令x=y=−12,可得f−12−12=f−12+f−12+12,
即f−1=−1+−1+12=−32,故②正确;
令x>0,y=12,可得fx+12=fx+f12+12=fx+12,
即fx=fx+12−12
因为x>0,则x+12>12,可得fx+12>0,所以fx=fx+12−12>−12,
令x=x1−x2,y=x2,不妨设x1>x2,
可得f(x1)=f(x1−x2)+f(x2)+12,即f(x1)−f(x2)=f(x1−x2)+12,
因为x1>x2,则x1−x2>0,则fx1−x2>−12,
可得f(x1)−f(x2)=f(x1−x2)+12>0,即f(x1)>f(x2),
所以fx为R上增函数,故③错误;
令y=−x,可得f(x−x)=f(x)+f(−x)+12,
即f(0)=f(x)+f(−x)+12=−12,整理得f(x)+12+f(−x)+12=0,
所以fx+12为奇函数,故④正确;
故选:A.
46.(2023春·河南焦作·高二校考期末)已知函数f(x)=−x3+2,x<0−x+3, x≥0,g(x)=kx+5−2k(k>0),若对任意的x1∈[−1,1],总存在x2∈[−1,1]使得f(x1)≤g(x2)成立,则实数k的取值范围为( )
A.(0,2]B.(0,23]C.(0,3]D.(1,2]
【解题思路】计算得到fxmax=f−1=f0=3,gxmax=g1=5−k根据题意得到5−k≥3,即可解得答案.
【解答过程】f(x)=−x3+2,x<0−x+3, x≥0,当x∈−1,1时,fxmax=f−1=f0=3,
g(x)=kx+5−2k(k>0),当x∈−1,1时,gxmax=g1=5−k,
根据题意知:5−k≥3,∴k≤2 ,
故k∈(0,2],
故选:A.
47.(2023·全国·高一专题练习)如图,将一张边长为1的正方形纸ABCD折叠,使得点B始终落在边AD上,则折起的部分的面积最小值为( )
A.14B.38C.25D.12
【解题思路】设AB′=x,可证明△MQB∼△B′AB、Rt△MRN≅Rt△B′AB,从而可求B′M=121+x2、C′N=12x−12,从而可得所求梯形MNC′B′的面积表达式为S=12x−122+38,从而可求其最小值.
【解答过程】如图,
过N作NR⊥AB与R,则RN=BC=1,连BB′,交MN于Q,
则由折叠知,△MBQ与△MB′Q关于直线MN对称,即△MBQ≅△MB′Q,
有BQ=B′Q,MB=MB′,MQ⊥BB′,
∵∠A=∠MQB,∠ABQ=∠ABB′,∴△MQB∼△B′AB,
∴AB′MQ=ABBQ=BB′MB,
设AB′=x,则BB′=1+x2,BQ=121+x2,
代入上式得:BM=B′M=121+x2,
∵∠MNR+∠BMQ=90°,∠ABB′+∠BMQ=90°,
∴∠MNR=∠ABB′,在Rt△MRN和Rt△B′AB中,
∵∠MNR=∠ABB′RN=AB∠A=∠NRM=90°,∴Rt△MRN≅Rt△B′AB,∴MR=AB′=x,
故C′N=CN=BR=MB−MR=121+x2−x =12x−12,
∴梯形MNC′B′的面积为
S=12[12x−12+12x2+1]×1=12x2−x+1=12x−122+38,
得当x=12时,梯形面积最小,其最小值38,
故选:B.
48.(2023秋·江西新余·高一统考期末)已知a,b∈R,且a≠b,满足a−24+a−22=2022b−24+b−22=2022,若对于任意的x∈3,6,均有tx2+2x≤a+b成立,则实数t的最大值是( )
A.−14B.−29C.14D.29
【解题思路】根据题意得到a+b=4,则对于任意的x∈3,8,均有tx2+2x≤4,分离参数,再根据二次函数的性质即可得解.
【解答过程】已知a,b∈R,且a≠b,满足(a−2)4+(a−2)2=2022(b−2)4+(b−2)2=2022,
则(a−2)4+(a−2)2−(2−b)4−(2−b)2=0,
即(a−2)2+(2−b)2(a−2)2−(2−b)2+(a−2)2−(2−b)2=0,
所以(a−2)2+(2−b)2+1(a−2)2−(2−b)2=0
又a≠b,则a−2≠b−2,则有2−a=b−2,即a+b=4,
所以若对于任意的x∈3,8,均有tx2+2x≤a+b=4成立,
即t≤4−2xx2=2x2−2x=2x−122−14,对于任意的x∈3,8恒成立,
当x∈3,8时,2x−122−14≥−14,当x=4时等号成立,即得t≤−14,
所以实数t的最大值是−14.
故选:A.
49.(2023春·福建福州·高一校考期末)设函数y=fx,x≠0,对于任意正实数x1,x2 x1≠x2,都有x23fx1−x13fx2lnx1−lnx2<0.已知函数y=fx+1的图象关于点−1,0中心对称,且f1=1,则不等式fx≤x3的解集为( )
A.−1,0∪0,1B.−1,0∪1,+∞
C.−∞,−1∪0,1D.−∞,−1∪1,+∞
【解题思路】先判断函数y=fx的奇偶性,构造函数g(x)=fxx3,判断gx的单调性和奇偶性,分情况讨论,利用单调性即可求解.
【解答过程】函数y=fx+1的图象关于点−1,0成中心对称,
故函数y=fx的图象关于点0,0成中心对称,即y=fx是奇函数.
记g(x)=fxx3, g(−x)=f−x−x3=gx,所以gx是偶函数,
对于任意正数x1,x2x1≠x2,都有x23fx1−x13fx2lnx1−lnx2<0,
即x13x23fx1x13−fx2x23lnx1−lnx2<0,
当0
当0
gx是偶函数,故g(x)在−∞,0单调递增,且g−1=1
当x>0 时,fx≤x3⇔gx≤1=g1⇒x≥1,
当x<0 时,fx≤x3⇔gx≥1=g−1⇒−1≤x<0,
故fx≤x3的解集为−1,0∪1,+∞.
故选:B.
50.(2023·天津滨海新·天津市校考三模)设fx是定义在R上的函数,若Fx=fx+x2是奇函数.Gx=fx−x是偶函数,函数gx=fx,x∈0,12gx−1,x∈1,+∞,则下列说法正确的个数有( )
(1)当x∈2,3时,gx=−2x−2x−3
(2)g2k−12=2k−1k∈N∗
(3)若gm≥2,则实数m的最小值为72
(4)若ℎx=gx−kx−2有三个零点,则实数k=−16
A.1个B.2个C.3个D.4个
【解题思路】由题可得fx=x−x2,后由题目条件可得gx大致图象.(1)由题目条件可得x∈2,3时,gx=2gx−1=4gx−2=4fx−2;(2)注意k=1的特殊情况;(3)由题可得x∈3,4时,gx=−8x−3x−4⇒g72=2,后结合图象可得答案;(4)问题转化为gx图象与直线y=kx−2有3个交点,等价于直线y=kx−2与gx在x∈0,1时的图象相切.
【解答过程】因Fx=fx+x2是奇函数,则fx+x2+f−x+x2=0.因Gx=fx−x是偶函数,则fx−x=f−x+x⇒f−x=fx−2x.
则2fx+2x2−2x=0⇒fx=x−x2.
又注意到x∈1,2时,x−1∈0,1,则gx=2gx−1=2fx−1;x∈2,3时,x−1∈1,2,x−2∈0,1,则gx=2gx−1=4gx−2=4fx−2.以此类推,可得gx大致图象如下.
(1)x∈2,3时,x−1∈1,2,x−1−1∈0,1.则gx=2gx−1=4gx−2=4fx−2=−4x−2x−3,故(1)错误;
(2)注意到当k=1时,g2k−12=g12=f12=14≠20,故(2)错误;
(3)当x∈3,4时,由以上分析:gx=8fx−3=−8x−3x−4,则g72=2,结合图象可知若当m<72时,gm<2,则m的最小值为72,故(3)正确;
(4)ℎx=gx−kx−2有三个零点等价于gx图象与直线y=kx−2有3个交点.由图可得,当直线y=kx−2与gx在x∈0,1时的图象相切时,满足题意.注意到当x∈0,1时,gx图象上有一点B12,14,又y=kx−2恒过定点A2,0,kAB=−16,则当y=kx−2与gx在x∈0,1时的图象相切时,
k
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