内容正文:
数学学科阶段练习(一)
时间:120分钟 分值:150分
一、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的.
1. 若命题,则命题的否定为( )
A. B.
C. D.
2. 下列四组函数和,表示同一函数的是( )
A.
B.
C.
D.
3. 已知集合,,若,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
4. 若当时,函数始终满足,则函数的图象大致为
A. B.
C. D.
5. 下列各函数中,值域为的是( )
A. B.
C. D.
6. 若存在正数,使成立,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 若,设,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数的定义域为,且对任意实数有,若函数的图象关于直线对称,,则( )
A. B. C. D. 2
二、多选题: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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 命题:“,”的否定为真命题的一个充分条件是( )
A. B. C. D.
10. 已知函数,下列说法正确的是( )
A. 若定义域为R,则 B. 若值域为R,则
C. 若最小值为0,则 D. 若最大值为2,则
11. 中国传统文化中很多内容体现了数学的对称美,如图所示的太极图是由黑白两个鱼形纹组成的圆形图案,充分展现了相互转化、对称统一的形式美、和谐美.给出定义:在平面直角坐标系中,能够将圆心位于坐标原点的圆O的周长和面积同时平分的函数称为这个圆的“优美函数”.给出下列命题:
①对于任意一个圆O,其“优美函数”有无数个;
②函数可以是某个圆的“优美函数”;
③余弦函数可以同时是无数个圆的“优美函数”;
④函数是“优美函数”的充要条件为存在,使得对恒成立.
A. ① B. ② C. ③ D. ④
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知幂函数的定义域为,则实数______.
13. 已知函数在区间内是减函数,则 的取值范围为__________.
14. 已知函数(且 ≠1),若对任意.存在使得成立,则实数 的取值范围为__________.
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. 求值:
(1);
(2).
16. 已知二次函数的图象经过点和,且函数在上的最大值为4.
(1)求函数的解析式;
(2)若不等式对于一切实数x均成立,求实数m的取值范围.
17. 已知函数
(1)解关于x的不等式;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数 的取值范围.
18. 对于函数,若其定义域内存在实数满足,则称为“伪奇函数”.
(1)已知函数,试问是否为“伪奇函数”?说明理由;
(2)若幂函数使得为定义在上的“伪奇函数”,试求实数的取值范围;
(3)是否存在实数,使得是定义在上的“伪奇函数”,若存在,试求实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
19. 设 为实数,函数
(1)若求 的取值范围;
(2)求的最小值;
(3)设函数求不等式的解集.
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数学学科阶段练习(一)
时间:120分钟 分值:150分
一、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的.
1. 若命题,则命题的否定为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据全称量词命题的否定为存在量词命题即可得解.
【详解】由全称量词命题的否定为存在量词命题,
得命题的否定为.
故选:D.
2. 下列四组函数和,表示同一函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据同一函数的概念,分别判定两个函数的定义域与对应法则,逐项判定,即可求解.
【详解】由题意,对于A中,函数的定义域为,函数的定义域为,
两函数的定义域不同,所以不是同一函数;
对于B中,函数和函数,两函数的对应法则不同,所以不是同一函数;
对于C中,函数的定义域为,函数的定义域为,两函数的定义域和对应法则都相同,所以是同一函数;
对于D中,函数的定义域为,函数的定义域为两函数的定义域不同,所以不是同一函数;
故选C.
【点睛】本题主要考查了同一函数的判定,其中解答中根据同一函数的概念,分别判定两个函数的定义域和对应法则是否相同是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.
3. 已知集合,,若,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先根据定义域求出,由得到a的取值范围.
【详解】由题意得,解得,故,
因为,所以.
故选:A
4. 若当时,函数始终满足,则函数的图象大致为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先画出函数的图象,此函数是偶函数,当时,即为,而函数,即可得出所求函数图象.
【详解】当时,函数始终满足,
必有,
所以,
先画出函数的图象:在y轴右侧递减的关于y轴对称的图象.如图中黑色曲线,
而函数,与函数图象关于 轴对称,
其图象为在y轴右侧递增的关于y轴对称的图象,如图中虚线部分.
故选:B.
【点睛】本题考查指数函数与对数函数的图象及性质,属中档题
5. 下列各函数中,值域为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据指数、对数函数的性质分别求出函数的值域进行判断即可.
【详解】解:∵,∴的值域是R,不满足条件.
∵,则函数的值域为,不满足条件.
∵,即函数的值域为,满足条件.
∵,∴,不满足条件.
故选:C.
6. 若存在正数 ,使成立,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将给定不等式变形并分离参数,构造函数,再求其值域即可得解.
【详解】存在正数 ,成立成立成立,
令,显然在上单调递增,
,即值域为,
依题意有,
所以实数 的取值范围是.
故选:C
7. 若,设,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出函数定义域,判断奇偶性和单调性,比较的大小即可.
【详解】由题意知,由,
所以为偶函数,图象关于 轴对称,
当时,由复合函数的单调性法则知随 的增大而增大,
即 , 单调递增,
因为,,
且,,
所以,所以,
即,也就是.
故选:D
8. 已知函数的定义域为,且对任意实数 有,若函数的图象关于直线对称,,则( )
A. B. C. D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意得到函数是以为周期的周期函数,且,结合周期性和,得到,即可求解.
【详解】由题意,函数对任意实数 有,
可得,
则,
所以函数是以为周期的周期函数,
又由函数的图象关于直线对称,
可得函数的图象关于 轴对称,即,
因为,所以.
故选:A.
二、多选题: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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 命题:“,”的否定为真命题的一个充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】
【分析】先求出命题的否定,再判断取值范围即可得出结果.
【详解】命题:“,”的否定为“,”,
当时,恒成立,符合题意;
当时,,
综上,,
故选:AB
10. 已知函数,下列说法正确的是( )
A. 若定义域为R,则 B. 若值域为R,则
C. 若最小值为0,则 D. 若最大值为2,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据对数函数的单调性以及二次函数的性质逐项分析计算即可.
【详解】对于A,若函数定义域为R,则恒成立,
当时,恒成立,满足题意,
当时,则有,解得,
所以实数 的取值范围为,故选项A错误;
对于B,若函数值域为R,则能取尽大于零的所有实数,
当时,,不满足题意,
当时,则有,解得,
所以若值域为R,则,故选项B正确;
对于C,若函数最小值为0,则有最小值1,
由二次函数的图象和性质得,解得,故选项C正确;
对于D,若函数最大值为2,则有最大值4,
由二次函数的图象和性质得,解得,故选项D正确.
故选:BCD.
11. 中国传统文化中很多内容体现了数学的对称美,如图所示的太极图是由黑白两个鱼形纹组成的圆形图案,充分展现了相互转化、对称统一的形式美、和谐美.给出定义:在平面直角坐标系中,能够将圆心位于坐标原点的圆O的周长和面积同时平分的函数称为这个圆的“优美函数”.给出下列命题:
①对于任意一个圆O,其“优美函数”有无数个;
②函数可以是某个圆的“优美函数”;
③余弦函数可以同时是无数个圆的“优美函数”;
④函数是“优美函数”的充要条件为存在,使得对恒成立.
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】AB
【解析】
【分析】根据定义分析可得优美函数的特征为函数图象关于圆心(即坐标原点)成中心对称,再逐一分析各个命题即可得解.
【详解】依题意,函数是优美函数,等价于函数图象关于圆心(即原点)成中心对称,
对于A,以原点为对称中心的中心对称图形有无数个,如函数,为常数,命题①是真命题,A正确;
对于B,函数的定义域为R,
,
即函数的图象关于原点成中心对称,命题②是真命题,B正确;
对于C,余弦函数不是关于原点成中心对称的图形,命题③是假命题,C错误;
对于D,函数的图象关于点成中心对称,而点不一定为原点,命题④是假命题,D错误.
故选:AB
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知幂函数的定义域为,则实数______.
【答案】3
【解析】
【分析】根据题意,由幂函数的定义以及性质,列出方程,代入计算,即可得到结果.
【详解】由题意可得,,解得或,
当时,,定义域为;
当时,,定义域为,不满足;
所以.
故答案为:3
13. 已知函数在区间内是减函数,则 的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据已知条件及分段函数分段处理的原则,结合一次函数与对数函数的单调性即可求解.
【详解】因为函数是上的减函数,
所以,解得,
所以 的取值范围为.
故答案为:.
14. 已知函数(且 ≠1),若对任意.存在使得成立,则实数 的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】恒成立存在性共存的不等式问题,需要根据题意确定最值比大小解不等式. 根据题意可得只需即可
【详解】根据题意可得只需即可,
由题可知 为对数底数且或.
当时,此时在各自定义域内都有意义,由复合函数单调性可知在上单调递减,在上单调递减,所以,,
所以,即,可得;
当时,由复合函数单调性可知在上单调递减,在上单调递增,
所以,
所以,即,可得.
综上:.
故答案为:.
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. 求值:
(1);
(2).
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)利用指数运算法则计算即得.
(2)利用对数运算及换底公式计算即得.
【小问1详解】
原式 .
【小问2详解】
原式 .
16. 已知二次函数的图象经过点和,且函数在上的最大值为4.
(1)求函数的解析式;
(2)若不等式对于一切实数x均成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)运用二次函数的图像及性质可求函数解析式,
(2)依题意,转化为一元二次不等式恒成立问题,结合一元二次函数图象即可解决.
【小问1详解】
因为二次函数的图象经过点和,
所以函数的对称轴为,
又函数在上的最大值为4,所以函数的顶点坐标为,开口向下,
设(),把点代入得,解得,
所以.
【小问2详解】
依题意:不等式对于一切实数x均成立,
即,即对于一切实数x均成立,
所以,即,
即,解得或,
所以m的取值范围为.
17. 已知函数
(1)解关于x的不等式;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数 的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【解析】
【分析】由一元二次不等式以及对数不等式即可求解;
(2)分离参数,结合对勾函数的性质求解最值即可得a的取值范围.
【小问1详解】
因为定义域为,则
,
设.则不等式可化为,即,
解得或,即或,
解得或.
所以不等式的解集为或
【小问2详解】
因为,
所以,
设,则,
原问题化为:存在.
即在上有解.
因为在上单调递减,所以,
所以.
18. 对于函数,若其定义域内存在实数 满足,则称为“伪奇函数”.
(1)已知函数,试问是否为“伪奇函数”?说明理由;
(2)若幂函数使得为定义在上的“伪奇函数”,试求实数的取值范围;
(3)是否存在实数,使得是定义在上的“伪奇函数”,若存在,试求实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)不是,理由见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)先假设为“伪奇函数”,然后推导出矛盾的结论即可得证;
(2)由幂函数定义求得解析式,然后将问题转化为“在上有解”,根据指数函数的值域以及对勾函数的单调性求解出的取值范围;
(3)将问题转化为“”在R上有解,然后通过换元法,结合二次函数的零点分布知识求解.
【小问1详解】
假设为“伪奇函数”,∴存在 满足,
∴有解,化为,无解,
不是“伪奇函数”;
【小问2详解】
为幂函数,∴,∴.
∴,
∵为定义在的“伪奇函数”,
∴在上有解,
∴在上有解,
令,∴在上有解,
又对勾函数在上单调递减,在上单调递增,且时,,时,,
∴,,∴的值域为,
∴,∴;
【小问3详解】
设存在满足,即在上有解,
∴在上有解,
∴在上有解,
令,取等号时 ,
∴在上有解,
∴在上有解(*),
∵,解得,
记,且对称轴,
当时,在上递增,
若(*)有解,则,∴,
当时,在上递减,在上递增,
若(*)有解,则,即,此式恒成立,∴,
综上可知,.
【点睛】方法点睛:本题考查新定义问题,有判断与新定义有关的问题时可能用反证法,这样可能通过新定义进行转化,然后证得结论.本题(2)(3)小题都是通过新定义转化为方程在某个区间有解问题,再利用已知函数知识求解即可.
19. 设 为实数,函数
(1)若求 的取值范围;
(2)求的最小值;
(3)设函数求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)见解析 (3)答案见解析
【解析】
【分析】(1)代入即可根据一元二次不等式即可求解,
(2)根据二次函数的性质,结合分类讨论即可求解,
(3)由分类讨论,结合二次不等式的性质即可求解.
【小问1详解】
若,则
【小问2详解】
当时,为开口向上,对称轴为的二次函数,所以,
故
当时,为开口向上,对称轴为的二次函数,
,即
【小问3详解】
时,由,得,
,
当或时,此时不等式的解为,
当时,,
得
当时,则,
故当时,不等式的解集为;
当时,,此时不等式的解集为
当,得,此时不等式的解为,
综上可得:当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为;
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