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江西省上饶市广丰贞白中学2024-2025学年高一上学期第三次数学测试题
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.若集合,则( )
A. B.2
C. D.
2.已知实数x,y满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.若函数是偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为( ).
A.
B.
C.
D.
4.已知幂函数的图象如图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
5.已知,,,,则( )
A. B. C. D.
6.若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.设函数,若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.已知函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
二、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,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.下列命题中正确的是( )
A.任意非零实数,,都有
B.当时,的最小值是2
C.当时,的最大值是5
D.若正数,满足,则的最小值为3
10.若,则( )
A.为偶函数 B.为奇函数
C.的值域为 D.的值域为
11.已知函数,则下列结论正确的是( )
A.的定义域为
B.
C.当时,
D.对定义域内任意两个不相等的实数恒成立
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知不等式的解集为,若,则实数的取值范围为
13.已知幂函数在上单调递增,且满足不等式,则的取值范围为 .
14.已知,则的值为 .
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及验算步骤.
15.(13分)集合,,,
(1)试求实数a的取值范围,使;
(2)若为整数集,是否存在正数,满足?若存在,求出的取值范围,若不存在,说明理由.
16.(15分)已知.
(1)当,时,求的值域;
(2)对任意,存在,使得,求实数的取值范围.
17.(17分)已知函数,且.
(1)求;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义法证明;
(3)求函数在区间上的最大值和最小值.
18.(15分)设().
(1)当时,证明:不是奇函数;
(2)设是奇函数,求与的值;
(3)在(2)的条件下,求不等式的解集.
19.(17分)设,已知函数的表达式为.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)设,若存在,使得函数在区间上的最大值与最小值的差不超过1,求实数的取值范围.
参考答案
1.C
【分析】根据交集、补集的概念与运算求解即可.
【详解】因,,则
又,所以,
故选:C.
2.B
【分析】根据不等式性质即可得到答案.
【详解】由题意得,则,
所以.
故选:B.
3.B
【分析】根据函数的奇偶性和单调性,利用特殊函数法判断即可.
【详解】由于函数是偶函数,在区间上单调递增,且,
所以,且函数在上单调递减.
由此画出满足条件的一个函数的图象,如图所示,
由图可知,的解集是,
故选:B.
4.C
【分析】根据函数图象,获知函数的定义域和奇偶性,单调性等信息,可判断A,B两项,对于C,D两项,则需要函数的增长速度与比较,结合图象即可判定.
【详解】由图可知:幂函数的图象关于轴对称,故该函数为偶函数.
对于A,函数的定义域为,不是偶函数,故A错误;
对于B,函数的定义域为,而图中有,故B错误;
对于C,函数为偶函数,且在第一象限中,其图象的增长速度比平缓,故 C正确;
对于D,函数为偶函数,且在第一象限中,其图象的增长速度比要快,不合题意,故D错误.
故选:C.
5.D
【分析】结合指数函数的性质进行比较即可.
【详解】因为,,且,
所以,
而,,
所以.
故选:D.
6.B
【分析】根据分段函数单调性求解即可.
【详解】因为函数在上单调递增,
所以,即,
所以实数的取值范围是.
故选:B.
7.A
【分析】分和两种情况进行求解即可得答案.
【详解】当时,则,解得;
当时,则,解得.
综上,的取值范围是.
故选:A.
8.B
【分析】求得函数的对称轴,结合单调性的定义可得,计算即可.
【详解】显然,又因为函数图象的对称轴方程为,
又函数在上单调递增,所以,即,解得,即实数的取值范围是.
故选:B.
9.CD
【分析】举例说明判断A;利用基本不等式求出最值判断BC;利用基本不等式“1”的妙用求解判断D.
【详解】对于A,取,而,A错误;
对于B,当时,,当且仅当时取等号,B错误;
对于C,当时,,当且仅当时取等号,C正确;
对于D,正数,满足,则
,当且仅当时取等号,D正确.
故选:CD
10.BC
【分析】对A,B,先判断的定义域是否关于原点对称,再求出,即可判断函数的奇偶性;对C,D,先对利用分离常数法进行化简,再根据指数函数的值域以及不等式的性质即可求出的值域.
【详解】解:对A,由知:,
解得:,
故的定义域为:且关于原点对称,
,
即为奇函数,故A错;
对B,由A知为奇函数,故B对;
对C,,
,
或,
则或,
即或,
即或,
即或,
故的值域为,故C对;
对D,由C知的值域为,故D错.
故选:BC.
11.ABD
【分析】根据可判断选项A;根据的奇偶性可判断选项B;根据的单调性,判断的单调性可判断选项C;由复合函数单调性和奇偶性可判断选项D.
【详解】对于A,由,得,即恒成立,故A正确;
对于B,令,则,
,
为上的奇函数,,故B正确;
对于C,令,易知在单调递减,且,
则在单调递减,所以,且时,,所以,故C错误;
对于D,由C选项知,在单调递减,且,
在单调递减,且,
为上的奇函数, 在单调递减,且,
又,在上单调递减,
在上单调递减,
对定义域内的任意两个不相等的实数,,恒成立,故D正确.
故选:ABD.
12.或
【分析】根据条件,利用分数不等式的解法,得到,再结合,从而得到,即可求解.
【详解】由,得到,等价于,
因为,则有,即,解得或,
故答案为:或.
13.
【分析】由题意得,解得的值,进而结合偶函数和单调性解不等式即可.
【详解】由题意得,解得,
所以,定义域为,
而,则函数为偶函数,
又函数在上单调递增,
所以函数在上单调递减,
由,得,即,
解得,即的取值范围为.
故答案为:.
14.
【分析】首先,将所给指数幂形式化为,,结合对数的运算性质及换底公式可得答案.
【详解】,
,,
,,
.
故答案为:
15.(1)或;
(2)不存在,理由见解析;
【分析】(1)解不等式可得集合,再对实数a的取值范围进行分类讨论即可得出论;
(2)由(1)中的结论并根据交集结果分类讨论即可求得结果.
【详解】(1)解不等式可得,
解不等式可得或,
因此可得;
当时,,不合题意;
当时,解得,
若,可得,解得;
当时,解得,
若,可得,解得;
综上可知,实数a的取值范围为或;
(2)由(1)可知或,
显然,且;
因此只需满足即可,
又因为a为正数,
可知时,,因为
可得,解得,此时无解;
因此不存在满足题意的
16.(1)
(2)或
【分析】(1)将解析式转化为有关的一个一元二次方程,求得最小值即可得到值域;
(2)转化为二次函数恒成立问题,然后根据对号函数求值域即可.
【详解】(1),令,则,
,当,时,
因为,则当时,取得最小值为4,
所以的值域为;
(2),令,则,
,,则对任意,存在,使得,
法一:令,则恒成立,
即恒成立,
,
,即或,
存在,使得或,
或,或;
法二:令,则恒成立,
,
当且仅当时等号成立,
,即,下同法一;
所以或.
17.(1)
(2)函数在上单调递增,证明见解析
(3)最大值为,最小值为6.
【分析】(1)直接由代入,即可求得;
(2)利用定义法作差计算,即可证明函数的单调性;
(3)利用函数的单调性计算最值即可.
【详解】(1)函数,因为,
所以,则.
(2)函数在上单调递增,
由(1)知,,
下面证明单调区间,
设,则,
由,则,
所以,即,
所以函数在上单调递增.
(3)由(2)可知在区间上单调递增,则在区间上单调递增,
所以,
则函数在上的最大值为,最小值为6.
18.(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据奇函数的定义即可求解;
(2)由可得,列出方程组,解之并检验即可求解;
(3)由(2)可得,结合指数函数的单调性即可求解.
【详解】(1)当时,,
则,
所以,故不是奇函数;
(2)是奇函数时,,
即对定义域内任意实数成立.
整理得,
所以,解得或,
经检验符合题意,
所以.
(3)由(2)可知,
由得,,
,
即的解集为.
19.(1)
(2)
【分析】(1)根据函数的单调性转化为自变量的不等式,解得即可;
(2)根据函数的单调性求出最值,根据不等式有解分离参数求取值范围.
【详解】(1)当时,,不等式,
即,所以,即,等价于,
解得或;
所以不等式的解集为;
(2)因为,,所以当时,函数为减函数,
所以函数在区间上单调递减,
又函数在区间上最大值和最小值的差不超过1,
所以,
即,即
所以,
即存在使成立,只需即可,
考虑函数,,令,
,
设,其中,
任取,且,则,
因为,所以,因为,所以,
所以,所以函数在上单调递减,
所以在单调递减,所以,
,所以,
所以的取值范围为.
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