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宁德市博雅培文学校2024-2025学年第二学期高一数学试题卷
考试范围:第五章 三角函数5.4—5.6;考试时间:120分钟;命题人:高一数学组
一、单选题(本题共8个小题,每小题5分,共40分,在每一题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列函数是偶函数的是( )
A. B.
C. D.
2. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
3. 在中,,则为( )
A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 无法判定
4. 函数大致图象为
A. B.
C. D.
5. 已知函数的定义域为,且,当时,,则( )
A. B. C. D.
6. ,则( )
A. B.
C. D.
7. 公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,发现了黄金分割约为0.618,这一数值也可以表示为m=2sin 18°,若m2+n=4,则=( )
A. 8 B. 4
C. 2 D. 1
8. 已知,记().若函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. 3 B. C. D.
二、多选题(本题共3小题,每一题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.)
9. 下列选项中,值为是( )
A. B.
C. D.
10. 函数的部分图象如图所示,则( )
A.
B. 图象的一条对称轴是直线
C. 图象的一个对称中心是点
D. 函数是偶函数
11. 已知函数满足:,都有成立,则下列结论正确是( )
A.
B. 函数是偶函数
C. 函数是周期函数
D. ,若,则
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 函数的周期为___________.
13. 已知函数图象关于直线对称,则的值为______.
14. 已知函数,则______;若在上恒成立,则整数的最小值为______.
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. 已知函数.
(1)求的定义域;
(2)求证:
16. 已知
(1)说明该函数图象可由的图象经过怎样平移和伸缩变换得到.
(2)填写下表并用五点法画出在上简图;
17. 在平面直角坐标系中,以轴为始边的锐角和钝角的终边分别交单位圆于,两点.已知点的横坐标为,点的纵坐标为.
(1)求;
(2)求的值.
18. 已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若,求函数值域;
(3)若方程在上有两个不相等的实数根,,求的值.
19. 对于定义在上的函数,如果存在一组常数,,…,(为正整数,且),使得,,则称函数为“阶零和函数”.
(1)若函数,,请直接写出,是否为“2阶零和函数”;
(2)判断“为2阶零和函数”是“为周期函数”的什么条件(用“充分不必要条件”“必要不充分条件”“充要条件”或“既不充分也不必要”回答),并证明你的结论;
(3)判断下列函数是否为“3阶零和函数”,并说明理由.,.
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宁德市博雅培文学校2024-2025学年第二学期高一数学试题卷
考试范围:第五章 三角函数5.4—5.6;考试时间:120分钟;命题人:高一数学组
一、单选题(本题共8个小题,每小题5分,共40分,在每一题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列函数是偶函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】直接根据各个函数的奇偶性逐个判断即可.
【详解】均是奇函数,是偶函数.
故选:B.
2. “”是“”的( )
A 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】根据充分必要条件的定义判断.
【详解】时,成立,是充分的,但时,,不满足,必要性不满足,因此是充分不必要条件.
故选:A.
3. 在中,,则为( )
A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 无法判定
【答案】C
【解析】
【分析】利用两角和的余弦公式以及诱导公式可得出,结合角的取值范围可得出结论.
【详解】因为,则,
所以,,因为,故为钝角,
故为钝角三角形.
故选:C.
4. 函数的大致图象为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】判断函数的奇偶性和图象的对称性,利用特殊值进行排除即可.
【详解】函数,
则函数是奇函数,图象关于原点对称,排除C,D,
,排除B,
故选A.
【点睛】本题主要考查函数图象的识别和判断,利用函数奇偶性和对称性的关系以及特殊值,结合排除法是解决本题的关键.
5. 已知函数的定义域为,且,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意得到的周期为1,从而,代入求解即可.
【详解】因为,所以,函数的周期为1,
所以.
故选:B.
6. ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据正弦函数的单调性可得的大小,根据对数的性质可得的大小.
【详解】因,且在区间上为增函数,
所以,即;
又,故.
故选:C.
7. 公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,发现了黄金分割约为0.618,这一数值也可以表示为m=2sin 18°,若m2+n=4,则=( )
A. 8 B. 4
C. 2 D. 1
【答案】C
【解析】
【分析】利用同角三角函数基本关系式可求n=4cos218°,利用降幂公式,诱导公式和二倍角的正弦函数公式化简求解即可.
【详解】因为m=2sin 18°,m2+n=4,所以n=4-m2=4-4sin218°=4cos218°.
所以
故选:C.
【点睛】本题主要考查了同角三角函数基本关系式,降幂公式,诱导公式,二倍角的正弦函数公式应用问题,是基础题.
8. 已知,记().若函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. 3 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】分段写出函数的解析式,并确定其单调减区间,再结合集合的包含关系求解作答即可.
【详解】由题意知,
函数的单调递减区间为,
则或,
由,解得,
而,故需满足,即,此时不存在;
由,解得,
则需满足,即,即,
故,即,
故选:C
【点睛】关键点睛:解答本题的关键是理解的含义,结合其解析式,求出函数的单调区间,进而转化为集合间的包含关系,列不等式求解即可.
二、多选题(本题共3小题,每一题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.)
9. 下列选项中,值为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】选项A利用二倍角余弦公式结合同角三角函数关系式求解判断;选项B利用两角和的正弦公式求解判断; 选项C利用诱导公式和二倍角的正弦公式求解判断; 选项D利用二倍角的正切公式求解判断.
【详解】选项A:,故选项A不符合题意;
选项B:,故选项B符合题意;
选项C:,故选项C符合题意;
选项D:,故选项C符合题意.
故选:BCD.
10. 函数的部分图象如图所示,则( )
A.
B. 图象的一条对称轴是直线
C. 图象的一个对称中心是点
D. 函数是偶函数
【答案】BD
【解析】
【分析】根据周期可得根据最低点可求解,即可判断A,代入即可求解BC,化简,即可求解D.
【详解】由函数的部分图象知,,即,解得
过点,解得,
,选项A错误;
当时,的一条对称轴是直线,选项B正确;
令,解得的对称中心是,选项C错误;
,是定义域上的偶函数,选项D正确.
故选:BD.
11. 已知函数满足:,都有成立,则下列结论正确的是( )
A.
B. 函数是偶函数
C. 函数是周期函数
D. ,若,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用赋值法及函数奇偶性、周期性定义、单调性一一判断选项即可.
【详解】令,则,所以,故A正确;
令,则,
所以,故是奇函数,故B错误;
令,则,
所以,
由B知是奇函数,所以,
所以是周期函数,故C正确;
当时,得,
则,
所以,
即,即,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 函数的周期为___________.
【答案】
【解析】
【分析】由公式直接计算即可.
【详解】函数周期为.
故答案为:
13. 已知函数图象关于直线对称,则的值为______.
【答案】0
【解析】
【分析】根据函数图象对称得,代入解析式得,即可计算的值.
【详解】∵函数的图象关于直线对称,
∴对任意的,有,则,即,
∴,即,
∴,
∴.
故答案为:0.
14. 已知函数,则______;若在上恒成立,则整数的最小值为______.
【答案】 ①. ## ②.
【解析】
【分析】利用分段函数性质计算即可得空一;由题意画出函数图象,并可得函数满足,可得当时,有或,使得,即可得时,恒成立,从而可得空二.
【详解】因为,所以,
因为,
所以,
图象如图:
则,
当时,;
当时,或,
当时,,
所以时,恒成立,整数的最小值为.
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. 已知函数.
(1)求的定义域;
(2)求证:
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)直接根据正切函数的性质求定义域;
(2)利用三角函数公式变形证明即可.
【小问1详解】
令,得,
即的定义域为;
【小问2详解】
因为左边,
且,
,且,
所以.
16. 已知
(1)说明该函数图象可由的图象经过怎样平移和伸缩变换得到.
(2)填写下表并用五点法画出在上简图;
【答案】(1)答案见解析;
(2)作图见解析.
【解析】
【分析】(1)方法一:直接利用函数图象变换:先平移变换,后伸缩变换即可;方法二:根据函数图象变换先伸缩变换,后平移变换即可;
(2)令,利用的五点法即可求出,即可完成表,在直角坐标系中画图即可.
【小问1详解】
法一:①向右平移个单位,②所得各点的横坐标缩短到原来的,③所得各点的纵坐标伸长为原来的2倍;
法二:①各点的横坐标缩短到原来的,②向右平移个单位,③所得各点的纵坐标伸长为原来的2倍.
【小问2详解】
令,利用的图象取点法画图;
列表如下
作在上的图如下:
17. 在平面直角坐标系中,以轴为始边的锐角和钝角的终边分别交单位圆于,两点.已知点的横坐标为,点的纵坐标为.
(1)求;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据条件求得,,再根据同角三角函数基本关系式,以及两角和的正弦公式,即可求解;
(2)首先利用角的变换求,即可求解.
【小问1详解】
由题意可知,,,,,
所以,,
;
【小问2详解】
,
,
,
由,得,,则,
所以.
18. 已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若,求函数的值域;
(3)若方程在上有两个不相等的实数根,,求的值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1)根据二倍角公式和辅助角公式,把函数整理为正弦型函数,利用周期公式,求周期,利用正弦函数的单调区间,求出函数的单调增区间;
(2)根据题中所给,求得的取值范围,利用正弦函数的图像,求出函数值域;
(3)根据题中所给范围,求得的取值范围,转化为解方程,借助正弦函数的对称性,求得,的关系,代入求解.
【小问1详解】
,
令,,解得,,
故函数的单调递增区间为.
【小问2详解】
由,得,则,
所以在区间上的值域为.
【小问3详解】
由,得,
又,
即的两个解为,且,
则,即,即,
则,
所以
19. 对于定义在上的函数,如果存在一组常数,,…,(为正整数,且),使得,,则称函数为“阶零和函数”.
(1)若函数,,请直接写出,是否为“2阶零和函数”;
(2)判断“为2阶零和函数”是“为周期函数”的什么条件(用“充分不必要条件”“必要不充分条件”“充要条件”或“既不充分也不必要”回答),并证明你的结论;
(3)判断下列函数是否为“3阶零和函数”,并说明理由.,.
【答案】(1)不是,是;
(2)充分不必要条件,证明见解析;
(3)是,不是,理由见解析.
【解析】
【分析】(1)利用恒等式判断,取计算,结合定义判断.
(2)利用定义求出周期说明充分性,举例说明必要性不成立推理即得.
(3)取计算,结合定义判断;利用反证法推理导出矛盾判断.
【小问1详解】
函数,不满足对一切实数成立,
所以函数不是“2阶零和函数”;
取,,,
所以是“2阶零和函数”.
【小问2详解】
“为2阶零和函数”是“为周期函数”的充分不必要条件.证明如下:
若为2阶零和函数,则存在常数,使得,,
即,因此,即函数为周期函数;
反之函数为周期函数,
如,对,,为周期函数,
对任意正常数,,
因此函数不是2阶零和函数,
所以“为2阶零和函数”是“为周期函数”的充分不必要条件.
【小问3详解】
函数是“3阶零和函数”,取,,
,
所以函数是“3阶零和函数”;
函数不是“3阶零和函数”,
假定函数是“3阶零和函数”,
则存在常数,,,
即
对成立,
则恒成立,
由,得,
因此,平方相加整理得,
则或,
由,同理得,
于是或,
则,或或或,
即,或或或,显然不成立,
因此不存在常数,使得,,
所以函数不是“3阶零和函数”.
【点睛】思路点睛:“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.
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