内容正文:
滚动测试卷(一)
(本卷满分150分 考试时间120分钟)
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.设集合M={x|1≤x<5},N={x|x-3≥0},则M∩N=( )
A.{x|1≤x≤3} B.{x|3≤x<5}
C.{x|x≥1} D.{x|x≥3}
2.命题p:∃x>0,-3log3x<0的否定为( )
A.∃x>0,-3log3x>0
B.∃x>0,-3log3x≥0
C.∀x>0,-3log3x≥0
D.∀x>0,-3log3x<0
3.设a>0,b>0,则“lg(a+b)>0”是“lg(ab)>0”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.下列可以作为方程x3+y3=3xy的图象的是( )
5.已知函数f(x)=x|x|,则关于x的不等式f(2x)>f(1-x)的解集为( )
A. B.
C. D.
6.若函数f(x)=3ax-1-1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点P(m,n),则函数g(x)=logn(x2-mx-6)的单调递增区间为( )
A.(-∞,-2) B.
C.(3,+∞) D.
7.已知函数f(x)对任意的x∈R都有f(x+3)-f(x)=0成立,当x∈[-1,2)时,则f(2024)=( )
A.- B.
C.-2 D.2
8.已知:a=,b=2.8,c=e1.02,那么a,b,c三者的关系是( )
A.a<b<c B.a<c<b
C.c<b<a D.b<c<a
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.下列说法正确的是( )
A.若ac2>bc2,则a>b
B.+的最小值为2
C.∀a>b,m>0,<
D.+的最小值为2
10.已知定义在R上的函数f(x)满足f(2x+6)=f(-2x),且f(x-1)+f(x+1)=f(-2),若f=1,则( )
A.f(2024)=1
B.f(x)的图象关于直线x=-3对称
C.f(x)是周期函数
D.(-1)kkf=2025
11.已知函数f(x)=e2x-ax2(a为常数),则下列结论正确的有( )
A.当a=1时,f(x)≥0恒成立
B.若f(x)有3个零点,则a的取值范围为(e2,+∞)
C.当a=时,f(x)有唯一零点x0,且-1<x0<-
D.当a=e2时,x=1是f(x)的极值点
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知函数f(x)=x3f′(1)-4ln x+2,则f(2)=________.
13.已知f(x+2)为偶函数,且f(x+2)+f(x)=-6,则f(2027)=________.
14.已知函数f(x)=若f(x)≤0恒成立,则a的最小值为________;若在f(x)的图象上有且仅有一对点关于y轴对称,则实数a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.(13分)某天数学课上,老师介绍了基本不等式的推广:对任意的a1,a2,…,an≥0,有≤,当且仅当a1=a2=…=an时等号成立.小明由此得到启发,在求x3-3x,x∈{x|x≥0}的最小值时,小明给出的解法是:x3-3x=x3+1+1-3x-2≥3-3x-2=3x-3x-2=-2,当且仅当x=1时,取到最小值-2.
(1)请你模仿小明的解法,研究x4-4x,x∈{x|x≥0}的最小值;
(2)求出当a>0时,x3-ax,x∈{x|x≥0}的最小值.
16.(15分)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且它的图象关于直线x=1对称.
(1)求证:f(x)是周期为4的周期函数;
(2)若f(x)=(0≤x≤1),求x∈[-5,-4]时,函数f(x)的解析式.
17.(15分)已知函数f(x)=ax2-2x+1.
(1)当a=时,求f(x)在区间[1,2]上的值域;
(2)当a≤时,是否存在这样的实数a,使得关于x的方程f(x)-log2=0在区间[1,2]上有且只有一个根?若存在,求出实数a的取值范围;若不存在,请说明理由.
18.(17分)已知函数f(x)=ax-2ex+3(a∈R),g(x)=(x-2)ex-ln x-x+2.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)记函数f(x)的导函数为f′(x),若不等式f′(x)≤g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
19.(17分)已知f(x)=ln x-x,g(x)=mx+m.
(1)记F(x)=f(x)+g(x),讨论F(x)的单调区间;
(2)记G(x)=f(x)+m,若G(x)有两个零点a,b,且a<b,请在①②中选择一个完成.
①求证:2em-1>+b.②求证:2em-1<+a.
注:如果选择多种情况分别解答,按第一个解答计分.
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滚动测试卷(一)
1.B 由题意得N={x|x≥3},所以M∩N={x|3≤x<5}.故选B.
2.C 由存在量词命题的否定形式可知,
命题p:∃x>0,-3log3x<0的否定为∀x>0,-3log3x≥0.故选C.
3.B 因为lg(a+b)>0⇔lg(a+b)>lg 1⇔a+b>1,
又a>0,b>0,
所以a+b≥2>1,当且仅当a=b时等号成立,
即ab>,
又lg(ab)>0⇔lg(ab)>lg 1⇔ab>1,
所以ab>不能推出ab>1,所以lg(a+b)>0不是lg(ab)>0的充分条件;
又ab>1⇒ab>,所以lg(a+b)>0是lg(ab)>0的必要条件,
所以lg(a+b)>0是lg(ab)>0的必要不充分条件.故选B.
4.B 当x<0时,x3=3xy-y3=y(3x-y2)<0,
若y<0,则3x-y2>0,即y2<3x<0,不符,
故x<0,y<0不可能同时成立,故A,C,D选项错误.故选B.
5.A 由f(x)=x|x|=故f(x)在R上单调递增,
由f(2x)>f(1-x),有2x>1-x,即x>.故选A.
6.C 对于函数f(x)=3ax-1-1(a>0且a≠1),
令x-1=0,求得x=1,y=2,可得它的图象恒过定点(1,2),
所以m=1,n=2.
对于函数g(x)=log2(x2-x-6),则t=x2-x-6>0,
∴x<-2,或x>3,
故函数的定义域为{x|x<-2,或x>3}.
函数g(x)=log2(x2-x-6)的单调递增区间即t=x2-x-6在定义域内的单调递增区间,
由二次函数的性质可得,t=x2-x-6在定义域内的单调递增区间为(3,+∞),故选C.
7.A 由f(x+3)-f(x)=0,得f(x+3)=f(x),可知函数周期为3,所以f(2024)=f(3×675-1)=f(-1),
又当x∈[-1,2)时,f(x)=
所以f(-1)=sin=-sin=-.故选A.
8.C 因为5a=5·=5log27=log275=log216 807,
5b=5×2.8=14=log2214=log216 384,
而16 807>16 384,
所以5a>5b,得a>b;
令f(x)=ln-(x>0),则f′(x)=-+=-<0,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,
因为当x→+∞时,f(x)→0,所以f(x)>0,
所以ln>,所以ln>>0.02,
所以>e0.02,
因为=,所以>e0.02,
所以2.8>2.72×e0.02>e1.02,所以b>c,所以a>b>c,故选C.
9.AD 对于A,若ac2>bc2,则a>b,A正确;
对于B,+≥2或+≤-2,因为不知道和0的大小关系,B错误;
对于C,若a>b,m>0,
则-==,
而m(b-a)<0,但是a(a+m)与0的大小不能确定,故C错误;
对于D, +≥2,当且仅当=,即sin x=0时等号成立,D正确.故选AD.
10.BCD 由f(x-1)+f(x+1)=f(-2),得f(x+1)+f(x+3)=f(-2),
则f(x-1)=f(x+3),即f(x)=f(x+4),因此f(x)是周期为4的周期函数,C正确;
令x=-1,得f(-2)+f(0)=f(-2),则f(0)=0,因此f(2024)=f(0)=0,A错误;
由f(2x+6)=f(-2x),得f(x+6)=f(-x),则f(-x)=f[(x-12)+6]=f(x-6),
因此f(x)的图象关于直线x=-3对称,B正确;
由f(x+6)=f(-x),得f(x)的图象关于直线x=3对称,
因此直线x=-3+4n及x=3+4n(n∈Z)均为f(x)图象的对称轴,
从而f(-2)=f(0)=0,f=f=1,令x=,得f+f=0,
即f=-f=-1,则f=f=f=-1,
故(-1)kkf=-f+2f-3f+4f-…-2025f
=(1-2-3+4)+…+(2021-2022-2023+2024)+2025=2025,D正确.
11.BCD 对于A,当a=1时,可得f(x)=e2x-x2,则f(-1)=e-2-1<0,所以A错误;
对于B,若函数f(x)=e2x-ax2有3个零点,即e2x=ax2有三个解,
其中x=0时,显然不是方程的根,
当x≠0时,转化为g(x)=与y=a的图象有3个交点,
又由g′(x)==,
令g′(x)>0,解得x<0或x>1;
令g′(x)<0,解得0<x<1,
所以函数g(x)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减;
所以当x=1时,函数g(x)取得极小值,极小值为g(1)=e2,
又由x→0时,g(x)→+∞,所以a>e2,即实数a的取值范围为(e2,+∞),所以B正确;
对于C,当a=时,f′(x)=2e2x-x=2,
设h(x)=e2x-x,可得h′(x)=2e2x-,
当x<ln时,h′(x)<0,h(x)在上单调递减;当x>ln时,h′(x)>0,h(x)在上单调递增,所以当x=ln时,h(x)min=h=e2ln-ln>0,所以h(x)>0,
所以f′(x)>0,所以函数f(x)在R上单调递增,
又因为f(-1)=e-2-<0,f=e-1->0,即f(-1)·f<0,
所以f(x)有唯一零点x0,且-1<x0<-,
所以C正确;
对于D,当a=e2时,f(x)=e2x-e2x2,可得f′(x)=2e2x-2e2x=2(e2x-e2x),
当0<x<1时,f′(x)<0,f(x)在(0,1)上单调递减;当x>1时,f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以x=1是f(x)的极小值点,所以D正确.故选BCD.
12.解析 由题意知f′(x)=3x2f′(1)-,令x=1,
得f′(1)=3f′(1)-4,解得f′(1)=2,
所以f(x)=2x3-4ln x+2,
所以f(2)=2×23-4ln 2+2=18-4ln 2.
·43·答案 18-4ln 2
13.解析 由f(x+2)为偶函数知,f(x)关于x=2对称,且f(2+x)=f(2-x),
又由f(2-x)+f(x)=-6可知,对称中心为(1,-3),则f(x)周期为4,所以f(2027)=f(3)=f(1)=-3.
答案 -3
14.解析 ①由题意f(x)≤0,
当x∈(-3,-2)时,xeax<0对于a∈R恒成立,满足条件;
当x∈(2,3)时,由ln x-ax-1≤0得
a≥-对于x∈(2,3)恒成立,
令g(x)=-,
则g′(x)=+=,
当x∈(2,3)时,2-ln x>2-ln 3>0,即g′(x)>0,
所以g(x)在(2,3)上单调递增,
故a≥g(x)max=-=,
所以a的最小值为.
②在f(x)的图象上有且仅有一对点关于y轴对称,
转化为函数y=-xe-ax,x∈(2,3)与y=ln x-ax-1,x∈(2,3)有且仅有一个交点,
则ln x-ax-1=-xe-ax在x∈(2,3)有唯一解,
令t=xe-ax,两边取对数ln t=ln xe-ax=ln x-ax,
所以ln t-1=-t⇒ln t+t-1=0,
令g(t)=ln t+t-1,g′(t)=+1>0恒成立,
所以g(t)在(0,+∞)上单调递增,且g(1)=0,
所以1=xe-ax⇒a=在x∈(2,3)有唯一解,
令h(x)=,则h′(x)=,
令h′(x)>0,则0<x<e,
即h(x)单调递增;
令h′(x)<0,则x>e,即h(x)单调递减;
如图所示,h(x)在(2,e)上单调递增,在(e,3)上单调递减,
所以实数a的取值为.
答案
15.解析 (1)由x≥0,知x4-4x=x4+1+1+1-4x-3≥4-4x-3=4x-4x-3=-3,当且仅当x=1时,取到最小值-3.
(2)由a>0,x≥0,知x3-ax=x3++-ax-≥3-ax-=ax-ax-=-,当且仅当x3==时,取到最小值-.
16.(1)证明 由函数f(x)的图象关于直线x=1对称,
有f(x+1)=f(1-x),即有f(-x)=f(x+2),
又函数f(x)是定义在R上的奇函数,有f(-x)=-f(x),故f(x+2)=-f(x),
从而f(x+4)=-f(x+2)=f(x),即f(x)是周期为4的周期函数.
(2)解析 由函数f(x)是定义在R上的奇函数,
有f(0)=0,x∈[-1,0)时,-x∈(0,1],f(x)=-f(-x)=-,故x∈[-1,0]时,f(x)=-,x∈[-5,-4]时,x+4∈[-1,0],f(x)=f(x+4)=-,
从而,x∈[-5,-4]时,函数f(x)的解析式为f(x)=-.
17.解析 (1)当a=时,f(x)=x2-2x+1,f(x)图象的对称轴方程为x=,易知∈[1,2],
又因为f=-,f(1)=-<f(2)=0,
所以f(x)在区间[1,2]上的值域为.
(2)存在实数a∈,使得关于x的方程f(x)-log2=0在区间[1,2]上有且只有一个根.
当a=0时,函数f(x)=-2x+1在区间[1,2]上单调递减;
当0<a≤时,≥2,函数f(x)=ax2-2x+1在区间[1,2]上单调递减;
当a<0时,<0,函数f(x)=ax2-2x+1在区间[1,2]上单调递减.
综上所述,当a≤时,函数f(x)在区间[1,2]上单调递减.
令h(x)=log2,x∈[1,2],h(x)在区间[1,2]上单调递增,
原命题等价于函数f(x)与h(x)的图象在区间[1,2]上有唯一交点,
则即
解得a∈.
所以存在实数a∈,使得关于x的方程f(x)-log2=0在区间[1,2]上有且只有一个根.
18.解析 (1)函数f(x)=ax-2ex+3(a∈R)的定义域为R ,f′(x)=a-2ex ,
①当a≤0时,对任意的x∈R ,f′(x)<0 ,此时函数f(x)的单调递减区间为(-∞,+∞),无单调递增区间;
②当a>0时,由f′(x)<0 可得x>ln,由f′(x)>0 可得x<ln,
此时函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
综上所述,当a≤0时,函数f(x)的单调递减区间为(-∞,+∞),无单调递增区间;
当a>0时,函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)若不等式f′(x)≤g(x)恒成立,则有a≤xex-ln x-x+2,
设函数h(x)=xex-ln x-x+2,x>0,h′(x)=ex+xex--1=(x+1),
令h′(x)=0得ex-=0,即ex=,
所以存在x0∈(0,+∞),使得h′(x0)=0成立,
所以ex0= ①,
且x0=ln=-ln x0,即ln x0=-x0 ②,
当x∈(0,x0)时,h′(x)<0,h(x)单调递减,
当x∈(x0,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,
所以h(x)min=h(x0)=x0ex0-ln x0-x0+2,
代入①②,可得h(x)min=x0×+x0-x0+2=3,
要使得a≤h(x)恒成立,则a≤h(x)min即可,
所以a≤3.
即实数a的取值范围为.
19.(1)解析 F(x)=ln x+(m-1)x+m,易知函数F(x)的定义域为(0,+∞),F′(x)=+m-1.
当m≥1时,F′(x)>0,所以F(x)在(0,+∞)上单调递增.
当m<1时,令F′(x)>0,解得0<x<,
令F′(x)<0,解得x>,
所以F(x)在上单调递增,在上单调递减.
综上,当m≥1时,F(x)的单调递增区间为(0,+∞);
当m<1时,F(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)证明 G(x)=ln x-x+m,令G(x)=0,得m=x-ln x.
设t(x)=x-ln x(x>0),
则t′(x)=1-=,
令t′(x)<0,解得0<x<1,令t′(x)>0,解得x>1,
所以函数t(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
且当x→0且x>0时,t(x)→+∞,当x→+∞时,t(x)→+∞,t(x)min=t(1)=1,
因为G(x)有两个零点,所以m>1,
又因为a<b,则0<a<1<b.
要证①2em-1>+b,
即证ln 2+m-1>ln =ln(b2+1)-ln b,
又因为G(b)=0,即m=b-ln b,
故即证ln 2+b-ln b-1>ln(b2+1)-ln b,
即证ln 2-1>ln(b2+1)-b.
设h(b)=ln(b2+1)-b,b>1,
则h′(b)=-<0,
所以h(b)在(1,+∞)上单调递减,所以h(b)<h(1)=ln 2-1,所以2em-1>+b得证.
要证②2em-1<+a,即证ln 2+m-1<ln ,
即证ln 2+m-1<ln(a2+1)-ln a.
又因为G(a)=0,即m=a-ln a,故即证ln 2+a-ln a-1<ln(a2+1)-ln a,即证ln 2-1<ln(a2+1)-a.
设φ(a)=ln(a2+1)-a,0<a<1,则φ′(a)=-<0,所以φ(a)在(0,1)上单调递减,故φ(a)>φ(1)=ln 2-1,所以2em-1<+a得证.
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