内容正文:
21
必修第一册培优把关卷
1.B 2.C 3.C 4.C 5.D 6.B 7.B 8.B 9.ACD 10.ACD 11.AD
12.(1,2)∪(2,+ ∞) 13.
−∞,−1 3 3+ 2
14. {74}∪(2,+ ∞)
1. B 解析:因为 M = {m∈ Z|-3<m<2} = {-2,-1,0,1},N = {n∈ Z|-1 ≤ n ≤ 3} = {-1,0,1,2,3},
所以 M∩ N = {-1,0,1}.
2. C 解析:由三角函数的定义易得 sin α =
( 1) ( 3)− + −2 2
− 3 = - 2
3 ,cos α =
( 1) ( 3)− + −2 2
−1 = - 12,
则sin
α + π3 =
1
2 sin α+ 2
3 cos α = 12 ×
− 2
3 + 2
3 ×
− 12 = - 2
3 .
3. C 解析:根据题意,得 75-25 =
1
2
1
h
(80-25),即1011=
1
2
1
h
.
设茶水从 75 ℃降至 55 ℃大约用时 m 分钟,则 55-25 =
1
2
m
h
(75-25),即5
3=
1
2
m
h
,即5
3=
10
11
m
,
两边同时取对数,得lg 5
3= lg
10
11
m
=m lg 1011= m(1-lg11),解得 m =
lg3 lg5
1 lg11−
−
≈ 5.
所以从泡茶开始大约需要等待 5+1 = 6(分钟).
4. C 解析:因为 y = f(x-1)的图象关于直线 x = 1 对称,
所以 y = f(x)的图象关于 y 轴对称,所以 y = f(x)为偶函数 .
又 y = f(x-1)在(1,+ ∞)上单调递增,所以 y = f(x)在(0,+ ∞)上单调递增 .
因为 b6 =(4
1
3 )6= 16,c6 =(e
1
2 )6= e3>16,所以 c>b>1.
又 a = -log43∈(-1,0),所以 -a∈(0,1),所以 f(c)>f(b)>f(-a).
又 f(-a)= f(a),所以 f(c)>f(b)>f(a).
5. D 解析:因为 f(x)= lg | |
x2
x
,x ≠ 0,所以 f(-x)= lg | |
( )−x
−x
2 =
lg | |
x2
x
= f(x),
所以函数 f(x)为偶函数,故 A,B 选项错误 .
又当 x = 1 时,f(x)= 0 ;当 x>1 时,lg |x|>0,所以 f(x)= lg | |
x2
x >0,故 C 选项错误,D 选项正确 .
6. B 解析:因为关于 x 的一元二次不等式 x2-2x+m>0 的解集为 {x|x<a 或 x>b},
所以 a,b 是关于 x 的一元二次方程 x2-2x+m = 0 的两根,所以 a+b = 2.
由基本不等式,得 1 1 1 1 1a b a b+ + +=2 ( )a b
= 1 12 2
2 (2 2)+ + ≥ +b aa b = 2,
当且仅当 a = b = 1 时取得等号 . 故 1a + b
1的最小值为 2.
7. B 解析:因为 sin(π+θ)= 12,所以 π+θ = 2kπ+
π
6(k∈ Z)或 π+θ = 2kπ+
5
6
π(k∈ Z),
所以 θ = 2kπ- 56
π(k∈ Z)或 θ = 2kπ- π6(k∈ Z),
所以 sin (π+θ)= 12是 θ = 2kπ-
π
6(k∈ Z)的必要不充分条件 .
8. B 解析:因为 f(x+1)是奇函数,所以函数 y = f(x)的图象关于点(1,0)成中心对称,即 f(2-x)+f(x)= 0.
又因为函数 f(x)为奇函数,所以 f(2-x)=-f(x)= f(-x),即 f(x+2)= f(x),所以函数 y= f(x)是周期为2的周期函数,
且 f(0)= 0,故 f(2)= f(4)= 0.
又因为当 x∈(0,1]时,f(x)= log2
1
x,所以f
1
2 = log22 = 1,f
− 12 = - f
1
2 = -1,f(1)= f(-1)= 0,
所以f
7
2 =f
3
2 =f
− 12 = -1,f
5
2 =f
1
2 = 1.
作出函数 y = f(x)与函数 y = sin πx 的图象如图所示,由图象可知,函数 y = f(x)与函数
y = sin πx 在区间[-1,m]上从左到右 10 个交点的横坐标分别为 -1,- 12,0,
1
2,1,
3
2,2,
5
2,
3,72,第 11 个交点的横坐标为 4.
因此,实数 m 的取值范围是
7
2 ,4,故实数 m 的最小值为
7
2 .
9. ACD 解析:f(x)=sin 2
x + π4 的最小正周期 T =
2
2
π= π,故 A 正确;
将 y = sin 2x 的图象上所有点向左平移 π4个单位长度后,
得到 y = sin 2
x + π4 =sin 2
x + π2 = cos 2x ≠sin 2
x + π4 ,故 B 不正确;
令sin 2
x + π4 = 1,得 2x+
π
4=
π
2 +2kπ,k∈ Z,解得 x =
π
8 +kπ,k∈ Z,故 C 正确;
由 x∈
π π
8 8,
5 ,得 2x+ π4∈
π π
2 2,
3 ,
π π
2 2,
3 是 y = sin x 的一个减区间,故 D 正确 . 故选 ACD.
10. ACD 解析:由 |log3x| ≤ 2 可得 -2 ≤ log3x ≤ 2,解得
1
9≤ x ≤ 9.
作出函数 f(x)的图象如图所示 .
由图象可得19 <a<1<b<9<c<11<15<d<17.
由 |log3a| = |log3b|,可得 -log3a = log3b,
即 log3a+log3b = log3(ab)= 0,得 ab = 1,故 A 选项正确 .
令 π4 x +
π
4=
π
2 +kπ(k∈ Z),解得 x = 4k+1(k∈ Z),
当 x∈(9,17)时,令 9<4k+1<17,解得 2<k<4,因为 k∈ Z,所以 k = 3,
所以函数 y =2sin
π π
4 4x + (x∈(9,17))的图象关于直线 x = 13 对称,
则点(c,f(c)),(d,f(d))关于直线 x = 13 对称,可得 c+d = 26,故 B 选项错误 .
因为 c∈(9,11),所以 abcd = cd = c(26-c)= -(c-13) 2+169∈(153,165),故 C 选项正确 .
因为 a+b+c+d = a+ 1a +26,且对勾函数 y = x+
1
x在(0,1)上单调递减,
又19 <a<1,所以 a+b+c+d = a+
1
a +26∈
28, 3169 ,故 D 选项正确 .
故选 ACD.
11. AD 解析:对于 A,由点 A 的坐标为(3,- 3 3),知 R = 3 ( 3 3)2 2+ − = 6,T = 120,所以 ω = 2T
π= 60
π .
当 t = 0 时,点 P 在点 A 的位置,有 - 3 3= 6sin φ,解得 sin φ = - 2
3 .
又 |φ|< π2,所以 φ = -
π
3,故 A 正确 .
对于 B,可知 f (t)= 6sin
60 3
π πt − ,当 t∈(0,60]时,60
π t- π3∈
- π3,
2
3
π
,
所以函数 f(t)先增后减,故 B 错误 .
对于 C,当 t∈(0,60]时,60
π t- π3∈
- π3,
2
3
π
,sin
60 3
π πt − ∈
− 2
3 ,1,
所以点 P 到 x 轴的距离的最大值为 6,故 C 错误 .
对于 D,当 t = 100 时,60
π t- π3=
4
3
π,所以点 P 的纵坐标为 - 3 3,横坐标为 -3,
所以 |PA| = |-3-3| = 6,故 D 正确 . 故选 AD.
12. (1,2)∪(2,+ ∞) 解析:因为 f(x)= log ( 1)x
2
−
x
2
−
,所以
x
x
− >
− ≠
1 0
2 0,
,
解得 x>1 且 x ≠ 2,
所以 f(x)的定义域为(1,2)∪(2,+ ∞).
22
13.
− −∞, 1 3 3+ 2
解析:f(x)= cos
ωx − π6 - 3= cos
ωx + −π π3 2 - 3=sin
ωx + π3 - 3 .
由函数 f(x)的最小正周期为 π,又 ω>0,
所以 T = 2ω
π= π,解得 ω = 2,所以函数 f(x)=sin 2
x + π3 - 3 .
若对 x∈
0, π3 ,则 2x+
π
3∈
π
3 ,π ,
所以sin 2
x + π3 ∈[0,1],则 f(x)∈[- 3,1- 3],f(x)-1∈[- 3 -1,- 3].
令 t = f(x)-1,则 t∈[- 3 -1,- 3],则对 x∈
0, π3 ,不等式[f(x)-1]
2-a[f(x)-1]+1 ≤ 0 恒成立,等价转
化为对 t∈[- 3 -1,- 3],t2-at+1 ≤ 0 恒成立 .
令 g(t)= t2-at+1,则 g(t)为二次函数且其图象开口向上,最大值在端点处取得,
所以
g a
g a
( 3 1) ( 3 1) ( 3 1) 1 0,
( 3) ( 3) ( 3) 1 0,
− − = − − − × − − + ≤
− = − − × − + ≤2
2
则
a
a
≤−
≤−
1 3 3
4 3
+
3
2
,
,
所以 a ≤ - 1 3 3+ 2 .
则实数 a 的取值范围是
− −∞, 1 3 3+ 2
.
14. {74}∪(2,+ ∞) 解析:因为 g(x)= b-f(2-x),所以 y = f(x)-g(x)= f(x)-b+f(2-x).
由 f(x)-b+f(2-x)= 0,得 b = f(x)+f(2-x).
设 h(x)= f(x)+f(2-x),若 x ≤ 0,则 -x ≥ 0,2-x ≥ 2,则 h(x)= f(x)+f(2-x)= 2+x+x2 ;
若 0<x ≤ 2,则 -2 ≤ -x<0,0 ≤ 2-x<2,则 h(x)= f(x)+f(2-x)= 2-x+2-|2-x| = 2-x+2-2+x = 2 ;
若 x>2,则 -x<-2,2-x<0,则 h(x)= f(x)+f(2-x)=(x-2)2+2-|2-x| = x2-5x+8.
所以 h(x)=
2,0 2,
x x x
x x x
2
2
+ + ≤
− + >
< ≤
5 8, 2,
x
2, 0,
作出 h(x)的图象如图 .
当 x ≤ 0 时,h(x)= x2+x+2 =
x + 12
2
+ 74≥
7
4,
当 x>2 时,h(x)= x2-5x+8 =
x − 52
2
+ 74≥
7
4 .
由图象知,要使 y = f(x)-g(x)恰好有两个零点,即 h(x)= b 有两个根,则需满足 b = 74或 b>2.
15. 解:(1)因为 A = {x|x2-5x-14 ≤ 0} = {x|-2 ≤ x ≤ 7},当 m = 5 时,B = {x|6<x<9},
所以 A∪ B = {x|-2 ≤ x<9},綂 RB = {x|x ≤ 6 或 x ≥ 9},
所以 A∩(綂 RB)= {x|-2 ≤ x ≤ 6}.
(2)已知 A = {x|-2 ≤ x ≤ 7},B A,则当 B =时,有 m+1 ≥ 2m-1,解得 m ≤ 2,满足题意;
当 B ≠时,有
2 1 7,
m
m m
m
+ −
+ < −
−
1 2,
1 2 1,
≥
≤ 解得 2<m ≤ 4.
综上,实数 m 的取值范围为(- ∞,4].
16. 解:(1)因为函数 f(x)= sin ωxcos ωx- 3 sin2ωx+a = 12 sin 2ωx- 3 ×
1 cos 2−
2
ωx
+a
=sin 2
ωx + π3 - 2
3 +a(ω>0,a∈ R),且最大值是f
π
6 ,
所以 2ω× π6 +
π
3=
π
2 +2kπ,k∈ Z,解得 ω =
1
2 +6k,k∈ Z.
又 ω>0,所以 ω 的最小值为 12 .
(2)由(1)知 f(x)= sin
x + π3 - 2
3 +a. 因为 x∈
− π π3 6,
5 ,所以 x+ π3∈
0, 76
π ,
所以当 x+ π3=
7
6
π时,函数 f(x)取得最小值,且最小值为 - 12 - 2
3 +a = 3,
解得 a = 12 +
3 3
2 .
17. 解:(1)由 f(x)= 2x 为“G(1)函数”,得 f(x0+1)= f(x0)+f(1)2
x0+1=2x0 +2 x0 = 1,故实数 x0 的值为 1.
(2)由 f(x)= x+b(b∈ R)为“G(0)函数”,得 f(x0+0)= f(x0)+f(0),即 f(0)= 0,从而 b = 0,则 f(x)= x.
不妨设 x1>x2(x1,x2∈[0,t]),由
g x g x
f x f x
( ) ( )
( ) ( )
1 2
1 2
−
−
>2 恒成立,即 g x g x( ) ( )x x
1 2
1 2
−
−
>2,得 g(x1)-2x1>g(x2)-2x2.
令 F(x)= g(x)-2x,则 F(x)在[0,t]上单调递增 .
又 F(x)= x|x-4|-2x =
2 , 4,
x x x2
x x x
− ≥
− <
6 , 4,
2
作出函数图象如图 .
由图象可知,0<t ≤ 1,故实数 t 的最大值为 1.
18. 解:(1)当 0<x<80 时,w = 100x-
1
2 x x
2 + 40 -500 = - 12 x
2+60x-500,
当 x ≥ 80 时,w = 100x-
101 2180x + −8100x -500 = 1 680-
x + 8100x ,
故 w =
1680 , 80.
− + − < <12 x x x
2
− + ≥
60 500,0 80,
x x8100x
(2)由(1)可知,当 0<x<80 时,w = - 12(x-60)
2+1 300,
故当 x = 60 时,w 取得最大值,最大值为 1 300 ;
当 x ≥ 80 时,w = 1 680-
x + 8100x ≤ 1 680- 2 x
8100
x = 1 500,
当且仅当 x =8100x ,即 x = 90 时取等号,此时 w 取得最大值 1 500.
综上所述,当年产量为 90 台时,该企业所获利润最大,最大利润为 1 500 万元 .
19. 解: f(x)= cos ωxsin
ωx + π6 -cos
2ωx+ 14= cos ωx
2 2
3 sin cosω ωx x+ 1 -cos2ωx+ 14
= 2
3 sin ωxcos ωx+ 12 cos
2ωx-cos2ωx+ 14= 4
3 sin 2ωx- 12 cos
2ωx+ 14
= 4
3 sin 2ωx- 1 cos 2+ 4
ωx
+ 14= 4
3 sin 2ωx- 14 cos 2ωx =
1
2 sin 2
ωx − π6 .
又 f(m)= f(n)= 14,∴ sin 2
ωm − π6 =
1
2,sin 2
ωn − π6 =
1
2,
解得 m =
2k
2
π+
ω
π
3 或 2k2
π+ π
ω ,k∈ Z,n =
2k
2
π+
ω
π
3 或 2k2
π+ π
ω ,k∈ Z.
令 k = 0,得 m = 6
π
ω或 2
π
ω,n = 6
π
ω或 2
π
ω,∴ (m-n)min = 2 6
π π
ω ω− =
π
3,
解得 ω = 1 或 ω = -1,∴ f(x)= 12 sin
2x − π6 或 f(x)= -
1
2 sin
2x + π6 .
(1)当 f(x)= 12 sin
2x − π6 时,由 -
π
2 +2kπ≤ 2x-
π
6≤
π
2 +2kπ,k∈ Z,得 -
π
6 +kπ≤ x ≤
π
3 +kπ,k∈ Z,
∴ f(x)的单调递增区间为
− + π + ππ π6 3k k, ,k∈ Z.
当 f(x)= - 12 sin
2x + π6 时,同理可得,f(x)的单调递增区间为
π π
6 3+ π + πk k,
2 ,k∈ Z.
(2)当 f(x)= 12 sin
2x − π6 时,由(1)知,函数 f(x)在
0, π3 上单调递增,在
π π
3 12,
5 上单调递减,
∴ 当 x∈
0, 12
5π 时,f(x)max =f
π
3 =
1
2 .
又 f(0)= - 14,f
12
5π = 4
3 ,
∴ 当 x∈
0, 12
5π 时,f(x)min = -
1
4,
∴ f(x)在
0, 12
5π 上的最大值为 12,最小值为 -
1
4 .
当 f(x)= - 12 sin
2x + π6 时,同理可得,f(x)在
0, 12
5π 上的最大值为f
12
5π = 0,最小值为f
π
6 = -
1
2 .
11
必修第一册培优把关卷
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 = {m ∈ Z|-3<m<2},N = {n ∈ Z|-1 ≤ n ≤ 3},则
M∩ N =( )
A. {0,1} B. {-1,0,1} C. {0,1,2} D. {-1,0,1,2}
2. 已知角 α 顶点在原点,始边与 x 轴正半轴重合,点 P (-1,- 3) 在终
边上,则sin
α + π3 =( )
A. 0 B. - 12 C. - 2
3 D. -1
3. 牛顿冷却定律描述一个事物在常温环境下的温度变化:如果物体的
初始温度为 T0,则经过一定时间 t(分钟)后的温度 T 满足 T-Ta =
1
2
h
t
(T0-Ta),其中 Ta 是环境温度,h 称为半衰期 . 现有一杯 80 ℃的
热水用来泡茶,研究表明,此茶的最佳饮用口感会出现在 55 ℃ . 经
测量室温为 25 ℃,茶水降至 75 ℃大约用时 1 分钟,那么为了获得
最佳饮用口感,从泡茶开始大约需要等待( )(结果保留整数,参考
数据:lg 3 ≈ 0.477 1,lg 5 ≈ 0.699 0,lg 11 ≈ 1.041 4)
A. 4 分钟 B. 5 分钟 C. 6 分钟 D. 7 分钟
4. 已知函数 y = f(x-1)的定义域为 R,且图象关于直线 x = 1 对称,
在(1,+ ∞)上单调递增,若 a =log1
4
3,b =4
1
3,c =e
1
2,则( )
A. f(a)>f(b)>f(c) B. f(a)>f(c)>f(b)
C. f(c)>f(b)>f(a) D. f(b)>f(a)>f(c)
5. 函数 f(x)= lg | |
x2
x
的大致图象为( )
A B C D
6. 已知 a>0,b>0,且关于 x 的一元二次不等式 x2-2x+m>0 的解集为
{x|x<a 或 x>b},则 1a + b
1的最小值为( )
A. 3 B. 2 C. 2 2 D. 1
7. sin (π+θ)= 12是 θ = 2kπ-
π
6(k∈ Z)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
8. 已知定义在 R 上的函数 f(x)和 f(x+1)都是奇函数,当 x∈(0,1]时,
f(x)= log2
1
x,若函数 F(x)= f(x)-sin πx 在区间[-1,m]上有且
仅有 10 个零点,则实数 m 的最小值为( )
A. 3 B. 72 C. 4 D.
9
2
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. 已知函数 f(x)=sin 2
x + π4 ,则( )
A. f(x)的最小正周期为 π
B. f(x)的图象可通过将 y = sin 2x 的图象上所有点向左平移 π4个单
位长度得到
C. f(x)= 1 成立的充要条件是 x = π8 +kπ,k∈ Z
D. f(x)在区间
π π
8 8,
5 上单调递减
10. 已知函数 f(x)=
| log |,0 9,
2sin ,9 17,
3
x x
π π
4 4x x+ ≤ ≤
< <
若 f (a)= f(b)= f(c)
= f(d),且 a<b<c<d,则( )
A. ab = 1
B. c+d = 26π
C. abcd 的取值范围是(153,165)
D. a+b+c+d 的取值范围是
28, 3169
11. 水车在古代是进行灌溉引水的工具,亦称“水转筒车”,是一种以
水流作动力,取水灌田的工具,是人类的一项古老的发明,也是
人类利用自然和改造自然的象征 . 如图所示是一个半径为 R 的
水车,一个水斗从点 A(3,- 3 3)出发,沿圆周按逆时针方向匀
速旋转,且旋转一周用时 120 s. 经过 t s 后,水斗旋转到 P 点,
设点 P 的坐标为(x,y),其纵坐标满足 y = f(t)= Rsin (ωt+φ)
t≥ > <0, 0,| |ω ϕ π2 ,则下列叙述正确的有( )
(1) (2)
A. 水斗作周期运动的初相为 - π3
B. 在水斗开始旋转的 60 s(含 60 s)中,其高度不断增加
C. 在水斗开始旋转的 60 s(含 60 s)中,其最高点离平衡位置(即 x
轴)的纵向距离是3 3
D. 当水斗旋转 100 s 时,点 P 与初始点 A 的距离为 6
三、填空题(本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分。)
12. 函数 f (x)= log ( 1)x
2
−
x
2
−
的定义域为 .
13. 已知函数 f (x)= cos
ωx − π6 - 3(ω>0)的最小正周期为 π. 若
对 x∈
0, π3 ,不等式[f(x)-1]
2-a[f(x)-1]+1 ≤ 0 恒成立,则
实数 a 的取值范围是 .
14. 已知函数 f(x)=
( 2) , 2,
2 | |, 2,
x x
− ≤
− >
x x
2
函数 g(x)= b-f(2-x),如果 y =
f(x)-g(x)恰好有两个零点,那么实数 b 的取值范围是 .
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)已知集合A= {x|x2-5x-14≤ 0},集合B= {x|m+1<x<2m-1}.
(1)当 m = 5 时,求 A∪ B,A∩(綂 R B)的值 .
(2)若 B A,求实数 m 的取值范围 .
密
封
线
12
16.(15 分)设函数 f(x)= sin ωxcos ωx- 3 sin2ωx+a(ω>0,a∈ R),
且最大值是f
π
6 .
(1)求 ω 的最小值;
(2)在 ω 取最小值时,f(x)在区间
− π π3 6,
5 上的最小值为 3,求 a
的值 .
17.(15 分)设 m 为给定的实常数,若函数 y = f(x)在其定义域内存在
实数 x0,使得 f(x0+m)= f(x0)+f(m)成立,则称函数 f(x)为“G(m)
函数”.
(1)若函数 f(x)= 2x 为“G(1)函数”,求实数 x0 的值;
(2)已知 f (x)= x+b (b∈ R)为“G(0)函数”,设 g (x)= x|x-4|,若
对任意的 x1,x2∈[0,t],当 x1 ≠ x2 时,都有
g x g x
f x f x
( ) ( )
( ) ( )
1 2
1 2
−
−
>2 成立,
求实数 t 的最大值 .
18.(17 分)某高新技术企业的年固定成本为 500 万元,每生产设备
x(x>0)台,需另投入成本 y1 万元,若年产量不足 80台,则 y1 =
1
2 x
2+
40x,若年产量不小于 80 台,则 y1 = 101x+
8100
x -2 180,每台设备
售价为 100 万元,通过市场分析,该企业生产的设备能全部售完 .
(1)写出年利润 w(万元)关于年产量 x(台)的关系式 .
(2)当年产量为多少台时,该企业所获利润最大?并求出最大利润 .
19.(17 分)已知函数 f(x)= cosωx xsin
ω + π6 -cos
2ωx+ 14,满足 f(m)
= f(n)= 14(m,n∈ R,m>n)的 m-n 的最小值是
π
3 .
(1)求 f(x)的单调递增区间;
(2)求 f(x)在
0, 12
5π 上的最大值和最小值 .