内容正文:
第二章 函数与基本初等函数(高效培优综合训练)(全国通用)
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共58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.下列各组函数中,,是同一函数的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】D
【分析】函数是同一函数的条件为:定义域相同,对应关系一致,由此逐项判断,即可得出结果.
【详解】解:对于A选项,的定义域为,的定义域为,故不满足;
对于B选项,的定义域为,的定义域为,故不满足;
对于C选项,的定义域为,的定义域为,故不满足;
对于D选项,,的定义域均为,对应关系均为,故是同一函数.
故选:D
2.设,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】,结合指数函数单调性得到,又,得到结论.
【详解】,,
,,故,所以,
,所以.
故选:D
3.已知函数是奇函数,则实数a的值为( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】A
【分析】根据奇函数的定义及对数运算即可求解.
【详解】函数的定义域为,
因为是奇函数,
所以恒成立,
所以,
故选:A.
4.设函数在区间上单调递减,则的最大值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【分析】利用复合函数和对数函数的性质转化为二次函数单调性的问题,建立不等式组求解取值范围,再求最值即可.
【详解】令,,
则可视为由和构成的复合函数,
由对数函数性质得在区间上单调递增,
因为在区间上单调递减,
所以由复合函数性质得在区间上单调递减,
由二次函数性质得的对称轴为直线,
显然开口向上,故,解得,
则的最大值为4,故C正确.
故选:C
5.函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据函数的奇偶性,排除C,再由当时,排除A,B,即可求解.
【详解】由题意,函数的定义域为,关于原点对称,
且所以函数是奇函数,其图象关于原点中心对称,排除C;
又由当时,排除A,B;
故选:D.
6.在天文学中,天体的明暗程度可以用视星等和绝对星等来描述.视星等是在地球上看到的星体亮度等级,视星等受恒星距离影响.绝对星等M是假设把恒星放在距离地球10秒差距(10秒差距≈32.6光年)时的视星等,这样能比较不同恒星本身的亮度.视星等和绝对星等M满足,其中是与地球的距离,单位为秒差距.若恒星A距离地球约32.6光年,恒星B距离地球约326光年,恒星A,B的视星等满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意得到,,相减即可求解;
【详解】由题意,
,
两式相减可得:,
又,
所以,
所以,
故选:C
7.已知函数,若在上有2个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数零点的定义先确定当时,有1个零点,进而得到当时,只有一个零点,进而转化问题为方程在时有一个解,再结合指数函数的性质求解即可.
【详解】当时,有1个零点,
则当时,只有一个零点,
即方程在时有一个解,
即方程在时有一个解,
因为函数为增函数,
且当时,,
则,即.
故选:B.
8.已知定义在上的函数满足,且当时,.若的图象与曲线,且恰有10个交点,则实数( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】C
【分析】由已知可得,可得函数是以2为周期的周期函数,由题意可得时的解析式,进而作出两函数的图象,数形结合可得答案.
【详解】因为,所以,
从而可得,所以函数是以2为周期的周期函数,
当时,,可得;
当时,,由,可得,
所以,从而可得,
所以,在上有:,
又,且的定义域为,
当时,作出两函数的图象,如图,
由图可知,两函数的图象只有1个交点,不符合题意.
当时,作出两函数的图象,如图,
结合函数的周期性可知,两函数的图象在上没有交点;在,,,上均有2个交点;在上有1个交点,
要使的图象与曲线,且恰有10个交点,由图可知,只需,解得.
故选:C.
2、 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.已知定义在上的函数满足,且为偶函数,则下列结论正确的是( )
A.函数的周期为2
B.函数的图象关于对称
C.函数的图象关于对称
D.函数为奇函数
【答案】BC
【分析】根据题意,综合利用周期性、对称性、奇偶性,逐一对选项进行分析判断.
【详解】选项A,,即函数的周期为4,所以选项A错误;
选项B,因为是偶函数,则有,即函数的图象关于对称,所以选项B正确;
选项C,因为,则,所以函数的图象关于对称,所以选项C正确;
选项D,因为,则,所以函数为偶函数,所以选项D错误.
故选:BC.
10.已知函数,则( )
A.是奇函数 B.
C.在上单调递减 D.在上单调递增
【答案】ACD
【分析】A选项,利用函数奇偶性的定义判断,B选项,特值代入说明不成立,C和D选项,利用复合函数的单调性判断.
【详解】要使得函数有意义,则,解得且,所以的定义域关于原点对称,
且,从而是奇函数,A正确;
,B错误;
当时,,
在上单调递减,在上单调递增,
所以在上单调递减,C正确;
当时,,
在上单调递增,在上单调递增,
所以在上单调递增,D正确.
故选:ACD
11.已知定义域为的函数满足,都有,且时,,则( )
A. B.是偶函数
C.的解集为 D.
【答案】ACD
【分析】赋值可确定A,令可得知函数关于对称,不是偶函数,通过变换,可证明函数单调性,再利用函数的单调性解不等式,由可求D.
【详解】对A,令,,故A正确;
对B,令,,故函数关于对称,不是偶函数,故B错误;
对C,,所以,
即,,,
,时,,故,
所以,即在上单调递增,
,所以,解得,故C正确;
对D,,,故D正确;
故选:ACD.
第二部分(非选择题 共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.函数的定义域为 .
【答案】
【分析】根据题意列出不等式代入计算,即可得到结果.
【详解】由题意,即,解得且,
所以函数的定义域为.
故答案为:
13.已知函数有最小值,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】需要分别分析函数在不同区间上的情况,通过比较确定的取值范围.
【详解】分析时函数的最小值:
对于函数,将其进行配方可得.
因为,所以当时,取得最小值,此时在这个区间内取得最小值.
分析时函数存在最小值的条件:
当时,.
因为函数有最小值,且时最小值为,所以当时,的最小值要大于等于.
又因为对数函数在上单调递增,所以.
要使存在最小值,则,即,解得.
故答案为:.
14.设,函数的最小值为-1,则 .
【答案】e
【分析】结合函数新定义,分,,三种情况讨论即可求解.
【详解】①当时,,当x趋于正无穷时,与均趋于负无穷,无最小值,不符合题意;
②当时,,
而,当时,,
所以的最小值为0,不符合题意;
③当时,,的大致图象如图,设的最小值为.
令,可得,消去得,解得(舍去)或.
故答案为:e.
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)
已知函数(且),,.
(1)求a,b的值;
(2)若函数,求的值.
【答案】(1),
(2)2
【分析】(1)由对数的运算即可求解;
(2)由(1)得到,进而得到,累加求和即可;
【详解】(1)由题意得,,,所以,
(2)由(1)知,,
则
所以,则
所以,
故.
16.(15分)
已知幂函数为奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)求函数()的值域.
(3)求函数在区间上的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)答案见解析
【分析】(1)根据幂函数的定义及性质列式运算判断;
(2)换元令,转化为二次函数求值域;
(3)利用二次函数对称轴与定义域关系讨论求解.
【详解】(1)∵函数为幂函数,
∴,解得或5,
当时,,为奇函数,
当时,,为偶函数,
因为函数为奇函数,∴.
(2)由(1)可知,,则,,
令,则,,
则,,
函数的图像开口向下,对称轴为,
∴当时,函数,当,函数取得最大值为1,
∴的值域为,
故函数的值域为.
(3)函数,
当,即时,在区间上单调递增,最小值为;
当,即时,在区间上先减后增,最小值为;
当,即时,在区间上单调递减,最小值为.
综上,当时,;
当时,;
当时,.
17.(15分)
舆论场指数是一个反映特定时间内社会舆论关注热点和趋势的指标,它通常通过大数据分析技术,对来自不同媒体平台的信息进行收集、整理和分析,从而得出一个量化的指数,以揭示公众对某些事件或话题的关注程度.对于舆论事件出现起的前天,若某次舆情过程中至少有一天的舆论场指数大于,则认为本次舆情是严重的.某购物平台利用舆论场指数就某次舆情进行分析,将舆论事件出现起第1,2,3天的舆论场指数整理成如下表格:
天数
1
2
3
舆论场指数
12
48
156
为研究舆论场指数的变化情况,技术人员提出了三种函数模型用以刻画数据:①;②;③其中含的项的系数均不为0.
(1)请从①,②,③中选择一个最合适的函数模型(直接写结果,不用证明);
(2)运用(1)中选取的函数模型,预测第4天时的舆论场指数;
(3)若本次舆情不是严重的,求的最小值.
【答案】(1)③
(2)
(3)
【分析】(1)根据表格中数据以及指数爆炸模型可得结论;
(2)利用待定系数法求得函数解析式,即可做出预测;
(3)将问题转化为不等式恒成立再利用二次函数性质可求得结果.
【详解】(1)③;
根据表格中数据可以看出舆论场指数增长非常快,符合指数函数性质,故选③;
(2)将表格数据代入,得,,
解得,
故函数为,
则第4天时的舆论场指数为.
(3)若本次舆情不是严重的,则恒成立,
原式等于,故两边同时除以,得到,
不妨设,故原式等于,整理得,
由于在上单调递减,故只需要当时,成立即可,
代入得,解得,
故的最小值为.
18.(17分)
已知函数(,且).
(1)讨论的奇偶性;
(2)若,不等式恒成立,求t的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)利用函数奇偶性定义,分类讨论即可;
(2)确定函数的单调性,结合奇函数的性质求解不等式即可.
【详解】(1)函数(,且)的定义域为R,且
当时,,即恒成立,
所以,即,此时,定义域为R,,
所以是R上的奇函数;
当时,,即恒成立,所以,即,
此时,定义域为R,,
所以是R上的偶函数;
当且时,,此时既不是奇函数也不是偶函数;
综上,当时,是R上的偶函数;当时,是R上的奇函数;
当且时,既不是奇函数也不是偶函数;
(2)函数中,由,得,而,
所以,则,由(1)知是R上的奇函数;
因为函数都是R上的增函数,则是R上的增函数,
不等式,
因此,则,
解,得或;
解,即,得.于是,
所以t的取值范围是.
19.(17分)
如果函数满足以下两个条件,我们就称函数为型函数.
①对任意的,有;
②对于任意的,若,则.
(1)是否存在指数函数是型函数?若存在,请求出该指数函数的解析式;若不存在,请说明理由;
(2)判断型函数在上的单调性并说明理由;
(3)求证:对于型函数,恒有(为正整数).
【答案】(1)存在,
(2)增函数,理由见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由指数函数的性质结合题目中函数新定义求解即可;
(2)由函数的单调性判断即可;
(3)对不等式进行放缩后由等比数列的求和公式求解;
【详解】(1)存在指数函数是U型函数;
对任意的,有;
对于任意的,若,
则,
即.
故函数是型函数.
(2)设,且,则.
因此
,
可知在上为增函数.
(3)因为,
所以
【点睛】思路点睛:关于新定义题的思路有:
(1)找出新定义有几个要素,找出要素分别代表什么意思;
(2)由已知条件,看所求的是什么问题,进行分析,转换成数学语言;
(3)将已知条件代入新定义的要素中;
(4)结合数学知识进行解答.
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第二章 函数与基本初等函数(高效培优综合训练)(全国通用)
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共58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.下列各组函数中,,是同一函数的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
2.设,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
3.已知函数是奇函数,则实数a的值为( )
A.0 B.1 C. D.2
4.设函数在区间上单调递减,则的最大值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
6.在天文学中,天体的明暗程度可以用视星等和绝对星等来描述.视星等是在地球上看到的星体亮度等级,视星等受恒星距离影响.绝对星等M是假设把恒星放在距离地球10秒差距(10秒差距≈32.6光年)时的视星等,这样能比较不同恒星本身的亮度.视星等和绝对星等M满足,其中是与地球的距离,单位为秒差距.若恒星A距离地球约32.6光年,恒星B距离地球约326光年,恒星A,B的视星等满足,则( )
A. B. C. D.
7.已知函数,若在上有2个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.已知定义在上的函数满足,且当时,.若的图象与曲线,且恰有10个交点,则实数( )
A.9 B.10 C.11 D.12
2、 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.已知定义在上的函数满足,且为偶函数,则下列结论正确的是( )
A.函数的周期为2
B.函数的图象关于对称
C.函数的图象关于对称
D.函数为奇函数
10.已知函数,则( )
A.是奇函数 B.
C.在上单调递减 D.在上单调递增
11.已知定义域为的函数满足,都有,且时,,则( )
A. B.是偶函数
C.的解集为 D.
第二部分(非选择题 共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.函数的定义域为 .
13.已知函数有最小值,则实数的取值范围为 .
14.设,函数的最小值为-1,则 .
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)
已知函数(且),,.
(1)求a,b的值;
(2)若函数,求的值.
16.(15分)
已知幂函数为奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)求函数()的值域.
(3)求函数在区间上的最小值.
17.(15分)
舆论场指数是一个反映特定时间内社会舆论关注热点和趋势的指标,它通常通过大数据分析技术,对来自不同媒体平台的信息进行收集、整理和分析,从而得出一个量化的指数,以揭示公众对某些事件或话题的关注程度.对于舆论事件出现起的前天,若某次舆情过程中至少有一天的舆论场指数大于,则认为本次舆情是严重的.某购物平台利用舆论场指数就某次舆情进行分析,将舆论事件出现起第1,2,3天的舆论场指数整理成如下表格:
天数
1
2
3
舆论场指数
12
48
156
为研究舆论场指数的变化情况,技术人员提出了三种函数模型用以刻画数据:①;②;③其中含的项的系数均不为0.
(1)请从①,②,③中选择一个最合适的函数模型(直接写结果,不用证明);
(2)运用(1)中选取的函数模型,预测第4天时的舆论场指数;
(3)若本次舆情不是严重的,求的最小值.
18.(17分)
已知函数(,且).
(1)讨论的奇偶性;
(2)若,不等式恒成立,求t的取值范围.
19.(17分)
如果函数满足以下两个条件,我们就称函数为型函数.
①对任意的,有;
②对于任意的,若,则.
(1)是否存在指数函数是型函数?若存在,请求出该指数函数的解析式;若不存在,请说明理由;
(2)判断型函数在上的单调性并说明理由;
(3)求证:对于型函数,恒有(为正整数).
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