内容正文:
月考卷(一) 集合与常用逻辑用语、不等式、函数
(满分:150分 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.设命题p:∃n∈N,n2>2n,则¬p为( )
A.∀n∈N,n2>2n B. ∃n∈N,n2≤2n
C.∀n∈N,n2≤2n D. ∃n∈N,n2=2n
2.已知全集U=R,集合A={x>2},B=<-1},则图中阴影部分表示的集合为( )
A.{x≤x<2} B. {x≤x≤2}
C.{x|2≤x<} D. {x|2<x≤}
3.已知函数f(x)=若f[f(-1)]=4,且a>-1,则a=( )
A.- B. 0
C. 1 D. 2
4.已知函数y=f(x)的定义域是R,值域为[1,2],则下列四个函数①y=2f(x)-1;②y=f(2x-1);③y=2f(x)-1;④y=log2f(x+1)+1,其中值域也为[1,2]的函数个数是( )
A.4 B. 3
C. 2 D. 1
5.函数f(x)=ax2+的图象被称为牛顿三叉戟曲线,当a=b=1时,函数f(x)的大致图象为( )
6.(2025·北京朝阳区模拟)设函数f(x)=若f(x)≤2,则实数x的取值范围是( )
A.[-1,+∞) B. (0,4]
C. [-1,4] D. (-∞,4]
7.定义在R上的函数f(x)满足f(2-x)=2-f(x).若f(x)的图象关于直线x=3对称,则下列选项中一定成立的是( )
A.f(-3)=1 B. f(0)=0
C. f(3)=2 D. f(5)=-1
8.已知f(x)=(1-x)ex-1,g(x)=(x+1)2+a,若存在x1,x2∈R,使得f(x2)≥g(x1)成立,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. (0,e) 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.下列命题不正确的是( )
A.“x<1”是“>1”的必要不充分条件
B.命题“∀x≥1,x2≥1”的否定是“∃x<1,x2<1”
C.x+y=0的充要条件是=-1
D.若x+y>2,则x,y至少有一个大于1
10.已知实数a,b满足ln a+ln b=ln (a+4b),则下列结论正确的是( )
A.=1 B. a+b的最大值为9
C.ab的最大值为9 D. ab的最小值为16
11.已知函数f(x)=则( )
A.f(-3)+f(2019)=-3
B.f(x)在[4,5]是增函数
C.若方程f(x)=kx+1恰有3个实数根,则k∈
D.若函数y=f(x)-b在(-∞,4)有6个零点xi(i=1,2,…,6),则的取值范围是(0,6)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.(开放题)若函数f(x)满足:(1)对于任意实数x1,x2,当0<x1<x2时,都有f(x1)<f(x2);
(2)f=f(x1)-f(x2),则f(x)=________.(答案不唯一,写出满足这些条件的一个函数即可)
13.已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,满足f(x)+f(2-x)=0,且当x∈(0,1)时,f(x)=x2,则f(1)=________.若g(x)=f(x)-lg x,则函数g(x)的零点共有________个.
14.已知f(x)=xex+≤g(x2)成立,则实数a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)已知函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),对∀x∈R有f(x)≤f(2),且函数g(x)=的定义域为(1,2).
(1)求f(x)的解析式;
(2)若t>0,求f(x)在[0,t]上的值域.
16.(15分)已知函数f(x)=(m+1)x2+1.
(1)若函数f(x)在区间[2,+∞)上单调递增,求m的取值范围;
(2)若函数f(x)在区间[2,3]上的最小值为g(m),求g(m)的表达式.
17.(15分)某市作为新兴的“网红城市”,有很多风靡网络的“网红景点”,每年都有大量的游客来参观旅游.为提高经济效益,管理部门对某一景点进行了改造升级,经市场调查,改造后旅游增加值y(万元)与投入x(x≥10)(万元)之间满足y=ax2+bx-ln (a,b为常数),当x=10时,y=-ln 2;当x=15时,y=-ln 3.
(1)写出该景点改造升级后旅游增加利润L(x)(万元)与投入x(万元)之间的函数解析式;(利润=旅游增加值-投入)
(2)投入多少万元时,旅游增加利润最大?最大利润约是多少万元(精确到0.1,参考数据:ln 5≈1.6)?
18.(17分)已知函数f(x)=ex-x-1.
(1)求函数f(x)的单调区间和极值;
(2)当x≥0时,求证:f(x)+x+1≥x2+cos x.
19.(17分)已知函数f(x)=ex-ax-ln 2(a∈R).
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)当a=2时,求函数g(x)=f(x)+ln 2-cos x在上的零点个数.
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月考卷(一) 集合与常用逻辑用语、不等式、函数
1.C 2.D
3.C 由题意知,f(-1)=(-1)2+a=1+a,又a>-1,所以1+a>0,所以f[f(-1)]=f(1+a)=21+a=4,解得a=1.故选C.
4.B 对于①,因为1≤f(x)≤2,则y=2f(x)-1∈[1,3],①不满足条件;对于②,对于函数y=f(2x-1),2x-1∈R,则函数y=f(2x-1)的值域为[1,2],②满足条件;对于③,因为1≤f(x)≤2,则y=2f(x)-1∈[1,2],③满足条件;对于④,因为1≤f(x)≤2,f(x+1)∈[1,2],则y=log2f(x+1)+1∈[1,2],④满足条件.故选B.
5.D 当a=b=1时,f(x)=x2+≠0},则f′(x)=2x-,令f′(x)>0,得;令f′(x)<0,得x<0或,所以函数在(-∞,0)和上单调递减,在上单调递增.故选D.
6.C 当x≤1时,由x≤2,可得x≥-1,故-1≤x≤1;当x>1时,由log2x≤2,可得x≤4,故1<x≤4.综上,-1≤x≤4.故选C.
7.A 由函数f(x)的图象关于直线x=3对称,得f(3-x)=f(3+x),所以f(0)=f(6),f(1)=f(5),f(2)=f(4),又因为f(x)满足f(2-x)=2-f(x),取x=1,得f(1)=2-f(1),则f(1)=1,f(5)=f(1)=1,取x=5,则f(-3)=2-f(5)=1.故选A.
8.B ∃x1,x2∈R,使得f(x2)≥g(x1)成立,则f(x)max≥,由题得f′(x)=-ex-1+(1-x)·ex-1=-xex-1,当x>0时,f′(x)<0,当x<0时,f′(x)>0,所以函数f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,所以=f(0)=,由题得g(x)min=g(-1)=a,所以a≤.故选B.
9.BC 由>1得到0<x<1,故“x<1”是“>1”的必要不充分条件,A正确;命题“∀x≥1,x2≥1”的否定是“∃x≥1,x2<1”,B错误;若x=y=0则得不到=-1,故不是充要条件,C错误;易知x,y至少有一个大于1时,x+y>2,D正确.
10.AD 因为ln a+ln b=ln (a+4b),所以a>0,b>0,且ln (ab)=ln (a+4b),即ab=a+4b,所以=1,故A正确;所以ab=a+4b≥2,即≥4,所以ab≥16,当且仅当a=4b时,即a=8且b=2时等号成立,故D正确,C错误;由=1,a>0,b>0,所以a+b=(a+b)·=5+=9,当且仅当时,即a=6且b=3时等号成立,故a+b的最小值为9,故B错误;故选AD.
11.BCD 作出f(x)的图象如图所示:
f(-3)=-3,f(2019)=f(1)=f(-1)=1,所以f(-3)+f(2019)=-2,A错误;由图象可知f(x)在[4,5]是增函数,B正确;
由图象可知k∈时,直线y=kx+1与函数y=f(x)的图象恰有3个交点,C正确;由图象可得,当y=f(x)-b在(-∞,4)上有6个零点,xi(i=1,2,3,4,5,6),则0<b<1,且有f(x1)=f(x2)=…=f(x6)=b,所以由二次函数的对称性得=6,故 的取值范围是(0,6),D正确.
12.解析:对于任意实数x1,x2,当0<x1<x2时,都有
,
故可选一个递增的对数函数f(x)=logax(a>1).例如f(x)=log2x.
答案:log2x(logax(a>1)型的都对)
13.解析:因为f(x)+f(2-x)=0,令x=1,则f(1)+f(1)=0,解得f(1)=0;由f(x)+f(2-x)=0,则f(2-x)=-f(x),
又函数f(x)是定义域为R的奇函数,
则f(2-x)=f(-x),所以f(x)是以2为周期的周期函数,函数g(x)的零点个数即函数y=f(x)与y=lg x 的交点个数,在同一坐标系中作出两函数的图象:
由图象可知,两函数有5个交点,即函数g(x)的零点共有5个.
答案:0 5
14.解析:由题知,f′(x)=ex+xex=ex(x+1),当x∈(-∞,-1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(-1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以f(x)≥f(-1)=e2.g(x)=-(x+1)2+a,当x∈[-1,+∞)时,g(x)单调递减且g(x)≤a,存在x1∈R,x2∈[-1,+∞),使得f(x1)≤g(x2)成立,只需e2≤a即可,所以实数a的取值范围是[e2,+∞).
答案:[e2,+∞)
15.解:(1)由f(x)≤f(2)知a<0,且-=2,
由题知f(x)-x=ax2+(b-1)x+c>0的解集为(1,2),
即令f(x)-x=ax2+(b-1)x+c=0,有x1=1,
x2=2,
故x1+x2=-=2,
解得a=-1,b=4,c=-2,即f(x)=-x2+4x-2.
(2)y=f(x)是开口向下,对称轴为x=2的抛物线,
f(0)=-2,f(t)=-t2+4t-2,f(2)=2,
根据二次函数的对称性,得
当0<t≤2时,f(x)在[0,t]上的值域为[-2,-t2+4t-2];
当2<t<4时,f(x)在[0,t]上的值域为[-2,2];
当t≥4时,f(x)在[0,t]上的值域为[-t2+4t-2,2].
16.解:(1)由题意,f′(x)=x2-(m+1)x=x[x-(m+1)]≥0在[2,+∞)上恒成立,∴m+1≤x在[2,+∞)上恒成立,
∴m+1≤2,∴m≤1.
(2)∵f′(x)=x[x-(m+1)],
∴当m+1≤2,即m≤1时,f(x)在区间[2,3]上单调递增,
此时f(x)min=f(2)=-2m+;
当2<m+1<3,即1<m<2时,f(x)在区间[2,m+1]上单调递减,在区间[m+1,3]上单调递增,
此时f(x)min=f(m+1)=-(m+1)3+1;
当m+1≥3,即m≥2时,f(x)在区间[2,3]上单调递减,
此时f(x)min=f(3)=-.
综上,g(m)=
17.解:(1)由已知得
解得∴y=-x-ln (x≥10),则该景点改造升级后旅游增加利润L(x)=-x-ln x-ln (x≥10).
(2)由(1)得L(x)=-x-ln (x≥10),
则L′(x)=-
=-,令L′(x)=0,可得x=25.
当x∈[10,25)时,L′(x)>0,L(x)单调递增;
当x∈(25,+∞)时,L′(x)<0,L(x)单调递减.
∴当x=25时,L(x)取得最大值,且L(x)max=L(25)=-ln 5≈11.9,∴当投入25万元时,旅游增加利润最大,最大利润约为11.9万元.
18.解:(1)易知函数f(x)的定义域为R,
∵f(x)=ex-x-1,∴f′(x)=ex-1,令f′(x)=ex-1>0,
解得x>0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,
令f′(x)=ex-1<0,解得x<0,∴f(x)在(-∞,0)上单调递减,∴f(x)的单调递增区间为(0,+∞),单调递减区间为(-∞,0),
∴函数f(x)的极小值为f(0)=0,没有极大值.
(2)证明:要证f(x)+x+1≥x2+cos x,
即证ex-x2-cos x≥0,
设g(x)=ex-x2-cos x(x≥0),要证原不等式成立即证g(x)≥0成立.
g′(x)=ex-x+sin x(x≥0),∵sin x≥-1,∴g′(x)=ex-x+sin x≥ex-x-1(当且仅当x=-+2kπ,k∈N*时等号成立),
由(1)知ex-x-1≥0(当且仅当x=0时等号成立),
∴g′(x)>0,∴g(x)在[0,+∞)上是增函数,
∴g(x)≥g(0)=0,
∴当x≥0时,f(x)+x+1≥x2+cos x得证.
19.解:(1)f(x)=ex-ax-ln 2,其定义域为R,f′(x)=ex-a,
①当a≤0时,f′(x)>0,所以f(x)在R上单调递增,
②当a>0时,令f′(x)>0,得x>ln a,令f′(x)<0,得x<ln a,
所以f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,
在(ln a,+∞)上单调递增.
综上所述,当a≤0时,f(x)在R上单调递增,
当a>0时,f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增.
(2)由已知得g(x)=ex-2x-cos x,x∈,
则g′(x)=ex+sin x-2.
①当x∈时,因为g′(x)=(ex-1)+(sin x-1)<0,所以g(x)在上单调递减,
所以g(x)>g(0)=0,所以g(x)在上无零点;
②当x∈时,因为g′(x)单调递增,
且g′(0)=-1<0,g′=-1>0,
所以存在x0∈,使得g′(x0)=0,
当x∈(0,x0)时,g′(x)<0,当x∈时,g′(x)>0,
所以g(x)在上单调递增,且g(0)=0,所以g(x0)<0,又因为g=-π>0,
所以g(x0)·g<0,所以g(x)在上存在一个零点,
所以g(x)在上有两个零点;
③当x∈时,g′(x)=-3>0,所以g(x)在上单调递增,因为g>0,所以g(x)在上无零点.
综上所述,g(x)在上的零点个数为2.
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