内容正文:
安溪一中、惠安一中、实验中学、养正中学
2025年秋季高一年期中联考
考试科目:数学 满分:150分 考试时间:120分钟
命题者:蔡祥波 审核者:林文聪 黄志斌 陈新洪
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. 如图,全集,,,则图中阴影部分所表示的集合为( ).
A. B. C. D.
2. 若,则的化简结果是( )
A. 1 B. C. D.
3. 已知,则的值为( )
A. 17 B. 15 C. 11 D. 9
4. 已知幂函数的定义域为R,则的值为( ).
A. B. 3 C. 或3 D. 2
5. 已知函数的定义域为,则的定义域为( )
A. B. C. D.
6. 已知函数,满足:对任意,当时,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 定义:表示中的较小者.若函数在区间上的取值范围为,则的最大值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
8. 已知函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数.若存在对称中心,则( )
A. B. C. 3 D. 4
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. 下列结论中,所有正确的结论是( )
A. 若,,则
B. 若,,则
C. 不等式成立的一个充分不必要条件是或
D. 函数的最小值为2
10. 已知函数是定义在上奇函数,且满足,当时,,则下列说法正确的有( )
A. B. 当时,
C. D. 时,取得最小值
11. 已知集合是由个正整数组成的集合,如果任意去掉其中一个元素之后,剩余的所有元素组成的集合都能分为两个交集为空集的集合,且这两个集合的所有元素之和相等,就称集合为“可分集合”.下列说法正确的是( )
A. 不是“可分集合”
B. 是“可分集合”
C. 四个元素集合可能是“可分集合”
D. 五个元素的集合不可能是“可分集合”
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 命题,,则__________.
13. 函数的单调减区间是_____.
14. 设函数,若是函数的最小值,则实数的取值范围是__________.
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. 已知集合.
(1)若,求;
(2)若“”是“”必要不充分条件,求实数a的取值范围.
16. 函数是定义在上的偶函数,且.
(1)求的解析式
(2)求的值域;
17. 如图1,有一个半径为2的半圆,一个等腰梯形的下底是的直径,上底的端点在圆周上,记线段的长度为x,梯形的周长为y.
(1)写出y与x的函数关系式,并求出周长y的最大值;
(2)当梯形的周长取得最大值时,如图2所示建立平面直角坐标系,记梯形位于直线()左侧的图形的面积为,请写出函数的解析式.
18. 已知函数的定义域为.
(1)用单调性的定义证明在上是增函数;
(2)若函数是上的减函数,且不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
(3)存在,使不等式成立,求实数取值范围.
19. 设函数,
(1)若不等式的解集为,求的值;
(2)若,求不等式的解集;
(3)若,,求的最小值.
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安溪一中、惠安一中、实验中学、养正中学
2025年秋季高一年期中联考
考试科目:数学 满分:150分 考试时间:120分钟
命题者:蔡祥波 审核者:林文聪 黄志斌 陈新洪
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. 如图,全集,,,则图中阴影部分所表示的集合为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】图中阴影部分表示,再根据交集和补集的定义计算即可得出答案.
【详解】根据已知条件有:图中阴影部分表示,
,所以,
所以图中阴影部分所表示的集合为:.
故选:B
2. 若,则的化简结果是( )
A. 1 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意结合根式的性质运算求解即可.
【详解】由,得,
所以.
故选:C.
3. 已知,则的值为( )
A. 17 B. 15 C. 11 D. 9
【答案】A
【解析】
【分析】利用赋值法求解即可.
【详解】令,可得,即.
故选:A.
4. 已知幂函数的定义域为R,则的值为( ).
A. B. 3 C. 或3 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】根据幂函数的定义进行求解即可.
【详解】因为函数为幂函数,所以,
计算可得或,
当时,,定义域为,所以舍去,所以.
故选:B.
5. 已知函数的定义域为,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由已知函数的定义域求得的定义域,再由在的定义域内求得的取值范围.
【详解】解:由题意得:
函数的定义域是
设
,则的定义域为
,解得.
故选:B
6. 已知函数,满足:对任意,当时,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可得函数在上单调递增,列出不等式组求解即可.
【详解】因为对任意,当时,都有成立,
所以函数在上单调递增,
所以,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:C.
7. 定义:表示中的较小者.若函数在区间上的取值范围为,则的最大值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】先作出的图象,然后分析时的取值,根据值域结合图象确定出的最大值.
【详解】在平面直角坐标系中作出的图象如图所示,
令,解得或,所以,
令,解得,所以,
由题可知,当在区间上的取值范围为时,
当且仅当时取得最大值,且最大值为,
故选:B.
8. 已知函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数.若存在对称中心,则( )
A. B. C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】由奇函数的性质结合题意计算可得;
【详解】设,则为奇函数,
可得,由奇函数的定义域关于原点对称可得
即,,
由可得,
即,
所以,
故选: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. 下列结论中,所有正确的结论是( )
A. 若,,则
B. 若,,则
C. 不等式成立的一个充分不必要条件是或
D. 函数的最小值为2
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据不等式的性质判断A,B;求解不等式,判断C;利用基本不等式判断D.
【详解】对于A,若,则,因为,所以,所以.所以选项A正确;
对于B,若,则;若,则,
所以.所以选项B正确;
对于C,不等式等价于,解得,或.
因为或是或的一个真子集,所以不等式成立的一个充分不必要条件是或,所以选项C正确;
对于D,因为当时,,
其中当时,,当且仅当,即时,等号成立.
所以函数的最小值为3,所以选项D错误.
故选:ABC.
10. 已知函数是定义在上的奇函数,且满足,当时,,则下列说法正确的有( )
A. B. 当时,
C. D. 时,取得最小值
【答案】AD
【解析】
【分析】根据奇函数和函数的周期性逐项判断即可.
【详解】对于A,函数满足,取,得,A正确;
对于B,当或,而当时,,
又是上的奇函数,因此,B错误;
对于C,由,得,又,
所以,所以,
,即的周期为12,
所以,,C错误;
对于D,先作出在的图像,再由是上的奇函数及
关于对称作出在的图像,
如下图可知一个周期内时,取得最小值,D正确.
故选:AD.
11. 已知集合是由个正整数组成的集合,如果任意去掉其中一个元素之后,剩余的所有元素组成的集合都能分为两个交集为空集的集合,且这两个集合的所有元素之和相等,就称集合为“可分集合”.下列说法正确的是( )
A. 不是“可分集合”
B. 是“可分集合”
C. 四个元素的集合可能是“可分集合”
D. 五个元素的集合不可能是“可分集合”
【答案】ABD
【解析】
【分析】去掉3,由“可分集合”的定义判断即可判断A,逐一去掉一个元素,列举即可可判断BD;不妨设,讨论当在集合,,,,中去掉元素、后,将剩余元素构成的集合,结合“可分集合”的定义进行分拆,得出等式,推出矛盾,即可判断D;
【详解】对于A,去掉3后,,2,不满足定义,,2,3,不是“可分集合”, A正确;
对于B,集合所有元素之和为49,
当去掉元素1时,剩下的元素之和为48,集合5,7,与,的元素和相等,符合题意;
当去掉元素3时,剩下的元素之和为46,集合,9,与,7,的元素和相等,符合题意;
当去掉元素5时,剩下的元素之和为44,集合,3,7,与,的元素和相等,符合题意;
当去掉元素7时,剩下的元素之和为42,集合,9,与,5,的元素和相等,符合题意;
当去掉元素9时,剩下的元素之和为40,集合,3,5,与,的元素和相等,符合题意;
当去掉元素11时,剩下的元素之和为38,集合,7,与,5,的元素和相等,符合题意;
当去掉元素13时,剩下的元素之和为36,集合,3,5,与,的元素和相等,符合题意;
因此集合是“可分集合”, B正确;
对于C,不妨设,去掉,则,去掉,则,
于是,与矛盾,
因此,,,一定不是“可分集合”, C错误;
对于D,不妨设,
若去掉元素,将集合,,,分成两个交集为空集的子集,
且两个子集元素之和相等,则有,或者②,
若去掉元素,将集合,,,分成两个交集为空集的子集,
且两个子集元素之和相等,则有③,或者④,
由①③或②④得,矛盾;
由①④或②③得,矛盾,
因此集合,,,,不是“可分集合”, D正确.
故选:ABD.
【点睛】方法点睛:对于以集合为背景的新定义问题的求解策略:
1、紧扣新定义,首先分析新定义的特点,把心定义所叙述的问题的本质弄清楚,应用到具体的解题过程中;
2、用好集合的性质,解题时要善于从试题中发现可以使用的集合的性质的一些因素.
3、涉及有交叉集合的元素个数问题往往可采用维恩图法,基于课标要求的,对于集合问题,要熟练基本的概念,数学阅读技能、推理能力,以及数学抽象和逻辑推理能力.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 命题,,则是__________.
【答案】,
【解析】
【分析】根据全称量词命题的否定可得.
【详解】全称量词命题,的否定是存在量词命题:.
故答案是:.
13. 函数的单调减区间是_____.
【答案】
【解析】
【分析】首先求函数的定义域,再求函数的单调递减区间,最后求交集,即可求解.
【详解】由,得:或,
所以函数的定义域为,
函数的单调递减区间是,
再和定义域求交集得.
故答案为:
14. 设函数,若是函数最小值,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】分析可知,,然后分、两种情况讨论,根据可得出关于实数的不等式,综合可得出实数的取值范围.
【详解】因为,
当且时,则,这与矛盾,
不合乎题意,所以,,
因为二次函数的对称轴为直线,
当时,即当时,则函数在上为增函数,
根据题意,则有,此时,;
当时,即时,当时,,
由题意可得,整理可得,解得,此时,不存在.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:“动轴定区间”型二次函数最值的方法:
(1)根据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论;
(2)根据二次函数的单调性,分别讨论参数在不同取值下的最值,必要时需要结合区间端点对应的函数值进行分析;
(3)将分类讨论的结果整合得到最终结果.
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. 已知集合.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的必要不充分条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1)或
(2)或
【解析】
【分析】(1)解不等式得出A,代入得出B,进而根据并集的运算求解,即可得出答案;
(2)根据已知可推得A,分以及,根据集合的包含关系列出不等式组,求解即可得出答案.
【小问1详解】
解可得,或,
所以,或.
当时,,
所以或.
【小问2详解】
由“”是“”的必要不充分条件,
所以,.
又或,.
当,有,即,显然满足;
当时,有,即.
要使A,
则有或,
解得或.
综上所述,或.
16. 函数是定义在上的偶函数,且.
(1)求的解析式
(2)求的值域;
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)根据偶函数的定义域关于原点对称可求得,再代入求解即可;
(2)化简可得,再根据求解即可.
【小问1详解】
因为函数是定义在上的偶函数,
则,解得,则,
又因为,故,,
此时,即函数为偶函数,
所以,,,
【小问2详解】
,,所以,
则,故,
所以,,
所以,函数的值域为.
17. 如图1,有一个半径为2半圆,一个等腰梯形的下底是的直径,上底的端点在圆周上,记线段的长度为x,梯形的周长为y.
(1)写出y与x的函数关系式,并求出周长y的最大值;
(2)当梯形的周长取得最大值时,如图2所示建立平面直角坐标系,记梯形位于直线()左侧的图形的面积为,请写出函数的解析式.
【答案】(1),;.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意,过点作于点,连接,由题中条件,表示出,进而可得出周长的函数关系式;令,由换元法,结合二次函数的性质,即可求出周长y的最大值.
(2)由(1)知,等腰梯形的各边长,由的不同取值范围,求出梯形位于直线左侧的图形的面积.
【小问1详解】
由题意可得,过点作于点,连接,
因为半圆的半径为2,线段的长度为x,
则,,,所以,
因此,
所以这个等腰梯形的周长为,其中,
即,;
令,因为,所以,
则,
所以,
当且仅当,即时,取得最大值,
因此梯形周长的最大值为.
【小问2详解】
由(1)知,当梯形的周长取得最大值时,,
等腰梯形的下底,腰,
等腰梯形的高,
则当时,;
当时,;
当时,;
所以,.
18. 已知函数的定义域为.
(1)用单调性的定义证明在上是增函数;
(2)若函数是上的减函数,且不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
(3)存在,使不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据函数单调性的定义化简,判断符号进而可证明.
(2)根据的单调性化简不等式为,然后根据的单调性求出最小值,即可求出不等式的解集.
(3)先对不等式进行变形,设,根据是奇数判断出是单调递增的奇函数,进而求出的范围.
【小问1详解】
设,,且,
则,
,,且,所以,,,
所以,则有,
即,所以在上是增函数;
【小问2详解】
由于函数是上的减函数,且,
所以,
又,所以,即在上恒成立,
由(1)可知在上是增函数,
所以,解得,即实数的取值范围为.
【小问3详解】
不等式即,
设,原命题即存在,使不等式成立.
因为,所以为正奇数,
所以在上单调递增,又为上的奇函数,所以是上的增函数.
所以原命题即存在,使不等式成立,
存在,使不等式成立,
所以,也即.
19. 设函数,
(1)若不等式的解集为,求的值;
(2)若,求不等式的解集;
(3)若,,求的最小值.
【答案】(1); (2)详见解析;
(3).
【解析】
【分析】(1)由不等式解集为,得:方程的两根为,3且.根据韦达定理,可求得的值,从而得到的值;
(2)若,则不等式可转化为,即,讨论相应方程两根的大小关系,并结合一元二次不等式的解法即得;
(3)由,得,将转化成,利用基本不等式求得的最小值.讨论和两种情况,可得的最小值.
【小问1详解】
由不等式的解集为,得:方程的两根为,3,且,
由根与系数的关系可得:,解得,,
所以 .
【小问2详解】
由,得,又因为,
所以不等式化为,即.
因为,令,则,或.
若,则,所以的解集为;
若,当时,由,得,所以的解集为;
当时,,所以的解集为;
当时,,所以的解集为.
综上所述,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
【小问3详解】
由已知得,,.
因为,所以.
因为,
所以,
当且仅当,即时,等号成立.
当时,,所以(当且仅当,时等号成立);
当时,,所以(当且仅当,时等号成立);
所以的最小值为.
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