内容正文:
2027届高一领军班数学12月适应性检测
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 函数在区间的图象大致为( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示的几何图形,设弧的长度是,弧的长度是,扇环的面积为,扇形的面积为.若,则( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 8
4. 已知函数(,且)在区间上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
5. 已知函数的定义域为,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 质点P和Q在以坐标原点O为圆心,半径为1的上逆时针作匀速圆周运动,同时出发.P的角速度大小为,起点为与x轴正半轴的交点;Q的角速度大小为,起点为射线与的交点.则当点与重合时,点的坐标不可能是( )
A. B.
C. D.
7. 已知函数,满足为正实数,则的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D.
8. 设为定义在整数集上的函数,,,,对任意的整数x,y均有,则( )
A. 0 B. 1012 C. 2024 D. 4048
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.
9. 已知函数()的最小正周期为,则( )
A. B. 直线是图象的一条对称轴
C. D. 函数图象的对称中心为()
10. 已知,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
11. 已知函数的定义域为,区间,若存在非零常数,使得对任意,,都有,则称函数是区间上的“衰减函数”.下列说法正确的有( )
A. 函数是上的“衰减函数”
B. 若函数是上的“衰减函数”,则的最大值为1
C. 已知函数为偶函数,且当时,,若是上的“衰减函数”,则的最大值为
D. 已知函数为奇函数,且当时,,若是上的“衰减函数”,则的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若,则________.
13. 已知二次函数满足,则函数的单调递增区间为________.
14. 若存在,使得函数在区间上有零点,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. 记函数的定义域为的定义域为.
(1)求集合;
(2)若,求的取值范围.
16. 设函数,为第四象限角.
(1)化简;
(2)若,求的值.
17. 已知,对任意都有,
(1)求的值:
(2)已知,若对任意都有恒成立,求实数的取值范围.
18. 已知函数和,
(1)若,求的值;
(2)若存在实数,使得成立,试求的最小值;
(3)若,对任意的,,都有成立,求的取值范围.
19. 已知函数.
(1)若,求;
(2)设函数,证明:在上有且仅有一个零点,且.
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2027届高一领军班数学12月适应性检测
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先分别求出集合,再根据交集的定义即可得解.
【详解】,
,则.
故选:B.
2. 函数在区间的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由函数的奇偶性结合指数函数、三角函数的性质逐项排除即可得解.
【详解】令,
则,
所以为奇函数,排除BD;
又当时,,所以,排除C.
故选:A.
3. 如图所示的几何图形,设弧的长度是,弧的长度是,扇环的面积为,扇形的面积为.若,则( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 8
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,由可得,再由扇形的面积公式即可得到结果.
【详解】设,由,得,即,
所以
故选:D
4. 已知函数(,且)在区间上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】分两种情况讨论,当和分别对函数的单调性进行讨论.
【详解】由题意可知,该函数为指数型复合函数,
当时,令,对称轴为,则要使(,且)在区间上单调递增,则则;
当时, 要使(,且)在区间上单调递增,
则,则,综上,.
综上,实数的取值范围为.
故选:D
5. 已知函数的定义域为,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可得不等式的解集为,然后利用根与系数的关系表示出,再由可得的最大值小于等于9,从而可求出实数的取值范围.
【详解】因为函数的定义域为,
所以不等式的解集为,
所以和1是方程的两个根,且,
所以,得,
所以,
因为恒成立,
所以,解得.
故选:B
6. 质点P和Q在以坐标原点O为圆心,半径为1的上逆时针作匀速圆周运动,同时出发.P的角速度大小为,起点为与x轴正半轴的交点;Q的角速度大小为,起点为射线与的交点.则当点与重合时,点的坐标不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】设两质点重合时,所用时间为,则重合点坐标为,通过题意得到,结合周期性逐一代入判断即可.
【详解】设两质点重合时,所用时间为,则重合点坐标为,
由题意可知,两质点起始点相差角度为,
则,解得,
若,则,则重合点坐标为,
若,则,则重合点坐标为,即,
若,则,则重合点坐标为,即,
根据周期性可知,其余重合点与上述点重合.
故选:D
7. 已知函数,满足为正实数,则的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D.
【答案】B
【解析】
【分析】由已知构造函数,探讨函数的单调性、奇偶性,进而求得,再利用基本不等式求解即得.
【详解】令,由,得定义域为,
,即函数是奇函数,
而,
当时,函数是减函数,又是增函数,于是函数在上单调递减,
由奇函数的性质知,函数在上单调递减,
因此函数在上单调递减,由,
得,即,
所以,则,即,又,
所以,
当且仅当时取等号,所以的最小值为2.
故选:B.
8. 设为定义在整数集上的函数,,,,对任意的整数x,y均有,则( )
A. 0 B. 1012 C. 2024 D. 4048
【答案】B
【解析】
【分析】由条件,利用赋值分别求出,,,并得到的图象关于点对称,得到函数的周期,进而通过分类讨论求解即可.
【详解】令,则,∴.
令,则,
又,.
令,则,
∴函数的图象关于直线对称.
令,则,
∴
∴的图象关于点对称.
∴,
∴是周期的函数.
又,,,,
∴当为偶数时,.
当为偶数时,也为偶数,此时;
当为奇数时,令,,则.
.
故选:B.
【点睛】方法点睛:本题解题关键是通过对抽象函数关系进行赋值法求出特殊函数值,发现函数的周期,利用函数周期性结合分类讨论思想来求解.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.
9. 已知函数()的最小正周期为,则( )
A. B. 直线是图象的一条对称轴
C. D. 函数图象的对称中心为()
【答案】BC
【解析】
【分析】根据函数周期求解判断A,根据余弦型函数的对称性判断B,根据余弦型函数的单调性判断C,根据对称中心结论求解判断D.
【详解】由题意可知,解得,故A错误;
由上得,
令,,解得,,
当时,直线是图象的一条对称轴,故B正确;
当时,,
因为函数在上单调递减,
易得在上单调递减,且,
所以,故C正确;
令,,解得,,
所以的对称中心为(),故D错误.
故选:BC.
10. 已知,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用指数函数的单调性推导出,结合对数函数的单调性可判断A选项;利用换底公式可判断B选项;利用指数函数的单调性可判断C选项;将代数式与相乘,展开后利用基本不等式可判断D选项.
【详解】对于A选项,因为,因为,则,
,则,所以,,故,A对;
对于B选项,因为,则,,
所以,,,则,
所以,,可得,B对;
对于C选项,因为,则,C错;
对于D选项,因为,所以,
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
事实上,,
所以,等号不成立,故,D对.
故选:ABD.
11. 已知函数的定义域为,区间,若存在非零常数,使得对任意,,都有,则称函数是区间上的“衰减函数”.下列说法正确的有( )
A. 函数是上的“衰减函数”
B. 若函数是上的“衰减函数”,则的最大值为1
C. 已知函数为偶函数,且当时,,若是上的“衰减函数”,则的最大值为
D. 已知函数为奇函数,且当时,,若是上的“衰减函数”,则的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据新定义验证判断A,根据新定义转化为恒成立求得的范围得最大值判断B,作出函数的图象,再向左平移1个单位得的图象,根据新定义,在区间上,的图象在图象的下方,由此分别根据特殊点确定的范围判断CD.
【详解】选项A,定义域是,,时,,
,即,满足,A正确;
选项B,,是上的“衰减函数”,在上是减函数,在上是增函数,
,则,
,即,,
时,恒成立,而,所以,即的最大值是2,B错;
选项C,是偶函数,当时,,作出的大致图象,如图,
把它向左平移1个单位得的图象,
是上的“衰减函数”,则在区间上的图象在图象的下方,原点必须平移到点左侧,
因此,解得,的最大值是,C正确;
选项D,函数为奇函数,且当时,,
作出的大致图象,如图,
把它向左平移1个单位得的图象,
是上的“衰减函数”,则在区间上的图象在图象的下方,
原点平移到点,该点不能在左侧,
图中点所在上的表达式为,在上表达式为,
由得,点横坐标不大于,
因此有,解得,即的最小值是,D正确.
故选:ACD.
【点睛】方法点睛:本题考查生的创新意识,理解新定义并能应用是解题关键,在函数较为复杂的选项CD中,作出函数图象,再进行图象平移,由新定义转化图象的关系得出参数范围.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若,则________.
【答案】
【解析】
【分析】由同角关系可得,再代入,即可得答案.
【详解】因为,
所以,
所以.
故答案为:
13. 已知二次函数满足,则函数的单调递增区间为________.
【答案】
【解析】
【分析】由已知,求得,则,根据二次函数、对数函数性质求定义域并研究单调性,结合复合函数单调性确定单调递增区间.
【详解】设,
则
,
所以,,,则,
故,
由,得,
因为在上单调递增,在上单调递减,
所以根据复合函数的单调性可知,的单调递增区间为.
故答案为:.
14. 若存在,使得函数在区间上有零点,则实数a的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】由题意可得存在,使得函数在区间上有零点,分情况讨论,若不是函数的零点则转化为在的值域与有交集,然后分,和三种情况求的值域,然后由值域与有交集可求得a的取值范围.
【详解】存在,使得函数在区间上有零点,
若为函数的零点,则,
若不是函数的零点,则,由,
得,则在的值域与有交集,
①若,则由对勾函数的性质可知在上递增,在上递增,
所以其值域为,此时无交集,舍去;
②若,则由对勾函数的性质可知在和上递减,在和上递增,
所以其值域为,则,故;
③若,则在和上递减,
所以其值域为,则,故.
综上.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:此题考查函数与方程的综合问题,考查对勾函数的性质的应用,考查余弦函数的性质,解题的关键是将问题转化为函数在的值域与有交集,考查分类思想和计算能力,属于较难题.
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. 记函数的定义域为的定义域为.
(1)求集合;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2),
【解析】
【分析】(1)利用根号内大于等于0解不等式即可.
(2)根据(1)中的可分当与两种情况进行分析.
【小问1详解】
由题意.
即,解得:或.
所以
【小问2详解】
因为,则根据子集与推出关系,
即当时,可以使得恒成立,可知
当时,恒成立,所以必有恒成立,即恒成立,
所以;
当时,恒成立,所以必有;
综上:,
16. 设函数,为第四象限角.
(1)化简;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据三角函数性质及所在象限去除根式并将正切化为正余弦,化简即可;
(2)由(1)化简,令,求出的取值范围,进而化成一元二次方程解出即可.
【小问1详解】
由,
因为为第四象限角,所以,所以.
【小问2详解】
,
令,所以,因为为第四象限角,所以,
所以,所以,
所以,所以或(舍)
所以.
17. 已知,对任意都有,
(1)求的值:
(2)已知,若对任意都有恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)由可得函数的图象关于直线对称,再利用正弦函数的对称性求出的值.
(2)由(1)求出,再变形给定的不等式,换元分离参数得,然后利用基本不等式求解即得.
【小问1详解】
对任意都有,则函数的图象关于直线对称,
于是,而,则,
所以.
【小问2详解】
由(1)知,,则,
,,
当时,,,令,
显然,
不等式,
依题意,,不等式恒成立,
显然,
,当且仅当,即时取等号,则,
所以实数的取值范围是.
18. 已知函数和,
(1)若,求的值;
(2)若存在实数,使得成立,试求的最小值;
(3)若,对任意的,,都有成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)1 (3).
【解析】
【分析】(1)利用对数运算性质计算;
(2)根据题意,得,利用换元法求最值;
(3)设,根据题意,转化为在上恒成立,由函数定义域先得,再由函数单调递增,可得,从而得解.
【小问1详解】
,
;
【小问2详解】
由得:,即,
,
令,则,
,,
在上单调递增 .
【小问3详解】
函数在的最小值为0,
设,则由任意,,
都有成立,
可得在上恒成立,
只需在上恒成立即可.
因为,在上恒成立,
所以.因为,所以,,所以,
由可得,
.因为单调递增,
所以,即在上恒成立.
在上恒成立.
因为,在上恒成立,在上恒成立,
所以,在上恒成立.
因为在上为减函数,所以在处取得最大值1,所以,.
综上所述,.
【点睛】本题考查不等式的恒成立问题,可按如下规则转化:
一般地,已知函数,
(1)若,,总有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若,,有,则的值域是值域的子集 .
19. 已知函数.
(1)若,求;
(2)设函数,证明:在上有且仅有一个零点,且.
【答案】(1)
(2)由题意得.
①当时,,所以单调递增.
又,由于,而,
所以.又,
所以由零点存在定理得在内有唯一零点,使得.
当时,,所以,则在上无零点;
当时,,所以,则在上无零点.
综上,在上有且仅有一个零点.
②由①得,且,
则.
由函数的单调性得函数在上单调递增,
则,
故.
【解析】
【分析】(1)化简已知条件求得,利用诱导公式求得.
(2)先求得的表达式,然后对进行分类讨论,结合零点存在性定理证得在上有且仅有一个零点,求得的表达式,然后利用函数的单调性证得不等式成立.
【小问1详解】
由,则,
所以
.
【小问2详解】
略
【点睛】求解已知三角函数值求三角函数值的问题,可以考虑利用诱导公式等三角恒等变换的公式来进行求解.判断函数零点的个数,除了零点存在性定理外,还需要结合函数的单调性来进行判断.
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