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数学参考答案
一、单项选择题(每小题5分,共8小题,计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. 集合,,则( )
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用对数函数的性质解集合A,再由交集的概念计算即可.
【详解】由,即.
故选:C
2. 设.若函数为指数函数,且,则a的取值范围是( )
A B.
C. D. 且
【答案】A
【解析】
【分析】借助指数函数性质分类讨论即可得.
【详解】由函数为指数函数,故且,
当时,函数单调递增,有,不符合题意,故舍去;
当时,函数单调递减,有,符合题意,故正确.
故选:A.
3. 记,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】对于可化成同指的两个指数再利用幂函数单调性比较大小,对于和的大小关系利用中间值法即可.
【详解】因为,幂函数在上单调递增,
又,所以,
所以,
又对数函数在上单调递减,所以,
故.
故选:D.
4. 已知函数,下列函数是奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】分别求出每个选项中的函数的表达式,确定其定义域,结合奇函数的定义判断,即可得答案.
【详解】由于,定义域为
故,定义域为,
,
即不是奇函数,A错误;
,定义域为,不关于原点对称,
即不是奇函数,B错误;
,定义域为,不关于原点对称,
即不是奇函数,C错误;
,定义域为,
,
即为奇函数,D正确,
故选:D
5. 已知实数x,y满足,且,则的最小值为( )
A. B. 8 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意得,进一步表示出,结合基本不等式即可求解.
【详解】因为,且,所以,
从而,等号成立当且仅当,
所以的最小值为.
故选:A.
6. 下图是一个圆台的侧面展开图,已知,且,则该圆台的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据给定条件,求出圆台的上下底面圆的半径,再求出圆台的高并结合圆台的体积公式求解作答.
【详解】设圆台上底面圆半径为,下底面圆半径为,母线长为,高为,
依题意,,
解得,,
而圆台的母线长,
因此圆台的高,
所以圆台的体积.
故选:D.
7. 函数在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用导数分别求解和时的单调性,再结合在上递增,可得,即可求解.
【详解】由题意,函数在上单调递增,当时,,依题需使恒成立,则;
当时,由在上递增,需使在上恒成立,则,即;
又由在上递增,可得,解得.
综上可得,的取值范围是.
故选:C.
8.若定义在上的奇函数在上单调递增,且,则满足的的取值范围是()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】作出图象分类讨论即可.
【详解】由题意作出的图象如图所示:
由,即无解,
或,即,
故选:D.
二、多项选择题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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,,,下列结论正确的是( )
A. 的最小值为9 B. 的最小值为
C. 的最小值为 D. 的最小值为
【答案】AD
【解析】
【分析】根据基本不等式、二次函数的性质和对数运算性质判断各选项即可.
【详解】因为,,,
所以,
当且仅当,即时取等号,取得最小值9,故A正确;
,
根据二次函数的性质可知,当,时,取得最小值,故B错误;
因为,即,
当且仅当,即时取等号,
所以,即最大值,故C错误;
,当且仅当,即时取等号,此时取得最小值,故D正确.
故选:AD.
10.下列说法正确的是( )
A. 命题,,则命题的否定为,
B. “”是“”成立的充要条件
C. 函数的最小值是
D. “”是“函数的零点个数为2”成立的充要条件
【答案】AC
【解析】
【分析】根据全称量词命题的否定为存在量词命题判断A,根据必要条件的定义和不等式的性质判断B,
设,结合对勾函数性质求函数的最小值,判断C,根据零点的定义,结合指数函数和对数函数图象判断D.
【详解】对于A,,,故A正确;
对于B,若,,则,
所以“”不是“”成立必要条件,故B错误;
对于C,设,则,,
设,,
由对勾函数的性质可得,函数在上单调递增,
所以,当且仅当时取等号,
所以当时,取最小值,最小值为,故C正确;
对于D,令,则,
当时,作出函数,的图象,
由图可知函数的图象有两个交点,
所以当时,函数的零点个数为2;
当时,作出函数,的图象,
由图可知函数,的图象有1个或2个或3个交点,
所以当时,函数的零点个数为1或2或3,
所以“”是“函数的零点个数为2”成立的充分不必要条件,
故D错误.
故选:AC.
11. 下列说法正确的是( )
A. 若幂函数的图象过点,则
B. 若函数的定义域为,则函数的定义域为
C. 若函数在上只有一个零点,则实数a的范围为
D. 函数的单调增区间为
【答案】AC
【解析】
【分析】求出幂函数的解析式,进而求出函数值判断A;利用抽象函数的定义域列式求解判断B;利用一元二次方程实根分布求解判断C;利用导数求出单调递增区间判断D.
【详解】对于A,令,则,解得,,因此,A正确;
对于B,函数中,则,即函数的定义域为,
由,得,因此函数的定义域为,B错误;
对于C,由函数在上只有一个零点,得,无解,
或,解得,因此实数a的范围为,C正确;
对于D,由,得,而,解得,
因此函数的单调增区间为,D错误.
故选:AC
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 若,则__________.
【解析】
【分析】利用指数,对数的运算进行化简求值即可.
【详解】因为,
所以
.
13.已知函数,则满足的实数m的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】令函数并确定函数的奇偶性,再利用导数确定函数的单调性,进而求解不等式即可.
【详解】函数的定义域为R,令函数,
则,即函数是R上的奇函数,
又,当且仅当时取等号,
因此函数在R上单调递增,
所以不等式,
则,解得,所以实数m的取值范围是.
故答案为:
14. 已知,若,则的最大值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据余弦函数的对称性,可知,利用函数值相等有,转化成一个变量的函数,利用导数求解出函数的最值,即可求解.
【详解】设,则的图象如图所示,
即的图象与的图象有3个交点,横坐标依次为,且
由余弦函数图象的性质可知,,
又,所以,
令,
则,令,解得或,
当时,在单调递增,
当时,在单调递减,
当时,在单调递增,
又因为,
所以,
所以,
故答案为:.
四、解答题(本大题共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. (1)已知命题,使得是真命题,求实数的取值范围;
(2)已知,,若是的必要不充分条件,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)因为对全体实数x,使得是真命题,即可得到,求出的范围;
(2)分别求出命题 中 的范围,再根据是的必要不充分条件,即可得到关于的不等式,求出的范围.
【详解】(1)因为命题,使得是真命题,那么 ,
即 ,那么实数的取值范围为 ;
(2),即 ;
中,,因为 ,解得 ,是的必要不充分条件,
所以 ,故实数的取值范围为.
16. 四棱锥中,是等边三角形,为直角三角形,且,,为的中点.
(1)为的中点,为的中点,证明:平面;
(2)若平面,,求平面与平面所成角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)由线面平行的判定定理可知只需将问题转化为即可,进而转化为证明四边形为平行四边形即可;
(2)依题建系,写出相关点的坐标,求出平面和平面的法向量,由空间向量的夹角公式计算即得.
【小问1详解】
取的中点,的中点,连接、,
因,,不妨设,则,
∵、、分别为、、的中点,
∴,,,
∵,,∴,∴,∴四边形为平行四边形,
∴,∵平面,平面,∴平面.
【小问2详解】
∵平面,平面,∴,,又,
故可以为原点,所在直线分别为轴建立如图所示的空间直角坐标系.
设,则
∴,,
设平面的一个法向量为
∴,∴,
取,∴,∴,
∵,,平面,且,
∴平面,则平面的法向量可取为,
设平面与平面成的角为θ,
则,
即平面与平面成角的余弦值为.
17. 已知函数.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)若对任意,,不等式恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)奇函数,证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)利用奇偶性定义证明判断即可;
(2)根据对数复合函数单调性确定在上最小值,把问题化为在上恒成立,即可求结果.
【小问1详解】
为奇函数,证明如下:
由解析式易知,函数定义域为,
而,故为奇函数.
【小问2详解】
由在上为减函数,而在定义域上为增函数,
所以在上减函数,故,
要使任意,,不等式恒成立,
只需在上恒成立,即在上恒成立,
由开口向上,则,
综上,.
18.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)是否存在a,b,使得曲线关于直线对称,若存在,求a,b的值,若不存在,说明理由.
【解析】(1)当时,,
则,
据此可得,
函数在处的切线方程为,
即.
(2)令,
函数的定义域满足,即函数的定义域为,
定义域关于直线对称,由题意可得,
由对称性可知,
取可得,
即,则,解得,
经检验满足题意,故.
即存在满足题意.
19. 已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求的零点个数.
(3)在区间上有两个零点,求的范围?
【答案】(1)的单调减区间为:;单调增区间为:,
(2)1个 (3)
【解析】
【分析】(1)对函数求导,利用导数正负与原函数的关系求解即可;
(2)结合(1)问的单调性,求出函数的值域,结合零点存在定理即可求解.
(3)将零点问题转化为函数交点问题,求出在区间上的值域即可求解.
【小问1详解】
由题可得:,
令,解得:或,
令,解得:;
令,解得:或;
所以的单调减区间为:;单调增区间为:,
【小问2详解】
因为的单调减区间为:;单调增区间为:,,
由于,则在上无零点;
由于,则在上无零点;
由于,则在上存在唯一零点;
综上,函数在上存在唯一零点.
【小问3详解】
若在区间上有两个零点,则函数与在区间上有两个交点;
由(1)知,在上单调递增,上单调递减;
,,,
所以函数与在区间上有两个交点,则,
即在区间上有两个零点,则的范围为
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高三数学试卷
一、单项选择题(每小题5分,共8小题,计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. 集合,则( )
A. B. C. D.
2. 设.若函数为指数函数,且,则a的取值范围是( )
A. B. C. D. 且
3. 记,则( )
A. B. C D.
4. 已知函数,下列函数是奇函数的是( )
A. B. C. D.
5. 已知实数x,y满足,且,则的最小值为( )
A. B. 8 C. D.
6. 下图是一个圆台的侧面展开图,已知,且,则该圆台的体积为( )
A. B. C. D.
7. 函数在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.
若定义在上的奇函数在上单调递增,且,则满足的
的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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,,,下列结论正确的是( )
A. 的最小值为9 B. 的最小值为
C. 的最小值为 D. 的最小值为
10.下列说法正确的是( )
A. 命题,,则命题的否定为,
B. “”是“”成立的充要条件
C. 函数的最小值是
D. “”是“函数的零点个数为2”成立的充要条件
11. 下列说法正确的是( )
A. 若幂函数的图象过点,则
B. 若函数的定义域为,则函数的定义域为
C. 若函数在上只有一个零点,则实数a的范围为
D. 函数的单调增区间为
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 若,则__________.
13.已知函数,则满足的实数m的取值范围是______.
14. 已知,若,则的最大值为__________.
四、解答题(本大题共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. (1)已知命题,使得是真命题,求实数的取值范围;
(2)已知,,若是的必要不充分条件,求实数的取值范围.
16. 四棱锥中,是等边三角形,为直角三角形,且,,为的中点.
(1)为的中点,为的中点,证明:平面;
(2)若平面,,求平面与平面所成角的余弦值.
17. 已知函数.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)若对任意,,不等式恒成立,求实数a的取值范围.
18. 已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)是否存在a,b,使得曲线关于直线对称,若存在,求a,b的值,若不存在,说明理由.
19. 已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求的零点个数.
(3)在区间上有两个零点,求的范围.
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