内容正文:
高一数学
第Ⅰ卷(选择题58分)
一、单项选择题(本大题共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. 已知集合或,则( )
A. B. C. D.
2. 已知函数,则( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
3. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
4. 已知圆心角为的扇形的弧长为,则该扇形的面积为( )
A. B. C. D.
5. 设,,,则下列不等关系成立的是( )
A. B. C. D.
6. 已知函数的部分图象如图所示,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
7. 当,函数的零点个数为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
8. 若定义在上的函数满足,是奇函数,,设函数,则( )
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
二、多选题: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. 已知正数a,b满足 ,则( )
A. ab的最小值为1 B. ab的最大值为1
C. 的最大值为 D. 的最小值为
10. 已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.
B. 函数在区间上不单调
C. 若,则函数的值域是
D. 图象可以由图象向右平移个单位长度得到
11. 已知定义域为的函数,对任意实数都有,且,则以下结论一定正确的有( )
A. B. 是奇函数
C. 的图象关于点中心对称 D.
第Ⅱ卷(非选择题92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知函数(且)的图像过定点,正实数,满足,则的最小值为______.
13. 已知定义在R上的函数在区间上单调递增,若函数为偶函数,且,则不等式的解集为_______
14. 已知函数的图象与直线有两个交点,与直线有四个交点,则的取值范围为________.
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. 已知.
(1)求的对称轴方程及单调递增区间;
(2)若方程在上有解,求实数m的取值范围.
16. 已知函数.
(1)当时,求函数在上的值域;
(2)设.若对,都有成立,求的取值范围.
17. 某生物研究者于元旦在湖中放入一些凤眼莲,这些凤眼莲在湖中的蔓延速度越来越快,1月底测得凤眼莲的覆盖面积为月底测得凤眼莲的覆盖面积为,凤眼莲的覆盖面积(单位:)与月份(单位:月)的关系有两个函数模型:与.
(1)分别使用这两个函数模型对本次研究进行分析,求出对应的函数解析式;
(2)若测得6月底凤眼莲的覆盖面积约为,判断上述两个函数模型中哪个更合适.
18. 已知函数的图象经过点,.
(1)证明:函数的图象是轴对称图形;
(2)求关于的不等式的解集;
(3)若函数有且只有一个零点,求实数的值.
19. 若函数满足:对任意的正数,,都有,则称函数为“函数”.
(1)分别判断函数和函数是否为“函数”,并说明理由;
(2)若函数为“函数”,,且当时,,证明:
(i),;
(ii),.
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高一数学
第Ⅰ卷(选择题58分)
一、单项选择题(本大题共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. 已知集合或,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,利用交集的定义直接求解即可.
【详解】集合或,所以.
故选:C
2. 已知函数,则( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
【答案】B
【解析】
【分析】将代入函数解析式求解.
【详解】解:因为,
所以.
故选:B.
3. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】利用充分条件和必要条件的定义判断即可.
【详解】不等式的解为,
若“”,则不一定有“”,充分性不成立,
若“”,则一定有“”,必要性成立,
所以“”是“”必要不充分条件.
故选:B.
4. 已知圆心角为的扇形的弧长为,则该扇形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据扇形的弧长公式以及面积公式计算可得结果.
【详解】易知圆心角,由弧长,得,
所以该扇形的面积为.
故选:D.
5. 设,,,则下列不等关系成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】分别构造指数函数、幂函数、对数函数,利用函数单调性,引入中量比较大小即可.
【详解】因为在上递减,所以,
又因为在上单调递增,所以,
因为在上单调递减,所以,
所以.
故选:D
6. 已知函数的部分图象如图所示,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用函数的奇偶性及特殊点一一判定即可.
【详解】因为的图象关于原点对称,所以为奇函数,
而为偶函数,为奇函数,为奇函数,为偶函数,
应该为一个奇函数与一个偶函数的积,排除B与D.
又因为,不满足,排除A,
满足,C正确.
故选:C
7. 当,函数的零点个数为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意作出,在同一坐标系下的图象求得交点个数可得.
【详解】由,得,
作出,,的图象,
由图可知,两函数的图象的交点有4个,
则曲线在上的零点个数为4.
故选:B.
8. 若定义在上的函数满足,是奇函数,,设函数,则( )
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】先由题设推出函数的周期性和图象的对称性,再利用这些性质推出,根据和,利用周期性即可求得结果.
【详解】因对于,,则,
故函数为周期函数,4是函数的一个周期,
又是上的奇函数,则,故的图象关于点对称,
于是,,
在,取,得,
因,
则
,
.
故选:A
【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用赋值,赋变量,转化抽象关系式,判断和利用函数的周期性和对称性解题.
二、多选题: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. 已知正数a,b满足 ,则( )
A. ab的最小值为1 B. ab的最大值为1
C. 的最大值为 D. 的最小值为
【答案】BD
【解析】
【分析】由已知结合基本不等式及相关结论分别检验各选项即可判断.
【详解】因为,所以由基本不等式 ,
当且仅当时等号成立,此时ab的最大值为1,故B正确;
由基本不等式,
当且仅当时,即时等号成立,的最小值为,故D正确;
故选:BD.
10. 已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.
B. 函数在区间上不单调
C. 若,则函数的值域是
D. 图象可以由图象向右平移个单位长度得到
【答案】ABD
【解析】
【分析】先由五点作图法可得,再整体换元可判断BC选项,最后再由图象的平移及诱导公式可判断D选项.
【详解】由函数,再由五点作图法得,
解得,所以A正确;
所以,令,当时,,
而函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数在上不单调,故B正确;
若,则,,所以C不正确;
由图象向右平移个单位长度得函数为
,
所以D选项正确.
故选:ABD.
11. 已知定义域为的函数,对任意实数都有,且,则以下结论一定正确的有( )
A. B. 是奇函数
C. 的图象关于点中心对称 D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】先用赋值法求特殊值,再通过判断奇偶性,结合中心对称性进一步推出周期性,最后利用奇偶性排除错误选项,利用中心对称性验证对称结论,利用周期性拆分求和项,最终确定正确选项即可.
【详解】对于A:令,可得,解得或,
令,,
又因为,若,则,显然不成立,故,故A正确;
对于B:令,得,即,
又因为函数的定义域为,所以为偶函数.故B错误;
对于C:由选项A知,,所以,
令,得,即,
所以函数的图象关于成中心对称,故C正确;
对于D:因为为偶函数,,
由C选项得,所以,
即,所以,故函数的一个周期为4,
因为,,,,
所以.
所以,故D正确.
故选:ACD.
第Ⅱ卷(非选择题92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知函数(且)的图像过定点,正实数,满足,则的最小值为______.
【答案】12
【解析】
【分析】先求出函数的定点,然后得到,然后利用基本不等式求解即可.
【详解】函数的图像过定点,所以,,即,
所以,
当且仅当,时等号成立.
故答案为:12
13. 已知定义在R上的函数在区间上单调递增,若函数为偶函数,且,则不等式的解集为_______
【答案】
【解析】
【分析】根据已知及偶函数性质得的图象关于直线对称,且,结合区间单调性和对称性求不等式的解集.
【详解】因为定义域为R,且为偶函数,则,
所以的图象关于直线对称,因为,则,
根据已知区间单调性和对称性:时,得,时,得,
综上,不等式的解集为.
故答案为:
14. 已知函数的图象与直线有两个交点,与直线有四个交点,则的取值范围为________.
【答案】
【解析】
【分析】由函数的图象与直线有两个交点,可得有两个不同的正实数解,结合对勾函数的性质及图象,分、及,求得;由与有四个交点,可得或,取交集即可得答案.
【详解】因为函数的图象与直线有两个交点,
则有两个不同的正实数解,
所以有两个不同的正实数解,
由对勾函数的性质可知当时,,
所以函数的最小值为,
所以当时,,
不满足有两个不同的正实数解;
当时,,
此时满足有两个不同的正实数解;
当时,时,
要使有两个不同的正实数解,如图所示:
只需即可,解得,
所以,
综上,当有两个不同的正实数解时;
又因为与有四个交点,即有四个不同的实数解,
即和各有两个不同的实数解,
即和各有两个不同的实数解,
所以,解得或,
又因为,所以,
即实数的取值范围为.
故答案为:
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. 已知.
(1)求的对称轴方程及单调递增区间;
(2)若方程在上有解,求实数m的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)先将系数化正,再整体代换求解;
(2)问题转化为与在有交点,由值域求解.
【小问1详解】
由题设,
令,得,
所以函数对称轴方程为;
由,则单调增区间为的单调减区间,
令,则,
所以的单调增区间为;
【小问2详解】
方程在上有解,等价于与的图象有交点.
由,则,即,
所以,故m的取值范围为.
16. 已知函数.
(1)当时,求函数在上的值域;
(2)设.若对,都有成立,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)由题意可得,利用换元法,结合二次函数的性质求解即可;
(2)结合余弦函数的性质可知,则有对恒成立,即,对恒成立,结合基本不等式求解即可.
【小问1详解】
当时,,
设,,
则,
此时函数的开口向上,对称轴为,
由二次函数的性质可知函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,;当时,.
所以函数的值域为;
【小问2详解】
因为.若对,都有成立,
而在上的最大值为,
故对恒成立,
易得,
因为,当且仅当,即时取等,
所以,
即实数的取值范围为.
17. 某生物研究者于元旦在湖中放入一些凤眼莲,这些凤眼莲在湖中的蔓延速度越来越快,1月底测得凤眼莲的覆盖面积为月底测得凤眼莲的覆盖面积为,凤眼莲的覆盖面积(单位:)与月份(单位:月)的关系有两个函数模型:与.
(1)分别使用这两个函数模型对本次研究进行分析,求出对应的函数解析式;
(2)若测得6月底凤眼莲的覆盖面积约为,判断上述两个函数模型中哪个更合适.
【答案】(1),
(2)函数模型更合适
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法即可得解;
(2)将分别代入比较即可得解.
【小问1详解】
依题意,可知时,;时,,
对于函数模型,有,解得,
所以.
对于函数模型,有,解得,
所以.
故两函数模型的解析式为,;
【小问2详解】
对于,
当时,,
对于,
当时,,
由于比更接近,
所以函数模型更合适.
18. 已知函数的图象经过点,.
(1)证明:函数的图象是轴对称图形;
(2)求关于的不等式的解集;
(3)若函数有且只有一个零点,求实数的值.
【答案】(1)
由题意可知,,解得,.
所以.易知的定义域为,
因为,
所以函数是偶函数,故函数的图象是轴对称图形.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)将点,代入函数的解析式求出,再证明函数为偶函数,即可证明函数的图象是轴对称图形;
(2)将利用对数的运算化为,再进行求解即可;
(3)将问题转化为只有一个解,结合函数的单调性求出实数的值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
不等式可化为,即,
解得,又,所以,解得,故原不等式的解集为.
【小问3详解】
由(1)可知,,
由题意可知,,得,即,
令,又知函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,解得.
19. 若函数满足:对任意的正数,,都有,则称函数为“函数”.
(1)分别判断函数和函数是否为“函数”,并说明理由;
(2)若函数为“函数”,,且当时,,证明:
(i),;
(ii),.
【答案】(1)不是“函数”,是“函数”
(2)(i)(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)对举反例即可,利用作差法结合因式分解并利用指数函数性质即可判断;
(2)(i)令,,不断迭代即可证明;
(ii)根据并结合,再根据其定义性质即可证明.
【小问1详解】
对于,取,
则,.
因为,不满足,
故不是“函数”;
对于,对任意的正数,,
有
,
因为,则,所以函数是“函数”.
【小问2详解】
(i)令,,
,
.
(ii)因为当时,,
所以对任意,有,
又,则,
又,
所以,
由(i)知,则,
所以,
则,
故.
【点睛】关键点点睛:本题第二问第一小问的关键是利用是令,,再通过不断迭代即可证明.
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