内容正文:
树德中学高2025级高一上期期末测试
数学试题
命题人:赖富彬 审题人:叶强、洪晓蕾、严芬
考试时间:120分钟 总分:150分
一、单选题(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,只有一项是符合要求的.)
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据指数函数的值域、对数函数的定义域化简集合,再求交集即可.
【详解】由题知,,则,
故选:C.
2. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】利用充分条件、必要条件的定义,结合同角公式判断即得.
【详解】由,得;反之,若,则或,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:B
3. 函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用单调性将命题转化为,再解不等式即可.
【详解】由于在上单调递增,
故命题等价于,即,
解得,所以实数的取值范围是.
故选:D.
4. 函数 的部分图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由,可得,函数为奇函数,排除B、D项,再由,排除C项,即可得到答案.
【详解】由函数,定义域为,
有,
所以函数为奇函数,其图象关于原点对称,可排除B、D项;
又由,可排除C项,
所以函数的图象为选项A.
故选:A.
5. 设函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,分和讨论求解.
【详解】当时,由,可得,即,解得,
当时,由,可得,解得,
综上,实数的取值范围为.
故选:B.
6. 已知点在幂函数的图象上,设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先求出的解析式,然后分析的单调性,最后比较自变量大小,进而得到的大小关系.
【详解】点在幂函数的图象上,,得,
幂函数的定义域为,在和上均单调递减.
根据对数函数的单调性,,.
,且在上单调递增,
即,,,即.
根据指数函数的单调性,,即,,又,即.
综上,.
故选:B
7. 已知,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先判断,根据同角的平方关系计算求出,结合诱导公式计算即可求解.
【详解】因为,所以,则,
又,所以.
所以.
故选:A
8. ,在上单调递增,且为它的一条对称轴,是它的一个对称中心,当时,的最小值为( )
A. B. C. D. 0
【答案】C
【解析】
【分析】利用正弦函数的对称性得出,根据单调性得出,从而确定,结合对称轴与对称中心再求出,得出函数解析式,利用整体思想及正弦函数的性质即可得解.
【详解】因为函数在上单调递增,且为它的一条对称轴,
所以时函数取最大值,又因为是它的一个对称中心,
所以,,
设的最小正周期为,由正弦函数的对称性可知,
即,所以,
又在上单调递增,则,
所以,解得,又,所以,
则,,又因为,所以时,,
所以,
当时,,
由正弦函数的单调性可知.
故选:C.
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. 下列命题正确的有( )
A. 函数且的图像恒过定点
B. 若的值域为,则的值域为
C. 是函数的一条对称轴
D. “”是“关于的方程有一正根和一负根”的充要条件
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据指数型函数过定点问题求解判断A;由图像的平移判断B;代入检验法可判断C;利用根的判别式与韦达定理找到等价条件即可判断D.
【详解】对于A,当时,,所以函数的图像过定点,故A正确;
对于B,因为的图像是由的图像向右平移1个单位得到的,
又因为的值域为,所以的值域为,故B错误;
对于C,因为,
所以是函数的一条对称轴,故C正确;
对于D,若方程有一正根和一负根,则可得,解得;
当时,可得,
所以“”是“关于的方程有一正根和一负根”的充要条件,故D正确.
故选:ACD.
10. 下列说法正确的有( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】A和C选项可借助于单位圆,利用单位圆中扇形的面积和三角形面积即可判断,利用正切线和弧长可证明,再换元即可证明C选项 ,B选项在A选项的基础上换元结合诱导公式可判断,D选项通过利用指对幂函数的单调性判断.
【详解】对于选项A,取单位圆中角,对应的弧,则.
三角形的面积, 扇形的面积,由于扇形的面积大于同半径三角形的面积,即,则A选项正确.
对于选项B,由选项A的结论.令,代入得,由诱导公式可得:,即,B选项正确.
对于选项C,,其命题的否定为:.
令,则,,,
代入原式,需证:,即证,如图
,由图易得,即,即命题的否定为真命题,所以原命题为假,即不成立,C选项错误.
对于选项D,设,当时,在上单调递减.
,.
,
.
.
,D选项正确.
故选:ABD
11. 利用计算工具计算:当时,;当时,;当时,;当时,;当越来越大时,也越来越大,无限的趋近于,那么下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】
【分析】构造函数,结合题意确定其单调性并得,再逐一赋值计算判断.
【详解】令函数,,
依题意,函数在上递增,且,而函数是增函数,
因此在上单调递增,且,
对于A,当时,,则,A错误;
对于B,当时,,则,B正确;
对于C,当时,,则,即,C正确;
对于D,当时,,
即,,,,,,
因此
,D错误.
故选:BC
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 已知函数为偶函数,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】由两角和正弦公式将展开,根据,确定取值范围,再根据为偶函数,可求出即可求解.
【详解】,
由为偶函数,则有,
所以
,
则由对定义域内任意恒成立,
又因为,所以
故,所以,解之可得,
所以.
故答案为:
13. 函数且过定点,若,则的最小值为__________.
【答案】##
【解析】
【分析】利用对数函数的性质求得定点坐标,进而可得,利用,结合基本不等式可求得的最小值.
【详解】当时,,所以过定点,
又因为,
所以,即,所以,
因为,所以,
所以
,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:
14. 给出定义:若(其中为整数),则叫做离实数最近的整数,记作,即.已知.
(1)__________.
(2)若方程恰有7个实数根,则实数的取值范围是__________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】由定义即可求解第一空,结合新定义,画出函数图像,构造不等式求解即可解决第二空;
【详解】因为,
所以;
`,
画出的图像,
要使方程恰有7个实数根,
结合图像可知,,解得,所以实数的取值范围是.
故答案为:①;②.
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. 求下列各式的值:
(1)
(2)若角终边经过点,求的值.
【答案】(1)5 (2)0
【解析】
【分析】(1)利用分数指数幂的运算法则与对数运算法则求解即可;
(2)利用三角函数的定义求得,进而利用诱导公式,以及齐次式弦化切可求解.
【小问1详解】
.
【小问2详解】
因为角终边经过点,所以
16. 已知函数.
(1)求函数的最小正周期和单调递减区间;
(2)若方程在区间上恰有两个不相等的实数根,求的取值范围.
【答案】(1),
(2)答案见解析
【解析】
【分析】(1)利用最小正周期公式求出最小正周期,用整体代入法求单调区间;
(2)由题意可得,,进而计算可求解.
【小问1详解】
的最小正周期,
因,
由,可得
所以单调递减区间为:
【小问2详解】
因为,所以,
由,得,
作出函数在上的图象如下:
有图可知,方程恰有两个不相等的实数根,等价于,
且此时,解得则
所以.
17. 某学校为迎接校庆,拟建一个扇环形状的花坛(如图所示),按设计要求扇环的周长为36米,其中小圆弧所在圆的半径为12米,设大圆弧所在圆的半径为x米,圆心角为()(弧度).
(1)求关于x的函数解析式,并求出的取值范围;
(2)已知对花坛的边缘(实线部分)进行装饰时,直线部分的装饰费用为32元/米,弧线部分的装饰费用为8元/米,设花坛的面积与装饰总费用之比为y.
(ⅰ)求y关于x的函数解析式;
(ⅱ)求出y的最大值和y取最大值时的x的值.
【答案】(1),.
(2)(ⅰ),;(ⅱ)的最大值为, .
【解析】
【分析】(1)由扇环周长建立等量关系,即可求得关于x的函数解析式,由题意建立不等式组求得自变量的取值范围.然后利用函数的单调性求得的取值范围.
(2)(ⅰ)分别表示出花坛的面积和装饰总费用,即可求得花坛的面积与装饰总费用之比;(ⅱ)令,整理(ⅰ)中函数关系式,利用基本不等式求得最大值.
【小问1详解】
由题可知,解得.
又由,可得,
所以关于的函数解析式为,.
因为函数在时单调递减,
所以,可得.
【小问2详解】
(ⅰ)花坛的面积为,
装饰总费用为,
所以花坛的面积与装饰总费用之比为,.
(ⅱ)令,
则,
当且仅当,即时取等号,此时,故的最大值为,此时.
18. (1)设
①求函数的最大值.
②当不等式在上有解时,求的取值范围.
(2)设,是否存在常数,使得,对于任意正数且恒成立?如果存在,求出的最大值;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)①;②;
(2)存在,100
【解析】
【分析】(1)①由题意整理函数解析式,根据对数函数的单调性,利用换元法化简函数,结合二次函数的性质,可得答案;②由题意整理函数解析式,根据对数函数的单调性,利用换元法化简不等式,根据一次函数的性质,可得答案.
(2)由题意以及基本不等式,求得参数值,利用分解因式化简不等式,再换元并利用基本不等式,可得答案.
【详解】(1)①,
令,
因为对称轴为函数在上单调递增,上单调递减,
所以当时,.
②由题可知,不等式在上有解,
即,化简得,
令,则在上有解.
解法1:在上有解,
0,即.
解法2:当时,,无解;
当时,在上单调增,
∴当时,
综上:.
(2)由题意,
所以
令,由基本不等式得,
又在上单调递减,,
所以存在最大的常数.
19. 已知两个函数,,,若对任意的,存在唯一的,使得成立,则称为的“友好函数”.
(1)判断函数,是否为,的“友好函数”,并说明理由;
(2)若函数,是,的“友好函数”,求的最小值;
(3)已知函数,,,,若是的“友好函数”,且也是的“友好函数”,求实数的值及的最大值.
【答案】(1)不是,理由见解析;
(2);
(3),的最大值为1.
【解析】
【分析】(1)根据“友好函数”的定义判断即可;
(2)根据定义,问题化为函数的值域是函数值域的子集,即可求参数范围,进而确定最小值;
(3)由函数新定义及已知,的值域与值域相同(且值域中的数值一一对应),利用正弦型函数性质求的值域,再讨论参数k研究值域,即可得参数范围.
【小问1详解】
,不是,的“友好函数”,理由如下:
取,因为,所以不存在,使得,
所以,不是,的“友好函数”;
【小问2详解】
由题意,对任意,存在唯一使成立,
即,所以函数的值域是函数值域的子集.
因为,,所以,其值域为,
而在上单调递增,故值域为,
从而,即,所以;
【小问3详解】
当是的“友好函数”时,
由题意,对任意的,存在唯一的,使成立,
即,则的值域是值域的子集.
当是的“友好函数”时,
由题意,对任意的,存在唯一的使成立,
即,则的值域是值域的子集.
所以的值域与值域相同(且值域中的数值一一对应).
当是的“友好函数”时,因为,
若存在使得,则不存在,使得,
所以当时,,所以,
因为在上单调递减,所以,
①当时,,不符合要求;
②当时,,,
因为,所以,不符合要求;
③当时,,,
若,则在上单调递减,
从而在上单调递增,故,
从而时,,
因为的值域与值域相同,所以,
即,所以,又在上单调递增,
所以当时,的最大值为1.
若,则在上单调递减,在上单调递增,
此时值域与值域中的数值不可能一一对应,不符合要求.
综上:,的最大值为1.
【点睛】关键点点睛:第三问,将问题化为的值域与值域相同(且值域中的数值一一对应)为关键.
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数学试题
命题人:赖富彬 审题人:叶强、洪晓蕾、严芬
考试时间:120分钟 总分:150分
一、单选题(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,只有一项是符合要求的.)
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4. 函数 的部分图象大致是( )
A. B.
C. D.
5. 设函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 已知点在幂函数的图象上,设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
7. 已知,且,则( )
A. B. C. D.
8. ,在上单调递增,且为它的一条对称轴,是它的一个对称中心,当时,的最小值为( )
A. B. C. D. 0
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. 下列命题正确的有( )
A. 函数且的图像恒过定点
B. 若的值域为,则的值域为
C. 是函数的一条对称轴
D. “”是“关于的方程有一正根和一负根”的充要条件
10. 下列说法正确的有( )
A.
B.
C.
D.
11. 利用计算工具计算:当时,;当时,;当时,;当时,;当越来越大时,也越来越大,无限的趋近于,那么下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 已知函数为偶函数,则__________.
13. 函数且过定点,若,则的最小值为__________.
14. 给出定义:若(其中为整数),则叫做离实数最近的整数,记作,即.已知.
(1)__________.
(2)若方程恰有7个实数根,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. 求下列各式的值:
(1)
(2)若角终边经过点,求的值.
16. 已知函数.
(1)求函数的最小正周期和单调递减区间;
(2)若方程在区间上恰有两个不相等的实数根,求的取值范围.
17. 某学校为迎接校庆,拟建一个扇环形状的花坛(如图所示),按设计要求扇环的周长为36米,其中小圆弧所在圆的半径为12米,设大圆弧所在圆的半径为x米,圆心角为()(弧度).
(1)求关于x的函数解析式,并求出的取值范围;
(2)已知对花坛的边缘(实线部分)进行装饰时,直线部分的装饰费用为32元/米,弧线部分的装饰费用为8元/米,设花坛的面积与装饰总费用之比为y.
(ⅰ)求y关于x的函数解析式;
(ⅱ)求出y的最大值和y取最大值时的x的值.
18. (1)设
①求函数的最大值.
②当不等式在上有解时,求的取值范围.
(2)设,是否存在常数,使得,对于任意正数且恒成立?如果存在,求出的最大值;如果不存在,请说明理由.
19. 已知两个函数,,,若对任意的,存在唯一的,使得成立,则称为的“友好函数”.
(1)判断函数,是否为,的“友好函数”,并说明理由;
(2)若函数,是,的“友好函数”,求的最小值;
(3)已知函数,,,,若是的“友好函数”,且也是的“友好函数”,求实数的值及的最大值.
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