内容正文:
实验高中高二6月月考卷
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知命题 : , ,则是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
2. 设函数则( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 18
3. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4. 若为等差数列,则“”是“”的( )
A. 充要条件
B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件
D. 既不充分又不必要条件
5. 函数单调递增,且,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
6. 已知函数,则函数的图象的对称中心的坐标为( )
A. B. C. D.
7. 已知函数, ,若曲线 在点 处的切线是曲线 的所有切线中斜率最小的,则 ( )
A. B. 1 C. D. 2
8. 已知 ,,当 时,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
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. 下列求导正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 已知,则( )
A. B.
C. D.
11. 已知数列的前n项和为,设,其中,令,则( )
A. 数列的通项公式为 B.
C. D. 数列为等差数列
第Ⅱ卷
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若函数,则_______.
13. 已知数列满足,则数列前项和为_______.
14. 设,,,…,,其中,则的零点个数为_____.
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. 已知函数
(1)若关于x的不等式的解集为R,求a的取值范围;
(2)当a <0时,解关于x的不等式.
16. 已知数列满足,数列的前项和满足.
(1)求的通项公式:
(2)设,求数列的前项和
17. 已知函数
(1)若,求函数的单调区间和极值;
(2)若存在,使得成立,求a的取值范围.
18. 已知数列的前项和为,(为常数)对于任意的恒成立.
(1)若 ,求的值;
(2)证明:数列是等差数列;
(3)若,关于 的不等式有且仅有两个不同的整数解,求的取值范围.
19. 已知函数的定义域是.对于,定义集合.
(1) ,求;
(2)对于集合,若对任意 都有 ,则称是对称集.若是对称集,证明:“函数是偶函数”的充要条件是“对任意,是对称集”;
(3)若 ,.求 的取值范围,使得对于任意 ,都有.
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实验高中高二6月月考卷
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知命题 : , ,则是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【分析】根据特称命题的否定规则进行求解.
【详解】原命题 为 , ,
因此其否定 为 , .
2. 设函数则( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 18
【答案】C
【解析】
【分析】分别求出和的值再求它们的和,从而可得正确的选项.
【详解】,,故,
故选:C.
【点睛】本题考查分段函数的函数值的计算,注意根据自变量的大小选择合适的解析式来计算,本题属于基础题.
3. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为,,,
即集合,且集合,所以.
4. 若为等差数列,则“”是“”的( )
A. 充要条件
B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件
D. 既不充分又不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据等差数列的性质结合充分必要条件判断即可得结论.
【详解】设数列的公差为,
若等差数列为常数列,则任意的,都有,
所以由不能推出;
若,则,,
所以,即由可以推出;
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:C.
5. 函数单调递增,且,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先根据分段函数的单调性求 的范围,然后在解抽象不等式.
【详解】根据指数函数的单调性可得,在上单调递增,
于是 单调递增时只需,则 ;
又因为在上单调递增,
且,则,即
于是.
故选:C
6. 已知函数,则函数的图象的对称中心的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】若函数 的图象关于点对称,则对定义域内任意满足 ,结合函数定义域先确定对称中心横坐标的可能值,再代入验证即可.
【详解】∵ 要使函数有意义,则 ,即 ,解得 ,故函数定义域为 .
若函数存在对称中心,则横坐标为区间中点,接下来验证 的值:
,
,
∴ ,
即对任意定义域内的,都满足 ,故函数 的图象的对称中心为 .
【点睛】方法点睛:求解函数对称中心时,若函数定义域为对称区间,可先猜想对称中心横坐标为区间中点,再利用对称中心的性质 代入验证,计算时可结合对数运算、奇偶函数的性质简化运算.
7. 已知函数, ,若曲线 在点 处的切线是曲线 的所有切线中斜率最小的,则 ( )
A. B. 1 C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】
的所有切线的斜率即为( )的值域,由题意知当时取得最小值,由基本不等式可知,当且仅当即时取得最小值,可得
【详解】因为,定义域为,
所以,
由导数的几何意义可知:当时取得最小值,
因为 , ,所以,
当且仅当即时取得最小值,
又因为时取得最小值,所以,
故选:D
【点睛】关键点点睛:本题的关键点是由导数的几何意义可得当时取得最小值,再利用基本不等式求取得最小值时满足即,即可求出 的值.
8. 已知 ,,当 时,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】构造函数并确定其单调性,利用两个函数有相同零点列式,再利用导数求出最大值即可.
【详解】令函数,
而 ,函数在 上都单调递增,则函数 在 上单调递增,
当从大于0的方向趋近于0时, ;当时,,则函数 有唯一零点,
函数在 上单调递增,当时,恒成立,
当时,,不符合题意,因此,函数有唯一零点,
函数中,依题意,,则 ,,
由当 时,恒成立,得函数与函数 有相同零点,
则,即,于是,
令函数,求导得,当且仅当 时取等号,
函数在 上单调递增,,
所以的最大值为.
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. 下列求导正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据基本函数的求导公式以及四则运算即可求解.
【详解】,故A错误;
,故B错误;
,故C错误;
,故D正确.
故选:D.
10. 已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】先将指数式化为对数式,利用函数的单调性可得A正确;再利用函数的运算性质得B正确;利用不等式放缩可得C正确,D正确.
【详解】由得,
对于选项A:因为函数在单调递增,所以,即,故A正确
对于选项B:,故B错误
对于选项C:因为,,所以,由B得 ,即,
故C正确
对于选项D:由B得 ,所以,
即,故D正确
故选:ACD
11. 已知数列的前n项和为,设,其中,令,则( )
A. 数列的通项公式为 B.
C. D. 数列为等差数列
【答案】BCD
【解析】
【分析】由求判断A,根据新定义及二进制判断BC,根据二进制意义及等差数列的定义判断D.
【详解】对于A,当 时,,当时,,所以,故A错误;
对于B,,其中,
则表示二进制中1的个数,,则,故B正确;
对于C,设 的二进制为,则 的二进制为后加3个0(左移3位),
的二进制为后接101(因),原末3位若为000,现变为101,
新增2个1,故; 的二进制为B后加2个0(左移2位),的二进制为B后接11(因),原末2位若为00,现变为11,新增2个1,故,两者相等,故C正确;
对于D,因为,所以,,
所以,
因为.的二进制表示为,所以,
则,因为,
所以数列是以1为首项,1为公差的等差数列,故D正确.
第Ⅱ卷
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若函数,则_______.
【答案】3
【解析】
【分析】通过赋值求得的值.
【详解】令,则.
故答案为:.
13. 已知数列满足,则数列前项和为_______.
【答案】
【解析】
【分析】先利用递推式作差求出数列的通项公式,再通过裂项相消法求解新数列的前项和.
【详解】已知①.
当 时,代入①式得 .
当时,有②.
①-②得:
∵ ,∴ 两边同除以得 (),且 时也满足该式,故对任意, .
∴ .
设数列的前项和为,则
【点睛】方法归纳:对于形如的递推式,常通过作差法消去前项求通项;裂项相消法适用于通项可拆为两项差的数列求和,相消后剩余首尾对称的项.
14. 设,,,…,,其中,则的零点个数为_____.
【答案】2027
【解析】
【分析】分析 的表达式规律,通过递推归纳出 的分段形式与零点、分段区间的规律,再结合函数的单调性、值域来确定交点数量.
【详解】∵ ,,
∴ 归纳可得 的性质:
1. 基本属性
∵ 所有迭代均为绝对值变换,∴ 定义域为 ,值域为,图像连续无间断.
∵ 关于直线对称,迭代操作不改变对称轴,∴ 关于直线对称.
2. 零点分布
令,得,逐层递推得,
∴ 零点为,即,共个零点,相邻零点间距为,均关于对称.
3. 分段表达式与图像形态
① 当时,迭代后绝对值均可直接展开,,为斜率为的射线,过点向右上方无限延伸;
② 当时,迭代后绝对值均直接展开,,为斜率为 的射线,过点向左上方无限延伸;
③ 当时,任意相邻零点构成区间( 为偶数),区间内为开口向下的V形折线,顶点为区间中点 ,纵坐标恒为.
4. 整数点函数值
当为整数时,若为偶数,则;若为奇数,则.
要求的零点个数,即求与的交点个数,其中,对数底数为,分区间讨论:
① 当时,
∵ ,单调递减,值域为 ,
在内单调,值域为,
∴ 两函数在内有且仅有个交点.
② 当时,
∵ ,单调递增,值域为 ,
在内为分段线性函数,值域为 ,每一段斜率交替为,与单调递增的对数函数共有个交点.
③ 当时,
∵ ,单调递增,斜率为,
,单调递增,且导数为 ,
当时, ,
当足够大时,线性函数增长速度远快于对数函数,故 ,
∴ 两函数在内有且仅有个交点.
综上,交点总个数为 ,即的零点个数为.
【点睛】方法归纳:本题属于迭代函数与对数函数的零点交点问题,核心解题思路是先归纳迭代函数的周期性、值域、单调性特征,再结合另一函数的单调性与增长速度,分区间逐一判断交点个数,利用归纳推理简化复杂迭代的分析过程.
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. 已知函数
(1)若关于x的不等式的解集为R,求a的取值范围;
(2)当a <0时,解关于x的不等式.
【答案】(1);(2)当时,;当时,;当 时,;
【解析】
【分析】(1)将不等式转化为对任意的恒成立,再对 进行分类讨论;
(2),求出方程的两根为,再比较两根的大小,进行不等式求解.
【详解】(1)对任意的恒成立,
当时,对任意的恒成立,所以成立;
当;
综上所述:.
(2)不等式,
方程的两根为,
当,即时,不等式的解集为;
当,即时,不等式的解集为;
当,即 时,不等式的解集为;
【点睛】本题考查一元二次不等式恒成立问题及一元二次含参不等式的求解,考查分类讨论和数形结合思想,求解过程中注意分类讨论的标准为比较两根的大小.
16. 已知数列满足,数列的前项和满足.
(1)求的通项公式:
(2)设,求数列的前项和
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】由,构造新的等比数列求解即可;已知与的关系,分,检验求解即可;
利用错位相减法求和即可.
【小问1详解】
由有:,
所以数列是以2为公比,首项为 的等比数列,
所以,即
因为,当 时,.
当时,由有:,
所以,,即
所以
所以
【小问2详解】
由(1)知,
所以——①,
——②,
由①-②得:
所以
17. 已知函数
(1)若,求函数的单调区间和极值;
(2)若存在,使得成立,求a的取值范围.
【答案】(1)增区间为和,减区间为,极大值 ,极小值;
(2)
【解析】
【分析】 将代入函数解析式,利用导数判断其单调性和极值即可;
问题等价于存在,,设,利用导数求函数在上的最大值,进而可得出答案.
【小问1详解】
若,则,
则,
令,可得或;令,可得,
所以该函数增区间为和,减区间为,
当时取得极大值 ,当时取得极小值;
【小问2详解】
因为存在,有成立,
所以存在,有成立,即存在,
因为 ,所以存在,,
设,其中,则,
因为,所以,
当时,,
因此在上单调递增,在上单调递减,
所以,
所以,即,
故a的取值范围为
18. 已知数列的前项和为,(为常数)对于任意的恒成立.
(1)若 ,求的值;
(2)证明:数列是等差数列;
(3)若,关于 的不等式有且仅有两个不同的整数解,求的取值范围.
【答案】(1)1;(2)详见解析;(3).
【解析】
【分析】(1)将 代入已知等式即可求得结果;
(2)利用可得到递推关系,将换成后两式作差可得到,从而证得结论;
(3)将不等式化为,令,则不等式的正整数解只有两个,通过分析可知除 以外只能有个 符合要求;当 时,通过导数可求得,分别讨论、和时 的取值,得到符合题意的范围后,解不等式求得结果.
【详解】(1)当 时,,,解得:;
(2)由(1)知:,
,,
,则,
,又,,,
∴对任意,成立,数列是等差数列;
(3)由(2)可知:,即,
即,,
令,题目条件转化为满足不等式的正整数解只有两个,
若符合,则,即 ;若符合,则,;
若 符合,则为任意实数,即除 以外只能有个 符合要求.
当 ,时,,解得:,
令,则,
令,则,
当 时,恒成立,在上单调递增,
,,
当时,至少存在、、满足不等式,不符合要求;
当时,对于任意 ,都不满足不等式,也不满足,
此时只有、满足;
当时,只有 符合;
故,即,解得:或;
的取值范围是.
【点睛】本题考查数列知识的综合应用,涉及到数列中的项的求解、根据递推关系式证明数列为等差数列、根据不等式整数解的个数求解参数范围的问题;本题中求解参数范围的关键是能够将不等式进行化简,结合最值采用分类讨论的方式确定整数解的个数,从而构造不等式求得结果,属于难题.
19. 已知函数的定义域是.对于,定义集合.
(1) ,求;
(2)对于集合,若对任意 都有 ,则称是对称集.若是对称集,证明:“函数是偶函数”的充要条件是“对任意,是对称集”;
(3)若 ,.求 的取值范围,使得对于任意 ,都有.
【答案】(1)
(2)因为函数是偶函数,所以对任意 , ,
对任意 ,若,即 ,则 ,
所以,所以对任意 ,是对称集,必要性成立,
若对任意 ,是对称集,因为对任意 ,,
所以,即 ①,又,所以,
即 ②,由①②可得,对任意 , ,
所以函数是偶函数,充分性成立,综上所述,
函数是偶函数的充要条件是对任意 ,是对称集,得证.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据对数函数的单调性即可求解.
(2)根据偶函数的定义和对称集的定义即可证明必要性和充分性.
(3)根据定义判断出函数单调不减,得到导函数大于等于0恒成立即可求解.
【小问1详解】
因为 , 由定义可得:
,
因为 是定义域上的减函数,所以 ,
又因为 ,所以 .
【小问2详解】
略
【小问3详解】
因为对于任意 ,都有,所以若,
则,对任意 ,因为 ,所以,
又因为,所以,即若 ,
则 ,所以 ,
所以 在 上单调不减,所以对任意 ,
恒成立,
当 时, ,对任意成立,
当 时,恒成立,令,,
令 ,则,所以 在 单调递减, 上单调递增,
在处取得最小值 ,所以 ,
当 时,恒成立,若 ,不等式恒成立,
若 ,当时, , , 不满足条件,
综上所述: .
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