内容正文:
2025年强基班第二学期期末考试
数学试题
时量:120分钟 满分:150分
一、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. 已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先求集合,再根据集合补集的定义求解.
【详解】,则,
故选:A.
2. 不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】整理可得,化分式为整式,结合一元二次不等式运算求解即可.
【详解】由,整理可得,
等价于,解得,
所以不等式的解集为.
故选:A.
3. 函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出函数定义域,再利用单调性求出值域.
【详解】函数的定义域为,
又与在上均单调递增,
所以在上单调递增,
,故的值域为.
故选:D.
4. 已知函数是幂函数,对任意的且,满足,若,则的值( )
A. 恒大于0 B. 恒小于0
C. 等于0 D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【分析】利用幂函数的定义和性质求,结合函数单调性确定解析式,再利用函数单调性、奇偶性得出的符号情况.
【详解】函数是幂函数,
,解得或,或,
对任意的且,满足,
在上单调递增,则,
为上单调递增的奇函数,
,
,
,故,故B正确.
故选:B.
5. 函数的图象如图①所示,则如图②所示的图象对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用函数图象的对称变换和平移变换可得结果.
【详解】先将函数的图象关于原点对称,可得出函数的图象,如下图所示:
再把所得函数图象向左平移个单位长度,即可得出图②所示图象,
故图②所示图象对应的函数为.
故选:D.
6. Deepseek(深度求索)是人工智能的一种具有代表性的实现方法,它是以神经网络为出发点.在神经网络优化中,指数衰减的学习率模型为,其中L表示每一轮优化时使用的学习率,表示初始学习率,D表示衰减系数,G表示训练迭代轮数,表示衰减速度.已知某个指数衰减的学习率模型的初始学习率为0.8,衰减速度为30,且当训练迭代轮数为10时,学习率衰减为0.4,则学习率衰减到0.3以下(不含0.3)所需的训练迭代轮数至少为(参考数据:,)( )
A. 13 B. 14 C. 15 D. 16
【答案】C
【解析】
【分析】根据已知条件列方程,可得,再由,结合指对数关系和对数函数的性质求解即可.
【详解】由于,,依题意,则,
则,由,
两边同时取对数可得,
,
即所需的训练迭代轮数至少为15次.
故选:C.
7. 定义在上的偶函数满足:当时有,且当时,,则函数的零点个数是
A. 6个 B. 7个 C. 8个 D. 无数个
【答案】B
【解析】
【分析】结合条件画出偶函数的大致图象,再分析函数f(x)=的交点个数,可得答案.
【详解】由条件,可知函数在时,图象向右平移3个单位,函数值变为原来的,且当时,,所以函数的大致图象:
共有7个交点,
故选B.
【点睛】本题考查了函数的奇偶性,函数的零点,考查了函数图像的应用,属于难题.
8. 已知表示不超过的最大整数,称为高斯取整函数,例如,方程的解集为,集合,且,则实数的取值范围是( )
A. 或 B. 或
C. 或 D. 或
【答案】A
【解析】
【分析】由求出集合,分,和三种情况求出集合,结合,即可得出答案.
【详解】由,得,即,解得或,
所以或,
当时,或,
由,得,解得;
当时,或,
由,得;
当时,,满足,
综上所述实数的取值范围是或,
故选:A.
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. 下列说法正确的是( )
A. “”的否定是“”
B.
C. 若,且,则
D. 若,则有最大值
【答案】BC
【解析】
【分析】由命题的否定定义判断A选项;由基本不等式判断B选项;通过“巧用1”由基本不等式求得最小值判断C选项;由基本不等式建立不等式,解得的最值判断D选项.
【详解】特称量词命题的否定是全称量词命题,且只否定结论,则“”的否定是“”,故A错误;
,则,
当且仅当,即时,等号成立,所以,故B正确;
因为,且,所以,且,
当且仅当时,等号成立,故C正确;
由,得,又,所以,
设,则,解得,
当且仅当时,等号成立,所以有最小值,故D错误.
故选:BC.
10. 已知函数是R上的偶函数,且在上单调递增,,,,则下列说法正确的是( )
A. 函数的图象关于直线对称 B. a,b,c的大小关系是:
C. 函数在区间上单调递减 D. 关于x的不等式解集为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据函数奇偶性以及对称性,判断A;判断的单调性,可判断C;利用函数的单调性判断B;结合函数的对称性、单调性求解不等式,判断D.
【详解】由函数是上的偶函数,所以函数的图象关于y轴对称,
则函数的图象关于直线对称,即,A正确;
因为在上单调递增,所以函数在上单调递减,所以C正确;
因为,
而,且函数在上单调递增,所以,
即,所以B错误;
由于函数的图象关于直线对称,且在上单调递增,在上单调递减,
故可化为,即,
即,解得,即的解集为,D正确,
故选:ACD
11. 记函数的定义域为,若存在非负实数,满足对任意,总有,则称具有性质.下列说法正确的是( )
A. 所有偶函数都具有性质
B. 存在,使得函数具有性质
C. 任意,函数都具有性质
D. 已知,若函数具有性质,则实数的取值范围为
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用偶函数的定义可判断A;根据函数的值域可判断B,利用基本不等式结合可判断C;根据已知条件可得出,化简可得出,结合不等式恒成立可得出的取值范围,可判断D.
【详解】由为偶函数,得,故A正确;
若,则,
所以不存在实数,使得恒成立,故B错误;
当时,;
当时,,当且仅当,
即时,等号成立,故对任意恒成立,
所以具有性质,故C正确;
,
则.令,则,且,
所以为偶函数.当时,,
所以的值域为,所以,所以,又,
则,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中的横线上.
12. 已知,则的值为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据之间的关系,结合因式分解运算求解.
【详解】因为,则,可得,
则,可得,
又注意到,
所以.
13. 若定义在上的偶函数在上单调递减,且,则满足的的取值范围是__________.(结果用区间表示)
【答案】
【解析】
【分析】由偶函数定义得的值,及函数在上的单调性,从而知道及的解集,即可求得的解集.
【详解】由题意得,,在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,;当或时,.
不等式等价于或,解得或,
所以满足的的取值范围是.
故答案为:.
14. 将函数()的图象向左平移1个单位长度,再向上平移3个单位长度,所得图象位于图象的上方,则的最大值为__________.
【答案】3
【解析】
【分析】先得到变换后的函数解析式,得到对恒成立,先分和两种情况求出,再检验,时成立,即可求得的取值范围.
【详解】由题意可得,平移后的图象的函数解析式为.
因为的函数图象位于图象的上方,所以对于恒成立,
即,则对恒成立.
令,
若,则,
则对于恒成立.
因为单调递增,所以,所以.
若,则,恒成立,
故.
当时,且时,则.
由于在上单调递增,所以恒成立,
所以实数的取值范围是,故的一个取值为,的最大值为.
四、解答题:本大题共5小题,共72分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 计算:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】根据幂的运算法则和对数的运算法则计算即可.
【小问1详解】
;
【小问2详解】
;
【小问3详解】
.
16. 设函数.
(1)作出函数的图像;
(2)若不等式解集为,求值.
【答案】(1)函数图像见解析;
(2),.
【解析】
【分析】(1)将函数写成分段函数,再作图像即可;
(2)作出函数,的图像,由,求解即可.
【小问1详解】
解:;
函数的图像,如图所示.
【小问2详解】
解:在同一坐标系中作出函数,的图像,
如图所示:
又因为的解集为,
由题设知,当时,,且,即.
由,得,
由,解得.
所以,.
17. 已知函数且是定义在上的奇函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若,且,求函数在上的值域.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用奇函数的性质确定参数,由判断函数单调性,结合奇函数性质转化不等式,再根据定义域列不等式组求解,得到不等式的解集;
(2)由求出底数,通过换元法将转化为关于的二次函数,根据的取值范围确定的区间,再利用二次函数的单调性求解值域.
【小问1详解】
由为定义在上的奇函数,得,即,
故,.
由,结合,得,故.
在上单调递增,且.
由,得.
所以,解得.
所以不等式的解集为.
【小问2详解】
由,整理得,
解得(舍去),故.
,令,
则,故.
当时,单调递增,得.
函数,开口向上,对称轴为.
当时,;当时,,
故函数在上的值域为.
18. 已知且,函数是指数函数,且.
(1)求实数和的值;
(2)对任意恒成立,求实数的取值范围;
(3)若关于的方程有两个不相等的实数根,且一根大于0,另一根小于0,其中,求整数的最大值.
【答案】(1),
(2)
(3)0
【解析】
【分析】(1)根据指数函数解析式特征求得,由求得;
(2)由(1)可知,分离参数得对任意恒成立,然后利用换元法及对勾函数的单调性求得函数最小值,即可得解;
(3)令,则方程有一根大于1,另一根大于0且小于1,记,利用二次函数根的分布列不等式组,即可求解.
【小问1详解】
因为函数是指数函数,
所以,即,解得或,
又,所以,
又,且,所以;
【小问2详解】
由(1)知,
由题意对任意恒成立,
所以对任意恒成立,
则,记,
令,因为,所以,则,
由对勾函数单调性可知,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以的最小值为,
所以,即实数的取值范围为;
【小问3详解】
方程,
即方程,即方程,
令,则方程,
因为关于的方程的一根大于0,另一根小于0,
所以关于的方程的一根大于1,另一根大于0且小于1,
记,
所以,
所以,所以整数的最大值为0.
19. 设P,Q是两个非空数集,若定义在上的函数对任意当时,,则称为P到Q的双界函数.
(1)设,,.
(ⅰ)证明:当时,是P到Q的双界函数;
(ⅱ)若是P到Q的双界函数,求实数k的取值范围.
(2)若,,是P到Q的双界函数,当时,,求在上的最小值.
(3)设集合其中,.若,是P到Q的双界函数,证明:是A到B的双界函数.
【答案】(1)(ⅰ)当时,,,
当,即时,则,即,
显然,因此,
所以当时,是P到Q的双界函数.
(ⅱ)
(2)2705 (3)依题意,时,,
令,则,
令,,则,
两式相加,得,即,
令,,则,
因此,
则
,所以,
所以是A到B的双界函数.
【解析】
【分析】(1)(i)根据给定条件,利用双界函数的定义计算得证;(ii)根据给定的定义,由,恒成立求解即得.
(2)由给定条件可得,利用函数单调性求出在上的最小值,再利用递推关系求出在上的最小值.
(3)根据给定的定义,结合赋值法及迭代法推理得证.
【小问1详解】
(ⅰ)略
(ⅱ),是P到Q的双界函数,
则当,即时,恒成立,
由,得恒成立,而,,
由恒成立,得;由恒成立,得,因此,
所以实数k的取值范围为.
【小问2详解】
依题意,当时,,则,即,
而函数在上单调递增,则当时,在上单调递增,
当时,,
当时,;当时,,,
又,因此函数在上的最小值为,
,
由,得,所以在上的最小值为2705.
【小问3详解】
略
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时量:120分钟 满分:150分
一、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. 已知全集,,则( )
A. B. C. D.
2. 不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
3. 函数 的值域为( )
A. B. C. D.
4. 已知函数是幂函数,对任意的且,满足,若,则的值( )
A. 恒大于0 B. 恒小于0
C. 等于0 D. 无法判断
5. 函数的图象如图①所示,则如图②所示的图象对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
6. Deepseek(深度求索)是人工智能的一种具有代表性的实现方法,它是以神经网络为出发点.在神经网络优化中,指数衰减的学习率模型为,其中L表示每一轮优化时使用的学习率,表示初始学习率,D表示衰减系数,G表示训练迭代轮数,表示衰减速度.已知某个指数衰减的学习率模型的初始学习率为0.8,衰减速度为30,且当训练迭代轮数为10时,学习率衰减为0.4,则学习率衰减到0.3以下(不含0.3)所需的训练迭代轮数至少为(参考数据:,)( )
A. 13 B. 14 C. 15 D. 16
7. 定义在上的偶函数满足:当时有,且当时,,则函数的零点个数是
A. 6个 B. 7个 C. 8个 D. 无数个
8. 已知表示不超过的最大整数,称为高斯取整函数,例如,方程的解集为,集合,且,则实数的取值范围是( )
A. 或 B. 或
C. 或 D. 或
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. 下列说法正确的是( )
A. “”的否定是“”
B.
C. 若,且,则
D. 若,则有最大值
10. 已知函数是R上的偶函数,且在上单调递增,,,,则下列说法正确的是( )
A. 函数的图象关于直线对称 B. a,b,c的大小关系是:
C. 函数在区间上单调递减 D. 关于x的不等式解集为
11. 记函数的定义域为,若存在非负实数,满足对任意,总有,则称具有性质.下列说法正确的是( )
A. 所有偶函数都具有性质
B. 存在,使得函数具有性质
C. 任意,函数都具有性质
D. 已知,若函数具有性质,则实数的取值范围为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中的横线上.
12. 已知,则的值为______.
13. 若定义在上的偶函数在上单调递减,且,则满足的的取值范围是__________.(结果用区间表示)
14. 将函数()的图象向左平移1个单位长度,再向上平移3个单位长度,所得图象位于图象的上方,则的最大值为__________.
四、解答题:本大题共5小题,共72分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 计算:
(1);
(2);
(3).
16. 设函数.
(1)作出函数的图像;
(2)若不等式解集为,求值.
17. 已知函数且是定义在上的奇函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若,且,求函数在上的值域.
18. 已知且,函数是指数函数,且.
(1)求实数和的值;
(2)对任意恒成立,求实数的取值范围;
(3)若关于的方程有两个不相等的实数根,且一根大于0,另一根小于0,其中,求整数的最大值.
19. 设P,Q是两个非空数集,若定义在上的函数对任意当时,,则称为P到Q的双界函数.
(1)设,,.
(ⅰ)证明:当时,是P到Q的双界函数;
(ⅱ)若是P到Q的双界函数,求实数k的取值范围.
(2)若,,是P到Q的双界函数,当时,,求在上的最小值.
(3)设集合其中,.若,是P到Q的双界函数,证明:是A到B的双界函数.
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