摘要:
**基本信息**
北师大版高中数学第二章函数单元卷,覆盖函数奇偶性、单调性等核心知识,通过基础巩固到创新应用的梯度设计,适配单元复习,培养抽象能力与推理意识。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|8/40|集合与函数(第1题)、奇偶性与对称性(第2题)|基础概念与性质结合,考查数学眼光|
|多选|3/18|单调性判断(第9题)、周期性(第10题)|多角度辨析,培养推理意识|
|填空|3/15|定义域(第12题)、二次函数解析式(第13题)|细节考查,强化数学语言表达|
|解答|5/77|函数性质综合(第17题)、新定义“阶稳区间”(第19题)|分层递进,通过创新情境发展创新意识|
内容正文:
北师大版高中数学第二章函数单元测试
未命名
一、单选题
1.已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,得,解得,所以.
,又,所以,所以.
2.已知奇函数的图象关于直线对称,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由奇函数性质以及图象关于直线对称将转化为已知来求解.
【详解】因为是奇函数,所以.
又因为的图象关于直线对称,
所以.
已知,故,
所以.
3.已知函数若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意得,.
若,即,,解得.
若,即,,解得.
综上所述,.
4.已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令,则.
5.已知是定义在R上的偶函数,且在上单调递增,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将原不等式转化为,再结合单调性即可得解.
【详解】因为是定义在R上的偶函数,故可转化为,
又因为在上单调递增,故,解得或,即解集为.
6.已知奇函数是定义在R上的单调函数.若正实数a,b满足,则的最小值是 ( )
A.8 B. C.4 D.
【答案】A
【分析】先根据函数是奇函数及单调性得出,再应用常值代换及基本不等式计算求解最小值.
【详解】∵是定义在R上的奇函数,
∴,
又是定义在R上的单调函数,故,即.
又均为正数,所以,
当且仅当,即时等号成立,取的最小值是 8.
7.已知是定义在上的奇函数,当、且时,都有成立,,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】由题意得,得出函数的单调性,再利用函数的单调性和奇偶性解不等式.
【详解】由,可得,
设函数,,则在上单调递增,
又因为为定义在上的奇函数,,所以为偶函数,
在上单调递减,而不等式,
又因为,所以,
所以不等式的解集为.
8.已知是定义域为的偶函数,且是奇函数,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据奇偶函数的性质找到函数的周期,再根据求和的表达式找出数列的周期,从而求出数列前2026项的和.
【详解】设,因为是奇函数,
所以,即,
因为是偶函数,
所以,即,
令,则,所以,
即,
因此以4为周期,
因为是奇函数,所以,即,
因为,是偶函数,
所以,
因此,,
,,
设,则,,
因为以4为周期,
所以,即数列每8项重复一次,
当时,前8项之和为,即每8项的和都是0,
因为,
所以前2024项正好是253个完整周期,和为0,剩下两项的和为,
所以,故选项D正确.
二、多选题
9.关于函数,下列判断正确的是( )
A.在上单调递减 B.在上单调递增
C.在上单调递减 D.在上单调递增
【答案】AC
【分析】通过分离常数+反比例函数平移的方法,结合初中已学的反比例函数单调性规律来分析.
【详解】将整理得: ,
该函数的定义域为,是由反比例函数向左平移1个单位、再向下平移1个单位得到的.
当时,随增大而递增且恒为正,随增大而递减,
因此在上单调递减,A正确、B错误.
当时,随增大而递增且恒为负,随增大而递减,
因此在上单调递减,C正确、D错误.
10.已知函数是定义在上的偶函数,且对任意,均有.当时,,则下列结论正确的是( )
A.
B.函数的一个周期为4
C.当时,
D.
【答案】BD
【分析】对于A,利用是定义在上的偶函数和,将转化至区间内求解.对于B,由得到,得到函数的一个周期为4对于C,利用的函数解析式,结合可以得到的函数解析式对于D,利用函数的周期性得到
【详解】当时,,则;
对于B选项,由可知,
所以,即,
故函数的一个周期为4.故B选项正确.
对于A选项,因为函数的一个周期为4,
所以,
又因为,所以,故A选项错误.
对于C选项,设,则,
所以.
所以.所以C选项错误.
对于D选项,由函数的一个周期为4,且是定义在上的偶函数可知
,
由可知,.
由时,,且函数的一个周期为4可知,
.
所以.
又因为函数的一个周期为4,所以
,
所以
,
故D选项正确.
11.已知函数的定义域为,且对于任意实数,恒有,当时,有,函数满足,则( )
A.
B.是 的充分不必要条件
C.
D.任意,
【答案】ACD
【分析】令可判断A;设,利用,结合单调性定义得的单调性,再利用单调性解得可判断B;令得,代入已知得,根据求出的范围可判断C;结合选项C,分别求出与可判断D.
【详解】对于A,令,得,
因为时,有,所以,所以,故A正确;
对于B,设,则,所以,
,
因为 ,且,所以,
所以,所以在上是单调递增函数,
由,得,解得,
因为是的真子集,则是 的必要不充分条件,故B错误;
对于C,令,得 ,所以,
代入得,
可得 ,即,
因为,所以 ,
则 , ,即 ,故C正确;
对于D,任意,
,
,
而
,
因 ,所以
,
所以,故D正确.
三、填空题
12.函数的定义域是________
【答案】
【分析】根据分式分母不为零、偶次根式被开方数非负的要求列不等式组,求解不等式组得函数定义域.
【详解】要使函数有意义,需同时满足以下条件:
,,解得且.
因此函数的定义域为.
13.设二次函数满足,且其图象在轴上的截距为1,在轴上截得的线段长为,则的解析式为______.
【答案】
【分析】根据题意设二次函数的解析式,由得,由得以及,即可得出解析式.
【详解】设.
由,
得得①
设的根为,
则,
所以②
又由已知得③
由①②③解得,
所以.
14.已知函数在区间上单调,且,则a的取值范围为___________.
【答案】
【分析】函数在 上单调,且值域仍为 .因此应按单调递增、单调递减两种情况讨论:递增时两个端点分别为不动点;递减时两个端点互相对应.再结合二次函数的单调区间确定参数范围.
【详解】函数的对称轴为
因为 ,分两种情况讨论.
情况一: 在 上单调递增.
此时
所以 是方程的两个不同实根,即
该方程的两个根为故首先需要 .
由于 在 上单调递增,区间应位于对称轴右侧,因此较小的根满足
于是即
结合 ,得
情况二: 在 上单调递减.
此时
两式相减,得
因为 ,所以
将代入 ,得
同理, 也满足该方程.因此 是方程的两个不同实根,分别为
故需要
又因为 在 上单调递减,区间应位于对称轴左侧,所以较大的根满足
于是即
结合 ,得
综上,
四、解答题
15.已知函数的图象过点和点.
(1)求实数,的值;
(2)求函数的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,得到且,联立方程组,即可求解;
(2)由函数,确定的定义域为,法一:化简函数为,令,转化为关于的方程有正实数根,求得函数的值域;法二:当时,化简,结合基本不等式和,进而求得函数的值域.
【详解】(1)由题意得,即,
解得.
(2)由(1)知,所以的定义域为.
法一:由得,
令,当时,,
当时,,关于的方程有正实数根,,且,,,所以,
所以的值域为.
法二:由题意可得,
当时,,
因为,当且仅当时,取等号,
所以,即,
所以的值域为.
16.求下列函数解析式:
(1)函数满足;
(2)函数对任意的都有 ;
(3)函数是一次函数且满足 .
【答案】(1)
(2)
(3)或 .
【分析】(1)用换元法,令,代入求出后即可得;
(2)用替换已知式中的,然后解方程组可得;
(3)设,代入已知条件求解.
【详解】(1)令,则,
所以,则.
(2)∵ ,①
∴ ,②
由得
解得: .
(3)设 ,则 .
又 ,所以.
即,解得,或.
所以或 .
17.已知函数的定义域为D,且,,使得恒成立,则称是D上的受约束函数,为的约束值.
(1)判断是否是受约束函数,若是,求出约束值的最小值,若不是,请说明理由;
(2)若在区间上是受约束函数,且存在约束值,求实数a的取值范围.
【答案】(1)是,3
(2)
【分析】(1)求得函数值域,即可判断;
(2)由题意得到在上恒成立,通过参变分离,基本不等式求最值,即可求解.
【详解】(1)由题意可得,解得.
当时,,所以,
所以,即,
所以是上的受约束函数,且的约束值满足,
故的约束值的最小值为3.
(2)因为在上是受约束函数,且存在约束值,
所以在上恒成立,即在上恒成立,
所以在上恒成立,即在上恒成立.
因为,所以,所以,
当且仅当,即时,等号成立.
因为,所以,即的取值范围为.
18.已知函数.
(1)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明;
(2)令,
(i)证明:函数的图象是中心对称图形;
(ii)设函数有三个零点,,,证明:.
【答案】(1)在区间上单调递减.
证明:设,则
,
因为所以,,,
所以,即,
故在区间上单调递减.
(2)(i),
又定义域为,关于对称,
故曲线关于点对称;
(ii)由结合(1)易知在,,上单调递减,
函数有三个零点,则,,,
由,可得,
而,,
所以,
由,则,
则,
又,在上单调递减,
故.
【分析】(1)根据函数单调性的定义证明即可.
(2)(i)结合函数的对称性证明即可.
(ii)根据零点存在定理判断,,范围,结合函数的单调性证明即可.
【详解】(1)略
(2)略
19.对定义域为的函数,定义阶稳区间如下:若区间,满足:函数在上单调,且对任意,,恒有,则称区间为函数的一个阶稳区间.现已知分段函数(其中为常数).
(1)当时,判断区间是否为的阶稳区间,并说明理由;
(2)若,求所有长度最大的有限阶稳区间;
(3)若存在长度大于0的阶稳区间包含分界点,求实数的取值范围.
【答案】(1)区间是的阶稳区间,理由如下:
当时,,故,
二次函数开口向上,对称轴为,因此在上单调递增,
因为,,所以,
所以,所以,
综上,是的阶稳区间;
(2)
(3)
【分析】(1)当时,函数单调递增,且,则是的阶稳区间;
(2)对区间,分别讨论,可得时,的所有有限长度的阶稳区间;
(3)先证明内不存在任何长度大于 0 的阶稳区间,再对,对作分类讨论.
【详解】(1)略
(2)当,,在上单调递减,在上单调递增,
对于区间,在上单调递减,且
因为,,所以,所以,
所以,所以,
所以是的阶稳区间;
对于区间,在上单调递增,
,
所以,不是的阶稳区间;
综上,若,所有长度最大的有限阶稳区间;
(3)(其中为常数),
当,,
所以内不存在任何长度大于 0 的阶稳区间;
当,,二次函数开口向上,对称轴为,
所以上单调递减,上单调递增,
,
当时,在上单调递减,
因为,,所以,
所以,所以,
所以区间符合;
当时,在上单调递增,
因为,,所以,
所以,所以,
所以区间符合;
当时,对任意包含的区间,
取,足够接近(如,极小),则,
由知,
当足够小时,,即,
对应,不满足阶稳条件,因此不存在包含的阶稳区间,
所以存在长度大于0的阶稳区间包含分界点,则 ,
所以实数的取值范围是.
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北师大版高中数学第二章函数单元测试
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第I卷(选择题)
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,只有一项是符合题目要求的.
1.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
2.已知奇函数的图象关于直线对称,且,则( )
A. B.
C. D.
3.已知函数若,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.已知函数,则( )
A. B.
C. D.
5.已知是定义在R上的偶函数,且在上单调递增,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
6.已知奇函数是定义在R上的单调函数.若正实数a,b满足,则的最小值是 ( )
A.8 B.
C.4 D.
7.已知是定义在上的奇函数,当、且时,都有成立,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
8.已知是定义域为的偶函数,且是奇函数,,则( )
A. B.
C. D.
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.关于函数,下列判断正确的是( )
A.在上单调递减 B.在上单调递增
C.在上单调递减 D.在上单调递增
10.已知函数是定义在上的偶函数,且对任意,均有.当时,,则下列结论正确的是( )
A.
B.函数的一个周期为4
C.当时,
D.
11.已知函数的定义域为,且对于任意实数,恒有,当时,有,函数满足,则( )
A.
B.是 的充分不必要条件
C.
D.任意,
第II卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分
12.函数的定义域是________
13.设二次函数满足,且其图象在轴上的截距为1,在轴上截得的线段长为,则的解析式为______.
14.已知函数在区间上单调,且,则a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.已知函数的图象过点和点.
(1)求实数,的值;
(2)求函数的值域.
16.求下列函数解析式:
(1)函数满足;
(2)函数对任意的都有 ;
(3)函数是一次函数且满足.
17.已知函数的定义域为D,且,,使得恒成立,则称是D上的受约束函数,为的约束值.
(1)判断是否是受约束函数,若是,求出约束值的最小值,若不是,请说明理由;
(2)若在区间上是受约束函数,且存在约束值,求实数a的取值范围.
18.已知函数.
(1)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明;
(2)令,
(i)证明:函数的图象是中心对称图形;
(ii)设函数有三个零点,,,证明:.
19.对定义域为的函数,定义阶稳区间如下:若区间,满足:函数在上单调,且对任意,,恒有,则称区间为函数的一个阶稳区间.现已知分段函数(其中为常数).
(1)当时,判断区间是否为的阶稳区间,并说明理由;
(2)若,求所有长度最大的有限阶稳区间;
(3)若存在长度大于0的阶稳区间包含分界点,求实数的取值范围.
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