内容正文:
专题03 函数的概念与性质
5大高频考点概览
考点01 函数的定义域与值域
考点02 函数的奇偶性与单调性
考点03 函数的图象与变换
考点04 指数函数与对数函数
考点05 函数的零点与方程
地 城
考点01
函数的定义域与值域
一、单选题
1.(25-26高三上·上海闵行·期中)下列函数定义域为的是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·上海嘉定·期中)已知.在内的值域为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三上·上海松江·期中)已知,,则函数的最大值为( )
A.6 B.-3 C.22 D.13
4.(25-26高三上·上海嘉定·期中)已知函数 的定义域为,值域为,则的值不可能是( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三上·上海·期中)函数,则下列命题正确的是( )
A.函数是偶函数 B.函数定义域是
C.函数最大值 D.函数的最小正周期为
二、填空题
6.(25-26高三上·上海·期中)函数 的定义域为________.
7.(25-26高三上·上海·期中)函数的定义域为___________________
8.(25-26高三上·上海·期中)函数的定义域是______.
9.(25-26高三上·上海·期中)函数的定义域为__________.
10.(25-26高三上·上海松江·期中)函数的定义域是__________.
11.(25-26高三上·上海嘉定·期中)函数的定义域是______.
12.(25-26高三上·上海闵行·期中)函数的值域是______.
13.(25-26高三上·上海长宁·期中)函数的值域为_______________.
14.(25-26高三上·上海闵行·期中)已知函数的值域为R,则m的取值范围是__________.
15.(25-26高三上·上海浦东新·期中)函数在区间上的值域是________.
16.(25-26高三上·上海·期中)若函数为奇函数,则函数,的值域为________.
17.(25-26高三上·上海松江·期中)函数在区间上的值域是______.
18.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知函数的定义域是,则函数的定义域为__________.
19.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,则函数的值域为__________.
20.(25-26高三上·上海·期中)若幂函数(为整数)的定义域为,则的值为______.
21.(25-26高三上·上海·期中)函数是偶函数,且定义域是,则______.
22.(25-26高三上·上海·期中)若函数的值域是,则函数的值域为 __.
23.(25-26高三上·上海黄浦·期中)已知函数在与上的值域均为,则的取值范围为__________.
24.(25-26高三上·上海·期中)定义函数,其中表示不小于的最小整数,如,.当,时,函数的值域为,记集合中元素的个数为,则__________.
三、解答题
25.(25-26高三上·上海·期中)已知,
(1)若,求函数的值域;
(2)已知,若函数的最小正周期为,且函数在上恰有2个零点,求实数的取值范围.
26.(25-26高三上·上海·期中)已知,函数.
(1)当时,求的值域;
(2)已知的内角的对边分别为,若,求的面积的最大值.
地 城
考点02
函数的奇偶性与单调性
一、单选题
1.(25-26高三上·上海闵行·期中)下列函数是偶函数的是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·上海徐汇·期中)下列函数中,是偶函数且在上为减函数的是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三上·上海松江·期中)下列函数中,既是奇函数又是增函数的是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高三上·上海黄浦·期中)已知函数,其中,,其中,则图象如图所示的函数可能是( ).
A. B.
C. D.
5.(25-26高三上·上海浦东新·期中)下列函数中,在区间上单调增的是( ).
A. B. C. D.
6.(25-26高三上·上海·期中)已知函数满足,且当时,,现有如下四个命题:①为奇函数;②若,则;③若,则;④若,则,则其中为假命题的是( )
A.①④ B.②③ C.①②④ D.①③④
7.(25-26高三上·上海·期中)若幂函数在上是严格减函数,且经过点,则实数的值可能是( )
A. B. C. D.
8.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的定义域为,且满足下列三个条件:
①对任意的,当时,都有;
②;
③是偶函数;
若,则的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
9.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
10.(25-26高三上·上海·期中)关于函数有下述四个结论:
①是偶函数 ②的最大值为2
③在有4个零点 ④在区间单调递减
其中所有正确结论的编号是( )
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③
11.(25-26高三上·上海嘉定·期中)已知函数,则不等式的解集为( ).
A. B.
C. D.
12.(25-26高三上·上海·期中)函数是( )
A.偶函数,且没有极值点 B.偶函数,且有一个极值点
C.奇函数,且没有极值点 D.奇函数,且有一个极值点
13.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知函数的定义域为,则命题“是偶函数”是命题“对一切实数都成立”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充分必要 D.既不充分也不必要
14.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知定义在R上的偶函数,其周期为4,当时,,对于下列两个命题:①②的值域为.判断正确的是( ).
A.①②都对 B.①②都错 C.①对②错 D.①错②对
15.(25-26高三上·上海杨浦·期中)若,,则( )
A.1 B. C. D.0
16.(25-26高三上·上海·期中)设正数不全相等,,函数.关于说法
①对任意都为偶函数,
②对任意在上严格单调递增,
以下判断正确的是( )
A.①、②都正确 B.①正确、②错误 C.①错误、②正确 D.①、②都错误
17.(25-26高三上·上海·期中)设,.若对任意,均存在,使得函数在是单调函数,则的取值可能是( ).
A. B. C. D.
二、填空题
18.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知为奇函数,,则____________.
19.(25-26高三上·上海·期中)若函数是上的偶函数,则______.
20.(25-26高三上·上海·期中)已知定义在R上的奇函数满足,且当时,,则______.
21.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则_______.
22.(25-26高三上·上海·期中)若函数为上严格增函数,则实数的取值范围是__________.
23.(25-26高三上·上海·期中)设,,记的导数为.若函数为奇函数,则的值为__________.
24.(25-26高三上·上海·期中)已知为上的奇函数,当时,,则的图象在处的切线方程为_____________.
25.(25-26高三上·上海松江·期中)函数的单调减区间为______.
26.(25-26高三上·上海·期中)已知,若定义在上的函数是奇函数,则实数的值为_____.
27.(25-26高三上·上海闵行·期中)已知奇函数在区间上的解析式为,则在区间上的解析式___________.
28.(25-26高三上·上海黄浦·期中)函数的严格增区间是______ .
29.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若,则__________.
三、解答题
30.(25-26高三上·上海·期中)设,函数.
(1)求的值,使得为奇函数;
(2)若,求满足的实数的取值范围.
31.(25-26高三上·上海·期中)已知为坐标原点,,,若.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)当时,求函数的值域.
32.(25-26高三上·上海·期中)已知幂函数为偶函数,.
(1)求的解析式;
(2)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(3)若函数在上是严格增函数,求k的取值范围.
33.(25-26高三上·上海·期中)已知函数是定义在上的偶函数.
(1)当时,,求时,的表达式;
(2)当时,,若实数满足,求的取值范围.
34.(25-26高三上·上海·期中)对于函数,若存在实数,使得为上的奇函数,则称是位差值为的"位差奇函数".
(1)判断函数和是否是位差奇函数,并说明理由;
(2)若是位差值为的位差奇函数,求的值;
(3)若对于任意都不是位差值为的位差奇函数,求实数的取值范围.
35.(25-26高三上·上海·期中)某路口的转弯处受地域限制,设计了一条单向双排直角拐弯车道,平面设计如图所示,每条车道宽为4米,现有一辆大卡车,在里侧车道,其车体水平截面图为矩形ABCD,它的宽AD为2.4米,车厢的左侧直线CD与双车道的分界线相交于E、 F,记
(1)若大卡车在转弯的某一刻,恰好 ,且A、B也都在双车道的分界线上,直线CD也恰好过路口边界O,求大卡车的车长AB;
(2)为保证行车安全,在里侧车道转弯时,车体不能越过双车道分界线. 求此大卡车的车长AB的最大值.
地 城
考点03
函数的图象与变换
一、单选题
1.(25-26高三上·上海·期中)数学中一般用表示,中的较小值.关于函数有如下四个命题:
①的最小正周期为;
②的图象关于直线对称:
③的值域为;
④在区间上单调递增.
其中是真命题的个数是( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(25-26高三上·上海·期中)函数的图象是由向右平移个单位长度,再将图象上所有点的横坐标缩短为原来的倍后得到的,若函数在区间上有且仅有两个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·上海·期中)函数在的图象大致为( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三上·上海·期中)若函数的图像关于y轴对称,,则( ).
A. B. C. D.
二、填空题
6.(25-26高三上·上海·期中)设且,则函数的图像恒过的定点坐标为_______.
7.(25-26高三上·上海·期中)已知偶函数部分图象如图所示,且,则不等式的解集为___________.
8.(25-26高三上·上海浦东新·期中)若函数的图象关于直线对称,则的最大值为__________.
9.(25-26高三上·上海·期中)设函数(其中,),若函数图象的对称轴与其对称中心的最小距离为,则______.
10.(25-26高三上·上海·期中)函数是计算机程序中一个重要函数,它表示不超过x的最大整数,例如,.已知函数(,且),若的图象上恰有3对点关于原点对称,则实数a的取值范围是______.
11.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的部分图象如图所示,设,给出以下四个结论:
①函数的最小正周期是;②函数在区间上单调递增;
③函数的图象过点;④若在上有且仅有两个极大值点,则.
其中所有正确结论的序号是______.
三、解答题
12.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的两条相邻对称轴的距离为.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再将所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),得到函数的图象. 若,且,求的值;
地 城
考点04
指数函数与对数函数
一、单选题
1.(25-26高三上·上海·期中)已知指数函数,则函数的图象过定点( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·上海浦东新·期中)在同一平面直角坐标系中,指数函数且和一次函数的图像关系可能是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·上海·期中)已知,则下列三个命题中正确的个数为( )个.
①若,则;
②若,则;
③若,则.
A.3 B.2 C.1 D.0
4.(25-26高三上·上海·期中)国家速滑馆又称“冰丝带”,是北京冬奥会的标志性场馆,拥有亚洲最大的全冰面设计,但整个系统的碳排放接近于零,做到了真正的智慧场馆、绿色场馆,并且为了倡导绿色可循环的理念,场馆还配备了先进的污水、雨水过滤系统,已知过滤过程中废水的污染物数量与时间(小时)的关系为(为最初污染物数量,且).如果前4个小时消除了的污染物,那么污染物消除至最初的还需要( )
A.3.8小时 B.4小时 C.4.4小时 D.5小时
二、填空题
5.(25-26高三上·上海·期中)对数有意义,那么的取值范围是__________.
6.(25-26高三上·上海浦东新·期中)_____.
7.(25-26高三上·上海·期中)若,则的值为______.
8.(25-26高三上·上海·期中)若,且,则______.
9.(25-26高三上·上海·期中)函数的最小值为______.
10.(25-26高三上·上海·期中)某同学根据数学家牛顿的物体冷却模型:若物体原来的温度为(单位:),环境温度为,单位),物体的温度冷却到,单位:)需用时(单位:分钟),推导出函数关系为为正的常数.现有一壶开水()放在室温为的房间里,下面三个选项中正确的是__________.
(1)函数关系也可作为这壶开水的冷却模型;
(2)当时,这壶开水冷却到大约需要28分钟;
(3)这壶水从冷却到所需时间比从冷却到所需时间短.
地 城
考点05
函数的零点与方程
一、单选题
1.(25-26高三上·上海松江·期中)已知函数在区间上有且仅有1个零点,则t的取值范围为( ).
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·上海·期中)已知函数在区间内的图象为连续不断的一条曲线,则“”是“函数在区间内有零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(25-26高三上·上海·期中)已知函数在区间内的图象为连续不断的一条曲线,则“”是“函数在区间内有零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若函数的零点均在区间[a,b]内,,则的最小值为( )
A.11 B.9 C.7 D.5
5.(25-26高三上·上海徐汇·期中)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,为了纪念数学家高斯,我们把函数称为高斯函数,其中表示不超过的最大整数,如,则点集所表示的平面区域的面积是( )
A.4 B.2 C.6 D.1
6.(25-26高三上·上海长宁·期中)已知,则方程的实数根个数不可能为( )
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
7.(25-26高三上·上海闵行·期中)若函数有4个零点,则正数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,则关于的方程有个不同实数解,则实数满足( )
A.且 B.且
C.且 D.且
二、填空题
9.(25-26高三上·上海·期中)已知关于的方程的两个实数根分别为.若,则实数的值为__________.
10.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若存在四个不相等的实根,,,,且,则的最小值是______.
11.(25-26高三上·上海·期中)已知关于的方程在上有两个不相等的实很,则实数的取值范围是________.
12.(25-26高三上·上海徐汇·期中)方程有两根,,且,则的取值范围为______.
13.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若方程有2个根,则的范围是______.
14.(25-26高三上·上海松江·期中)设函数在区间恰有三个极值点、两个零点,则的取值范围是____________.
15.(25-26高三上·上海宝山·期中)方程的解为________.
16.(25-26高三上·上海嘉定·期中)定义在区间的函数与的图像交点个数为______.
17.(25-26高三上·上海·期中)函数的零点为___________;
三、解答题
18.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,.
(1)若,当时,求的值域;
(2)若的最小正周期是,在()上有且仅有三个零点,求实数a的取值范围.
19.(25-26高三上·上海·期中)设函数.
(1)设,求函数的单调区间;
(2)求证:是有三个不同零点的必要而不充分条件;
(3)设,,,证明:函数恰有一个零点r,且存在唯一的严格递增正整数数列,使得.
20.(25-26高三上·上海黄浦·期中)对于两个定义域均为D的函数和,若存在,使得且,则称和“局部相等”.
(1)判断函数与是否“局部相等”,并说明理由;
(2)若函数与“局部相等”,求实数m的值;
(3)对于给定的实数m,若存在实数n,使得函数与“局部相等”,求实数m的取值范围.
21.(25-26高三上·上海·期中)已知定义域为D的函数,其导函数为,满足对任意的都有.
(1)若,,求实数a的取值范围;
(2)证明:方程至多只有一个实根;
(3)若,是周期为2的周期函数,证明:对任意的实数,,都有.
试卷第1页,共3页
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专题03 函数的概念与性质
5大高频考点概览
考点01 函数的定义域与值域
考点02 函数的奇偶性与单调性
考点03 函数的图象与变换
考点04 指数函数与对数函数
考点05 函数的零点与方程
地 城
考点01
函数的定义域与值域
一、单选题
1.(25-26高三上·上海闵行·期中)下列函数定义域为的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义,分别求出各选项所对应的函数的定义域,即可判断.
【详解】对于A:,所以函数的定义域为,故A错误;
对于B:,所以函数的定义域为,故B正确;
对于C:,所以函数的定义域为,故C错误;
对于D:,所以函数的定义域为,故D错误.
故选:B
2.(25-26高三上·上海嘉定·期中)已知.在内的值域为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意作出余弦函数图象,分析值域为时对应的定义域,由此得到关于的不等式并求解出结果.
【详解】因为,所以,
又因为的值域为,结合余弦函数图象(如下图):
可知,所以解得,
故选:D.
3.(25-26高三上·上海松江·期中)已知,,则函数的最大值为( )
A.6 B.-3 C.22 D.13
【答案】D
【分析】先由函数的定义域为确定函数的定义域,再通过换元法令将原函数转化为关于新变量t的二次函数,最后根据二次函数在闭区间上求出最大值.
【详解】
因为,的定义域为;
所以中,解得;
所以,的定义域是
令,,则,所以,
在上单调递增,当时,即时,取得最大值为.
故选:D
4.(25-26高三上·上海嘉定·期中)已知函数 的定义域为,值域为,则的值不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据正弦函数的性质得出,由此得出,即可得出的最大值结合选项即得.
【详解】,
,即,
函数的值域为,
,
则的最大值是,
若,值域为,;
若,值域为,;
若,值域为,.
故选:D.
5.(25-26高三上·上海·期中)函数,则下列命题正确的是( )
A.函数是偶函数 B.函数定义域是
C.函数最大值 D.函数的最小正周期为
【答案】C
【分析】求出函数的定义域,可判断AB选项;利用二倍角的正弦公式以及正弦函数的有界性可判断C选项;利用正弦型函数的周期性可判断D选项.
【详解】设,由可得,
所以,函数的定义域为,定义域不关于原点对称,
所以,函数不是偶函数,A错B错;
当时,则
,
当且仅当时,即当时,函数取最大值,C对;
因为,
结合函数的定义域可知,函数的最小正周期为,D错.
故选:C.
二、填空题
6.(25-26高三上·上海·期中)函数 的定义域为________.
【答案】
【分析】根据对数函数有,解出即可.
【详解】由题意有:,所以,
所以函数 的定义域为,
故答案为:.
7.(25-26高三上·上海·期中)函数的定义域为___________________
【答案】.
【分析】由正切函数的定义域得出,解出不等式可得出所求函数的定义域.
【详解】由于正切函数为,
解不等式,得,
因此,函数的定义域为,
故答案为.
【点睛】本题考查正切型函数定义域的求解,解题时需结合正切函数的定义域列不等式进行计算,考查计算能力,属于中等题.
8.(25-26高三上·上海·期中)函数的定义域是______.
【答案】
【分析】由对数函数的定义可得,解不等式即可得出答案.
【详解】依题意得,即,解得或,
所以函数的定义域为,
故答案为:
9.(25-26高三上·上海·期中)函数的定义域为__________.
【答案】
【分析】函数定义域满足,解得答案.
【详解】函数的定义域满足:,解得.
故定义域为.
故答案为:
10.(25-26高三上·上海松江·期中)函数的定义域是__________.
【答案】.
【分析】应用对数复合函数定义域结合一元二次不等式计算求解.
【详解】因为,所以或,
函数的定义域是.
故答案为:.
11.(25-26高三上·上海嘉定·期中)函数的定义域是______.
【答案】.
【分析】化分数指数幂为根式,再由分母不为0即可求得定义域.
【详解】因为函数,所以其定义域为.
故答案为:.
12.(25-26高三上·上海闵行·期中)函数的值域是______.
【答案】
【分析】利用整体思想先求真数的范围,再根据对数函数的单调性计算即可.
【详解】易知,
又定义域上单调递增,
所以.
故答案为:.
13.(25-26高三上·上海长宁·期中)函数的值域为_______________.
【答案】
【解析】利用两角和的余弦公式及辅助角公式化简,集合正弦函数的性质求解.
【详解】解:
即函数的值域为
故答案为:
【点睛】本题考查三角恒等变换以及正弦函数的性质,属于基础题.
14.(25-26高三上·上海闵行·期中)已知函数的值域为R,则m的取值范围是__________.
【答案】
【分析】要使得函数的值域为R,结合一次函数的性质,列出不等式组,即可求解.
【详解】由于的值域为R,当时,,
所以,解得.
故m的范围是.
故答案为:.
15.(25-26高三上·上海浦东新·期中)函数在区间上的值域是________.
【答案】
【分析】根据二次函数的单调性可确定最值点,由此可得值域.
【详解】,
在上单调递增,在上单调递减,且关于直线对称,
当时,,,
所求值域为.
故答案为:.
16.(25-26高三上·上海·期中)若函数为奇函数,则函数,的值域为________.
【答案】
【分析】由奇函数定义可得解析式,即可求得值域.
【详解】当时,,因为为奇函数,则,所以,所以,时值域为.
故答案为:.
17.(25-26高三上·上海松江·期中)函数在区间上的值域是______.
【答案】
【分析】由题意可得,利用正弦函数的性质即得函数值域.
【详解】当时,,
,即的值域为.
故答案为:.
18.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知函数的定义域是,则函数的定义域为__________.
【答案】
【分析】根据抽象函数定义域性质得出,再结合对数复合函数定义域求解.
【详解】函数的定义域是,所以,所以,
所以函数的定义域是,
则函数满足且且不是3,
则函数的定义域为.
故答案为:.
19.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,则函数的值域为__________.
【答案】
【分析】由指数函数单调性、基本不等式即可得解.
【详解】因为在单调递增,所以,
而当时,由基本不等式可得,等号成立当且仅当,
综上所述,函数的值域为.
故答案为:.
20.(25-26高三上·上海·期中)若幂函数(为整数)的定义域为,则的值为______.
【答案】或
【分析】依题意可得,解得的取值范围,再由为整数,求出参数的值.
【详解】由题意得,解得,又为整数,所以或.
故答案为:或
21.(25-26高三上·上海·期中)函数是偶函数,且定义域是,则______.
【答案】2
【分析】根据函数的奇偶性与定义域,列出方程组即可确定的值,进一步即可得到的值.
【详解】是偶函数,且定义域是,
且,则,
又,
,故,
.
故答案为:2.
22.(25-26高三上·上海·期中)若函数的值域是,则函数的值域为 __.
【答案】
【分析】根据的值域是,分步求出的值域.
【详解】因为函数的值域是,
所以函数的值域为,
则的值域为,
所以函数的值域为.
故答案为:.
23.(25-26高三上·上海黄浦·期中)已知函数在与上的值域均为,则的取值范围为__________.
【答案】
【分析】运用辅助角公式将函数化为,根据和得到的范围,结合,,得到,再联立不等式组,得到的取值范围.
【详解】由题意可得.
由,得,
由,得.
因为,所以,
则解得,即的取值范围是
故答案为:.
24.(25-26高三上·上海·期中)定义函数,其中表示不小于的最小整数,如,.当,时,函数的值域为,记集合中元素的个数为,则__________.
【答案】
【分析】根据的定义、,依次求出数列的前5项,归纳出,利用累加法求出,结合裂项相消求和法计算即可求解.
【详解】当时,由,得,所以,
所以,得;
当时,由,得,所以,
所以,得;
当时,由,得,所以,
所以,得;
当时,由,得,所以,
所以,得;
当时,由,得,所以,
所以,得,
以此类推,得,即,
所以,
各式相加,得,所以,则,
所以.
故答案为:
【点睛】方法点睛:
学生在理解相关新概念、新法则(公式)之后,运用学过的知识,结合已掌握的技能,通过推理、运算等解决问题.在新环境下研究“旧”性质.主要是将新性质应用在“旧”性质上,创造性地证明更新的性质,落脚点仍然是数列求通项或求和.
三、解答题
25.(25-26高三上·上海·期中)已知,
(1)若,求函数的值域;
(2)已知,若函数的最小正周期为,且函数在上恰有2个零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用二倍角的正余弦公式和辅助角公式可得,结合,可求值域;
(2)化简得,利用周期求得,求得函数的零点为,或,可求实数的取值范围.
【详解】(1)若,,
因为,所以,所以,
所以,所以,
所以函数的值域;
(2),
又因为函数的最小正周期为,所以,解得,
所以.
令,所以,
所以,或,
解得,或,
当时,有零点,,
当时,有零点,,
因为函数在上恰有2个零点,所以,
所以实数的取值范围为.
26.(25-26高三上·上海·期中)已知,函数.
(1)当时,求的值域;
(2)已知的内角的对边分别为,若,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)首先根据题意得到,再求其值域即可.
(2)首先根据得到,再利用余弦定理和基本不等式得到,再求面积的最大值即可.
【详解】(1)因为函数.
所以,
因为,所以,
可得:.
(2)因为,可得:,
因为,可得:,解得:.
因为,可得.
(当且仅当时取等号)
则,即.
.
因为,所以
当且仅当时,取等号.
因此,面积的最大值为.
地 城
考点02
函数的奇偶性与单调性
一、单选题
1.(25-26高三上·上海闵行·期中)下列函数是偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数奇偶性的定义判断即可.
【详解】选项A,令,定义域为,
且,即为奇函数,
选项B,令,定义域为,,
即为奇函数;
选项C,令,,,
故不是偶函数;
选项D,,定义域为,且,则为偶函数,
故选:D.
2.(25-26高三上·上海徐汇·期中)下列函数中,是偶函数且在上为减函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据奇偶性和单调性的概念可判断选项.
【详解】由,则为偶函数,
再根据幂函数的定义与性质,可得在增函数,故A错误;
由,则为偶函数,
再根据三角函数与复合函数,可得在不单调,故B错误;
由,则为奇函数,故C错误;
由,则为偶函数,
再根据对数函数与复合函数,可得在单调递减,故D正确.
故选:D.
3.(25-26高三上·上海松江·期中)下列函数中,既是奇函数又是增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由函数奇偶性和单调性的定义依次判断各选项即可.
【详解】对于A:是非奇非偶函数,不是奇函数,故A错误;
对于B:是奇函数又是增函数,故B正确;
对于C:是非奇非偶函数,不是奇函数,故C错误;
对于D:是非奇非偶函数,不是奇函数,故D错误;
故选:B
4.(25-26高三上·上海黄浦·期中)已知函数,其中,,其中,则图象如图所示的函数可能是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数图象和的奇偶性判断.
【详解】易知是偶函数, 是奇函数,给出的函数图象对应的是奇函数,
A. ,定义域为R,
又,所以是奇函数,符合题意,故正确;
B. ,,不符合图象,故错误;
C. ,定义域为R,
但,故函数是非奇非偶函数,故错误;
D. ,定义域为R,
但,故函数是非奇非偶函数,故错误,
故选:A
5.(25-26高三上·上海浦东新·期中)下列函数中,在区间上单调增的是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据反比例函数、二次函数、指数函数和对数函数性质依次判断各个选项即可.
【详解】对于A,由反比例函数性质知:在上单调递减,A错误;
对于B,由二次函数性质知:在上单调递减,B错误;
对于C,由指数函数性质知:在上单调递增,C正确;
对于D,由对数函数性质知:在上单调递减,D错误.
故选:C.
6.(25-26高三上·上海·期中)已知函数满足,且当时,,现有如下四个命题:①为奇函数;②若,则;③若,则;④若,则,则其中为假命题的是( )
A.①④ B.②③ C.①②④ D.①③④
【答案】C
【分析】根据赋值法可得,,进而可得,即可判断①,根据函数单调性的定义可判断在上为减函数,即可求解②,代值逐步求解即可判断③④.
【详解】令,,,所以.
令,,,则.
令,得,故为偶函数.①错误;
任取,,,则,
则,故在上为减函数.
由已知,可得,
故,解得,且,②错误;
若,则,,
,③正确;
若,则,,
,所以,故④错误,
故选:C.
7.(25-26高三上·上海·期中)若幂函数在上是严格减函数,且经过点,则实数的值可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用幂函数的性质可作出判断.
【详解】幂函数在上是严格减函数,则,故BD错误;
又因为经过点,而,故A错误;
而,故C正确;
故选:C
8.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的定义域为,且满足下列三个条件:
①对任意的,当时,都有;
②;
③是偶函数;
若,则的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由①可得函数在上单调递增,由②可得函数为周期函数,周期为8,由③可得函数关于直线对称,进而得到,,,进而根据单调性判断大小即可.
【详解】由①,对任意的,当时,都有,
则,故函数在上单调递增,
由②,,则,
则函数为周期函数,周期为8,
由③,是偶函数,则函数关于直线对称,
所以,
,
而,且函数在上单调递增,
所以,即.
故选:C.
9.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】构造函数,可证得是奇函数,且在上单调递增. 可化为,进而可解得结果.
【详解】令,(),
则,
所以是奇函数;
又都是上增函数,
所以在上单调递增.
所以可化为,
进而有,
所以,
解得或.
故选:B.
10.(25-26高三上·上海·期中)关于函数有下述四个结论:
①是偶函数 ②的最大值为2
③在有4个零点 ④在区间单调递减
其中所有正确结论的编号是( )
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③
【答案】A
【分析】函数的奇偶性可根据定义判断,最值、零点、单调性等可将函数去绝对值进行分析.
【详解】解:的定义域为,
因为,
故为偶函数,结论①正确,
当,
当,
故当时,
根据函数为偶函数,作出大致图象,如图所示
故函数的最大值为2,结论②正确,
根据图象可得,在有3个零点,故结论③错误,
由图象可以看出,在区间单调递减,结论④正确.
故选:A.
【点睛】本题考查了函数的奇偶性、三角函数的图象与性质,考查学生的推理论证能力和运算求解能力等.
11.(25-26高三上·上海嘉定·期中)已知函数,则不等式的解集为( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】得出在上单调递增,,然后将不等式等价变形为即可求解.
【详解】设函数,则函数是定义域为,
因为是增函数,是减函数,是增函数,
所以在上单调递增;
因为,
所以其图象关于点对称,即有,即.
由得 ,
即,
即,所以 ,解得 .
故选:A.
12.(25-26高三上·上海·期中)函数是( )
A.偶函数,且没有极值点 B.偶函数,且有一个极值点
C.奇函数,且没有极值点 D.奇函数,且有一个极值点
【答案】B
【分析】根据函数图象结合极值点的定义即可得出结论.
【详解】画出的图象,函数是偶函数,
且函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数有一个极大值点.
故选:B.
13.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知函数的定义域为,则命题“是偶函数”是命题“对一切实数都成立”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充分必要 D.既不充分也不必要
【答案】C
【分析】根据题意,由函数奇偶性的性质分析两个命题的关系,结合充分必要条件的定义可得答案.
【详解】解:根据题意,若是偶函数,即,必有成立,
反之,若,当时,有,则函数为偶函数,
故题“是偶函数”是命题“对一切实数都成立”的充分必要条件,
故选:C.
14.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知定义在R上的偶函数,其周期为4,当时,,对于下列两个命题:①②的值域为.判断正确的是( ).
A.①②都对 B.①②都错 C.①对②错 D.①错②对
【答案】D
【分析】利用周期性判断①,利用指数函数的单调性,以及偶函数的性质和函数的周期性求得值域判断②.
【详解】因为函数是周期为4的周期函数,
所以,故①错.
当时,,所以,即,
又因为函数是偶函数,所以,可得,
所以当时,,
又因为函数是周期为4的周期函数,所以的值域为,故②对.
故选:D.
15.(25-26高三上·上海杨浦·期中)若,,则( )
A.1 B. C. D.0
【答案】A
【分析】对已知条件进行化简,然后构造函数,利用函数的奇偶性和单调性来找出与的关系,最后根据三角函数的性质求出的值.
【详解】根据诱导公式,则可化为 ①.
对,可得,即 ②.
设,其定义域为,关于原点对称.
且,所以是奇函数.
对求导,,
若,,,所以;
若,,则,
所以在上单调递增.
由①式可得,由②式可得,所以.
因为是奇函数,所以.
又因为在上单调递增,所以,即.
将代入,可得.
的值为.
故选:A.
16.(25-26高三上·上海·期中)设正数不全相等,,函数.关于说法
①对任意都为偶函数,
②对任意在上严格单调递增,
以下判断正确的是( )
A.①、②都正确 B.①正确、②错误 C.①错误、②正确 D.①、②都错误
【答案】A
【分析】利用偶函数的定义判断①;变形函数,利用导数探讨单调性即可判断②.
【详解】函数的定义域为R,而,
对于①,
,因此函数是偶函数,①正确;
对于②,,
当时,令,求导得,
当时,,函数在上递减,则,因此,
当时,,函数在上递增,则,因此,
从而函数在上递增,同理在上都递增,
于是在上严格单调增,②正确,
故选:A
【点睛】思路点睛:正确理解奇函数和偶函数的定义,必须把握好两个问题:①定义域关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要非充分条件;②或是定义域上的恒等式.
17.(25-26高三上·上海·期中)设,.若对任意,均存在,使得函数在是单调函数,则的取值可能是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用两个函数总存在一个是单调的函数,而的单调性是已知的,我们就对任意可能包含在时,会导致不单调,此时则需要必须单调,从而去验证在区间的单调性,从而问题可得解.
【详解】由于这两个函数都是周期为的函数,则下面只考虑在区间上进行分析研究,
因为在区间上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
而题意要求对任意,均存在,使得函数在是单调函数,
所以只需要在区间是单调函数即可,
根据选项可知只需要满足时取值,
故,
根据余弦函数的单调性,若满足,解得,
若满足,解得,
若满足,无解,
故必满足题意,而,则ABC错误;
故选:D.
二、填空题
18.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知为奇函数,,则____________.
【答案】
【分析】根据奇偶性求函数值.
【详解】因为为奇函数,,
所以.
故答案为:.
19.(25-26高三上·上海·期中)若函数是上的偶函数,则______.
【答案】
【分析】根据为偶函数先得到的可取值,然后根据的取值范围确定出的值.
【详解】因为是上的偶函数,
所以,
又因为,所以,
故答案为:.
20.(25-26高三上·上海·期中)已知定义在R上的奇函数满足,且当时,,则______.
【答案】/
【分析】首先根据题意得到函数的周期为,再根据求解即可.
【详解】因为定义在R上的奇函数,且时,,
所以,解得,即时,.
因为,
所以,则函数的周期为,
所以.
因为,
所以.
故答案为:
21.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则_______.
【答案】0
【分析】根据题中函数奇偶性,得出函数的周期为4且,可求出结果.
【详解】根据题意知为偶函数,为奇函数,
所以,
,
,
可得,
所以,则是以4为周期的函数,
又因为奇函数,令,可得,
所以.
22.(25-26高三上·上海·期中)若函数为上严格增函数,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据分段函数单调性的性质列出不等式组并求解即可.
【详解】由于函数为上严格增函数,
令,则在时单调递增,令,
即在时恒成立,只需,
从而要使函数为上严格增函数,需满足,解得.
故答案为:.
23.(25-26高三上·上海·期中)设,,记的导数为.若函数为奇函数,则的值为__________.
【答案】
【分析】求导,结合奇函数的定义即可求解;
【详解】由,得,
所以,
因为为奇函数,定义域为,
所以,所以,
即,,满足;
所以,
故答案为:
24.(25-26高三上·上海·期中)已知为上的奇函数,当时,,则的图象在处的切线方程为_____________.
【答案】
【分析】根据奇函数的性质,结合导数的几何意义进行求解即可.
【详解】设,则,又为上的奇函数,
所以,
即当时,,当时,,
所以的图象在处的切线方程为,即.
故答案为:
25.(25-26高三上·上海松江·期中)函数的单调减区间为______.
【答案】
【分析】利用导数求解函数的单调区间即可.
【详解】函数的定义域为,
又,令,则,解得,
所以函数的单调减区间为.
故答案为:.
26.(25-26高三上·上海·期中)已知,若定义在上的函数是奇函数,则实数的值为_____.
【答案】
【分析】根据奇函数的定义求解即可得解.
【详解】因为函数是定义在上的奇函数,
当时,,,则,
因为函数为奇函数,则,即,解得,
所以,,
当时,,,,满足,合乎题意,
所以,若函数为奇函数,则.
故答案为:.
27.(25-26高三上·上海闵行·期中)已知奇函数在区间上的解析式为,则在区间上的解析式___________.
【答案】
【分析】根据奇函数满足求解即可.
【详解】依题意,当时,,故在区间上的解析式.
故答案为:
28.(25-26高三上·上海黄浦·期中)函数的严格增区间是______ .
【答案】
【分析】根据对数型复合函数单调性的求法可得答案.
【详解】根据题意函数,
设,有,
解可得,即函数的定义域为,
在区间上,为减函数,
也为减函数,
由复合函数的单调性法则得:
函数在上单调递增.
故答案为:
29.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若,则__________.
【答案】
【分析】由奇函数的性质进行求解即可.
【详解】设,显然定义域为,
又,
则,所以是上的奇函数:
又也是上的奇函数,所以也是上的奇函数,
因此,则.
故答案为:
三、解答题
30.(25-26高三上·上海·期中)设,函数.
(1)求的值,使得为奇函数;
(2)若,求满足的实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由奇函数的性质可得,代入解方程即可得出答案;
(2)由,可得,则,由指数函数的单调性解不等式即可得出答案.
【详解】(1)由为奇函数,可知,
即,解得,
当时,对一切非零实数恒成立,
故时,为奇函数.
(2)由,可得,解得,
所以
解得:,所以满足的实数的取值范围是.
31.(25-26高三上·上海·期中)已知为坐标原点,,,若.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)当时,求函数的值域.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)先用向量数量积及二倍角公式化简为,再根据正弦函数的单调性求递增区间.
(2)由角的范围结合正弦函数的图象性质求值域即可.
【详解】(1)由题意得
,
由正弦型函数的性质可得其单调递增区间满足,
化简得,
即的单调递增区间为,.
(2)因为,所以,
在该区间内,,
故.
32.(25-26高三上·上海·期中)已知幂函数为偶函数,.
(1)求的解析式;
(2)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(3)若函数在上是严格增函数,求k的取值范围.
【答案】(1);
(2)当时, 为偶函数,当时,为非奇非偶函数;
(3).
【分析】(1)由条件可得,解出的值,然后验证即可;
(2),分、两种情况讨论即可;
(3)当时,,然后化简可得,然后可得答案.
【详解】(1)因为为偶函数,所以
解得或
当时,为偶函数,满足题意
当时,是非奇非偶函数,不满足题意
所以
(2)因为,所以
所以当时,,为偶函数,
当时,,为非奇非偶函数,
(3)因为函数在上是严格增函数,
所以当时,,即
所以,
因为,所以,所以
因为,所以,所以
33.(25-26高三上·上海·期中)已知函数是定义在上的偶函数.
(1)当时,,求时,的表达式;
(2)当时,,若实数满足,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用偶函数的性质直接求解即可;
(2)先判断函数的单调性,再结合偶函数的性质解一元二次不等式即可.
【详解】(1)因为函数是定义在上的偶函数,即
当时,,
所以,
所以.
(2)当时,,
由幂函数和指数函数的单调性可得为递增函数.
又函数为偶函数,
所以,
两边平方后展开可得,即,
解得.
34.(25-26高三上·上海·期中)对于函数,若存在实数,使得为上的奇函数,则称是位差值为的"位差奇函数".
(1)判断函数和是否是位差奇函数,并说明理由;
(2)若是位差值为的位差奇函数,求的值;
(3)若对于任意都不是位差值为的位差奇函数,求实数的取值范围.
【答案】(1)是,不是 ,理由如下:
由,
所以为奇函数.
故对于任意有为位差奇函数.
又,设.
此时,
假设存在,为奇函数,则恒成立,即恒成立,矛盾,
故不存在有为位差奇函数.
(2)
(3)
【分析】(1)根据新定义结合奇函数定义判断即可;
(2)根据新定义、奇函数的性质,正弦函数的诱导公式得解;
(3)根据新定义及指数的运算性质、奇函数的定义求解.
【详解】(1)略
(2)由是位差值为的位差奇函数,
可得为上的奇函数.
为奇函数.
即,化简得,
因为对于任意恒成立,所以,
所以.
(3).
由题意对任意的均不恒成立.
此时,
即对任意的均不恒成立,故在无解.
又,故.故.
35.(25-26高三上·上海·期中)某路口的转弯处受地域限制,设计了一条单向双排直角拐弯车道,平面设计如图所示,每条车道宽为4米,现有一辆大卡车,在里侧车道,其车体水平截面图为矩形ABCD,它的宽AD为2.4米,车厢的左侧直线CD与双车道的分界线相交于E、 F,记
(1)若大卡车在转弯的某一刻,恰好 ,且A、B也都在双车道的分界线上,直线CD也恰好过路口边界O,求大卡车的车长AB;
(2)为保证行车安全,在里侧车道转弯时,车体不能越过双车道分界线. 求此大卡车的车长AB的最大值.
【答案】(1) 米
(2)()米
【分析】(1)通过解直角三角形,分别求出,即可求得本题答案;
(2)用表示,利用换元法并结合函数的单调性,求出的最小值,即可得到大卡车车长的最大值.
【详解】(1)如图 所示,
作 ,垂足为 ,作 ,垂足为 ,
因为 ,所以 , 在中,,
在中,
在中,,在 中,,
所以 米.
(2)因为 ,所以 ,
所以 ,
令 ,则 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
所以 ,
设 ,则 ,所以 ,
易知 在 上单调递增,且 ,
所以 在 上单调递减,
所以当 ,即 时, 取得最小值 .所以最终符合条件的大卡车车长最大值为
()米.
【点睛】方法点睛:对于含有和的三角函数值域问题,可以通过换元转化为熟悉的函数,如二次函数,分式函数来解答.
地 城
考点03
函数的图象与变换
一、单选题
1.(25-26高三上·上海·期中)数学中一般用表示,中的较小值.关于函数有如下四个命题:
①的最小正周期为;
②的图象关于直线对称:
③的值域为;
④在区间上单调递增.
其中是真命题的个数是( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据题意作出函数的图象,结合图象确定函数的性质,进而判断各个命题的真假性.
【详解】因为,,
根据题意作出的部分图象如图所示(图中实线部分),
由图象可知的最小正周期为,故①错误;
由图可知的图象的对称轴位于两条正弦曲线的交点处,
由得,
所以,时,,所以②正确;
当时,取得最大值1,且容易看出的最小值为,
所以的值域为,故③错误;
当时,,
此时,可得在区间上单调递增,故④正确;
综上所述:真命题的个数是2.
故选:B.
2.(25-26高三上·上海·期中)函数的图象是由向右平移个单位长度,再将图象上所有点的横坐标缩短为原来的倍后得到的,若函数在区间上有且仅有两个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据的图象变换规律,求得的解析式,再利用正弦函数的图象与性质列不等式,求得的取值范围.
【详解】将函数的图象向右平移个单位长度,可得的图象;
再将图象上每个点的横坐标变为原来的倍(纵坐标不变),
得到函数的图象,
因为函数在区间上有且仅有两个零点,
,
.
故选:A.
【点睛】本题主要考查的图象与性质以及变换规律,由零点个数,确定的范围.
3.(25-26高三上·上海·期中)函数在的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据,排除A和B选项;求得,得到有一零点,得到函数的单调性,即可求解.
【详解】由函数,且定义域关于原点对称,
所以函数是上的偶函数,其图象关于轴对称,
又由,因为,可排除A和B选项;
当时,可得,则,
由和的图象可知,两个函数图象在只有一个公共点,
所以有一零点,设为,
当时,,为减函数;
当时,,为增函数,所以选项D符合题意.
4.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先由函数奇偶性排除AB,再由时函数值正负情况可得解.
【详解】由图可知函数为偶函数,而函数和函数为奇函数,故排除选项AB;
又当时,此时,
由图可知当时,,故C不符合,D符合.
故选:D
5.(25-26高三上·上海·期中)若函数的图像关于y轴对称,,则( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将利用辅助角公式化为,利用函数的图像关于y轴对称,得到,计算求解.
【详解】,,
的图像关于y轴对称,
,,
当时,.
故选:B.
二、填空题
6.(25-26高三上·上海·期中)设且,则函数的图像恒过的定点坐标为_______.
【答案】
【分析】令,求得恒成立,进而得到函数恒过定点,得到答案.
【详解】令,可得恒成立,
所以函数的图象恒过定点.
故答案为:.
7.(25-26高三上·上海·期中)已知偶函数部分图象如图所示,且,则不等式的解集为___________.
【答案】
【分析】根据为偶函数,可以补全y轴左侧的图象,再对和分类讨论,确定的正负,由函数图象即可确定最后的取值范围
【详解】根据函数部分图象和偶函数可以补全y轴左侧的图象,
由,
当时,,结合图象可得;
当时,,可得,
所以的解为或.
故答案为:.
8.(25-26高三上·上海浦东新·期中)若函数的图象关于直线对称,则的最大值为__________.
【答案】
【分析】根据题设可得、是函数的零点,也是的两个根,即可得函数解析式,进而有,应用换元法及二次函数性质求其最大值.
【详解】由,可得为的两个零点,
又函数图象关于直线对称,则、也是函数的零点,
所以是的两个根,则,
所以
,
令,则,
所以,当,即时,最大值.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:根据对称性可得是的两个根,即可得参数值,再应用换元法将函数化为二次函数求最值.
9.(25-26高三上·上海·期中)设函数(其中,),若函数图象的对称轴与其对称中心的最小距离为,则______.
【答案】
【分析】根据对称轴与对称中心的最小距离即可得到周期,将对称轴代入即可得到关于的等式,再根据的范围即可得到解析式.
【详解】解:由题知,因为对称轴与对称中心的最小距离为,
所以,即,
所以,此时,
因为对称轴为,
故有:,
即,
因为,
所以,
故.
故答案为:
10.(25-26高三上·上海·期中)函数是计算机程序中一个重要函数,它表示不超过x的最大整数,例如,.已知函数(,且),若的图象上恰有3对点关于原点对称,则实数a的取值范围是______.
【答案】
【分析】根据新定义,作出的图象,再求出图象关于原点对称的图象对应的函数解析式,由交点个数并结合图象列式求解
【详解】根据新定义,作出的图象如下:
由的图象上恰有3对点关于原点对称,得函数图象关于原点对称的图
象与的图象有3个交点,由,得,则,
因此函数的图象与的图象恰有3个交点,
当时,函数的图象与的图象只有2个交点,不符合题意,
则,即,解得,所以实数a的取值范围是.
故答案为:
11.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的部分图象如图所示,设,给出以下四个结论:
①函数的最小正周期是;②函数在区间上单调递增;
③函数的图象过点;④若在上有且仅有两个极大值点,则.
其中所有正确结论的序号是______.
【答案】①②④
【分析】由图求得判断①,由解析式结合正弦函数性质判断②③④.
【详解】设函数的最小正周期为由图可知,解得,
因为,所以函数的最小正周期是,①正确;
所以,又图象经过,所以,解得,
因为,所以,所以,
所以,
当时,,此时且单调递减,
所以,且单调递增,②正确;
因为,所以的图象过点,③错误;
由,得,
在上,的第一个极大值点,第二个极大值点,第三个极大值点,
因为在上有且仅有两个极大值点,所以,④正确;
故答案为:①②④.
三、解答题
12.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的两条相邻对称轴的距离为.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再将所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),得到函数的图象. 若,且,求的值;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用二倍角公式、辅助角公式对解析式进行化简,结合函数图象的对称性求出的值,即得函数解析式;
(2)根据三角函数图象的平移伸缩变换得到的解析式,由题求得,结合的范围,求得,通过凑角后利用和角的正弦公式求解即可.
【详解】(1)因
,
由函数的相邻两条对称轴的距离为,所以函数的周期.
则.所以.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,得.
再将所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),得到.
因为,所以.
因为,则,则,
所以
.
地 城
考点04
指数函数与对数函数
一、单选题
1.(25-26高三上·上海·期中)已知指数函数,则函数的图象过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据指数函数过定点可得.
【详解】因为指数函数,所以,且,得.
所以函数.
因过定点,所以过定点.
故选:A.
2.(25-26高三上·上海浦东新·期中)在同一平面直角坐标系中,指数函数且和一次函数的图像关系可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据一次函数的横截距和纵截距的大小,结合幂函数的图象的增减性可得选项.
【详解】由得,所以一次函数与x轴交于,与y轴交于,故排除B选项;
对于A选项,一次函数的纵截距,而幂函数的图象中的,故A选项不正确;对于D选项,一次函数的纵截距,而幂函数的图象中的,故D选项不正确;对于C选项,一次函数的纵截距,而幂函数的图象中的,故C选项正确;
故选:C.
3.(25-26高三上·上海·期中)已知,则下列三个命题中正确的个数为( )个.
①若,则;
②若,则;
③若,则.
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】B
【分析】根据题意,分别利用指数函数、对数函数和幂函数的单调性,进行分析判断,即可求解.
【详解】对于①,由指数函数,它在定义域上是减函数,
因为,所以,故命题①错误.
对于②,由对数函数,它在定义域上是减函数,
因为,所以,故命题②正确.
对于③,由幂函数,其定义域为,且在上单调递增,
因为,所以,故命题③正确.
综上可得,命题②③正确,正确的命题有2个.
故选:B.
4.(25-26高三上·上海·期中)国家速滑馆又称“冰丝带”,是北京冬奥会的标志性场馆,拥有亚洲最大的全冰面设计,但整个系统的碳排放接近于零,做到了真正的智慧场馆、绿色场馆,并且为了倡导绿色可循环的理念,场馆还配备了先进的污水、雨水过滤系统,已知过滤过程中废水的污染物数量与时间(小时)的关系为(为最初污染物数量,且).如果前4个小时消除了的污染物,那么污染物消除至最初的还需要( )
A.3.8小时 B.4小时 C.4.4小时 D.5小时
【答案】B
【分析】由题意可得,再令,解出可得,即可得解.
【详解】由题意可知,即有,
令,则有,解得,
,故还需要4小时才能消除至最初的.
故选:B.
二、填空题
5.(25-26高三上·上海·期中)对数有意义,那么的取值范围是__________.
【答案】
【分析】由对数的真数大于0即可求解.
【详解】要使对数有意义,
则,即,解得:或.
故的取值范围是:.
故答案为:.
6.(25-26高三上·上海浦东新·期中)_____.
【答案】
【分析】根据指数幂运算性质和运算法则计算即可得到结果.
【详解】
本题正确结果:
【点睛】本题考查指数幂的运算,属于基础题.
7.(25-26高三上·上海·期中)若,则的值为______.
【答案】
【分析】由换底公式结合对数定义可得答案.
【详解】,则.
故答案为:
8.(25-26高三上·上海·期中)若,且,则______.
【答案】6
【分析】根据指对互化,结合换底公式即可求解.
【详解】由可得,
故,
由于,故,
故答案为:6
9.(25-26高三上·上海·期中)函数的最小值为______.
【答案】
【分析】根据对数的运算性质将函数化简为,再结合二次函数的性质计算可得.
【详解】因为
,
当,即时,取到最小值,且.
故答案为:
10.(25-26高三上·上海·期中)某同学根据数学家牛顿的物体冷却模型:若物体原来的温度为(单位:),环境温度为,单位),物体的温度冷却到,单位:)需用时(单位:分钟),推导出函数关系为为正的常数.现有一壶开水()放在室温为的房间里,下面三个选项中正确的是__________.
(1)函数关系也可作为这壶开水的冷却模型;
(2)当时,这壶开水冷却到大约需要28分钟;
(3)这壶水从冷却到所需时间比从冷却到所需时间短.
【答案】(2)(3)
【分析】对(1),利用指对互化即可判断;对(2),将数据代入公式即得到;对(3),分别代入公式计算冷却时间,作差比较大小即可.
【详解】对于(1),由于,
得,整理得,所以(1)错误;
对于(2),时,所以(2)正确;
对于(3),设壶水从到所需时间为,则
设壶水从到所需时间为,则,
,所以,故(3)正确;
故答案为:(2)(3).
地 城
考点05
函数的零点与方程
一、单选题
1.(25-26高三上·上海松江·期中)已知函数在区间上有且仅有1个零点,则t的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】借助三角恒等变换可将原函数化为正弦型函数,再利用正弦函数图象计算即可得.
【详解】,
当时,,
令,则,
则有,解得,
故t的取值范围为.
故选:A.
2.(25-26高三上·上海·期中)已知函数在区间内的图象为连续不断的一条曲线,则“”是“函数在区间内有零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】先根据零点的存在性定理分析充分性,然后再举例分析必要性,由此判断出属于何种条件.
【详解】由零点存在性定理,可知充分性成立;
反之,若函数,则易知,
且在区间内有两个零点,故必要性不成立.
故选:A.
3.(25-26高三上·上海·期中)已知函数在区间内的图象为连续不断的一条曲线,则“”是“函数在区间内有零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】先根据零点的存在性定理分析充分性,然后再举例分析必要性,由此判断出属于何种条件.
【详解】由零点存在性定理,可知充分性成立;
反之,若函数,则易知,
且在区间内有两个零点,故必要性不成立.
故选:A.
4.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若函数的零点均在区间[a,b]内,,则的最小值为( )
A.11 B.9 C.7 D.5
【答案】A
【分析】根据导数求和的单调性,,即在上单调递增,, 在上单调递减,再应用零点存在定理确定零点所在区间,根据图像平移即可求得结果.
【详解】由题知
,
所以,,则,
当时,,
当时,,;
当时,,,
当时显然成立,
所以,即在上单调递增,
又,,
所以在上有唯一的零点,
同理,,
所以,,当,,
所以在上单调递减,
又,
,
所以在有唯一的零点.
则的零点在区间内,的零点在区间内,
所以零点均在区间中的最大值为,的最小值为,
所以的最小值为.
故选:A
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键在于利用导数判断函数的单调性,进而根据零点存在定理求得,的零点所长区间.
5.(25-26高三上·上海徐汇·期中)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,为了纪念数学家高斯,我们把函数称为高斯函数,其中表示不超过的最大整数,如,则点集所表示的平面区域的面积是( )
A.4 B.2 C.6 D.1
【答案】A
【分析】根据集合的描述及已知函数新定义有或,进而作出点集表示的对应区域,即可得答案.
【详解】由可得或,
即或或或,
即或或或,
上述不等式组表示的平面区域如图示:
由图可知平面区域由4个边长为1的正方形组成,
所以点集所表示的平面区域的面积是4.,
故选:A
【点睛】关键点点睛:明确点集表示的几何意义为平面区域,这是解答的关键.
6.(25-26高三上·上海长宁·期中)已知,则方程的实数根个数不可能为( )
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
【答案】A
【分析】作出的图象,令,由对勾函数的性质作出的图象,再对分类讨论,将问题转化为关于的方程(具体到每种类型时为常数)的解的个数问题.
【详解】因为,
当时,则在上单调递增,在上单调递减,
又,,,
当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
且,,,,,
作出的图象,如图所示:
令,由对勾函数的性质可知在,上单调递减,
在,上单调递增,且,,则的图象如下所示:
①当时,令或,
则关于的方程有两个实数解,关于的方程的方程也有两个实数解,
即此时对应的个数为,(以下处理方法类似);
②当时,令或或,此时对应的个数为6;
③当时,
令或或或,
此时对应的个数为;
④当时,或或或,此时对应的个数为;
⑤当时,或或,此时对应的个数为;
⑥当时,或,此时对应的个数为3;
⑦当时,,此时对应的个数为2.
综上可知,实数根个数不可能为5个.
故选:A
【点睛】关键点点睛:本题关键是作出的图象,再对分类讨论,将问题转化为关于的方程(具体到每种类型时为常数)的根的问题.
7.(25-26高三上·上海闵行·期中)若函数有4个零点,则正数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据一次函数与对数函数的图象,得到时,函数只有一个零点,结合题意,得到时,方程有三个零点,利用三角函数的性质,得出不等式,即可求解.
【详解】当时,令,即,即,
因为函数与的图象仅有一个公共点,如图所示,
所以时,函数只有一个零点,
又由函数有4个零点,
所以时,方程有三个零点,如图所示,
因为,可得,则满足,
解得,即实数的取值范围为.
故选:B.
8.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,则关于的方程有个不同实数解,则实数满足( )
A.且 B.且
C.且 D.且
【答案】C
【分析】令,利用换元法可得,由一元二次方程的定义知该方程至多有两个实根、,作出函数的图象,结合题意和图象可得、,进而得出结果.
【详解】令,作出函数的图象如下图所示:
由于方程至多两个实根,设为和,
由图象可知,直线与函数图象的交点个数可能为0、2、3、4,
由于关于x的方程有7个不同实数解,
则关于u的二次方程的一根为,则,
则方程的另一根为,
直线与函数图象的交点个数必为4,则,解得.
所以且.
故选:C.
二、填空题
9.(25-26高三上·上海·期中)已知关于的方程的两个实数根分别为.若,则实数的值为__________.
【答案】
【分析】由韦达定理可得,,再根据代入求解即可.
【详解】由题知,,
,
,
即,
解得或(舍去),
所以.
故答案为:.
10.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若存在四个不相等的实根,,,,且,则的最小值是______.
【答案】
【分析】根据已知函数解析式作出函数图象,根据图象及已知得,、,且,根据对数运算得,对目标式化简得出,再根据基本不等式得出答案.
【详解】作函数与图象如下:
存在四个不相等的实根,,,,且,
则,、,且,即,得,
则,
当且仅当时,即,时,等号成立,
故答案为:.
11.(25-26高三上·上海·期中)已知关于的方程在上有两个不相等的实很,则实数的取值范围是________.
【答案】
【分析】原方程可化为,令,,即得在有两个不相等的实根,再转化为和,有两个不同的交点,利用导数研究函数图象,并结合图象得到结果即可.
【详解】由,可得方程
可化为,
令,,
因为在上单调递增,
所以函数在上单调递增,
故时,值域为.
方程可化为,
当时,方程可化为,不成立,
故,故原方程可化为,
由已知在有两个不相等的实根,
即和,有两个不同的交点.
,
当和时,,
即在上递减,在上递减;
当时,,在递增.
另外,时,;时,;
,当时,,
当,且时,,
当,且时,,
根据以上信息,函数,大致图象如下,
当时,和,的图象有两个不同的交点.
所以的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)或已知零点个数(方程根的个数)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
12.(25-26高三上·上海徐汇·期中)方程有两根,,且,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】令,易得,依题意可得,解之即得.
【详解】令,图象恒过点,
方程0在区间内有两个不同的根,
,解得.
故答案为:.
13.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,若方程有2个根,则的范围是______.
【答案】
【分析】利用函数在时的单调性,进而可得函数在时的值域,再利用二次函数的性质可得函数时的值域,即得函数的值域,然后作出函数图象,结合函数图象即可求出参数的取值范围;
【详解】因为,
当时,由单调递增,
∴在上单调递增,
∴当时,,
当时,所以,
综上,函数的值域为,
作出函数的图象与直线如图所示:
函数有2个零点,即与有2个交点,
所以,即.
故答案为:.
14.(25-26高三上·上海松江·期中)设函数在区间恰有三个极值点、两个零点,则的取值范围是____________.
【答案】
【分析】根据题意,结合正弦函数的图象和性质即可求解.
【详解】由题意,当时,不能满足在上极值点比零点多,
当时,因为,所以,
要使函数在区间恰有三个极值点、两个零点,
由的部分图象如下图所示:
则,解得,即,
故答案为:.
15.(25-26高三上·上海宝山·期中)方程的解为________.
【答案】
【详解】设,则
考点:解指对数不等式
16.(25-26高三上·上海嘉定·期中)定义在区间的函数与的图像交点个数为______.
【答案】4
【分析】在平面直角坐标系中,分别画出与的图像,根据图像即可求解.
【详解】在平面直角坐标系中,函数与的图像如图所示,
根据图像,可得函数与的图像交点个数为4.
故答案为:4.
17.(25-26高三上·上海·期中)函数的零点为___________;
【答案】
【分析】求解出的解,结合定义域可知结果.
【详解】令,解得,,
又因为,所以,
所以的零点为,
故答案为:.
三、解答题
18.(25-26高三上·上海·期中)已知函数,.
(1)若,当时,求的值域;
(2)若的最小正周期是,在()上有且仅有三个零点,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】 (1)先求整体角的取值范围,结合正弦函数的图象性质求值域;
(2)由周期公式求出,将零点问题转化为整体角范围内正弦函数的零点个数问题,列不等式求解的范围.
【详解】(1)当时,. 因为,所以.
根据正弦函数的单调性:当即时,取最大值;
当即时,取最小值.
因此的值域为.
(2)由的最小正周期,且,解得,故.
令,当时,.
在上有且仅有3个零点等价于在上有且仅有3个零点.
正弦函数的零点为,满足的前4个零点依次为,
要恰有3个零点,需满足.
解不等式得: .
因此实数的取值范围为.
19.(25-26高三上·上海·期中)设函数.
(1)设,求函数的单调区间;
(2)求证:是有三个不同零点的必要而不充分条件;
(3)设,,,证明:函数恰有一个零点r,且存在唯一的严格递增正整数数列,使得.
【答案】(1)增区间和;减区间
(2)
因为有三个不同的零点,必然会有两个极值点,
所以有两个不同的根,所以,所以,
又因为有两个极值点,极小值不一定小于0,所以函数值受到的影响,
所以是有三个不同零点的必要不充分条件;
(3)
,
因为,所以函数单调递增,
当时,,当时,,
所以存在唯一零点,
所以,
,
故数列,是满足题设要求的数列,
若存在两个不同的递增正整数数列和,满足,
,
去掉上面等式两边相同的项,有,
这里的,所有的都是不同的整数,
不妨设,则
即,矛盾,
故满足题意的数列是唯一的.
【分析】(1)由题意可知,,利用导数求函数的单调区间;
(2)由函数有三个不同的零点,转化为函数有两个极值点,再结合函数的性质,以及充分,必要条件的定义,即可说明;
(3)首先结合零点存在性定理,说明函数恰有一个零点r,再结合反证法,说明等式成立.
【详解】(1),,
令,得,得,,
,解得:或,,解得:,
所以在和单调递增,在单调递减,
(2)略
(3)略
【点睛】思路点睛:本题的难点是后两问,第二问的关键是转化为函数存在两个极值点问题,第三问的关键是利用反证法说明存在,且唯一.
20.(25-26高三上·上海黄浦·期中)对于两个定义域均为D的函数和,若存在,使得且,则称和“局部相等”.
(1)判断函数与是否“局部相等”,并说明理由;
(2)若函数与“局部相等”,求实数m的值;
(3)对于给定的实数m,若存在实数n,使得函数与“局部相等”,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
,
根据题意可令,解得,
所以函数与是“局部相等”;
(2);
(3)
【分析】(1)求出两函数的导函数,根据题意列方程解出值,即可得出答案;
(2)求出两函数的导函数,根据题意列方程解出值,即可得出答案;
(3)求出两函数的导函数,根据题意列方程,消去n可得关于的不等式有解,设,求导研究单调性,画出图象,即得答案.
【详解】(1)略
(2),
若函数与“局部相等”,
则,解得,;
(3)
根据题意可得关于m的不等式:有解,
消去n可得关于的不等式有解,
设,所以,
所以的符号为:
所以在单调递增,在单调递减,
所以,且时,;时,,
所以
所以
21.(25-26高三上·上海·期中)已知定义域为D的函数,其导函数为,满足对任意的都有.
(1)若,,求实数a的取值范围;
(2)证明:方程至多只有一个实根;
(3)若,是周期为2的周期函数,证明:对任意的实数,,都有.
【答案】(1)
(2)
令,故,
所以函数是严格减函数,故至多只有一个实根;
(3)
设的最大值为,最小值为,
在一个周期内,函数值必能取到最大值与最小值,
设,,
因为函数是周期为2,取一个周期,且,
则有,
若,则成立,
若,设,即,故,且,则,
所以成立,
综上,对任意实数,都成立,所以原式得证.
【分析】(1)根据题意,将问题转化成恒成立问题,即在上恒成立,再利用函数的单调性即可求出结果;
(2)构造函数,由题易知在定义域上严格单调,从而得到证明;
(3)利用函数是定义域为的周期函数,知函数在一个周期上必有最大值和最小值,再利用条件,得到,再对与1的大小关系进行分类讨论,即可得出结论.
【详解】(1)因为,,所以,
由题意知,在上恒成立,即在上恒成立,
所以,即在上恒成立,
令,易知,在上,函数和均单调递增,
所以.
(2)略
(3)略
【点睛】关键点点睛:对于(1)恒(能)成立问题,常通过构造函数,转化成求函数的最值来求解;
对于(3),设的最大值为,最小值为,在一个周期上,,当时,结论显然成立,当时,利用基本不等式的性质可证明.
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