内容正文:
2026-2027学年高一数学秋季班同步培优讲义
第一次月考复习冲刺(提高篇)
考点01:集合的概念与表示
1.已知集合,若对都有,则的值为_______
2.已知集合,且,则M等于
A. B. ,3,
C. ,3, D. ,3,
3.已知集合,则下列与相等的集合个数为( )
①②③④
A.0 B.1 C.2 D.3
4.已知集合.
(1)当时,中只有一个元素,求的值;
(2)当时,中至多有一个元素,求的取值范围.
5.已知集合,集合
(1)若,求实数的取值范围;
(2)已知,,求实数的取值范围.
考点02:子集、全集、补集
6.若集合,,则集合与的关系是( )
A. B. C. D.不确定
7.已集合,若,则实数a的取值集合是( )
A. B. C. D.
8.若集合有2个子集,则实数的值为_______.
9.已知集合,,若,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
10.已知集合,集合,若,求的取值范围.
11.集合,集合,集合.
(1)求集合;
(2)若,求实数的取值范围.
考点03:交集、并集
12.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
13.已知集合,,若,则实数___________
14.已知集合},若,则 k的值为 .
15.已知集合,,若,则实数的值为 .
16.学校举办运动会时,高一(1)班共有名同学参加比赛,有人参加游泳比赛,有人参加田径比赛,有人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有人,同时参加田径比赛和球类比赛的有人,没有人同时参加三项比赛.同时参加游泳和球类比赛的有 人.
17.设集合,集合.
(1)若,求和;
(2),求实数的取值范围.
18.已知集合,.
(1)分别求,;
(2)已知,若,求实数的取值集合.
19.已知集合,集合,定义集合且
(1)若,求.
(2)若,求a的取值范围.
考点04:命题、定理、定义
20.若命题“”是假命题,则a的取值范围是______
21.命题甲:集合,且.命题乙:集合,且.问题: 若命题甲和乙中有且只有一个真命题,求实数的取值范围.
22.命题甲:集合,且,命题乙:集合,且,
(1)若命题甲是真命题,求实数的取值范围;
(2)若命题乙是真命题,求实数的取值范围;
(3)若命题甲和乙中有且只有一个真命题,求实数的取值范围.
考点05:充分条件、必要条件、充要条件
23.
“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
24.
使不等式成立的一个充分不必要条件为( )
A. B. C. D.
25.设,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
26.已知,若的一个必要不充分条件是,则的取值范围是 .
27.已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若是的必要条件,求的取值范围.
28.设p:实数x满足,q:实数x满足.
(1)若q为真,求实数x的取值范围;
(2)若p是q的必要不充分条件,求实数a的取值范围.
考点06:全称量词命题与存在量词命题
29.下列四个命题中,是真命题的为( )
A.任意,有 B.任意,有
C.存在,使 D.存在,使
30.命题“,”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
31.已知命题“”为假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
32.若命题“,”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
33.若命题“,”为假命题,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
34.命题p:“,”是假命题,则m的取值范围是 .
考点07:不等式的基本性质
35.若,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
36.已知为实数,则下列命题成立的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
37.已知实数满足,则( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
38.已知,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
39.已知-3<a<-2,3<b<4,则的取值范围为( )
A.(1,3) B. C. D.
40.已知,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
考点08:一元二次不等式与分式不等式的求解
41.不等式的解集为______.
42.若关于的不等式的解集为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
43.
一元二次不等式的解为,那么的解集为( )
A. B.
C. D.
44.若不等式的解集为,那么不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.
45.若,不等式恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
46.在上定义运算,若不等式对一切实数恒成立,则实数的取值范围是 .
47.若命题“,不等式恒成立”为假命题,则实数的取值范围为 .
48.不等式的解集为 .
49.已知函数
(1)当时,解不等式;
(2)若关于的不等式的解集为,求的值;
(3)解关于的不等式
考点09:基本不等式及其应用
50.已知,则的最小值为______
51.若,则的最大值为 .
52.已知,求的最大值为_______
53.已知正实数,满足,则的最小值为______
54.已知,则的最小值为 .
55.已知,且,若恒成立,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
56.正数满足,求的最小值.其中一种解法是:,当且仅当且时,即且时取等号.
学习上述解法并解决下列问题:
(1)若正实数满足,求的最小值,并指出等号成立的条件;
(2)设的最小值为,且正数满足,求的最小值;
(3)若实数满足,试比较和的大小;利用该结论求代数式的最小值,并指出等号成立时m的值.
考点10:集合新定义问题
57.若对任意,,则称A为“影子关系”集合,下列集合为“影子关系”集合的是( )
A. B.
C. D.
58.已知集合,,定义集合:,则集合的非空子集的个数是( )个.
A.16 B.15 C.14 D.13
59.集合,,且M、N都是集合的子集,若把叫做集合的长度,那么集合的长度的最小值为( )
A. B. C. D.
60.记,表示个元素的有限集,表示非空数集中所有元素的和,若集合,则 ,若,则的最小值为 .
61.已知集合,设,令表示集合所含元素的个数,则 .
62.已知集合,设是的至少含有两个元素的子集,对于的任意两个不同的元素,若都不能整除,则称集合是的“好子集”.
(1)判断数集与是否是集合的“好子集”,并说明理由;
(2)证明:若是的“好子集”,则对于中的任意两个不同的元素,都有;
(3)求集合的“好子集”所含元素个数的最大值,并写出取到元素个数最大值时的.
63.集合是由个正整数组成的集合,如果任意去掉其中一个元素之后,剩余的所有元素组成的集合都能分为两个交集为空的集合,且这两个集合的所有元素之和相等,就称集合为“可分集合”.
(1)判断集合、是否为“可分集合”(不用说明理由);
(2)求证:五个元素的集合一定不是“可分集合”;
(3)若集合是“可分集合”,证明是奇数.
考点11:不等式的实际应用题
64. 2025年上海奇迹花园国际艺术花展于9月20日正式启幕,本次花展首次实现沉浸 IP 展、花卉景观、跨界艺术、光影夜花园四展合一,为市民游客打造一个可游、可赏、可感的秋季治愈系童话世界.某公园受此启发打算设计一个八边形活动区域,该区域的主体造型平面图是由两个相同的矩形和构成的十字形区域,十字形的面积为.计划在正方形上建一座花坛,造价为2100元;在四个相同的矩形(图中阴影部分)上铺地砖,造价为105元;再在四个空角(图中四个三角形)上铺草坪,造价为40元.设长为,总造价为元,求:
(1)设长为,用表示,并求出的取值范围;
(2)如何设计可使总造价最低,并求出最低造价.
65. 某市为推动美丽乡村建设,发展农业经济,鼓励某食品企业生产一种饮料,该饮料每瓶成本为10元,售价为15元,月销售8万瓶.
(1)据市场调查,若每瓶售价每提高1元,月销售量将减少8000瓶,要使下月总利润不低于原来的月总利润,该饮料每瓶售价最多为多少元?
(2)为提高月总利润,企业决定下月调整营销策略,计划每瓶售价元,并投入万元作为调整营销策略的费用.据市场调查,每瓶售价每提高1元,月销售量将相应减少万瓶,则当每瓶售价为多少时,下月的月总利润最大?并求出下月的最大总利润.(提示:月总利润月销售总收入月总成本)
66.近年来,某企业每年消耗电费36万元.为了节能减排,决定安装一个可使用20年的太阳能供电设备,并接入本企业的电网.安装这种供电设备的费用(单位:万元)与太阳能电池板的面积(单位:)成正比,比例系数约为.为了保证正常用电,安装后采用太阳能和电能互补供电的模式.设在此模式下,安装后该企业每年消耗的电费(单位:万元)与安装的这种太阳能电池板的面积(单位:)之间的函数关系是(为常数).记该企业安装这种太阳能供电设备的费用与20年所消耗的电费之和为(单位:万元).
(1)解释的实际意义,并写出关于的函数关系式;
(2)当为何值时,最小?求出的最小值;
(3)要使不超过安装太阳能供电设备前消耗电费的,求的取值范围.
考点12:压轴题
67.已知函数.
(1)若对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式;
(3)若存在使关于的方程有四个不同的实根,求实数的取值范围.
68.对在直角坐标系的第一象限内的任意两点,作如下定义:,那么称点是点的“上位点”,同时点是点的“下位点”.
(1)试写出点的一个“上位点”坐标和一个“下位点”坐标;
(2)设、、、均为正数,且点是点的上位点,请判断点是否既是点的“下位点”又是点的“上位点”,如果是请证明,如果不是请说明理由;
(3)设正整数满足以下条件:对任意实数,总存在,使得点既是点的“下位点”,又是点的“上位点”,求正整数的最小值.
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2026-2027学年高一数学秋季班同步培优讲义
第一次月考复习冲刺(提高篇)
考点01:集合的概念与表示
1.已知集合,若对都有,则的值为______
【答案】2
【知识点】根据集合的包含关系求参数、集合元素互异性的应用、根据元素与集合的关系求参数、判断两个集合的包含关系
【分析】得到,分和两种情况,求出,舍去不合要求的解,得到答案.
【详解】由题意得,
当时,解得或,
当时,满足要求,
当时,,,,中元素均与互异性矛盾,舍去,
当时,,此时,中元素与互异性矛盾,舍去,
综上,.
故选:C
2.已知集合,且,则M等于
A. B. ,3,
C. ,3, D. ,3,
【答案】D
【解答】因为集合且,
所以可能为1,2,3,6,
对应a的值为4,3,2,,
所以
故选
3.已知集合,则下列与相等的集合个数为( )
①②③④
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】解方程组可化简①,由偶次根式有意义可计算②,分别研究n为奇数、n为偶数可计算③,由定义可得④,依次判断即可求得结果.
【详解】对于①,;
对于②,中解得,故;
对于③,当n为奇数时,;当n为偶数时,,
所以;
对于④,.
所以与M相等的集合个数有2个.
故选:C.
4.已知集合.
(1)当时,中只有一个元素,求的值;
(2)当时,中至多有一个元素,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)借助根与系数的关系计算即可得;
(2)分及进行讨论,若,可计算出结果,若,则需借助根与系数的关系计算.
【详解】(1)当时,,
由中只有一个元素,则有,解得;
(2)当时,,
由中至多有一个元素,故中可能没有元素或个元素,
当时,,符合要求;
当时,对有:
,解得;
综上所述:或.
5.已知集合,集合
(1)若,求实数的取值范围;
(2)已知,,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】根据元素与集合的关系求参数、根据交集结果求集合或参数、解不含参数的一元二次不等式、分式不等式
【分析】(1)求出集合、,利用可得出关于实数的不等式组,由此可解得实数的取值范围;
(2)根据元素与集合的关系可得出关于实数的不等式,综合可得出实数的取值范围.
【详解】(1)因为或,
,
且,则,解得,
因此,实数的取值范围是.
(2)因为,则,解得,
因为,则或,可得或.
综上所述,实数的取值范围是.
考点02:子集、全集、补集
6.若集合,,则集合与的关系是( )
A. B. C. D.不确定
【答案】C
【分析】由集合间子集关系的判断方法判断即可.
【详解】B={y|y=6m+5,m∈Z}={x|x=6m+5,m∈Z},
任意x∈B,则存在m∈Z,使x=6m+5,
而x=6m+5=3(2m+2)﹣1∈A,
故B⊆A,
又∵2∈A,2∉B,
∴A=B,A⊆B都不正确,
故选:C.
7.已集合,若,则实数a的取值集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,
∴当时,,满足;
当时,若,则时,时,.
的取值集合是.
故选:C.
8.若集合有2个子集,则实数的值为_______.
【答案】或
【解析】
【分析】由子集个数得到方程根的个数,根据方程根的个数求解的值.
【详解】因为集合有个子集,所以方程有且只有一个根.
当时,方程可化为,解得,满足条件;
当时,若方程有且只有一个根,则,解得;
综上,实数的值为或.
故答案为:或.
9.已知集合,,若,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可得,又,,
所以,解得,故选:B.
10.已知集合,集合,若,求的取值范围.
【答案】
【知识点】根据集合的包含关系求参数、分式不等式
【分析】化简集合,根据集合的包含关系列不等式可求的范围.
【详解】解不等式得,
所以,
由,,可得
当集合时,,解得;
当集合时,,解得.
综上:.
11.集合,集合,集合.
(1)求集合;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由得:,即,;
由得:,解得:,即;
.
(2)由得:,解得:;
当时,满足,此时,解得:(舍);
当时,由得:,解得:;
综上所述:实数的取值范围为.
考点03:交集、并集
12.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意得,,
则.
故选:C
13.已知集合,,若,则实数___________
【答案】0或2
【详解】∵,∴,
显然,若,则,满足题意;
若,则或,不合题意,代入可知满足题意,
综上,或2.
故答案为:0或2.
14.已知集合},若,则 k的值为 .
【答案】或
【知识点】根据交集结果求集合或参数、已知直线平行求参数
【分析】集合中的元素都是直线上的点,可将“交集为空集”转化成“两条直线没有交点”,根据两直线间的位置关系可求得结果.
【详解】由题意,集合中,可整理成,
所以,集合表示直线上的点集,集合表示直线上的点集.
因为,所以直线与直线平行或有一个交点,
当两直线平行时,;当两直线交点为时,.
故答案为:或.
15.已知集合,,若,则实数的值为 .
【答案】
【知识点】根据集合的包含关系求参数、利用集合元素的互异性求参数
【分析】根据集合间的基本关系得出,再代入验证.
【详解】由,知是的子集,所以或或.
由集合中元素的互异性,知,所以,故,.
从而,而,故.
经验证满足条件.
故答案为:.
16.学校举办运动会时,高一(1)班共有名同学参加比赛,有人参加游泳比赛,有人参加田径比赛,有人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有人,同时参加田径比赛和球类比赛的有人,没有人同时参加三项比赛.同时参加游泳和球类比赛的有 人.
【答案】
【知识点】容斥原理的应用
【分析】设高一(1)班参加游泳、田径、球类比赛的学生分别构成集合、、,设同时参加游泳和球类比赛的学生人数为人,作出韦恩图,根据题意可得出关于的方程,解出的值即可.
【详解】设高一(1)班参加游泳、田径、球类比赛的学生分别构成集合、、,
设同时参加游泳和球类比赛的学生人数为人,由题意作出如下韦恩图,
由题意可得,解得.
因此,同时参加游泳和球类比赛的有人.
故答案为:.
17.设集合,集合.
(1)若,求和;
(2),求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【知识点】并集的概念及运算、根据并集结果求集合或参数、交集的概念及运算
【分析】(1)根据交集并集概念计算;在求取值范围时,
(2)根据集合间的包含关系构造不等式组,来确定参数的取值范围.
【详解】(1)若,则,
所以,
(2)因为,所以,
当时,满足,此时;
当时,要使,则,解得
综上,实数的取值范围为
18.已知集合,.
(1)分别求,;
(2)已知,若,求实数的取值集合.
【答案】(1),
(2)
【知识点】根据集合的包含关系求参数、交集的概念及运算、并集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】(1)先解一元二次不等式化简集合,再根据集合交集和并集的概念求解即可;
(2)根据集合的包含关系列不等式组求解即可.
【详解】(1)由解得,
所以,,
所以,.
(2)因为,所以,
当时可知,解得,
所以实数的取值集合为.
19.已知集合,集合,定义集合且
(1)若,求.
(2)若,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),
.
由,则,故.
(2)由得,即有或,故.
故a的取值范围为.
考点04:命题、定理、定义
20.若命题“”是假命题,则a的取值范围是______
【答案】
【知识点】根据全称命题的真假求参数
【分析】由题意可知命题的否定为真命题,由判别式得到不等式,解得的取值范围》
【详解】命题“”是假命题,
则 是真命题,
∴,
解得:或,
即a的范围是
21.命题甲:集合,且.命题乙:集合,且.问题: 若命题甲和乙中有且只有一个真命题,求实数的取值范围.
【答案】
【知识点】已知命题的真假求参数、根据并集结果求集合或参数、根据交集结果求集合或参数
【分析】对于命题甲,根据条件利用集合的运算可求出命题甲是真命题时的范围;对于命题乙,将问题转化成或集合A中元素为非正数,从而通过方程根的情况,求得命题乙是真命题时的范围,然后根据命题甲与命题乙的真假分两种情况讨论即可求得答案.
【详解】对于命题甲:
因为,
又,所以,解得
所以当命题甲是真命题,实数的取值范围为.
对于命题乙:
因为,且,则或集合A中元素为非正数.
又,所以A中元素是方程的根.
当时,,解得;
当集合A中元素为非正数时,设是方程的根,
因为,则且,解得.
所以当命题乙是真命题,实数的取值范围为.
当命题甲是真命题,命题乙是假命题时,得,从而得,
当命题甲是假命题,命题乙是真命题时,得或,从而得,
所以命题甲和乙中有且只有一个真命题时,实数的取值范围为.
22.命题甲:集合,且,命题乙:集合,且,
(1)若命题甲是真命题,求实数的取值范围;
(2)若命题乙是真命题,求实数的取值范围;
(3)若命题甲和乙中有且只有一个真命题,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【知识点】根据交集结果求集合或参数、已知命题的真假求参数、根据或且非的真假求参数
【分析】(1)根据条件,利用集合的运算结果得到,即可求解;
(2)利用,将问题转化成或集合中元素是非正数,从而通过方程的解,求得,即可求解;
(3)利用(1)和(2)中结果,分命题甲是真命题,命题乙是假命题和命题甲是假命题,命题乙是真假命题两种情况,即可求解.
【详解】(1)因为,又,
所以,解得,
所以当命题甲是真命题,实数的取值范围为.
(2)因为,且,则或集合中元素是非正数,
又,所以中元素是方程的解,
当时,,解得,
当集合中元素是非正数时,设是方程的根,
因为,则且,解得,
所以当命题乙是真命题,实数的取值范围为.
(3)当命题甲是真命题,命题乙是假命题时,,得到,
当命题甲是假命题,命题乙是真命题时,或,得到,
所以命题甲和乙中有且只有一个真命题,实数的取值范围为或.
考点05:充分条件、必要条件、充要条件
23.
“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件
【分析】解不等式,得到或,根据推出关系得到答案.
【详解】或,
或,但或,
故“”是“”的充分而不必要条件,A正确,BCD错误.
故选:A
24.
使不等式成立的一个充分不必要条件为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】判断命题的充分不必要条件、解不含参数的一元二次不等式
【分析】解不等式可得,结合充分条件及必要条件的定义判断结论.
【详解】解不等式,可得,
所以不等式成立的一个充分不必要条件必须为的非空真子集,
所以可以排除选项A,B,C,
因为由可推得,由不能推得,
所以使不等式成立的一个充分不必要条件为.
故选:D.
25.设,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】判断命题的必要不充分条件、解不含参数的一元二次不等式
【分析】先解一元二次不等式,再应用充分必要条件定义判断即可.
【详解】解不等式,得,
因为是的真子集,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:A.
26.已知,若的一个必要不充分条件是,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据必要不充分条件求参数、解不含参数的一元二次不等式
【分析】由题命题对应集合为命题对应集合的真子集,据此可得答案.
【详解】或,
则命题对应集合为.
,则命题对应集合为.
因的一个必要不充分条件是,则命题对应集合为命题对应集合的真子集,
则.
故答案为:
27.已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若是的必要条件,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】根据集合的包含关系求参数、交集的概念及运算、根据必要不充分条件求参数
【分析】(1)根据已知条件化简集合和,再求交集即可.
(2)根据已知可得是的子集,列不等式组进而求解.
【详解】(1)解不等式,得,即,
当时,,
所以
(2)因为是的必要条件,
所以,
所以,解得:,
所以的取值范围是.
28.设p:实数x满足,q:实数x满足.
(1)若q为真,求实数x的取值范围;
(2)若p是q的必要不充分条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)若q为真,则实数x满足,即,
所以,解得:,
即q为真时,实数x的取值范围为;
(2)对于p:实数x满足,变形为:,
即,所以,
对于q,由(1)有:,
因为p是q的必要不充分条件,则q可推出p,而p不能推出q
则,解得,
故实数a的取值范围为.
考点06:全称量词命题与存在量词命题
29.下列四个命题中,是真命题的为( )
A.任意,有 B.任意,有
C.存在,使 D.存在,使
【答案】C
【详解】由于对任意,都有,因而有,故A为假命题.
由于,当时,不成立,故B为假命题.
由于,当时,,故C为真命题.
由于使成立的数只有,而它们都不是有理数,因此没有任何一个有理数的平方等于3,故D是假命题.
故选:C
30.命题“,”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【知识点】特称命题的否定及其真假判断
【分析】由特称命题的否定为全称命题即可求解;
【详解】“,”的否定是,;
故选:B
31.已知命题“”为假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数
【分析】由题可得为真命题,据此可得答案.
【详解】则,即函数的图象恒在x轴上方,
则其判别式,则.
故选:B
32.若命题“,”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、一元二次不等式在某区间上有解问题
【分析】根据条件得到,即可求解.
【详解】命题“,”等价于有两个不等的实数根,
所以,即,解得或,
故选:D.
33.若命题“,”为假命题,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】一元二次不等式在某区间上有解问题、根据特称(存在性)命题的真假求参数、全称命题的否定及其真假判断
【分析】利用全称量词命题的否定与真假性,将问题转化为二次不等式的有解问题,从而得解.
【详解】因为“,”为假命题,
所以“,”为真命题,
则在区间上有解,
设,则的图象开口向上,对称轴为,
且,则当时,函数取得最大值为,
所以,即的取值范围是.
故选:C.
34.命题p:“,”是假命题,则m的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】根据题意,为真命题,恒成立问题分离参数求解.
【详解】由题,为真命题,
所以,对,
又在上的最小值为,
,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
考点07:不等式的基本性质
35.若,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为,,
对于A选项,,A错;
对于B选项,不妨取,,,,则,B错;
对于C选项,取,则,C错;
对于D选项,由题意可知,,由不等式的基本性质可得,D对,故选D.
36.已知为实数,则下列命题成立的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【解析】对于A,若,当时,不满足,即A错误;
对于B,若,则,所以B错误;
对于C,若,可知,不等式两边同时除以,即,可得,即C正确;
对于D,若,不妨取,则,可得D错误,故选:C
37.已知实数满足,则( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【解析】对于A,当时,,故A错误;
对于B,因,则,,则,
等号成立时,故B错误;
对于C,因且,则,则,故C正确;
对于D,若,则,故D错误.
故选C
38.已知,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由不等式的性质求解
【详解】,
故,,得
故选:C
39.已知-3<a<-2,3<b<4,则的取值范围为( )
A.(1,3) B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出a2的范围,利用不等式的性质即可求出的范围.
【详解】因为-3<a<-2,所以a2∈(4,9),而3<b<4,故的取值范围为(1,3),故选:A.
40.已知,,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式的同向可加性,结合待定系数法可得,即可得的取值范围.
【详解】解:设,所以,
则,又,
所以,,由不等式的性质得:,
则的取值范围为.
故选:D.
考点08:一元二次不等式与分式不等式的求解
41.不等式的解集为______.
【答案】
【分析】求得不等式对应的方程的解,即可求得一元二次不等式的解集.
【详解】不等式即,
的根为,
故的解集为,
即不等式的解集为,
故答案为:
42.若关于的不等式的解集为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当时,不等式为,此时解集不为空集,不符合题意,
当时,若解集为空集,则,解得,
当时,此时不等式的解集一定不为空集,故不符合题意,
综上可得,故选:C
43.
一元二次不等式的解为,那么的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】一元二次不等式的解为,
所以的解为,且,
由韦达定理得,代入得
,
故选:D.
44.若不等式的解集为,那么不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.
【答案】D
【解析】由题意得和1为方程的两个根且,
则,解得,
所以不等式,即,即,
故选:D.
45.若,不等式恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为不等式,当时恒成立,
所以.
当时,,
当且仅当时取等号.所以.故选:C
46.在上定义运算,若不等式对一切实数恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】根据定义,不等式即为:,
整理得:对一切实数x恒成立,
则只需,整理得:,
解得,即实数的取值范围是.
47.若命题“,不等式恒成立”为假命题,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】由题得命题的否定“,不等式有解”为真命题,
所以,即在内有解.
令,则,
所以,
当且仅当即,即时取等号,所以.
48.不等式的解集为 .
【答案】
【知识点】分式不等式、解不含参数的一元二次不等式
【分析】将分式不等式转化成整式不等式,再利用一元二次不等式的解法,即可求解.
【详解】由,得到,等价于,且,
即,且,所以,得到不等式的解集为,
故答案为:.
49.已知函数
(1)当时,解不等式;
(2)若关于的不等式的解集为,求的值;
(3)解关于的不等式
【答案】(1)或
(2)
(3)答案见解析
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、解含有参数的一元二次不等式、由一元二次不等式的解确定参数
【分析】(1)解一元二次不等式即可;
(2)由题意得方程的两根为1和2,利用韦达定理和判别式求解;
(3)分类讨论解一元二次不等式即可.
【详解】(1)当时,不等式为,
∴,解得或,
∴不等式的解集为或.
(2)不等式,即,
∵不等式的解集为,
∴方程的两根为1和2,
∴,解得.
(3)不等式可化为,
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为或.
考点09:基本不等式及其应用
50.已知,则的最小值为______
【答案】4
【知识点】基本不等式求和的最小值
【分析】原式可变为,利用基本不等式求解.
【详解】由,
当且仅当时取等号,可得.可得的最小值为4,
51.若,则的最大值为 .
【答案】
【知识点】基本不等式求和的最小值
【分析】根据基本(均值)不等式求和的最小值即可.
【详解】因为,,
由基本不等式得,当且仅当,即时,等号成立.
故.
故答案为:
52.已知,求的最大值为_______
【答案】
【知识点】基本不等式求积的最大值
【分析】利用配凑法,结合基本不等式即可得解.
【详解】因为,所以,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
因此取到最大值.
53.已知正实数,满足,则的最小值为______
【答案】
【知识点】条件等式求最值、基本不等式求和的最小值
【分析】根据题意分析可知,代入化简后利用基本不等式即可求解.
【详解】因为正实数,满足,则,
则,
当且仅当,即时,等号成立,所以的最小值为.
54.已知,则的最小值为 .
【答案】4
【知识点】条件等式求最值、基本(均值)不等式的应用、求二次函数的值域或最值
【分析】由题巧设,将题中复杂的二元问题巧妙进行了换元和消元成一元问题,即将所求因式变形为,再使用基本不等式即可求解.
【详解】令,
则
,
所以,
因此当且仅当,即时,取得最小值为4.
故答案为:4.
55.已知,且,若恒成立,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】基本不等式的恒成立问题、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】恒成立问题先转化为的最值问题,由条件等式利用常数的代换将式子转化为,再利用基本不等式求出最值,最后求解关于的不等式可得.
【详解】已知,则,
因为,
当且仅当时等号成立,由,
解得.
故的最小值为4.
因为恒成立,
所以,即,
解得,即.
故选:D
56.正数满足,求的最小值.其中一种解法是:,当且仅当且时,即且时取等号.
学习上述解法并解决下列问题:
(1)若正实数满足,求的最小值,并指出等号成立的条件;
(2)设的最小值为,且正数满足,求的最小值;
(3)若实数满足,试比较和的大小;利用该结论求代数式的最小值,并指出等号成立时m的值.
【答案】(1)
(2)
(3);的最小值为,此时
【解析】
【分析】(1)根据题意,由,结合基本不等式,即可求解;
(2)先求得函数的最小值为1,再化简,即可利用题干中方法求最值;
(3)由,结合,即可判断;令,得到,结合基本不等式,即可求解.
【小问1详解】
若正实数满足,
,当且仅当且,即时取等号,
所以的最小值,当且仅当时取等号.
【小问2详解】
函数,作出图象,
函数的最小值为1,则,
,
当且仅当且,即时,等号成立;
所以,所求最小值为.
【小问3详解】
若正实数满足,且,
由
因为,且仅当时取等号,
所以
,所以.
代数式,
令,则,
所以,
当且仅当,即时取等号,
又因为,解得,
即,所以.
所以的最小值为,此时.
考点10:集合新定义问题
57.若对任意,,则称A为“影子关系”集合,下列集合为“影子关系”集合的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】对于选项A:因为,但,不符合题意,故A错误;
对于选项B:因为,但无意义,不符合题意,故B错误;
对于选项C:例如,但,不符合题意,故C错误,
对于选项D:对任意,均有,符合题意,故D正确;
故选:D.
58.已知集合,,定义集合:,则集合的非空子集的个数是( )个.
A.16 B.15 C.14 D.13
【答案】B
【解析】根据题意,,
则集合的非空子集的个数是.
故选:B
59.集合,,且M、N都是集合的子集,若把叫做集合的长度,那么集合的长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】集合新定义、交集的概念及运算
【分析】先求出集合M和集合N的长度,由此能求出集合的“长度”的最小值.
【详解】根据新定义可知集合M的长度为,集合N的长度为,
当集合的长度最小时,M与N应分别在区间上的左右两端,
故的长度的最小值是
故选:B.
60.记,表示个元素的有限集,表示非空数集中所有元素的和,若集合,则 ,若,则的最小值为 .
【答案】 14
【知识点】集合新定义、求等差数列前n项和
【分析】根据定义确定,从而可归纳出中的元素,求和后解不等式可得.
【详解】当,时,,表示2个元素的有限集,
由可知,或或,故;
由题意知,
故由可得,即,
结合,可以估算得的最小值为14
故答案为:;14.
61.已知集合,设,令表示集合所含元素的个数,则 .
【答案】3712
【知识点】集合新定义
【分析】分别计算整除,和整除的情况,进而可求解;
【详解】表示集合所含元素的个数,
其中整除的有,共5个.
整除的:
①1整除的有2024个;②2整除的有个;③3整除的有个.重复的有,共3个.
所以.
故答案为:3712
62.已知集合,设是的至少含有两个元素的子集,对于的任意两个不同的元素,若都不能整除,则称集合是的“好子集”.
(1)判断数集与是否是集合的“好子集”,并说明理由;
(2)证明:若是的“好子集”,则对于中的任意两个不同的元素,都有;
(3)求集合的“好子集”所含元素个数的最大值,并写出取到元素个数最大值时的.
【答案】(1)不是,是,理由见解析
(2)证明过程见解析.
(3)334,
【分析】(1)根据题目信息进行计算,得到不是,是;
(2)利用反证法进行证明;
(3)结合(2),得到尽可能小,取,得到答案.
【详解】(1)不是,是,理由如下:
中,令,则,
由于,故不是集合的“好子集”,
中,当时,,此时都不能整除,
当时,,此时都不能整除,
当时,,此时都不能整除,
综上:是集合的“好子集”;
(2)假设原命题为假命题,
即若是的“好子集”,则对于中的任意两个不同的元素,都有,
显然,且均为正整数,
当时,由于1能整除任何正整数,故能整除,不合要求,
当时,则是两个奇数,或是两个偶数,此时为偶数,
故故能整除,所以不合要求,
故假设不成立,
又由(1)知,当时,满足是的“好子集”,且,
综上:若是的“好子集”,则对于中的任意两个不同的元素,都有
(3)由(2)知,集合的“好子集”所含两个不同的元素,满足,
要想所含元素个数最大,则要尽可能小,故需使得的最小值为3,
故可取,通过验证,此时满足不能整除,
故集合的“好子集”所含元素个数的最大值为,
.
63.集合是由个正整数组成的集合,如果任意去掉其中一个元素之后,剩余的所有元素组成的集合都能分为两个交集为空的集合,且这两个集合的所有元素之和相等,就称集合为“可分集合”.
(1)判断集合、是否为“可分集合”(不用说明理由);
(2)求证:五个元素的集合一定不是“可分集合”;
(3)若集合是“可分集合”,证明是奇数.
【答案】(1)不是“可分集合”,为“可分集合”
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由“可分集合”的定义判断;
(2)不妨设,讨论当在集合中去掉元素、后,将剩余元素构成的集合,结合“可分集合”的定义进行分拆,得出等式,推出矛盾,即可证得结论成立;
(3)根据集合中元素总和与单个元素的奇偶性讨论后证明.
【详解】(1)解:对于,去掉后,不满足题中条件,故不是“可分集合”,
对于,集合所有元素之和为.
当去掉元素时,剩下的元素之和为,剩下元素可以组合、这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素时,剩下的元素之和为,剩下元素可以组合、这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素时,剩下的元素之和为,剩下元素可以组合、这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素时,剩下的元素之和为,剩下元素可以组合、这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素时,剩下的元素之和为,剩下元素可以组合、这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素时,剩下的元素之和为,剩下元素可以组合、这两个集合,显然符合题意;
当去掉元素时,剩下的元素之和为,剩下元素可以组合、这两个集合,显然符合题意.
综上所述,集合是“可分集合”.
(2)证明:不妨设,
若去掉元素,将集合分成两个交集为空集的子集,
且两个子集元素之和相等,则有①,或者②,
若去掉元素,将集合分成两个交集为空集的子集,
且两个子集元素之和相等,则有③,或者④,
由①③得,矛盾,由①④得,矛盾,
由②③得矛盾,由②④得矛盾,
故当时,集合一定不是“可分集合”.
(3)设中所有元素之和为,由题意得均为偶数,
故的奇偶性相同,
①若为奇数,则为奇数,易得为奇数,
②若为偶数,此时取,可得仍满足题中条件,集合也是“可分集合”,
若仍是偶数,则重复以上操作,最终可得各项均为奇数的“可分集合”,由①知为奇数
综上,集合中元素个数为奇数.
【点睛】关键点点睛:考查新定义下的集合问题,对此类题型首先要多读几遍题,将新定义理解清楚,然后根据定义验证,证明即可,注意对问题思考的全面性.
考点11:不等式的实际应用题
64. 2025年上海奇迹花园国际艺术花展于9月20日正式启幕,本次花展首次实现沉浸 IP 展、花卉景观、跨界艺术、光影夜花园四展合一,为市民游客打造一个可游、可赏、可感的秋季治愈系童话世界.某公园受此启发打算设计一个八边形活动区域,该区域的主体造型平面图是由两个相同的矩形和构成的十字形区域,十字形的面积为.计划在正方形上建一座花坛,造价为2100元;在四个相同的矩形(图中阴影部分)上铺地砖,造价为105元;再在四个空角(图中四个三角形)上铺草坪,造价为40元.设长为,总造价为元,求:
(1)设长为,用表示,并求出的取值范围;
(2)如何设计可使总造价最低,并求出最低造价.
【答案】(1),
(2)当的长为m时,总造价最低,为59000元
【解析】
【分析】(1)根据题中条件,结合十字形区域面积为,可得,整理可得解析式,根据,,可求得x的范围,即可得答案.
(2)分别求出各个区域的面积及造价,可得总造价的表达式,结合基本不等式,即可求得答案.
【小问1详解】
因为十字形区域面积为,
所以,解得,
因,所以,因为,所以,
所以,.
【小问2详解】
四个矩形地砖面积,造价;
四个三角形草坪面积;
造价;
正方形花坛面积,造价;
总造价,
化简得,
因为,
当且仅当(在范围中)时取等号,此时元.
综上,当的长为时,总造价最低,为59000元.
65. 某市为推动美丽乡村建设,发展农业经济,鼓励某食品企业生产一种饮料,该饮料每瓶成本为10元,售价为15元,月销售8万瓶.
(1)据市场调查,若每瓶售价每提高1元,月销售量将减少8000瓶,要使下月总利润不低于原来的月总利润,该饮料每瓶售价最多为多少元?
(2)为提高月总利润,企业决定下月调整营销策略,计划每瓶售价元,并投入万元作为调整营销策略的费用.据市场调查,每瓶售价每提高1元,月销售量将相应减少万瓶,则当每瓶售价为多少时,下月的月总利润最大?并求出下月的最大总利润.(提示:月总利润月销售总收入月总成本)
【答案】(1)20元 (2)当每瓶售价为19元时,下月的最大总利润为45.45万元
【分析】(1)设提价元,根据“下月总利润不低于原来的月总利润”列不等式,求得的取值范围,从而求得最高售价.
(2)求得下月总利润的表达式,利用基本不等式求得下月总利润的最大值以及此时的售价.
【小问1详解】
设提价元,由题意,每瓶饮料的利润为元,月销售量为万瓶,
所以提价少月销售总利润为万元.
因为原来月销售总利润为(万元),月利润不低于原来月利润,
所以,即,
所以,所以售价最多为(元),
故该饮料每瓶售价最多为20元.
【小问2详解】
由题意,每瓶利润为元,月销售量为万瓶,设下月总利润为,
整理得
因为,所以,
所以,
当且仅当时取到等号,
故当每瓶售价为19元时,下月的最大总利润为45.45万元.
66.近年来,某企业每年消耗电费36万元.为了节能减排,决定安装一个可使用20年的太阳能供电设备,并接入本企业的电网.安装这种供电设备的费用(单位:万元)与太阳能电池板的面积(单位:)成正比,比例系数约为.为了保证正常用电,安装后采用太阳能和电能互补供电的模式.设在此模式下,安装后该企业每年消耗的电费(单位:万元)与安装的这种太阳能电池板的面积(单位:)之间的函数关系是(为常数).记该企业安装这种太阳能供电设备的费用与20年所消耗的电费之和为(单位:万元).
(1)解释的实际意义,并写出关于的函数关系式;
(2)当为何值时,最小?求出的最小值;
(3)要使不超过安装太阳能供电设备前消耗电费的,求的取值范围.
【答案】(1)实际意义是未安装太阳能设备时,该企业每年消耗的电费,
(2)当时,的最小值为
(3)
【分析】(1)代入即可求出,从而得到其函数关系,再根据题意得到实际意义;
(2)变形得,再利用基本不等式即可;
(3)由题意得到不等式,解出即可.
【详解】(1)表示太阳能电池板的面积为0时,该企业每年消耗的电费.
即未安装太阳能设备时,该企业每年消耗的电费.
当时,该企业每年消耗的电费36万元,代入可得:
,则,
.
(2),
,
当且仅当,即等号成立,的最小值为.
(3)由题可知.
即,解得,
即的取值范围为.
考点12:压轴题
67.已知函数.
(1)若对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式;
(3)若存在使关于的方程有四个不同的实根,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)答案见解析;(3)
【分析】(1)分与讨论,当时结合二次函数图像,列出不等式,代入计算,即可求解;
(2)先因式分解,然后对两根的大小进行讨论,即可求解;
(3)先令,由可得,将问题转化为有四个不同的实根,结合韦达定理代入计算,即可求解.
【解析】(1)由题意,对一切实数恒成立,
当时,不等式可化为,不满足题意;
当时,则有解得.
故实数的取值范围是.
(2)不等式等价于,
即,
当时,不等式可化为,解集为;
当时,与不等式对应的一元二次方程的两根为,.
当时,,此时不等式解集为;
当时,,此时不等式解集为或;
当时,,此时不等式解集为;
当时,,此时不等式解集为或.
综上所述,
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为或;
当时,解集为;
当时,解集为或.
(3)当时,因为,
令,当且仅当时,等号成立;
则关于的方程可化为,
关于的方程有四个不等实根,
即有两个不同正根,则
由②③式可得,
由①知:存在,使不等式成立,故,
即,解得(舍)或.
综上,实数的取值范围是.
68.对在直角坐标系的第一象限内的任意两点,作如下定义:,那么称点是点的“上位点”,同时点是点的“下位点”.
(1)试写出点的一个“上位点”坐标和一个“下位点”坐标;
(2)设、、、均为正数,且点是点的上位点,请判断点是否既是点的“下位点”又是点的“上位点”,如果是请证明,如果不是请说明理由;
(3)设正整数满足以下条件:对任意实数,总存在,使得点既是点的“下位点”,又是点的“上位点”,求正整数的最小值.
【答案】(1)“上位点”,“下位点”;(2)是,证明见解析;(3).
【分析】(1)由已知中“上位点”和“下位点”的定义,可得出点的一个“上位点”的坐标为,一个“下位点”的坐标为;
(2)由点是点的“上位点”得出,然后利用作差法得出与、的大小关系,结合“下位点”和“上位点”的定义可得出结论;
(3)结合(2)中的结论,可得,,满足条件,再说明当时,不成立,可得出的最小值为.
【详解】(1)对于平面直角坐标系的第一象限内的任意两点作如下定义:,那么称点是点的“上位点”,同时点是点的“下位点”.
点的一个“上位点”的坐标为,一个“下位点”的坐标为;
(2)点是点的“上位点”,,.
,
点是点的“下位点”,
,
点是点的“上位点”;
(3)若正整数满足条件:在时恒成立.
由(2)中的结论可知,,时满足条件.
若,由于,当时,不存在符合题意;
因此,的最小值为.
【点睛】本题考查的知识点是新定义“上位点”和“下位点”,同时也考查了利用作差法比较两数的大小关系,解题的关键就是对题中新定义的理解,考查分析问题和解决问题的能力,属于难题.
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