内容正文:
高一数学一
时量:120分钟 满分:150分
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.
【答案】A
【解析】
【详解】.
2. 命题“,”的否定是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】量词命题的否定:改量词,否结论,
所以命题“,”的否定为,.
3. 已知集合,,则集合与的关系是( )
A. B.
C. ⫋ D. ⫋
【答案】D
【解析】
【详解】由,解得,所以,,
所以⫋.
4. “”是“”成立的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】由题得或,进而得答案.
【详解】解:由得或,
则“”是“”成立的必要不充分条件,
故选B.
【点睛】本题考查充要条件,属于基础题.
5. 若集合,则A的真子集个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】先求出集合A,再求A的真子集.
【详解】因为集合,所有集合,
所以A的真子集个数为:.
故选:C
【点睛】(1)离散型的数集用韦恩图; 连续型的数集用数轴;
(2)一个集合有n个元素,则它的子集个数为,真子集个数为,非空真子集个数为-2.
6. 若,,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对于A,取,满足,,
此时,不成立,A错误;
对于B,取,满足,,
此时,故不成立,B错误;
对于C,取,满足,,
此时,不成立,C错误;
对于D,由,,可知成立,D正确.
7. 已知,则的最小值为( )
A. 4 B. 6 C. 8 D. 10
【答案】A
【解析】
【详解】,,
,
当且仅当,即时取等号,
故的最小值为4.
8. 设有限集所含元素的个数用表示,并规定.已知集合,满足,,若,,则满足条件的所有不同集合的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 6
【答案】B
【解析】
【分析】对集合中的元素个数进行分类讨论,确定集合中的元素,结合列举法可得出集合的个数.
【详解】由题意可知集合,是非空集合,
①当中1个元素时,中2个元素,则,,此时,共种;
②当中2个元素是,中1个元素,则,,
所以,共1种;
③当中三个元素时,中0个元素,则,不符合题意,
综上所述,满足条件的所有不同集合的个数为.
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. 下列选项中的两个集合相等的是( )
A. 是正方形,是两条对角线相等的菱形
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】AB
【解析】
【详解】对于A,因为两条对角线相等的菱形就是正方形,所以,故A正确;
对于B,因为,所以,故B正确;
对于C,,,,故C错误;
对于D,因为集合是数集,集合是点集,所以,故D错误.
10. 已知集合,,若,则实数的取值可以为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 4
【答案】ACD
【解析】
【详解】,是的子集.
当时, ,故A正确;
当时, ,故B错误;
当时, ,故C正确;
当时, ,故D正确.
11. 已知正实数,,满足,则下列结论正确的是( )
A. 的最大值为2
B. 的最大值为4
C. 的最小值为8
D. 的最小值为2
【答案】AC
【解析】
【分析】已知正实数满足且先确定,选项A用基本不等式求得最大值为,选项B代入消元化为关于的二次函数求出最大值为8,选项C利用完全平方公式结合最大值推出最小值为,选项D中,利用“1”的妙用即可求解.
【详解】选项A,由,根据均值不等式,得,
平方得,即.当且仅当时取等号,故最大值为,A正确.
选项B,由,且,得.
而,这是开口向下的二次函数,对称轴.
代入得最大值为,B错误.
选项C,由,得.结合A知,
故,当且仅当取等号,C正确.
选项D,由,所以,
当且仅当,即时等号成立,所以的最小值为1,D错误.
第Ⅱ卷
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知全集是小于的正整数,集合,则集合中元素的个数为_______.
【答案】
【解析】
【详解】是小于9的正整数,
因为,所以,共有个元素.
13. 已知,,则的取值范围为_______.
【答案】
【解析】
【分析】根据不等式的性质可求出.
【详解】已知,,则,,
所以,因此的取值范围为.
14. 若命题“,使得”是假命题,则实数的最小值为_______.
【答案】4
【解析】
【分析】根据该命题的否定是真命题将问题转化为恒成立问题求解.
【详解】因为命题“,使得”是假命题,所以其否定“,使得”是真命题,
即对,恒成立,所以,
因为函数在单调递增,所以,
即,所以实数的最小值为.
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. 已知集合,.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意,求出集合,利用并集的定义即可求解;
(2)分析可知,集合是的真子集,利用集合的包含关系可得出关于实数的不等式组,由此可得出实数的取值范围.
【小问1详解】
当时,集合,
又,
所以.
【小问2详解】
因为“”是“”的充分不必要条件,所以是的真子集,
又因为,,
所以,解得,
故实数的取值范围是.
16. 已知,集合,.
(1)若,求,;
(2)是否存在实数,使得?若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),.
(2)或
理由如下:因为,所以.
当时,集合,集合,不满足元素的互异性,舍去;
当时,集合,集合,
因为,所以,
所以或,解得或或(舍去).
当时,,,满足,符合题意;
当时,,,满足,符合题意.
综上,实数的值为或.
【解析】
【分析】(1)当时,可得集合,根据交集、并集运算的定义,即可得答案.
(2)当时,分析可得不符合题意,则,由题意,可得,分别讨论和两种情况,根据集合的性质,即可求得答案.
【小问1详解】
当时,集合,集合,
则,
.
【小问2详解】
略
17. 已知,.
(1)若.
(ⅰ)求的最小值;
(ⅱ)求的最小值.
(2)若,证明:.
【答案】(1)(ⅰ)16;(ⅱ)25.
(2)因为,,且,
所以,
当且仅当,即,即,时取等号.
所以.
【解析】
【分析】(1)(ⅰ)利用基本不等式求出最小值;(ⅱ)利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
(2)利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【小问1详解】
(ⅰ)由,可得,则,
当且仅当,即,时取等号,
所以的最小值为.
(ⅱ)由,可得,
则.
当且仅当,即,即,时取等号,
所以的最小值为.
【小问2详解】
略
18. 小张大学毕业后返乡创办“智慧大棚”种植有机蔬菜.经市场调查,需投入年固定成本万元,每生产万斤有机蔬菜,需另投入流动成本万元.在年产量不足万斤时,;在年产量不小于8万斤时,.每斤有机蔬菜售价为元,假设小张种植的有机蔬菜当年能全部售完.
(1)写出年利润(万元)关于年产量(万斤)的函数解析式;(注:年利润年销售收入固定成本流动成本)
(2)年产量为多少万斤时,小张在这一年种植的有机蔬菜中所获年利润最大?最大年利润是多少?
【答案】(1)
(2)当有机蔬菜年产量为万斤时,最大年利润为万元.
【解析】
【分析】(1)根据题意分别求出和的函数表达式,用分段函数表示出来即可得解;
(2)利用二次函数的图像和性质及基本不等式求解.
【小问1详解】
由题意得,年销售收入为万元,
当时,;
当时,.
则.
【小问2详解】
当时,,
所以当时,取得最大值;
当时,,
由基本不等式可得,当且仅当,即时取等号,
所以,当时,取得最大值.
综上可知,当有机蔬菜年产量为万斤时,最大年利润为万元.
19. 设是的非空子集,若对任意,,都有且,则称为“和谐集”.
(1)判断集合是否为“和谐集”,并说明理由;
(2)若非空集合是“和谐集”,设全集为,证明:不是“和谐集”;
(3)若有限集(,且)中的元素均为正整数,且满足.求出集合,并判断集合是否为“和谐集”.
【答案】(1)对于集合,
任取,,则,,
,,
集合是“和谐集”
(2)证明:情形一:当时,,
不是非空集合,不满足“和谐集”定义,不是“和谐集”;
情形二:当时,反证法:假设是“和谐集”,
①若,则,
当时,可得,,
是“和谐集”,,与矛盾,不是“和谐集”;
当中含有非零元素时,在中任取一个数,
若,是“和谐集”,,与矛盾,.
非空集合是“和谐集”,是“和谐集”,
,,与矛盾,
时,不是“和谐集”;
②若,则,
当时,可得,,
是“和谐集”,,与矛盾,不是“和谐集”;
当中含有非零元素时,在中任取一个数,
若,是“和谐集”,,与矛盾,,
非空集合是“和谐集”,是“和谐集”,
,,与矛盾,
时,不是“和谐集”.
综上,假设不成立,故不是“和谐集”.
(3),集合不是“和谐集”.
【解析】
【分析】(1)根据“和谐集”的定义判断即可.
(2)利用反证法,分和两种情况进行讨论,推导出的结论与假设矛盾,从而得到不是“和谐集”.
(3)分类讨论的取值,求出集合,然后判断集合是不是“和谐集”即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
,,
,得.
当时,即有,又为正整数,所以,
又,得,矛盾,故时不存在满足条件的集合;
当时,,又,,为正整数,故,,
又,解得,故;
当时,由,即有,
而,矛盾,故时不存在满足条件的集合,
综上,满足条件的集合.
,,而,不满足对任意,,都有,
集合不是“和谐集”.
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时量:120分钟 满分:150分
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. 命题“,”的否定是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 已知集合,,则集合与的关系是( )
A. B.
C. ⫋ D. ⫋
4. “”是“”成立的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
5. 若集合,则A的真子集个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 若,,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
7. 已知,则的最小值为( )
A. 4 B. 6 C. 8 D. 10
8. 设有限集所含元素的个数用表示,并规定.已知集合,满足,,若,,则满足条件的所有不同集合的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 6
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. 下列选项中的两个集合相等的是( )
A. 是正方形,是两条对角线相等的菱形
B. ,
C. ,
D. ,
10. 已知集合,,若,则实数的取值可以为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 4
11. 已知正实数,,满足,则下列结论正确的是( )
A. 的最大值为2
B. 的最大值为4
C. 的最小值为8
D. 的最小值为2
第Ⅱ卷
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知全集是小于的正整数,集合,则集合中元素的个数为_______.
13. 已知,,则的取值范围为_______.
14. 若命题“,使得”是假命题,则实数的最小值为_______.
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. 已知集合,.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
16. 已知,集合,.
(1)若,求,;
(2)是否存在实数,使得?若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.
17. 已知,.
(1)若.
(ⅰ)求的最小值;
(ⅱ)求的最小值.
(2)若,证明:.
18. 小张大学毕业后返乡创办“智慧大棚”种植有机蔬菜.经市场调查,需投入年固定成本万元,每生产万斤有机蔬菜,需另投入流动成本万元.在年产量不足万斤时,;在年产量不小于8万斤时,.每斤有机蔬菜售价为元,假设小张种植的有机蔬菜当年能全部售完.
(1)写出年利润(万元)关于年产量(万斤)的函数解析式;(注:年利润年销售收入固定成本流动成本)
(2)年产量为多少万斤时,小张在这一年种植的有机蔬菜中所获年利润最大?最大年利润是多少?
19. 设是的非空子集,若对任意,,都有且,则称为“和谐集”.
(1)判断集合是否为“和谐集”,并说明理由;
(2)若非空集合是“和谐集”,设全集为,证明:不是“和谐集”;
(3)若有限集(,且)中的元素均为正整数,且满足.求出集合,并判断集合是否为“和谐集”.
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