内容正文:
高一数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.在试卷上作答无效.
3.考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存.满分150分,考试用时120分钟.
一、单项选择题.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】C
【解析】
【详解】,故.
2. 命题“,”的否定是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】根据存在命题的否定形式,前面改变量词,后面否定结论,所以前面是,改为,后面改为,即命题的否定为,.
3. 已知,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用不等式的性质、特殊值对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】由得,.
对于D,由、两式同向相加得,D正确.
对于A,取、、、,则,A错误.
对于B,取、、、,则,B错误.
对于C,取、、、,则,C错误.
4. 已知,则“”是“”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】A
【解析】
【分析】利用充分不必要条件判断即可.
【详解】由可知,
所以,
所以充分性成立,
当时,满足,
但是不成立,
所以必要性不成立,
故选:A.
5. 不等式的解集是( )
A. 或 B. 或
C. D. 或
【答案】B
【解析】
【分析】直接将分式不等式转化为两个一元二次不等式组,解一元二次不等式组可得.
【详解】不等式的解集等价于不等式组或的解集的并集,
解不等式组,则,解得.
解不等式组,则,解得.
所以不等式的解集为或
6. 已知集合,为全集的子集,,,,则下列选项不正确的为( )
A. B. 的不同子集的个数为8
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先确定全集,再拆分集合元素,确定集合,中的元素,再验证选项即可。
【详解】由,得.
集合可以分为“仅属于、不属于”和“既属于也属于”两部分,
因此.
因为,因此则.
集合可以分为“仅属于、不属于”和“既属于也属于”两部分,其中“仅属于”的元素为去掉的部分:,
因此.
选项A:,.正确;
选项B:中有3个元素,则子集个数为.正确;
选项C:,.正确;
选项D:,.错误.
7. 设,,若命题:,是假命题,则实数的取值范围是( )
A. 或 B.
C. D. 且
【答案】C
【解析】
【分析】先解一元二次不等式求出集合,再由原命题为假转化为;然后按、、分类,用的端点与不相交定出各自范围,合并即得.
注意时为空集同样满足条件.
【详解】由得,故.
命题为假命题,等价于,即不存在使.
当时,,成立.
当时,,故要使需,
解得.
当时,,故要使需,
解得.
综上,的取值范围为.
8. 正数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】结合条件令,将条件转化为,再设,由基本不等式得,从而可得,所以问题转化为函数在上的最大值问题,由函数的单调性判断可得最大值,并检验.
【详解】因为正数满足,即.
令,设,
由得,即,所以.
又由基本不等式,当且仅当时等号成立,
即,再将代入,,,
即,两边平方得,,解得.
因为函数在上单调递增,所以当时,.
检验:基本不等式成立的条件代入,得,且,
解得,,验证条件成立.
因此,即当,时,的最大值为.
二、多项选择题.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. 已知,,设:,则成立的充分不必要条件有( )
A. B. , C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】根据充分条件与必要条件的定义分析选项即可.
【详解】对于A,若,则可推出,满足充分性;
而不能推出,不满足必要性,所以A正确;
对于B,若,,不妨取,
不能推出,不满足充分性,所以B错误;
对于C,由恒成立可知恒成立,
所以若,可得满足充分性;
而,比如不能推出,不满足必要性,所以C正确;
对于D,若,满足,但不能推出,
不满足充分性,即D错误.
10. 不等式的解集为,其中,则下列结论中正确的是( )
A.
B.
C.
D. 不等式解集为或
【答案】ABD
【解析】
【分析】先整理原不等式,结合一元二次不等式解集特征,韦达定理,根的差值与换元法逐一判断选项.
【详解】原不等式整理:
,
已知不等式解集为,说明该不等式为一元二次不等式,抛物线开口向下,对应方程,有两个不等实根,
对于A:二次不等式解集为两根之间,
故二次项系数,即,故A正确;
对于B:由韦达定理,对于方程,,故B正确;
对于C:,
,
,
方程有两不等实根,,
,
,,
,
故,故C错误;
对于D:是的两根,代入得:
,
在内,,两边同除以,令,
,
即,是方程的两根,
,,二次函数开口向下,
不等式,开口向下,小于取两根外侧,
又,则,
解集为或,故D正确.
11. 已知,且关于的不等式解集包含,则( )
A.
B. 的最小值为4
C. 的最小值为
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】A选项,根据不等式解集包含,得出必须是的根,从而可得出结论;B选项,利用均值不等式可求最小值;C选项,将目标式进行整理,利用换元转化为关于的二次函数,即可求最小值;D选项,通过换元整理目标式,利用均值不等式即可求最大值.
【详解】因为不等式解集包含,
若,则解集为,不符合题意;
若,则当时,,
所以,不符合题意,
故.
已知,对于不等式,零点为,
若,此时不等式的解集为或,
不包含,不符合题意;
若,此时不等式的解集为或,
不包含,不符合题意;
若,此时不等式的解集为,包含,符合题意,
故.即是的根,代入得,
即,两边平方得:,即,故A正确;
因为,当且仅当,即时等号成立,
此时取到最小值为,故B错误;
因为,则,
所以,
令,则上式化简为,
因为,
当且仅当,即时等号成立,此时取到最小值为,
所以求的最小值就转化为求在上的最小值,
因为是关于的二次函数,图象开口向上,且对称轴为,
所以在上单调递减,
当时取到最小值为,故C正确;
由得,所以,
令,则,由得,
所以上式,
因为,当且仅当即,对应时等号成立,
故,则,故D正确.
三、填空题.本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则实数_________.
【答案】
【解析】
【详解】,当时,,元素不满足互异性;
当时,,元素不满足互异性;
当时,即,解得或(舍去),
当时,集合为,符合题意,所以.
13. 已知表示不超过的最大整数,例如,,则关于的不等式的解集为_________.
【答案】
【解析】
【分析】利用取整函数性质,把,整体当作,转化为普通绝对值不等式求解.
【详解】设得,,因为表示不超过的最大整数,所以,
故,得,得,得,
故原不等式的解集为.
14. 已知关于的不等式的解集中恰有3个整数解,则实数的取值范围是_________.
【答案】
【解析】
【分析】先化简连不等式,消去恒成立的左侧部分,将问题转化为开口向上的二次不等式恰有3个整数解的问题,通过分析区间端点的函数值符号建立不等式,进而求解参数范围.
【详解】原不等式为,
先处理左侧不等式:,移项合并同类项:,即,
因为,该式对任意实数恒成立,因此原不等式等价于右侧不等式,
对右侧不等式移项整理:,
设,
若,不等式化为,即,整数解有无穷多个,不符合题意;
若,二次函数开口向下,的解集为两根之外的区间,整数解有无穷多个,不符合题意;
因此必有,此时开口向上,的解集为两根之间的开区间(),整数解个数有限,
(),故不在解集中;
,故在解集中;
,故在解集中,
要使解集中恰有3个整数解,则这3个整数只能是,
因此需满足:在解集中,得,不在解集中,得,
由,得;
由,得;
结合前提,最终实数的取值范围是.
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. 设集合,.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或或
【解析】
【分析】(1)先求出集合,再利用列出方程,并检验候选参数对应的集合交集.
(2)将转化为,按二次方程判别式分类,分别检查根的个数及根是否属于.
【小问1详解】
由,得.
因为,所以且.
将代入中方程,得,即,解得或.
当时,中方程为,故,满足;
当时,中方程为,故,此时,不满足题意.
所以.
【小问2详解】
由,得.
中方程的判别式为.
当时,,从而或.
当时,为单元素集合,唯一根为.
由得或;
当时,当时,故此时.
当时,有两个不相等的实根,又,所以.
由根与系数的关系,得且,解得.
综上,或或.
16. 已知集合,,:,:.
(1)若,且真假,求实数的取值范围;
(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)利用绝对值零点分段求解集合,由解分式不等式得到集合,由真假,求与的交集;
(2)先化简分式不等式得到集合,是的充分不必要条件等价于⫋,列区间不等式求解的范围.
【小问1详解】
由,令,得零点,,分三段讨论:
当时,不等式化为,得;
当时,不等式化为,不等式恒成立,得;
当时,不等式化为,得;
综上可得,即,
若,则有,故为或,
从而的范围为.
【小问2详解】
即有⫋,,
从而有,解得,
即实数的取值范围为.
17. 设.
(1)解关于的不等式;
(2)当时,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)时,解集为;
时,解集为或;
时,解集为
时,解集为;
时,解集为;
(2)
【解析】
【分析】(1)根据参数的取值情况,分类求解不等式即可;
(2)利用参变分离法将不等式转化为,再由换元法结合基本不等式求解即得.
【小问1详解】
不等式即.
①当时,可得,解得 ;
②当时,不等式等价于(*),
i)若,则(*)等价于,
因,解得;
ii)当时,(*)等价于
I)若,即时,由可得;
II)若,即时,可得;
III)若,即时,可得;
综上,当时,解集为;
当时,解集为或;
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
【小问2详解】
因时,恒成立,
即时, 恒成立,
又由,故只需恒成立,
设,再令,则,
故,
当且仅当,即时,取得最大值为,
故.
18. 现用一条长度为8的绳子围成多边形.
(1)若围成一个矩形,求矩形面积的最大值;
(2)若围成一个直角三角形,求直角边之和的最大值;
(3)若围成一个四边形,且该四边形的对角线相互垂直,求四边形的面积最大值.
【答案】(1)4 (2)
(3)4
【解析】
【分析】(1)由题意,利用基本不等式“和定积最大”求解即得;
(2)由题意,利用基本不等式“算术平均数不大于平方平均数”解不等式即得;
(3)利用对角线垂直的四边形面积公式,结合(2)的结论与基本不等式计算即得.
【小问1详解】
设矩形的两邻边长为,,则,即,
故矩形面积,当且仅当时等号成立,
即当时,矩形面积取得最大值4;
【小问2详解】
设两直角边长分别是,,因其周长为8,可得,
则,因为,当且仅当时,等号成立,
即,也即
代入可得,即,
从而,当且仅当时等号成立,
即直角边之和的最大值为;
【小问3详解】
如图,分别设,,,,
依题意有,
由(2)推理得,,
,,
将以上不等式左右分别相加,
可得,
即,
故,
当且仅当时等号成立,即四边形面积的最大值为4.
19. 对于至少含两个元素的有限整数集,把其中任意两个不同元素之差的绝对值组成的集合记为,例如,,则.
(1)若,求;
(2)已知是一个含有0的四元素非负整数集,且,求所有符合条件的集合;
(3)有限整数集满足,记集合元素个数为,求证:.
【答案】(1)
(2)和;
(3)证明:若,则中至多有个元素,不满足题意;
若,五个不同的整数一共组成对,
由于中有十个不同的数,这十对整数所得的差的绝对值必须互不相同,
恰为1,2,⋯,10,
其中,奇数差应恰有五个,
设中有个奇数、个偶数,两个整数之差为奇数,
当且仅当其中一个为奇数、另一个为偶数,故奇数差的个数为
但与的和为奇数,二者必一奇一偶,所以必为偶数,不可能等于5,矛盾.
因此,不存在符合条件的五元素整数集;
从而.
法二:若,则中至多有个元素,不满足题意;
若,将中的元素从小到大记为,
十个正差相加时,被减去四次,被加上四次:被加上一次、减去三次,被加上三次、减去一次;的系数为0,
故十个正差的总和为为偶数,
但题设又要求这个和等于55,矛盾,故这样的集合不存在;
从而.
【解析】
【分析】(1)直接根据新定义列举计算即可;
(2)根据条件先确定四个元素中最大与最小元素,设其中的两个元素,根据定义依次讨论计算即可;
(3)先证若,则中至多6个元素,舍去;法一、讨论,两个数一对作差取绝对值组成10个不同结果,通过结果的奇偶属性结合反证法得出结论;法二、讨论时,设其中五个元素依大小排序,作差有10种差值为正的情况,再将其作和确定总和为偶数与结果矛盾从而确定结论.
【小问1详解】
由题意可知,,
所以;
【小问2详解】
的最小元素为0,而最大差为6,所以的最大元素为6.
设,,其中,为整数,
四个元素共组成六对,所得正差依次为,,6,,,,
由于恰有六个元素,这六个差必须互不相同,且恰为1,2,3,4,5,6
将它们相加,得,
即,所以,于是,
由,得,故或2,
当时,时,六个差依次为1,4,6,3,5,2:
当时,时,六个差依次为2,5,6,3,4,1;
两者均符合题意,因此,所有符合条件的集合为和;
【小问3详解】
略
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高一数学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.在试卷上作答无效.
3.考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存.满分150分,考试用时120分钟.
一、单项选择题.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,则下列不等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
4. 已知,则“”是“”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. 不等式的解集是( )
A. 或 B. 或
C. D. 或
6. 已知集合,为全集的子集,,,,则下列选项不正确的为( )
A. B. 的不同子集的个数为8
C. D.
7. 设,,若命题:,是假命题,则实数的取值范围是( )
A. 或 B.
C. D. 且
8. 正数,满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题.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. 已知,,设:,则成立的充分不必要条件有( )
A. B. , C. D.
10. 不等式的解集为,其中,则下列结论中正确的是( )
A.
B.
C.
D. 不等式解集为或
11. 已知,且关于的不等式解集包含,则( )
A.
B. 的最小值为4
C. 的最小值为
D.
三、填空题.本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,则实数_________.
13. 已知表示不超过的最大整数,例如,,则关于的不等式的解集为_________.
14. 已知关于的不等式的解集中恰有3个整数解,则实数的取值范围是_________.
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. 设集合,.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
16. 已知集合,,:,:.
(1)若,且真假,求实数的取值范围;
(2)若是的充分不必要条件,求实数的取值范围.
17. 设.
(1)解关于的不等式;
(2)当时,恒成立,求的取值范围.
18. 现用一条长度为8的绳子围成多边形.
(1)若围成一个矩形,求矩形面积的最大值;
(2)若围成一个直角三角形,求直角边之和的最大值;
(3)若围成一个四边形,且该四边形的对角线相互垂直,求四边形的面积最大值.
19. 对于至少含两个元素的有限整数集,把其中任意两个不同元素之差的绝对值组成的集合记为,例如,,则.
(1)若,求;
(2)已知是一个含有0的四元素非负整数集,且,求所有符合条件的集合;
(3)有限整数集满足,记集合元素个数为,求证:.
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