内容正文:
树德中学高2026级高一10月阶段性测试数学试卷
时间:120分钟 满分:150分
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. 下列各项中不能构成集合的是( )
A. 所有的正方形 B. 树德中学2026年入学的所有高一学生
C. 方程的实数解 D. 著名的老师
2. 命题“,”的否定是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4. 已知集合,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
5. “”是“”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
6. 对于任意集合,,规定且,若,则下列结论一定正确的是( )
A. B. C. 为的真子集 D. 为的真子集
7. 已知,,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
8. 已知实数,,满足,则的最小值是( )
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,有多项是符合题目要求的.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,,则下列不等式恒成立的是()
A. B. C. D.
10. 已知不等式的解集为或,则( )
A.
B.
C. 不等式的解集为
D. 不等式的解集为
11. 设集合,都至少含有两个元素,且,同时满足:
(1)对任意,,若则;
(2)对任意,,若,则.
则下列说法正确的是( )
A. 若只有2个元素,则这2个元素互为相反数
B. 若只有2个元素,则一定有3个元素
C. 存在含有3个元素的集合,满足有4个元素
D. 不可能存在含有3个元素的集合
三.填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在答题卡上.
12. 不等式的解集是______.
13. 已知当时,关于的不等式有解,则实数的取值范围是__________.
14. 已知集合,,若函数满足:,,当时都有,则符合条件的函数共有__________个.
四.解答题:本题共5小题,15题13分,16—17题每题15分,18—19题每题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知集合或,.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值范围.
16. 设命题,不等式恒成立;命题,使得不等式有解.
(1)若为假命题,求实数的取值范围;
(2)若命题、中有且只有一个是假命题,求实数的取值范围.
17. 如图,矩形的周长为,在和边上分别取点和,将四边形沿折叠,使点与点重合,此时点的对应点为.
(1)当矩形的面积为时,求的面积;
(2)求面积的最大值.
18. 已知,,则有二元均值不等式,当且仅当时等号成立.
(1)类比写出三个正数,,的三元均值不等式,并证明;
(2)若,请利用第(1)问的结论求函数的最大值;
(3)若正数,,满足,证明:.
19. 已知二次函数(a,b,c为实数).
(1)当,时,若关于的方程有两个不相等且都大于1的实数解,求的取值范围;
(2)若不等式对任意恒成立,求的最小值;
(3)若对,不等式恒成立,求的取值范围.
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树德中学高2026级高一10月阶段性测试数学试卷
时间:120分钟 满分:150分
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. 下列各项中不能构成集合的是( )
A. 所有的正方形 B. 树德中学2026年入学的所有高一学生
C. 方程的实数解 D. 著名的老师
【答案】D
【解析】
【详解】选项A:所有的正方形对象明确,故A可以构成集合;
选项B:树德中学2026年入学的所有高一学生是确定的,故B可以构成集合;
选项C:方程的实数解为或2,元素确定,故C可以构成集合;
选项D:“著名的老师” 没有明确统一的判定标准,无法确定谁属于这个群体,不满足确定性,故D不能构成集合.
2. 命题“,”的否定是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【分析】根据全称量词命题的否定是存在量词命题可得.
【详解】全称量词命题的否定规则为:①将全称量词(任意)改写为存在量词(存在);②
否定原命题的结论,同时保留原命题中变量的限定条件不变.
因此命题“,”的否定为“,”.
3. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知:集合,,则.
4. 已知集合,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】∵,由元素与集合关系可知,
,,A正确,B错误,
由集合与集合关系可知,,
不包含于集合,故C,D都错误.
5. “”是“”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【详解】若,则和中有公共元素,故且,充分性成立,
若,取,,此时,故必要性不成立,
因此“”是“”的充分不必要条件.
6. 对于任意集合,,规定且,若,则下列结论一定正确的是( )
A. B. C. 为的真子集 D. 为的真子集
【答案】B
【解析】
【详解】由题中定义:是所有属于但不属于的元素构成的集合,是所有属于但不属于的元素构成的集合.
若,则该集合中的元素必须同时满足“属于、不属于”和“属于、不属于”,不存在这样的元素,因此与只能都是空集.
,说明中元素全部在中,即;
,说明中元素全部在中,即.
所以.
逐一验证选项:
A:,错误,时交集为本身.
B:,正确.
C、D:真包含关系均不满足,错误.
7. 已知,,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由,,得,
所以A正确;
,所以,
所以,所以B正确;
当时,,
所以,;
当时,;
当时,.
所以,所以C正确.
由,得;
当时,,
所以,;
当时,;
当时,.
所以.
所以D错误.
8. 已知实数,,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】分类讨论其中是否有0,若有0,利用基本不等式可得;若无0,设,,,可得,利用基本不等式可得,即可得结果.
【详解】因为,
若其中有0,且只可能有一个为0,不妨设,则,即,
此时,
当且仅当时,等号成立;
若均不为0,可知不可能全正或全负,
不妨设,则,,
设,,,可得,即,
则,
即;
综上所述:的最小值为6.
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,有多项是符合题目要求的.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,,则下列不等式恒成立的是()
A. B. C. D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】已知,,通过作差法、反证法、举反例四种思路逐一判断.
【详解】选项A,,由直接得,
接下来判断的符号,
反证法:假设,则;又,故,三数之和大于6,与和为2矛盾,即,
故,即,A恒成立;
选项B,,
因当且仅当两项同时为0,但,不可能有,所以,
又因,故,所以,得,B恒成立;
选项C,,由直接得,
接下来判断的符号,
假设,则,三数均非正,其和,与和为2矛盾,故,
因此,即,C恒成立;
选项D, ,由得,式子符号由决定,
举反例:取,满足且,此时,两边相等,不满足“大于”,因此D不恒成立.
10. 已知不等式的解集为或,则( )
A.
B.
C. 不等式的解集为
D. 不等式的解集为
【答案】BCD
【解析】
【分析】直接根据三个二次的关系可得,进而再逐一判断各个选项可得.
【详解】因为一元二次不等式 的解集为 或,
所以二次函数开口向下(),
且一元二次方程 的两根为 、,,,
整理得::
选项A:因为,所以,A错误;
选项B:由,得 ,
所以不等式成立,B正确;
选项C:将代入不等式,整理得,
解得,因此原不等式的解集为,C正确;
选项D:将 代入不等式,
,化简得 ,,
解得,因此原不等式的解集为,D正确.
11. 设集合,都至少含有两个元素,且,同时满足:
(1)对任意,,若则;
(2)对任意,,若,则.
则下列说法正确的是( )
A. 若只有2个元素,则这2个元素互为相反数
B. 若只有2个元素,则一定有3个元素
C. 存在含有3个元素的集合,满足有4个元素
D. 不可能存在含有3个元素的集合
【答案】ABD
【解析】
【分析】若只有2个元素,记为,即,根据条件可判断A;分析可得或,从而求出,判断B;设集合含有3个元素,求得,再根据题意分析,可判断C,D.
【详解】若只有2个元素,记为,即,
所以.
因为中至少有2个元素,设,
则有,
所以或,
所以,即互为相反数,所以A正确.
若只有2个元素,则,
或,
所以,即一定有3个元素,
所以B正确.
若含有3个元素,设,
则,
此时,,
所以不可能存在含有3个元素的集合,
所以C错误,D正确.
三.填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在答题卡上.
12. 不等式的解集是______.
【答案】或
【解析】
【详解】对于不等式,则,即,
若,则,符合题意;
若,则,可得,解得;
综上所述:不等式的解集是或.
13. 已知当时,关于的不等式有解,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】采用分离参数法,将参数与变量分离,把“不等式有解”转化为求最值问题.
【详解】由,,得,
因为恒成立,所以,
当时,关于的不等式有解,即,
又因为,,
且,当且仅当,即时取等号,
则,所以,即实数的取值范围是.
14. 已知集合,,若函数满足:,,当时都有,则符合条件的函数共有__________个.
【答案】
【解析】
【分析】根据的取值是否相等,结合函数单调性,进行分类讨论,即可求解.
【详解】由题意,集合为函数的定义域,集合为函数的值域,
又,,当时都有,
即,其中,
(1)都相等,即,可分别等于、、、,
共有种情况;
(2)恰有两个相等,即或,
若,
当时,的取值有种情况,
当时,的取值有种情况,
当时,的取值有种情况,
若,
当时,的取值有种情况,
当时,的取值有种情况,
当时,的取值有种情况,
所以,恰有两个相等,共有种情况;
(3)均不相等,即,
共有,,或,,或,,或,,,即共有种情况;
综上所述,符合条件的函数共有种情况.
四.解答题:本题共5小题,15题13分,16—17题每题15分,18—19题每题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知集合或,.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)或或.
(2)或
【解析】
【分析】(1)先求出集合在实数集中的补集,再结合集合求交集,借助区间分析得到运算结果;
(2)由,推出,含参数集合需分和两类讨论,建立不等式求解参数范围,注意不能忽略空集的情况.
【小问1详解】
当时,,或,
所以或或.
【小问2详解】
因为,所以,
当时,,解得;
当时,或,第一个不等式组解得,第二个不等式组无解.
综上,实数的取值范围是或.
16. 设命题,不等式恒成立;命题,使得不等式有解.
(1)若为假命题,求实数的取值范围;
(2)若命题、中有且只有一个是假命题,求实数的取值范围.
【答案】(1)或.
(2)或.
【解析】
【分析】(1)先求出命题为真时参数取值范围,再取其补集得到为假的范围;恒成立问题需要讨论二次项系数是否为0,避免漏解;
(2)先求出为真时参数范围;“有且只有一个假命题”即一真一假,分两种情况取集合运算求解,注意存在性问题不等号方向,端点取舍要严谨.
【小问1详解】
当命题为真命题时,①当时,不等式化为,成立;
②当时,,解得.
结合①②可得时,为真命题,
若为假命题,则取上述范围的补集,所以实数取值的范围为或.
【小问2详解】
若命题为真命题,,不等式有解.
函数在上单调递增,最大值为3,则,所以.
设,,
当为真命题,为假命题时,的范围为;
当为假命题,为真命题时,的范围为,
所以的范围为或.
17. 如图,矩形的周长为,在和边上分别取点和,将四边形沿折叠,使点与点重合,此时点的对应点为.
(1)当矩形的面积为时,求的面积;
(2)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设,,则可得,又设,根据勾股定理解出即可;
(2)解直角三角形,得出关于、的表达式,再代入面积公式,最后结合基本不等式即可求解最大值.
【小问1详解】
设,,则,,所以,,
设,则,在中,,
由勾股定理得,即,解得,
所以,所以的面积为.
【小问2详解】
设,,则,也即,且,所以,
设,则,在中,,
由勾股定理得,即,解得,
所以的面积,
又因为,
所以.
又,当且仅当时,即当时取等号,
所以,故面积的最大值为.
18. 已知,,则有二元均值不等式,当且仅当时等号成立.
(1)类比写出三个正数,,的三元均值不等式,并证明;
(2)若,请利用第(1)问的结论求函数的最大值;
(3)若正数,,满足,证明:.
【答案】(1)若,,,则,当且仅当时等号成立.
证明如下:令,,,要证,即证,即证.
因为.
因为,,
所以,当且仅当时等号成立,
即,当且仅当时等号成立.
(2)
(3)因为,所以,
同理,.
因为,,
.
所以,
所以.
【解析】
【分析】(1)应用做差法计算证明不等式;
(2)应用基本不等式计算求解最值;
(3)应用基本不等式计算证明不等式.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为,
当且仅当,即时等号成立,所以的最大值为.
【小问3详解】
略
19. 已知二次函数(a,b,c为实数).
(1)当,时,若关于的方程有两个不相等且都大于1的实数解,求的取值范围;
(2)若不等式对任意恒成立,求的最小值;
(3)若对,不等式恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3).
【解析】
【分析】(1)根据一元二次方程根的分布列不等式求解;
(2)由不等式恒成立可得,再由不等式性质放缩,换元后利用基本不等式求最值即可;
(3)利用赋值法可得,原不等式恒成立可转化为且,据此求的最值即可.
【小问1详解】
当,时,,
因为有两个不相等且都大于1的零点,所以,
所以.
【小问2详解】
由已知,即对任意恒成立.
由已知,则,所以,
所以.
令,则,
当且仅当时等号成立,此时的最小值为.
【小问3详解】
取,则有,所以.
所以,即,
因为,
所以,所以,即,
所以,所以.
因为,将,代入得,
所以,所以.
所以,,
当时,的最大值为1,当时,的最小值为,
所以,即.
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