内容正文:
2026级高一年级第一次阶段学情检测
数学试卷
考试时间: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. 命题“,”的否定为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】原命题的否定为,.
2. 若,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先分别求解一元二次不等式和分式不等式得到集合A、B,再根据并集的定义计算A∪B即可.
【详解】对不等式因式分解,得,
所以,故,
分式不等式等价于,得,故,
所以,即.
3. 已知,均为非零实数,那么“”是“”的( )
A. 充分且不必要条件 B. 必要且不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【详解】时,,而,故即,
取,则,但不成立,
故“”是“”的充分且不必要条件.
4. 若有意义,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因有意义,
需使,解得.
5. 若是方程的两个实根,则ab的值等于( )
A. 2 B. C. 100 D.
【答案】C
【解析】
【分析】由韦达定理及对数的运算法则即可得解.
【详解】因为是方程的两个实根,
故由韦达定理可知,,
即,得.
故选:C.
6. 已知,且,则的最小值是( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,得,再利用基本不等式“1”的妙用求最值
【详解】因为,所以,
所以,
又,,所以,所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以,的最小值是4.
故选:B.
7. 已知实数满足,则( )
A. 5 B. 7 C. 9 D. 11
【答案】B
【解析】
【分析】通过换元将指数方程转化为一元二次方程,利用完全平方公式的变形求解目标式的值.
【详解】由指数运算性质得,设,其中,则原方程可转化为 ,
即 ,由于,得,
,
因为 ,
所以.
8. 不等式对任意恒成立,则的最小值为( )
A. 4 B. 6 C. 8 D. 12
【答案】A
【解析】
【分析】分析二次函数零点分布,根据不等式在恒成立得到参数的等量关系,代入目标表达式,借助基本不等式求最值.
【详解】令二次函数,其判别式 ,又两根之积为-2,因此必有两个异号的实根.
设正根为,当时,;当时,.
要使不等式对任意恒成立,则需满足当时,
当时,因此必须等于的正根,即,
整理得,两边平方得,
化简得.
将代入得,.
由基本不等式,得 ,当且仅当,即,由得时取等号,
此时,代入验证满足,符合条件.
,因此的最小值为4.
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,部分选对得部分分,有选错的得0分.)
9. 下列运算结果正确的是( )
A.
B.
C. (其中,)
D.
【答案】BD
【解析】
【详解】对于A:,所以A不正确;
对于B:当时,,所以B正确;
对于C:若,,则,
例:当时,,,所以C不正确;
对于D:,,所以D正确.
10. 下列命题正确的有( )
A. 若方程有两个根,且一个大于1,另一个小于1,则实数a的取值范围为
B. 设,,若且,则
C. 命题p:“,”的一个必要不充分条件是
D. 已知,则的最小值是6
【答案】ABD
【解析】
【详解】对于选项A,设方程的两个根分别为,
当一个根大于1,另一个根小于1时,可得,即,
根据韦达定理可得,可得,解得,所以选项A正确;
对于选项B,设,
可得,解得,所以,
由已知,,所以,所以选项B正确;
对于选项C,,为真命题,即有解,
由对勾函数可知在上单调递减,在上单调递增,
函数在的最小值为,
所以为命题的充要条件,即是命题的一个充分不必要条件,所以选项C错误;
对于选项D,已知,则,
当且仅当,即时,即时等号成立,所以选项D正确;
11. 已知关于的不等式,则( )
A. 当,时,原不等式的解集为
B. 当时,原不等式的解集可以为的形式,其中
C. 当时,原不等式的解集为
D. 如果原不等式的解集非空,且恰好为,那么
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据一元二次不等式的解法,求得不等式的解集,可判定A正确;分和两种情况,分别求得不等式的解集,可判定B不正确;由二次函数的性质,求得的解集为空集,可判定C正确;根据一元二次不等式与一元二次方程的关系,求得、的值,可判定D正确.
【详解】对于A,当,时,原不等式为,
由,可得恒成立;
又由,可得,解得,
所以原不等式的解集为,所以A正确;
对于B,当时,原不等式为,
由,可得,解得或,
又由,可得,
当时,可得,解得,此时原不等式的解集为;
当时,由,解得,
此时原不等式的解集为,
此时原不等式的解集不能表示为的形式,所以B不正确;
对于C,当时,不等式,
由函数,
因为,此时不等式的解集为空集,所以原不等式的解集为,所以C正确;
对于D,若原不等式的解集非空,且恰好为,
即不等式的解集为,且不等式在上恒成立,
所以和是方程的两个实数根,
可得且,联立方程组,可得,即,
解得或
由的解集的右端点为,所以,
所以,则则,所以D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 已知集合,,则集合B的真子集个数为_______.
【答案】
3
【解析】
【分析】先求解分式不等式得到整数集合,再根据中元素计算得到集合,最后利用真子集个数公式求解结果。
【详解】分式不等式等价于, 解得,结合,可得,
将中元素依次代入计算可得,故B的真子集个数为.
13. 在上定义运算:,当时,不等式恒成立,则实数a的取值范围是_______.
【答案】
【解析】
【分析】先化简不等式,利用分离参数法转化为恒成立问题,再借助基本不等式求出函数的最大值,进而得到参数的取值范围.
【详解】先化简左边,
原不等式可转化为:.
由于对任意实数恒成立,因此可以直接两边除以,不等号方向不变,得到:
题目要求:时,不等式恒成立,即
设,则,
由基本不等式得,当且仅当,即时等号成立.
因此,即,
所以,故实数a的取值范围是.
14. 设非空集合满足:当时,有,则实数m的取值范围是_______.
【答案】
【解析】
【分析】根据二次函数的性质求解值域,即可根据集合的包含关系求解.
【详解】当时,此时函数在单调递减,故,由于,故,因此,
当时,此时函数在单调递减,在单调递增,故,由于,故,因此,
当时,此时函数在单调递减,在单调递增,故,由于,故,因此,
解得,
综上可得
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)
15. (1)求值:;
(2)已知,求的值;
【答案】
(1);(2).
【解析】
【详解】(1),,,
原式 .
(2)令 .
分子 ,分母 ,
故原式 .
16. 已知集合,集合,
(1)求;
(2)已知,若是的充分且不必要条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先化简集合,再分别求补集后计算交集;
(2)先化简集合,将充分不必要条件转化为是的真子集,列不等式组求解。
【小问1详解】
解:解不等式,得,移项化简得,即,
解不等式,因式分解得,解得,即,
所以,,,
所以,,即.
【小问2详解】
解:解不等式,变形为,解得,即,
因为是的充分不必要条件,所以 (是的真子集),
所以,且等号不同时成立,可得,
即实数的取值范围为
17. 为庆祝百年校庆,盐城中学计划修建如图所示的八边形主题花坛.花坛由一个十字形区域和外围四个三角形区域组成.其中,十字形区域由两个中心重合、长边互相垂直的全等矩形和交叠形成,面积为.
正方形区域栽种大花月季,造价为550元/;在四个相同的矩形(图中阴影部分)区域栽种绣球花,造价为400元/;四个空角(图中四个三角形)区域栽种金鸡菊,造价为80元/.设总造价为W(单位:元),AD长为x(单位:m).
(1)当时,求金鸡菊的种植面积;
(2)当x为何值时,W最小?并求出这个最小值.
【答案】(1)
(2)时,最小值为元.
【解析】
【小问1详解】
设中间正方形的边长为(即),每个阴影矩形的水平长为.
十字形面积由中间正方形和四个阴影矩形组成,
因此:,解得.
四个角的金鸡菊区域均为等腰直角三角形,直角边长等于阴影矩形的长,
因此总面积为:,
当时,代入得:,
,即金鸡菊的种植面积为.
【小问2详解】
总造价由三部分组成:正方形区域:;四个阴影矩形:;四个三角形区域:,代入,
总造价:
.
由基本不等式,时:,
当且仅当,即,时取等号.
此时总造价最小值为:
故当时,总造价最小,最小值为元.
18. 已知,函数.
(1)当时,求函数的零点;
(2)求不等式的解集;
(3)若恰有两个整数使得不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)1和2 (2)当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
(3)
【解析】
【小问1详解】
当时,函数为,因式分解得,
令,解得或,故函数的零点为1和2.
【小问2详解】
对二次式因式分解:
方程的两根为,,由,比较两根大小:
当时,,二次函数开口向上,故的解集为;
当时,,,故的解集为;
当时,,故的解集为.
【小问3详解】
恰有两个整数使成立,结合(2)的结论分析:
1. 时,解集区间长度小于1,最多1个整数,不符合题意,舍去.
2. 时,解集为开区间,
设区间内两个整数为(),
则需满足:,
当时:,且,解得,交集为;
当时:,且,解得,交集为;
或时,无符合条件的正实数,
综上,实数的取值范围为.
19. 柯西是一位伟大的法国数学家,许多数学定理和结论都以他的名字命名,柯西不等式就是其中之一,它在数学的众多分支中有着精彩应用.柯西不等式的一般形式(维形式)为:
设,,,…,,,,,…,,且,则
,当且仅当时,等号成立.
(1)根据二维柯西不等式:,求函数的最大值并写出取最大值时的值;
(2)证明三维分式型柯西不等式:当,,均大于0时,有,当且仅当时,等号成立;
(3)在中,内角,,所对的边分别为,,,满足,,,是内一点,过作,,的垂线,垂足分别为,,,根据三维分式型柯西不等式,在所有满足条件的三角形及其内部点中,求的最小值.
(参考公式:的面积底高)
【答案】(1),
(2)已知三维柯西不等式:对任意实数,有,
令,(,根式有意义),
代入三维柯西不等式得,
因为,两边同时除以,得,
等号成立当且仅当,即,证毕
(3)
【解析】
【分析】(1)将函数拆分为“常数乘根式”的标准形式,直接套用二维柯西不等式放缩求最值,再通过等号条件反解自变量;(2)通过构造“分子除以根号分母”与“根号分母”的配对项,代入三维柯西不等式化简,证得分式型柯西不等式;(3)先由面积法建立边长与距离的线性约束,再用分式柯西得到的下界,最后结合三角形条件用基本不等式求出全局最小值.
【小问1详解】
由,得,
根据二维柯西不等式,将函数改写为,
令,
代入柯西不等式得,
因此,当且仅当时等号成立,即,解得,满足定义域.
所以函数的最大值是,此时.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
的面积可拆分为三个小三角形面积之和,即,
由三角形面积公式得,,,
因此,即(式1),
将改写为平方和除以正数的形式,即,
由(2)的三维分式型柯西不等式,将(式1)代入,得(式2),
当且仅当等号成立,即为的内心,
已知,由余弦定理,得,与题设一致,
的面积为,
设,由,得,设,由得,即,
由基本不等式,得,解得,当且仅当(为等边三角形)时取等号,
将代入(式2)得,
因为,所以,因此,
当且仅当为等边三角形且为内心时,等号成立,
故的最小值为.
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数学试卷
考试时间: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. 命题“,”的否定为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
2. 若,,则( )
A. B.
C. D.
3. 已知,均为非零实数,那么“”是“”的( )
A. 充分且不必要条件 B. 必要且不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 若有意义,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5. 若是方程的两个实根,则ab的值等于( )
A. 2 B. C. 100 D.
6. 已知,且,则的最小值是( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
7. 已知实数满足,则( )
A. 5 B. 7 C. 9 D. 11
8. 不等式对任意恒成立,则的最小值为( )
A. 4 B. 6 C. 8 D. 12
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,部分选对得部分分,有选错的得0分.)
9. 下列运算结果正确的是( )
A.
B.
C. (其中,)
D.
10. 下列命题正确的有( )
A. 若方程有两个根,且一个大于1,另一个小于1,则实数a的取值范围为
B. 设,,若且,则
C. 命题p:“,”的一个必要不充分条件是
D. 已知,则的最小值是6
11. 已知关于的不等式,则( )
A. 当,时,原不等式的解集为
B. 当时,原不等式的解集可以为的形式,其中
C. 当时,原不等式的解集为
D. 如果原不等式的解集非空,且恰好为,那么
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 已知集合,,则集合B的真子集个数为_______.
13. 在上定义运算:,当时,不等式恒成立,则实数a的取值范围是_______.
14. 设非空集合满足:当时,有,则实数m的取值范围是_______.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)
15. (1)求值:;
(2)已知,求的值;
16. 已知集合,集合,
(1)求;
(2)已知,若是的充分且不必要条件,求实数a的取值范围.
17. 为庆祝百年校庆,盐城中学计划修建如图所示的八边形主题花坛.花坛由一个十字形区域和外围四个三角形区域组成.其中,十字形区域由两个中心重合、长边互相垂直的全等矩形和交叠形成,面积为.
正方形区域栽种大花月季,造价为550元/;在四个相同的矩形(图中阴影部分)区域栽种绣球花,造价为400元/;四个空角(图中四个三角形)区域栽种金鸡菊,造价为80元/.设总造价为W(单位:元),AD长为x(单位:m).
(1)当时,求金鸡菊的种植面积;
(2)当x为何值时,W最小?并求出这个最小值.
18. 已知,函数.
(1)当时,求函数的零点;
(2)求不等式的解集;
(3)若恰有两个整数使得不等式成立,求实数的取值范围.
19. 柯西是一位伟大的法国数学家,许多数学定理和结论都以他的名字命名,柯西不等式就是其中之一,它在数学的众多分支中有着精彩应用.柯西不等式的一般形式(维形式)为:
设,,,…,,,,,…,,且,则
,当且仅当时,等号成立.
(1)根据二维柯西不等式:,求函数的最大值并写出取最大值时的值;
(2)证明三维分式型柯西不等式:当,,均大于0时,有,当且仅当时,等号成立;
(3)在中,内角,,所对的边分别为,,,满足,,,是内一点,过作,,的垂线,垂足分别为,,,根据三维分式型柯西不等式,在所有满足条件的三角形及其内部点中,求的最小值.
(参考公式:的面积底高)
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