
?期末精選50題(壓軸版)
一、單選題
1.(2021·貴州黔東南·高一期末)已知定義在上的函數(shù)對(duì)于任意的都滿足,當(dāng)時(shí),,若函數(shù)至少有6個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即為與的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù).在同一坐標(biāo)系中作出函數(shù)與的圖象,根據(jù)圖象列不等式求解即可.
【詳解】函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即為與的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù).
因?yàn)椋?br />
所以函數(shù)是周期為2的周期函數(shù),
因?yàn)?,所以可作出函?shù)的圖象.
在同一坐標(biāo)系中作出函數(shù)()的圖象,如圖所示.
由圖象得,要使與的圖象至少有6個(gè)交點(diǎn),
則,因?yàn)椋?br />
所以,即的取值范圍是.
故選:D.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:函數(shù)零點(diǎn)的幾種等價(jià)形式:函數(shù)的零點(diǎn)函數(shù)在軸的交點(diǎn)方程的根函數(shù)與的交點(diǎn).
2.(2021·河南·高一期末(文))已知,,,則( )
A. B.1 C. D.
【答案】D
【分析】先由已知條件得到,再利用兩角差的正切公式求解即可.
【詳解】由,得,即,由,可得,則,故.
故選:D.
【點(diǎn)睛】利用三角函數(shù)值求值(角)的關(guān)鍵:
(1)角的范圍的判斷;
(2)根據(jù)條件進(jìn)行合理的拆角,如等;
(3)盡量用余弦和正切,如果用正弦需要把角的范圍縮小.
3.(2021·黑龍江·哈爾濱三中高一期末)在銳角中,角的對(duì)邊分別為,的面積為,若,則的最小值為( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】A
【分析】結(jié)合面積公式,可得出,由余弦定理得出,再用正弦定理化邊為角,得出,把所求式子用角表示,并求出角范圍,最后用基本不等式求最值.
【詳解】因?yàn)?,即?br />
所以,因?yàn)椋?br />
所以,由余弦定理,
可得,
再由正弦定理得,
因?yàn)椋?br />
所以,所以或,
得或(舍去).因?yàn)槭卿J角三角形,
所以,得,即,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng),取等號(hào).
故選:A
【點(diǎn)睛】本題考查考查用正弦定理、余弦定理、面積公式解三角形,考查基本不等式求最值,屬于較難題.
4.(2021·浙江浙江·高一期末)對(duì)于非空數(shù)集M,定義表示該集合中所有元素的和.給定集合,定義集合,則集合的元素的個(gè)數(shù)為( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【答案】B
【分析】分別考慮集合為單元素集、雙元素集、三元素集、四元素集,然后分別計(jì)算出的取值,由此確定出集合中的元素的個(gè)數(shù).
【詳解】當(dāng)集合為單元素集時(shí),可取,此時(shí)可??;
當(dāng)集合為雙元素集時(shí),可取,此時(shí)可??;
當(dāng)集合為三元素集時(shí),可取,此時(shí)可取,
當(dāng)集合為四元素集時(shí),可取,此時(shí)可取,
綜上可知可取,共個(gè)值,所以的元素個(gè)數(shù)為,
故選:B.
【點(diǎn)睛】本題考查集合中的新定義問(wèn)題,對(duì)學(xué)生的理解與分析問(wèn)題的能力要求較高,難度較難.解答新定義的集合問(wèn)題,首先要明確集合中表示元素的含義,其次才是解答問(wèn)題.
5.(2021·安徽·合肥一六八中學(xué)高一期末)函數(shù)若,且,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】畫出函數(shù)的圖象,由圖象判斷,根據(jù)將原式轉(zhuǎn)化為,再利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可.
【詳解】畫出函數(shù)的圖象如圖,
因?yàn)?,且?br />
由圖可知點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為,
其中,
因?yàn)榈膱D象關(guān)于對(duì)稱,
所以,又
所以
,
因?yàn)椋裕?br />
即的取值范圍是,
故選:B.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:函數(shù)圖象是函數(shù)的一種表達(dá)形式,它形象地揭示了函數(shù)的性質(zhì),為研究函數(shù)的數(shù)量關(guān)系提供了“形”的直觀性.歸納起來(lái),圖象的應(yīng)用常見(jiàn)的命題探究角度有:1、確定方程根的個(gè)數(shù);2、求參數(shù)的取值范圍;3、求不等式的解集;4、研究函數(shù)性質(zhì).
6.(2021·福建三明·高一期末)設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)椋瑵M足,且當(dāng)時(shí),.若對(duì)任意,都有,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根據(jù)題設(shè)條件可得當(dāng)時(shí),,其中,結(jié)合函數(shù)在上的解析式和函數(shù)在的圖象可求的取值范圍.
【詳解】當(dāng)時(shí),,故,
因?yàn)椋?br />
故當(dāng)時(shí),,,
同理,當(dāng)時(shí),,
依次類推,可得當(dāng)時(shí),,其中.
所以當(dāng)時(shí),必有.
如圖所示,因?yàn)楫?dāng)時(shí),的取值范圍為,
故若對(duì)任意,都有,則,
令,或,
結(jié)合函數(shù)的圖象可得,
故選:D.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:此類問(wèn)題考慮函數(shù)的“類周期性”,注意根據(jù)已知區(qū)間上函數(shù)的性質(zhì)推證函數(shù)在其他區(qū)間上的性質(zhì),必要時(shí)應(yīng)根據(jù)性質(zhì)繪制函數(shù)的圖象,借助形來(lái)尋找臨界點(diǎn).
7.(2021·江西·贛州市贛縣第三中學(xué)高一期末(理))已知函數(shù),若存在兩相異實(shí)數(shù)使,且,則的最小值為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由題設(shè)可得,又即為方程兩個(gè)不等的實(shí)根,即有,結(jié)合、得,即可求其最小值.
【詳解】由題意知:當(dāng)有,
∵知:是兩個(gè)不等的實(shí)根.
∴,而,
∵,即,
∴,令,
則,
∴當(dāng)時(shí),的最小值為.
故選:B
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:由已知條件將函數(shù)轉(zhuǎn)化為一元二次方程的兩個(gè)不同實(shí)根為,結(jié)合韋達(dá)定理以及,應(yīng)用二次函數(shù)的性質(zhì)求最值即可.
8.(2021·上海市金山中學(xué)高一期末)設(shè)銳角的內(nèi)角所對(duì)的邊分別為,若,則的取值范圍為( )
A.(1,9] B.(3,9]
C.(5,9] D.(7,9]
【答案】D
【分析】由正弦定理求出,再由余弦定理可得,化為,結(jié)合角的范圍,利用正弦函數(shù)的性質(zhì)可得結(jié)論.
【詳解】因?yàn)椋?br />
由正弦定理可得,
則有,
由的內(nèi)角為銳角,
可得,
,
由余弦定理可得
因此有
故選:D.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:正弦定理是解三角形的有力工具,其常見(jiàn)用法有以下幾種:(1)知道兩邊和一邊的對(duì)角,求另一邊的對(duì)角(一定要注意討論鈍角與銳角);(2)知道兩角與一個(gè)角的對(duì)邊,求另一個(gè)角的對(duì)邊;(3)證明化簡(jiǎn)過(guò)程中邊角互化;(4)求三角形外接圓半徑.
9.(2021·河南駐馬店·高一期末(理))已知函數(shù)是偶函數(shù).若將曲線向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度后,再向上平移個(gè)單位長(zhǎng)度得到曲線,若關(guān)于的方程在有兩個(gè)不相等實(shí)根,則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本題首先可根據(jù)函數(shù)是偶函數(shù)得出,通過(guò)計(jì)算得出,然后通過(guò)轉(zhuǎn)化得出,通過(guò)圖像變換得出,最后根據(jù)正弦函數(shù)對(duì)稱性得出且,通過(guò)求出此時(shí)的值域即可得出結(jié)果.
【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)是偶函數(shù),
所以,即,
,解得,,
則
,
則,
向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度后,得到,
向上平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到,
當(dāng)時(shí),,
結(jié)合正弦函數(shù)對(duì)稱性易知,
在有兩個(gè)不相等實(shí)根,則且,
此時(shí),實(shí)數(shù)的取值范圍是,
故選:C.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查三角函數(shù)圖像變換、正弦函數(shù)性質(zhì)、偶函數(shù)的性質(zhì)的應(yīng)用以及兩角差的正弦公式,能夠根據(jù)偶函數(shù)的性質(zhì)求出是解決本題的關(guān)鍵,考查計(jì)算能力,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想,體現(xiàn)了綜合性,是難題.
10.(2021·陜西閻良·高一期末)已知函數(shù),若存在實(shí)數(shù)、,使得,且,則的最大值為( )
A.9 B.8 C.7 D.5
【答案】A
【分析】本題首先可根據(jù)正弦函數(shù)性質(zhì)得出、,然后根據(jù)得出,根據(jù)得出,最后根據(jù)得出,即可得出結(jié)果.
【詳解】因?yàn)?,?br />
所以,,
,即,,
,即,,
則,
因?yàn)?,所以,?br />
因?yàn)?,所以的最大值為?br />
故選:A.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查根據(jù)正弦函數(shù)性質(zhì)求參數(shù),能否根據(jù)求出、是解決本題的關(guān)鍵,考查計(jì)算能力,是難題.
11.(2019·廣東汕頭·高一期末)設(shè)是定義在上的偶函數(shù),對(duì)任意的,都有,且當(dāng)時(shí),.若在區(qū)間內(nèi)關(guān)于的方程恰有個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分析出函數(shù)是周期為的周期函數(shù),作出函數(shù)在上的圖象,由題意可知,函數(shù)和函數(shù)在上的圖象有個(gè)交點(diǎn),數(shù)形結(jié)合可得出關(guān)于實(shí)數(shù)的不等式組,由此可解得實(shí)數(shù)的取值范圍.
【詳解】由可得,
所以,函數(shù)和函數(shù)在上的圖象有個(gè)交點(diǎn),
因?yàn)閷?duì)任意的,都有,即,
所以,函數(shù)是周期為的周期函數(shù),
因?yàn)槭嵌x在上的偶函數(shù),且當(dāng)時(shí),,則.
作出函數(shù)和函數(shù)在上的圖象如下圖所示:
要使得函數(shù)和函數(shù)在上的圖象有個(gè)交點(diǎn),
則,解得.
因此,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
故選:A.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:已知函數(shù)有零點(diǎn)(方程有根)求參數(shù)值(取值范圍)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通過(guò)解不等式確定參數(shù)范圍;
(2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)的值域問(wèn)題加以解決;
(3)數(shù)形結(jié)合法:先對(duì)解析式變形,進(jìn)而構(gòu)造兩個(gè)函數(shù),然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象,利用數(shù)形結(jié)合的方法求解.
二、多選題
12.(2021·湖北·沙市中學(xué)高一期末)已知函數(shù),其中為常數(shù),且,將函數(shù)的圖象向左平移個(gè)單位所得的圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)為偶函數(shù),則以下結(jié)論正確的是( )
A. B.點(diǎn)是的圖象的一個(gè)對(duì)稱中心
C.在上的值域?yàn)?D.的圖象在上有四條對(duì)稱軸
【答案】BD
【分析】根據(jù)題意,求得平移后的解析式,根據(jù)其為偶函數(shù),可求得的表達(dá)式,根據(jù)的范圍,即可求得的值,即可判斷A的正誤;根據(jù)的解析式,代入,即可判斷B的正誤;根據(jù)x的范圍,即可求得的范圍,結(jié)合正弦型函數(shù)的圖象,即可判斷C的正誤;令,即可求得對(duì)稱軸的表達(dá)式,對(duì)k賦值,即可求得的對(duì)稱軸,即可判斷D的正誤,即可得答案.
【詳解】
對(duì)于A:將函數(shù)的圖象向左平移個(gè)單位所得的解析式為:,
由題意得:其圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)為偶函數(shù),
則,,解得,
因?yàn)?,令,得,故A錯(cuò)誤.
所以;
對(duì)于B:因?yàn)?,所以?br />
所以點(diǎn)是的圖象的一個(gè)對(duì)稱中心,故B正確;
對(duì)于C:因?yàn)?,所以?br />
所以當(dāng)時(shí),即時(shí),有最大值2,
當(dāng)時(shí),即時(shí),有最小值,故C錯(cuò)誤;
對(duì)于D:令,解得,
因?yàn)闀r(shí),令,解得
令,解得,
令,解得,
令,解得,
所以的圖象在上有四條對(duì)稱軸,故D正確.
故選:BD
【點(diǎn)睛】解題的關(guān)鍵是熟練掌握正弦型函數(shù)的圖象與性質(zhì),并靈活應(yīng)用,在求解值域時(shí),通過(guò)換元法令,將其轉(zhuǎn)化為研究的性質(zhì),考查分析理解,計(jì)算化簡(jiǎn)的能力,屬中檔題.
13.(2021·浙江義烏·高一期末)已知函數(shù),有下列四個(gè)結(jié)論,其中正確的結(jié)論為( )
A.在區(qū)間上單調(diào)遞增 B.是的一個(gè)周期
C.的值域?yàn)?D.的圖象關(guān)于軸對(duì)稱
【答案】CD
【分析】代入特殊值檢驗(yàn),可得A錯(cuò)誤;求得的表達(dá)式,即可判斷B的正誤;分段討論,根據(jù)x的范圍,求得的范圍,利用二次函數(shù)的性質(zhì),即可求得的值域,即可判斷C的正誤;根據(jù)奇偶性的定義,即可判斷的奇偶性,即可判斷D的正誤,即可得答案.
【詳解】對(duì)于A:因?yàn)?,所以?br />
,
所以,所以在區(qū)間上不是單調(diào)遞增函數(shù),故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B:,
所以不是的一個(gè)周期,故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C:,所以的周期為,
當(dāng)時(shí),,;
當(dāng)時(shí),,;
當(dāng)時(shí),,;
當(dāng)時(shí),,;
當(dāng)時(shí),,;
綜上:的值域?yàn)?,故C正確;
對(duì)于D:,所以為偶函數(shù),即的圖象關(guān)于軸對(duì)稱,故D正確,
故選:CD
【點(diǎn)睛】解題的關(guān)鍵是根據(jù)的解析式,結(jié)合函數(shù)的奇偶性、周期性求解,考查分類討論,化簡(jiǎn)計(jì)算的能力,綜合性較強(qiáng),屬中檔題.
14.(2021·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一期末)已知函數(shù),其中,且的,若對(duì)一切恒成立,則( )
A. B.
C.是奇函數(shù) D.是奇函數(shù)
【答案】BC
【分析】由,可知為的一條對(duì)稱軸,
結(jié)合輔助角公式,可得,進(jìn)而可得,再分別判斷選項(xiàng)即可.
【詳解】由題意得,,
因?qū)σ磺泻愠闪ⅲ?br />
故,即,計(jì)算得,
故.
對(duì)于選項(xiàng)A,,,
雖然,但時(shí)正負(fù)不知,故與無(wú)法比較大小,故A錯(cuò);
對(duì)于選項(xiàng)B,因,
所以,故B正確;
對(duì)于選項(xiàng)C,因,所以為奇函數(shù),故C正確;
對(duì)于選項(xiàng)D,,所以為偶函數(shù),故D錯(cuò).
故選:BC.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了輔助角公式的應(yīng)用以及三角函數(shù)的圖像性質(zhì).對(duì)于圖像性質(zhì)問(wèn)題,一般情況下需先把解析式化成的形式,再結(jié)合的圖像性質(zhì)即可解決.
15.(2021·浙江浙江·高一期末)若定義在R上的函數(shù)滿足,當(dāng)時(shí),(),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.若方程有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則或
B.若方程有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則
C.若方程有4個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則
D.若方程有4個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則
【答案】AC
【分析】由題知是R上的奇函數(shù),則由時(shí)的解析式可求出在R上的解析式.先討論特殊情況為方程的根,則可求出,此時(shí)方程化為,而函數(shù)為R上的減函數(shù),則方程僅有一個(gè)根.當(dāng)時(shí),由分段函數(shù)分類討論得出時(shí),,時(shí),.利用數(shù)形結(jié)合思想,畫出圖象,則可得知方程不同的實(shí)數(shù)根個(gè)數(shù)分別為2個(gè)和4時(shí),參數(shù)的取值范圍.
【詳解】因?yàn)樗裕?br />
所以是R上的奇函數(shù),,
當(dāng)時(shí),,,
所以,
綜上,
若是方程的一個(gè)根,
則,此時(shí),即,
而,在R上單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),原方程有一個(gè)實(shí)根.
當(dāng)時(shí),,
所以,當(dāng)時(shí)不滿足,
所以,
當(dāng)時(shí),,
所以,當(dāng)時(shí)不滿足,
所以,如圖:
若方程有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,
則或;
若方程有4個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則.
故選:AC
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是將方程進(jìn)行參數(shù)分離,再借助數(shù)形結(jié)合法,求出對(duì)應(yīng)的參數(shù)的取值范圍.
16.(2021·重慶南開(kāi)中學(xué)高一期末)已知函數(shù),若關(guān)于的方程有四個(gè)不等實(shí)根,,,,則下列結(jié)論正確的是( )
A. B.
C. D.的最小值為10
【答案】ACD
【分析】畫出的圖象,結(jié)合圖象求得的取值范圍,利用特殊值確定B選項(xiàng)錯(cuò)誤,利用基本不等式確定CD選項(xiàng)正確.
【詳解】畫出的圖象如下圖所示,
由于關(guān)于的方程有四個(gè)不等實(shí)根,,,,
由圖可知,故A選項(xiàng)正確.
由圖可知關(guān)于直線對(duì)稱,故,
由解得或,
所以,
,當(dāng)時(shí),,所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤.
令,,,
,是此方程的解,
所以,或,
故
,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,故D選項(xiàng)正確.
由圖象可知,
,,,
由,解得或,
由,解得或,
所以,
①.
令或,
所以①的等號(hào)不成立,即,故C選項(xiàng)正確.
故選:ACD
【點(diǎn)睛】求解有關(guān)方程的根、函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,可考慮結(jié)合圖象來(lái)求解.求解不等式、最值有關(guān)的問(wèn)題,可考慮利用基本不等式來(lái)求解.
17.(2021·廣東·汕頭市第一中學(xué)高一期末)已知函數(shù)f(x)滿足:當(dāng)時(shí),,下列命題正確的是( )
A.若f(x)是偶函數(shù),則當(dāng)時(shí),
B.若,則在上有3個(gè)零點(diǎn)
C.若f(x)是奇函數(shù),則
D.若,方程在上有6個(gè)不同的根,則k的范圍為
【答案】BC
【分析】解出當(dāng)時(shí)的解析式可判斷A;由在上的零點(diǎn)結(jié)合對(duì)稱性可判斷B;求得在上的值域,進(jìn)而可判斷C;作出函數(shù)在上的簡(jiǎn)圖,由數(shù)形結(jié)合可判斷D.
【詳解】對(duì)于選項(xiàng)A:若是偶函數(shù),當(dāng)時(shí),,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng)B:令得,即,解得或. 由知函數(shù)圖象關(guān)于直線對(duì)稱,所以,故在上有3個(gè)零點(diǎn). 故B正確;
對(duì)于選項(xiàng)C:當(dāng)時(shí),,所以時(shí),;當(dāng)時(shí),,故當(dāng)時(shí),. 若是奇函數(shù),則當(dāng)時(shí),,又,所以當(dāng)時(shí),. 故對(duì),.故C正確;
對(duì)于選項(xiàng)D:即,所以或. 由知函數(shù)的周期為3,作出函數(shù)在上的簡(jiǎn)圖,由圖可知,有2個(gè)根,依題意得必有4個(gè)根,由圖可知. 故D錯(cuò)誤.
故選:BC.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:判斷選項(xiàng)D的關(guān)鍵點(diǎn)是:作出函數(shù)在上的簡(jiǎn)圖,數(shù)形結(jié)合求得的取值范圍.
18.(2021·浙江·高一期末)定義:若函數(shù)在區(qū)間上的值域?yàn)?,則稱區(qū)間是函數(shù)的“完美區(qū)間”,另外,定義區(qū)間 的“復(fù)區(qū)間長(zhǎng)度”為,已知函數(shù),則( )
A.是的一個(gè)“完美區(qū)間”
B.是 的一個(gè)“完美區(qū)間”
C.的所有“完美區(qū)間”的“復(fù)區(qū)間長(zhǎng)度”的和為
D.的所有“完美區(qū)間”的“復(fù)區(qū)間長(zhǎng)度”的和為
【答案】AC
【分析】根據(jù)定義,當(dāng)時(shí)求得的值域,即可判斷A;對(duì)于B,結(jié)合函數(shù)值域特點(diǎn)即可判斷;對(duì)于C、D,討論與兩種情況,分別結(jié)合定義求得“復(fù)區(qū)間長(zhǎng)度”,即可判斷選項(xiàng).
【詳解】對(duì)于A,當(dāng)時(shí),,則其值域?yàn)椋瑵M足定義域與值域的范圍相同,因而滿足“完美區(qū)間”定義,所以A正確;
對(duì)于B,因?yàn)楹瘮?shù),所以其值域?yàn)?,而,所以不存在定義域與值域范圍相同情況,所以B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,由定義域?yàn)?,可知?br />
當(dāng)時(shí),,此時(shí),所以在內(nèi)單調(diào)遞減,
則滿足,化簡(jiǎn)可得,
即,所以或,
解得(舍)或,
由解得或(舍),
所以,經(jīng)檢驗(yàn)滿足原方程組,所以此時(shí)完美區(qū)間為,則“復(fù)區(qū)間長(zhǎng)度”為;
當(dāng)時(shí),①若,則,此時(shí).當(dāng)在的值域?yàn)?,則,因?yàn)?,所以,即滿足,解得,(舍).所以此時(shí)完美區(qū)間為,則“復(fù)區(qū)間長(zhǎng)度”為;
②若,則,,此時(shí)在內(nèi)單調(diào)遞增,若的值域?yàn)椋瑒t,則為方程的兩個(gè)不等式實(shí)數(shù)根,
解得,, 所以,與矛盾,所以此時(shí)不存在完美區(qū)間.
綜上可知,函數(shù)的“復(fù)區(qū)間長(zhǎng)度”的和為,所以C正確,D錯(cuò)誤;
故選:AC.
【點(diǎn)睛】本題考查了函數(shù)新定義的綜合應(yīng)用,由函數(shù)單調(diào)性判斷函數(shù)的值域,函數(shù)與方程的綜合應(yīng)用,分類討論思想的綜合應(yīng)用,屬于難題.
19.(2021·湖南華容·高一期末)設(shè),用表示不超過(guò)的最大整數(shù),則稱為高斯函數(shù),也叫取整函數(shù).令,以下結(jié)論正確的有( )
A. B.函數(shù)為奇函數(shù)
C. D.函數(shù)的值域?yàn)?br />
【答案】AD
【分析】根據(jù)高斯函數(shù)的定義逐項(xiàng)檢驗(yàn)可得正確的選項(xiàng).
【詳解】對(duì)于A,,故A正確.
對(duì)于B,取,則,而,
故,所以函數(shù)不為奇函數(shù),故B錯(cuò)誤.
對(duì)于C,則,故C錯(cuò)誤.
對(duì)于D,由C的判斷可知,為周期函數(shù),且周期為,
當(dāng)時(shí),則
當(dāng)時(shí),則,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
故當(dāng)時(shí),則有,故函數(shù)的值域?yàn)?,故D正確.
故選:AD.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:對(duì)于函數(shù)的新定義問(wèn)題,注意根據(jù)定義展開(kāi)討論性質(zhì)的討論,并且注意性質(zhì)討論的次序,比如討論函數(shù)值域,可以先討論函數(shù)的奇偶性、周期性.
三、填空題
20.(2021·北京西城·高一期末)設(shè)函數(shù),,有以下四個(gè)結(jié)論.
①函數(shù)是周期函數(shù):
②函數(shù)的圖像是軸對(duì)稱圖形:
③函數(shù)的圖像關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱:
④函數(shù)存在最大值
其中,所有正確結(jié)論的序號(hào)是___________.
【答案】②④
【分析】根據(jù)正弦型函數(shù)和二次函數(shù)的周期性、對(duì)稱性、值域進(jìn)行逐一判斷即可.
【詳解】①:函數(shù)的最小正周期為:,函數(shù)沒(méi)有周期性,所以函數(shù)不是周期函數(shù),故本結(jié)論不正確;
②:因?yàn)楹瘮?shù),所以該函數(shù)的對(duì)稱性為:,
因?yàn)?,所以函?shù)也關(guān)于對(duì)稱,
因此函數(shù)的圖像是軸對(duì)稱圖形,故本結(jié)論說(shuō)法正確;
③:令,
,對(duì)于不恒成立,
所以對(duì)于不恒成立,
因此函數(shù)不是奇函數(shù),故圖象不關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,所以本結(jié)論說(shuō)法不正確;
④:因?yàn)?,所以?br />
因?yàn)椋?br />
所以,
因此本結(jié)論正確,
故答案為:②④
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:正確理解函數(shù)的周期性和對(duì)稱性是解題的關(guān)鍵.
21.(2021·西藏·拉薩中學(xué)高一期末)如圖所示,一豎立在地面上的圓錐形物體的母線長(zhǎng)為,一只小蟲(chóng)從圓錐的底面圓上的點(diǎn)出發(fā),繞圓錐爬行一周后回到點(diǎn)處,若該小蟲(chóng)爬行的最短路程為,則這個(gè)圓錐的體積為_(kāi)__________.
【答案】
【分析】作出該圓錐的側(cè)面展開(kāi)圖,該小蟲(chóng)爬行的最短路程為PP′,由余弦定理求出,求出底面圓的半徑r,從而求出這個(gè)圓錐的高,由此能求出這個(gè)圓錐的體積.
【詳解】作出該圓錐的側(cè)面展開(kāi)圖,如圖所示:
該小蟲(chóng)爬行的最短路程為PP′,由余弦定理可得:
∴.
設(shè)底面圓的半徑為r,則有,解得,
所以這個(gè)圓錐的高為,
則這個(gè)圓錐的體積為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】立體幾何中的翻折疊(展開(kāi))問(wèn)題要注意翻折(展開(kāi))過(guò)程中的不變量.
22.(2021·廣東·深圳市高級(jí)中學(xué)高一期末)已知函數(shù).若存在正實(shí)數(shù),使得方程有三個(gè)互不相等的實(shí)根,,,則的取值范圍是__________.
【答案】
【分析】分離參數(shù)可得,做出的函數(shù)圖象,根據(jù)二次函數(shù)的對(duì)稱性求出的值,并求出的范圍即可得出答案.
【詳解】由可看到,
令,
作出的函數(shù)圖象如圖所示:
有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,,,
直線與的圖象有三個(gè)交點(diǎn),
設(shè)三個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)從小到大分別為,,,
由二次函數(shù)的對(duì)稱性可知,
令可得或(舍,
,.
即的取值范圍是,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:函數(shù)零點(diǎn)的幾種等價(jià)形式:函數(shù)的零點(diǎn)函數(shù)在軸的交點(diǎn)方程的根函數(shù)與的交點(diǎn).
23.(2021·安徽蕪湖·高一期末)在平面直角坐標(biāo)系中,對(duì)任意角,設(shè)的終邊上異于原點(diǎn)的任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為,它與原點(diǎn)的距離是.我們規(guī)定:比值分別叫做角的正割?余割?余切,分別記作,,,把分別叫做正割函數(shù)?余割函數(shù)?余切函數(shù),則下列敘述正確的有___________(填上所有正確的序號(hào))
①;②;③的定義域?yàn)椋?br />
④;⑤.
【答案】②④⑤
【分析】由題設(shè)新定義知:,,,由、、、以及正切二倍角公式,即可判斷各項(xiàng)的正誤.
【詳解】
①,故錯(cuò)誤;
②,故正確;
③,即,有,故錯(cuò)誤;
④,故正確;
⑤,所以,故正確.
故答案為:②④⑤
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:新定義有,,,結(jié)合三角恒等變換判斷各項(xiàng)的正誤.
24.(2021·江蘇鹽城·高一期末)已知函數(shù),方程有六個(gè)不同的實(shí)數(shù)根、、、、、,則的取值范圍為_(kāi)_______.
【答案】
【分析】作出函數(shù)與函數(shù)的圖象,利用對(duì)稱性得出,,利用對(duì)數(shù)運(yùn)算可得出,且有,可得出,利用雙勾函數(shù)的單調(diào)性可求得結(jié)果.
【詳解】作出函數(shù)與函數(shù)的圖象如下圖所示:
設(shè),
由圖象可知,當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)的圖象有六個(gè)交點(diǎn),
點(diǎn)、關(guān)于直線對(duì)稱,可得,
點(diǎn)、關(guān)于直線對(duì)稱,可得,且,
由得,所以,,
,
下面證明函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù),
任取、且,即,
,
,則,,可得,
所以,函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù).
,所以,.
因此,的取值范圍為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:已知函數(shù)有零點(diǎn)(方程有根)求參數(shù)值(取值范圍)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通過(guò)解不等式確定參數(shù)范圍;
(2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)的值域問(wèn)題加以解決;
(3)數(shù)形結(jié)合法:先對(duì)解析式變形,進(jìn)而構(gòu)造兩個(gè)函數(shù),然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象,利用數(shù)形結(jié)合的方法求解.
25.(2021·廣東潮陽(yáng)·高一期末)函數(shù),若最大值為,最小值為,,則的取值范圍是______.
【答案】
【分析】先化簡(jiǎn),然后分析的奇偶性,將的最大值和小值之和轉(zhuǎn)化為和有關(guān)的式子,結(jié)合對(duì)勾函數(shù)的單調(diào)性求解出的取值范圍.
【詳解】,
令,定義域?yàn)殛P(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,
∴,
∴為奇函數(shù),∴,
∴,
,由對(duì)勾函數(shù)的單調(diào)性可知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
∴,,,
∴,
∴,
故答案為:.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解答本題的關(guān)鍵在于函數(shù)奇偶性的判斷,同時(shí)需要注意到奇函數(shù)在定義域上如果有最值,那么最大值和最小值一定是互為相反數(shù).
26.(2021·江蘇·南京師大附中高一期末)已知函數(shù).若存在使得不等式成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是________.
【答案】
【分析】令,判斷函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性,從而將不等式轉(zhuǎn)化為,分離參數(shù)可得,令,,利用對(duì)勾函數(shù)的單調(diào)性可得,結(jié)合題意即可求解的取值范圍.
【詳解】函數(shù),若存在使得不等式成立,
令,
,
所以,為奇函數(shù).
不等式,即,
即,
所以,
因?yàn)樵谏蠟樵龊瘮?shù),在上為增函數(shù),
所以在上為增函數(shù),
由奇函數(shù)的性質(zhì)可得在上為增函數(shù),所以不等式等價(jià)于,分離參數(shù)可得,
令,,
由對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì)可知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
(1),(4),所以,,
所以由題意可得,
即實(shí)數(shù)的取值范圍是.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:數(shù)的三個(gè)性質(zhì):?jiǎn)握{(diào)性、奇偶性和周期性,在高考中一般不會(huì)單獨(dú)命題,而是常將它們綜合在一起考查,其中單調(diào)性與奇偶性結(jié)合、周期性與抽象函數(shù)相結(jié)合,并結(jié)合奇偶性求函數(shù)值,多以選擇題、填空題的形式呈現(xiàn),函數(shù)的單調(diào)性與奇偶性相結(jié)合,注意函數(shù)的單調(diào)性及奇偶性的定義,以及奇、偶函數(shù)圖象的對(duì)稱性
27.(2021·浙江·高一期末)在中,記角A,B,C所對(duì)的邊分別是a,b,c,面積為S,則的最大值為_(kāi)_____
【答案】
【分析】利用面積公式和余弦定理,結(jié)合均值不等式以及線性規(guī)劃即可求得最大值.
【詳解】
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)).
令,
故,
因?yàn)椋遥?br />
故可得點(diǎn)表示的平面區(qū)域是半圓弧上的點(diǎn),如下圖所示:
目標(biāo)函數(shù)上,表示圓弧上一點(diǎn)到點(diǎn)點(diǎn)的斜率,
由數(shù)形結(jié)合可知,當(dāng)且僅當(dāng)目標(biāo)函數(shù)過(guò)點(diǎn),即時(shí),取得最小值,
故可得,
又,故可得,
當(dāng)且僅當(dāng),即三角形為等邊三角形時(shí),取得最大值.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題主要考查利用正余弦定理求范圍問(wèn)題,涉及線性規(guī)劃以及均值不等式,屬綜合困難題.
四、解答題
28.(2021·浙江省三門第二高級(jí)中學(xué)高一期末)已知函數(shù)的最大值為1
(1)求常數(shù)的值;
(2)求函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(3)若,且是第一象限角,求的值.
【答案】(1);(2);(3).
【分析】(1)利用兩角和、差的余弦公式,輔助角公式,化簡(jiǎn)整理,可得的解析式,根據(jù)題意,即可得a值.
(2)由(1)可得解析式,令,即可得答案.
(3)根據(jù)題意,可得,根據(jù)的范圍,分析計(jì)算,可得值,利用兩角差的余弦公式,化簡(jiǎn)計(jì)算,即可得答案.
【詳解】(1)由題意得:
因?yàn)榈淖畲笾禐?,
所以,解得.
(2)由(1)可得,
令,解得,
所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為
(3)因?yàn)?,所以,解得?br />
因?yàn)槭堑谝幌笙藿?,即,所以?br />
因?yàn)椋?br />
所以,即,
所以
.
【點(diǎn)睛解題的關(guān)鍵是熟練掌握恒等變換公式、三角函數(shù)的性質(zhì)等知識(shí),并靈活應(yīng)用,易錯(cuò)點(diǎn)為,根據(jù)的范圍,得到的范圍,此時(shí)無(wú)法判斷的正負(fù),還需比較與值的大小,進(jìn)一步確定的范圍,方可得答案,屬中檔題.
29.(2021·安徽阜陽(yáng)·高一期末)已知函數(shù)(,,)的部分圖象如圖所示.
(1)求的解析式;
(2)設(shè)函數(shù),若在內(nèi)存在唯一的,使得對(duì)恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)圖象,結(jié)合最小正周期公式、特殊角的三角函數(shù)值進(jìn)行求解即可;
(2)根據(jù)輔助角公式,結(jié)合正弦型函數(shù)的最值進(jìn)行求解即可.
【詳解】解:(1)根據(jù)圖象可得,
所以.
因?yàn)?,,所?
又因?yàn)閳D象過(guò)點(diǎn),所以.
因?yàn)椋?br />
所以,,即,,
又因?yàn)椋?
故.
(2)因?yàn)椋?br />
所以.
依題意可得,
又,所以,
解得.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:正確理解最小值的定義,結(jié)合題意得到不等式是解題的關(guān)鍵.
30.(2021·甘肅省會(huì)寧縣第一中學(xué)高一期末)已知函數(shù).
(1)求的最小正周期;
(2)若對(duì)任意的和恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)化簡(jiǎn) 最小正周期;
(2)當(dāng)時(shí),.
①當(dāng)為偶數(shù)時(shí), ..②當(dāng)為奇數(shù)時(shí),同理得: 即可求出m的取值范圍.
【詳解】(1)
.
的最小正周期.
(2)由(1)知.
當(dāng)時(shí),,,
即.
①當(dāng)為偶數(shù)時(shí), .
由題意,只需.
因?yàn)楫?dāng)時(shí),,所以.
②當(dāng)為奇數(shù)時(shí), .
由題意,只需.
因?yàn)楫?dāng)時(shí),,所以.
綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】(1)三角函數(shù)問(wèn)題通常需要把它化為“一角一名一次”的結(jié)構(gòu),借助于或的性質(zhì)解題;
(2)求參數(shù)的取值范圍,通常采用分離參數(shù)法.
31.(2021·黑龍江·哈九中高一期末)已知函數(shù)是定義域上的奇函數(shù),且.
(1)求函數(shù)的解析式,判斷函數(shù)在上的單調(diào)性并證明;
(2)令,設(shè),若對(duì)任意,當(dāng)時(shí),都有,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1),函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,證明見(jiàn)解析;(2).
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)是奇函數(shù),由,得,兩者聯(lián)立解得a,b,進(jìn)而可得函數(shù)的解析式,再利用單調(diào)性的定義證明函數(shù)的單調(diào)性.
(2)由(1)得,易知在上為減函數(shù),將時(shí),都有,轉(zhuǎn)化為,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為,對(duì)任意成立求解.
【詳解】(1)因?yàn)椋沂瞧婧瘮?shù),
所以,
所以,
解得,
所以,
函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
證明:任取,且,
則,
因?yàn)?,且?br />
所以,,
所以,
所以,即,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,
任取,且,
則,
因?yàn)?,且?br />
所以,,
所以,
所以,即,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增.
(2)由(1)得,
不妨令,則,
由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性知:函數(shù)在上為減函數(shù),
所以,,
因?yàn)楫?dāng),滿足,
故只需,
即,對(duì)任意成立,
因?yàn)?,所以函?shù)在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),y有最小值,,
由,解得,
所以a的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛;本題第二問(wèn)題關(guān)鍵點(diǎn)是將時(shí),都有,轉(zhuǎn)化為恒成立 求解.
32.(2021·浙江浙江·高一期末)已知函數(shù),,.
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)若,唯一的,使得,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)和;(2).
【分析】(1)分類和去絕對(duì)值符號(hào)得分段函數(shù),結(jié)合二次函數(shù)性質(zhì)可得增區(qū)間;
(2)設(shè)在上值域,對(duì)任意,直線與函數(shù)的圖象在上只有一個(gè)交點(diǎn).令,把轉(zhuǎn)化為,,,的值域是,?時(shí),無(wú)解,在時(shí),在上單調(diào)遞增,,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)確定出后可得結(jié)論.
【詳解】解:(1)由題意,
即,
因此增區(qū)間為和;
(2),
設(shè)在上的值域?yàn)?,則對(duì),直線與函數(shù)的圖象在上有1個(gè)交點(diǎn),
令,,,
,,時(shí),,
①當(dāng)時(shí),,
,需,即,無(wú)解;
②當(dāng)時(shí),,,由勾形函數(shù)性質(zhì)知時(shí),在上遞增,
(i)當(dāng)時(shí),,,
,需,即,得,
∴;
(ii)當(dāng)時(shí),,,
,需,即,得,
∴;
③當(dāng)時(shí),,
,同(ii)得,∴;
④當(dāng)時(shí),,
,在上單調(diào)遞增,
需,即,得,∴;
綜上得∴.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查絕對(duì)值函數(shù)的單調(diào)性,考查函數(shù)恒(能)成立問(wèn)題.對(duì)函數(shù)恒(能)成立問(wèn)題,要注意任意與存在的不同,象本題,任意,存在,使得,記值域是,值域是,則有.本題解題關(guān)鍵是利用二次函數(shù)性質(zhì)分類討論確定分段函數(shù)的值域.
33.(2021·內(nèi)蒙古赤峰·高一期末(文))已知函數(shù).
(1)求函數(shù)f(x)在區(qū)間上的最值;
(2)若關(guān)于x的方程(x+2)f(x)-ax=0在區(qū)間(0,3)內(nèi)有兩個(gè)不等實(shí)根,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)最大值為3,最小值為2;(2)
【分析】(1)整理可得,根據(jù)基本不等式及對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì),即可求得答案.
(2)由題意整理可得在區(qū)間(0,3)內(nèi)有兩個(gè)不等實(shí)根,設(shè),根據(jù)根據(jù)基本不等式及對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì),數(shù)形結(jié)合,即可得答案.
【詳解】(1),
因?yàn)?,所?br />
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),,即時(shí)等號(hào)成立,
所以的最小值為2,
根據(jù)對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì)可得在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且,
所以函數(shù)f(x)在區(qū)間上的最大值為3,最小值為2.
(2)因?yàn)殛P(guān)于x的方程(x+2)f(x)-ax=0在區(qū)間(0,3)內(nèi)有兩個(gè)不等實(shí)根,
所以在區(qū)間(0,3)內(nèi)有兩個(gè)不等實(shí)根,
整理得在區(qū)間(0,3)內(nèi)有兩個(gè)不等實(shí)根,
設(shè)
則,
當(dāng)且僅當(dāng),即x=2時(shí)等號(hào)成立,
根據(jù)對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì)可得在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
且時(shí),,
所以a的取值范圍為
【點(diǎn)睛】解題的關(guān)鍵是熟練掌握基本不等式、對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì),并靈活應(yīng)用,難點(diǎn)在于,需合理的變形,再根據(jù)“一正”、“二定”,“三相等”進(jìn)行計(jì)算求值,屬中檔題.
34.(2021·浙江浙江·高一期末)在海岸處,發(fā)現(xiàn)北偏東方向,距離為海里的處有一艘走私船,在處北偏西方向,距離為海里的處有一艘緝私艇奉命以海里/時(shí)的速度追截走私船,此時(shí),走私船正以海里/時(shí)的速度從處向北偏東方向逃竄.
(1)問(wèn)船與船相距多少海里?船在船的什么方向?
(2)問(wèn)緝私艇沿什么方向行駛才能最快追上走私船?并求出所需時(shí)間.
【答案】(1),船在船的正西方向;(2)緝私艇沿東偏北方向行駛小時(shí)才能最快追上走私船.
【分析】(1)在中根據(jù)余弦定理計(jì)算,再利用正弦定理計(jì)算即可得出方位;
(2)在中,利用正弦定理計(jì)算,再計(jì)算得出追擊時(shí)間.
【詳解】解:(1)由題意可知,,,
在中,由余弦定理得:,
,
由正弦定理得:,
即,
解得:,
,
船在船的正西方向.
(2)由(1)知,,
設(shè)小時(shí)后緝私艇在處追上走私船,
則,,
在中,由正弦定理得:,
解得:,
,
是等腰三角形,
,即.
緝私艇沿東偏北方向行駛小時(shí)才能最快追上走私船.
【點(diǎn)睛】本題考查了正余弦定理解三角形,以及解三角形的實(shí)際應(yīng)用,考查轉(zhuǎn)化能力和運(yùn)算能力,屬于中檔題.
35.(2021·安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)是否同時(shí)存在實(shí)數(shù)和正整數(shù),使得函數(shù)在上恰有個(gè)零點(diǎn)?若存在,請(qǐng)求出所有符合條件的和的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1);(2)存在,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
【分析】(1)利用三角恒等變換思想得出,令,,由題意可知對(duì)任意的,可得出,進(jìn)而可解得實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)由題意可知,函數(shù)與直線在上恰有個(gè)交點(diǎn),然后對(duì)實(shí)數(shù)的取值進(jìn)行分類討論,考查實(shí)數(shù)在不同取值下兩個(gè)函數(shù)的交點(diǎn)個(gè)數(shù),由此可得出結(jié)論.
【詳解】(1),
當(dāng)時(shí),,,則,
要使對(duì)任意恒成立,
令,則,對(duì)任意恒成立,
只需,解得,
實(shí)數(shù)的取值范圍為;
(2)假設(shè)同時(shí)存在實(shí)數(shù)和正整數(shù)滿足條件,
函數(shù)在上恰有個(gè)零點(diǎn),
即函數(shù)與直線在上恰有個(gè)交點(diǎn).
當(dāng)時(shí),,作出函數(shù)在區(qū)間上的圖象如下圖所示:
①當(dāng)或時(shí),函數(shù)與直線在上無(wú)交點(diǎn);
②當(dāng)或時(shí),函數(shù)與直線在上僅有一個(gè)交點(diǎn),
此時(shí)要使函數(shù)與直線在上有個(gè)交點(diǎn),則;
③當(dāng)或時(shí),函數(shù)直線在上有兩個(gè)交點(diǎn),
此時(shí)函數(shù)與直線在上有偶數(shù)個(gè)交點(diǎn),不可能有個(gè)交點(diǎn),不符合;
④當(dāng)時(shí),函數(shù)與直線在上有個(gè)交點(diǎn),
此時(shí)要使函數(shù)與直線在上恰有個(gè)交點(diǎn),則.
綜上所述,存在實(shí)數(shù)和正整數(shù)滿足條件:
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查利用函數(shù)不等式恒成立求參數(shù),利用函數(shù)在區(qū)間上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù),解本題第(2)問(wèn)的關(guān)鍵就是要注意到函數(shù)與直線的圖象在區(qū)間上的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù),結(jié)合周期性求解.
36.(2021·江蘇宿遷·高一期末)已知函數(shù). 請(qǐng)?jiān)谙旅娴娜齻€(gè)條件中任選兩個(gè)解答問(wèn)題.①函數(shù)的圖象過(guò)點(diǎn);②函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱;③函數(shù)相鄰兩個(gè)對(duì)稱軸之間距離為.
(1)求函數(shù)的解析式;
(2)若是函數(shù)的零點(diǎn),求的值組成的集合;
(3)當(dāng) 時(shí),是否存在滿不等式?若存在,求出
的范圍,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)選擇①②、①③、②③都有;(2);(3)存在,的范圍,利用見(jiàn)解析.
【分析】(1)選擇①②,將點(diǎn)代入,結(jié)合可求,由點(diǎn)是的對(duì)稱中心可得,結(jié)合,可得,即可得解析式;選擇①③:將點(diǎn)代入,結(jié)合可求,由,所即,可得,即可得解析式;選擇②③由,所即,可得,若函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,則,結(jié)合,可得,即可得解析式;
(2)若是函數(shù)的零點(diǎn),則,解得
或,可得或,進(jìn)而可得可能的取值,即可求解;
(3)由得,當(dāng)時(shí),函數(shù)可轉(zhuǎn)化為,,,利用偶函數(shù)的性質(zhì)原不等式可化為,即可求解.
【詳解】
選擇①②:
因?yàn)楹瘮?shù)的圖象過(guò)點(diǎn),
所以,解得,因?yàn)?,所以?br />
因?yàn)楹瘮?shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,則,
可得,因?yàn)?,所以,?br />
所以,
選擇①③:
若函數(shù)的圖象過(guò)點(diǎn),
所以,解得,因?yàn)椋裕?br />
因?yàn)楹瘮?shù)相鄰兩個(gè)對(duì)稱軸之間距離為,
所以,所以,,解得:,
所以,
選擇②③:
因?yàn)楹瘮?shù)相鄰兩個(gè)對(duì)稱軸之間距離為,
所以,所以,,解得:,
若函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,則,
可得,因?yàn)?,所以,?br />
所以
(2)若是函數(shù)的零點(diǎn),則,
可得,
所以或
解得:或,
若是函數(shù)的零點(diǎn),則,,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),
所以的值組成的集合為;
(3)當(dāng)時(shí),,
令,則,令,
則,,
因?yàn)椋?br />
所以,即,
所以,即,,
解得:.
所以實(shí)數(shù)的范圍是:.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題解題的關(guān)鍵是由余弦函數(shù)的性質(zhì)求出的解析式,再利用余弦函數(shù)的零點(diǎn)可求可能的取值,求的范圍的關(guān)鍵是構(gòu)造偶函數(shù),利用單調(diào)性脫掉,解關(guān)于的不等式.
37.(2021·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一期末)已知函數(shù)為的零點(diǎn),為圖象的對(duì)稱軸.
(1)若在內(nèi)有且僅有6個(gè)零點(diǎn),求;
(2)若在上單調(diào),求的最大值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根據(jù)的零點(diǎn)和對(duì)稱中心確定出的取值情況,再根據(jù)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)確定出,由此確定出的取值,結(jié)合求解出的取值,再根據(jù)以及的范圍確定出的取值,由此求解出的解析式;
(2)先根據(jù)在上單調(diào)確定出的范圍,由此確定出的可取值,再對(duì)從大到小進(jìn)行分析,由此確定出的最大值.
【詳解】(1)因?yàn)槭堑牧泓c(diǎn),為圖象的對(duì)稱軸,
所以,所以,
因?yàn)樵趦?nèi)有且僅有個(gè)零點(diǎn),
分析正弦函數(shù)函數(shù)圖象可知:個(gè)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最短區(qū)間長(zhǎng)度為,最長(zhǎng)的區(qū)間長(zhǎng)度小于,
所以,所以,
所以,所以,所以,所以,
所以,代入,所以,
所以,所以,
又因?yàn)?,所以?br />
所以;
(2)因?yàn)樵谏蠁握{(diào),所以,即,所以,
又由(1)可知,所以,
所以,
當(dāng)時(shí),,所以,
所以,所以此時(shí),
因?yàn)?,所以?br />
又因?yàn)樵跁r(shí)顯然不單調(diào)
所以在上不單調(diào),不符合;
當(dāng)時(shí),,所以,
所以,所以此時(shí),
因?yàn)?,所以?br />
又因?yàn)樵跁r(shí)顯然單調(diào)遞減,
所以在上單調(diào)遞減,符合;
綜上可知,的最大值為.
【點(diǎn)睛】
思路點(diǎn)睛:求解動(dòng)態(tài)的三角函數(shù)涉及的取值范圍問(wèn)題的常見(jiàn)突破點(diǎn):
(1)結(jié)論突破:任意對(duì)稱軸(對(duì)稱中心)之間的距離為,任意對(duì)稱軸與對(duì)稱中心之間的距離為;
(2)運(yùn)算突破:已知在區(qū)間內(nèi)單調(diào),則有且;
已知在區(qū)間內(nèi)沒(méi)有零點(diǎn),則有且.
38.(2021·福建省福州第一中學(xué)高一期末)已知函數(shù),圖象上相鄰的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的橫坐標(biāo)相差,______;
(1)①的一條對(duì)稱軸且;
②的一個(gè)對(duì)稱中心,且在上單調(diào)遞減;
③向左平移個(gè)單位得到的圖象關(guān)于軸對(duì)稱且
從以上三個(gè)條件中任選一個(gè)補(bǔ)充在上面空白橫線中,然后確定函數(shù)的解析式;
(2)在(1)的情況下,令,,若存在使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)選①②③,;(2).
【分析】(1)根據(jù)題意可得出函數(shù)的最小正周期,可求得的值,根據(jù)所選的條件得出關(guān)于的表達(dá)式,然后結(jié)合所選條件進(jìn)行檢驗(yàn),求出的值,綜合可得出函數(shù)的解析式;
(2)求得,由可計(jì)算得出,進(jìn)而可得出,由參變量分離法得出,利用基本不等式求得的最小值,由此可得出實(shí)數(shù)的取值范圍.
【詳解】(1)由題意可知,函數(shù)的最小正周期為,.
選①,因?yàn)楹瘮?shù)的一條對(duì)稱軸,則,
解得,
,所以,的可能取值為、.
若,則,則,不合乎題意;
若,則,則,合乎題意.
所以,;
選②,因?yàn)楹瘮?shù)的一個(gè)對(duì)稱中心,則,
解得,
,所以,的可能取值為、.
若,則,當(dāng)時(shí),,
此時(shí),函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,不合乎題意;
若,則,當(dāng)時(shí),,
此時(shí),函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,合乎題意;
所以,;
選③,將函數(shù)向左平移個(gè)單位得到的圖象關(guān)于軸對(duì)稱,
所得函數(shù)為,
由于函數(shù)的圖象關(guān)于軸對(duì)稱,可得,
解得,
,所以,的可能取值為、.
若,則,,不合乎題意;
若,則,,合乎題意.
所以,;
(2)由(1)可知,
所以,,
當(dāng)時(shí),,,所以,,
所以,,
,
,,則,
由可得,
所以,,
由基本不等式可得,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,所以,.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:利用參變量分離法求解函數(shù)不等式恒(能)成立,可根據(jù)以下原則進(jìn)行求解:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
39.(2021·上海交大附中高一期末)若定義域?yàn)榈暮瘮?shù)滿足:對(duì)于任意,都有,則稱函數(shù)具有性質(zhì).
(1)設(shè)函數(shù),的表達(dá)式分別為,,判斷函數(shù)與是否具有性質(zhì),說(shuō)明理由;
(2)設(shè)函數(shù)的表達(dá)式為,是否存在以及,使得函數(shù)具有性質(zhì)?若存在,求出,的值;若不存在,說(shuō)明理由;
(3)設(shè)函數(shù)具有性質(zhì),且在上的值域恰為;以為周期的函數(shù)的表達(dá)式為,且在開(kāi)區(qū)間上有且僅有一個(gè)零點(diǎn),求證:.
【答案】(1)函數(shù)具有性質(zhì),不具有性質(zhì),理由見(jiàn)解析;(2)不具備,理由見(jiàn)解析;(3)證明見(jiàn)解析.
【分析】(1)根據(jù)具有性質(zhì)的定義依次討論即可得答案;
(2)假設(shè)函數(shù)具有性質(zhì),則有,即,進(jìn)而得,再根據(jù)并結(jié)合函數(shù)的值域?yàn)榈?,故,此時(shí),在驗(yàn)證不具有性質(zhì),進(jìn)而得到答案;
(3)結(jié)合(2),并根據(jù)題意得,進(jìn)而得在的值域?yàn)?,?dāng)時(shí),與零點(diǎn)唯一性矛盾得或,再討論當(dāng)時(shí)不成立得,即.
【詳解】(1)函數(shù)具有性質(zhì),不具有性質(zhì),說(shuō)明如下:
,
,
對(duì)任意,都有,
所以具有性質(zhì),
,,
所以,
所以不具有性質(zhì);
(2)若函數(shù)具有性質(zhì),
則有,即,
于是,結(jié)合知,
因此;
若,不妨設(shè)
由可知:
(記作*),其中
只要充分大時(shí),將大于1
考慮到的值域?yàn)闉?,等式?)將無(wú)法成立,
綜上所述必有,即;
再由,,從而,而
當(dāng)時(shí),,
而,顯然兩者不恒相等(比如時(shí))
綜上所述,不存在以及使得具有性質(zhì);
(3)由函數(shù)具有性質(zhì)以及(2)可知,
由函數(shù)是以為周期的周期函數(shù),有,
即,也即
由,及題設(shè)可知
在的值域?yàn)?br />
當(dāng)時(shí),當(dāng)及時(shí),均有,
這與零點(diǎn)唯一性矛盾,因此或,
當(dāng)時(shí),,在的值域?yàn)?br />
此時(shí)
于是在上的值域?yàn)椋?br />
由正弦函數(shù)的性質(zhì),此時(shí)當(dāng)時(shí)和的取值范圍不同,
因而,即.
【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)的新定義問(wèn)題,考查邏輯推理能力,運(yùn)算求解能力,是難題.本題解題的關(guān)鍵在于正確理解具有性質(zhì)P的函數(shù)的定義,利用定義,結(jié)合反證法,分類討論思想等討論求解.
40.(2021·浙江衢州·高一期末)如圖,AB是的直徑,C,D是上的兩點(diǎn),AB//CD. AD= BC=1,設(shè)AB=x,四邊形ABCD的周長(zhǎng)為f(x).
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)關(guān)于x的方程在[2,6]上有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,求實(shí)數(shù)t的取值范圍;
(3)△ABC的面積的平方為g(x),若對(duì)于,,使得成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1);(2);(3).
【分析】(1)在中,過(guò)點(diǎn)作于,求出, ,即可得到函數(shù)f(x)的解析式;
(2)將方程變形去掉絕對(duì)值,得到或,將方程的根轉(zhuǎn)化為圖象的交點(diǎn)的問(wèn)題,數(shù)形結(jié)合解不等式即可;
(3)先求出,令,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為x∈[2,6]時(shí),,利用函數(shù)的單調(diào)性求出的最小值,然后將轉(zhuǎn)化為分段函數(shù),然后分類討論,求解的最值,建立不等式,求解即可.
【詳解】
(1)如圖在中,過(guò)點(diǎn)作于,則,則, ,.
(2)
即或,
結(jié)合圖像可得,實(shí)數(shù)t的取值范圍為;
(3),令
即需滿足x∈[2,6]時(shí),,
,
①當(dāng),即時(shí),,得,
②當(dāng),即時(shí),, 得,
③當(dāng),即時(shí),, 得
④當(dāng),即時(shí),,得,無(wú)解,
綜上:實(shí)數(shù)a的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】函數(shù)零點(diǎn)的求解與判斷方法:
(1)直接求零點(diǎn):令f(x)=0,如果能求出解,則有幾個(gè)解就有幾個(gè)零點(diǎn).
(2)零點(diǎn)存在性定理:利用定理不僅要函數(shù)在區(qū)間[a,b]上是連續(xù)不斷的曲線,且f(a)·f(b)<0,還必須結(jié)合函數(shù)的圖象與性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性)才能確定函數(shù)有多少個(gè)零點(diǎn).
(3)利用圖象交點(diǎn)的個(gè)數(shù):將函數(shù)變形為兩個(gè)函數(shù)的差,畫兩個(gè)函數(shù)的圖象,看其交點(diǎn)的橫坐標(biāo)有幾個(gè)不同的值,就有幾個(gè)不同的零點(diǎn).
41.(2021·廣東揭東·高一期末)如圖,是邊長(zhǎng)為的正三角形,記位于直線左側(cè)的圖形的面積為.
(1)求函數(shù)解析式;
(2)當(dāng)函數(shù)有且只有一個(gè)零點(diǎn)時(shí),求的值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根據(jù)分段函數(shù)的定義,分段討論即可求出函數(shù)的解析式.
(2)求出的表達(dá)式,根據(jù)有且只有一個(gè)零點(diǎn),即,分類討論即可求出的值.
【詳解】解:(1)當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
所以.
(2)由(1)知,
當(dāng)時(shí),若有且只有一個(gè)零點(diǎn),即有且只有一個(gè)根,則有,
因?yàn)椋裕矗?br />
當(dāng)時(shí),若有且只有一個(gè)零點(diǎn),即有且只有一個(gè)根,化簡(jiǎn)得有且只有一個(gè)根,
所以,解得或,
當(dāng)時(shí),,所以內(nèi),
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),若有且只有一個(gè)零點(diǎn),即有且只有一個(gè)根,
則有,
因?yàn)?,所以,所以?br />
綜上,當(dāng)時(shí),有兩個(gè)零點(diǎn),不合題意;
當(dāng)時(shí),有且只有一個(gè)零點(diǎn),符合題意;
所以.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的解題關(guān)鍵是根據(jù)有且只有一個(gè)零點(diǎn),即,分類討論求出的取值范圍.
42.(2021·浙江浙江·高一期末)設(shè)函數(shù),.
(1)判斷的奇偶性,并說(shuō)明理由;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意的,均有成立,求的最大值.
【答案】(1)當(dāng)時(shí),為偶函數(shù);當(dāng)時(shí),為非奇非偶函數(shù);(2)4.
【分析】(1)當(dāng)時(shí),利用定義可得為偶函數(shù),當(dāng)時(shí),利用反例可得 為非奇非偶函數(shù).
(2)原不等式等價(jià)于在 恒成立,令,求出 的最小值后可得滿足的不等式,從而得到的不等式,由此可求的最大值.
【詳解】(1)若,則,此時(shí) ,
又的定義域?yàn)椋蕿榕己瘮?shù).
若,則,但 ,故不是偶函數(shù),
又,故不是奇函數(shù).
故當(dāng)時(shí),為偶函數(shù);當(dāng)時(shí), 為非奇非偶函數(shù).
(2)因?yàn)閷?duì)任意的,均有,
故在 上恒成立.
令, ,
若,則,
因?yàn)?,故?br />
當(dāng)時(shí),,故 ,
故,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí)等號(hào)成立.
若,,故 ,
故,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí)等號(hào)成立.
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,該函數(shù)在 上為減函數(shù),
當(dāng),,該函數(shù)在 上為減函數(shù),
故,
故,所以,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,
故的最大值為4.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:(1)函數(shù)奇偶性的證明,一般依據(jù)定義來(lái)處理,說(shuō)明一個(gè)函數(shù)不是奇函數(shù)或偶函數(shù),可通過(guò)反例來(lái)說(shuō)明.
(2)含絕對(duì)值的不等式的恒成立問(wèn)題,優(yōu)先利用參變分離的方法,多變量代數(shù)式的最值問(wèn)題,應(yīng)用通過(guò)相等關(guān)系或不等式消元轉(zhuǎn)化為一元函數(shù)的最值問(wèn)題.
43.(2021·河南駐馬店·高一期末(理))已知函數(shù)可以表示為一個(gè)奇函數(shù)與一個(gè)偶函數(shù)的和.
(1)請(qǐng)分別求出與的解析式;
(2)記.
(i)證明:為奇函數(shù);
(ii)若存在,使得不等式成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1),;(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii).
【分析】(1)根據(jù)題意,分析可得,結(jié)合函數(shù)的奇偶性可得,聯(lián)立兩個(gè)式子分析可得答案;
(2)(i)求出的解析式,結(jié)合函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性定義分析可得結(jié)論;
(ii)根據(jù)題意,原問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為,令,記,即可.
【詳解】(1)根據(jù)題意
①,則
∵為奇函數(shù),為偶函數(shù)
∴②
聯(lián)立①②可得,
(2)(i)由(1)得
定義域?yàn)?,?duì)任意,
都有∴為奇函數(shù)
(ii)∵為增函數(shù),∴為減函數(shù),
∴為增函數(shù),
即為上單調(diào)遞增的奇函數(shù)
∴存在,使成立
即存在使得成立
即,使成立
令,使成立
∵在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增
而,,∴,∴.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題中函數(shù)解析式的求法-方程組法,及函數(shù)奇偶性的性質(zhì),其中根據(jù)函數(shù)奇偶性的定義構(gòu)造出關(guān)于關(guān)于與的另一個(gè)方程:是解答本題的關(guān)鍵.
44.(2021·廣東廣州·高一期末)給定函數(shù).且用表示,的較大者,記為.
(1)若,試寫出的解析式,并求的最小值;
(2)若函數(shù)的最小值為,試求實(shí)數(shù)的值.
【答案】(1),;(2)或.
【分析】由的定義可得,(1)將代入,寫出解析式,結(jié)合分段區(qū)間,求,的最小值并比較大小,即可得的最小值;(2)結(jié)合的解析式及對(duì)稱軸,討論、、分別求得對(duì)應(yīng)最小值關(guān)于的表達(dá)式,結(jié)合已知求值.
【詳解】由題意,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
∴
(1)當(dāng)時(shí),,
∴當(dāng)時(shí),,此時(shí),
當(dāng)時(shí),,此時(shí),
.
(2),且對(duì)稱軸分別為,
①當(dāng)時(shí),即時(shí),在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增;
,即,(舍去),
②當(dāng),即時(shí),在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增;
,有,故此時(shí)無(wú)解.
③當(dāng),即時(shí),在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增;
,即,(舍去)
綜上,得:或.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:寫出的解析式,第二問(wèn)需結(jié)合各分段上的函數(shù)性質(zhì)-對(duì)稱軸,討論參數(shù)范圍求最小值關(guān)于參數(shù)的表達(dá)式,進(jìn)而求參數(shù)值.
45.(2021·浙江浙江·高一期末)已知函數(shù),函數(shù),其中
(1)若恒成立,求實(shí)數(shù)t的取值范圍;
(2)若,
①求使得成立的x的取值范圍;
②求在區(qū)間上的最大值.
【答案】(1);(2);(3).
【分析】(1)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“恒成立”,然后根據(jù)與的大小關(guān)系求解出的取值范圍;
(2)①分別考慮時(shí)不等式的解集,由此確定出成立的的取值范圍;
②先將寫成分段函數(shù)的形式,然后分段考慮的最大值,其中時(shí)注意借助二次函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行分析.
【詳解】(1)因?yàn)楹愠闪?,所以恒成立?br />
所以恒成立,所以,解得,
所以;
(2)①當(dāng)時(shí),,所以,解得;
當(dāng)時(shí),,所以,
因?yàn)椋裕?br />
所以無(wú)解,
綜上所述:的取值范圍是;
②由①可知:,
當(dāng)時(shí),,所以,所以;
當(dāng)時(shí),的對(duì)稱軸為,所以,
且,所以,
令,所以,所以,
綜上可知:.
【點(diǎn)睛】
關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解答本題第二問(wèn)的關(guān)鍵在于對(duì)取最小值函數(shù)()的理解以及分類討論思想的運(yùn)用,通過(guò)分類討論的思想確定出的解析式,再分析對(duì)應(yīng)的每段函數(shù)的最大值,從而確定出的最大值.
46.(2021·北京市八一中學(xué)高一期末)設(shè)集合,集合,如果對(duì)于任意元素,都有或,則稱集合為的自鄰集.記為集合的所有自鄰集中最大元素為的集合的個(gè)數(shù).
(1)直接判斷集合和是否為的自鄰集;
(2)比較和的大小,并說(shuō)明理由;
(3)當(dāng)時(shí),求證:.
【答案】(1)不是的自鄰集,是的自鄰集;(2),理由見(jiàn)解析;(3)證明見(jiàn)解析
【分析】(1)利用自鄰集的定義直接判斷即可;
(2)利用自鄰集的定義求出的自鄰集中最大元集分別為6,5,3的所有自鄰集,從而可得答案;
(3)記集合所有子集中自鄰集的個(gè)數(shù)為,可得,然后分:①自鄰集中含這三個(gè)元素,②自鄰集中含有這兩個(gè)元素,不含,且不只有這兩個(gè)元素,③自鄰集只含有這兩個(gè)元素,三種情況求解即可
【詳解】解:(1)因?yàn)椋?br />
所以和,
因?yàn)?,所以不是的自鄰集?br />
因?yàn)?br />
所以是的自鄰集,
(2),
則其自鄰集中最大元素為6的集合中必含5和6,則有{5,6},{4,5,6},{3,4,5,6},{2,3,5,6},{1,2,5,6},{2,3,4,5,6},{1,2,3,5,6},{1,2,4,5,6},{1,2,3,4,5,6}共9個(gè),即
其自鄰集中最大元素為5的集合中必含4和5,則有{4,5},{3,4,5},{2,3,4,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5}共5個(gè),
其自鄰集中最大元素為3的集合中必含2和3,則有{2,3},{1,2,3}共2個(gè),
所以
(3)證明:記集合所有子集中自鄰集的個(gè)數(shù)為,由題意可得當(dāng)時(shí), ,,顯然
①自鄰集中含這三個(gè)元素,記去掉這個(gè)自鄰集中的元素后的集合為,因?yàn)?,所以仍是自鄰集,且集合中的最大元素為,所以含有這三個(gè)元素的自鄰集的個(gè)數(shù)為,
②自鄰集中含有這兩個(gè)元素,不含,且不只有這兩個(gè)元素,記自鄰集除之外最大元素為,則,每個(gè)自鄰集中去掉這兩個(gè)元素后,仍為自鄰集,此時(shí)的自鄰集的最大元素為,可將此時(shí)的自鄰集分為種情況:
含有最大數(shù)為2的集合個(gè)數(shù)為
含有最大數(shù)為3的集合個(gè)數(shù)為
……,含有最大數(shù)為的集合個(gè)數(shù)為
則這樣的集合共有,
③自鄰集只含有這兩個(gè)元素,這樣的自鄰集只有1個(gè),
綜上可得
因?yàn)椋?
所以,
所以,所以
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查集合的新定義,考查集合子集的有關(guān)知識(shí),考查分析問(wèn)題的能力,解題的關(guān)鍵是對(duì)集合新定義的理解,考查理解能力,屬于較難題
47.(2021·江蘇·南京市第十三中學(xué)高一期末)已知集合,對(duì)于A的子集S若存在不大于的正整數(shù),使得對(duì)于S中的任意一對(duì)元素、,都有,則稱具有性質(zhì).
(1)當(dāng)時(shí),判斷集合和是否具有性質(zhì)P?并說(shuō)明理由;
(2)若時(shí),
①如果集合S具有性質(zhì)P,那么集合是否一定具有性質(zhì)P?并說(shuō)明理由;
②如果集合S具有性質(zhì)P,求集合S中元素個(gè)數(shù)的最大值.
【答案】(1)集合不具有性質(zhì),集合不具有性質(zhì),理由見(jiàn)解析;(2)①集合具有性質(zhì),理由見(jiàn)解析;②,證明見(jiàn)解析.
【分析】(1)當(dāng)時(shí),,由題中所給新定義直接判斷即可;
(2)若時(shí),則,①根據(jù),任取,其中,可得,利用性質(zhì)的定義加以驗(yàn)證即可證明;②設(shè)集合有個(gè)元素,
由①知: 任給,,則和中必有一個(gè)不超過(guò),
所以集合和集合中必有一個(gè)集合中至少存在一半的元素不超過(guò),然后利用性質(zhì)的定義進(jìn)行分析可得,即解不等式即可求解.
【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,
不具有性質(zhì),
因?yàn)閷?duì)于集合中任意不大于的正整數(shù),都可以找到該集合中兩個(gè)元素,使得成立,
具有性質(zhì).
因?yàn)?,?duì)于該集合中任意一對(duì)元素,,
都有,
(2)若時(shí),則,
①如果集合S具有性質(zhì)P,那么集合一定具有性質(zhì),
因?yàn)?,任取,其中?br />
因?yàn)?,所以?br />
從而,即,所以,
由集合S具有性質(zhì),可知存在不大于的正整數(shù),使得對(duì)于中的一切元素都有,從集合中任取一對(duì)元素,,其中,則由,
所以集合一定具有性質(zhì),
②設(shè)集合有個(gè)元素,
由①知:若集合S具有性質(zhì)P,那么集合一定具有性質(zhì),
任給,,則和中必有一個(gè)不超過(guò),
所以集合和集合中必有一個(gè)集合中至少存在一半的元素不超過(guò),
不妨設(shè)中有個(gè)元素不超過(guò),由集合S具有性質(zhì)P,可知存在正整數(shù),使得對(duì)于中的一切元素都有,
所以一定有,又因?yàn)椋?br />
故,即集合中至少有個(gè)元素不在集合中,
因此,所以,解得:,
當(dāng)時(shí),取,
易知對(duì)于集合中任意兩個(gè)元素都有,即集合S具有性質(zhì)P,
而此時(shí)集合中有個(gè)元素,
因此集合S中元素個(gè)數(shù)的最大值是.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題解題的關(guān)鍵點(diǎn)是理解一個(gè)具有性質(zhì)的含義,以及集合之間包含關(guān)系的判斷,要求有較強(qiáng)的抽象思維能力,以及對(duì)數(shù)的分析.
48.(2021·江蘇·南京市第十三中學(xué)高一期末)已知函數(shù)(且)是定義域?yàn)镽的奇函數(shù),且.
(1)求的值,并判斷和證明的單調(diào)性;
(2)是否存在實(shí)數(shù)(且),使函數(shù)在上的最大值為0,如果存在,求出實(shí)數(shù)所有的值;如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)是否存在正數(shù),使函數(shù)在上的最大值為,若存在,求出值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1);單調(diào)遞增,證明見(jiàn)解析;(2)存在,;(3),理由見(jiàn)解析.
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)的奇偶性求出的值,根據(jù),求出的值,從而求出函數(shù)的解析式,任取實(shí)數(shù),判斷的符號(hào)即可出函數(shù)的單調(diào)性;
(2)求出,設(shè),則,得到,,記,通過(guò)討論的取值范圍,求出函數(shù)的最大值,確定的值即可;
(3)令,根據(jù)是單調(diào)遞增函數(shù),得到的范圍,然后得到,再求出的值即可.
【詳解】(1)函數(shù)且是定義域?yàn)榈钠婧瘮?shù),,
,即,解得:,
代入原函數(shù),則有,
所以,
(1),,,或,
,,,
任取實(shí)數(shù),則,
,,又,
,是單調(diào)增函數(shù);
(2)
,
設(shè),則,
,,,,記,
當(dāng),即時(shí),要使的最大值為0,則要,
,,,,
在,上單調(diào)遞增,
,由,得,
因,所以滿足題意;
當(dāng),即時(shí),要使的最大值為0,
則要,且,,
①若,則,解得:,
又,
,由于,不合題意,
②若,即,
則,,
綜上所述,只存在滿足題意;
(3)令,由(1)知是單調(diào)遞增函數(shù),
當(dāng),時(shí),,,
,,其最大值為,
也即有最值1,二次函數(shù)最值只可能在端點(diǎn)或者對(duì)稱軸處取,
只可能是以下三種情況:
①,解得,此時(shí)對(duì)稱軸為,左端點(diǎn)處取的是二次函數(shù)最小值,
而,也即最小值,不合題意舍去.
②,解得,此時(shí)對(duì)稱軸為,右端點(diǎn)離對(duì)稱軸更遠(yuǎn),取的最大值,
而,也即最大值,符合.
③,解得,此時(shí)對(duì)稱軸為,不在區(qū)間上,
最值不可能在對(duì)稱軸處取到,不合題意舍去.
綜上所述,.
【點(diǎn)睛】本題考查了利用函數(shù)的奇偶性求參數(shù)的值,利用定義判斷函數(shù)的單調(diào)性,函數(shù)最值得求法,考查了轉(zhuǎn)化思想和分類討論思想,屬難題.
49.(2021·江蘇揚(yáng)州·高一期末)若函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱,則對(duì)函數(shù)定義域中的任意,恒有.如:函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱,則對(duì)函數(shù)定義域中的任意,恒有.已知定義域?yàn)榈暮瘮?shù),其圖象關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱,且當(dāng)時(shí),,其中實(shí)數(shù),為自然對(duì)數(shù)的底.
(1)計(jì)算的值,并求函數(shù)在上的解析式;
(2)設(shè)函數(shù),對(duì)任意,總存在,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1),;(2).
【分析】(1)根據(jù)題意有,令得;當(dāng)時(shí),,代入及化簡(jiǎn)即可;
(2)題意等價(jià)于的值域是值域的子集,討論,情況下的值域是值域的子集成立時(shí)的范圍.
【詳解】(1)因?yàn)閳D象關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱,所以
則,即.
當(dāng)時(shí),,
則.
綜上,.
(2)設(shè)在區(qū)間上值域?yàn)椋?br />
在的值域?yàn)?,則.
因?yàn)閷?duì)任意,總存在,
使得成立,所以.
①當(dāng)時(shí),.
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
所以值域?yàn)?
又因?yàn)?,所以,?br />
所以,符合題意.
②當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
又圖象關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱,
所以在和上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
又,,,,
因?yàn)?,?br />
所以要使得,只需,解得.
又,所以.
綜上,的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:本題考查不等式的恒成立與有解問(wèn)題,可按如下規(guī)則轉(zhuǎn)化:
一般地,已知函數(shù),
(1)若,,總有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若若,,有,則的值域是值域的子集.
50.(2021·浙江·高一期末)設(shè)a為正數(shù),函數(shù)滿足且
(1)若f(1)=1,求f(x);
(2)設(shè),若對(duì)任意實(shí)數(shù)t,總存在x1、x2∈[t-1,t+1],使得f(x1)-f(x2)≥g(x3)-g(x4)對(duì)所有x3,x4∈都成立,求a的取值范圍.
【答案】(1),(2)
【分析】(1)由題意得,且,,解方程可得,進(jìn)而得到函數(shù)的解析式;
(2)求得在上的最值,可得的最大值為1,則對(duì)任意的實(shí)數(shù),總存在,使得,討論的對(duì)稱軸和區(qū)間的關(guān)系,可得的最值,解不等式可得所求范圍
【詳解】解:(1)函數(shù)滿足且,
所以,且,得,
因?yàn)?,所以,得?br />
所以,
(2),
當(dāng)可得的最小值為,最大值為,
所以的最大值為,
所以對(duì)任意的實(shí)數(shù),總存在,使得,
設(shè)在上的最大值為,最小值為,
的對(duì)稱軸為直線,
令,則對(duì)任意的實(shí)數(shù),,
①當(dāng)時(shí),在上遞增,可得,
則,此時(shí),得,
②當(dāng)時(shí),,,
,
所以,
③當(dāng)時(shí),,,
,
所以,
④當(dāng)時(shí),在上遞減,可得,,
則,
此時(shí),得,綜上,的取值范圍為
【點(diǎn)睛】此題考查二次函數(shù)的解析式的求法,考查函數(shù)恒成立問(wèn)題的解法,考查轉(zhuǎn)化思想和分類討論思想,考查計(jì)算能力,屬于難題
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