
1.本試題滿分150分,考試時間為120分鐘.答卷前,務必將姓名和準考證號填涂在答題紙上.
2.使用答題紙時,必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書寫,要字跡工整,筆跡清晰;超出答題區(qū)書寫的答案無效;在草稿紙、試題卷上答題無效.
一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個選項中,只有一項符合題目要求)
1. 設集合,,則( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據題意,求出集合,再由交集與補集的定義求解即可.
【詳解】由題意,或 ,
則,
故.
故選:A.
2. 設,,分別是的三條邊,且.則“”是“為鈍角三角形”的( )
A. 充分不必要條件B. 必要不充分條件
C. 充要條件D. 既不充分也不必要條件
【答案】C
【解析】
【分析】利用充分條件、必要條件的定義即可得出答案.
詳解】由題意可知,
若,則,
所以,所以為鈍角三角形,充分性滿足;
若為鈍角三角形,由,
則,即,所以,必要性滿足.
所以“”是“為鈍角三角形”的充要條件.
故選:C
3. 設,,,則( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用對數函數的單調性比較,,與的大小關系即可得正確選項.
【詳解】,
,
,
所以,
故選:D.
4. 已知,,,則的最小值為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】把待求式中“1”用替換,然后用基本不等式求得最小值.
【詳解】因為,,,
所以,
當且僅當,即時,等號成立.
故選:C.
5. 設為所在平面內一點,,為的中點,則( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由已知即可求解.
【詳解】解:因為,為的中點,
所以,
故選:A.
6. 曲線在處的切線的傾斜角為,則( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先求出的導函數,進而求出時,,由導函數的幾何意義和傾斜角與斜率的關系,求出,利用萬能公式求出結果.
【詳解】,當時,,所以,由萬能公式得:
所以
故選:B
7. 已知函數的圖象上存在點,函數的圖象上存在點,且、關于軸對稱,則實數的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據題意問題可轉化為方程在上有解,令,,求出的值域即可得的取值范圍.
【詳解】依題意可知,方程在上有解,
即上有解,
令,,則,
時,時,
所以上單調遞減,在上單調遞增,
則的最小值為,
又,,
則的最大值為,
所以的值域為,
即可得的取值范圍是.
故選:C
8. 設是定義域的奇函數,是偶函數,且當,.若,則( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】首先利用函數的奇偶性求出,再利用的對稱性和奇函數性質求解即可.
【詳解】因為是定義域的奇函數,所以,,
因為當,,所以,從而,
因為是偶函數,即的圖像關于軸對稱,
因為圖像是圖像向左平移一個單位得到的,
所以的圖像關于對稱,故,
因為,所以,
因為,,
所以.
故選:B.
二、選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分.在每小題給出的選項中,有多項符合要求.全部選對的得5分,部分選對的得2分,有選錯的給0分)
9. 下列四個函數中,以為周期且在上單調遞增的偶函數有( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【分析】根據題意,結合三角函數的圖象性質以及圖象的變換,一一判斷即可.
【詳解】對于選項A,因為在上單調遞減,所以上單調遞減,故A錯;
對于選項B,結合的圖象性質,易知是以為周期且在上單調遞增的偶函數,故B正確;
對于選項C,結合的圖象性質,易知沒有 周期性,故C錯;
對于選項D,令,易知是以為周期且在上單調遞增的偶函數,因也是單調遞增的,所以是以為周期且在上單調遞增的偶函數,故D正確.
故選:BD.
10. 下列命題正確的是( )
A. 若,,則
B. 若,,則
C. 已知,,且,則
D. 已知,,且,則
【答案】BC
【解析】
【分析】A選項做差法即可比較大小從而得出結果;B選項結合均值不等式即可判斷;C選項結合二次不等式的恒成立問題即可判斷;D選項舉出反例即可說明.
【詳解】A因為,,則,即,故A錯誤;
B因為,,則當且僅當時等號成立,故B正確;
C因為,則,當時等號成立,故C正確;
D當時,滿足,,且,但,故D錯誤.
故選:BC.
11. 設函數,若在有且僅有5個極值點,則( )
A. 在有且僅有3個極大值點B. 在有且僅有4個零點
C. 的取值范圍是D. 在上單調遞增
【答案】AD
【解析】
【分析】根據三角函數的極值點(也即最值點)的性質,求出極值點,然后根據條件,結合圖像列出關于的不等式組,解出的范圍,然后再逐一判斷每個選項.
【詳解】作出的草圖如下:
的極值點滿足,即,
因為在有且僅有5個極值點,所以,
則需,且,解得,故C錯誤;
因為,則由圖可知時,是在上的第一個極大值點,
根據正弦型三角函數的圖像規(guī)律可知,極大值點與極小值點總是交替出現的,
時是的兩個極大值點,另外兩個為極小值點,故A正確;
如圖可知,在點之前已有4個零點,也可能落在點的右側,
從而使在上有5個零點,故B錯誤;
當時,的周期最小,此時第一個極大值點為,
而在上單調遞增,故在上單調遞增,故D正確.
故選:AD
12. 關于函數,,下列說法正確的是( )
A. 對,恒成立
B. 對,恒成立
C. 函數的最小值為
D. 若不等式對恒成立,則正實數的最小值為
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用導數證明恒成立,判斷A,A中不等式絕對值變形的轉換可判斷B,利用導數求出函數的最小值判斷C,把不等式進行變形轉化為不等式恒成立,然后求得的范圍判斷D.
【詳解】設,,
時,,遞減,時,,遞增,
所以,所以,即恒成立,A正確;
在中令,則,,,
再令得,B正確;
設,定義域為,
,
定義域內恒成立,令是增函數,,,
所以在即在上存在唯一零點,,,
時,,即,遞減,時,,即,遞增,
所以,C錯;
不等式為,,
,所以,即,
令,則,時,,遞減,時,,遞增,,
因為,所以,
因此不等式恒成立,則恒成立,,即,
設,,
時,,遞增,時,,遞減,
所以,所以,即的最小值是,D正確.
故選:ABD.
【點睛】本題考查用導數研究函數的性質,研究不等式恒成立問題,解題關鍵是掌握導數與函數單調性的關系,深深需要不斷求導才能確定函數的單調性與極值.這是問題的難點所在,解題過程中需要不斷引進新函數,研究新函數的單調性、極值點、零點等性質,本題屬于困難題.
三、填空題(本題共4小題,每小題5分,共20分)
13. 已知向量,,.若,則________.
【答案】
【解析】
【分析】根據求解即可.
【詳解】因為,
所以,解得.
故答案為:
14. 已知,則______.
【答案】
【解析】
【分析】由余弦二倍角公式結合誘導公式即可求解.
【詳解】因為,所以
.
故答案為:
15. 已知,若函數有兩個零點,則實數的取值范圍是________.
【答案】
【解析】
【分析】畫出的圖象,數形結合解決問題
【詳解】有兩個零點,即有兩個根,即函數與有兩個交點,如圖所示,顯然,當或時,函數與有兩個交點,符合題意
故答案為:
16. 已知函數在上單調遞增,則實數的取值范圍________.
【答案】
【解析】
【分析】首先求導,根據題意得到,恒成立,再利用導數求解最值即可得到答案.
【詳解】,,
因為函數在上單調遞增,
所以,恒成立,
即,恒成立,
設,
,
,,為減函數,
,,為增函數,
所以,即.
故答案為:
四、解答題(本題共6小題,共70分)
17. 已知函數.
(1)求的單調遞增區(qū)間;
(2)求在的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用兩角和的余弦公式以及輔助角公式可得,再由正弦函數單調區(qū)間,整體代入即可求解.
(2)根據三角函數的單調性即可求解.
小問1詳解】
,
,
解得,
所以函數的單調遞增區(qū)間為
【小問2詳解】
由(1),
解得
函數的單調遞減區(qū)間為,
所以函數在上單調遞減,在上單調遞增,
,,所以函數的最大值為.
18. 在中,內角,,所對的邊長分別為,,,是1和的等差中項.
(Ⅰ)求角;
(Ⅱ)若邊上的中線長為,,求的面積.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).
【解析】
【分析】(Ⅰ)根據是1和的等差中項得到,再利用正弦定理結合商數關系,兩角和與差的三角函數化簡得到,從而得出,即可求出角;
(Ⅱ)設中線交于,則,由余弦定理求得,再由求得,最后根據三角形的面積公式,進行求解即可.
【詳解】解:(Ⅰ)由題意及正弦定理得,
所以,
化簡得,
因為,所以,
而在中,,
所以;
(Ⅱ)設中線交于,則,
由余弦定理得,
即,
化簡得,
因為,
所以,
所以.
19. 首屆中國(寧夏)國際葡萄酒文化旅游博覽會于2021年9月24-28日在銀川國際會展中心拉開帷幕,家酒莊、企業(yè)攜各類葡萄酒、葡萄酒加工機械設備、酒具等葡萄酒產業(yè)相關產品亮相.某酒莊帶來了2021年葡萄酒新品參展,供購商洽談采購,并計劃大量銷往海內外.已知該新品年固定生產成本萬元,每生產一箱需另投入元.若該酒莊一年內生產該葡萄酒萬箱且全部售完,每萬箱的銷售收入為萬元,.
(1)寫出年利潤(萬元)關于年產量(萬箱)的函數解析式;(利潤=銷售收入-成本)
(2)年產量為多少萬箱時,該酒莊的利潤最大?并求出最大利潤.
【答案】(1)
(2)年產量為28萬箱時,該酒莊的利潤最大,最大利潤為萬元.
【解析】
【分析】(1)分和兩種情況列出解析式即可;
(2)分別結合二次函數在某區(qū)間上的最值以及利用均值不等式求出最值,進而比較即可求出結果.
【小問1詳解】
當時,,
所以,
當時,;
所以,
因此;
【小問2詳解】
由(1)知當時, ,對稱軸為,開口向下,所以在上單調遞增,因此當時;
當時,
,
當且僅當,即時,等號成立,
因為,所以年產量為28萬箱時,該酒莊的利潤最大,最大利潤為萬元.
20. 在①,②,③這三個條件中任選一個,補充在下面的問題中,并解答問題.在中,內角,,的對邊分別為,,,且滿足________.
(1)求;
(2)若的面積為,的中點為,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)選①,利用正弦定理邊角互化以及誘導公式可求解;選②,利用正弦定理的邊角互化即可求解;選③,利用正弦定理的邊角互化以及兩角差的正弦公式即可求解.
(2)利用三角形的面積公式可得,再由余弦定理以及基本不等式即可求解.
【小問1詳解】
選①,
由正弦定理可得,
又因為,可得,
即,所以,
又因為,所以,
所以,解得.
②,
由正弦定理可得,
即,
整理可得,
又因為,解得,
因為,所以.
③,
由正弦定理可得,
整理可得,
即,
即,
所以或(舍),
即,即,解得.
【小問2詳解】
,
解得,
由余弦定理可得
,
所以 ,當且僅當時,即取等號,
所以的最小值為.
21. 已知函數.
(1)討論函數的單調性;
(2)證明不等式恒成立.
【答案】(1)答案見解析;(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)求出函數導數,討論的范圍結合導數即可得出單調性;
(2)構造函數,利用導數可得在上有唯一實數根,且,則可得,即得證.
【詳解】(1),
當時,,所以在上單調遞增;
當時,令,得到,
所以當時,,單調遞增,當,,單調遞減.
綜上所述,當時,在上單調遞增;
當時,在上單調遞增,在上單調遞減.
(2)設函數,
則,可知在上單調遞增.
又由,知,在上有唯一實數根,且,
則,即.
當時,,單調遞減;
當時,,單調遞增;
所以,結合,知,
所以,
則,
即不等式恒成立.
【點睛】關鍵點睛:本題考查不等式恒成立的證明,解題的關鍵是轉化為證明的最小值大于0.
22. 已知函數,其中為正實數.
(1)當時,求曲線在點處的切線與兩坐標軸圍成的三角形面積;
(2)當時,,求的取值范圍.
【答案】(1)2 (2)
【解析】
【分析】(1)由導數的幾何意義求出切線方程即可求解;
(2)當時,成立,所以;當時,,令,,利用導數研究函數的單調性,可得在上單調遞減,然后利用求出即可得答案.
【小問1詳解】
解:當時,,,
所以,,
所以曲線在點處的切線方程為,即,
設切線與兩坐標軸交點為,
所以;
【小問2詳解】
解:由題意,當時,即恒成立,
當時,成立,所以;
當時,因為,所以恒成立,即,
令,,則,
令,,則,
,
令,,
由二次函數的知識有在上單調遞減,
因為,,所以存在使得,
所以時,,時,,
所以在上單調遞增,在上單調遞減,
又,所以,
所以存在,使得,
所以當時,,時,,
所以在上單調遞減,在上單調遞增,又,
所以,即,
所以在上單調遞減,
所以,
所以,
綜上,的取值范圍為.
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