
數(shù)學(xué)試題
(滿分150分,考試時(shí)間120分鐘)
注意事項(xiàng):
1.答題前,考生務(wù)必將自己的姓名、考號(hào)填寫(xiě)在答題卡上相應(yīng)的位置.
2.作答時(shí),全部答案在答題卡上完成,答在本試卷上無(wú)效.
3.考試結(jié)束后,只交答題卡,試卷由考生帶走.
一、單項(xiàng)選擇題:本大題共 8 小題,每小題 5 分,共 40 分. 在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的.請(qǐng)把正確的選項(xiàng)填涂在答題卡相應(yīng)的位置上.
1. 若集合,集合,,則
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根據(jù)補(bǔ)集和并集的定義直接求出即可.
【詳解】,.
故選:C.
【點(diǎn)睛】本題考查補(bǔ)集和并集的求法,屬于基礎(chǔ)題.
2. “”是“”的( )
A. 充分而不必要條件B. 必要而不充分條件
C. 充要條件D. 既不充分也不必要條件
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)充分必要條件的定義判斷.
【詳解】時(shí),一定有,滿足充分性,
但時(shí),如,不滿足,即不滿足必要性,
“”是“”的為充分不必要條件.
故選:A.
3. 已知,,則( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】取,可判斷A選項(xiàng);利用特殊值法可判斷BD選項(xiàng);利用不等式的基本性質(zhì)可判斷C選項(xiàng).
【詳解】對(duì)于A選項(xiàng),若,則,A錯(cuò);
對(duì)于B選項(xiàng),取,,,,則,B錯(cuò);
對(duì)于C選項(xiàng),因?yàn)?,,由不等式的性質(zhì)可得,C對(duì);
對(duì)于D選項(xiàng),取,,,,則,D錯(cuò).
故選:C.
4. 已知函數(shù),( )
A. B. C. D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】直接代入數(shù)據(jù)計(jì)算得到答案.
【詳解】,.
故選:
【點(diǎn)睛】本題考查了函數(shù)值的計(jì)算,意在考查學(xué)生的計(jì)算能力.
5. 函數(shù)的定義域?yàn)椋? )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)函數(shù)解析式有意義可得出關(guān)于實(shí)數(shù)的不等式組,即可解得函數(shù)的定義域.
【詳解】由題意對(duì)于,得,解得且,故C正確.
故選:C.
6. 為提高生產(chǎn)效率,某公司引進(jìn)新的生產(chǎn)線投入生產(chǎn),投入生產(chǎn)后,除去成本,每條生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品可獲得的利潤(rùn)(單位:萬(wàn)元)與生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間(單位:年)滿足二次函數(shù)關(guān)系:,現(xiàn)在要使年平均利潤(rùn)最大,則每條生產(chǎn)線運(yùn)行的時(shí)間t為( )年.
A. 7B. 8C. 9D. 10
【答案】A
【解析】
【分析】表示出平均利潤(rùn),然后利用基本不等式求最值以及最值的成立條件.
【詳解】平均利潤(rùn)為,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取最大值.
故選:A.
7. 已知函數(shù),且,則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】分析可知奇函數(shù),且在內(nèi)單調(diào)遞增,根據(jù)函數(shù)單調(diào)性和奇偶性解不等式即可.
【詳解】因?yàn)榈亩x域?yàn)椋遥?br>可知函數(shù)為奇函數(shù),
當(dāng),則,
且的開(kāi)口向上,對(duì)稱(chēng)軸為,
可知在內(nèi)單調(diào)遞增,
由奇函數(shù)性質(zhì)可知在內(nèi)單調(diào)遞增,
所以在內(nèi)單調(diào)遞增,
若,則,
可得,即,解得,
所以實(shí)數(shù)取值范圍是.
故選:B.
8. 德國(guó)著名數(shù)學(xué)家狄利克雷在數(shù)學(xué)領(lǐng)域成就顯著,以其命名的函數(shù)被稱(chēng)為狄利克雷函數(shù),其中為實(shí)數(shù)集,為有理數(shù)集,以下關(guān)于狄利克雷函數(shù)的四個(gè)結(jié)論中,正確的個(gè)數(shù)是個(gè).
①函數(shù)偶函數(shù);
②函數(shù)的值域是;
③若且為有理數(shù),則對(duì)任意的恒成立;
④在圖象上存在不同的三個(gè)點(diǎn),,,使得為等邊角形.
A. 1B. 2C. 3D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,函數(shù)為偶函數(shù),①正確,函數(shù)的值域是,②正確,為有理數(shù),則當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,故,③正確,,,構(gòu)成等邊三角形,故④正確,得到答案.
【詳解】當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,故,函數(shù)為偶函數(shù),①正確;
函數(shù)的值域是,②正確;
為有理數(shù),則當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,故,③正確;
,,,故,,構(gòu)成等邊三角形,故④正確;
故選:D.
【點(diǎn)睛】本題考查了函數(shù)的新定義問(wèn)題,意在考查學(xué)生的理解能力和對(duì)于函數(shù)性質(zhì)的靈活運(yùn)用.
二、多項(xiàng)選擇題:本大題共 3 小題,每小題 6 分,共 18 分. 在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求. 全部選對(duì)得 6 分,選對(duì)但不全的得部分分,有選錯(cuò)的得0分.
9. 下列說(shuō)法正確的有( )
A. 命題“,”的否定是“,”
B. 若,則
C. 命題“,”是假命題
D. 函數(shù)是偶函數(shù),且在0,+∞上單調(diào)遞減.
【答案】CD
【解析】
【分析】根據(jù)命題的否定,命題的充分必要性直接判斷各選項(xiàng),由函數(shù)單調(diào)性和奇偶性定義判斷選項(xiàng)D.
【詳解】A選項(xiàng):命題“,”的否定是“,”,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B選項(xiàng):當(dāng)時(shí),,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;
C選項(xiàng):當(dāng)時(shí),滿足,此時(shí),不滿足,
所以命題“,”是假命題,C選項(xiàng)正確;
D選項(xiàng):數(shù)的定義域?yàn)?,定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),
因?yàn)?,所以是偶函?shù),
當(dāng)x∈0,+∞時(shí),設(shè),則,
所以fx1?fx2=1x12?1x22=x22?x12x12x22>0,
所以在0,+∞上單調(diào)遞減,故D正確;
故選:CD.
10. 下列選項(xiàng)中正確的有( )
A. 已知函數(shù)是一次函數(shù),滿足,則的解析式可能為
B. 與表示同一函數(shù)
C. 函數(shù)的值域?yàn)?br>D. 定義在上的函數(shù)滿足,則
【答案】ACD
【解析】
【分析】對(duì)于A:利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;對(duì)于B:根據(jù)函數(shù)定義域分析判斷;對(duì)于B:根據(jù)題意結(jié)合二次函數(shù)求值域;對(duì)于D:用替換可得,解方程即可.
【詳解】對(duì)A,設(shè),則,
即,解得或,
所以的解析式可能為,故A正確;
對(duì)B,定義域?yàn)?,定義域?yàn)椋?br>兩者定義域不同。所以不是同一函數(shù),故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,因?yàn)椋?br>則函數(shù),
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào),
所以函數(shù)的值域?yàn)?,故C正確.
對(duì)于D,因?yàn)槎x在上的函數(shù)滿足①,
用替換可得②,
由①+②,得,所以,故D正確.
故選:ACD.
11. 下列命題中正確的是( )
A. 若,,,則的最大值為
B. 已知,,,則的最小值是
C. 若,則的最小值為4
D. 若,,,則的最小值為
【答案】CD
【解析】
【分析】由和為定值,求積的最大值,判斷選項(xiàng)A;先根據(jù)條件換元,再由基本不等式求解選項(xiàng)B;多次利用基本不等式求解選項(xiàng)C;利用基本不等式“1”的妙用求解選項(xiàng)D.
【詳解】對(duì)于A,,解得,平方得,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào),所以的最大值為,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,由,可得,得,
則,
當(dāng)且僅當(dāng),即,故等號(hào)不成立,故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,,
當(dāng)且僅當(dāng)且,即時(shí)取等號(hào),
所以的最小值為4,故C正確;
對(duì)于D,
,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào),
所認(rèn)的最小值為,故D正確.
故選:CD
三、填空題:本大題共 3 小題,每小題 5 分,共 15 分.
12. 已知集合,若,則實(shí)數(shù)______
【答案】
【解析】
【分析】利用元素與集合的關(guān)系,得到關(guān)于的方程,解之即可得解.
【詳解】因?yàn)?,?br>所以或,
當(dāng)時(shí),,此時(shí),不滿足互異性,舍去;
當(dāng)時(shí),或(舍去),此時(shí),滿足題意;
綜上,.
故答案為:.
13. 已知函數(shù),則的單調(diào)增區(qū)間為_(kāi)___________
【答案】(開(kāi)閉都對(duì))
【解析】
【分析】將函數(shù)改寫(xiě)成分段函數(shù),再畫(huà)出函數(shù)圖象,結(jié)合函數(shù)圖象即可判斷;
【詳解】解:因?yàn)楹瘮?shù),作出函數(shù)的圖象,
如圖所示:
由圖可知,函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為;
故答案為:(開(kāi)閉都對(duì))
14. 若定義在上的函數(shù)同時(shí)滿足;①為奇函數(shù);②對(duì)任意的,,且,都有.則稱(chēng)函數(shù)具有性質(zhì)P.已知函數(shù)具有性質(zhì)P,則不等式的解集為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】
【分析】不妨設(shè),根據(jù)題意,轉(zhuǎn)化為,構(gòu)造函數(shù),得到函數(shù)在上為單調(diào)遞減函數(shù),且為偶函數(shù),再分和,兩種情況討論,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,即可求解.
【詳解】因?yàn)閷?duì)任意的,,且,都有,
不妨設(shè),則,可得,則,
構(gòu)造函數(shù),則,,
所以函數(shù)在上為單調(diào)遞減函數(shù),
又因?yàn)闉槠婧瘮?shù),所以,
所以函數(shù)為上的偶函數(shù),
所以函數(shù)在為單調(diào)遞增函數(shù),
當(dāng)時(shí),即時(shí),有,
由,可得,
所以,解得,此時(shí)無(wú)解;
當(dāng)時(shí),即時(shí),由,可得,
所以,解得或,
綜上可得,不等式的解集為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于涉及到函數(shù)的綜合性質(zhì)問(wèn)題的求解問(wèn)題:
1、若涉及到函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用問(wèn)題,往往需要借助函數(shù)的奇偶性和周期性來(lái)確定某一區(qū)間上的單調(diào)性,即實(shí)現(xiàn)區(qū)間的轉(zhuǎn)換,再利用單調(diào)性解決相關(guān)問(wèn)題;
2、若涉及的復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題時(shí),解答時(shí)關(guān)鍵是將函數(shù)解析式進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,再根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)的有關(guān)結(jié)論進(jìn)行判斷、求解;
3、若涉及到函數(shù)性質(zhì)的組合型問(wèn)題,解答的關(guān)鍵是要熟練掌握函數(shù)的有關(guān)性質(zhì),以及一些常用結(jié)論,明確它們之間的邏輯關(guān)系,提升邏輯推理能力;
4、若涉及的函數(shù)的新定義問(wèn)題,關(guān)鍵是理解新定義函數(shù)的概念,根據(jù)新定義函數(shù)的概念丙挖掘其隱含條件,對(duì)比選項(xiàng)結(jié)論進(jìn)行判斷分析,得以解決.
四、解答題:本題共 5 小題,共 77 分. 解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.
15. 已知集合,.
(1)當(dāng)時(shí),求,,;
(2)若,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【答案】(1),,
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)集合交集、并集和補(bǔ)集的定義進(jìn)行求解即可;
(2)根據(jù)集合交集的運(yùn)算性質(zhì),結(jié)合子集的性質(zhì)進(jìn)行求解即可.
【小問(wèn)1詳解】
當(dāng)時(shí),可得集合,,
所以,.
,.
【小問(wèn)2詳解】
由,可得,
①當(dāng)時(shí),可得,解得;
②當(dāng)時(shí),則滿足,解得,
綜上實(shí)數(shù)的取值范圍是.
16. 已知關(guān)于x不等式的解集為.
(1)求m,n的值;
(2)正實(shí)數(shù)a,b滿足,求的最小值.
【答案】(1),.
(2)9
【解析】
【分析】(1)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為,是方程的兩個(gè)不同的根求解.
(2)根據(jù)基本(均值)不等式求和的最小值.
【小問(wèn)1詳解】
由題意:是方程的根,所以.
因?yàn)槭欠匠痰牧硗?根,所以
【小問(wèn)2詳解】
由題意:(,)
所以:(當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí)取“”).
17. 已知冪函數(shù)為偶函數(shù).
(1)求的解析式;
(2)若在上是單調(diào)函數(shù),求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)為冪函數(shù)得,從而求出代入解析式檢驗(yàn),進(jìn)而可求出的解析式;
(2)求出的對(duì)稱(chēng)軸,然后由在上是單調(diào)函數(shù),得或,從而可求出實(shí)數(shù)的取值范圍.
【小問(wèn)1詳解】
由題意,解得或3,
若是偶函數(shù),代入檢驗(yàn)可得,故;
【小問(wèn)2詳解】
,對(duì)稱(chēng)軸是,
若在上是單調(diào)函數(shù),則或,解得或.
所以實(shí)數(shù)的取值范圍為或.
18. 已知函數(shù).
(1)證明:函數(shù)是奇函數(shù);
(2)用定義證明:函數(shù)在上是增函數(shù);
(3)若關(guān)于不等式對(duì)于任意實(shí)數(shù)恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)證明見(jiàn)解析 (3)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)奇偶性的定義和判定方法,即可可證;
(2)根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的定義和判定方法,即可得證;
(3)根據(jù)題意,得到函數(shù)為定義域上的奇函數(shù),且為單調(diào)遞增函數(shù),不等式轉(zhuǎn)化為對(duì)于任意實(shí)數(shù)恒成立,分和,結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì),列出不等式組,即可求解.
【小問(wèn)1詳解】
證明:由函數(shù),可得其定義域?yàn)?,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),
又由,
所以函數(shù)為定義域上的奇函數(shù).
【小問(wèn)2詳解】
證明:當(dāng)時(shí),,
任取,且,
可得
因?yàn)?,且,可得,?br>所以,即,
所以函數(shù)在0,+∞上是增函數(shù).
【小問(wèn)3詳解】
因?yàn)楹瘮?shù)為定義域上的奇函數(shù),且在0,+∞上是增函數(shù),
所以函數(shù)在上也是增函數(shù),
又因?yàn)?,所以函?shù)在上是增函數(shù),
又由,可得,
因?yàn)椴坏仁綄?duì)于任意實(shí)數(shù)恒成立,
即不等式對(duì)于任意實(shí)數(shù)恒成立,
可得不等式對(duì)于任意實(shí)數(shù)恒成立,
即不等式對(duì)于任意實(shí)數(shù)恒成立,
當(dāng)時(shí),不等式即為恒成立,符合題意;
當(dāng)時(shí),則滿足,解得,
綜上可得,,即實(shí)數(shù)的取值范圍0,1.
19. 已知函數(shù).
(1)證明:,并求函數(shù)的值域;
(2)已知為非零實(shí)數(shù),記函數(shù)的最大值為.
①求;②求滿足的所有實(shí)數(shù).
【答案】(1)證明見(jiàn)解析,函數(shù)的值域?yàn)?
(2)①;②或
【解析】
【分析】(1)分別求出兩函數(shù)的定義域,計(jì)算即可得證,再求出函數(shù)的值域,從而可得出答案;
(2)①由(1)得,令,分,,和四種情況討論,結(jié)合二次函數(shù)的最值即可得出答案;
(2)求出,再分,,,,和六種情況討論,從而可得出答案.
【小問(wèn)1詳解】
解:由函數(shù),
得,解得,所以函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>由函數(shù),
得,解得,所以函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>所以,
,
因?yàn)?,所以,所以?br>所以,
又,所以函數(shù)的值域?yàn)椋?br>【小問(wèn)2詳解】
解:①由(1)得,
則,
令,
則,
對(duì)稱(chēng)軸為,
當(dāng)時(shí),則,
所以,
當(dāng),即時(shí),,
當(dāng),即時(shí),,
當(dāng),即時(shí),,
綜上所述,;
②因?yàn)椋?br>所以,
當(dāng)時(shí),,解得(舍去),
當(dāng)時(shí),,解得(舍去),
當(dāng)時(shí),,解得(舍去),
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,解得(舍去),
當(dāng)時(shí),,解得(舍去),
綜上,或.
【點(diǎn)睛】本題考查了求含根號(hào)函數(shù)的值域問(wèn)題及二次函數(shù)的最值問(wèn)題,考查了分類(lèi)討論思想及數(shù)據(jù)分析能力,解決第二問(wèn)的關(guān)鍵在于找到討論的臨界點(diǎn),可以借助數(shù)軸的手段來(lái)進(jìn)行討論.
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