2020-2021学年四川省乐山市高一(上)期末数学试卷
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一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60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.(5分)已知集合A={4,5,6,8},B={3,5,7,8},则A∩B=( )
A.{3,5} B.{6,8}
C.{5,8} D.{3,4,5,6,7,8}
2.(5分)函数f(x)=•的定义域是( )
A.{x|x≥﹣5} B.{x|x≤2} C.{x|﹣5≤x≤2} D.{x|x≥2或x≤﹣5}
3.(5分)下列各角中,与﹣30°终边相同的角为( )
A.210° B.﹣390° C.390° D.30°
4.(5分)已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长为( )
A.2 B.sin2 C. D.2sin1
5.(5分)已知A={x|﹣2≤x≤4},B={x|x>a},A∩B≠∅,则实数a的取值范围是( )
A.a≥﹣2 B.a<﹣2 C.a≤4 D.a<4
6.(5分)已知cosα﹣3sinα=0,则的值为( )
A.﹣ B.﹣ C. D.
7.(5分)函数f(x)=ex﹣1+2x﹣4的零点所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
8.(5分)在同一平面直角坐标系中,函数y=cosx与y=sinx的图象交点坐标可能是( )
A.(,1) B.(,) C.(,﹣1) D.(π,0)
9.(5分)函数y=ax与y=﹣logax(a>0,且a≠1)在同一坐标系中的图象只可能是( )
A. B.
C. D.
10.(5分)今有一组实验数据如表:
t
1.99
3.0
4.0
5.1
6.12
v
1.5
4.04
7.5
12
18.1
现准备用下列函数中的一个近似地表示这些数据满足的规律,其中最接近的一个是( )
A.v=log2t B.v=logt C.v= D.v=2t﹣2
11.(5分)将函数f(x)=2sin(x+)的图象向右平移个单位后,再保持图象上点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍,得到函数g(x)的图象,则g(1)+g(2)+…+g(2021)的值为( )
A. B.2+2 C. D.
12.(5分)已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=﹣x+a(a∈R)恰有两个互异的实数解,则a的取值范围为( )
A.[,] B.(,] C.(,]∪{1} D.[,]∪{1}
二、填空题:本大题共4小题;每小题5分,共20分.
13.(5分)sin(﹣)的值为 .
14.(5分)已知幂函数y=f(x)的图象过点(2,),则f()= .
15.(5分)已知x1,x2是函数f(x)=Asin(ωx+)(A>0,ω>0)的两个零点,若|x1﹣x2|的最小值为,则f(x)的单调递增区间为 .
16.(5分)已知函数f(x)=(a>0且a≠1),若f(x)有最小值,则实数a的取值范围为 .
三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)已知全集U={x|x2+x﹣12≤0},A={x|≤0},B={x||x|≤1}.
(1)求∁UA;
(2)求∁U(A∪B);
18.(12分)已知f(α)=.
(1)化简f(α);
(2)若α的终边经过点P(﹣3,4),求f(α).
19.(12分)已知函数f(x)=lg在(﹣3,3)上为奇函数,其中m>0.
(1)求m的值;
(2)若g(x)=f(x)+3,且g(a)=2,求的g(﹣a)值.
20.(12分)一个工厂生产某种产品每年需要固定投资100万元,此外每生产1件该产品还需要增加投资1万元,年产量为x(x∈N*)件.当x≤20时,年销售总收入为(33x﹣x2)万元;当x>20时,年销售总收入为260万元.记该工厂生产并销售这种产品所得的年利润为y万元,
(1)y(万元)与x(件)的函数关系式为?
(2)该工厂的年产量为多少件时,所得年利润最大,并求出最大值.(年利润=年销售总收入﹣年总投资)
21.(12分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0,|φ|<π)的图象如图所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的对称轴方程和对称中心;
(3)求f(x)在[﹣,]上的值域.
22.(12分)定义在D上的函数f(x),如果满足“存在常数M>0,对任意x∈D,都有|f(x)|≤M成立”,则称f(x)是D上的有界函数,其中M称为函数f(x)的上界.已知f(x)=1+a•()x+()x.
(1)当a=1时,判断函数f(x)在(﹣∞,0)上是否为有界函数,请说明理由;
(2)若f(x)在[﹣1,0]上的最小值为﹣1,求a的值;
(3)若函数f(x)在[0,+∞)上是以3为上界的有界函数,求实数a的取值范围.
2020-2021学年四川省乐山市高一(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60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.(5分)已知集合A={4,5,6,8},B={3,5,7,8},则A∩B=( )
A.{3,5} B.{6,8}
C.{5,8} D.{3,4,5,6,7,8}
【分析】由集合A与B,求出两集合的交集即可.
【解答】解:∵A={4,5,6,8},B={3,5,7,8},
∴A∩B={5,8}.
故选:C.
2.(5分)函数f(x)=•的定义域是( )
A.{x|x≥﹣5} B.{x|x≤2} C.{x|﹣5≤x≤2} D.{x|x≥2或x≤﹣5}
【分析】根据函数成立的条件进行求解即可.
【解答】解:要使函数有意义,则2﹣x≥0,
得x≤2,
即函数的定义域为{x|x≤2},
故选:B.
3.(5分)下列各角中,与﹣30°终边相同的角为( )
A.210° B.﹣390° C.390° D.30°
【分析】写出与﹣30°终边相同的角的集合,取k值得答案.
【解答】解:与﹣30°边相同的角的集合为{α|α=30°+k•360°}(k∈Z).
取k=﹣1,得α=﹣390°.
故选:B.
4.(5分)已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长为( )
A.2 B.sin2 C. D.2sin1
【分析】连接圆心与弦的中点,则得到一个弦一半所对的角是1弧度的角,由于此半弦是1,故可解得半径是,弧长公式求弧长即可.
【解答】解:连接圆心与弦的中点,则由弦心距,弦长的一半,半径构成一个直角三角形,半弦长为1,其所对的圆心角也为1
故半径为
这个圆心角所对的弧长为2×=
故选:C.
5.(5分)已知A={x|﹣2≤x≤4},B={x|x>a},A∩B≠∅,则实数a的取值范围是( )
A.a≥﹣2 B.a<﹣2 C.a≤4 D.a<4
【分析】将集合表示在数轴上,要使A∩B≠∅,必须a<4.
【解答】解:∵A={x|﹣2≤x≤4},B={x|x>a},A∩B≠∅,
将集合表示在数轴上,如图所示,
要使A∩B≠∅,必须a<4.
故选:D.
6.(5分)已知cosα﹣3sinα=0,则的值为( )
A.﹣ B.﹣ C. D.
【分析】由已知可得cosα=3sinα,代入所求即可化简求解.
【解答】解:因为cosα﹣3sinα=0,
所以cosα=3sinα,
则==.
故选:C.
7.(5分)函数f(x)=ex﹣1+2x﹣4的零点所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
【分析】判断函数的连续性,由零点判定定理判断求解即可.
【解答】解:函数f(x)=ex﹣1+2x﹣4是连续函数且单调递增,
∵f(1)=1+2﹣4=﹣1<0,
f(2)=e+4﹣4=e>0
∴f(1)f(2)<0,
由零点判定定理可知函数的零点在(1,2).
故选:B.
8.(5分)在同一平面直角坐标系中,函数y=cosx与y=sinx的图象交点坐标可能是( )
A.(,1) B.(,) C.(,﹣1) D.(π,0)
【分析】由题意得,sinx=cosx≠0,即tanx=1,从而可求x,结合选项可求.
【解答】解:由题意得,sinx=cosx≠0,
故tanx=1,
则x=,k∈Z,
当k=0时,x=,y=,
故选:B.
9.(5分)函数y=ax与y=﹣logax(a>0,且a≠1)在同一坐标系中的图象只可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】本题是选择题,采用逐一排除法进行判定,再根据指对数函数图象的特征进行判定.
【解答】解:根据y=﹣logax的定义域为(0,+∞)可排除选项B,
选项C,根据y=ax的图象可知0<a<1,y=﹣logax的图象应该为单调增函数,故不正确
选项D,根据y=ax的图象可知a>1,y=﹣logax的图象应该为单调减函数,故不正确
故选:A.
10.(5分)今有一组实验数据如表:
t
1.99
3.0
4.0
5.1
6.12
v
1.5
4.04
7.5
12
18.1
现准备用下列函数中的一个近似地表示这些数据满足的规律,其中最接近的一个是( )
A.v=log2t B.v=logt C.v= D.v=2t﹣2
【分析】观察表中的数据找到速度的变化规律,从变化趋势上选择适当的函数模型即可求解.
【解答】解:从表中的数据的变化趋势看,函数递增的速度不断加快,
对应四个选项,A选项的对数型函数,其递增速度不断变慢,不符合,
选项B,随着t的增大,速度变小,不符合,
选项D是以一个恒定的幅度变化,其图象是一条直线,不符合本题的变化规律,
选项C,函数的二次型,对比数据,其最接近实验数据的变化趋势,符合题意,
故选:C.
11.(5分)将函数f(x)=2sin(x+)的图象向右平移个单位后,再保持图象上点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍,得到函数g(x)的图象,则g(1)+g(2)+…+g(2021)的值为( )
A. B.2+2 C. D.
【分析】由题意利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,求得g(x)的解析式,再利用正弦函数的周期性,求得要求式子的值.
【解答】解:将函数f(x)=2sin(x+)的图象向右平移个单位后,可得y=2sin 的图象;
再保持图象上点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍,
可得y=g(x)=2sin 的图象,显然,g(x)的周期为8,
则g(1)+g(2)+…+g(2021)=2[sin+sin+sin+sin+…+sin]
=2[252×0+sin+sin+sin+sin+]=2×(1+)=2+,
故选:C.
12.(5分)已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=﹣x+a(a∈R)恰有两个互异的实数解,则a的取值范围为( )
A.[,] B.(,] C.(,]∪{1} D.[,]∪{1}
【分析】分别作出y=f(x)和y=﹣x的图象,考虑直线经过点(1,2)和(1,1)时,有两个交点,直线与y=在x>1相切,求得a的值,结合图象可得所求范围.
【解答】解:作出函数f(x)=的图象,
以及直线y=﹣x的图象,
关于x的方程f(x)=﹣x+a(a∈R)恰有两个互异的实数解,
即为y=f(x)和y=﹣x+a的图象有两个交点,
平移直线y=﹣x,考虑直线经过点(1,2)和(1,1)时,
有两个交点,可得a=或a=,
考虑直线与y=在x>1相切,可得ax﹣x2=1,
由△=a2﹣1=0,解得a=1(﹣1舍去),
综上可得a的范围是[,]∪{1}.
故选:D.
二、填空题:本大题共4小题;每小题5分,共20分.
13.(5分)sin(﹣)的值为 .
【分析】由题意利用诱导公式,计算求得结果.
【解答】解:sin(﹣)=sin(﹣+)=sin=,
故答案为:.
14.(5分)已知幂函数y=f(x)的图象过点(2,),则f()= 2 .
【分析】求出幂函数的解析式,然后求解函数值即可.
【解答】解:设幂函数为:f(x)=xa,
幂函数f(x)的图象过点,
可得=2a.解得a=
则==2.
故答案为:2.
15.(5分)已知x1,x2是函数f(x)=Asin(ωx+)(A>0,ω>0)的两个零点,若|x1﹣x2|的最小值为,则f(x)的单调递增区间为 [kπ﹣,kπ+],k∈z .
【分析】由已知可求周期T,进而可求ω,然后结合正弦函数的单调性即可求解.
【解答】解:由题意得,=,即T=π,
所以ω=2,f(x)=Asin(2x+),
令﹣≤2x+,
则,
故f(x)的单调递增区间为[],k∈Z.
故答案为:[],k∈Z.
16.(5分)已知函数f(x)=(a>0且a≠1),若f(x)有最小值,则实数a的取值范围为 (0,]∪(1,] .
【分析】讨论a的取值,分类利用函数单调性以及最值之间的关系列不等式求解.
【解答】解:f(2)=2(a﹣2)+2a+1=4a﹣3,
当x=2时,2a2﹣1=2a,
①若a>2,则当x≤2时为增函数,此时无最小值,不合题意;
②若a=2,当x≤2时,f(x)=5,当x>2时,2•2x﹣1=2x>4,此时无最小值,不合题意;
③若1<a<2,当x≤2时,f(x)为减函数,此时f(x)≥f(2)=4a﹣3,
当x>2时,f(x)为增函数,且此时f(x)>2a,要使f(x)有最小值,
则4a﹣3≤2a,即2a≤3,a≤,则1<a≤;
④若0<a<1,当x≤2时f(x)为减函数,此时f(x)≥f(2)=4a﹣3,
当x>2时,f(x)为减函数,且f(x)>0,要使f(x)有最小值,
则4a﹣3≤0,即a≤,则0<a≤,
综上所述,1<a≤或0<a≤,
∴实数a的取值范围是(0,]∪(1,].
故答案为:(0,]∪(1,].
三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)已知全集U={x|x2+x﹣12≤0},A={x|≤0},B={x||x|≤1}.
(1)求∁UA;
(2)求∁U(A∪B);
【分析】(1)求出全集U和集合A,由此能求出∁UA.
(2)求出集合B,从而求出A∪B,由此能求出∁U(A∪B).
【解答】解:(1)∵全集U={x|x2+x﹣12≤0}={x|﹣4≤x≤3},
A={x|≤0}={x|﹣4≤x<﹣1},
∴∁UA={x|﹣1≤x≤3}.
(2)A={x|﹣4≤x<﹣1},B={x||x|≤1}={x|﹣1≤x≤1}.
∴A∪B={x|﹣4≤x≤1},
∴∁U(A∪B)={x|1<x≤3}.
18.(12分)已知f(α)=.
(1)化简f(α);
(2)若α的终边经过点P(﹣3,4),求f(α).
【分析】(1)利用诱导公式即可化简得解.
(2)利用任意角的三角函数的定义可求sinα,cosα的值,即可得解.
【解答】解:(1)f(α)=
=
=
=cosα﹣sinα.
(2)因为α的终边经过点P(﹣3,4),
所以sinα=,cosα=﹣,
所以f(α)=cosα﹣sinα=﹣.
19.(12分)已知函数f(x)=lg在(﹣3,3)上为奇函数,其中m>0.
(1)求m的值;
(2)若g(x)=f(x)+3,且g(a)=2,求的g(﹣a)值.
【分析】(1)根据题意,由奇函数的定义可得f(﹣x)+f(x)=0,即lg+lg=lg=0,分析可得m的值,即可得答案,
(2)根据题意,由奇函数的定义可得g(x)+g(﹣x)=f(x)+f(﹣x)+6=6,结合g(a)的值,计算可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,函数f(x)=lg在(﹣3,3)上为奇函数,
则f(﹣x)+f(x)=0,
即lg+lg=lg=0,
变形可得=1,
则m=±1,
又由m>0,则m=1;
(2)若g(x)=f(x)+3,
则g(﹣x)=f(﹣x)+3,
又由f(x)为奇函数,则g(x)+g(﹣x)=f(x)+f(﹣x)+6=6,
若g(a)=2,则g(﹣a)=4.
20.(12分)一个工厂生产某种产品每年需要固定投资100万元,此外每生产1件该产品还需要增加投资1万元,年产量为x(x∈N*)件.当x≤20时,年销售总收入为(33x﹣x2)万元;当x>20时,年销售总收入为260万元.记该工厂生产并销售这种产品所得的年利润为y万元,
(1)y(万元)与x(件)的函数关系式为?
(2)该工厂的年产量为多少件时,所得年利润最大,并求出最大值.(年利润=年销售总收入﹣年总投资)
【分析】(1)根据已知,分当x≤20时和当x>20时两种情况,分别求出年利润的表达式,综合可得答案;
(2)根据(1)中函数的解析式,分类求出各段上的最大值点和最大值,综合可得答案.
【解答】解:(1)由题意 得:当x≤20时,y=(33x﹣x2)﹣x﹣100=﹣x2+32x﹣100;…(4分)
当x>20时,y=260﹣100﹣x=160﹣x.…(6分)
故y=(x∈N*).…(8分)
(2)当0<x≤20时,y=﹣x2+32x﹣100=﹣(x﹣16)2+156,…(10分)
当x=16时,ymax=156.
而当x>20时,160﹣x<140,
故x=16时取得最大年利润156万元. …(12分)
21.(12分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0,|φ|<π)的图象如图所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的对称轴方程和对称中心;
(3)求f(x)在[﹣,]上的值域.
【分析】(1)由图象可求得A,b的值,由五点作图法即可求得ω,φ,从而可得f(x)的解析式;
(2)由正弦函数的性质即可求得f(x)的对称轴及对称中心;
(3)正弦函数的性质即可求得f(x)的值域.
【解答】解:(1)由图可知A=,b=,
且,解得ω=2,φ=,
所以f(x)=sin(2x+)+.
(2)令2x+=kπ+,k∈Z,所以x=﹣,k∈Z,
即f(x)的对称轴方程为x=﹣,k∈Z.
令2x+=kπ,k∈Z,所以x=﹣,k∈Z,
所以f(x)的对称中心为(﹣,),k∈Z.
(3)因为x∈[﹣,],所以2x+∈[,π],
令t=2x+,
所以该函数为y=sint+,t∈[,π],
由正弦函数的图象可知0≤sint≤1,
所以≤sint+≤1,
所以f(x)的值域为[,1].
22.(12分)定义在D上的函数f(x),如果满足“存在常数M>0,对任意x∈D,都有|f(x)|≤M成立”,则称f(x)是D上的有界函数,其中M称为函数f(x)的上界.已知f(x)=1+a•()x+()x.
(1)当a=1时,判断函数f(x)在(﹣∞,0)上是否为有界函数,请说明理由;
(2)若f(x)在[﹣1,0]上的最小值为﹣1,求a的值;
(3)若函数f(x)在[0,+∞)上是以3为上界的有界函数,求实数a的取值范围.
【分析】(1)令t=()x,t>1,由二次函数的单调性可得f(t)>3,可判断函数f(x)在(﹣∞,0)上是否为有界函数;
(2)令t=()x,1≤t≤2,讨论二次函数的对称轴和区间[﹣1,0]的关系,结合单调性可得最小值,可得所求值;
(3)令t=()x,f(t)=t2+at+1,0<t≤1,可得|f(t)|≤3在(0,1]恒成立,由参数分离和函数的单调性可得所求范围.
【解答】解:(1)当a=1时,f(x)=1+()x+()x,
令t=()x,由x<0,可得t>1,
则f(t)=t2+t+1在(1,+∞)递增,可得f(t)>f(1)=3,
所以不存在M>0,使|f(x)|<M成立.
所以函数f(x)在(﹣∞,0)上不是有界函数.
(2)令t=()x,由﹣1≤x≤0,可得1≤t≤2,
f(t)=t2+at+1,
①当﹣≤1,即a≥﹣2时,f(1)=2+a=﹣1,所以a=﹣3(舍去),
②当1<﹣<2,即﹣4<a<﹣2时,f()=﹣1即﹣+1=﹣1,解得a=﹣2,满足题意;
③当﹣≥2,即a≤﹣4时,f(2)=﹣1,即5+2a=﹣1,解得a=﹣3(舍去),
综上可得,a=﹣2.
(3)令t=()x,f(t)=t2+at+1,
因为x≥0,所以0<t≤1,
由题意可得|f(t)|≤3在(0,1]恒成立,即﹣3≤f(t)≤3在(0,1]恒成立,
即t2+at+4≥0且t2+at﹣2≤0在(0,1]恒成立.
对于t2+at+4≥0,即a≥﹣(t+)在t∈(0,1]恒成立,
由t+≥5,可得a≥﹣5;
对于t2+at﹣2≤0,即a≤﹣t+在t∈(0,1]恒成立,
由g(t)=﹣t+在(0,1]递减,可得g(t)≥g(1)=1,
则a≤1,
综上可得,a∈[﹣5,1].
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