2022-2023学年北京师大附中高一(上)期末数学试卷
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这是一份2022-2023学年北京师大附中高一(上)期末数学试卷,共15页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(5分)设全集U=R,集合A={x|x2﹣x﹣2≤0},B={x|lgx>0},则A∩B=( )
A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|1<x≤2}C.{x|1<x<2}D.{x|x≥﹣1}
2.(5分)A={x|0≤x≤2},B={y|1≤y≤2},下列图形中能表示以A为定义域,B为值域的函数的是( )
A.B.
C.D.
3.(5分)单位圆上一点P从(0,1)出发,逆时针方向运动弧长到达Q点,则Q的坐标为( )
A.B.C.D.
4.(5分)不等式2|2x+1|>16的解集为( )
A.B.
C.D.
5.(5分)《九章算术》是我国算术名著,其中有这样的一个问题:“今有宛田,下周三十步,径十六步.问为田几何?”意思是说:“现有扇形田,弧长30步,直径16步,问面积是多少?”在此问题中,扇形的圆心角的弧度数是( )
A.B.C.D.120
6.(5分)设a,b=0.90.8,c=lg0.90.8,则( )
A.c>a>bB.a>c>bC.a>b>cD.c>b>a
7.(5分)已知函数f(x)=lg(x2﹣4x﹣5),则函数f(x)的减区间是( )
A.(﹣∞,2)B.(2,+∞)C.(5,+∞)D.(﹣∞,﹣1)
8.(5分)已知实数x>0>y,且,则x﹣y的最小值是( )
A.21B.25C.29D.33
二、多选题(本大题共4小题,共20.0分。在每小题有多项符合题目要求)
(多选)9.(5分)下列命题中,是存在量词命题且是真命题的是( )
A.∃x∈R,|x|⩽0
B.存在x∈R,使得x2+x+1=0
C.至少有一个无理数x,使得x3是有理数
D.有的有理数没有倒数
(多选)10.(5分)下列说法正确的是( )
A.若sinα•csα>0,则α为第一象限角
B.将表的分针拨快5分钟,则分针转过的角度是﹣30°
C.终边经过点(a,a)(a≠0)的角的集合是
D.在一个半径为3cm的圆上画一个圆心角为30°的扇形,则该扇形面积为
(多选)11.(5分)已知函数,则下列结论中正确的是( )
A.f(x)是偶函数
B.f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递增
C.f(x)的值域为R
D.当x∈(﹣2,2)时,f(x)有最大值
(多选)12.(5分)如图所示,边长为2的正方形ABCD中,O为AD的中点,点P沿着A→B→C→D的方向运动,设∠AOP为x,阴影部分的面积为f(x),则下列说法中正确的是( )
A.f(x)在(,π)上为减函数
B.
C.f(x)+f(π﹣x)=4
D.f(x)图象的对称轴是
三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13.(5分)求值: .
14.(5分)已知幂函数f(x)=(m2﹣5m+7)xm是R上的增函数,则m的值为 .
15.(5分)若“1<x<3”的必要不充分条件是“a﹣2<x<a+2”,则实数a的取值范围是 .
16.(5分)已知函数,若方程f(x)=1的实根在区间(k,k+1)(k∈Z)上,则k的所有可能值是 .
四、解答题(本大题共6小题,共70.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(10分)(1)计算;
(2)计算2.
18.(12分)已知集合A={x|2﹣a≤x≤2+a},B={x|x≤1或x≥4}.
(1)当a=3时,求A∩B;
(2)“x∈A”是“x∈∁RB”的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
19.(12分)已知α是第四象限角.
(1)若csα,求的值;
(2)若5sin2α+5sinαcsα+1=0,求tanα的值.
20.(12分)已知函数.
(1)证明函数f(x)为奇函数;
(2)解关于t的不等式:f(3t﹣1)+f(2﹣t)<0.
21.(12分)某生物病毒研究机构用打点滴的方式治疗“新冠”,国际上常用普姆克实验系数(单位:pmk)表示治愈效果,系数越大表示效果越好.元旦时在实验用小白鼠体内注射一些实验药品,这批治愈药品发挥的作用越来越大,二月底测得治愈效果的普姆克系数为24pmk,三月底测得治愈效果的普姆克系数为36pmk,治愈效果的普姆克系数y(单位:pmk)与月份x(单位:月)的关系有两个函数模型y=kax(k>0,a>1)与k(p>0,k>0)可供选择.
(1)试判断哪个函数模型更合适并求出该模型的解析式;
(2)求治愈效果的普姆克系数是元旦治愈效果的普姆克系数10倍以上的最小月份.(参考数据:lg2≈0.3010,lg3≈0.4711).
22.(12分)已知函数f(x)对任意实数m、n都满足等式f(m﹣n)+f(m+n)=f(2m),当x>0时,f(x)<0,且f(2)=﹣4.
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)判断f(x)的单调性,求f(x)在区间[﹣3,5]上的最大值;
(3)是否存在实数a,对于任意的x∈[﹣1,1],b∈[﹣1,1],使得不等式f(x)<a2﹣2ab+2恒成立.若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
2022-2023学年北京师大附中高一(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(本大题共8小题,共40.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
1.(5分)设全集U=R,集合A={x|x2﹣x﹣2≤0},B={x|lgx>0},则A∩B=( )
A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|1<x≤2}C.{x|1<x<2}D.{x|x≥﹣1}
【分析】分别解一元二次不等式、对数不等式,化简A,B,然后求交集.
【解答】解:解x2﹣x﹣2≤0得﹣1≤x≤2,A={x|﹣1≤x≤2},
由lgx>0得x>1,故B={x|x>1},
所以A∩B={x|1<x≤2}.
故选:B.
【点评】本题考查不等式的解法,交集的运算,属于基础题.
2.(5分)A={x|0≤x≤2},B={y|1≤y≤2},下列图形中能表示以A为定义域,B为值域的函数的是( )
A.B.
C.D.
【分析】根据函数的定义知:函数是定义域到值域的一个映射,即任一定义域内的数,都唯一对应值域内的数;由此可知,用逐一排除法可做出.
【解答】解:如图,由函数的定义知,
(A)值域为[0,2],不是[1,2];
(C)值域为{1,2},不是[1,2];
(D)值域为{1,2},不是[1,2];
故选:B.
【点评】本题利用图象考查了函数的定义:即定义域,值域,对应关系,是基础题.
3.(5分)单位圆上一点P从(0,1)出发,逆时针方向运动弧长到达Q点,则Q的坐标为( )
A.B.C.D.
【分析】找到∠QOx=150°,利用三角函数定义即可求.
【解答】点P从点(0,1)出发,沿单位圆逆时针方向运动弧长到达Q点,所以∠QOx=150°(O为坐标原点),
所以Q点坐标为(cs150°,sin150°),即为(,).
故选:D.
【点评】本题考查任意角三角函数定义,属于基础题.
4.(5分)不等式2|2x+1|>16的解集为( )
A.B.
C.D.
【分析】根据题意可知2|2x+1|>16=24,根据指数函数的单调性即可求解.
【解答】解:由题意得,2|2x+1|>16=24,
即|2x+1|>4,
解得x∈(﹣∞,)∪(,+∞).
故选:B.
【点评】本题考查绝对值不等式的解法,是基础题.
5.(5分)《九章算术》是我国算术名著,其中有这样的一个问题:“今有宛田,下周三十步,径十六步.问为田几何?”意思是说:“现有扇形田,弧长30步,直径16步,问面积是多少?”在此问题中,扇形的圆心角的弧度数是( )
A.B.C.D.120
【分析】利用弧长公式l=αR,可求圆心角.
【解答】解:圆心角α.
故选:A.
【点评】本题考查任意角与弧度制,属于基础题.
6.(5分)设a,b=0.90.8,c=lg0.90.8,则( )
A.c>a>bB.a>c>bC.a>b>cD.c>b>a
【分析】可以与1,2比较,确定三个数的大小.
【解答】解:1<a2,b=0.90.8<0.90=1,c=lg0.90.8>=2,则c>a>b.
故选:A.
【点评】本题考查函数性质,属于基础题.
7.(5分)已知函数f(x)=lg(x2﹣4x﹣5),则函数f(x)的减区间是( )
A.(﹣∞,2)B.(2,+∞)C.(5,+∞)D.(﹣∞,﹣1)
【分析】设t=x2﹣4x﹣5,求得t>0的x的范围,yt在(0,+∞)递减,求得t的增区间,运用复合函数的单调性,即可得到所求减区间.
【解答】解:设t=x2﹣4x﹣5,
由t>0可得x>5或x<﹣1,
则yt在(0,+∞)递减,
由t=x2﹣4x﹣5在(5,+∞)递增,
可得函数f(x)的减区间为(5,+∞).
故选:C.
【点评】本题考查复合函数的单调性:同增异减,考查二次函数和对数函数的单调性,属于基础题.
8.(5分)已知实数x>0>y,且,则x﹣y的最小值是( )
A.21B.25C.29D.33
【分析】由题意可知,x+2>0,1﹣y>0,拼凑可得x﹣y=(x+2)+(1﹣y)﹣3=6()[(x+2)+(1﹣y)]﹣3,再利用基本不等式求解即可.
【解答】解:∵x>0>y,∴x+2>0,1﹣y>0,
∴x﹣y=(x+2)+(1﹣y)﹣3=6()[(x+2)+(1﹣y)]﹣3=6(2)﹣321,当且仅当,即x=10,y=﹣11时,等号成立,
∴x﹣y的最小值是21.
故选:A.
【点评】本题主要考查了利用基本不等式求最值,属于基础题.
二、多选题(本大题共4小题,共20.0分。在每小题有多项符合题目要求)
(多选)9.(5分)下列命题中,是存在量词命题且是真命题的是( )
A.∃x∈R,|x|⩽0
B.存在x∈R,使得x2+x+1=0
C.至少有一个无理数x,使得x3是有理数
D.有的有理数没有倒数
【分析】根据存在量词命题的定义判断各个选项即可.
【解答】解:对于A,是存在量词命题,当x=0时,|x|≤0成立,所以是真命题,故A正确,
对于B,是存在量词命题,∵x2+x+1=(x)20,∴“存在x∈R,使得x2+x+1=0”为假命题,故B错误,
对于C,是存在量词命题,当x时,x3=2是有理数,所以是真命题,故C正确,
对于D,是存在量词命题,0没有倒数,所以是真命题,故D正确,
故选:ACD.
【点评】本题主要考查了存在量词命题的定义,以及命题真假的判断,属于基础题.
(多选)10.(5分)下列说法正确的是( )
A.若sinα•csα>0,则α为第一象限角
B.将表的分针拨快5分钟,则分针转过的角度是﹣30°
C.终边经过点(a,a)(a≠0)的角的集合是
D.在一个半径为3cm的圆上画一个圆心角为30°的扇形,则该扇形面积为
【分析】A项可得正余弦同号,由此判断;B项,表针转过的角度是负角,且转一圈是﹣360°;C项找经过点的特殊性可确定;D项利用弧长公式l=αR,SlR即可.
【解答】解:A.若sinα•csα>0,则α为第一象限角或第三象限角,错误;
B.将表的分针拨快5分钟,则分针转过的角度是﹣30°,正确;
C.终边经过点(a,a)(a≠0)的角的终边再直线y=x上,故角的集合是{α|αkπ,k∈Z},正确;
D.弧长l3,扇形面积为,故错误;
故选:BC.
【点评】本题考查三角函数的概念,属于基础题.
(多选)11.(5分)已知函数,则下列结论中正确的是( )
A.f(x)是偶函数
B.f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递增
C.f(x)的值域为R
D.当x∈(﹣2,2)时,f(x)有最大值
【分析】根据函数奇偶性的定义可判断A,单调性可判断BD,根据分母不为0可判断C.
【解答】解:因为函数,则f(﹣x)=f(﹣x),则函数为偶函数,故A正确;
当x∈(﹣∞,﹣2)时,当x增大时,|x|﹣2减小,f(x)随之增大,故f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递增,故B正确;
又|x|﹣2≠0,则f(x)≠0,故C错误;
因为f(x)在(﹣2,0)单调递增,则在(0,2)单调递减,则f(x)在x=0处取得最大值f(0),故D正确,
故选:ABD.
【点评】本题考查函数的奇偶性以及单调性,属于基础题.
(多选)12.(5分)如图所示,边长为2的正方形ABCD中,O为AD的中点,点P沿着A→B→C→D的方向运动,设∠AOP为x,阴影部分的面积为f(x),则下列说法中正确的是( )
A.f(x)在(,π)上为减函数
B.
C.f(x)+f(π﹣x)=4
D.f(x)图象的对称轴是
【分析】选项A,由x∈(,π)时,阴影部分的面积一直增加,可判断;
选项B,求出x时,阴影部分的面积,即可判断;
选项C,设BC的中点为E,在CD上取一点Q,使得点Q为点P关于OE的对称点,根据对称性,可得f(x)+f(π﹣x)=4,从而得解;
选项D,结合选项B和C中结论,证明f()≠f(),即可.
【解答】解:选项A,当x∈(,π)时,点P从BC的中点运动到点D,阴影部分的面积一直在增加,所以f(x)是增函数,即A错误;
选项B,当x时,点P为AB的中点,此时阴影部分的面积S1×1,即f(),所以B正确;
选项C,设BC的中点为E,在CD上取一点Q,使得点Q为点P关于OE的对称点,
因为∠AOP=x,则∠DOQ=x,∠AOQ=π﹣x,
又正方形ABCD的面积为4,
所以由对称性知,f(x)+f(π﹣x)=4,即C正确;
选项D,因为f(x)+f(π﹣x)=4,所以f()+f(π)=4,
所以f()=4﹣f()=4f(),
所以f(x)图象不关于对称,即D错误.
故选:BC.
【点评】本题考查函数的实际应用,选择合适的函数模型,熟练掌握函数的对称性是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13.(5分)求值: .
【分析】利用诱导公式进行化简求值即可.
【解答】解:∵sincs()
=sin(9π)+cs(4π)
=﹣sin(π)+cs
=sincs
.
故答案为:.
【点评】本题考查运用三角函数间的诱导公式进行化简求值,属于中档题.
14.(5分)已知幂函数f(x)=(m2﹣5m+7)xm是R上的增函数,则m的值为 3 .
【分析】根据幂函数的定义得出m2﹣5m+7=1,求出m的值,再根据f(x)是R上的增函数确定满足题意的m值.
【解答】解:函数f(x)=(m2﹣5m+7)xm是幂函数,则m2﹣5m+7=1,
即m2﹣5m+6=0,
解得m=2或m=3;
当m=2时,f(x)=x2不是R上的增函数,不满足题意;
当m=3时,f(x)=x3是R上的增函数,满足题意.
则m的值为3.
故答案为:3.
【点评】本题考查了幂函数的定义与性质的应用问题,是基础题.
15.(5分)若“1<x<3”的必要不充分条件是“a﹣2<x<a+2”,则实数a的取值范围是 [1,3] .
【分析】由题意可知{x|1<x<3}⫋{x|a﹣2<x<a+2},从而列出不等式组,求出a的取值范围即可.
【解答】解:∵“1<x<3”的必要不充分条件是“a﹣2<x<a+2”,
∴{x|1<x<3}⫋{x|a﹣2<x<a+2},
∴,解得1≤a≤3,
即实数a的取值范围是[1,3].
故答案为:[1,3].
【点评】本题主要考查了充分条件和必要条件的定义,属于基础题.
16.(5分)已知函数,若方程f(x)=1的实根在区间(k,k+1)(k∈Z)上,则k的所有可能值是 ﹣3,﹣2或1 .
【分析】根据函数解析式画出函数图象,根据图象即可求解.
【解答】解:①由方程:x2﹣5=1(x≤﹣2),解得x,故k=﹣3,
②由于方程xlg(x+2)=1(x>﹣2),即方程lg(x+2)(x>﹣2且x≠0),分别作出左右两边函数的图象,
从图象上可得出:方程xlg(x+2)=1在区间(﹣2,﹣1)和(1.2)内各有一个实根,
下面证明:方程:xlg(x+2)=1在区间(﹣2.﹣1)和(1,2)内各有一个实根⇔函数f(x)=xlg(x+2)﹣1,在区间(﹣2,﹣1)和(1,2)内各有一个零点,
函数f(x)=xlg(x+2)﹣1在区间(1.2)是增函数,又f(1)=lg3﹣1<0,f(2)=2lg4﹣1>0,
即f(1)f(2)<0,由零点存在性定理知,函数f(x)=xlg(x+2)﹣1 在区间(1,2)内仅有一个零点,
即方程:xlg(x+2)=1 在区间(1,2)内有且仅有一个实根,
同理得方程xlg(x+2)=1在区间(﹣2,﹣1)内有且仅有一个实根,
∴k=﹣2或1.
故答案为:﹣3,﹣2或1.
【点评】本题考查函数根与零点的关系,是中档题.
四、解答题(本大题共6小题,共70.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(10分)(1)计算;
(2)计算2.
【分析】利用幂的运算(am)n=amn 和对数的运算法则即可计算.
【解答】解:(1)原式=2÷()2+2×()﹣22×()﹣2+2×()﹣24×()20;
(2)原式=lg62+4+lg34lg23lg32=lg66+4﹣2=3.
【点评】本题考查幂的运算,对数的运算,属于基础题.
18.(12分)已知集合A={x|2﹣a≤x≤2+a},B={x|x≤1或x≥4}.
(1)当a=3时,求A∩B;
(2)“x∈A”是“x∈∁RB”的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
【分析】可利用集合间的关系进行求解.
【解答】解:(1)当a=3时,A={x|﹣1≤x≤5},
所以A∩B={x|﹣1≤x≤1 或4≤x≤5},
(2)由题可知,∁RB={x|1<x<4},
因为“x∈A”是“x∈∁RB”的充分不必要条件,
所以A⫋∁RB,可得,解得a<1.
【点评】本题考查了集合间的关系,充要条件的判断,属于基础题.
19.(12分)已知α是第四象限角.
(1)若csα,求的值;
(2)若5sin2α+5sinαcsα+1=0,求tanα的值.
【分析】(1)利用同角关系式,诱导公式即可求值;(2)利用“齐次式”思想可求值.
【解答】解:(1)α是第四象限角.sinα,
∴tanα2,则原式;
(2)∵5sin2α+5sinαcsα+1=0,∴sin2α+sinαcsα,
∴,∴tanα或tanα.
【点评】本题考查三角函数同角函数关系,属于基础题.
20.(12分)已知函数.
(1)证明函数f(x)为奇函数;
(2)解关于t的不等式:f(3t﹣1)+f(2﹣t)<0.
【分析】(1)根据奇函数的定义可证明,
(2)根据单调性以及奇偶性可解.
【解答】解:(1)证明:因为函数,则f(﹣x)f(x),
则函数为奇函数,
(2)由1,得函数f(x)为定义域上的增函数,
又f(3t﹣1)+f(2﹣t)<0,即f(3t﹣1)<﹣f(2﹣t),即f(3t﹣1)<f(t﹣2),
则3t﹣1<t﹣2,得t,
故不等式的解集为().
【点评】本题考查函数单调性以及奇偶性,属于中档题.
21.(12分)某生物病毒研究机构用打点滴的方式治疗“新冠”,国际上常用普姆克实验系数(单位:pmk)表示治愈效果,系数越大表示效果越好.元旦时在实验用小白鼠体内注射一些实验药品,这批治愈药品发挥的作用越来越大,二月底测得治愈效果的普姆克系数为24pmk,三月底测得治愈效果的普姆克系数为36pmk,治愈效果的普姆克系数y(单位:pmk)与月份x(单位:月)的关系有两个函数模型y=kax(k>0,a>1)与k(p>0,k>0)可供选择.
(1)试判断哪个函数模型更合适并求出该模型的解析式;
(2)求治愈效果的普姆克系数是元旦治愈效果的普姆克系数10倍以上的最小月份.(参考数据:lg2≈0.3010,lg3≈0.4711).
【分析】(1)由题意知,x=2时,y=24;x=3时,y=36,将这两组数据分别代入两个函数模型中,求得对应的系数,即可作出判断;
(2)令y•()x>10•,结合指数和对数的运算法则,解之即可.
【解答】解:(1)由题意知,x=2时,y=24;x=3时,y=36,
若选择函数模型y=kax(k>0,a>1),则,解得a,k,
所以y•()x;
若选择函数模型k(p>0,k>0),则,解得k=﹣120,与k>0相矛盾,舍去,
综上所述,
选择函数模型y=kax(k>0,a>1)更合适,该函数模型为y•()x,x∈[1,12],且x∈N*.
(2)当x=0时,y,
令y•()x>10•,则()x>10,即x105.88,
因为x∈N*,所以x≥6,
故治愈效果的普姆克系数是元旦治愈效果的普姆克系数10倍以上的最小月份是6月份.
【点评】本题考查函数的实际应用,选择合适的函数模型,熟练掌握指数和对数的运算法则是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
22.(12分)已知函数f(x)对任意实数m、n都满足等式f(m﹣n)+f(m+n)=f(2m),当x>0时,f(x)<0,且f(2)=﹣4.
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)判断f(x)的单调性,求f(x)在区间[﹣3,5]上的最大值;
(3)是否存在实数a,对于任意的x∈[﹣1,1],b∈[﹣1,1],使得不等式f(x)<a2﹣2ab+2恒成立.若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)先赋值求出f(0),再令m=0,即可判断奇偶性;
(2)结合单调性的定义,直接证明即可;
(3)先求出f(x)的最大值,再把b看成自变量,结合二次函数的性质求解.
【解答】解:因为f(x)对任意实数m、n都满足等式f(m﹣n)+f(m+n)=f(2m),当x>0时,f(x)<0,且f(2)=﹣4,
(1)令m=n=0,得f(0)=0,再令n=x,m=0,显然x∈R,则f(﹣x)+f(x)=f(0)=0,即f(﹣x)=﹣f(x)恒成立,故f(x)是奇函数;
(2)由于f(m﹣n)+f(m+n)=f(2m),故f(m﹣n)=f(2m)﹣f(m+n),
令x1>x2,且设x1=2m,x2=m+n,则x1﹣x2=2m﹣(m+n)=m﹣n>0,
故f(x1﹣x2)=f(x1)﹣f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),故f(x)在R上是减函数,即f(x)在[﹣3,5]上单调递减,
故f(x)max=f(﹣3)=﹣f(3),
令m=1,n=0,可得2f(1)=f(2)=﹣4,故f(1)=﹣2,f(﹣1)=2,
再令m=1,n=2,得f(﹣1)+f(3)=f(2),解得f(3)=﹣6,故f(x)max=6;
(3)由(1)(2)可知,f(x)在[﹣1,1]上单调递减,且f(x)max=f(﹣1)=2,
故问题可化为a2﹣2ab+2>2在b∈[﹣1,1]时恒成立,
即g(b)=﹣2ab+a2>0在b∈[﹣1,1]时恒成立,
只需,解得a<﹣2或a>2,
故a的取值范围是(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞).
【点评】本题考查抽象函数奇偶性、单调性的判断方法,以及利用单调性和奇偶性求函数最值,解决不等式恒成立问题,属于中档题.
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