江苏省苏州市2022-2023学年高一上学期期末调研数学试题(含答案详解)
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这是一份江苏省苏州市2022-2023学年高一上学期期末调研数学试题(含答案详解),共18页。试卷主要包含了本卷共6页,包含单项选择题等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
学生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求:
1.本卷共6页,包含单项选择题(第1题~第8题)、多项选择题(第9题~第12题)、填空题(第13题~第16题)、解答题(第17题~第22题).本卷满分150分,答题时间为120分钟.答题结束后,请将答题卡交回.
2.答题前,请您务必将自己的姓名、调研序列号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置.
3.请在答题卡上按照顺序在对应的答题区域内作答,在其他位置作答一律无效.作答必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔,请注意字体工整,笔迹清楚.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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. 已知角 SKIPIF 1 < 0 ,那么 SKIPIF 1 < 0 的终边在( )
A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限
【答案】C
【解析】
【分析】利用角终边相同公式得到 SKIPIF 1 < 0 的终边与 SKIPIF 1 < 0 的终边相同,从而得到 SKIPIF 1 < 0 的终边所在象限.
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的终边在第三象限.
故选:C.
2. 命题“ SKIPIF 1 < 0 ”的否定为( )
A. “ SKIPIF 1 < 0 ”B. “ SKIPIF 1 < 0 ”
C. “ SKIPIF 1 < 0 ”D. “ SKIPIF 1 < 0 ”
【答案】D
【解析】
【分析】根据全称命题的否定形式可直接得到结果.
【详解】由全称命题的否定可知: SKIPIF 1 < 0 的否定为 SKIPIF 1 < 0
故选:D
3. 已知一个面积为 SKIPIF 1 < 0 的扇形所对的弧长为 SKIPIF 1 < 0 ,则该扇形圆心角的弧度数为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. 2D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】根据扇形面积和弧长公式求得正确答案.
【详解】设扇形的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,圆心角为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
4. 已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则“ SKIPIF 1 < 0 ”是“ SKIPIF 1 < 0 ”成立的( )
A 充分不必要条件B. 必要不充分条件
C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】由条件推结论可判断充分性,由结论推条件可判断必要性.
【详解】若“ SKIPIF 1 < 0 ”,则“ SKIPIF 1 < 0 ”必成立;
但是“ SKIPIF 1 < 0 ”,未必有“ SKIPIF 1 < 0 ”,例如 SKIPIF 1 < 0 .
所以“ SKIPIF 1 < 0 ”是“ SKIPIF 1 < 0 ”成立的充分不必要条件.
故选:A.
5. 下列四个函数中,以 SKIPIF 1 < 0 为最小正周期,且在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递减的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】根据函数的周期性、单调性确定正确选项.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 的最小正周期是 SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意.
SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,不符合题意.
对于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,不符合题意.
对于 SKIPIF 1 < 0 ,画出图象如下图所示,由图可知 SKIPIF 1 < 0 的最小正周期为 SKIPIF 1 < 0 ,
且在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,B选项正确.
故选:B
6. 已知 SKIPIF 1 < 0 的定义域为A,集合 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则实数a的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】先根据二次不等式求出集合A,再分类讨论集合B,根据集合间包含关系即可求解.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 的定义域为A,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
①当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
满足 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 符合题意;
②当 SKIPIF 1 < 0 时,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以若 SKIPIF 1 < 0 ,
则有 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍)
③当 SKIPIF 1 < 0 时,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以若 SKIPIF 1 < 0 ,
则有 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍),
SKIPIF 1 < 0 ,
综上所述, SKIPIF 1 < 0 ,
故选:B.
7. 三个数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 之间的大小关系为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】
【分析】结合指数函数、对数函数的单调性,以及临界值 SKIPIF 1 < 0 ,求解即可.
【详解】由题意 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
综上: SKIPIF 1 < 0
故选:A
8. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,若函数 SKIPIF 1 < 0 有两个零点,则实数a的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】
【分析】画出 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的图象,结合图象以及函数 SKIPIF 1 < 0 有两个零点求得 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【详解】函数 SKIPIF 1 < 0 有两个零点,
即 SKIPIF 1 < 0 有两个不相等的实数根,
即 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的图象有两个交点.
画出 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的图象如下图所示,
由 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 .
对于函数 SKIPIF 1 < 0 ,
要使 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的图象有两个交点,结合图象可知, SKIPIF 1 < 0 .
故选:D
二、多选题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 设集合 SKIPIF 1 < 0 ,集合 SKIPIF 1 < 0 ,则下列对应关系中是从集合A到集合B的一个函数的有( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据函数的定义一一判断求解.
【详解】对于A,任意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即任意 SKIPIF 1 < 0 ,都有唯一的 SKIPIF 1 < 0 与之对应,所以A正确;
对于B,存在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以B错误;
对于C,任意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即任意 SKIPIF 1 < 0 ,都有唯一的 SKIPIF 1 < 0 与之对应,所以C正确;
对于D,任意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即任意 SKIPIF 1 < 0 ,都有唯一的 SKIPIF 1 < 0 与之对应,所以D正确;
故选:ACD
10. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,则下列结论中正确的有( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 的定义域为 SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递增D. 若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0
【答案】BC
【解析】
【分析】根据正切函数的性质周期,定义域,函数值和单调性等选项逐个判断即可.
【详解】已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,函数的定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,
即函数 SKIPIF 1 < 0 的定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 选项正确;
SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 选项错误;
当 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, 故 SKIPIF 1 < 0 选项正确;
因为 SKIPIF 1 < 0 的周期 SKIPIF 1 < 0 ,
所以若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 选项错误;
故选: SKIPIF 1 < 0 .
11. 若a,b均为正数,且满足 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 的最大值为2B. SKIPIF 1 < 0 的最小值为4
C. SKIPIF 1 < 0 的最小值是6D. SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0
【答案】AD
【解析】
【分析】根据基本不等式、二次函数的性质对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A选项, SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时等号成立,A选项正确.
B选项, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,但由 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,不满足 SKIPIF 1 < 0 ,
所以等号不成立,所以B选项错误.
C选项, SKIPIF 1 < 0 ,
当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时等号成立,所以C选项错误.
D选项, SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时,
SKIPIF 1 < 0 取得最小值 SKIPIF 1 < 0 ,D选项正确.
故选:AD
12. 已知指数函数 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 )与对数函数 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 )互为反函数,它们的定义域和值域正好互换.若方程 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的解分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】ABC
【解析】
【分析】由题意可得,直线 SKIPIF 1 < 0 与两函数 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 交点横坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,结合图像即可判断各选项.
【详解】由方程 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 可化为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,
即直线 SKIPIF 1 < 0 与两函数 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的交点横坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
由于 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 互为反函数,则它们的图像关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称,
如图所示,点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 关于点 SKIPIF 1 < 0 对称, SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故A正确;
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故B正确;
由 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 它们的图像关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故C正确;
对于D,由 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 矛盾,故D错误.
故选:ABC.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 求值: SKIPIF 1 < 0 __________.
【答案】1
【解析】
【分析】利用指数对数的运算性质化简即可得到结果.
【详解】 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
故答案为:1
14. 已知幂函数 SKIPIF 1 < 0 满足:①是偶函数;②在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,请写出一个这样的函数 SKIPIF 1 < 0 __________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 (答案不唯一)
【解析】
【分析】根据幂函数的性质即得.
【详解】因为幂函数 SKIPIF 1 < 0 为偶函数,且在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
所以函数 SKIPIF 1 < 0 满足题意.
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
15. 已知 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 __________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】利用同角三角函数平方关系可构造方程求得 SKIPIF 1 < 0 ,再求 SKIPIF 1 < 0 ,进而运算求得结果.
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 得:
SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ;
由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
16. 我们知道,设函数 SKIPIF 1 < 0 的定义域为I,如果对任意 SKIPIF 1 < 0 ,都有 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,那么函数 SKIPIF 1 < 0 的图象关于点 SKIPIF 1 < 0 成中心对称图形.若函数 SKIPIF 1 < 0 的图象关于点 SKIPIF 1 < 0 成中心对称图形,则实数c的值为__________;若 SKIPIF 1 < 0 ,则实数t的取值范围是__________.
【答案】 ①. 2 ②. SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)根据题意可得 SKIPIF 1 < 0 即可求出c的值;(2)根据解析式判断函数的单调性,并根据不等式得 SKIPIF 1 < 0 ,利用函数的对称性和单调性即可求解不等式.
【详解】因为函数 SKIPIF 1 < 0 的图象关于点 SKIPIF 1 < 0 成中心对称图形,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在定义域 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
因为函数 SKIPIF 1 < 0 的图象关于点 SKIPIF 1 < 0 成中心对称,
所以 SKIPIF 1 < 0 的图象关于 SKIPIF 1 < 0 对称,
且 SKIPIF 1 < 0 单调递减,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,也即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
故实数t的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
四、解答题:本题共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. 设集合 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)解不等式求得集合 SKIPIF 1 < 0 ,由此求得 SKIPIF 1 < 0 .
(2)根据并集、补集、交集的知识求得正确答案.
【小问1详解】
SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
18. 已知 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若角 SKIPIF 1 < 0 的终边过点 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,分别求 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)利用诱导公式化简 SKIPIF 1 < 0 ,根据三角函数的定义求得 SKIPIF 1 < 0 .
(2)根据齐次式的知识求得正确答案.
【小问1详解】
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
若角 SKIPIF 1 < 0 的终边过点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
若 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
19. 某公司为了提升销售利润,准备制定一个激励销售人员的奖励方案.公司规定奖励方案中的总奖金额y(单位:万元)是销售利润x(单位:万元)的函数,并且满足如下条件:①图象接近图示;②销售利润x为0万元时,总奖金y为0万元;③销售利润x为30万元时,总奖金y为3万元.现有以下三个函数模型供公司选择:
A. SKIPIF 1 < 0 ;B. SKIPIF 1 < 0 ;C. SKIPIF 1 < 0 .
(1)请你帮助该公司从中选择一个最合适的函数模型,并说明理由;
(2)根据你在(1)中选择的函数模型,解决如下问题:
①如果总奖金不少于9万元,则至少应完成销售利润多少万元?
②总奖金能否超过销售利润的五分之一?
【答案】(1)模型C,理由见解析
(2)①210万元; ②不会.
【解析】
【分析】(1)根据函数的图象性质即可选择模型;
(2)①令 SKIPIF 1 < 0 解对数不等式求解,②即 SKIPIF 1 < 0 ,结合函数图象的增长速度解释.
【小问1详解】
模型A. SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以匀速增长,
模型B. SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,先慢后快增长,
模型C. SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,先快后慢增长,
所以模型C最符合题意.
【小问2详解】
因为销售利润x为0万元时,总奖金y为0万元,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为销售利润x为30万元时,总奖金y为3万元,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
①如果总奖金不少于9万元,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以至少应完成销售利润210万元.
②设 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 有交点 SKIPIF 1 < 0 ,
且 SKIPIF 1 < 0 增长速度比 SKIPIF 1 < 0 慢,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒在 SKIPIF 1 < 0 的下方,
所以 SKIPIF 1 < 0 无解,
所以总奖金不会超过销售利润的五分之一.
20. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 的图象经过点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上的最大值和最小值;
(2)记关于x的方程 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上的解从小到大依次为 SKIPIF 1 < 0 ,试确定正整数n的值,并求 SKIPIF 1 < 0 的值.
【答案】(1)最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,最小值为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】(1)将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,求出函数的解析式 SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 求出 SKIPIF 1 < 0 的范围,即可求出函数的最大值和最小值;
(2)由方程 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,利用余弦函数的性质,可求得n的值和 SKIPIF 1 < 0 的值.
【小问1详解】
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得, SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,最小值为 SKIPIF 1 < 0 ;
【小问2详解】
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由余弦函数性质可知, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有4个解,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
累加可得, SKIPIF 1 < 0 .
21. 已知 SKIPIF 1 < 0 为奇函数.
(1)判断函数 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上的单调性,并证明你的判断;
(2)若关于x的方程 SKIPIF 1 < 0 有8个不同的解,求实数m的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减;证明见解析.
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)根据奇函数的性质 SKIPIF 1 < 0 可求得 SKIPIF 1 < 0 的值,用单调性的定义即可证明函数的单调性.
(2)将已知方程因式分解得, SKIPIF 1 < 0 ,作出 SKIPIF 1 < 0 的图像,数形结合即可得到 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【小问1详解】
因为函数 SKIPIF 1 < 0 为奇函数,且定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以函数 SKIPIF 1 < 0 为奇函数.
则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
证明如下:
SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
【小问2详解】
因为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 有4个解,
要使关于x的方程 SKIPIF 1 < 0 有8个不同的解,则 SKIPIF 1 < 0 有4个不同的解,如图所示,
根据第一问函数单调性可知,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,综上, SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
22. 已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为定义在 SKIPIF 1 < 0 上的奇函数和偶函数,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的解析式;
(2)若函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的值域为 SKIPIF 1 < 0 ,求正实数a的值;
(3)证明:对任意实数k,曲线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 总存在公共点.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
(3)证明见详解
【解析】
【分析】(1)利用解方程组法即可求得解析式.
(2)构造函数通过换元法利用二次函数的最值即可求得 SKIPIF 1 < 0 的值.
(3)分类讨论利用零点存在性定理即可证明.
【小问1详解】
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为定义在 SKIPIF 1 < 0 上的奇函数和偶函数
所以 SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 ①,
所以 SKIPIF 1 < 0 ②,
有①②可知, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
令 SKIPIF 1 < 0 ,由(1)知, SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的值域为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,得 SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
【小问3详解】
由(1)知,所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 总存在公共点,
即 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 有实数根,令 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,易知 SKIPIF 1 < 0 为函数 SKIPIF 1 < 0 的零点,
当 SKIPIF 1 < 0 时,易知函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减,
又因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由零点存在性定理可知:
SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 成立.
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
由零点存在性定理可知: SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 成立.
故对任意实数 SKIPIF 1 < 0 函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 有零点.
即对任意实数 SKIPIF 1 < 0 曲线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 总存在公共点.
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