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2019-2020学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期末数学试卷
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这是一份2019-2020学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期末数学试卷,共18页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2019-2020学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期末数学试卷
一、单项选择题(本大题共8个小题,每小题4分,共32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.选对得4分,不选得0分)
1.(4分)已知集合A={﹣1,1},B={0,t},且A∪B={﹣1,1,0,2},则实数t等于( )
A.2 B.﹣1 C.0 D.1
2.(4分)命题p:∀x>0,x2+1≤1,则¬p是( )
A.∃x≤0,x2+1>1 B.∃x≤0,x2+1≥1
C.∃x>0,x2+1>1 D.∃x>0,x2+1≤1
3.(4分)已知角α的终边在第四象限,并且与单位圆交于点P(a,﹣2a),则sinα等于( )
A. B. C. D.
4.(4分)已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A.c<a<b B.c<b<a C.b<c<a D.b<a<c
5.(4分)设sinα=,α∈(,π),则tanα的值为( )
A. B.﹣ C. D.﹣
6.(4分)函数的零点所在的一个区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
7.(4分)长度为2πcm的弧所对的圆心角为rad,则这条弧所在的扇形面积是( )
A.πcm2 B.2πcm2 C.4πcm2 D.8πcm2
8.(4分)已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,且恒有f(x+3)+f(x)=0,当时,f(x)=﹣x2﹣x,则f(2021)等于( )
A.2 B.﹣2 C.6 D.0
二、多项选择题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得4分,部分选对得2分,有选错或不选得0分)
9.(4分)已知a,b,c∈R,那么下列命题中正确的是( )
A.若ac3>bc3,则a>b
B.若,则a>b
C.若a3>b3且ab>0,则
D.若a2>b2且ab>0,则
10.(4分)下列函数中,以π为周期,并且在区间内单调递减的是( )
A.y=|sinx| B.y=|cosx| C.y=cos|x| D.y=|tanx|
11.(4分)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)是最小正周期为π的奇函数
B.当时,f(x)有最大值﹣2
C.当时,
D.方程[f(x)]2﹣f(x)=6在上有3个实数根
12.(4分)已知函数f(x)的定义域为[0,+∞),当x∈[0,2]时,,当x>2,f(x)=mf(x﹣2)(m为非零常数).则下列说法正确的是( )
A.当m=2时,f(5.5)=2
B.当m>1时,函数f(x)的值域为[0,+∞)
C.当时,y=f(x)的图象与曲线y=log4x的图象有3个交点
D.当0<m<1,n∈N+时,y=f(x)的图象与直线y=2mn﹣1在[0,2n]内的交点个数是2n﹣1
三、填空题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分.在每个小题给出的横线上写出答案.全部写对得4分,有写错或少写或不写0分)
13.(4分)不等式﹣1<log2x<2的解集是 .
14.(4分)函数的最大值是 .
15.(4分)已知函数,则= ;若f[f(a)]=3,则a= .
16.(4分)函数与y=1+sinπx的图象在[﹣4,2]上的交点的横坐标之和等于 .
四、解答题(本大题共6个小题,共56分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(8分)计算下列各式的值:
(1);
(2)lg25+lg4﹣log25×log32×log59.
18.(8分)已知函数.
(1)求的值;
(2)若tanα=2,求f(α)的值.
19.(10分)已知函数f(x)具有如下四个性质中的某两个性质:
①∀x,y∈R,f(xy)=f(x)f(y);
②∀x,y∈R,f(xy)=f(x)+f(y);
③∀x,y∈R,f(x+y)=f(x)f(y);
④∀x1,x2∈R(x1≠x2),;
现有四个备选函数;y2=log2x;;.
(1)请从备选函数中找出符合要求的函数f(x),并指出其具有的性质的序号,无需说明理由;
(2)对于(1)中的函数f(x),若函数h(x)=f(2x)﹣af(x+1)﹣1,x∈[0,1]的最大值为﹣1,
求实数a的值.
20.(10分)已知,,并且,.
(1)求cos2α的值;
(2)求sin(α+β)的值.
21.(10分)已知函数.
(1)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间;
(2)当时,求函数f(x)的取值范围;
(3)若m>0,当时,直线的图象与y=f(x)的图象有两个交点,求实数m的取值范围.
22.(10分)已知函数f(x)=x2+ax(a∈R)的单调递增区间为(﹣1,+∞),函数g(x)=lnx.
(1)求实数a的值,并写出函数y=g[f(x)]的单调递增区间(不用写出求解过程);
(2)证明:方程在内有且仅有一个根x0;
(3)在条件(2)下,证明:.
(参考数据:e≈2.71828,,ln2≈0.693.)
2019-2020学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题共8个小题,每小题4分,共32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.选对得4分,不选得0分)
1.(4分)已知集合A={﹣1,1},B={0,t},且A∪B={﹣1,1,0,2},则实数t等于( )
A.2 B.﹣1 C.0 D.1
【分析】由已知结合并集运算得答案.
【解答】解:∵A={﹣1,1},B={0,t},
∴A∪B={﹣1,1}∪{0,t}={﹣1,1,0,t},
又A∪B={﹣1,1,0,2},∴t=2.
故选:A.
2.(4分)命题p:∀x>0,x2+1≤1,则¬p是( )
A.∃x≤0,x2+1>1 B.∃x≤0,x2+1≥1
C.∃x>0,x2+1>1 D.∃x>0,x2+1≤1
【分析】根据全称命题的否定是特称命题进行判断即可.
【解答】解:命题是全称命题,则否定是特称命题,
即∃x≤0,x2+1>1,
故选:A.
3.(4分)已知角α的终边在第四象限,并且与单位圆交于点P(a,﹣2a),则sinα等于( )
A. B. C. D.
【分析】由题意利用任意角的三角函数的定义,计算求得结果.
【解答】解:角α的终边在第四象限,并且与单位圆交于点P(a,﹣2a),
∴a>0,∵a2+(﹣2a)2=1,求得a=,
则sinα==﹣,
故选:D.
4.(4分)已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A.c<a<b B.c<b<a C.b<c<a D.b<a<c
【分析】可得出,,然后即可得出a,b,c的大小关系.
【解答】解:∵,,
∴c<b<a.
故选:B.
5.(4分)设sinα=,α∈(,π),则tanα的值为( )
A. B.﹣ C. D.﹣
【分析】根据角的范围,求出cosα,再求tanα.
【解答】解:sinα=,
∴cosα=﹣,
tanα==﹣.
故选:B.
6.(4分)函数的零点所在的一个区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
【分析】由函数解析式可得f(x)在(﹣∞,+∞)上的增函数,再由f(1)<0,f(2)>0得结论.
【解答】解:函数为(﹣∞,+∞)上的增函数,
又f(1)=ln+1=﹣2ln2+1<0,f(2)=ln+1=﹣ln2+1>0
∴函数的零点所在的一个区间是(1,2).
故选:B.
7.(4分)长度为2πcm的弧所对的圆心角为rad,则这条弧所在的扇形面积是( )
A.πcm2 B.2πcm2 C.4πcm2 D.8πcm2
【分析】先求出圆半径r==4(cm),由此能求出这条弧所在的扇形面积.
【解答】解:长度为2πcm的弧所对的圆心角为rad,
∴圆半径r==4(cm),
∴这条弧所在的扇形面积为S=lr=2π×4=4π(cm2).
故选:C.
8.(4分)已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,且恒有f(x+3)+f(x)=0,当时,f(x)=﹣x2﹣x,则f(2021)等于( )
A.2 B.﹣2 C.6 D.0
【分析】根据函数奇偶性和对称性求出函数是周期为6的周期函数,利用函数的周期性进行转化求解即可.
【解答】解:f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+3)+f(x)=0,
∴f(x+3)=﹣f(x),即f(x+6)=﹣f(x+3)=f(x),
即f(x)是周期为6的周期函数,
则f(2021)=f(337×6﹣1)=f(﹣1)=﹣f(1)=﹣(﹣1﹣1)=2,
故选:A.
二、多项选择题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对得4分,部分选对得2分,有选错或不选得0分)
9.(4分)已知a,b,c∈R,那么下列命题中正确的是( )
A.若ac3>bc3,则a>b
B.若,则a>b
C.若a3>b3且ab>0,则
D.若a2>b2且ab>0,则
【分析】根据已知条件,结合不等式的性质,以及特殊值法,即可求解.
【解答】解:对于A,若ac3>bc3,当c<0时,a<b,故A错误,
对于B,若,则c2>0,则a>b,故B正确,
对于C,函数y=x3 在R上单调递增,
∵a3>b3,
∴a>b,
又∵ab>0,
∴a>b两边同时除以ab可得,,故C正确,
当a=﹣2,b=﹣1时,a2>b2且ab>0,此时,故D错误.
故选:BC.
10.(4分)下列函数中,以π为周期,并且在区间内单调递减的是( )
A.y=|sinx| B.y=|cosx| C.y=cos|x| D.y=|tanx|
【分析】由题意利用三角函数的周期性、单调性,得出结论.
【解答】解:由于y=|sinx|以π为周期,并且在区间内单调递减,故A满足条件;
由于y=|cosx|以π为周期,并且在区间内单调递增,故B不满足条件;
由于y=cos|x|以2π为周期,并且在区间内单调递减,故排除C;
由于y=|tanx|以π为周期,并且在区间内单调递减,故D满足条件,
故选:AD.
11.(4分)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)是最小正周期为π的奇函数
B.当时,f(x)有最大值﹣2
C.当时,
D.方程[f(x)]2﹣f(x)=6在上有3个实数根
【分析】A选项,利用tanx的性质得到,f(x+π)=f(x)和f(﹣x)=﹣f(x),从而得到A正确;
对于BCD,设t=tanx,得到f(x)=g(t)=t+,利用均值不等式和对勾函数性质,得到BD正确,C不正确.
【解答】解:对于A,f(x+π)=tan(x+π)+=tanx+=f(x),
f(﹣x)=tan(﹣x)+=﹣tanx﹣=﹣f(x),故A正确;
对于B,当时,设t=tanx,则t∈(﹣∞,0),
则f(x)=g(t)=t+=﹣≤﹣2=﹣2,
当且仅当t=﹣1时取等号,故B正确;
对于C,当时,设t=tanx,则t∈,
f(x)=g(t)=t+≥2,当且仅当t=1时取等号,故C错误;
对于D,当x∈时,设t=tanx,则t∈(﹣∞,0)∪(0,+∞),
f(x)=g(t)=t+∈(﹣∞,﹣2]∪[2,+∞),
由[f(x)]2﹣f(x)=6,可得f(x)=g(t)=﹣2或3,
当g(t)=﹣2时,有1根,
当g(t)=3时,有2根,
所以原方程共3根,故D正确,
故选:ABD.
12.(4分)已知函数f(x)的定义域为[0,+∞),当x∈[0,2]时,,当x>2,f(x)=mf(x﹣2)(m为非零常数).则下列说法正确的是( )
A.当m=2时,f(5.5)=2
B.当m>1时,函数f(x)的值域为[0,+∞)
C.当时,y=f(x)的图象与曲线y=log4x的图象有3个交点
D.当0<m<1,n∈N+时,y=f(x)的图象与直线y=2mn﹣1在[0,2n]内的交点个数是2n﹣1
【分析】对于选项A,对条件进行转化f(x+2)=2f(x)更方便求解,直接代入递推就可以求解,选项BCD需要画出图像,借助于数形结合判断即可.
【解答】解:已知f(x)=mf(x﹣2)(m为非零常数)可转化f(x+2)=2f(x),则f(5.5)=f(3.5+2)=2f(3.5)=2f(1.5+2)=4f(1.5)=4×1=4.
故A项错误;
当m>1时,f(x+2)=mf(x),由已知当x∈[0,2]时,f(x)的值域为[0,2],当x∈(2,4]时,f(x)的值域为[0,2m],当x∈(4,6]时,f(x)的值域为[0,2m2],随着x的依次取值,值域将变为[0,+∞),
故B项正确;
当时,y=f(x)的图象与曲线y=log4x的图象如图所示,
故C项正确;
由于0<m<1,不妨取m=,则y=f(x)的图象与曲线y=2mn﹣1在[0,2n]内的交点个数问题可以由图像交点个数来判断,由于n∈N+,则曲线y=2()n﹣1 的图像为孤立的点,画出图像判断,
故D项错误.
故选:BC.
三、填空题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分.在每个小题给出的横线上写出答案.全部写对得4分,有写错或少写或不写0分)
13.(4分)不等式﹣1<log2x<2的解集是 (,4) .
【分析】由题意利用对数函数的性质,解对数不等式,求出它的解集.
【解答】解:由不等式﹣1<log2x<2,可得2﹣1<x<22,即<x<4,
故答案为:(,4).
14.(4分)函数的最大值是 4 .
【分析】由数,可得f(x)=4sin(x﹣),然后利用整体法,求出f(x)的最大值.
【解答】解:因为=4sin(x﹣),
所以x﹣,即x=2k(k∈Z)时,函数f(x)的最大值为4.
故答案为:4.
15.(4分)已知函数,则= ﹣1 ;若f[f(a)]=3,则a= .
【分析】根据题意,由函数的解析式求出的值,可得第一空答案,对于第二空:按a的值分情况讨论,求出符合f[f(a)]=3的值,即可得答案.
【解答】解:根据题意,函数,
则=﹣2sin=﹣1,
若f[f(a)]=3,
当a∈(﹣∞,0)时,f(a)=a2>0,此时f[f(a)]=﹣2sina2=3,无解,
当a=0时,不成立,
当a∈(0,)时,f(a)=﹣2sina<0,此时f[f(a)]=(﹣2sina)2=3,
解可得:a=;
故答案为:﹣1,.
16.(4分)函数与y=1+sinπx的图象在[﹣4,2]上的交点的横坐标之和等于 ﹣4 .
【分析】直接利用函数的性质,奇偶性的应用和换元法的应用求出结果.
【解答】解:要求函数与y=1+sinπx的图象在[﹣4,2]上的交点的横坐标之和,也就是求当x在[﹣4,2]时,
使得成立时,所有的x的值的和;
由于,整理得:,
令t=x+1(t∈[﹣3,3]),
由于y=和y=sinπt都是关于原点对称的奇函数,
使得成立的所有t值之和为0,
由于于y=和y=sinπt在t∈[﹣3,3]上有4个交点,
分别为t1,t2,t3,t4,
所以(t1+1)+(t2+1)+(t3+1)+(t4+1)=0,
故t1+t2+t3+t4=﹣4.
故答案为:﹣4.
四、解答题(本大题共6个小题,共56分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(8分)计算下列各式的值:
(1);
(2)lg25+lg4﹣log25×log32×log59.
【分析】根据题意,由指数和对数的运算性质,计算可得答案.
【解答】解:(1)原式=(﹣4)+×3+5=;
(2)原式=lg(25×4)+××=2+2=4.
18.(8分)已知函数.
(1)求的值;
(2)若tanα=2,求f(α)的值.
【分析】利用诱导公式化简f(x).
(1)直接取x=即可求值;
(2)利用万能公式化sin2α为含有tanα的表达式,则答案可求.
【解答】解:
==.
(1)=;
(2)∵tanα=2,∴f(α)===.
19.(10分)已知函数f(x)具有如下四个性质中的某两个性质:
①∀x,y∈R,f(xy)=f(x)f(y);
②∀x,y∈R,f(xy)=f(x)+f(y);
③∀x,y∈R,f(x+y)=f(x)f(y);
④∀x1,x2∈R(x1≠x2),;
现有四个备选函数;y2=log2x;;.
(1)请从备选函数中找出符合要求的函数f(x),并指出其具有的性质的序号,无需说明理由;
(2)对于(1)中的函数f(x),若函数h(x)=f(2x)﹣af(x+1)﹣1,x∈[0,1]的最大值为﹣1,
求实数a的值.
【分析】(1)利用给出函数的基本性质,一一进行验证,即可得出结论;
(2)先把h(x)进行换元,得到h(t)=t2﹣2at﹣1,然后利用二次函数的性质即可求出a的值.
【解答】解:(1)y=2x具有性质③和性质④;y=log2x具有性质②和性质④.
(2)h(x)=f(2x)﹣af(x+1)﹣1=22x﹣2a2x﹣1,x∈[0,1],
令t=2x,则t∈[1,2],
h(t)=t2﹣2at﹣1,
因为h(t)开口朝上,
所以h(t)的最大值在t=1或t=2处取得,
h(1)=1﹣2a﹣1=﹣2a,h(2)=4﹣4a﹣1=3﹣4a
当h(1)取最大值时,即﹣2a=﹣1,解得,但此时h(2)=1,不符合题意,舍去,
当h(2)取最大值时,即3﹣4a=﹣1,解得a=1,此时h(2)=﹣2,符合题意,
所以实数a的值为1.
20.(10分)已知,,并且,.
(1)求cos2α的值;
(2)求sin(α+β)的值.
【分析】(1)由同角三角函数的基本关系求得sin(α﹣),利用诱导公式及二倍角的正弦公式求解即可;
(2)由诱导公式可求得cos(β+),再由同角三角函数的基本关系求得sin(β+),由sin(α+β)=sin[(α﹣)+(β+)],利用两角和的正弦公式计算即可得解.
【解答】解:(1)因为,所以α﹣∈(0,),
因为,所以sin(α﹣)==,
所以cos2α=﹣sin(2α﹣)=﹣2sin(α﹣)cos(α﹣)=﹣2××=﹣.
(2)=sin(β++)=cos(β+)=.
因为,所以β+∈(,),
所以sin(β+)==,
所以sin(α+β)=sin[(α﹣)+(β+)]
=sin(α﹣)cos(β+)+cos(α﹣)sin(β+)
=×+×
=.
21.(10分)已知函数.
(1)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间;
(2)当时,求函数f(x)的取值范围;
(3)若m>0,当时,直线的图象与y=f(x)的图象有两个交点,求实数m的取值范围.
【分析】(1)根据二倍角公式、辅助角公式,化简可得f(x)=sin(2x+)+1,再结合正弦函数的图象与性质,得解;
(2)易得2x+∈[﹣,],再由正弦函数的图象与性质,得解;
(3)令t=2x+∈[0,2m+),原问题可转化为sint=有两个实数根,从而推出<2m+≤,解之即可.
【解答】解:(1)
=cos2x+1﹣(cos2x﹣sin2x)=sin(2x+)+1,
∴最小正周期T==π,
令2x+∈[2kπ﹣,2kπ+],k∈Z,则x∈[kπ﹣,kπ+],k∈Z,
故单调递增区间为[kπ﹣,kπ+],k∈Z.
(2)∵,
∴2x+∈[﹣,],
∴sin(2x+)∈[﹣1,],
∴f(x)∈[0,+1].
(3)要使直线的图象与y=f(x)的图象有两个交点,
则sin(2x+)+1=有两个实数根,即sin(2x+)=有两个实数根,
令t=2x+,原问题转化为sint=有两个实数根,
∵,∴2x+∈[0,2m+),∴t∈[0,2m+),
∴<2m+≤,
解得<m≤π,
故实数m的取值范围为(,π].
22.(10分)已知函数f(x)=x2+ax(a∈R)的单调递增区间为(﹣1,+∞),函数g(x)=lnx.
(1)求实数a的值,并写出函数y=g[f(x)]的单调递增区间(不用写出求解过程);
(2)证明:方程在内有且仅有一个根x0;
(3)在条件(2)下,证明:.
(参考数据:e≈2.71828,,ln2≈0.693.)
【分析】(1)求导得f′(x),令f′(a)>0,得x>﹣,又f(x)的单调递增区间为(﹣1,+∞),得﹣=﹣1,解得a,进而写出y=g[f(x)]解析式,求导,分析f′(x)的正负,即可得出答案.
(2)ex•f(x)=变形为ex•(x3+2x2)﹣1=0,令h(x)=ex•(x3+2x2)﹣1,则问题转化为证明h(x)在(0,)上有且仅有一个零点,即可.
(3)由g(x0)=lnx0,得ex02=﹣2x0e+,只需证lnx0<﹣2x0e﹣1,即可得出答案.
【解答】解:(1)f′(x)=2x+a,
令f′(a)>0,得x>﹣,
因为f(x)的单调递增区间为(﹣1,+∞),
所以﹣=﹣1,解得a=2,
所以y=g[f(x)]=ln(x2+2x),
求导得y′=•(2x+2)=,
令y′>0,>0,解得x>0或x<﹣2,
令y′<0,<0,解得﹣2<x<﹣1,
所以单调递增区间为(﹣∞,﹣2),(1,+∞),递减区间为(﹣2,﹣1).
(2)ex•f(x)=,
所以ex•(x2+2x)=,
所以ex•(x3+2x2)﹣1=0,
令h(x)=ex•(x3+2x2)﹣1,
h′(x)=ex(x3+2x2+3x2+4x)=ex(x3+5x2+4x)=ex•x(x+1)(x+4),
令h′(x)>0,解得﹣4<x<1或x>0,
令h′(x)<0,解得x<﹣4或﹣1<x<0,
所以x<﹣4时,h(x)单调递减,
﹣4<x<﹣1时,h(x)单调递增,
﹣1<x<0时,h(x)递减,
x>0时,h(x)递增,
h(﹣4)=e﹣4(﹣64+32)﹣1=﹣32e﹣4﹣1<0,
h(0)=﹣1<0,
h(﹣1)=e﹣1=e﹣1(﹣1+2)﹣1=﹣1<0,
又h()=e[()3+2×()3]=e(+)﹣1,
=﹣1>0,
所以x<﹣4时,x趋于﹣∞,h(x)趋于﹣1且h(﹣4)<0,
所以h(x)只有一个零点x0,
所以ex•f(x)=在(0,)内有且仅有一个根.
(3)证明:g(x0)=lnx0,
ef(x0)=,
所以e(x02+2x0)=,
所以ex02=﹣2x0e+,
只需证lnx0<﹣2x0e﹣1,
令y=lnx﹣+2xex,x∈(0,),
y′=++ex(2x+2)=(x+1)[+2ex],
所以函数在(0,)上单调递增,
所以y<ln﹣2+2×e=﹣ln2﹣2+e≈0.693﹣2+1.649<﹣1,
所以lnx0<﹣2x0e﹣1.
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