2023-2024学年浙江省绍兴市第一中学高一上学期期中数学试题(含解析)
展开1.命题“∀x≥2,x2≥4”的否定为
( )
A. “∀x≤2,x2≥4”B. “∀x≥2,x2<4”
C. “∃x<2,x2<4”D. “∃x≥2,x2<4”
2.已知全集U=R,N={x|-3
A. {x|-3
3.已知函数f(x)=(m2-2m-2)⋅xm-2是幂函数,且在(0,+∞)上递增,则实数m=( )
A. -1B. -1或3C. 3D. 2
4.下列各组函数中,表示同一函数的是( )
A. f(x)=|x|x,g(x)=1,x>0-1,x<0B. f(x)=2x,g(x)= 4x2
C. f(x)= -2x3,g(x)=x -2xD. f(x)=lgx2,g(x)=2lgx
5.当a>1时,在同一平面直角坐标系中,函数y=ax与y=lg1ax的图象可能为
( )
A. B.
C. D.
6.针对“台独”分裂势力和外部势力勾结的情况,为捍卫国家主权和领土完整,维护中华民族整体利益和两岸同胞切身利益,解放军组织多种战机巡航台湾.已知海面上的大气压强是760mmHg,大气压强P(单位:mmHg)和高度h(单位:m)之间的关系为P=760e-hk(e为自然对数的底数,k是常数),根据实验知500m高空处的大气压强是700mmHg,则当歼20战机巡航高度为1000m,歼16D战机的巡航高度为1500m时,歼20战机所受的大气压强是歼16D战机所受的大气压强的倍.( )
A. 0.67B. 0.92C. 1.09D. 1.5
7.设a=lg63,b=lg5,c=20.1,则
( )
A. a8.设函数f1(x)=x3,f2(x)=2(x-x2),f3(x)=|2x2-x|,ai=i99,i=0,1,2,⋯,99,记Ik=fk(a1)-fk(a0)+fk(a2)-fk(a1)+⋯+fk(a99)-fk(a98),k=1,2,3,则
( )
A. I1
9.奇函数y=f(x)在x∈[-4,0]的图象如图所示,则下列结论正确的有
( )
A. 当x∈[0,4]时,f(x)∈[-2,2]B. 函数f(x)在[2,4]上单调递减
C. f(12)>f(32)D. 方程f(x)=0有6个根
10.已知a>0,b>0,且a+b=ab则
( )
A. a-1b-1=1B. ab的最大值为4
C. a+4b的最小值为9D. 1a2+2b2的最小值为23
11.设m>1,lgma=mb=c,若a,b,c互不相等,则
( )
A. a>1B. c≠e
C. b
( )
A. f2023=2B. x=1为y=fx的对称轴
C. f0=0D. i=12023xi+yi=4046
三、填空题(本大题共4小题,共20分)
13.已知a<-2,b>4,则a2+b的取值范围是__________.
14.已知函数f(x)=x3+2,x<1x2-ax,x≥1,若f(f(0))=-2,则实数a=__________.
15.已知函数f(x)=lg2x的反函数为g(x),且有g(a)g=16,若a≥0,b≥0,则42a+b+1a+2b的最小值为__________.( )
16.已知实数x,y满足ex+x-2023=e2023y+2023-ln(y+2023),则ex+y+2024的最小值是__________.
四、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.(本小题10分)
(1)计算51160.5-2×21027-23-2× 2+π0÷34-2;
(2)计算3lg32-2lg23⋅lg278+13lg68+2lg6 3.
18.(本小题12分)
在①A∪B=B:②“x∈A”是“x∈B”的充分条件:③A∩(∁RB)=⌀这三个条件中任选一个,补充到本题第(2)问的横线处,求解下列问题.
问题:已知集合A={xx-a+1x-a-1≤0},B=xx-12≤32}
(1)当a=2时,求A∪B;
(2)若________,求实数a的取值范围.【注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.】
19.(本小题12分)
已知函数f(x)=a⋅3x+13x为偶函数.
(1)求a的值,并证明f(x)在(0,+∞)上单调递增;
(2)求满足f(lgx)
近来,国内多个城市纷纷加码布局“夜经济”,以满足不同层次的多元消费,并拉动就业、带动创业,进而提升区域经济发展活力.某夜市的一位工艺品售卖者,通过对每天销售情况的调查发现:该工艺品在过去的一个月内(以30天计),每件的销售价格P(x)(单位:元)与时间x(单位:天)的函数关系近似满足P(x)=10+kx(k为常数,且k>0),日销售量Q(x)(单位:件)与时间x(单位:天)的部分数据如下表所示:
已知第10天的日销售收入为505元.
(1)求k的值;
(2)给出以下四个函数模型:①Q(x)=ax+b;②Q(x)=ax-m+b;③Q(x)=a-bx;④Q(x)=a⋅lgbx.请你根据上表中的数据,从中选择你认为最合适的一种函数模型来描述日销售量Q(x)与时间x的变化关系,并求出该函数的解析式及定义域;
(3)设该工艺品的日销售收入为f(x)(单位:元),求f(x)的最小值.
21.(本小题12分)
已知函数f(x)=(lg2x8)⋅[lg2(2x)],函数g(x)=4x-2x+1-3.
(1)当x∈[12,2]时,求函数g(x)的值域;
(2)若不等式f(x)-g(a)≤0对任意实数a∈[12,2]恒成立,试求实数x的取值范围.
22.(本小题12分)
设函数f(x)=x2-ax+b(a,b∈R).
(1)若f(x)在区间[0,1]上的最大值为b,求a的取值范围;
(2)存在实数a,使得当x∈[0,b]时,2≤f(x)≤6恒成立,求b的最大值及此时a的值.
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查全称命题的否定,属于基础题.
根据给定条件,利用含有一个量词的否定求解作答.
【解答】
解:命题“ ”是全称量词命题,其否定是存在量词命题,
所以命题“ ∀x≥2,x2≥4 ”的否定是: ∃x≥2,x2<4 .
故选:D
2.【答案】C
【解析】【分析】
本题考察集合运算问题以及韦恩图的应用,属于基础题.
图中阴影部分表示的集合是∁UM∩N,进而求解即可.
【解答】
解:图中阴影部分表示的集合是∁UM∩N,由于N={x|-3
则∁UM∩N=x-1⩽x<0.
故选C
3.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了幂函数的概念及其性质,考查函数的单调性,属于基础题.
据幂函数的定义和性质,列出相应的方程,即可求得答案.
【解答】
解:由题意知,m2-2m-2=1,即(m+1)(m-3)=0,解得m=-1或m=3,
∴当m=-1时,m-2=-3,则f(x)=x-3在(0,+∞)上单调递减,不合题意;
当m=3时,m-2=1,则f(x)=x在(0,+∞)上单调递增,符合题意,
∴m=3,
故选:C
4.【答案】A
【解析】【分析】利用同一函数的定义判断即可.
解:对于A. f(x)=xx=1,x>0-1,x<0 与 g(x)=1,x>0-1,x<0 的定义域均为 x|x≠0 ,对应关系相同,则 f(x) 与 g(x) 为同一函数;
对于B. f(x)=2xx∈R 与 g(x)= 4x2=2xx∈R 的对应关系不同,则 f(x) 与 g(x) 不是同一函数;
对于C. f(x)= -2x3=x -2x=-x -2xx≤0 与 g(x)=x -2xx≤0 的对应关系不同,则 f(x) 与 g(x) 不是同一函数;
对于D. f(x)=lgx2 的定义域为 x|x≠0 , g(x)=2lgx 的定义域为 x|x>0 ,定义域不同,则 f(x) 与 g(x) 不是同一函数.
故选:A.
5.【答案】C
【解析】【分析】先利用指数函数的性质排除选项AD,再结合对数函数的单调性排除选项B,再检验选项C中图像性质,由此得解.
解:因为 a>1 ,所以 y=ax 单调递增,且 y=ax>0 恒成立,即 x 轴上方的图像是 y=ax 的图像,且图像单调递增,从而排除选项AD;
而 0<1a<1 ,所以 y=lg1ax 单调递减,从而排除选项B,
而选项C中的图像性质满足要求,故C正确.
故选:C.
6.【答案】C
【解析】【分析】
本题主要考查函数的实际应用,属于基础题.
根据已知条件,结合指数幂的运算性质,即可求解.
【解答】解:由题意,可设当歼20战机巡航高度为1000m,P1=760e-1000k,
歼16D战机的巡航高度为1500m,P2=760e-1500k,
则P1P2=e500k,
又∵500m高空处的大气压强是700mmHg,
∴700=760e-500k,
∴e500k=760700≈1.09.
故选C.
7.【答案】A
【解析】【分析】设 fx=lgxx2 可判断 fx 的单调性,利用单调性可比较 a,b 的值,由指数函数的单调性可判断 c 的范围,即可得正确选项.
解:令 fx=lgxx2=lgxx-lgx2=1-1lg2x ,
因为 y=lg2x 在 0,+∞ 上单调递增,
所以 fx=lgxx2=1-1lg2x 在 0,+∞ 上单调递增,
所以 a=lg63=f6 , b=lg5=f10 ,
所以 a因为 y=2x 在 R 上单调递增,所以 c=20.1>20=1 ,
所以 a故选:A.
8.【答案】B
【解析】【分析】根据题意,结合函数的单调性,对称性及绝对值的定义,分别求出 I1,I2,I3 与1的关系,进而得出答案.
解:函数 f1(x)=x3 在 R 上单调递增, ai=i99 随 i 的增大而增大,
从而 f1(a0)
=f1(a1)-f1(a0)+f1(a2)-f1(a1)+⋯+f1(a99)-f1(a98)
=f1(a99)-f1(a0)=99993-0993=1 .
f2(x)=2(x-x2) 的对称轴为 x=12 ,
f2(x) 在 -∞,12 上单调递增,在 12,+∞ 上单调递减,
当 i=0,1,2,⋯,49 时, ai=i99<12 ,则 f2(a0)
又 a49=4999,a50=5099 , 12-a49=a50-12 ,则 f2(a49)=f2(a50) ,同理 f2(a0)=f2(a99)
I2=f2(a1)-f2(a0)+f2(a2)-f2(a1)+⋯+f2(a99)-f2(a98)
=f2(a1)-f2(a0)+f2(a2)-f2(a1)+⋯+f2(a49)-f2(a48)+0+f2(a50)-f2(a51) +f2(a51)-f2(a52)+⋯+f2(a98)-f2(a99)
=f2(a49)-f2(a0)+f2(a50)-f2(a99)=2f2(a49)-2f2(a0)
=44999-49992-4099-0992=94089801<1 .
当 0≤x≤12 时, 2x2-x≤0 ,则 f3(x)=x-2x2 ,图象关于 x=14 对称,
则 f3(x) 在 0,14 上单调递增,在 14,12 上单调递减,
当 x>12 时, 2x2-x>0 , f3(x)=2x2-x ,则 f3(x) 在 12,+∞ 上单调递增,
当 i=0,1,2,⋯,24 时, ai=i99<14 ,则 f3(a0)
又 a24=2499,a25=2599 , 14-a24=a25-14 ,则 f3(a24)=f3(a25) ;
当 i=50,51,⋯,99 时, ai=i99>12 ,则 f3(a50)
=f3(a1)-f3(a0)+f3(a2)-f3(a1)+⋯+f3(a24)-f3(a23)+0+f3(a25)-f3(a26)+⋯+f3(a48)-f3(a49) +f3(a50)-f3(a49)+f3(a51)-f3(a50)+f3(a52)-f3(a51)+⋯+f3(a99)-f3(a98)
=f3(a24)-f3(a0)+f3(a25)-f3(a49) +f3(a99)-f3(a49)
=f3(a24)-f3(a0)+f3(a25)-2f3(a49)+f3(a99)
=2499-224992-099-20992+2599-225992-49×29801+299992-9999=121529801>1 .
所以 I2
9.【答案】AB
【解析】【分析】结合 fx 的图像,根据奇函数的对称性,分析函数 fx 的性质,由此得解.
解:根据图像可知,当 x∈-4,0 时, fx∈-2,2 , fx 在 -4,-2,-12,0 上递减,在 -2,-12 上递增,
所以根据奇函数性质可,当 x∈0,4 时, fx∈-2,2 ,故A正确;
当 x∈[0,4] 时, fx 在 0,12,2,4 上递减,在 12,2 上递增,故B正确;
由于 fx 在 12,2 上递增,所以 f12
所以在 x∈0,4 上, fx=0 也有两个根,又 f0=0 ,
所以方程 f(x)=0 有5个根,故D错误.
故选:AB.
10.【答案】ACD
【解析】【分析】由条件变形后分解因式可判断A;利用基本不等式结合解不等式可判断B;由条件变形可得 1a+1b=1 ,结合1的妙用可判断C;由条件可得 a=bb-1 ,代入 1a2+2b2 结合二次函数的性质可判断D.
解:由 a+b=ab ,得 ab-1-b+1=1 ,即 a-1b-1=1 ,故A正确;
ab=a+b≥2 ab ,(当且仅当 a=b=2 时取等号),解得 ab≥4 ,故B错误;
由 a+b=ab 变形可得 1a+1b=1 ,
所以 a+4b=(a+4b)(1a+1b)=5+4ba+ab≥5+2 4ba⋅ab=9 ,
当且仅当 a=2b 且 a+b=ab ,即 a=3,b=32 时取等号,故C正确;
由 a+b=ab ,得 a=bb-1 , 0所以 1a2+2b2=(b-1)2b2+2b2=3b2-2b+1=31b-132+23 ,
因为 1b>1 ,则 1b=13 ,即 b=3,a=32 时, 1a2+2b2 取最小值 23 ,故D正确.
故选:ACD.
11.【答案】ABD
【解析】【分析】本题关键点是将 a,b,c 看成函数 y=lgmx,y=mx,y=x 与 y=c 图象的交点横坐标,作出函数 y=lgmx,y=mx,y=x 与 y=c 图象,讨论 m 的取值即可比较 a,b,c 的大小.
由 lgma>0 ,可解得 a>1 ,可判断A;当 c=e 时,取 m=e1e>1 ,可得 a=b=c ,不满足a,b,c互不相等,可判断B;将 a,b,c 看成函数 y=lgmx,y=mx,y=x 与 y=c 图象的交点,可判断C,D.
解:由 mb=c>0 ,可得 lgma>0 ,因为 m>1 ,所以 a>1 ,故A正确;
当 c=e 时, lgma=mb=c=e ,若 m=e1e>1 ,则 a=me=e,c=e,b=lgme=e ,
故 a=b=c ,不满足a,b,c互不相等,所以 c≠e ,故B正确,
因为 m>1 , lgma=mb=c ,
可将 a,b,c 看成函数 y=lgmx,y=mx,y=x 与 y=c 图象的交点横坐标,
当 m=1.1 时,图象如下图,
可得: a
可得: b
12.【答案】BCD
【解析】【分析】由 f(2-x)=f(x) ,得函数 f(x) 图象关于直线 x=1 对称,由 f(3x+2) 是奇函数,得 f(x) 的图象关于点 (2,0) 对称,从而得 f(x) 是周期函数,4是它的一个周期,由 g(x)=-g(4-x) ,得 g(x) 图象关于点 (2,0) 对称,从而知 f(x) 与 g(x) 的图象的交点关于点 (2,0) 对称,点 (2,0) 是它们的一个公共点,由此可判断各选项.
解: f(2-x)=f(x) ,则函数 f(x) 图象关于直线 x=1 对称,B正确;
f(3x+2) 是奇函数,即 f(-3x+2)=-f(3x+2) , f(-t+2)=-f(t+2) ,则 f(x) 的图象关于点 (2,0) 对称, f(2)=0 , f(0)=f(2)=0 ,C正确;
所以 f(x+2)=-f(2-x)=-f[1-(1-x)]=-f(x) ,从而 f(x+4)=-f(x+2)=f(x) ,所以 f(x) 是周期函数,4是它的一个周期, f(2023)=f(3)=-f(1)=-2 ,A错;
又 g(x)=-g(4-x) , g(x) 图象关于点 (2,0) 对称,因此 f(x) 与 g(x) 的图象的交点关于点 (2,0) 对称,点 (2,0) 是它们的一个公共点,
i=12023(xi+yi)=i=12023xi+i=12023yi=2×2023=4046 ,D正确.
故选:BCD.
13.【答案】(8,+∞)
【解析】【分析】根据不等式的性质即可求解.
解:∵ a<-2 ,∴ a2>4 ,又 b>4 ,
∴ a2+b>8 ,即 a2+b 的取值范围是 (8,+∞) .
故答案为: (8,+∞) .
14.【答案】3
【解析】【分析】先由分段函数求得 f(0) ,进而得解关于 a 的方程,从而得解.
解:因为 f(x)=x3+2,x<1x2-ax,x≥1 ,则 f(0)=03+2=2 ,
所以由 f(f(0))=-2 ,得 f2=-2 ,
所以 4-2a=-2 ,解得 a=3 .
故答案为: 3 .
15.【答案】34
【解析】【分析】由题意可求得 a+b=4 ,从而变形得 42a+b+1a+2b=4a+4+1b+4=112a+4+b+44a+4+1b+4 ,然后利用基本不等式求解即可.
解:函数 f(x)=lg2x 的反函数为 g(x)=2x ,
∵ g(a)g=16 ,∴ 2a×2b=16 ,即 2a+b=16 ,则 a+b=4 ,( )
又 a≥0 , b≥0 ,则 a+4>0,b+4>0 ,
∴ 42a+b+1a+2b=4a+4+1b+4=112a+4+b+44a+4+1b+4
=1125+4b+4a+4+a+4b+4≥1125+2 4b+4a+4⋅a+4b+4=34 ,
当且仅当 a=4,b=0 时取等号,
故 42a+b+1a+2b 的最小值为 34 .
故答案为: 34 .
16.【答案】2 e2023+1
【解析】【分析】本题把 ex+x-2023=e2023y+2023-ln(y+2023) 变形为 ex+lnex=e2023y+2023+lne2023y+2023 ,通过构造函数 fx=x+lnx ,利用函数单调性得到 ex=e2023y+2023 ,是解题关键.
已知等式变形为 ex+lnex=e2023y+2023+lne2023y+2023 ,由函数 fx=x+lnx 在 0,+∞ 上单调递增,得 ex=e2023y+2023 ,代入 ex+y+2024 中利用基本不等式求最小值.
解: ex+x-2023=e2023y+2023-ln(y+2023) ,有 ex+x=e2023y+2023+2023-ln(y+2023) ,
得 ex+lnex=e2023y+2023+lne2023-ln(y+2023)=e2023y+2023+lne2023y+2023 ,
函数 fx=x+lnx 在 0,+∞ 上单调递增, fex=fe2023y+2023 ,所以 ex=e2023y+2023 ,
则 ex+y+2024=e2023y+2023+y+2023+1≥2 e2023y+2023⋅y+2023+1=2 e2023+1 ,
当且仅当 e2023y+2023=y+2023 ,即 y= e2023-2023 时等号成立,
所以 ex+y+2024 的最小值是 2 e2023+1 .
17.【答案】解:(1) 51160.5-2×21027-23-2× 2+π0÷34-2
=811612-2×6427-23-2×1×342 =94212-2×433-23-2×916
=94-2×43-2-98 =94-98-98 =0 .
(2) 3lg32-2lg23⋅lg278+13lg68+2lg6 3
=2-2lg23×lg32+13lg623+2lg6312
=2-2+lg62+lg63 =1.
【解析】【分析】(1)利用指数幂与根式的运算法则求解即可;
(2)利用对数的运算法则即可得解.
18.【答案】解:(1)当a =2时, A=xx-1x-3≤0=x1≤x≤3 , B={x-1≤x≤2} ,
∴ A∪B={x-1≤x≤3} ;
(2)由题可得 A={xa-1≤x≤a+1} , B={x-1≤x≤2} ,
选择①,A∪B= B,则 A⊆B ,
∴ a-1≥-1a+1≤2 ,解得 0≤a≤1 ,
∴实数a的取值范围是 0,1 ;
选择②,由“ x∈A ”是“ x∈B ”的充分条件,可得 A⊆B ,
∴ a-1≥-1a+1≤2 ,解得 0≤a≤1
∴实数a的取值范围是 0,1 ;
选择③,
∵ B={x-1≤x≤2} ,∴ ∁RB={xx<-1 或 x>2} ,
∵ A∩(∁RB)=⌀ ,
∴ a-1≥-1a+1≤2 ,解得 0≤a≤1
∴实数a的取值范围是 0,1 .
【解析】【分析】(1)根据一元二次不等式以及绝对值不等式化简集合 A,B ,然后根据并集的定义求解;
(2)将问题转化成 A⊆B ,然后利用集合的包含关系求解.
19.【答案】解:(1)∵函数f(x)=a⋅3x+13x为偶函数,
∴f(-x)=f(x),即a⋅3-x+3x=a⋅3x+3-x,
∴(a-1)3x-3-x=0对任意x∈R恒成立,
解得a=1,
∴f(x)=3x+13x.
任取0
由于0
∴f(x1)-f(x2)<0,即fx1
(2)由偶函数的对称性可得f(x)在(-∞,0)上单调递减,
∴f(lg x)
∴-1
【解析】本题考查利用函数奇偶性解决参数问题,判断函数的单调性,属于中档题.
(1)由偶函数的定义解方程可得a=1,再由单调性的定义,结合指数函数的单调性可得结论;
(2)由偶函数的性质以及单调性,得出|lg x|<1,即可得到x的取值范围.
20.【答案】解:(1)因为每件的销售价格 P(x)=10+kx ,第10天的日销售收入为505元,
则 10+k10×50=505 ,解得 k=1 .
(2)由表格中的数据知,当时间 x 变长时, Q(x) 先增后减,
而①③④函数模型都描述的是单调函数,不符合该数据模型.
所以选择模型②: Q(x)=ax-m+b ,
由 Q(15)=Q(25) ,可得 15-m=25-m ,解得 m=20 ,
由 Q(15)=5a+b=55Q(20)=b=60 ,解得 a=-1 , b=60 ,
所以 Q(x)=-x-20+60 ,定义域为 {x∈N*|1≤x≤30} .
(3)由(1)知 Qx=-x-20+60=x+40,1≤x≤20,x∈N*-x+80,20
当且仅当 10x=40x 时,即 x=2 时等号成立,
当 20
综上可得,当 x=2 时,函数 fx 取得最小值441.
【解析】【分析】(1)根据题意,代入第10天的日销售收入为505元,即可得解;
(2)先利用函数的单调性,结合题设条件排除①③④,从而利用待定系数法即可得解;
(3)由题意得 f(x)=Px⋅Qx ,从而结合基本不等式与函数的单调性,分段讨论 f(x) 的最小值,由此得解.
21.【答案】解:(1)设 t=2x,x∈[12,2] ,则 t∈[ 2,4] ,
则 g(x)=4x-2x+1-3 即化为 y=t2-2t-3 ,
y=t2-2t-3=(t-1)2-4 在 [ 2,4] 上单调递增,
当 x= 2 时, y=-1-2 2 ,当 x=4 时, y=5 ,
即 y∈[-1-2 2,5]
∴g(x) 的值域是 [-1-2 2,5] .
(2)由不等式 f(x)≤g(a) 对任意实数 a∈[12,2] 恒成立得 f(x)≤g(a)min,a∈[12,2] ,
由(1)可知, g(a)min=-1-2 2 .
∴f(x)≤-1-2 2 , ∴(lg2x8)⋅[lg2(2x)]≤-1-2 2 ,即 (lg2x-3)⋅(lg2x+1)≤-1-2 2 ,
即 (lg2x-1)2-4≤-1-2 2 ,
整理得 1- 2≤lg2x-1≤ 2-1 ,即 2- 2≤lg2x≤ 2 ,
解得 22- 2≤x≤2 2 ,
∴ 实数x的取值范围为 [22- 2,2 2] .
【解析】【分析】(1)利用换元,设 t=2x,x∈[12,2] ,将 g(x)=4x-2x+1-3 化为 y=t2-2t-3 ,结合二次函数的性质即可求得答案;
(2)结合(1)的结论,将不等式 f(x)-g(a)≤0 对任意实数 a∈[12,2] 恒成立转化为 f(x)≤g(a)min,a∈[12,2] ,整理为 (lg2x-1)2-4≤-1-2 2 ,求出 lg2x 的范围,即可求得答案.
22.【答案】解:(1)函数 f(x) 的图象是开口向上的抛物线,
则 f(x) 在区间 [0,1] 上的最大值必是 f(0) 和 f(1) 中较大者,而 f(0)=b ,
于是 f(0)≥f(1) ,即 b≥1-a+b ,所以 a≥1 .
(2)由当 x∈[0,b] 时, 2≤f(x)≤6 恒成立,得 2≤f(0)≤6 ,即 2≤b≤6 ,
①当 a≤0 时,如图,
显然函数 f(x) 在区间 [0,b] 上单调递增, f(x)min=f(0) , f(x)max=f ,( )
故 b≥2b2-ab+b≤6 ,即 b≥2a≥b-6b+1 ,而函数 g=b-6b+1 在 [2,6] 上是增函数,( )
于是 g(b)min=g(2)=0 ,即有 a≥0 ,
因此 a=0 ,此时 b2+b≤6 , b=2 ;
②当 0显然函数 f(x) 在区间 [0,b] 上单调递减, f(x)min=f , f(x)max=f(0) ,( )
于是 b≤a2fb≥2f0=b≤6 ,即 a≥2bb2-ab+b≥2b≤6 ,则 a≥2ba≤b-2b+1b≤6 ,由不等式性质得 2b≤b-2b+1 ,
即 b+2b≤1 ,而当 2≤b≤6 时, b+2b≥3 ,因此 b+2b≤1 不可能成立;
③当 a2于是 f(x)min=f(a2) , f(x)max=f(0) ,则 b≤64b-a24≥2a2必有 2+a24≤a ,即 (a-2)2+4≤0 ,显然此不等式不成立;
④当 b>a 时,如图,
于是 f(x)min=f(a2) , f(x)max=f ,则 b2-ab+b≤64b-a24≥2b>a>02≤b≤6 ,即 a≥b-6b+1b≥2+a240因此 b-6b+1≤2 b-2 ,即 (b2+b-6b)2-4(b-2)≤0 ,整理得 (b-2)(b-3)(b2+3b+6)≤0 ,解得 2≤b≤3 ,
所以 b 的最大值是3,此时 a=2 .
【解析】【分析】二次函数在闭区间上的最值主要有三个影响因素:开口方向、对称轴位置以及区间,常见的题型有:轴定区间定,轴定区间动,轴动区间定及轴动区间动问题,解决的途径都是讨论对称轴和所给区间的位置关系分类讨论求解.一般情况下要分轴在区间左,轴在区间内和轴在区间右三种情况讨论,在求解过程中注意结合二次函数的图象与性质分析.
(1)利用二次函数的性质,确定最大值点列式求解即得.
(2)按 a≤0 , 0a 分类讨论,借助函数对称轴的情况,探讨函数 fx 在 x∈0,b 上的单调性及最值,使 2≤fx≤6 时,得到关于 a , b 的不等式组求解即得.
x
10
15
20
25
30
Q(x)
50
55
60
55
50
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