福建省福州第一中学2025届高三上学期九月阶段性质量检测 数学试卷(含解析)
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一、单选题: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. 已知全集为R,集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由已知集合描述,结合交、并、补运算即可判断各选项的正误
【详解】A中,显然集合A并不是集合B的子集,错误.
B中,同样集合B并不是集合A的子集,错误.
C中,,错误.
D中,由,则,,正确.
故选:D.
2. “”是“”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】根据充分条件、必要条件求解即可.
【详解】因为,而推不出,例如满足,但不成立,
所以“”是“”的充分不必要条件,
故选:A
3. 若函数单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由f'x≥0恒成立,分离常数,利用基本不等式求得的取值范围.
【详解】依题意,即对任意恒成立,
即恒成立,因为(当且仅当时取“=”),
所以.
故选:D
4. 已知不等式恒成立,则的最小值是( )
A. B. 4C. D. 8
【答案】D
【解析】
【分析】根据不等式恒成立,则需要,,即,利用基本不等式即可判断选项.
【详解】根据不等式恒成立,
当,不符合条件
则,,即,
①
②,
①当且仅当,即,等号成立
②当且仅当时等号成立.
两次基本不等式都在成立,故等号能够传递.
故选:D
【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:
(1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;
(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.
5. 已知函数的图象关于点-1,1对称,则下列函数是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由平移规律,再结合条件,即可求解.
【详解】函数的图象关于点-1,1对称,
所以函数的图象向右平移1个单位,
向下平移一个单位后函数的图象关于点对称,
即可得.
故选:D
6. 已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用函数的单调性即可得到,再利用指数函数、对数函数的单调性得到,,则得到三者大小关系.
【详解】令,根据为上的单调减函数,
则在上单调递减,
且,,
所以函数在12,1上存在唯一的零点,故;
又因为,所以,
所以,即,所以,
所以,即,所以;
因为,所以,所以,
即,所以,
综上可得:.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用函数的单调性和零点存在定理得到,最后再结合指数函数、对数函数的性质即可比较大小.
7. 根据经济学理论,企业产量受劳动投入、资本投入和技术水平的影响,若用表示产量,表示劳动投入,表示资本投入,表示技术水平,则它们的关系可以表示为,其中.当不变,与均变为原来的2倍时,下列说法正确的是( )
A. 存在和,使得不变
B. 存在和,使得变为原来的2倍
C. 若,则最多可变为原来的2倍
D. 若,则最多可变为原来的2倍
【答案】D
【解析】
【分析】由,当不变,与均变为原来的2倍时,,然后逐个分析判断即可.
【详解】因为,
所以当不变,与均变为原来的2倍时,,
对于A,若不变,则,所以,因为,所以上式无解,
所以不存在和,使得不变,所以A错误,
对于B,若变为原来的2倍,则,所以,
当,时,,所以,
所以无解,所以不存在和,使得变为原来的2倍,所以B错误,
对于C,若,则,当且仅当,即时取等号,
所以当时,最少可变为原来的2倍,所以C错误,
对于D,由,得,
因为,当且仅当,即时取等号,
所以,得,
所以,当且仅当,即时取等号,
所以,所以若,则最多可变为原来的2倍,所以D正确.
故选:D
8. 已知是定义在上且不恒为零的函数,对于任意实数满足,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】对取特殊值代入已知表达式,结合奇偶性即可求解.
【详解】当时,,
当时,,可得,
则,
当时,,则,
函数fx的定义域为R,
令时,,
所以得,所以函数是奇函数,
令得,
又函数是奇函数,.
故选:A.
【点睛】方法点睛:抽象函数中用赋值法求函数值的问题,赋值时应结合题目中的信息进行.
二、多选题:本题共3小题,每题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求,全部选对得6分,部分选对分别记0分、2分、4分或0分、3分,有选错的得0分.
9. 已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】由题意得,且,结合基本不等式以及相关推理逐一验算即可得解.
【详解】则,且,故D正确;
,A正确;
又由可知,B正确;,故C错误.
故选:ABD.
10. 已知函数有两个极值点,,且,则( )
A. a的范围是B.
C. D. 函数至少有一个零点
【答案】BCD
【解析】
【分析】由题可得有两个不相等的实数根,利用可以判断A正确;再利用韦达定理可以判断B正确;利用导数研究的单调性,可以判断C正确;利用零点存在定理可以判断D正确.
【详解】对于A,由题可得有两个不相等的实数根,
所以,所以,A不正确;
对于B,根据题意,为的两个根,所以,B正确;
对于C,因为,且为的两个根,
所以由得或,
由得,
所以函数在上单调递增,
在上单调递减,在上单调递增,
所以成立,C正确;
对于D,由以上分析可知的极大值为,
当趋于负无穷时,也趋于负无穷,
所以存在充分小且,使得,
由零点存在定理可知,存在,使得,所以函数至少有一个零点,正确;
故选:BCD.
11. 已知的图象上能找到两个不同点关于原点对称,则称为函数的一对“友好点”,则下列正确的有( )
A. 若,则有两对“友好点”
B. 不可能有三对“友好点”
C. 若仅有一对“友好点”,则
D. 当时,对任意的,总是存在,使得
【答案】BD
【解析】
【分析】不妨设,则存在友好点等价于方程有实数根,从而构造函数,利用导数求得其单调区间,画出函数的大致图象,讨论与直线的图象的交点个数情况,再逐个分析判断.
【详解】若和互为“友好点”,不妨设,
则,得,
令(),则,
所以当时,,当时,,
所以在上递增,在上递减,
所以的大致图象如图所示,
由图可知,当时,的图象与直线无交点,所以不存在“友好点”,
当或时,的图象与直线有一个交点,所以只有一对“友好点”,
当时,的图象与直线有两个交点,所以存在两对“友好点”,
不可能有三对“友好点”,
所以AC错误,B正确,
当时,对任意的,,
又,
所以当时,,单调递减;当时,,单调递增;所以,
所以总存在,使,所以D正确,
故选:BD
【点睛】思路点睛:关于新定义题的思路有:
(1)找出新定义有几个要素,找出要素分别代表什么意思;
(2)由已知条件,看所求的是什么问题,进行分析,转换成数学语言;
(3)将已知条件代入新定义的要素中;
(4)结合数学知识进行解答.
三、填空题:本题共3小题,每题5分,共15分.
12. 若f(x)=ln(e3x+1)+ax是偶函数,则a=________.
【答案】
【解析】
【分析】根据函数奇偶性的定义,建立方程关系即可得到结论.
【详解】由偶函数的定义可得f(-x)=f(x),即ln(e-3x+1)-ax=ln(e3x+1)+ax,
即2ax=ln(e﹣3x+1)﹣ln(e3x+1)=lne﹣3x=﹣3x,
∴2ax=-3x,∴a=-
故答案为:-
【点睛】本题主要考查函数奇偶性的应用,根据偶函数的定义得到f(﹣x)=f(x)是解决本题的关键,属于基础题.
13. 已知函数有唯一零点,则________
【答案】
【解析】
【分析】令,得到的解析式,判断出是偶函数,从而得到的图像关于成轴对称,根据函数有唯一零点,得到,从而得到的方程,解出的值.
【详解】
设,则
定义域为,
所以为偶函数,
所以的图像关于成轴对称
要使有唯一零点,
则只能,
即
解得,
故答案为:.
【点睛】本题考查判断函数奇偶性,根据函数的零点求参数的值,属于中档题.
14. 已知函数,当时,记函数的最大值为,则的最小值为______.
【答案】##
【解析】
【分析】先判断为偶函数,转化为求在0,2上的最大值,可判断在0,2上的最大值为f1或,得,根据绝对值不等式的性质,即可求出结果.
【详解】根据题意,,是偶函数,
当x∈0,2时,,
由二次函数性质,在0,2上的最大值为f1或,
由偶函数对称性,在上的最大值为f1或,
,则,
即.
,即的最小值为.
故答案为:.
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应该写出文字说明、证明过程或验算步骤.
15. 如图1所示,现有一块边长为1.5m的等边三角形铁板,如果从铁板的三个角各截去一个全等的四边形,再沿虚线折起,做成一个无盖的正三棱柱形的容器如图2.则容器的容积是容器底面边长的函数.
(1)写出函数的解析式并注明定义域;
(2)求这个容器容积的最大值.
【答案】(1);定义域为.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意求出三棱柱的高,再根据柱体的体积公式即可求解;
(2)利用导数法求函数的最值即可求解.
【小问1详解】
如图所示:
由题意可知,
所以,可得,
所以,
即三棱柱的高为,
所以,
所以,定义域为.
【小问2详解】
由(1)知,,定义域为.
因为,
所以,
令则,解得或(舍),
又因为,
所以当x∈0,1时,
当时,,
所以在0,1上单调递增,在上单调递减;
当时,取得极大值,也为函数的最大值,
所以.
故这个容器容积的最大值为.
16. 已知直线与函数的图象相切.
(1)求的值;
(2)求函数的极大值.
【答案】(1);
(2)0.
【解析】
【分析】(1)设出切点,利用导数的几何意义求解即得.
(2)利用导数判断函数的单调性,然后求出极值即可.
【小问1详解】
函数的定义域为,求导得,
设切点为,则切线的斜率为,
切线方程为,
又切线过点,于是,而,解得,所以.
【小问2详解】
由(1)知,,设,求导得,
令,得,当时,,当时,,
因此函数在上单调递增,在上单调递减,
于是,又,
则存在,当时,,当时,,
从而在上单调递减,在上单调递增,
所以存在唯一极大值.
17. 已知函数
(1)若恒成立,求a的值;
(2)若有两个不同的零点,且,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先求导,然后讨论参数的范围,最后求出单调区间.
(2)在第一问基础上,求出,然后讨论的范围,最后求出范围.
【小问1详解】
,
①当时,,不符合题意.
②当时,令,解得,
当时,,在区间上单调递减,
当时,,在区间上单调递增,
所以当时,取得最小值;
若恒成立,则,
设,则,
当时,在区间上单调递增,
当时,在区间上单调递减,
所以,即的解为.
所以.
【小问2详解】
当时,,在区间上单调递增,
所以至多有一个零点,不符合题意;
当时,因为,不妨设,
若,则,不符合题意;
若,则,
由(2)可知,只需,即,解得,
即a的取值范围为.
【点睛】方法点睛:利用导数证明不等式的恒成立问题的求解策略,
形如的恒成立的求解策略:
1.构造函数法:令,利用导数求得函数的单调性与最小值,只需恒成立即可;
2.参数分离法:转化为或恒成立,即或恒成立,只需利用导数求得函数的单调性与最值即可;
3.数形结合法:结合函数图象在的图象的上方(或下方),进而得到不等式恒成立.
18. 已知函数.
(1)证明曲线在处的切线过原点;
(2)讨论的单调性;
(3)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)答案见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)利用导函数的几何意义求解即可;
(2)首先求函数的导数,根据判别式,讨论a的取值,求函数的单调区间;
(3)把问题转化为,利用一次函数单调性得,只需证,利用导数研究单调性即可.
【小问1详解】
由题设得,所以,
又因为,所以切点为,斜率,
所以切线方程为,即恒过原点.
【小问2详解】
由(1)得,
①时,,
当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减;
令,则
②且时,即时,,在上单调递增,
时,,
,则,或,得
所以在上单调递增,在上单调递增;
,则,则,
所以在上单调递减,
③时,,
则,则,所以在上单调递减;
,则,所以在上单调递增,
综上:时,在上单调递增;在上单调递减;
时,在上单调递增;
时,在上单调递增,在上单调递增;在上单调递减,
时,在上单调递减;在上单调递增,
【小问3详解】
当时,,即,
下面证明当时,,,即证,
令,因为,所以,只需证,
即证,令,,,令,,
令,,与在上单调递减,
所以在上单调递减,,,
所以存在,使得,即,
所以,,,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,,,
令,时,
所以在上单调递增,所以,
所以,,所以在上单调递减,
,,,,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,综上所述.
【点睛】关键点点睛
第三问的关键是构造函数并连续求导判断单调性,把构造的函数与当时的函数值比较,从而得到结论.
19. 给定正整数,已知项数为且无重复项的数对序列:满足如下三个性质:①,且;②;③与不同时在数对序列中.
(1)当,时,写出所有满足的数对序列;
(2)当时,证明:;
(3)当为奇数时,记的最大值为,求.
【答案】(1)或
(2)证明详见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)利用列举法求得正确答案.
(2)利用组合数公式求得的一个大致范围,然后根据序列满足的性质证得.
(3)先证明,然后利用累加法求得.
【小问1详解】
依题意,当,时有:
或.
【小问2详解】
当时,
因为与不同时在数对序列中,
所以,所以每个数至多出现次,
又因为,
所以只有对应的数可以出现次,
所以.
【小问3详解】
当为奇数时,先证明.
因为与不同时在数对序列中,
所以,
当时,构造恰有项,且首项的第个分量与末项的第个分量都为.
对奇数,如果和可以构造一个恰有项的序列,且首项的第个分量与末项的第个分量都为,
那么多奇数而言,可按如下方式构造满足条件的序列:
首先,对于如下个数对集合:
,
,
……
,
,
每个集合中都至多有一个数对出现在序列中,
所以,
其次,对每个不大于的偶数,
将如下个数对并为一组:
,
共得到组,将这组对数以及,
按如下方式补充到的后面,
即
.
此时恰有项,所以.
综上,当为奇数时,
.
【点睛】方法点睛:解新定义题型的步骤:
(1)理解“新定义”——明确“新定义”的条件、原理、方法、步骤和结论.
(2)重视“举例”,利用“举例”检验是否理解和正确运用“新定义”;归纳“举例”提供的解题方法.归纳“举例”提供的分类情况.
(3)类比新定义中的概念、原理、方法,解决题中需要解决的问
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这是一份福建省福州第一中学2024-2025学年高三上学期九月阶段性质量检测(1)数学试卷,共15页。