综合核心素养测评卷(二)(含答案)2026-2027学年 高中数学 必修第一册 (人教版)

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综合核心素养测评卷(二)(含答案)2026-2027学年 高中数学 必修第一册 (人教版)

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综合核心素养测评卷(二)
满分150分 限时120分钟
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.函数f(x)=log2(3-x)的定义域为(   )
A.(0,3) B.(-∞,2)
C.(-∞,3) D.(-∞,3]
2.cos 210°的值为(   )
A.- B.-
C. D.
3.已知x,y为正实数,则的最小值是(   )
A.1 B.
C.2 D.2
4.人类已进入大数据时代,数据量已从EB(1 EB=1 0242TB)级别跃升到ZB(1 ZB=1 024 EB)级别,据研究结果表明:某地区的数据量y(单位:EB)与时间x(单位:年)的关系符合函数y=k·ax-2 021,其中a>0,且a≠1.已知2022年该地区产生的数据为0.5 EB,2023年该地区产生的数据为1EB,则2024年该地区产生的数据量为(   )
A.1.5 EB B.1.75 EB
C.2 EB D.2.25 EB
5.“x>4”是“log3x>1”的(   )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
6.当x∈(0,2π)时,函数f(x)=sin x与g(x)=|cos x|的图象所有交点的横坐标之和为(   )
A.π B.2π
C.3π D.4π
7.定义在[-2,2]上的函数f(x)=-1,若f(1-x)<f(x),则x的取值范围是(   )
A. B.
C. D.
8.若“ x∈,使得x>”为假命题,则m的最大值是(   )
A.14 B.15
C.16 D.17
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.已知函数f(x)=sin ,则(   )
A.点是f(x)图象的一个对称中心
B.直线x=是f(x)图象的一条对称轴
C.f(x)在上单调递增
D.f=f(x)
10.已知函数f(x)=a+b的图象过原点,且无限接近直线y=1但又不与该直线相交,则(   )
A.a+b=0 B.f(x)=-1
C.f(x)是偶函数 D.f(x)在(-∞,0]上单调递增
11.已知函数f(x)定义域为R,则(   )
A.若 x∈R,f(x-1)<f(x),则f(x)在R上单调递增
B.若 x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|≤|cos x1-cos x2|,则f(x)是偶函数
C.若 x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|≤|cos x1-cos x2|,则f(x)是周期函数
D.若 x1,x2∈(0,π),x1≠x2,|f(x1)-f(x2)|<|cos x1-cos x2|,则函数y=f(x)+cos x在(0,π)上单调递减
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.函数f(x)=ax+1(a>0,且a≠1)的图象恒过点   .
13.写出一个同时满足下列①②③的函数的解析式   .
①f(x)的定义域为(0,+∞);②f=f+f;③当x>1时,f(x)>0.
14.设函数f(x)=sin x+,若f(x1)f(x2)=2[f(x1)-f(x2)-1],则|x1-x2|的最小值是   .
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)已知集合A={x|x2-x-2≤0},B={1,2,3}.
(1)写出A∩B的所有子集;
(2)若关于x的不等式x2+bx+c<0的解集为C,A∪C=[-1,3),A∩C=(1,2],求b+c的值.
16.(15分)如图所示,平面直角坐标系xOy中,角α的终边OT与单位圆交于点T.
(1)求sin α,tan α的值;
(2)求的值.
17.(15分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期为2,f(x)的一个零点是.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈[0,m](m>0)时,f(x)的最小值是-,求m的取值范围.
18.(17分)如图所示,正方形ABCD的边长为a(a>1),点W,E,F,M分别在边AB,BC,CD,DA上,EM//AB,WF//BC,EM与WF交于点N,EF=1,记∠FEC=x.
(1)记四边形ECFN的面积为x的函数f(x),周长为x的函数g(x),
(i)证明:-1=2f(x);
(ii)求g(x)的最大值;
(2)求四边形AMNW面积的最小值.
19.(17分)已知函数f(x)=aln x-,a>0.
(1)请写出f(x)的单调区间,并用单调性的定义证明;
(2)若f(e)=0,解关于x的不等式f(x)>0;
(3)证明:f(x)恰有两个零点m,n(m<n),且m+n>2.综合核心素养测评卷(二)
满分150分 限时120分钟
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.函数f(x)=log2(3-x)的定义域为( C )
A.(0,3) B.(-∞,2)
C.(-∞,3) D.(-∞,3]
【解析】∵f(x)=log2(3-x),∴3-x>0,解得x<3,∴函数f(x)的定义域为
(-∞,3).
2.cos 210°的值为( B )
A.- B.-
C. D.
【解析】cos 210°=cos=-cos 30°=-.
3.已知x,y为正实数,则的最小值是( D )
A.1 B.
C.2 D.2
【解析】∵x,y为正实数,则≥2=2,当且仅当,即x=y时,等号成立,∴的最小值是2.
4.人类已进入大数据时代,数据量已从EB(1 EB=1 0242TB)级别跃升到ZB(1 ZB=1 024 EB)级别,据研究结果表明:某地区的数据量y(单位:EB)与时间x(单位:年)的关系符合函数y=k·ax-2 021,其中a>0,且a≠1.已知2022年该地区产生的数据为0.5 EB,2023年该地区产生的数据为1EB,则2024年该地区产生的数据量为( C )
A.1.5 EB B.1.75 EB
C.2 EB D.2.25 EB
【解析】由题可得解得a=2,k=,∴y=·2x-2 021,当x=2 024时,y=·22 024-2 021=2.
5.“x>4”是“log3x>1”的( B )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【解析】不等式log3x>1等价于x>3,x>4时一定满足x>3,充分性成立;
x>3时不一定能满足x>4,必要性不成立.故“x>4”是“lox>1”的充分不必要条件.
6.当x∈(0,2π)时,函数f(x)=sin x与g(x)=|cos x|的图象所有交点的横坐标之和为( A )
A.π B.2π
C.3π D.4π
【解析】作出函数f(x)=sin x和g(x)=|cos x|在(0,2π)上的图象如下所示,
从图象上可得函数f(x)=sin x的图象和g(x)=|cos x|的图象在(0,2π)内有两个
交点:sin x=cos x,x∈,即tan x=1,x∈,得x=,sin x=
-cos x,x∈,tan x=-1,x∈,得x=,故所有交点的横坐标之和为=π.
7.定义在[-2,2]上的函数f(x)=-1,若f(1-x)<f(x),则x的取值范围是( D )
A. B.
C. D.
【解析】定义在[-2,2]上的函数f(x)=-1,函数f(x)为偶函数且在[0,2]上单调递增,若f(1-x)<f(x),则有≤2,即<x2≤4,解得
<x≤2,∴x的取值范围是.
8.若“ x∈,使得x>”为假命题,则m的最大值是( B )
A.14 B.15
C.16 D.17
【解析】∵“ x∈,使得x>”为假命题,∴“ x∈,x≤”为真命题.∵=5×5lg 3×3lg 2,设5lg 3=t>0,∴log5t==lg 3,∴=lg 5,∴log3t=lg 5,∴t=3lg 5,∴5lg 3=3lg 5,
∴=5×3lg 5×3lg 2=5×3lg 5+lg 2=15,即 x∈,x≤15,∴0<m≤15,∴m的最大值是15.
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.已知函数f(x)=sin ,则( AB )
A.点是f(x)图象的一个对称中心
B.直线x=是f(x)图象的一条对称轴
C.f(x)在上单调递增
D.f=f(x)
【解析】函数f(x)=sin,f=sin=sin 0=0,点
是f(x)图象的一个对称中心,A正确;f=sin=
sin =1,是函数最值,直线x=是f(x)图象的一条对称轴,B正确;x∈时,3x+∈不是正弦函数的单调递增区间,C错误;f=sin=sin=-sin=-f(x),D错误.
10.已知函数f(x)=a+b的图象过原点,且无限接近直线y=1但又不与该直线相交,则( AC )
A.a+b=0 B.f(x)=-1
C.f(x)是偶函数 D.f(x)在(-∞,0]上单调递增
【解析】函数f(x)=a+b的图象过原点,则a+b=0,即a+b=0,函数的图象无限接近直线y=1但又不与该直线相交,故y=1是图象的一条渐近线,则b=1,a=-1,f(x)=-+1,A正确,B错误;函数f(x)=+1,定义域为R,f(-x)=+1=-+1=f(x),f(x)是偶函数,C正确;x∈(-∞,0]时,f(x)=-+1=-3x+1,∴f(x)在(-∞,0]上单调递减,D错误.
11.已知函数f(x)定义域为R,则( BCD )
A.若 x∈R,f(x-1)<f(x),则f(x)在R上单调递增
B.若 x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|≤|cos x1-cos x2|,则f(x)是偶函数
C.若 x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|≤|cos x1-cos x2|,则f(x)是周期函数
D.若 x1,x2∈(0,π),x1≠x2,|f(x1)-f(x2)|<|cos x1-cos x2|,则函数y=f(x)+cos x在(0,π)上单调递减
【解析】对于A,令f(x)=sin(2πx)+x,满足f(x-1)<f(x),但f=1+>
f,f(x)在R上不是增函数,A错误;对于B,令x1=x,x2=-x,则
|f(x)-f(-x)|≤|cos x-cos (-x)|=0,∴f(x)=f(-x),x∈R,∴f(x)是偶函数,
B正确;对于C,若 x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|≤|cos x1-cos x2|,则|f(x)-f(x+2π)|≤|cos x-cos (x+2π)|=0,即f(x)=f(x+2π),则f(x)是周期函数,C正确;对于D,0<x1<x2<π,∵y=cos x在(0,π)上单调递减,∴cos x1>cos x2,
∴|f(x1)-f(x2)|<|cos x1-cos x2|=cos x1-cos x2,则cos x2-cos x1<f(x1)-f(x2)<cos x1-cos x2,f(x2)+cos x2<f(x1)+cos x1,即y=f(x)+cos x在(0,π)上单调递减,D正确.
[选择题答题区]
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 C B D C B A D B AB AC BCD
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.函数f(x)=ax+1(a>0,且a≠1)的图象恒过点 (0,2) .
【解析】由指数函数的性质可得y=ax过点(0,1),∴y=ax+1过点(0,2).
13.写出一个同时满足下列①②③的函数的解析式 f(x)=ln x(答案不唯一) .
①f(x)的定义域为(0,+∞);②f=f+f;③当x>1时,f(x)>0.
【解析】取f(x)=ln x,其定义域为(0,+∞),f=ln=ln x1+ln x2=f+f,满足f=f+f,且当x>1时,f(x)>0,满足所有条件.
14.设函数f(x)=sin x+,若f(x1)f(x2)=2[f(x1)-f(x2)-1],则|x1-x2|的最小值是 π .
【解析】∵f(x1)f(x2)=2[f(x1)-f(x2)-1],∴[f(x1)+2][f(x2)-2]=-6,又f(x)=sin x+,且sin x∈[-1,1],∴f(x)∈[-1,+1],∴f(x2)-2∈[-3,-1],f(x1)+2∈[+1,+3],显然f(x2)-2<0,f(x1)+2>0,∴[f(x1)+2][f(x2)-2]∈[(-3)·(+3),(-1)(+1)],即[f(x1)+2][f(x2)-2]∈[-6,2],当且仅当f(x2)-2=-3,f(x1)+2=+3时,[f(x1)+2][f(x2)-2]=-6成立,∴sin x2=-1,sin x1=1,∴x1=2k1π+,k1∈Z,x2=2k2π-,k2∈Z,∴|x1-x2|=|2(k1-k2)π+π|,k1∈Z,k2∈Z,当且仅当k1-k2=-1,或k1=k2时(k1∈Z,k2∈Z),|x1-x2|有最小值,且|x1-x2|min=π.
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)已知集合A={x|x2-x-2≤0},B={1,2,3}.
(1)写出A∩B的所有子集;
(2)若关于x的不等式x2+bx+c<0的解集为C,A∪C=[-1,3),A∩C=(1,2],求b+c的值.
解:(1)∵x2-x-2≤0,∴(x+1)(x-2)≤0,∴A=[-1,2],∴A∩B={1,2},∴A∩B的所有子集为: ,{1},{2},{1,2}.
(2)∵A∪C=[-1,3),A∩C=(1,2],∴C=(1,3).由题意得1和3是方程x2+bx+c=0的两根,1+3=-b,1×3=c,∴b+c=-1.
16.(15分)如图所示,平面直角坐标系xOy中,角α的终边OT与单位圆交于点T.
(1)求sin α,tan α的值;
(2)求的值.
解:(1)由三角函数的定义知cos α=,∵sin 2α+cos 2α=1,∴sin α=,∴tan α=.
(2)∵sin (π-α)=sin α=,sin=cos α=,cos=-sin α=-,
∴=-.
17.(15分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期为2,f(x)的一个零点是.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈[0,m](m>0)时,f(x)的最小值是-,求m的取值范围.
解:(1)由题知T==2,∴ω=π.又f=sin=0,∴+φ=kπ,k∈Z,即φ=-+kπ,k∈Z,又-<φ<,则φ=-,∴f(x)=sin.
(2)∵f(x)=sin,x∈[0,m],令t=πx-∈,∵y=sin t在(m>0)上的最小值为-,如图所示,
可知须使πm-≤,解得m≤,∴m的取值范围是.
18.(17分)如图所示,正方形ABCD的边长为a(a>1),点W,E,F,M分别在边AB,BC,CD,DA上,EM//AB,WF//BC,EM与WF交于点N,EF=1,记∠FEC=x.
(1)记四边形ECFN的面积为x的函数f(x),周长为x的函数g(x),
(i)证明:-1=2f(x);
(ii)求g(x)的最大值;
(2)求四边形AMNW面积的最小值.
证明:由题知f(x)=sin xcos x,g(x)=2(sin x+cos x).∴-1=(sin x+cos x)2-1=sin2 x+cos2 x+2sin xcos x-1=2sin xcos x=2f(x).
(ii)解:由(i)知,(sin x+cos x)2-1=2sin x·cos x≤sin2 x+cos2 x=1,当sin x=cos x时,x=时取等号,∴(sin x+cos x)2≤2,(sin x+cos x)≤,故当x=时,g(x)的最大值是2.
(2)解:∵S四边形AMNW=BE·DF=(a-cos x)(a-sin x)=a2-a(sin x+cos x)+sin xcos x.
令t=sin x+cos x∈(1,],∴sin x·cos x=,
令S四边形AMNW=h(t)=a2-at+-at+a2-,对称轴为直线t=a,开口向上,由二次函数的性质知,
若1<a<,则h(t)在(1,a)上单调递减,在(a,)上单调递增,∴h(t)≥h(a)=;
若a≥,则h(t)在(1,]上单调递减,∴h(t)≥h()=a2-a+.
综上,当1<a<时,四边形AMNW面积最小值是;
当a≥时,四边形AMNW面积最小值是a2-a+.
19.(17分)已知函数f(x)=aln x-,a>0.
(1)请写出f(x)的单调区间,并用单调性的定义证明;
(2)若f(e)=0,解关于x的不等式f(x)>0;
(3)证明:f(x)恰有两个零点m,n(m<n),且m+n>2.
解:(1)由题知,x∈(0,1)∪(1,+∞),∵f(x)=aln x-=aln x-=
aln x--1,∴f(x)在(0,1)上和(1,+∞)上单调递增,理由如下:
① x1,x2∈(0,1),且x1<x2,由f(x1)-f(x2)=a(ln x1-ln x2)+=a(ln x1-ln x2)+=a(ln x1-ln x2)+.
∵0<x1<x2<1,∴ln x1-ln x2<0,<0,又a>0,故f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在(0,1)上单调递增.
② x1,x2∈(1,+∞),x1<x2,同理可得f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在(1,+∞)上单调递增,∴f(x)在(0,1)上和(1,+∞)上单调递增,即函数f(x)的单调增区间为(0,1),(1,+∞),无减区间.
(2)由(1)知f(x)在(0,1)上和(1,+∞)上单调递增,∵f=aln =-aln e-=-f(e)=0.
如图所示,
要使f(x)>0,只需使<x<1,或x>e,故不等式的解集为∪.
(3)证明:由(1)知f(x)在(0,1)上和(1,+∞)上单调递增,又f=-<0,且∈(1,+∞),
取p满足,则f(p)=aln p-1->aln-1-=0,
∴f(x)在(1,+∞)上有唯一零点n,又f-2>0,且∈(0,1),取q满足
则f(q)=-aln q-1+<aln-1+=0,
∴f(x)在(0,1)上有唯一零点m,则f(m)=0,又f=aln =-aln m-=-=-f(m)=0,∵f(x)在(1,+∞)上单调递增,且,n∈(1,+∞),∴必有=n,即mn=1,故m+n>2=2.(共37张PPT)
 高中数学 必修 第一册
综合核心素养测评卷(二)
满分150分 限时120分钟
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.函数f(x)=log2(3-x)的定义域为(  )
A.(0,3) B.(-∞,2)
C.(-∞,3) D.(-∞,3]
【解析】∵f(x)=log2(3-x),∴3-x>0,解得x<3,∴函数f(x)的定义域为(-∞,3).
C
2.cos 210°的值为(  )
A.- B.-
C. D.
【解析】cos 210°=cos=-cos 30°=-.
B
3.已知x,y为正实数,则的最小值是(  )
A.1 B.
C.2 D.2
【解析】∵x,y为正实数,则≥2=2,当且仅当,即x=y时,等号成立,∴的最小值是2.
D
4.人类已进入大数据时代,数据量已从EB(1 EB=1 0242TB)级别跃升到ZB(1 ZB=1 024 EB)级别,据研究结果表明:某地区的数据量y(单位:EB)与时间x(单位:年)的关系符合函数y=k·ax-2 021,其中a>0,且a≠1.已知2022年该地区产生的数据为0.5 EB,2023年该地区产生的数据为1EB,则2024年该地区
产生的数据量为(  )
A.1.5 EB B.1.75 EB
C.2 EB D.2.25 EB
C
【解析】由题可得解得a=2,k=,∴y=·2x-2 021,当x=2 024时,y=·22 024-2 021=2.
5.“x>4”是“log3x>1”的(  )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【解析】不等式log3x>1等价于x>3,x>4时一定满足x>3,充分性成立;x>3时不一定能满足x>4,必要性不成立.
故“x>4”是“lox>1”的充分不必要条件.
B
6.当x∈(0,2π)时,函数f(x)=sin x与g(x)=|cos x|的图象所有交
点的横坐标之和为(  )
A.π B.2π
C.3π D.4π
【解析】作出函数f(x)=sin x和g(x)=|cos x|在(0,2π)上的图象如下所示,
A
从图象上可得函数f(x)=sin x的图象和g(x)=|cos x|的图象在(0,2π)内有两个交点:sin x=cos x,x∈,即tan x=1,x∈,得x=,sin x=-cos x,x∈,tan x=-1,x∈,得x=,故所有交点的横坐标之和为=π.
7.定义在[-2,2]上的函数f(x)=-1,若f(1-x)<f(x),则
x的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
【解析】定义在[-2,2]上的函数f(x)=-1,函数f(x)为偶函数且在[0,2]上单调递增,若f(1-x)<f(x),则有≤2,即<x2≤4,解得<x≤2,∴x的取值范围是
.
D
8.若“ x∈,使得x>”为假命题,则m的最大值
是(  )
A.14 B.15
C.16 D.17
B
【解析】∵“ x∈,使得x>”为假命题,∴“ x∈,x≤”为真命题.
∵=5×5lg 3×3lg 2,设5lg 3=t>0,∴log5t==lg 3,∴=lg 5,
∴log3t=lg 5,∴t=3lg 5,∴5lg 3=3lg 5,
∴=5×3lg 5×3lg 2=5×3lg 5+lg 2=15,即 x∈,x≤15,∴0<m≤15,∴m的最大值是15.
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.已知函数f(x)=sin ,则(   )
A.点是f(x)图象的一个对称中心
B.直线x=是f(x)图象的一条对称轴
C.f(x)在上单调递增
D.f=f(x)
AB
【解析】函数f(x)=sin,f=sin=sin 0=0,点是f(x)图象的一个对称中心,A正确;f=sin=sin =1,是函数最值,直线x=是f(x)图象的一条对称轴,B正确;x∈时,3x+∈
不是正弦函数的单调递增区间,C错误;f=sin=sin=-sin=-f(x),D错误.
10.已知函数f(x)=a+b的图象过原点,且无限接近直线
y=1但又不与该直线相交,则(   )
A.a+b=0 B.f(x)=-1
C.f(x)是偶函数 D.f(x)在(-∞,0]上单调递增
AC
【解析】函数f(x)=a+b的图象过原点,则a+b=0,即a+b=0,函数的图象无限接近直线y=1但又不与该直线相交,故y=1是图象的一条渐近线,则b=1,a=-1,f(x)=-+1,A正确,B错误;函数f(x)=+1,定义域为R,f(-x)=+1=-+1=f(x),f(x)是偶函数,C正确;x∈(-∞,0]时,f(x)=-+1=-3x+1,∴f(x)在
(-∞,0]上单调递减,D错误.
11.已知函数f(x)定义域为R,则(   )
A.若 x∈R,f(x-1)<f(x),则f(x)在R上单调递增
B.若 x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|≤|cos x1-cos x2|,则f(x)是偶函数
C.若 x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|≤|cos x1-cos x2|,则f(x)是周期函数
D.若 x1,x2∈(0,π),x1≠x2,|f(x1)-f(x2)|<|cos x1-cos x2|,则函数y=f(x)+cos x在(0,π)上单调递减
BCD
【解析】对于A,令f(x)=sin(2πx)+x,满足f(x-1)<f(x),但f=1+>f,f(x)在R上不是增函数,A错误;对于B,令x1=x,x2=-x,则|f(x)-f(-x)|≤|cos x-cos (-x)|=0,∴f(x)=f(-x),x∈R,∴f(x)是偶函数,B正确;对于C,若 x1,x2∈R,|f(x1)-f(x2)|≤|cos x1-cos x2|,则|f(x)-f(x+2π)|≤|cos x-cos (x+2π)|=0,即f(x)=f(x+2π),则f(x)是周期函数,C正确;对于D,0<x1<x2<π,∵y=cos x在(0,π)上单调递减,∴cos x1>cos x2,∴|f(x1)-f(x2)|<|cos x1-cos x2|=
cos x1-cos x2,则cos x2-cos x1<f(x1)-f(x2)<cos x1-cos x2,f(x2)+cos x2<f(x1)+cos x1,即y=f(x)+cos x在(0,π)上单调递减,D正确.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.函数f(x)=ax+1(a>0,且a≠1)的图象恒过点__________.
【解析】由指数函数的性质可得y=ax过点(0,1),∴y=ax+1过点(0,2).
(0,2)
13.写出一个同时满足下列①②③的函数的解析式___________ _______________.
①f(x)的定义域为(0,+∞);②f=f+f;③当
x>1时,f(x)>0.
【解析】取f(x)=ln x,其定义域为(0,+∞),f=ln=ln x1+ln x2=f+f,满足f=f+f,且当x>1时,f(x)>0,满足所有条件.
f(x)=ln x
(答案不唯一)
14.设函数f(x)=sin x+,若f(x1)f(x2)=2[f(x1)-f(x2)-1],则|x1-x2|的最小值是__________.
【解析】∵f(x1)f(x2)=2[f(x1)-f(x2)-1],∴[f(x1)+2][f(x2)-2]=-6,又f(x)=sin x+,且sin x∈[-1,1],∴f(x)∈[-1,+1],∴f(x2)-2∈[-3,-1],f(x1)+2∈[+1,+3],显然f(x2)-2<0,f(x1)+2>0,∴[f(x1)+2][f(x2)-2]∈[(-3)·(+3),(-1)(+1)],即[f(x1)+2][f(x2)-2]∈[-6,2],当且仅当f(x2)-2=-3,f(x1)+2=+3时,[f(x1)+2][f(x2)-2]=-6成立,∴sin x2=-1,sin x1=1,∴x1=2k1π+,k1∈Z,x2=2k2π-,k2∈Z,∴|x1-x2|=|2(k1-k2)π+π|,k1∈Z,k2∈Z,当且仅当k1-k2=-1,或k1=k2时(k1∈Z,k2∈Z),|x1-x2|有最小值,且|x1-x2|min=π.
π
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)已知集合A={x|x2-x-2≤0},B={1,2,3}.
(1)写出A∩B的所有子集;
(2)若关于x的不等式x2+bx+c<0的解集为C,A∪C=[-1,3),A∩C=(1,2],求b+c的值.
解:(1)∵x2-x-2≤0,∴(x+1)(x-2)≤0,∴A=[-1,2],∴A∩B={1,2},∴A∩B的所有子集为: ,{1},{2},{1,2}.
(2)∵A∪C=[-1,3),A∩C=(1,2],∴C=(1,3).
由题意得1和3是方程x2+bx+c=0的两根,1+3=-b,
1×3=c,∴b+c=-1.
16.(15分)如图所示,平面直角坐标系xOy中,角α的终边OT与单位圆交于点T.
(1)求sin α,tan α的值;
(2)求的值.
解:(1)由三角函数的定义知cos α=,∵sin 2α+cos 2α=1,∴sin α=,∴tan α=.
(2)∵sin (π-α)=sin α=,sin=cos α=,
cos=-sin α=-,
∴=-.
17.(15分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期为2,f(x)的一个零点是.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈[0,m](m>0)时,f(x)的最小值是-,求m的取值范围.
解:(1)由题知T==2,∴ω=π.又f=sin=0,
∴+φ=kπ,k∈Z,即φ=-+kπ,k∈Z,又-<φ<,
则φ=-,∴f(x)=sin.
(2)∵f(x)=sin,x∈[0,m],令t=πx-∈,∵y=sin t在(m>0)上的最小值为
-,如图所示,
可知须使πm-≤,解得m≤,∴m的取值范围是.
18.(17分)如图所示,正方形ABCD的边长为a(a>1),点W,E,F,M分别在边AB,BC,CD,DA上,EM//AB,WF//BC,EM与WF交于点N,EF=1,记∠FEC=x.
(1)记四边形ECFN的面积为x的函数f(x),周
长为x的函数g(x),
(i)证明:-1=2f(x);
(ii)求g(x)的最大值;
(2)求四边形AMNW面积的最小值.
证明:由题知f(x)=sin xcos x,g(x)=2(sin x+cos x).∴-1=(sin x+cos x)2-1=sin2 x+cos2 x+2sin xcos x-1=2sin xcos x=2f(x).
(ii)解:由(i)知,(sin x+cos x)2-1=2sin x·cos x≤sin2 x+cos2 x=1,当sin x=cos x时,x=时取等号,∴(sin x+cos x)2≤2,(sin x+cos x)≤,故当x=时,g(x)的最大值是2.
(2)解:∵S四边形AMNW=BE·DF=(a-cos x)(a-sin x)=
a2-a(sin x+cos x)+sin xcos x.
令t=sin x+cos x∈(1,],∴sin x·cos x=,令S四边形AMNW=h(t)=a2-at+-at+a2-,对称轴为直线t=a,开口向上,由二次函数的性质知,
若1<a<,则h(t)在(1,a)上单调递减,在(a,)上单调递增,∴h(t)≥h(a)=;
若a≥,则h(t)在(1,]上单调递减,∴h(t)≥h()=a2-a+.
综上,当1<a<时,四边形AMNW面积最小值是;
当a≥时,四边形AMNW面积最小值是a2-a+.
19.(17分)已知函数f(x)=aln x-,a>0.
(1)请写出f(x)的单调区间,并用单调性的定义证明;
(2)若f(e)=0,解关于x的不等式f(x)>0;
(3)证明:f(x)恰有两个零点m,n(m<n),且m+n>2.
解:(1)由题知,x∈(0,1)∪(1,+∞),∵f(x)=aln x-=
aln x-=aln x--1,∴f(x)在(0,1)上和(1,+∞)上单调递增,理由如下:
① x1,x2∈(0,1),且x1<x2,由f(x1)-f(x2)=a(ln x1-ln x2)+=a(ln x1-ln x2)+=a(ln x1-ln x2)+.
∵0<x1<x2<1,∴ln x1-ln x2<0,<0,又a>0,故f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在(0,1)上单调递增.
② x1,x2∈(1,+∞),x1<x2,同理可得f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在(1,+∞)上单调递增,∴f(x)在(0,1)上和(1,+∞)上单调递增,即函数f(x)的单调增区间为(0,1),(1,+∞),无减区间.
(2)由(1)知f(x)在(0,1)上和(1,+∞)上单调递增,∵f=
aln =-aln e-=-f(e)=0.
如图所示,
要使f(x)>0,只需使<x<1,或x>e,故不等式的解集为
∪.
(3)证明:由(1)知f(x)在(0,1)上和(1,+∞)上单调递增,又
f=-<0,且∈(1,+∞),
取p满足,则f(p)=aln p-1->aln-1-=0,
∴f(x)在(1,+∞)上有唯一零点n,又f-2>0,且
∈(0,1),取q满足
则f(q)=-aln q-1+<aln-1+=0,
∴f(x)在(0,1)上有唯一零点m,则f(m)=0,又f=
aln =-aln m-=-=-f(m)=0,∵f(x)在(1,+∞)上单调递增,且,n∈(1,+∞),
∴必有=n,即mn=1,故m+n>2=2.

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