【精品解析】浙江省温州市浙南名校联盟2025-2026学年高一上学期期中联考数学试题

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浙江省温州市浙南名校联盟2025-2026学年高一上学期期中联考数学试题
一、单项选择题:本大题共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.已知集合,则(  )
A. B.
C. D.
2.设,则(  )
A.-1 B. C. D.
3.已知,将表示成分数指数幂的形式,其结果是(  )
A. B. C. D.
4.已知函数的定义域为,则函数的定义域为(  )
A. B.
C. D.
5.“”的一个充分条件可以是(  )
A. B. C. D.
6.已知命题为假命题,则实数的取值范围是(  )
A. B. C. D.
7.已知,函数在上的最大值为,最小值为,则下列式子一定成立的是(  )
A. B. C. D.
8.已知函数,若不等式恒成立,则实数的取值范围为(  )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.下列函数中,在区间上单调递减的是(  )
A. B.
C. D.
10.根据官方最新统计,截至2025年1月温州市机动车保有量为341.2万辆,这不仅反映了人们的生活水平不断提高;同时也对城市基础设施带来了极大的挑战,在一般情况下,大桥上的车流速度(单位:千米/小时)是车流密度(单位:辆/千米)的函数.当桥上的车流密度时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度时,车流速度为60千米/小时.研究表明:当,车流速度是车流密度的一次函数.规定车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/小时).下列说法正确的是(  )
A.若车流密度为50辆/千米时,则车流速度为50千米/小时
B.若车流密度为50辆/千米时,则车流量为2500辆/小时
C.当车流密度为200辆/千米时,车流量可以达到最大值
D.车流量最大值可以达到约为3333辆/小时
11.设函数的定义域为,若对任意,存在唯一的实数满足,则可以是(  )
A. B. C. D.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12.lg-lg25=   .
13.设是定义在上的奇函数,若在上是减函数,且,则不等式的解集为   .
14.已知,且,若不等式恒成立,则的最大值为   .
四、解答题:本大题共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.经市场调查,某新开业的商场在过去一个月内(以30天计),顾客人数(千人)与时间(天)的函数关系近似满足,人均消费(元)与时间(天)的函数关系近似满足.
(1)求该商场的日收益(千元)与时间(天)的函数关系式;
(2)求该商场日收益的最小值.
16.已知.
(1)若,求图中阴影部分表示的集合;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求的取值范围.
17.已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)若,解关于的不等式.
18.已知函数是定义在上的偶函数.
(1)请写出满足的关系式;
(2)若,请判断的单调性,并用定义法证明;
(3)在第二问的条件下,,对任意的,存在,使得恒成立,求的取值范围.
19.对于正整数集合,定义:若任意去掉个元素后,剩余的所有元素组成的集合都能划分为两个交集为空集的集合,且这两个集合的所有元素之和相等,就称集合为“-强可分集合”.
(1)判断集合是否为“2-强可分集合”,并说明理由;
(2)求证:集合一定不是“2-强可分集合”;
(3)若集合是“1-强可分集合”.
①证明:为奇数;
②求集合中元素个数的最小值.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】交集及其运算;一元二次不等式及其解法
【解析】【解答】讲解:,,
,解得,,
则.
故答案为:C.
【分析】解二次不等式求得集合N,根据集合的特征求得集合M,再根据集合交集的定义和运算法则求解即可.
2.【答案】C
【知识点】函数的值;有理数指数幂的运算性质
【解析】【解答】解:.
故答案为:C.
【分析】根据解析式直接代值求解即可.
3.【答案】B
【知识点】根式与有理数指数幂的互化;有理数指数幂的运算性质
【解析】【解答】解:由于,则.
故答案为:B.
【分析】根据根式、有理数指数幂运算性质化简即可.
4.【答案】B
【知识点】函数的定义域及其求法
【解析】【解答】解:函数的定义域为,即,,则函数的定义域为,
由题意知,,即,则函数的定义域为.
故答案为:B.
【分析】根据抽象函数定义域的求法求解即可.
5.【答案】D
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等关系与不等式
【解析】【解答】解:A、单调递增,,,即,不能推出,故A错误;
B、,若,则,即;
若,则,即,不能推出,故B错误;
C、,,,,
当时满足,且,不能推出,故C错误;
D、,,,即,能推出,故D正确.
故答案为:D.
【分析】根据指数函数单调性,结合不等式的基本性质以及充分条件定义即可判断A;利用不等式的基本性质即可判断BD;利用赋值法即可判断C.
6.【答案】C
【知识点】命题的否定;函数单调性的判断与证明;函数单调性的性质;函数的最大(小)值
【解析】【解答】解:因为命题为假命题,
所以命题为真命题,
由得恒成立,
所以,
设,,,
因为,所以,
因为,所以,所以,所以,
所以,所以在上单调递增,
所以,即.
故答案为:C.
【分析】先求命题的否定,由题意可得命题的否定为真命题,即为真命题,分离参数得到恒成立,设,根据函数单调性的定义证明函数在上的单调性,求最小值,即可得到的取值范围.
7.【答案】D
【知识点】函数单调性的性质;奇偶函数图象的对称性;有理数指数幂的运算性质
【解析】【解答】解:,
所以函数关于点对称,
又在上单调递增,且,所以在上单调递减,
则在上单调递增,
由,则这个区间关于点对称,所以最值关于点对称,
那么最值和为,即
故答案为:D.
【分析】先化简函数,求得函数关于点对称,再判断函数的单调性,求函数的最大值和最小值的关系即可.
8.【答案】B
【知识点】函数单调性的性质;函数恒成立问题
【解析】【解答】解:函数,恒成立,
恒成立,
或恒成立,
对于不等式恒成立,即恒成立,此时或,
则只需在上恒成立即可,
当时,恒成立;
当时,,即,令,则在上单调递增,最大值为,,解得;
当时,,即,令,则在上单调递增,最小值为,,解得,则实数的取值范围为.
故答案为:B.
【分析】问题转化为或恒成立,利用已知条件构造不等式并求解,再分和讨论,结合函数单调性求出的取值范围即可.
9.【答案】A,B
【知识点】函数单调性的判断与证明;复合函数的单调性
【解析】【解答】解:A、因为,所以函数在上单调递减,故A正确;
B、显然双勾函数在上单调递减上单调递增,故B正确;
C、显然在单调递减,在上单调递减,但,所以该分段函数整体在上不单调递减,故C错误;
D、是复合函数,外函数单调递增,内函数在上单调递增,在上单调递减,所以该函数在上单调递增,在上单调递减,故D错误.
故答案为:AB.
【分析】分离常数判断函数的单调性即可判断A;根据对勾函数的性质即可判断B;根据对数函数、指数函数的单调性即可判断C;根据复合函数的单调性即可判断D.
10.【答案】A,B,D
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数单调性的性质;函数的最大(小)值
【解析】【解答】解:由题意,当时,;
当时,设,
由题意可得, 解得,则;
当时,,故A正确;
由上可得,
时,,故B正确;
①当时,为增函数,
∴当时,取得最大值,且最大值为 ,
②当时,,
∴当时,取得最大值,且最大值为,
所以的最大值为,
即当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,且最大值为3333辆/小时,故C错误,D正确.
故答案为:ABD.
【分析】由题意,利用待定系数法求出函数的关系式,将代入求解即可判断A;得到的解析式,代值求解即可判断B;根据函数的单调性,结合二次函数的性质分段求最值,比较即可判断CD.
11.【答案】A,D
【知识点】函数的定义域及其求法;函数的值域;函数单调性的性质;对数型复合函数的图象与性质
【解析】【解答】解:A、若,定义域为,则,即,
因为,且单调递增,
所以对任意,存在唯一的实数满足,故A正确;
B、若,定义域为,则,
即,当时,,而,无解,不符合,故B错误;
C、若,定义域为,则,即,
取,得,而,不符合题意,故C错误;
D、若,定义域为,则,即,
的值域为,的值域为,且单调递增,
所以对任意,存在唯一的实数满足,故D正确.
故答案为:AD.
【分析】分别求函数的定义域,结合题意逐项求解判断即可.
12.【答案】-2
【知识点】对数的性质与运算法则
【解析】【解答】解:原式.
故答案为:.
【分析】根据对数函数的运算性质求解即可.
13.【答案】
【知识点】函数单调性的性质;函数的奇偶性
【解析】【解答】解:函数是定义在上的奇函数,则,
则不等式等价于,即,
又因在上是减函数,且,则,
当或时,;当或时,,
故等价于①或②,
由①可得;由②可得,
综上,不等式的解集为.
故答案为:.
【分析】根据函数的奇偶性,化简不等式为,根据函数的单调性和推出和对应的的范围,再分情况求的解集即可.
14.【答案】
【知识点】函数的最大(小)值;函数恒成立问题;二维形式的柯西不等式
【解析】【解答】解:,,
,原不等式化简为,
,,,

,,,

令,
令,则,则,则,
当时,

当且仅当时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
,即,,
当且仅当,
即时等号成立,此时,
,,故最大值为.
故答案为:.
【分析】分离参数化简将不等式转化为恒成立,构造函数,再换元法构造函数,利用柯西不等式求函数最小值,从而得出的最大值.
15.【答案】(1)解:当时,,
当时,,
则;
(2)解:当时,单调递增,所以,
当时,单调递减,所以,
因为,所以该商场日收益的最小值为363千元.
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数单调性的性质;函数的最大(小)值
【解析】【分析】(1)由题意,分段求解表达式即可;
(2)由(1)的解析式,根据函数的单调性,分别函数在每段上函数的最小值,比较求解即可.
(1)当时,,
当时,,
所以
(2)当时,单调递增,所以,
当时,单调递减,所以,
因为,所以该商场日收益的最小值为363千元.
16.【答案】(1)解:由,可得,
即,且,则集合,
又,
当时,或,则,
由图知,阴影部分表示;
(2)解:由题意可得是的真子集,由(1)可得,
①若,此时,满足是的真子集;
②若,则或,
要使是的真子集,只需故;
③若,则或,此时显然是的真子集,
综上,可得的取值范围为.
【知识点】集合关系中的参数取值问题;交、并、补集的混合运算;Venn图表达集合的关系及运算;充分条件;其他不等式的解法
【解析】【分析】(1)解分式不等式求得集合M,当时,解一元二次不等式求得集合N,再根据图形表示阴影部分,结合集合补集、交集运算求解即可;
(2)由题意,易得是的真子集,由(1)可得,分,和讨论,根据参数分类考虑得到关于的不等式,求并集即得其取值范围.
(1)由可得,即,且
因此
又,
当时,或,则,
由图知,阴影部分表示.
(2)由题意可得是的真子集,由(1)可得,
①若,此时,满足是的真子集;
②若,则或,
要使是的真子集,只需故;
③若,则或,此时显然是的真子集.
综上,可得的取值范围为.
17.【答案】(1)解:当时,,则,
因函数是定义在上的奇函数,则,且,
故的函数解析式为;
(2)解:因为函数是奇函数,由,
得,即,
由(1)得时,函数是增函数,且函数是奇函数,,
为上的增函数,可得,即,也即,
因为,
则当或时,,原不等式的解集为或;
当时,,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数单调性的性质;函数的奇偶性;指数型复合函数的性质及应用;一元二次不等式及其解法
【解析】【分析】(1)由题意,根据函数的奇偶性求函数的解析式;
(2)根据函数的奇偶性和单调性,将不等式化成,对分情况,求解即可.
(1)当时,,则,
因函数是定义在上的奇函数,则;
且.
故的函数解析式为.
(2)因为函数是奇函数,由
得,即.
由(1)得时,函数是增函数,且函数是奇函数,,
为上的增函数,可得,
即,也即,
因为,
则当或时,,原不等式的解集为或;.
当时,,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
18.【答案】(1)解:因为是偶函数,所以,所以,
,,
因为对上的均满足,而不恒为零,所以;
(2)解:若,由(1)知,此时,
因为是偶函数,不妨仅考虑在上的单调性,上的单调性与之相反,
任取,不妨令,

因为,所以,
因为,所以,所以,可得,所以,
则在上单调递减,在上单调递增;
(3)解:由题意可知,,

由(2)知在上单调递增,在上单调递减,且,
所以对任意的,
①当时,,
此时只需满足,
若;
若,所以,
②当时,,
此时只需满足,
若;
若,此时无解.
综上所述:.
【知识点】函数单调性的判断与证明;函数的最大(小)值;函数的奇偶性;函数恒成立问题;指数型复合函数的性质及应用
【解析】【分析】(1)根据是定义在上的偶函数得到,化简可得到;
(2)若,由(1)知,此时,因为是定义在上的偶函数,可以只考虑在上的单调性,利用函数单调性的定义证明即可;
(3)双变量问题,由题可知,由(2)知在上单调递增,在上单调递减,且,根据函数的单调性和奇偶性得到,分和两种情况讨论,在两种情况中分别令,,得到的取值范围.
(1)因为是偶函数,所以,所以,
,,
因为对上的均满足,而不恒为零,
所以.
(2)若,由(1)知,此时.
因为是偶函数,不妨仅考虑在上的单调性,上的单调性与之相反.
任取,不妨令,
因为,所以,
因为,所以,所以,可得,
因此,
所以在上单调递减,在上单调递增.
(3)由题意可知,,

由(2)知在上单调递增,在上单调递减,且,
所以对任意的.
①当时,,
此时只需满足,
若;
若;
所以.
②当时,,
此时只需满足,
若;
若;
此时无解.
综上所述:.
19.【答案】(1)解:因为,若去掉2和10,则剩余元素之和为,划分成的两个集合的元素之和应均为,但是该集合的元素都是偶数,不管如何分割,元素之和不能为奇数,
则不是“2-强可分集合”;
(2)证明:不妨设,若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,
则有,或者;
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,
则③,或者④,
由①、③,得,矛盾;由①、④,得,矛盾;
由②、③,得,矛盾;由②、④,得,矛盾.
因此当时,集合一定不是“2-强可分集合”;
(3)解:①、设集合所有元素之和为,由题可知,均为偶数,
因此均为奇数或偶数,
如果为奇数,则也均为奇数,由于,所以为奇数,
如果为偶数,则均为偶数,此时设,则也是“1-强可分集合”,重复上述操作有限次,便可得各项均为奇数的“1-强可分集合”,此时各项之和也为奇数,则集合中元素个数为奇数,
综上所述,集合中元素个数为奇数;
②、当时,显然任意集合不是“1-强可分集合”;
当时,设,不妨设,
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则①,或者②;
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则③,或者④,
由①、③,得,矛盾;由①、④,得,矛盾;
由②、③,得,矛盾;由②、④,得,矛盾,
因此当时,集合一定不是“1-强可分集合”,
当时,集合,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为24,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为23,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为22,
当移除7时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为21,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为20,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为19,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为18,
则集合是“-强可分集合”,
所以集合A中元素个数的最小值是7.
【知识点】集合的表示方法;集合中元素的个数问题
【解析】【分析】(1)先求元素的和,去掉2和10,求剩余元素的和,再划分为两个集合,根据强可分集合分析求解即可;
(2)不妨设,若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,根据强可分集合分析求解即可;
(3) ① 设集合所有元素之和为,由题可知,均为偶数,分为奇数和偶数讨论,结合强可分集合分析证明即可;
②分、和,结合强可分集合分析求解即可.
(1)因为,若去掉2和10,
则剩余元素之和为,故划分成的两个集合的元素之和应均为,
但是该集合的元素都是偶数,不管如何分割,元素之和不能为奇数,
所以不是“2-强可分集合”
(2)不妨设,
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,
则有,或者;
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则有③,或者④.
由①、③,得,矛盾;由①、④,得,矛盾;
由②、③,得,矛盾;由②、④,得,矛盾.
因此当时,集合一定不是“2-强可分集合”
(3)①设集合所有元素之和为.
由题可知,均为偶数,
因此均为奇数或偶数.
如果为奇数,则也均为奇数,由于,所以为奇数.
如果为偶数,则均为偶数,此时设,则也是“1-强可分集合”.重复上述操作有限次,便可得各项均为奇数的“1-强可分集合”.此时各项之和也为奇数,则集合中元素个数为奇数.
综上所述,集合中元素个数为奇数.
②当时,显然任意集合不是“1-强可分集合”.
当时,设,不妨设,
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则有①,或者②;
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则有③,或者④.
由①、③,得,矛盾;由①、④,得,矛盾;
由②、③,得,矛盾;由②、④,得,矛盾.
因此当时,集合一定不是“1-强可分集合”;.
当时,集合,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为24,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为23,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为22,
当移除7时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为21,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为20,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为19,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为18,
则集合是“-强可分集合”.
所以集合A中元素个数的最小值是7.
1 / 1浙江省温州市浙南名校联盟2025-2026学年高一上学期期中联考数学试题
一、单项选择题:本大题共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.已知集合,则(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】交集及其运算;一元二次不等式及其解法
【解析】【解答】讲解:,,
,解得,,
则.
故答案为:C.
【分析】解二次不等式求得集合N,根据集合的特征求得集合M,再根据集合交集的定义和运算法则求解即可.
2.设,则(  )
A.-1 B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数的值;有理数指数幂的运算性质
【解析】【解答】解:.
故答案为:C.
【分析】根据解析式直接代值求解即可.
3.已知,将表示成分数指数幂的形式,其结果是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根式与有理数指数幂的互化;有理数指数幂的运算性质
【解析】【解答】解:由于,则.
故答案为:B.
【分析】根据根式、有理数指数幂运算性质化简即可.
4.已知函数的定义域为,则函数的定义域为(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】函数的定义域及其求法
【解析】【解答】解:函数的定义域为,即,,则函数的定义域为,
由题意知,,即,则函数的定义域为.
故答案为:B.
【分析】根据抽象函数定义域的求法求解即可.
5.“”的一个充分条件可以是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;不等关系与不等式
【解析】【解答】解:A、单调递增,,,即,不能推出,故A错误;
B、,若,则,即;
若,则,即,不能推出,故B错误;
C、,,,,
当时满足,且,不能推出,故C错误;
D、,,,即,能推出,故D正确.
故答案为:D.
【分析】根据指数函数单调性,结合不等式的基本性质以及充分条件定义即可判断A;利用不等式的基本性质即可判断BD;利用赋值法即可判断C.
6.已知命题为假命题,则实数的取值范围是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】命题的否定;函数单调性的判断与证明;函数单调性的性质;函数的最大(小)值
【解析】【解答】解:因为命题为假命题,
所以命题为真命题,
由得恒成立,
所以,
设,,,
因为,所以,
因为,所以,所以,所以,
所以,所以在上单调递增,
所以,即.
故答案为:C.
【分析】先求命题的否定,由题意可得命题的否定为真命题,即为真命题,分离参数得到恒成立,设,根据函数单调性的定义证明函数在上的单调性,求最小值,即可得到的取值范围.
7.已知,函数在上的最大值为,最小值为,则下列式子一定成立的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】函数单调性的性质;奇偶函数图象的对称性;有理数指数幂的运算性质
【解析】【解答】解:,
所以函数关于点对称,
又在上单调递增,且,所以在上单调递减,
则在上单调递增,
由,则这个区间关于点对称,所以最值关于点对称,
那么最值和为,即
故答案为:D.
【分析】先化简函数,求得函数关于点对称,再判断函数的单调性,求函数的最大值和最小值的关系即可.
8.已知函数,若不等式恒成立,则实数的取值范围为(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】函数单调性的性质;函数恒成立问题
【解析】【解答】解:函数,恒成立,
恒成立,
或恒成立,
对于不等式恒成立,即恒成立,此时或,
则只需在上恒成立即可,
当时,恒成立;
当时,,即,令,则在上单调递增,最大值为,,解得;
当时,,即,令,则在上单调递增,最小值为,,解得,则实数的取值范围为.
故答案为:B.
【分析】问题转化为或恒成立,利用已知条件构造不等式并求解,再分和讨论,结合函数单调性求出的取值范围即可.
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.下列函数中,在区间上单调递减的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A,B
【知识点】函数单调性的判断与证明;复合函数的单调性
【解析】【解答】解:A、因为,所以函数在上单调递减,故A正确;
B、显然双勾函数在上单调递减上单调递增,故B正确;
C、显然在单调递减,在上单调递减,但,所以该分段函数整体在上不单调递减,故C错误;
D、是复合函数,外函数单调递增,内函数在上单调递增,在上单调递减,所以该函数在上单调递增,在上单调递减,故D错误.
故答案为:AB.
【分析】分离常数判断函数的单调性即可判断A;根据对勾函数的性质即可判断B;根据对数函数、指数函数的单调性即可判断C;根据复合函数的单调性即可判断D.
10.根据官方最新统计,截至2025年1月温州市机动车保有量为341.2万辆,这不仅反映了人们的生活水平不断提高;同时也对城市基础设施带来了极大的挑战,在一般情况下,大桥上的车流速度(单位:千米/小时)是车流密度(单位:辆/千米)的函数.当桥上的车流密度时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度时,车流速度为60千米/小时.研究表明:当,车流速度是车流密度的一次函数.规定车流量(单位时间内通过桥上某观测点的车辆数,单位:辆/小时).下列说法正确的是(  )
A.若车流密度为50辆/千米时,则车流速度为50千米/小时
B.若车流密度为50辆/千米时,则车流量为2500辆/小时
C.当车流密度为200辆/千米时,车流量可以达到最大值
D.车流量最大值可以达到约为3333辆/小时
【答案】A,B,D
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数单调性的性质;函数的最大(小)值
【解析】【解答】解:由题意,当时,;
当时,设,
由题意可得, 解得,则;
当时,,故A正确;
由上可得,
时,,故B正确;
①当时,为增函数,
∴当时,取得最大值,且最大值为 ,
②当时,,
∴当时,取得最大值,且最大值为,
所以的最大值为,
即当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,且最大值为3333辆/小时,故C错误,D正确.
故答案为:ABD.
【分析】由题意,利用待定系数法求出函数的关系式,将代入求解即可判断A;得到的解析式,代值求解即可判断B;根据函数的单调性,结合二次函数的性质分段求最值,比较即可判断CD.
11.设函数的定义域为,若对任意,存在唯一的实数满足,则可以是(  )
A. B. C. D.
【答案】A,D
【知识点】函数的定义域及其求法;函数的值域;函数单调性的性质;对数型复合函数的图象与性质
【解析】【解答】解:A、若,定义域为,则,即,
因为,且单调递增,
所以对任意,存在唯一的实数满足,故A正确;
B、若,定义域为,则,
即,当时,,而,无解,不符合,故B错误;
C、若,定义域为,则,即,
取,得,而,不符合题意,故C错误;
D、若,定义域为,则,即,
的值域为,的值域为,且单调递增,
所以对任意,存在唯一的实数满足,故D正确.
故答案为:AD.
【分析】分别求函数的定义域,结合题意逐项求解判断即可.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12.lg-lg25=   .
【答案】-2
【知识点】对数的性质与运算法则
【解析】【解答】解:原式.
故答案为:.
【分析】根据对数函数的运算性质求解即可.
13.设是定义在上的奇函数,若在上是减函数,且,则不等式的解集为   .
【答案】
【知识点】函数单调性的性质;函数的奇偶性
【解析】【解答】解:函数是定义在上的奇函数,则,
则不等式等价于,即,
又因在上是减函数,且,则,
当或时,;当或时,,
故等价于①或②,
由①可得;由②可得,
综上,不等式的解集为.
故答案为:.
【分析】根据函数的奇偶性,化简不等式为,根据函数的单调性和推出和对应的的范围,再分情况求的解集即可.
14.已知,且,若不等式恒成立,则的最大值为   .
【答案】
【知识点】函数的最大(小)值;函数恒成立问题;二维形式的柯西不等式
【解析】【解答】解:,,
,原不等式化简为,
,,,

,,,

令,
令,则,则,则,
当时,

当且仅当时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
,即,,
当且仅当,
即时等号成立,此时,
,,故最大值为.
故答案为:.
【分析】分离参数化简将不等式转化为恒成立,构造函数,再换元法构造函数,利用柯西不等式求函数最小值,从而得出的最大值.
四、解答题:本大题共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.经市场调查,某新开业的商场在过去一个月内(以30天计),顾客人数(千人)与时间(天)的函数关系近似满足,人均消费(元)与时间(天)的函数关系近似满足.
(1)求该商场的日收益(千元)与时间(天)的函数关系式;
(2)求该商场日收益的最小值.
【答案】(1)解:当时,,
当时,,
则;
(2)解:当时,单调递增,所以,
当时,单调递减,所以,
因为,所以该商场日收益的最小值为363千元.
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数单调性的性质;函数的最大(小)值
【解析】【分析】(1)由题意,分段求解表达式即可;
(2)由(1)的解析式,根据函数的单调性,分别函数在每段上函数的最小值,比较求解即可.
(1)当时,,
当时,,
所以
(2)当时,单调递增,所以,
当时,单调递减,所以,
因为,所以该商场日收益的最小值为363千元.
16.已知.
(1)若,求图中阴影部分表示的集合;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求的取值范围.
【答案】(1)解:由,可得,
即,且,则集合,
又,
当时,或,则,
由图知,阴影部分表示;
(2)解:由题意可得是的真子集,由(1)可得,
①若,此时,满足是的真子集;
②若,则或,
要使是的真子集,只需故;
③若,则或,此时显然是的真子集,
综上,可得的取值范围为.
【知识点】集合关系中的参数取值问题;交、并、补集的混合运算;Venn图表达集合的关系及运算;充分条件;其他不等式的解法
【解析】【分析】(1)解分式不等式求得集合M,当时,解一元二次不等式求得集合N,再根据图形表示阴影部分,结合集合补集、交集运算求解即可;
(2)由题意,易得是的真子集,由(1)可得,分,和讨论,根据参数分类考虑得到关于的不等式,求并集即得其取值范围.
(1)由可得,即,且
因此
又,
当时,或,则,
由图知,阴影部分表示.
(2)由题意可得是的真子集,由(1)可得,
①若,此时,满足是的真子集;
②若,则或,
要使是的真子集,只需故;
③若,则或,此时显然是的真子集.
综上,可得的取值范围为.
17.已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)若,解关于的不等式.
【答案】(1)解:当时,,则,
因函数是定义在上的奇函数,则,且,
故的函数解析式为;
(2)解:因为函数是奇函数,由,
得,即,
由(1)得时,函数是增函数,且函数是奇函数,,
为上的增函数,可得,即,也即,
因为,
则当或时,,原不等式的解集为或;
当时,,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数单调性的性质;函数的奇偶性;指数型复合函数的性质及应用;一元二次不等式及其解法
【解析】【分析】(1)由题意,根据函数的奇偶性求函数的解析式;
(2)根据函数的奇偶性和单调性,将不等式化成,对分情况,求解即可.
(1)当时,,则,
因函数是定义在上的奇函数,则;
且.
故的函数解析式为.
(2)因为函数是奇函数,由
得,即.
由(1)得时,函数是增函数,且函数是奇函数,,
为上的增函数,可得,
即,也即,
因为,
则当或时,,原不等式的解集为或;.
当时,,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
18.已知函数是定义在上的偶函数.
(1)请写出满足的关系式;
(2)若,请判断的单调性,并用定义法证明;
(3)在第二问的条件下,,对任意的,存在,使得恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)解:因为是偶函数,所以,所以,
,,
因为对上的均满足,而不恒为零,所以;
(2)解:若,由(1)知,此时,
因为是偶函数,不妨仅考虑在上的单调性,上的单调性与之相反,
任取,不妨令,

因为,所以,
因为,所以,所以,可得,所以,
则在上单调递减,在上单调递增;
(3)解:由题意可知,,

由(2)知在上单调递增,在上单调递减,且,
所以对任意的,
①当时,,
此时只需满足,
若;
若,所以,
②当时,,
此时只需满足,
若;
若,此时无解.
综上所述:.
【知识点】函数单调性的判断与证明;函数的最大(小)值;函数的奇偶性;函数恒成立问题;指数型复合函数的性质及应用
【解析】【分析】(1)根据是定义在上的偶函数得到,化简可得到;
(2)若,由(1)知,此时,因为是定义在上的偶函数,可以只考虑在上的单调性,利用函数单调性的定义证明即可;
(3)双变量问题,由题可知,由(2)知在上单调递增,在上单调递减,且,根据函数的单调性和奇偶性得到,分和两种情况讨论,在两种情况中分别令,,得到的取值范围.
(1)因为是偶函数,所以,所以,
,,
因为对上的均满足,而不恒为零,
所以.
(2)若,由(1)知,此时.
因为是偶函数,不妨仅考虑在上的单调性,上的单调性与之相反.
任取,不妨令,
因为,所以,
因为,所以,所以,可得,
因此,
所以在上单调递减,在上单调递增.
(3)由题意可知,,

由(2)知在上单调递增,在上单调递减,且,
所以对任意的.
①当时,,
此时只需满足,
若;
若;
所以.
②当时,,
此时只需满足,
若;
若;
此时无解.
综上所述:.
19.对于正整数集合,定义:若任意去掉个元素后,剩余的所有元素组成的集合都能划分为两个交集为空集的集合,且这两个集合的所有元素之和相等,就称集合为“-强可分集合”.
(1)判断集合是否为“2-强可分集合”,并说明理由;
(2)求证:集合一定不是“2-强可分集合”;
(3)若集合是“1-强可分集合”.
①证明:为奇数;
②求集合中元素个数的最小值.
【答案】(1)解:因为,若去掉2和10,则剩余元素之和为,划分成的两个集合的元素之和应均为,但是该集合的元素都是偶数,不管如何分割,元素之和不能为奇数,
则不是“2-强可分集合”;
(2)证明:不妨设,若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,
则有,或者;
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,
则③,或者④,
由①、③,得,矛盾;由①、④,得,矛盾;
由②、③,得,矛盾;由②、④,得,矛盾.
因此当时,集合一定不是“2-强可分集合”;
(3)解:①、设集合所有元素之和为,由题可知,均为偶数,
因此均为奇数或偶数,
如果为奇数,则也均为奇数,由于,所以为奇数,
如果为偶数,则均为偶数,此时设,则也是“1-强可分集合”,重复上述操作有限次,便可得各项均为奇数的“1-强可分集合”,此时各项之和也为奇数,则集合中元素个数为奇数,
综上所述,集合中元素个数为奇数;
②、当时,显然任意集合不是“1-强可分集合”;
当时,设,不妨设,
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则①,或者②;
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则③,或者④,
由①、③,得,矛盾;由①、④,得,矛盾;
由②、③,得,矛盾;由②、④,得,矛盾,
因此当时,集合一定不是“1-强可分集合”,
当时,集合,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为24,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为23,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为22,
当移除7时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为21,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为20,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为19,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为18,
则集合是“-强可分集合”,
所以集合A中元素个数的最小值是7.
【知识点】集合的表示方法;集合中元素的个数问题
【解析】【分析】(1)先求元素的和,去掉2和10,求剩余元素的和,再划分为两个集合,根据强可分集合分析求解即可;
(2)不妨设,若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,根据强可分集合分析求解即可;
(3) ① 设集合所有元素之和为,由题可知,均为偶数,分为奇数和偶数讨论,结合强可分集合分析证明即可;
②分、和,结合强可分集合分析求解即可.
(1)因为,若去掉2和10,
则剩余元素之和为,故划分成的两个集合的元素之和应均为,
但是该集合的元素都是偶数,不管如何分割,元素之和不能为奇数,
所以不是“2-强可分集合”
(2)不妨设,
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,
则有,或者;
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则有③,或者④.
由①、③,得,矛盾;由①、④,得,矛盾;
由②、③,得,矛盾;由②、④,得,矛盾.
因此当时,集合一定不是“2-强可分集合”
(3)①设集合所有元素之和为.
由题可知,均为偶数,
因此均为奇数或偶数.
如果为奇数,则也均为奇数,由于,所以为奇数.
如果为偶数,则均为偶数,此时设,则也是“1-强可分集合”.重复上述操作有限次,便可得各项均为奇数的“1-强可分集合”.此时各项之和也为奇数,则集合中元素个数为奇数.
综上所述,集合中元素个数为奇数.
②当时,显然任意集合不是“1-强可分集合”.
当时,设,不妨设,
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则有①,或者②;
若去掉的元素为,将集合分成两个交集为空集的子集,且两个子集元素之和相等,则有③,或者④.
由①、③,得,矛盾;由①、④,得,矛盾;
由②、③,得,矛盾;由②、④,得,矛盾.
因此当时,集合一定不是“1-强可分集合”;.
当时,集合,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为24,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为23,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为22,
当移除7时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为21,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为20,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为19,
当移除时,剩余集合为,可划分为与,这两个集合的和均为18,
则集合是“-强可分集合”.
所以集合A中元素个数的最小值是7.
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