2022-2023学年安徽省示范高中高一(上)期末数学试卷
1. 下列函数中与𝑦=𝑥是同一个函数的是( ) A. 𝑦=(√𝑥)
2
B. 𝑣=𝑢 C. 𝑦=√𝑥2 D. 𝑚=
𝑛2 𝑛
2. 设集合𝑀={1,3,5,7,9},𝑁={𝑥|2𝑥>7},则𝑀∩𝑁=( ) A. {7,9}
B. {5,7,9}
C. {3,5,7,9}
𝑓(𝑥)D. {1,3,5,7,9}
3. 已知函数𝑓(𝑥+2)的定义域为(−3,4),则函数𝑔(𝑥)=√3𝑥−1的定义域为( ) A. (3,4)
5
1
B. (3,2)
1
1
1
C. (3,6)
1
D. (3,1)
1
4. 函数①𝑦=𝑎𝑥;②𝑦=𝑏𝑥;③𝑦=𝑐𝑥;④𝑦=𝑑𝑥的图象如图所示,a,b,c,d分别是下
列四个数:,√3,,中的一个,则a,b,c,d的值分别是( )
432
A. 4,√3,3,2 C. 2,3,√3,4
1
1
5
511
B. √3,4,3,2 D. 3,2,4,√3
1
1
5
511
5. 将一条闭合曲线放在两条平行线之间,无论这条闭合曲线如何运动,只要它与两平行线
中的一条直线只有一个交点,就必与另一条直线也只有一个交点,则称此闭合曲线为等宽曲线,这两条平行直线间的距离叫等宽曲线的宽比.如圆就是等宽曲线.其宽就是圆的直径.如图是分别以A、B、C为圆心画的三段圆弧组成的闭合曲线𝛤(又称莱洛三角形),下列关于曲线𝛤的描述中,正确的有( ) (1)曲线𝛤不是等宽曲线;
(2)曲线𝛤是等宽曲线且宽为线段AB的长; (3)曲线𝛤是等宽曲线且宽为弧AB的长; (4)在曲线𝛤和圆的宽相等,则它们的周长相等; (5)若曲线𝛤和圆的宽相等,则它们的面积相等.
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
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𝑎+𝑎𝑥,𝑥≥0
6. 已知函数𝑓(𝑥)={3+(𝑎−1)𝑥,𝑥<0(𝑎>0且𝑎≠1),则“𝑎≥3”是“𝑓(𝑥)在R上单调递增”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
7. 设𝑎=log53,𝑏=log85,𝑐=log138,则( ) A. 𝑎<𝑏<𝑐 B. 𝑏<𝑎<𝑐 C. 𝑏<𝑐<𝑎 D. 𝑐<𝑎<𝑏
𝜋3𝜋
8. 设函数𝑓(𝑥)=2sin(𝜔𝑥+𝜑)−1(𝜔>0),若对于任意实数𝜑,𝑓(𝑥)在区间[4,4]上至少有
2个零点,至多有3个零点,则𝜔的取值范围是( )
A. [3,3) B. [4,3) C. [4,3) D. [3,3)
9. 对于给定实数a,关于x的一元二次不等式(𝑎𝑥−1)(𝑥+1)<0的解集可能是( ) A. {𝑥|−1<𝑥<𝑎} B. {𝑥|𝑥≠−1} C. {𝑥|𝑎<𝑥<−1} D. R
1
1
8202016
816
10. 已知集合𝐴={𝑥∈𝑅|𝑥2−3𝑥−18<0},𝐵={𝑥∈𝑅|𝑥2+𝑎𝑥+𝑎2−27<0},则下列命
题中正确的是( )
A. 若𝐴=𝐵,则𝑎=−3 B. 若𝐴⊆𝐵,则𝑎=−3 C. 若𝐵=⌀,则𝑎≤−6或𝑎≥6
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D. 若𝐵⫋𝐴时,则−6<𝑎≤−3或𝑎≥6
11. 已知函数𝑓(𝑥)=sin4𝑥+cos2𝑥,则下列说法正确的是( ) A. 最小正周期是2 B. 𝑓(𝑥)是偶函数
C. 𝑥=8是𝑓(𝑥)的一条对称轴 D. 𝑓(𝑥)在(−4,0)上递增
𝜋
𝜋
𝜋
12. 已知𝑥>0,𝑦>0且3𝑥+2𝑦=10,则下列结论正确的是( ) A. xy的最大值为25
B. √3𝑥+√2𝑦的最大值为2√5 C. 𝑥+𝑦的最小值为2 D. 𝑥2+𝑦2的最大值为13
3100
3
2
56
13. 若𝑥>−1,则𝑥+𝑥+1的最小值是__________.
14. 已知sin𝛼=2cos𝛼,则sin2𝛼+2sin𝛼cos𝛼=______.
15. 已知函数𝑦=lg(√𝑥2−𝑥+1+𝑎𝑥)的定义域是R,则实数a的取值范围是______.
1
1
16. 若x,𝑦∈𝑅+,(𝑥−𝑦)2=(𝑥𝑦)3,则𝑥+𝑦的最小值为______.
17. 函数𝑓(𝑥)是定义在R上的偶函数,当𝑥≥0时,𝑓(𝑥)=𝑥2−2𝑥.
(1)求函数𝑓(𝑥)在𝑥∈(−∞,0)的解析式; (2)当𝑚>0时,若|𝑓(𝑚)|=1,求实数m的值.
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18. 已知函数𝑓(𝑥)=𝐴sin(𝜔𝑥+𝜑)(𝐴>0,𝜔>0,0≤𝜑<𝜋)的图象如图所示.
(1)求函数𝑓(𝑥)的解析式;
(2)首先将函数𝑓(𝑥)的图象上每一点横坐标缩短为原来的2,然后将所得函数图象向右平移8个单位,最后再向上平移1个单位得到函数𝑔(𝑥)的图象,求函数𝑔(𝑥)在[0,2]内的值域.
𝜋
1
𝜋
19. 在股票市场上,投资者常根据股价(每股的价格)走势图来操作,股民老张在研究某只股
票时,发现其在平面直角坐标系内的走势图有如下特点:每日股价𝑦(元)与时间𝑥(天)的关系在ABC段可近似地用函数𝑦=𝑎sin(𝜔𝑥+𝜑)+20(𝑎>0,𝜔>0,0<𝜑<𝜋)的图象从最高点A到最低点C的一段来描述(如图),并且从C点到今天的D点在底部横盘整理,今天也出现了明显的底部结束信号.
老张预测这只股票未来一段时间的走势图会如图中虚线DEF段所示,且DEF段与ABC段关于直线l:𝑥=34对称,点B、D的坐标分别是(12,20)、(44,12).
(1)请你帮老张确定a、𝜔、𝜑的值,写出ABC段的函数表达式,并指出此时x的取值范围; (2)请你帮老张确定虚线DEF段的函数表达式,并指出此时x的取值范围;
(3)如果老张预测准确,且在今天买入该只股票,那么最短买入多少天后,股价至少是买入价的两倍?
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20. 已知_____,且函数𝑔(𝑥)=2𝑥2+𝑎.
①函数𝑓(𝑥)=𝑥2+(2−𝑎)𝑥+4在定义域[𝑏−1,𝑏+1]上为偶函数; ②函数𝑓(𝑥)=𝑎𝑥+𝑏(𝑎>0)在[1,2]上的值域为[2,4];
在①,②两个条件中,选择一个条件,将上面的题目补充完整,求出a,b的值,并解答本题. (1)判断𝑔(𝑥)的奇偶性,并证明你的结论;
(2)设ℎ(𝑥)=−𝑥−2𝑐,对∀𝑥1∈𝑅,总∃𝑥2∈[−2,2],使得𝑔(𝑥1)=ℎ(𝑥2)成立,求实数c的取值范围.
𝑥+𝑏
21. 已知函数𝑓(𝑥)=log3(9𝑥+1)+𝑘𝑥是偶函数.
(1)当𝑥≥0,函数𝑦=𝑓(𝑥)−𝑥+𝑎存在零点,求实数a的取值范围;
(2)设函数ℎ(𝑥)=log3(𝑚⋅3𝑥−2𝑚),若函数𝑓(𝑥)与ℎ(𝑥)的图象只有一个公共点,求实数m的取值范围.
𝑚
22. 已知函数𝑓(𝑥)=ln(1−𝑥)−ln(1+𝑥),𝑔(𝑥)=4𝑥+2𝑥+1𝑚−2+1.
(1)判断函数𝑓(𝑥)的奇偶性,并说明理由;
(2)若存在两不相等的实数a,b,使𝑓(𝑎)+𝑓(𝑏)=0,且𝑔(𝑎)+𝑔(𝑏)≥0,求实数m的取值范围.
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答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:对于A,𝑦=(√𝑥)2的定义域为[0,+∞),与𝑦=𝑥的定义域为R不同,故A错误; 对于B,函数𝑣=𝑢,与函数𝑦=𝑥为同一函数,故B正确; 对于C,𝑦=√𝑥2=|𝑥|与𝑦=𝑥的对应关系不同,故C错误; 对于D,𝑚=𝑛=𝑛(𝑛≠0)与𝑦=𝑥的定义域不同,故D错误. 故选:𝐵.
直接利用同一函数的概念判断A、B、C、D的结论.
本题考查的知识要点:同一函数的定义,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于基础题.
𝑛2
2.【答案】B
【解析】解:因为𝑁={𝑥|2𝑥>7}={𝑥|𝑥>2},𝑀={1,3,5,7,9}, 所以𝑀∩𝑁={5,7,9}. 故选:𝐵.
直接根据交集的运算性质,求出𝑀∩𝑁即可. 本题考查了交集及其运算,属基础题.
7
3.【答案】C
【解析】解:∵函数𝑓(𝑥+2)的定义域为(−3,4),即−3<𝑥<4, ∴𝑥+2∈(−1,6),即𝑓(𝑥)的定义域为(−1,6).
又3𝑥−1>0,∴𝑥>,取交集可得函数𝑔(𝑥)的定义域为(,6). 故选:𝐶.
由已知求得𝑓(𝑥)的定义域,结合分式的分母不为0,可得函数𝑔(𝑥)的定义域. 本题考查函数的定义域及其求法,关键是掌握该类问题的求解方法,是基础题.
1
3134.【答案】C
【解析】解:直线𝑥=1与函数图象的交点的纵坐标从上到下依次为c,d,a,b, 由√3>4>2>3, 故选:𝐶.
只需明确直线𝑥=1与函数图象的交点的纵坐标大小,即可得出答案. 本题考查指数函数的图象,属于基础题.
5
1
1
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5.【答案】B
【解析】解:若曲线𝛤和圆的宽相等,设曲线𝛤的宽度为1,则圆的半径为2, (1)根据定义,可以得到曲线𝛤是等宽曲线,错误; (2)曲线𝛤是等宽曲线且宽为线段AB的长,正确; (3)根据(2)得(3)错误;
(4)曲线𝛤的周长为3××2𝜋=𝜋,圆的周长为2𝜋×=𝜋,故它们的周长相等,正确; (5)正三角形的边长为
12𝜋×12
1,则三角形对应的扇形面积为6√31
1612=6,
𝜋
正三角形的面积𝑆=×1×1×则一个弓形面积𝑆′=−
𝜋𝜋6√32=
√34,
4,
√3则整个区域的面积为3(6−4)+4=2−2, 而圆的面积为𝜋(2)2=4,不相等,故错误. 综上,正确的有2个. 故选:𝐵.
若曲线𝛤和圆的宽相等,设曲线𝛤的宽度为1,则圆的半径为2,根据定义逐一判断即可得出结论. 本题主要考查新定义,理解“等宽曲线”得出等边三角形是解题的关键,属于中档题.
1
1
𝜋
√3𝜋√36.【答案】A
【解析】解:若𝑓(𝑥)在R上单调递增, 𝑎>1
则{𝑎−1>0, 𝑎+1≥3所以𝑎≥2,
由“𝑎≥3”可推出“𝑎≥2”,但由“𝑎≥2”推不出“𝑎≥3”, 所以“𝑎≥3”是“𝑓(𝑥)在R上单调递增”的充分不必要条件. 故选:𝐴.
先由𝑓(𝑥)在R上单调递增求得a的取值范围,再利用充分条件,必要条件的定义即得.
本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据函数单调性和导数之间的关系是解决本题的关键,属于基础题.
7.【答案】A
【解析】 【分析】
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本题考查了三个数大小的判断,对数的运算,属于中档题.
根据,可得𝑎<𝑏,然后由𝑏=log85<0.8和𝑐=log138>0.8,得到𝑐>𝑏,再确定a,b,c的大小关系. 【解答】
解:∵𝑏=log55=log53⋅log58
8
𝑎𝑏
𝑎log3
2
<
(log53+log58)
4
5
=(2)2<1,
log24
∴𝑎<𝑏; ∵55<84,
∴5<4log58,∴log58>1.25,∴𝑏=log85<0.8; ∵134<85,
∴4<5log138,∴𝑐=log138>0.8,∴𝑐>𝑏, 综上,𝑐>𝑏>𝑎. 故选:𝐴.
8.【答案】B
【解析】 【分析】
本题考查了正弦型函数的图象与性质的应用问题,也考查了数形结合解题思想,是难题. 令函数𝑓(𝑥)=0得sin(𝜔𝑥+𝜑)=2,根据正弦函数𝑦=sin𝑥的图象与性质,得出函数𝑦=sin𝑥相邻4个零点满足的条件,求出相邻三个零点和相邻四个零点占区间长度的最小值,由此求得𝜔的取值范围. 【解答】
解:令函数𝑓(𝑥)=2sin(𝜔𝑥+𝜑)−1=0,解得sin(𝜔𝑥+𝜑)=, 𝑦=sin(𝜔𝑥+𝜑)是由𝑦=sin𝑥图象变换得到的,且最小正周期为𝑇=在[0,2𝜋]内,sin=sin
𝜋6
5𝜋6
2𝜋, 𝜔
12
1
=,
12
所以函数𝑦=sin𝑥相邻4个零点𝑥1、𝑥2、𝑥3、𝑥4满足:
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𝑥2−𝑥1=𝑥4−𝑥3=
5𝜋𝜋−66=
2𝜋
, 3𝑥3−𝑥1=𝑥4−𝑥2=2𝜋,
𝑥3−𝑥2=(𝑥3−𝑥1)−(𝑥2−𝑥1)=2𝜋−3=3,
相邻三个零点占区间长度为𝑑1=2𝜋,即区间长度为2𝜋时至少有2个零点,
相邻四个零点占区间长度最短为𝑑2=𝑥4−𝑥1=(𝑥4−𝑥3)+(𝑥3−𝑥1)=3+2𝜋=3, 𝑥∈[,
𝜋2𝜋3𝜋
]时,𝜔𝑥442𝜋
8𝜋
2𝜋
4𝜋
∈[𝜔,
𝜋43𝜋3𝜋𝜋𝜔],区间宽度为(−)𝜔4448𝜋𝜋
(𝜔32=𝜔,
𝜋2𝜋2𝑑1≤𝜔<𝑑2,即2𝜋≤𝜔<解得4≤𝜔<故选:𝐵.
𝜋2=𝑑1至少有2个零点,𝜔=𝑑2至少有4个零点),
1616,所以𝜔的取值范围是[4,). 33
9.【答案】AB
【解析】解:关于x的一元二次方程(𝑎𝑥−1)(𝑥+1)=0的两根为,−1, 当𝑎>0时,𝑎>−1,故不等式的解集为(−1,𝑎), 当𝑎<0时,
②若𝑎=−1,则𝑎=−1,∴不等式解集为{𝑥|𝑥≠−1},
②若−1<𝑎<0,则𝑎<−1,∴不等式的解集为(−1,+∞)∪(−∞,𝑎), ③若𝑎<−1,则>−1,∴不等式的解集为(−∞,−1)∪(,+∞), 故选:𝐴𝐵.
先求出关于x的一元二次方程(𝑎𝑥−1)(𝑥+1)=0的两根为𝑎,−1,再对a进行讨论,解不等式即可.
本题考查一元二次不等式的解法,二次函数的图象与性质的应用,中档题.
1
1𝑎1𝑎1
1
11
1
1𝑎
10.【答案】ABC
【解析】 【分析】
本题考查了集合间的包含关系的应用,考查了一元二次不等式的解集的问题,属于基础题. 由已知求出集合A,再对应各个选项逐个求出满足选项的集合B的a的范围即可. 【解答】
解:由已知可得𝐴={𝑥|−3<𝑥<6},
若𝐴=𝐵,则𝑎=−3,且𝑎2−27=−18,解得𝑎=−3,故A正确, 当𝑎=−3时,𝐴=𝐵,故D错误,
若𝐴⊆𝐵,则(−3)2+𝑎⋅(−3)+𝑎2−27≤0且62+6𝑎+𝑎2−27≤0,解得𝑎=−3,故B正确,
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当𝐵=⌀时,𝑎2−4(𝑎2−27)≤0,解得𝑎≤−6或𝑎≥6,故C正确. 故选:𝐴𝐵𝐶.
11.【答案】ABD
【解析】解:函数𝑓(𝑥)=sin4𝑥+cos2𝑥=sin4𝑥+1−sin2𝑥=(sin2𝑥−)2+=(
3412341−cos2𝑥12
−)22+
=
cos22𝑥3
+44=
cos4𝑥+13
+48=
cos4𝑥+7
. 82𝜋4对于A:函数的最小正周期为𝑇=对于B:函数𝑓(−𝑥)=
𝜋
cos(−4𝑥)+7
8𝜋
7
=,故A正确;
𝜋2=𝑓(𝑥),函数为偶函数,故B正确;
𝜋7
对于C:当𝑥=8时,𝑓(8)=8,故函数的对称中心为(8,8),故C错误;
对于D:由于𝑥∈(−4,0),所以4𝑥∈(−𝜋,0),函数𝑓(𝑥)在该区间上单调递增,故D正确; 故选:𝐴𝐵𝐷.
直接利用三角函数关系式的恒等变换,余弦型函数性质的应用判断A、B、C、D的结论. 本题考查的知识要点:三角函数关系式的恒等变换,余弦型函数性质的应用,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于基础题.
𝜋
12.【答案】BC
【解析】 【分析】
本题主要考查了基本不等式的应用以及二次函数求最值,属于中档题.
A选项,直接运用基本不等式,即可求解;B选项,平方后再利用基本不不等式,即可求解;C选项,运用巧用“1”,即可求得结果;D选项,首先代入消元,再利用二次函数求最值即可. 【解答】
解:对于A选项,∵3𝑥+2𝑦=10, ∴3𝑥+2𝑦≥2√6𝑥𝑦,∴√6𝑥𝑦≤2=5,
∴𝑥𝑦≤6,当且仅当3𝑥=2𝑦,即𝑥=3,𝑦=2时等号成立.选项A错误; 对于B选项,∵(√3𝑥+√2𝑦)2=3𝑥+2𝑦+2√6𝑥𝑦≤10+10=20,
∴√3𝑥+√2𝑦≤2√5,当且仅当3𝑥=2𝑦,即𝑥=3,𝑦=2时等号成立.故选项B正确; 对于C选项,𝑥+𝑦=10×(𝑥+𝑦)(3𝑥+2𝑦)≥10(13+2√36)=2, 当且仅当𝑥=𝑦,即𝑥=𝑦=2时等号成立.故C选项正确; 对于D选项,𝑥2+𝑦2=(3)2+𝑦2=
10−2𝑦
13𝑦2−40𝑦+100
(0
96𝑦
6𝑥3
2
1
3
2
1
5
5
5
25
5
5
10
<𝑦<5),
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当𝑦=
20100
时,取得最小值为,因为1313y取不到5,所以无最大值;
故D选项错误. 故选𝐵𝐶.
13.【答案】2√3−1
【解析】 【分析】
本题考查基本不等式的应用,考查逻辑推理能力和运算能力,属于基础题. 利用基本不等式,即可得解. 【解答】
解:因为𝑥>−1,所以𝑥+1>0,
所以𝑥+𝑥+1=𝑥+1+𝑥+1−1≥2√(𝑥+1)⋅𝑥+1−1=2√3−1,当且仅当𝑥+1=𝑥+1,即𝑥=√3−1时,等号成立, 所以𝑥+𝑥+1的最小值是2√3−1. 故答案为:2√3−1.
33
3
3
3
14.【答案】5
【解析】解:∵sin𝛼=2cos𝛼,即tan𝛼=2,
8
sin2𝛼+2sin𝛼cos𝛼tan2𝛼+2tan𝛼22+2×28∴sin𝛼+2sin𝛼cos𝛼====. 22225tan𝛼+1sin𝛼+cos𝛼2+1
2
故答案为:5.
将已知等式左右两边同时除以cos𝛼,利用同角三角函数间的基本关系弦化切求出tan𝛼的值,然后将所求的式子利用同角三角函数基本关系式化简后,把tan𝛼的值代入即可求出值.
此题考查了同角三角函数间的基本关系,熟练掌握同角三角函数基本关系式是解本题的关键,属于基础题.
8
15.【答案】(−
√32,1]
【解析】解:∵函数𝑦=lg(√𝑥2−𝑥+1+𝑎𝑥)的定义域是R, ∴√𝑥2−𝑥+1+𝑎𝑥>0对于任意实数x恒成立, 即𝑎𝑥>−√𝑥2−𝑥+1对于任意实数x恒成立,
当𝑥=0时,上式化为0>−1,此式对任意实数a都成立;
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当𝑥>0时,则𝑎>
1
−√𝑥2−𝑥+1𝑥1
1
=−√𝑥2−𝑥+1,
1
1
3
3
11
∵𝑥>0,∴𝑥>0,则𝑥2−𝑥+1=(𝑥−2)2+4≥4, 则−√𝑥2−𝑥+1≤−2,可得𝑎>−2; 当𝑥<0时,则𝑎<
1𝑥√𝑥2−𝑥+1
11√3√3−𝑥1𝑥21𝑥=√𝑥2−𝑥+1,
1𝑥123411
∵𝑥<0,∴<0,则
1
1
−+1=(−)2+>1,
则√𝑥2−𝑥+1>1,可得𝑎≤1. 综上可得,实数a的取值范围是(−故答案为:(−2,1].
问题转化为𝑎𝑥>−√𝑥2−𝑥+1对于任意实数x恒成立,然后对x分类,再由配方法求最值,即可求得实数a的取值范围.
本题考查函数的定义域及其求法,考查恒成立问题的求解方法,考查化归与转化思想,考查运算求解能力,是中档题.
√3√32,1].
16.【答案】2
【解析】解:∵𝑥,𝑦∈𝑅+,(𝑥−𝑦)2=(𝑥𝑦)3, ∴
1𝑥221+2𝑥𝑦𝑦4
−=𝑥𝑦,
1
∴𝑥𝑦+𝑥𝑦=(𝑥+𝑦)2,
∴𝑥+𝑦=√𝑥𝑦+𝑥𝑦≥√2√𝑥𝑦⋅𝑥𝑦=2, 当且仅当𝑥𝑦=2时“=”成立, 故答案为:2.
求出𝑥𝑦+𝑥𝑦=(𝑥+𝑦)2,根据基本不等式的性质求出代数式的最小值即可. 本题考查了基本不等式的性质,考查转化思想,是基础题.
4
1
1
1
1
441
17.【答案】解:(1)令𝑥∈(−∞,0),则−𝑥∈(0,+∞),
由𝑓(𝑥)=𝑓(−𝑥),此时𝑓(𝑥)=𝑥2+2𝑥; (2)由𝑚>0,|𝑓(𝑚)|=|𝑚2−2𝑚|=1, 所以𝑚2−2𝑚=±1,
解得𝑚=1或𝑚=1+√2或𝑚=1−√2(舍).
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【解析】(1)根据偶函数的性质,令𝑥∈(−∞,0),由𝑓(𝑥)=𝑓(−𝑥)即可得解; (2)𝑚>0,有|𝑚2−2𝑚|=1,解方程即可得解. 本题考查了偶函数的性质,属于基础题.
18.【答案】解:(1)由图象得𝐴=2,12−3=4𝑇=4⋅
由2×12+𝜑=2+2𝑘𝜋, 可得𝜑=−3+2𝑘𝜋(𝑘∈𝑍), ∵0≤𝜑≤𝜋, ∴𝜑=,
∴𝑓(𝑥)=2sin(2𝑥+).
(2)𝑔(𝑥)=2sin[4(𝑥−)+]+1=2sin(4𝑥−)+1, 当𝑥∈[0,]时,4𝑥−∈[−,∴𝑔(𝑥)∈[−1,3].
【解析】本题考查了函数𝑦=𝐴sin(𝜔𝑥+𝜑)的图象变换以及由𝑦=𝐴sin(𝜔𝑥+𝜑)的部分图象确定其解析式,考查数形结合思想和逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
(1)由图象可求A的值,利用三角函数的周期公式可求𝜔的值,再代入点(12,2)计算出𝜑的值即可得解;
(2)由题意根据函数𝑦=𝐴sin(𝜔𝑥+𝜑)的图象变换可求𝑔(𝑥)的解析式,进而根据正弦函数的图象与性质即可得解.
13𝜋
𝜋
2
𝜋6
𝜋11𝜋𝜋
],sin(4𝑥−)666
𝜋
8𝜋3𝜋6𝜋35𝜋13𝜋
𝜋
13𝜋
𝜋
3
32𝜋
𝜔⇒𝜔=2,
𝜋3∈[−1,1],
19.【答案】解:(1)由图及B、D的纵坐标可知,𝑎=20−12=8,
𝑇42𝜋
𝜋
=12,𝑇=48,则𝜔=48=24,
𝜋
3𝜋
𝜋
由24×24+𝜑=2,解得𝜑=2,
则ABC段的函数表达式为𝑓(𝑥)=8sin(24𝑥+2)+20=8cos24𝑥+20,𝑥∈[0,24];
(2)由题意结合对称性可知,DEF段的函数解析式为𝑦=8cos[24(68−𝑥)]+20,𝑥∈[44,68]; (3)由8cos[24(68−𝑥)]+20=24,解得𝑥=60, ∴买入60−44=16天后,股票至少是买入价的两倍.
【解析】(1)由已知图中B与D的坐标求得a与T,进一步求得𝜔,再由五点作图的第三点求解𝜑,则函数解析式可求,并求得x的范围; (2)由对称性求解DEF段的解析式;
(3)由8cos[24(68−𝑥)]+20=24解得𝑥=60,减去44得答案.
𝜋𝜋
𝜋
𝜋
𝜋
𝜋
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本题考查根据实际问题选择函数模型,考查𝑦=𝐴sin(𝜔𝑥+𝜑)型函数的图象与性质,考查运算求解能力,是中档题.
20.【答案】解:选择条件①,
(1)若函数𝑓(𝑥)=𝑥2+(2−𝑎)𝑥+4在定义域[𝑏−1,𝑏+1]上为偶函数, 2−𝑎=0则有{,解可得𝑎=2,𝑏=0,
𝑏−1+𝑏+1=0则𝑔(𝑥)=2𝑥2+2,
易知𝑔(𝑥)=2𝑥2+2为奇函数,
证明:𝑔(𝑥)的定义域为R,有𝑔(−𝑥)=−则𝑔(𝑥)为奇函数;
(2)由(1)的结论,𝑔(𝑥)为定义域为R的奇函数, 当𝑥>0时,𝑔(𝑥)=
1
1
1𝑥
𝑥
𝑥2𝑥2+2=−𝑔(𝑥),
2(𝑥+𝑥)1
,
1
设𝑡=𝑥+𝑥,则有𝑥+𝑥≥2√𝑥×𝑥=2,当且仅当𝑥=1时等号成立,则有𝑡≥2, 对于𝑔(𝑥)=
1
12(𝑥+𝑥)
=2𝑡.则有0<𝑔(𝑥)≤2×2=4,
111
又由𝑔(𝑥)为奇函数,则𝑔(0)=0, 当𝑥<0时,有−≤𝑔(𝑥)<0,
综合可得:−4≤𝑔(𝑥)≤4,即函数𝑔(𝑥)的值域为[−4,4]; ℎ(𝑥)=−𝑥−2𝑐,在区间[−2,2]上,其值域为[−2−2𝑐,2−2𝑐],
−2−2𝑐≤−
4
对∀𝑥∈𝑅,总∃𝑥2∈[−2,2],使得𝑔(𝑥1)=ℎ(𝑥2)成立,则有{, 1
2−2𝑐≥4解可得:−≤𝑐≤,故c的取值范围为[−,]. 选择条件②,
(1)函数𝑓(𝑥)=𝑎𝑥+𝑏(𝑎>0)在[1,2]上的值域为[2,4]; 𝑓(1)=𝑎+𝑏=2
有𝑎>0,𝑓(𝑥)在[1,2]上为增函数,则有{,
𝑓(2)=2𝑎+𝑏=4解可得𝑎=2,𝑏=0, 则𝑔(𝑥)=2𝑥2+2,
易知𝑔(𝑥)=2𝑥2+2为奇函数,
证明:𝑔(𝑥)的定义域为R,有𝑔(−𝑥)=−2𝑥2+2=−𝑔(𝑥), 则𝑔(𝑥)为奇函数;
𝑥
𝑥𝑥787877881
1
1
11
14
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(2)由(1)的结论,𝑔(𝑥)为定义域为R的奇函数, 当𝑥>0时,𝑔(𝑥)=
1
1
12(𝑥+𝑥)1
,
1
设𝑡=𝑥+𝑥,则有𝑥+𝑥≥2√𝑥×𝑥=2,当且仅当𝑥=1时等号成立,则有𝑡≥2, 对于𝑔(𝑥)=
1
12(𝑥+𝑥)
=2𝑡.则有0<𝑔(𝑥)≤2×2=4,
111
又由𝑔(𝑥)为奇函数,则𝑔(0)=0, 当𝑥<0时,有−≤𝑔(𝑥)<0,
综合可得:−4≤𝑔(𝑥)≤4,即函数𝑔(𝑥)的值域为[−4,4]; ℎ(𝑥)=−𝑥−2𝑐,在区间[−2,2]上,其值域为[−2−2𝑐,2−2𝑐],
−2−2𝑐≤−4对∀𝑥∈𝑅,总∃𝑥2∈[−2,2],使得𝑔(𝑥1)=ℎ(𝑥2)成立,则有{, 1
2−2𝑐≥4解可得:−≤𝑐≤,故c的取值范围为[−,].
【解析】(1)根据题意,由函数奇偶性的性质求出a、b的值,即可得函数𝑔(𝑥)的解析式,由函数奇偶性的定义分析可得结论;
(2)结合函数的奇偶性求出函数𝑔(𝑥)的值域以及ℎ(𝑥)在[−2,2]上的值域,分析可得关于c的不等式,解可得答案.
本题考查函数与方程的关系,涉及函数的奇偶性的性质以及应用,属于中档题.
7
8
78
7788
1
1
1
11
14
21.【答案】解:(1)∵𝑓(𝑥)是偶函数,∴𝑓(−𝑥)=𝑓(𝑥),
即log3(9−𝑥+1)−𝑘𝑥=log3(9𝑥+1)+𝑘𝑥对任意𝑥∈𝑅恒成立,∴2𝑘𝑥=log3(9−𝑥+1)−log3(9+1)=
𝑥
9−𝑥+1log3𝑥9+1=log33−2𝑥=−2𝑥,∴𝑘=−1.
即𝑓(𝑥)=log3(9𝑥+1)−𝑥,
因为函数𝑦=𝑓(𝑥)−𝑥+𝑎有零点,即方程log3(9𝑥+1)−2𝑥=−𝑎有实数根.
令𝑔(𝑥)=log3(9𝑥+1)−2𝑥,则函数𝑦=𝑔(𝑥)与直线𝑦=−𝑎有交点,∵𝑔(𝑥)=log3(9𝑥+1)−2𝑥=log3(9+1)−log39=又1+
1
9𝑥𝑥
𝑥
9𝑥+1log3𝑥9
=log3(1+
1
), 9𝑥>1,∴𝑔(𝑥)=log3(1+
1)9𝑥>0,∴−𝑎>0,所以𝑎<0,即a的取值范围是(−∞,0).
(2)
9𝑥+1log3(𝑥)
3解:因为𝑓(𝑥)=log3(9+1)−𝑥=log3(9+1)−log33=又函数𝑓(𝑥)与ℎ(𝑥)的图象只有一个公共点,
𝑥𝑥𝑥
=log3(3𝑥+3−𝑥),
则关于x的方程log3(𝑚⋅3𝑥−2𝑚)=log3(3𝑥+3−𝑥)只有一个解, 所以𝑚⋅3𝑥−2𝑚=3𝑥+3−𝑥,
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令𝑡=3𝑥(𝑡>0),得(𝑚−1)𝑡2−2𝑚𝑡−1=0,
①当𝑚−1=0,即𝑚=1时,此方程的解为𝑡=−2,不满足题意,
②当𝑚−1>0,即𝑚>1时,此时𝛥=4𝑚2+4(𝑚−1)=4(𝑚2+𝑚−1)>0,又𝑡1+𝑡2=𝑡1𝑡2=𝑚−1<0,
所以此方程有一正一负根,故满足题意,
③当𝑚−1<0,即𝑚<1时,由方程(𝑚−1)𝑡2−2𝑚𝑡−1=0只有一正根,则需4𝑚2−4(𝑚−1)×(−1)=0{−2𝑚, −>0
2(𝑚−1)−1
2𝑚
𝑚−11
>0,
解得𝑚=
−1−√5, 2
−1−√5}∪(1,+∞). 2
综合①②③得,实数m的取值范围为:{
【解析】(1)利用偶函数的定义𝑓(−𝑥)=𝑓(𝑥),即可求出实数k的值,从而得到𝑓(𝑥)的解析式;令𝑓(𝑥)−𝑥+𝑎=0,得−𝑎=𝑓(𝑥)−𝑥,构造函数𝑔(𝑥)=𝑓(𝑥)−𝑥,将问题转化为直线𝑦=−𝑎与函数𝑦=𝑔(𝑥)的图象有交点,从而求出实数a的取值范围;
(2)依题意等价于关于x的方程log3(𝑚⋅3𝑥−2𝑚)=log3(3𝑥+3−𝑥)只有一个解,令𝑡=3𝑥,讨论(𝑚−1)𝑡2−2𝑚𝑡−1=0的正根即可.
本题考查了函数的奇偶性、函数的零点与方程的根、函数图象的交点与方程的根的相互转化,属难度较大的题型.
22.【答案】解:(1)由{1−𝑥>0,解得−1<𝑥<1,
1+𝑥>0
所以函数的定义域为(−1,1),
又𝑓(−𝑥)=ln(1+𝑥)−ln(1−𝑥)=−[ln(1−𝑥)−ln(1+𝑥)]=−𝑓(𝑥), 所以𝑓(𝑥)为奇函数.
(2)因为𝑓(𝑎)+𝑓(𝑏)=0,且𝑓(𝑥)为奇函数, 所以𝑎+𝑏=0,且𝑎≠0,即𝑏=−𝑎,
又𝑓(𝑥)的定义域为(−1,1),所以𝑎∈(−1,0)∪(0,1), 而𝑔(𝑥)=4𝑥+2𝑥+1𝑚−2+1=(2𝑥)2+2𝑚⋅2𝑥−2+1,
所以𝑔(𝑎)+𝑔(𝑏)=𝑔(𝑎)+𝑔(−𝑎)=(2𝑎)2+2𝑚⋅2𝑎−2+1+(2−𝑎)2+2𝑚⋅2−𝑎−2+1, 令𝑘=2𝑎,则𝑘∈(2,1)∪(1,2),
所以𝑔(𝑎)+𝑔(𝑏)=𝑘2+2𝑚𝑘−2+1+2+2𝑚⋅𝑘−2+1=𝑘2+2+2𝑚(𝑘+𝑘)−𝑚+2=𝑘𝑘(𝑘+𝑘)2+2𝑚(𝑘+𝑘)−𝑚,
令𝑡=𝑘+𝑘,则𝑡∈(2,2),𝑔(𝑎)+𝑔(𝑏)=𝑡2+2𝑚𝑡−𝑚,
1
5
1
1
𝑚
1
1
𝑚
1
1
1
𝑚
𝑚
𝑚
𝑚
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故可将问题“存在两不相等的实数a,b使得𝑔(𝑎)+𝑔(𝑏)≥0“转化为𝑡2+2𝑚𝑡−𝑚≥0在𝑡∈(2,)上有解, 即−𝑚≤设ℎ(𝑡)=
𝑡2
在𝑡2𝑡−1𝑡2
,𝑡2𝑡−1𝑡22𝑡−1
52∈(2,2)上有解,
∈(2,),则问题进一步转化为求ℎ(𝑡)的最大值,
1
125
52因为ℎ(𝑡)==
5
−(𝑡)+2⋅𝑡1=
1
12−(𝑡−1)+1
25
在𝑡∈(2,2)上单调递增,
5
所以ℎ(𝑡)max<ℎ(2)=
25
1
22−(5−1)+1
=16,
所以−𝑚≤16,即𝑚≥−16, 故实数m的取值范围为[−
25
,+∞). 1625
【解析】(1)先写出函数的定义域,再计算𝑓(−𝑥),并判断与𝑓(𝑥)的关系,得解;
(2)由𝑓(𝑥)为奇函数,推出𝑏=−𝑎且𝑎∈(−1,0)∪(0,1),再运用两次换元法,将原问题转化为𝑡2+2𝑚𝑡−𝑚≥0在𝑡∈(2,)上有解,然后结合参变分离法与二次函数的性质,得解.
本题主要考查函数的存在性问题,熟练掌握函数的奇偶性,灵活运用换元法是解题的关键,考查转化与化归思想,逻辑推理能力和运算能力,属于难题.
5
2
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