广东省东莞市东莞中学2024-2025学年高一上学期第二次段考(期中)数学试题
1.(2024高一上·东莞期中)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
2.(2024高一上·东莞期中)“”是“是第一象限角”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
3.(2024高一上·东莞期中)十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈利奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐渐被数学届接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.已知,,均为实数,且满足,那么下列选项中一定成立的是( )
A. B. C. D.
4.(2024高一上·东莞期中)函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
5.(2024高一上·东莞期中)已知命题“”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2024高一上·东莞期中)函数(,且)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
7.(2024高一上·东莞期中)已知一个扇形的周长为20,则当该扇形的面积最大时,其圆心角的弧度为( )
A.1 B.2 C. D.
8.(2024高一上·东莞期中)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
9.(2024高一上·东莞期中)下列函数在其定义域上既是奇函数又是增函数的是( )
A. B. C. D.
10.(2024高一上·东莞期中)下列说法中错误的有( )
A.命题,则命题的否定是
B.“”是“”的必要不充分条件
C.命题“”是真命题
D.“”是“函数在上单调递增”的必要不充分条件
11.(2024高一上·东莞期中)取一条长度为1的直线段,将它三等分,去掉中间一段,留剩下两段,再将剩下的两段再分别三等分,各去掉中间一段,剩下更短的四段,……,将这样的操作一直继续下去,直至无穷,由于在不断分割舍弃过程中,所形成的线段数目越来越多,长度越来越小,在极限的情况下,得到一个离散的点集,称为康托尔三分集.某数学小组类比拓扑学中的康托尔三等分集,定义了区间上的函数,规定其具有以下性质:①任意;②;③,则关于该函数下列说法正确的是( )
A.在上单调递增 B.的图象关于点对称
C.当时, D.当时,
12.(2024高一上·东莞期中)函数在上的最小值是 .
13.(2024高一上·东莞期中)我们经常听到这样一种说法:一张纸经过一定次数对折之后厚度能超过地月距离.但实际上,因为纸张本身有厚度,我们并不能将纸张无限次对折,当纸张的厚度超过纸张的长边时,便不能继续对折了,一张长边为,厚度为的矩形纸张沿两个方向不断对折,则经过两次对折,长边变为,厚度变为.在理想情况下,对折次数有下列关系:(注:,,),根据以上信息,一张长边长为,厚度为的纸最多能对折 次.
14.(2024高一上·东莞期中)借助信息技术计算的值,我们发现当时的底数越来越小,而指数越来越大,随着越来越大,会无限趋近于(是自然对数的底数).根据以上知识判断,当越来越大时,会趋近于
15.(2024高一上·东莞期中)已知集合,
(1)写出的所有子集;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
16.(2024高一上·东莞期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)求的值域;
(3)若不等式,求实数的取值范围.
17.(2024高一上·东莞期中)科技创新成为全球经济格局关键变量,某公司为实现1600万元的利润目标,准备制定一个激励研发人员的奖励方案:当投资收益达到600万元时,按投资收益进行奖励,要求奖金(单位:万元)随投资收益(单位:万元)的增加而增加,奖金总数不低于20万元,且奖金总数不超过投资收益的.
(1)现有①;②;③三个奖励函数模型.结合函数的性质及已知条件.当时,判断哪个函数模型符合公司要求?
(2)根据(1)中符合公司要求的函数模型,要使奖金达到50万元,公司的投资收益至少为多少万元?
18.(2024高一上·东莞期中)法国数学家佛郎索瓦 韦达于1615年在著作《论方程的识别与订正》中建立了方程根与系数的关系,由于韦达最早发现代数方程的根与系数之间的这种关系,人们把这个关系称为韦达定理,它的内容为:“对于一元二次方程,它的两根、有如下关系:.”
韦达定理还有逆定理,它的内容为:“如果两数和满足如下关系:,那么这两个数和是方程的根.”通过韦达定理的逆定理,我们就可以利用两数的和与积的关系构造一元二次方程
例如:,那么和是方程的两根.请应用上述材料解决以下问题:
(1)已知、是两个不相等的实数,且满足,,求的值;
(2)已知实数、满足,,求的值;
(3)已知,是二次函数的两个零点,且,求使的值为整数的所有的值.
19.(2024高一上·东莞期中)对于函数如果存在实数 使得那么称为的线性生成函数,称为生成系数对.
(1)已,试判断是否为的线性生成函数,若是,求出生成系数对,若不是,说明理由;
(2)已知的线性生成函数为,生成系数对为,试讨论的奇偶性,并说明理由;
(3)已知的线性生成函数为,生成系数对为,若对于任意,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】并集及其运算
【解析】【解答】解:解不等式,即,可得。因为,所以的取值为,,,即.
又,所以.
故答案为:D.
【分析】先求解集合,即找出满足不等式的整数;再根据并集的定义,将集合与集合中的所有元素合并,得到.
2.【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;象限角、轴线角
【解析】【解答】解:若,则的终边在第一象限,所以是第一象限角,充分性成立.
若是第一象限角,比如,它是第一象限角,但不在内,必要性不成立.
所以“”是“是第一象限角”的充分不必要条件.
故答案为:A.
【分析】根据充分、必要条件的定义,结合第一象限角的范围来判断.
3.【答案】D
【知识点】利用不等式的性质比较数(式)的大小
【解析】【解答】解:选项A:当时,不成立,所以选项A错误.
选项B:当时,不成立,所以选项B错误.
选项C:当,时,此时,并非,所以选项C错误.
选项D:根据不等式的性质,不等式两边同时减去同一个数,不等号方向不变.因为,所以,选项D一定成立.
故答案为:D.
【分析】依据不等式的基本性质,对每个选项逐一分析.通过举反例来验证选项A、B、C是否成立,利用不等式两边同时加(减)同一个数,不等号方向不变的性质来判断选项D.
4.【答案】C
【知识点】函数零点存在定理
【解析】【解答】解:由题意知,,
,
所以,而函数为上的增函数,
由零点的存在性定理知函数的零点在区间.
故答案为:C.
【分析】利用函数零点存在性定理,即若函数在区间上连续,且,则函数在内有零点.同时结合函数单调性判断零点所在区间.
5.【答案】A
【知识点】全称量词命题;命题的否定;命题的真假判断与应用
【解析】【解答】解:当时,不等式变为,解得,不是对所有实数都成立,不满足题意.当时,函数是二次函数,要使恒成立,
需满足. 解,即,得.
综上,实数的取值范围是.
故答案为:A
【分析】分和两种情况讨论,结合二次函数的图象性质,判断不等式恒成立时的取值范围.
6.【答案】C
【知识点】指数型复合函数的性质及应用;指数函数的图象与性质
【解析】【解答】解: 因为函数(,且),
当时,是增函数,并且恒过定点,
又因为的图象在的基础上向下平移超过1个单位长度,故D错误,C正确;
当时,是减函数,并且恒过定点,
又的图象在的基础上向下平移了不到1个单位长度,故A,B错误.
故答案为:C.
【分析】分和两种情况,根据指数函数的单调性和图象平移规律(向下平移个单位),结合特殊点、的函数值来判断选项.
7.【答案】B
【知识点】扇形的弧长与面积;二次函数模型
【解析】【解答】解:设扇形的半径为,圆心角的弧度为,则扇形的弧长.
已知扇形的周长为,则,可得().
扇形的面积.
对于二次函数,其图象开口向下,对称轴为.
当时,取得最大值,此时.所以当扇形面积最大时,其圆心角的弧度为。
故答案为:B
【分析】先设出扇形的半径,根据扇形周长公式表示出弧长,再结合扇形面积公式得到面积关于半径的函数,最后利用二次函数的性质求出面积最大时的半径,进而求出圆心角的弧度.
8.【答案】B
【知识点】对数函数的图象与性质
【解析】【解答】解: 如图,设,则的中点为,
点在函数图象上,且轴,则,
由图可知点在的左侧,即.
故答案为:B
【分析】利用对数函数的图象性质,结合中点坐标和指数与对数的互化,通过图象直观比较大小.
9.【答案】B,C
【知识点】函数单调性的判断与证明;函数的奇偶性;幂函数的图象与性质
【解析】【解答】解: 选项A:的定义域为,为奇函数不是增函数,故A不符合题意;
选项B:函数的定义域为R,设,
则,所以为奇函数,
又为增函数,所以为增函数,故B符合题意;
选项C:函数的定义域为R,为奇函数和增函数,故C符合题意;
选项D:函数的定义域为,不是奇函数,故D不符合题意.
故答案为:BC.
【分析】分别根据奇函数和增函数的定义,对每个选项的函数进行奇偶性和单调性判断.
10.【答案】A,B,D
【知识点】命题的否定;命题的真假判断与应用;必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:选项A:特称命题的否定,按照特称命题否定的规则,应将存在量词“”改为全称量词“”,并否定结论,即,而不是,所以选项A错误.
选项B:若,不一定能推出,例如,但,这说明“”不是“”的必要条件,所以“”不是“”的必要不充分条件,选项B错误.
选项C:当时,,所以命题“”是真命题,选项C正确.
选项D:函数的图象是开口向上的抛物线,其对称轴为.若函数在上单调递增,则对称轴.由能推出,但由不能推出,所以“”是“函数在上单调递增”的充分不必要条件,而不是必要不充分条件,选项D错误.
故答案为:ABD.
【分析】对于每个选项,分别根据相关数学知识(特称命题的否定、充分必要条件的判断、命题真假判断、二次函数单调性)进行分析,判断其正确性.
11.【答案】B,C,D
【知识点】函数单调性的判断与证明;奇偶函数图象的对称性
【解析】【解答】解:选项A:由,令,得,所以;令,得.
由,令,得,所以,进而,解得.
再令,由,得,所以.
因为,不满足任意,严格递增(存在,,),
所以在上不是单调递增,选项A错误.
选项B:由,对于任意,点关于点的对称点也在函数图象上,所以的图象关于点对称,选项B正确.
选项C:由,再根据,令,得,即,解得,选项C正确.
选项D:由,令,得,所以.
因为在上非严格递增且,当时,,而当时,,所以,选项D正确.
故答案为:BCD.
【分析】根据函数的三个性质,通过赋值法求出特殊点的函数值,结合单调性和对称性的定义,对每个选项逐一分析判断.
12.【答案】
【知识点】对勾函数的图象与性质
【解析】【解答】解:对于对勾函数,其单调性为:在上单调递减,在上单调递增.
所以在上单调递增.
那么在上的最小值为.
故答案为: .
【分析】先分析对勾函数的单调性,确定其在区间上的单调性,再根据单调性求出该区间上的最小值.
13.【答案】8
【知识点】对数的性质与运算法则;换底公式及其推论
【解析】【解答】解:已知,,代入可得:.
根据换底公式,.
.
已知,,,则.所以.则.
因为为对折次数,必须为整数,所以的最大值为.
故答案为:.
【分析】根据题目所给对折次数的关系式,将,代入,然后利用对数的运算性质和换底公式进行计算,结合对数的取值范围确定的最大值.
14.【答案】
【知识点】有理数指数幂的运算性质;数列的极限
【解析】【解答】解:对进行变形,可得.
令,当越来越大时,也越来越大,此时无限趋近于,
即无限趋近于.所以无限趋近于,
即当越来越大时,会趋近于.
故答案为:
【分析】将所给式子转化为与形式相关的表达式,再利用其趋近于的性质求解.
15.【答案】(1)解:由题意,所以的子集有:.
(2)解:由题意可得:,故,解得:.
【知识点】子集与真子集;集合间关系的判断;交集及其运算;充分条件
【解析】【分析】(1)先根据集合的范围和正整数集的定义,确定它们的交集;再依据子集的定义,按照元素个数从少到多的顺序,逐一列举出所有子集,确保不重复、不遗漏.
(2)“”是“”的充分不必要条件,意味着是的真子集().根据真子集的定义,的所有元素都在中,且中存在元素不在中.由此列出关于的不等式组,求解得到的取值范围.
(1)由题意,
所以的子集有:.
(2)由题意可得:,
故,
解得:.
16.【答案】(1)解:根据题意,是定义在上的奇函数,则,
设,则,,
由函数为奇函数,
则,
所以.
(2)解:当时,;
当时,;
当时,,
所以的值域为.
(3)解:根据题意,当时,,
则函数在上单调递增,
由函数是定义在上的奇函数,
则函数在上单调递增,
由,
则,
,
解得,
所以,实数的取值范围为.
【知识点】函数的值域;奇函数与偶函数的性质;奇偶性与单调性的综合;指数函数的图象与性质
【解析】【分析】(1)根据奇函数的定义和性质,从而得出函数的解析式.
(2)根据函数单调性和奇偶性,从而得出函数的值域.
(3)由题意得出,再根据函数的单调性和函数的定义域,从而列出不等式组得出实数a的取值范围.
(1)根据题意,是定义在上的奇函数,则,
设,则,,
又由函数为奇函数,则,
则;
(2)当时,;当时,;
当时,;
所以的值域为;
(3)根据题意,当时,.则函数在上单调递增,
又由函数是定义在上的奇函数,则函数在上单调递增,
由,有,
,解得,
所以实数的取值范围为.
17.【答案】(1)解: 由题意,符合公司要求的函数在上单调递增,
且对任意恒有且.
①对于函数在上单调递增,
当时,不符合要求;
②对于函数在上单调递减,不符合要求;
③对于函数,在上单调递增,
且当时,
,
因为
而所以当时,恒成立,
因此为符合公司要求的函数模型.
(2)解:由得,
所以,所以公司的投资收益至少为万元.
【知识点】“直线上升”模型;“对数增长”模型;“指数爆炸”模型
【解析】【分析】(1)根据函数单调性、和的条件,逐一分析三个函数模型.
(2)根据符合要求的函数模型,解不等式求投资收益的最小值.
(1)由题意,符合公司要求的函数在上单调递增,
且对任意恒有且.
①对于函数在上单调递增,
当时,不符合要求;
②对于函数在上单调递减,不符合要求;
③对于函数,在上单调递增,
且当时,
,
因为
而所以当时,恒成立,
因此为符合公司要求的函数模型.
(2)由得,
所以,
所以公司的投资收益至少为万元.
18.【答案】(1)解:由,,,可将可看作方程的两个不相等的实数根,由韦达定理,,所以;
(2)解:由,,
可将看作方程的两个实数根,
由解得或,则有或,
① 当时,;
② 当时,.
所以的值为22或37.
(3)解:由题意和韦达定理,可得,,
且,解得,
故
因,又,故必为的因数,
则的值可能为,则实数k的值可能为,又,
故k的所有取值为.
【知识点】一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【分析】(1)观察到、满足的方程形式相同,可将其看作某一元二次方程的两个不相等实数根,然后利用韦达定理求出两根之和与两根之积,最后代入的变形公式()计算.
(2)先对已知条件进行变形,得到关于和的关系式,将和看作某一元二次方程的两个实数根,求解该方程得到两根的可能取值,再分情况利用完全平方公式计算.
(3)先根据二次函数有两个零点,利用判别式求出的取值范围;再由韦达定理得到和的值,将变形为关于和的式子,结合其值为整数及的条件,确定的可能取值,进而求出的值.
(1)由,,,
可将可看作方程的两个不相等的实数根,
由韦达定理,,
所以;
(2)由,,
可将可看作方程的两个实数根,
由解得或,
则有或,
① 当时,;
② 当时,.
所以的值为22或37.
(3)由题意和韦达定理,可得,,
且,解得,
故
因,又,故必为的因数,
则的值可能为,
则实数k的值可能为,又,
故k的所有取值为.
19.【答案】(1)解:若为的线性生成函数,则即,
所以,无解,故不存在实数 使得所以不是的线性生成函数.
(2)解:因为的线性生成函数为,生成系数对为,
所以,
当时,,对任意,都有,
故当时,为偶函数;
当时,,对任意,
易得到,,
当时,既不是奇函数也不是偶函数.
综上:当时,为偶函数;当时,既不是奇函数也不是偶函数.
(3)解:因为的线性生成函数为,生成系数对为,所以,
因为由,可得,即.
化简得,即.令,,,.
易知在单调递减,所以,在单调递增,
所以,则由题意可得在的值域是在的值域的子集.
所以,即,解得,所以实数的取值范围.
【知识点】函数的单调性及单调区间;函数的奇偶性
【解析】【分析】(1)根据线性生成函数的定义,假设是、的线性生成函数,列出等式,将其整理为关于、的系数等式组,通过判断该方程组是否有解,来确定是否为线性生成函数.
(2)先根据线性生成函数的定义写出的表达式,再分和两种情况,依据函数奇偶性的定义(为偶函数,为奇函数),判断的奇偶性.
(3)先根据线性生成函数的定义求出,再对已知等式进行变形,得到关于和的关系式,进而转化为两个函数值域的包含关系问题.分别求出两个函数在对应区间上的值域,根据子集关系列出不等式组,求解得到的取值范围.
(1)若为的线性生成函数,则
即,
所以,无解,故不存在实数 使得
所以不是的线性生成函数.
(2)因为的线性生成函数为,生成系数对为,
所以,
当时,,
对任意,都有,
故当时,为偶函数;
当时,,
对任意,
易得到,,
当时,既不是奇函数也不是偶函数.
综上:当时,为偶函数;
当时,既不是奇函数也不是偶函数.
(3)因为的线性生成函数为,生成系数对为,
所以,
因为
由,
可得,即
化简得,即
令,,,
易知在单调递减,所以,
在单调递增,所以,
则由题意可得在的值域是在的值域的子集.
所以,即,解得,
所以实数的取值范围.
1 / 1广东省东莞市东莞中学2024-2025学年高一上学期第二次段考(期中)数学试题
1.(2024高一上·东莞期中)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】并集及其运算
【解析】【解答】解:解不等式,即,可得。因为,所以的取值为,,,即.
又,所以.
故答案为:D.
【分析】先求解集合,即找出满足不等式的整数;再根据并集的定义,将集合与集合中的所有元素合并,得到.
2.(2024高一上·东莞期中)“”是“是第一象限角”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
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;象限角、轴线角
【解析】【解答】解:若,则的终边在第一象限,所以是第一象限角,充分性成立.
若是第一象限角,比如,它是第一象限角,但不在内,必要性不成立.
所以“”是“是第一象限角”的充分不必要条件.
故答案为:A.
【分析】根据充分、必要条件的定义,结合第一象限角的范围来判断.
3.(2024高一上·东莞期中)十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈利奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐渐被数学届接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.已知,,均为实数,且满足,那么下列选项中一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】利用不等式的性质比较数(式)的大小
【解析】【解答】解:选项A:当时,不成立,所以选项A错误.
选项B:当时,不成立,所以选项B错误.
选项C:当,时,此时,并非,所以选项C错误.
选项D:根据不等式的性质,不等式两边同时减去同一个数,不等号方向不变.因为,所以,选项D一定成立.
故答案为:D.
【分析】依据不等式的基本性质,对每个选项逐一分析.通过举反例来验证选项A、B、C是否成立,利用不等式两边同时加(减)同一个数,不等号方向不变的性质来判断选项D.
4.(2024高一上·东莞期中)函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数零点存在定理
【解析】【解答】解:由题意知,,
,
所以,而函数为上的增函数,
由零点的存在性定理知函数的零点在区间.
故答案为:C.
【分析】利用函数零点存在性定理,即若函数在区间上连续,且,则函数在内有零点.同时结合函数单调性判断零点所在区间.
5.(2024高一上·东莞期中)已知命题“”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】全称量词命题;命题的否定;命题的真假判断与应用
【解析】【解答】解:当时,不等式变为,解得,不是对所有实数都成立,不满足题意.当时,函数是二次函数,要使恒成立,
需满足. 解,即,得.
综上,实数的取值范围是.
故答案为:A
【分析】分和两种情况讨论,结合二次函数的图象性质,判断不等式恒成立时的取值范围.
6.(2024高一上·东莞期中)函数(,且)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】指数型复合函数的性质及应用;指数函数的图象与性质
【解析】【解答】解: 因为函数(,且),
当时,是增函数,并且恒过定点,
又因为的图象在的基础上向下平移超过1个单位长度,故D错误,C正确;
当时,是减函数,并且恒过定点,
又的图象在的基础上向下平移了不到1个单位长度,故A,B错误.
故答案为:C.
【分析】分和两种情况,根据指数函数的单调性和图象平移规律(向下平移个单位),结合特殊点、的函数值来判断选项.
7.(2024高一上·东莞期中)已知一个扇形的周长为20,则当该扇形的面积最大时,其圆心角的弧度为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】B
【知识点】扇形的弧长与面积;二次函数模型
【解析】【解答】解:设扇形的半径为,圆心角的弧度为,则扇形的弧长.
已知扇形的周长为,则,可得().
扇形的面积.
对于二次函数,其图象开口向下,对称轴为.
当时,取得最大值,此时.所以当扇形面积最大时,其圆心角的弧度为。
故答案为:B
【分析】先设出扇形的半径,根据扇形周长公式表示出弧长,再结合扇形面积公式得到面积关于半径的函数,最后利用二次函数的性质求出面积最大时的半径,进而求出圆心角的弧度.
8.(2024高一上·东莞期中)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】对数函数的图象与性质
【解析】【解答】解: 如图,设,则的中点为,
点在函数图象上,且轴,则,
由图可知点在的左侧,即.
故答案为:B
【分析】利用对数函数的图象性质,结合中点坐标和指数与对数的互化,通过图象直观比较大小.
9.(2024高一上·东莞期中)下列函数在其定义域上既是奇函数又是增函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B,C
【知识点】函数单调性的判断与证明;函数的奇偶性;幂函数的图象与性质
【解析】【解答】解: 选项A:的定义域为,为奇函数不是增函数,故A不符合题意;
选项B:函数的定义域为R,设,
则,所以为奇函数,
又为增函数,所以为增函数,故B符合题意;
选项C:函数的定义域为R,为奇函数和增函数,故C符合题意;
选项D:函数的定义域为,不是奇函数,故D不符合题意.
故答案为:BC.
【分析】分别根据奇函数和增函数的定义,对每个选项的函数进行奇偶性和单调性判断.
10.(2024高一上·东莞期中)下列说法中错误的有( )
A.命题,则命题的否定是
B.“”是“”的必要不充分条件
C.命题“”是真命题
D.“”是“函数在上单调递增”的必要不充分条件
【答案】A,B,D
【知识点】命题的否定;命题的真假判断与应用;必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:选项A:特称命题的否定,按照特称命题否定的规则,应将存在量词“”改为全称量词“”,并否定结论,即,而不是,所以选项A错误.
选项B:若,不一定能推出,例如,但,这说明“”不是“”的必要条件,所以“”不是“”的必要不充分条件,选项B错误.
选项C:当时,,所以命题“”是真命题,选项C正确.
选项D:函数的图象是开口向上的抛物线,其对称轴为.若函数在上单调递增,则对称轴.由能推出,但由不能推出,所以“”是“函数在上单调递增”的充分不必要条件,而不是必要不充分条件,选项D错误.
故答案为:ABD.
【分析】对于每个选项,分别根据相关数学知识(特称命题的否定、充分必要条件的判断、命题真假判断、二次函数单调性)进行分析,判断其正确性.
11.(2024高一上·东莞期中)取一条长度为1的直线段,将它三等分,去掉中间一段,留剩下两段,再将剩下的两段再分别三等分,各去掉中间一段,剩下更短的四段,……,将这样的操作一直继续下去,直至无穷,由于在不断分割舍弃过程中,所形成的线段数目越来越多,长度越来越小,在极限的情况下,得到一个离散的点集,称为康托尔三分集.某数学小组类比拓扑学中的康托尔三等分集,定义了区间上的函数,规定其具有以下性质:①任意;②;③,则关于该函数下列说法正确的是( )
A.在上单调递增 B.的图象关于点对称
C.当时, D.当时,
【答案】B,C,D
【知识点】函数单调性的判断与证明;奇偶函数图象的对称性
【解析】【解答】解:选项A:由,令,得,所以;令,得.
由,令,得,所以,进而,解得.
再令,由,得,所以.
因为,不满足任意,严格递增(存在,,),
所以在上不是单调递增,选项A错误.
选项B:由,对于任意,点关于点的对称点也在函数图象上,所以的图象关于点对称,选项B正确.
选项C:由,再根据,令,得,即,解得,选项C正确.
选项D:由,令,得,所以.
因为在上非严格递增且,当时,,而当时,,所以,选项D正确.
故答案为:BCD.
【分析】根据函数的三个性质,通过赋值法求出特殊点的函数值,结合单调性和对称性的定义,对每个选项逐一分析判断.
12.(2024高一上·东莞期中)函数在上的最小值是 .
【答案】
【知识点】对勾函数的图象与性质
【解析】【解答】解:对于对勾函数,其单调性为:在上单调递减,在上单调递增.
所以在上单调递增.
那么在上的最小值为.
故答案为: .
【分析】先分析对勾函数的单调性,确定其在区间上的单调性,再根据单调性求出该区间上的最小值.
13.(2024高一上·东莞期中)我们经常听到这样一种说法:一张纸经过一定次数对折之后厚度能超过地月距离.但实际上,因为纸张本身有厚度,我们并不能将纸张无限次对折,当纸张的厚度超过纸张的长边时,便不能继续对折了,一张长边为,厚度为的矩形纸张沿两个方向不断对折,则经过两次对折,长边变为,厚度变为.在理想情况下,对折次数有下列关系:(注:,,),根据以上信息,一张长边长为,厚度为的纸最多能对折 次.
【答案】8
【知识点】对数的性质与运算法则;换底公式及其推论
【解析】【解答】解:已知,,代入可得:.
根据换底公式,.
.
已知,,,则.所以.则.
因为为对折次数,必须为整数,所以的最大值为.
故答案为:.
【分析】根据题目所给对折次数的关系式,将,代入,然后利用对数的运算性质和换底公式进行计算,结合对数的取值范围确定的最大值.
14.(2024高一上·东莞期中)借助信息技术计算的值,我们发现当时的底数越来越小,而指数越来越大,随着越来越大,会无限趋近于(是自然对数的底数).根据以上知识判断,当越来越大时,会趋近于
【答案】
【知识点】有理数指数幂的运算性质;数列的极限
【解析】【解答】解:对进行变形,可得.
令,当越来越大时,也越来越大,此时无限趋近于,
即无限趋近于.所以无限趋近于,
即当越来越大时,会趋近于.
故答案为:
【分析】将所给式子转化为与形式相关的表达式,再利用其趋近于的性质求解.
15.(2024高一上·东莞期中)已知集合,
(1)写出的所有子集;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)解:由题意,所以的子集有:.
(2)解:由题意可得:,故,解得:.
【知识点】子集与真子集;集合间关系的判断;交集及其运算;充分条件
【解析】【分析】(1)先根据集合的范围和正整数集的定义,确定它们的交集;再依据子集的定义,按照元素个数从少到多的顺序,逐一列举出所有子集,确保不重复、不遗漏.
(2)“”是“”的充分不必要条件,意味着是的真子集().根据真子集的定义,的所有元素都在中,且中存在元素不在中.由此列出关于的不等式组,求解得到的取值范围.
(1)由题意,
所以的子集有:.
(2)由题意可得:,
故,
解得:.
16.(2024高一上·东莞期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)求的值域;
(3)若不等式,求实数的取值范围.
【答案】(1)解:根据题意,是定义在上的奇函数,则,
设,则,,
由函数为奇函数,
则,
所以.
(2)解:当时,;
当时,;
当时,,
所以的值域为.
(3)解:根据题意,当时,,
则函数在上单调递增,
由函数是定义在上的奇函数,
则函数在上单调递增,
由,
则,
,
解得,
所以,实数的取值范围为.
【知识点】函数的值域;奇函数与偶函数的性质;奇偶性与单调性的综合;指数函数的图象与性质
【解析】【分析】(1)根据奇函数的定义和性质,从而得出函数的解析式.
(2)根据函数单调性和奇偶性,从而得出函数的值域.
(3)由题意得出,再根据函数的单调性和函数的定义域,从而列出不等式组得出实数a的取值范围.
(1)根据题意,是定义在上的奇函数,则,
设,则,,
又由函数为奇函数,则,
则;
(2)当时,;当时,;
当时,;
所以的值域为;
(3)根据题意,当时,.则函数在上单调递增,
又由函数是定义在上的奇函数,则函数在上单调递增,
由,有,
,解得,
所以实数的取值范围为.
17.(2024高一上·东莞期中)科技创新成为全球经济格局关键变量,某公司为实现1600万元的利润目标,准备制定一个激励研发人员的奖励方案:当投资收益达到600万元时,按投资收益进行奖励,要求奖金(单位:万元)随投资收益(单位:万元)的增加而增加,奖金总数不低于20万元,且奖金总数不超过投资收益的.
(1)现有①;②;③三个奖励函数模型.结合函数的性质及已知条件.当时,判断哪个函数模型符合公司要求?
(2)根据(1)中符合公司要求的函数模型,要使奖金达到50万元,公司的投资收益至少为多少万元?
【答案】(1)解: 由题意,符合公司要求的函数在上单调递增,
且对任意恒有且.
①对于函数在上单调递增,
当时,不符合要求;
②对于函数在上单调递减,不符合要求;
③对于函数,在上单调递增,
且当时,
,
因为
而所以当时,恒成立,
因此为符合公司要求的函数模型.
(2)解:由得,
所以,所以公司的投资收益至少为万元.
【知识点】“直线上升”模型;“对数增长”模型;“指数爆炸”模型
【解析】【分析】(1)根据函数单调性、和的条件,逐一分析三个函数模型.
(2)根据符合要求的函数模型,解不等式求投资收益的最小值.
(1)由题意,符合公司要求的函数在上单调递增,
且对任意恒有且.
①对于函数在上单调递增,
当时,不符合要求;
②对于函数在上单调递减,不符合要求;
③对于函数,在上单调递增,
且当时,
,
因为
而所以当时,恒成立,
因此为符合公司要求的函数模型.
(2)由得,
所以,
所以公司的投资收益至少为万元.
18.(2024高一上·东莞期中)法国数学家佛郎索瓦 韦达于1615年在著作《论方程的识别与订正》中建立了方程根与系数的关系,由于韦达最早发现代数方程的根与系数之间的这种关系,人们把这个关系称为韦达定理,它的内容为:“对于一元二次方程,它的两根、有如下关系:.”
韦达定理还有逆定理,它的内容为:“如果两数和满足如下关系:,那么这两个数和是方程的根.”通过韦达定理的逆定理,我们就可以利用两数的和与积的关系构造一元二次方程
例如:,那么和是方程的两根.请应用上述材料解决以下问题:
(1)已知、是两个不相等的实数,且满足,,求的值;
(2)已知实数、满足,,求的值;
(3)已知,是二次函数的两个零点,且,求使的值为整数的所有的值.
【答案】(1)解:由,,,可将可看作方程的两个不相等的实数根,由韦达定理,,所以;
(2)解:由,,
可将看作方程的两个实数根,
由解得或,则有或,
① 当时,;
② 当时,.
所以的值为22或37.
(3)解:由题意和韦达定理,可得,,
且,解得,
故
因,又,故必为的因数,
则的值可能为,则实数k的值可能为,又,
故k的所有取值为.
【知识点】一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【分析】(1)观察到、满足的方程形式相同,可将其看作某一元二次方程的两个不相等实数根,然后利用韦达定理求出两根之和与两根之积,最后代入的变形公式()计算.
(2)先对已知条件进行变形,得到关于和的关系式,将和看作某一元二次方程的两个实数根,求解该方程得到两根的可能取值,再分情况利用完全平方公式计算.
(3)先根据二次函数有两个零点,利用判别式求出的取值范围;再由韦达定理得到和的值,将变形为关于和的式子,结合其值为整数及的条件,确定的可能取值,进而求出的值.
(1)由,,,
可将可看作方程的两个不相等的实数根,
由韦达定理,,
所以;
(2)由,,
可将可看作方程的两个实数根,
由解得或,
则有或,
① 当时,;
② 当时,.
所以的值为22或37.
(3)由题意和韦达定理,可得,,
且,解得,
故
因,又,故必为的因数,
则的值可能为,
则实数k的值可能为,又,
故k的所有取值为.
19.(2024高一上·东莞期中)对于函数如果存在实数 使得那么称为的线性生成函数,称为生成系数对.
(1)已,试判断是否为的线性生成函数,若是,求出生成系数对,若不是,说明理由;
(2)已知的线性生成函数为,生成系数对为,试讨论的奇偶性,并说明理由;
(3)已知的线性生成函数为,生成系数对为,若对于任意,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)解:若为的线性生成函数,则即,
所以,无解,故不存在实数 使得所以不是的线性生成函数.
(2)解:因为的线性生成函数为,生成系数对为,
所以,
当时,,对任意,都有,
故当时,为偶函数;
当时,,对任意,
易得到,,
当时,既不是奇函数也不是偶函数.
综上:当时,为偶函数;当时,既不是奇函数也不是偶函数.
(3)解:因为的线性生成函数为,生成系数对为,所以,
因为由,可得,即.
化简得,即.令,,,.
易知在单调递减,所以,在单调递增,
所以,则由题意可得在的值域是在的值域的子集.
所以,即,解得,所以实数的取值范围.
【知识点】函数的单调性及单调区间;函数的奇偶性
【解析】【分析】(1)根据线性生成函数的定义,假设是、的线性生成函数,列出等式,将其整理为关于、的系数等式组,通过判断该方程组是否有解,来确定是否为线性生成函数.
(2)先根据线性生成函数的定义写出的表达式,再分和两种情况,依据函数奇偶性的定义(为偶函数,为奇函数),判断的奇偶性.
(3)先根据线性生成函数的定义求出,再对已知等式进行变形,得到关于和的关系式,进而转化为两个函数值域的包含关系问题.分别求出两个函数在对应区间上的值域,根据子集关系列出不等式组,求解得到的取值范围.
(1)若为的线性生成函数,则
即,
所以,无解,故不存在实数 使得
所以不是的线性生成函数.
(2)因为的线性生成函数为,生成系数对为,
所以,
当时,,
对任意,都有,
故当时,为偶函数;
当时,,
对任意,
易得到,,
当时,既不是奇函数也不是偶函数.
综上:当时,为偶函数;
当时,既不是奇函数也不是偶函数.
(3)因为的线性生成函数为,生成系数对为,
所以,
因为
由,
可得,即
化简得,即
令,,,
易知在单调递减,所以,
在单调递增,所以,
则由题意可得在的值域是在的值域的子集.
所以,即,解得,
所以实数的取值范围.
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