湖南省祁东县一中分校2025-2026学年高一上学期期中考试数学试题
1.(2025高一上·祁东期中)已知集合,,若,则实数( ).
A.0或1或2 B.1或2 C.0或1 D.1
2.(2025高一上·祁东期中)不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
3.(2025高一上·祁东期中)设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
4.(2025高一上·祁东期中)函数的单调递减区间是( )
A. B.和
C. D.和
5.(2025高一上·祁东期中)命题是假命题,则的范围是( )
A. B. C. D.
6.(2025高一上·祁东期中)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
7.(2025高一上·祁东期中)设正数,满足,若不等式对任意实数恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(2025高一上·祁东期中)已知是定义在上的奇函数,且是上的增函数,若,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
9.(2025高一上·祁东期中)已知不等式的解集为,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
10.(2025高一上·祁东期中)以下结论正确的是( )
A.若,则的最小值是2
B.若且,则
C.的最小值是2
D.若,且,则
11.(2025高一上·祁东期中)已知函数 是定义在 上的偶函数,当 时, ,则下列说法正确的是( )
A.函数 有3个单调区间
B.当 时,
C.函数 有最小值
D.不等式 的解集是
12.(2025高一上·祁东期中)函数的定义域是 .
13.(2025高一上·祁东期中)已知幂函数的图像关于轴对称,且在上单调递减,则关于的不等式的实数取值范围为 .
14.(2025高一上·祁东期中)若关于的不等式的解集中恰有两个整数,则实数的取值范围是 .
15.(2025高一上·祁东期中)已知全集,集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
16.(2025高一上·祁东期中)已知正实数满足.
(1)求的最小值及此时的值;
(2)求的最大值及此时的值;
(3)求的最小值及此时的值.
17.(2025高一上·祁东期中)某地政府为进一步推进地区创业基地建设,助推创业带动就业工作,拟对创业者提供万元的创业补助.某企业拟定在申请得到万元创业补助后,将产量增加到万件,同时企业生产万件产品需要投入的成本为万元,并以每件元的价格将其生产的产品全部售出.(注:收益=销售金额+创业补助-成本)
(1)求该企业获得创业补助后的收益万元与创业补助万元的函数关系式;
(2)当创业补助为多少万元时,该企业所获收益最大?
18.(2025高一上·祁东期中)若定义在R上的函数对任意实数x,y恒有,当时,,且.
(1)求证:为奇函数;
(2)求在上的最小值;
(3)若不等式:恒成立,求a的取值范围;
19.(2025高一上·祁东期中)给定函数,若实数使得,则称为函数的不动点,若实数使得,则称为函数的稳定点,函数的不动点一定是该函数的稳定点.
(1)求函数的不动点:
(2)设,,且恰好有两个稳定点和.
(i)求实数的取值范围,
(ii),,求实数的取值范围.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】并集及其运算
【解析】【解答】解:由,可得.若,则成立;
若,又,则或,则或.综上可得或或.
故答案为:A
【分析】由可推出.要分两种情况讨论:(空集)和(非空集).先求解集合,再结合的条件分别计算实数的值.
2.【答案】C
【知识点】一元二次不等式及其解法
【解析】【解答】解:即为即,故,
故解集为.
故答案为:C.
【分析】先将分式不等式移项通分,转化为整式不等式(注意分母不为 0),再通过因式分解求解解集。
3.【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:,所以由能推出,
由不一定能推出,例如,显然,
但是不成立,因此“”是“”的充分不必要条件,
故答案为:A
【分析】根据充分条件、必要条件的定义,分别判断“”能否推出“”,以及“”能否推出“”。
4.【答案】B
【知识点】函数的单调性及单调区间
【解析】【解答】解:,则由二次函数的性质知,当时,的单调递减区间为;当,的
单调递减区间为,故的单调递减区间是和.
故答案为:B
【分析】根据绝对值的定义将其拆分为分段函数,再结合二次函数的对称轴与开口方向,分别分析每一段的单调性,最终确定整个函数的单调递减区间.
5.【答案】A
【知识点】存在量词命题
【解析】【解答】解:由题意得,命题的否定:.
∵命题是假命题,
∴命题的否定是真命题.
当时,,符合题意,
当时,,解得,
综上所述,的范围是.
故答案为:A.
【分析】命题是假命题,等价于其否定“”是真命题,分和两种情况,结合二次函数的性质(开口方向、判别式)求解的范围。
6.【答案】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;函数的图象
【解析】【解答】解:由图可知函数为偶函数,而函数和函数为奇函数,故AB错误;又当时,此时,由图可知当时,,故C错误,D正确.
故答案为:D
【分析】先根据函数图象的奇偶性排除非偶函数选项,再通过特定区间的函数值符号,匹配选项中的解析式。
7.【答案】D
【知识点】函数恒成立问题;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】解:因为正数,满足,
则,因为,
所以,则,
当且仅当即时等号成立.
因为不等式对任意实数恒成立,
即恒成立.
,所以,
即对任意实数恒成立.
令,
因为,所以.
所以.
故答案为:D.
【分析】先利用“乘1法”结合基本不等式求出a + b的最小值,再将不等式恒成立问题转化为m不小于二次函数的最大值,进而求解m的范围。
8.【答案】C
【知识点】函数的奇偶性
【解析】【解答】解:因为是上的增函数,且,
所以当时,;当时,.
因为是定义在上的奇函数,所以的图象关于原点对称,
所以当时,;
当时,.
故不等式等价于或,
解得或.
故答案为:C.
【分析】先利用奇函数的对称性和单调性,确定在和上的符号分布,再将不等式拆分为“与同号”的两种情况,分别求解后取并集。
9.【答案】B,C,D
【知识点】一元二次不等式;一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【解答】解:因为不等式的解集为,
故相应的二次函数的图像开口向下,所以,故A错误;
易知2和是方程的两个根,则有,,
又,故,,故BC正确;
因为,所以,故D正确.
故答案为:BCD
【分析】根据一元二次不等式的解集,确定二次函数的开口方向、方程的根,再结合韦达定理分析系数a,b,c的符号,最后代入特殊值判断a+b+c的符号。
10.【答案】B,D
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】解:A,因为,所以当时,,当且仅当即时等号成立;当时,,当且仅当即时等号成立,A错误.
B,因为,所以,,所以,当且仅当即时等号成立,B正确.
C,,当且仅当时等号成立,但无实数解,故的最小值不是2,C错误.
D,因为,所以,当且仅当时等号成立,D正确.
故答案为:BD.
【分析】利用基本不等式的适用条件(正数、定值、等号可取),逐一分析每个选项的正误。
11.【答案】B,C
【知识点】函数的单调性及单调区间;函数的最大(小)值;奇函数与偶函数的性质
【解析】【解答】解:当 时, ,因为 时,
所以 ,又因为 是定义在 上的偶函数
所以 时,
即
如图所示:
对A,由图知,函数 有 个单调区间,A不符合题意;
对B,由上述分析知,当 时, ,B符合题意;
对C,由图知,当 或 时,函数 取得最小值 ,C符合题意;
对D,由图知,不等式 的解集是 ,D不符合题意.
故答案为:BC.
【分析】由偶函数的定义和x≤0的解析式,求得x > 0时的解析式,可判断B;求得f (x )的单调区间,可判断A;由二次函数的最值可判断C;讨论x的符号,解不等式,可判断D.
12.【答案】
【知识点】函数的定义域及其求法;不等式的解集
【解析】【解答】解:对于函数,有,解得且且.
因此,函数的定义域为.
故答案为:.
【分析】确定该函数的定义域,需同时满足偶次根式内被开方数非负和分母不为零这两个条件,据此列出不等式组并求解,最终取各条件的交集得到定义域.
13.【答案】
【知识点】幂函数的图象与性质;利用幂函数的单调性比较大小
【解析】【解答】解:因为幂函数的图像关于轴对称,则函数是偶函数,即
为偶数,所以为奇数,又在上单调递减,,解得,又,,故不等式可化为,
函数的定义域为,且在与上均单调递减,
因而或或,解得或或,
即满足所求不等式的实数取值范围为.
故答案为:
【分析】根据幂函数的奇偶性和单调性确定的值,再分析幂函数的定义域与单调性,最后分情况列出不等式组求解实数的取值范围.
14.【答案】
【知识点】一元二次不等式及其解法
【解析】【解答】解:不等式,可化为
当,即时,,
解集中含有两个整数解,,
当,不等式解集为,不符合题意,
当,即时,,
解集中含有两个整数解,,
综上得.
故答案为:.
【分析】先将不等式因式分解,再分“” “”两种情况讨论解集范围,结合“恰有两个整数解”的条件,确定的取值区间,进而求出的范围。
15.【答案】(1)解:当时,可知集合,
由可知,
所以集合,则
(2)解:因为,所以可得,
当时,则,解之可得,
当时,,解之可得,
综上可知实数的取值范围为.
【知识点】集合间关系的判断;并集及其运算;子集与交集、并集运算的转换
【解析】【分析】(1)集合运算:先代入的值确定,再通过函数定义域求出,最后根据并集定义计算结果。
(2)集合包含关系:由转化为,分“为空集”和“不为空集”两种情况,结合的区间端点列不等式(组)求解,最终合并结果。
(1)当时,可知集合,
由可知,
所以集合,则
(2)因为,所以可得,
当时,则,解之可得,
当时,,解之可得,
综上可知实数的取值范围为.
16.【答案】(1)解:由基本不等式有,所以,等号成立当且仅当满足题意;
(2)解:由基本不等式推论有,等号成立当且仅当,
所以的最大值是;
(3)解:一方面,另一方面,所以,
从而,等号成立当且仅当,所以的最小值是3.
【知识点】基本不等式;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)利用基本不等式的变形求平方和的最小值;
(2)通过凑定值,结合基本不等式推论求积的最大值;
(3)通过式子变形凑出“和为定值”的形式,再用基本不等式求最小值.
(1)由基本不等式有,
所以,等号成立当且仅当满足题意;
(2)由基本不等式推论有,等号成立当且仅当,
所以的最大值是;
(3)一方面,另一方面,所以,
从而,等号成立当且仅当,
所以的最小值是3.
17.【答案】(1)解:依据题意可知,销售金额万元,创业补助万元,成本为万元,
所以收益,.
(2)解:由(1)可知,,
其中,当且仅当,即时,取等号.
所以,
所以当时,该企业所获收益最大,最大值为74万元.
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)函数关系式:先根据m=x+2分别表示销售金额、成本,再结合“收益=销售金额+补助 - 成本”的公式,化简得到收益与x的函数。
(2)收益最大值:通过变形将函数转化为“常数-两项和”的形式,利用基本不等式求两项和的最小值,进而得到收益的最大值,同时确定取等号时的x值。
(1)依据题意可知,销售金额万元,创业补助万元,成本为万元,
所以收益,.
(2)由(1)可知,,
其中,当且仅当,即时,取等号.
所以,
所以当时,该企业所获收益最大,最大值为74万元.
18.【答案】(1)证明:函数的定义域为R,
令,则,解得.
令,则,得,
所以函数为奇函数.
(2)解:任取,则,因为当时,,则,
由(1)知,,即,
所以为R上的减函数,可知在上的最小值为,
因为,,,
所以,即在上的最小值为.
(3)解:由(2)可求,
所以,
由(2)可知为减函数,所以时,即恒成立,
时,,不等式恒成立;
时,有恒成立,由函数在上单调递增,
则有,所以a的取值范围为.
【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
【解析】【分析】(1)奇偶性证明:利用抽象函数的赋值法(令得,令结合奇函数定义)证明。
(2)最值求解:先通过作差法证明函数的单调性,再结合单调性确定最值点,利用已知条件计算最值。
(3)不等式求解:利用函数的奇偶性与单调性,将抽象函数不等式转化为具体的代数不等式,再结合参数范围恒成立的条件求解参数。
(1)函数的定义域为R,
令,则,解得.
令,则,得,
所以函数为奇函数.
(2)任取,则,因为当时,,则,
由(1)知,,即,
所以为R上的减函数,可知在上的最小值为,
因为,,,
所以,即在上的最小值为.
(3)由(2)可求,
所以,
由(2)可知为减函数,所以时,即恒成立,
时,,不等式恒成立;
时,有恒成立,由函数在上单调递增,
则有,所以a的取值范围为.
19.【答案】(1)解:令,得,整理得,解得或,
经检验知均满足要求,故函数的不动点为-2和3.
(2)解:(i)令,得,即,得,所以有,此方程恰好有两个不同的实数解.
①当,即时,方程化为,仅有一个实数解,不满足题意;
②当时,要么方程无实数解,要么方程仅有一个实数解为1或者.
故或或,解得或.
综上,当恰好有两个稳定点时,实数的取值范围为.
(ii)法一:由(i)知,的两个稳定点为和1,当时,,故,,
于是,.此时函数的对称轴,令.
①当时,,在单调递减,在单调递增,
,,故,而,故在
单调递减,在单调递增,注意到,故,
所以当时的值域为,即的值域为.于是由题意得,无解.
②当时,在单调递增,当时,,,
即的值域为,不满足题意,舍去.当时,,故,,
于是,,此时函数的对称轴,令.
③当时,,在单调递增,当时,,,即的值域为,于是有,解得;
④当时,,在单调递减,在单调递增,
,,故,而,故在
单调递减,在单调递增,注意到,故,
所以当时的值域为,即的值域为.于是由题意得,解得.综上,实数的取值范围为.
法二:由(i)知,的两个稳定点为和1,因为,,故取,得,解得,所以,,因为,解得,由(i)知,,故,
故有,.当时,,令,当时,因,,故.而,故在单调递减,在单调递增,
注意到,故,
所以当时的值域为,即的值域为.
于是由题意得,解得.所以实数的取值范围为.
【知识点】二次函数与一元二次不等式的对应关系;二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
【解析】【分析】(1)不动点的核心是,因此需构建方程,通过整式变形、解一元二次方程求解.
(2)(i)稳定点需满足,即。通过因式分解将方程拆分为“不动点方程”和“新二次方程”,再分情况讨论新二次方程的根的个数(无实根或与不动点方程重根),结合判别式求解;
(ii)法一是由(i)知稳定点为,(需先确定区间的单调性,再分析在区间内的最值,结合不等式求解).而法二利用稳定点和不等式直接推导.
(1)令,得,整理得,解得或,
经检验知均满足要求,故函数的不动点为-2和3.
(2)(i)令,得,
即,得,
所以有,此方程恰好有两个不同的实数解.
①当,即时,方程化为,
仅有一个实数解,不满足题意;
②当时,要么方程无实数解,
要么方程仅有一个实数解为1或者.
故或或,
解得或.
综上,当恰好有两个稳定点时,实数的取值范围为.
(ii)法一:由(i)知,的两个稳定点为和1,
当时,,故,,
于是,.
此时函数的对称轴,令.
①当时,,在单调递减,在单调递增,
,,故,
而,故在单调递减,在单调递增,
注意到,故,
所以当时的值域为,
即的值域为.于是由题意得,无解.
②当时,在单调递增,
当时,,,
即的值域为,不满足题意,舍去.
当时,,故,,
于是,,此时函数的对称轴,
令.
③当时,,在单调递增,
当时,,,即的值域为,
于是有,解得;
④当时,,在单调递减,在单调递增,
,,故,
而,故在单调递减,在单调递增,
注意到,故,
所以当时的值域为,
即的值域为.于是由题意得,解得.
综上,实数的取值范围为.
法二:由(i)知,的两个稳定点为和1,
因为,,故取,得,
解得,所以,,
因为,解得,
由(i)知,,故,
故有,.
当时,,令,当时,
因,,故.
而,故在单调递减,在单调递增,
注意到,故,
所以当时的值域为,
即的值域为.
于是由题意得,解得.
所以实数的取值范围为.
1 / 1湖南省祁东县一中分校2025-2026学年高一上学期期中考试数学试题
1.(2025高一上·祁东期中)已知集合,,若,则实数( ).
A.0或1或2 B.1或2 C.0或1 D.1
【答案】A
【知识点】并集及其运算
【解析】【解答】解:由,可得.若,则成立;
若,又,则或,则或.综上可得或或.
故答案为:A
【分析】由可推出.要分两种情况讨论:(空集)和(非空集).先求解集合,再结合的条件分别计算实数的值.
2.(2025高一上·祁东期中)不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】一元二次不等式及其解法
【解析】【解答】解:即为即,故,
故解集为.
故答案为:C.
【分析】先将分式不等式移项通分,转化为整式不等式(注意分母不为 0),再通过因式分解求解解集。
3.(2025高一上·祁东期中)设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:,所以由能推出,
由不一定能推出,例如,显然,
但是不成立,因此“”是“”的充分不必要条件,
故答案为:A
【分析】根据充分条件、必要条件的定义,分别判断“”能否推出“”,以及“”能否推出“”。
4.(2025高一上·祁东期中)函数的单调递减区间是( )
A. B.和
C. D.和
【答案】B
【知识点】函数的单调性及单调区间
【解析】【解答】解:,则由二次函数的性质知,当时,的单调递减区间为;当,的
单调递减区间为,故的单调递减区间是和.
故答案为:B
【分析】根据绝对值的定义将其拆分为分段函数,再结合二次函数的对称轴与开口方向,分别分析每一段的单调性,最终确定整个函数的单调递减区间.
5.(2025高一上·祁东期中)命题是假命题,则的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】存在量词命题
【解析】【解答】解:由题意得,命题的否定:.
∵命题是假命题,
∴命题的否定是真命题.
当时,,符合题意,
当时,,解得,
综上所述,的范围是.
故答案为:A.
【分析】命题是假命题,等价于其否定“”是真命题,分和两种情况,结合二次函数的性质(开口方向、判别式)求解的范围。
6.(2025高一上·祁东期中)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】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;函数的图象
【解析】【解答】解:由图可知函数为偶函数,而函数和函数为奇函数,故AB错误;又当时,此时,由图可知当时,,故C错误,D正确.
故答案为:D
【分析】先根据函数图象的奇偶性排除非偶函数选项,再通过特定区间的函数值符号,匹配选项中的解析式。
7.(2025高一上·祁东期中)设正数,满足,若不等式对任意实数恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】函数恒成立问题;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】解:因为正数,满足,
则,因为,
所以,则,
当且仅当即时等号成立.
因为不等式对任意实数恒成立,
即恒成立.
,所以,
即对任意实数恒成立.
令,
因为,所以.
所以.
故答案为:D.
【分析】先利用“乘1法”结合基本不等式求出a + b的最小值,再将不等式恒成立问题转化为m不小于二次函数的最大值,进而求解m的范围。
8.(2025高一上·祁东期中)已知是定义在上的奇函数,且是上的增函数,若,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】函数的奇偶性
【解析】【解答】解:因为是上的增函数,且,
所以当时,;当时,.
因为是定义在上的奇函数,所以的图象关于原点对称,
所以当时,;
当时,.
故不等式等价于或,
解得或.
故答案为:C.
【分析】先利用奇函数的对称性和单调性,确定在和上的符号分布,再将不等式拆分为“与同号”的两种情况,分别求解后取并集。
9.(2025高一上·祁东期中)已知不等式的解集为,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B,C,D
【知识点】一元二次不等式;一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【解答】解:因为不等式的解集为,
故相应的二次函数的图像开口向下,所以,故A错误;
易知2和是方程的两个根,则有,,
又,故,,故BC正确;
因为,所以,故D正确.
故答案为:BCD
【分析】根据一元二次不等式的解集,确定二次函数的开口方向、方程的根,再结合韦达定理分析系数a,b,c的符号,最后代入特殊值判断a+b+c的符号。
10.(2025高一上·祁东期中)以下结论正确的是( )
A.若,则的最小值是2
B.若且,则
C.的最小值是2
D.若,且,则
【答案】B,D
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】解:A,因为,所以当时,,当且仅当即时等号成立;当时,,当且仅当即时等号成立,A错误.
B,因为,所以,,所以,当且仅当即时等号成立,B正确.
C,,当且仅当时等号成立,但无实数解,故的最小值不是2,C错误.
D,因为,所以,当且仅当时等号成立,D正确.
故答案为:BD.
【分析】利用基本不等式的适用条件(正数、定值、等号可取),逐一分析每个选项的正误。
11.(2025高一上·祁东期中)已知函数 是定义在 上的偶函数,当 时, ,则下列说法正确的是( )
A.函数 有3个单调区间
B.当 时,
C.函数 有最小值
D.不等式 的解集是
【答案】B,C
【知识点】函数的单调性及单调区间;函数的最大(小)值;奇函数与偶函数的性质
【解析】【解答】解:当 时, ,因为 时,
所以 ,又因为 是定义在 上的偶函数
所以 时,
即
如图所示:
对A,由图知,函数 有 个单调区间,A不符合题意;
对B,由上述分析知,当 时, ,B符合题意;
对C,由图知,当 或 时,函数 取得最小值 ,C符合题意;
对D,由图知,不等式 的解集是 ,D不符合题意.
故答案为:BC.
【分析】由偶函数的定义和x≤0的解析式,求得x > 0时的解析式,可判断B;求得f (x )的单调区间,可判断A;由二次函数的最值可判断C;讨论x的符号,解不等式,可判断D.
12.(2025高一上·祁东期中)函数的定义域是 .
【答案】
【知识点】函数的定义域及其求法;不等式的解集
【解析】【解答】解:对于函数,有,解得且且.
因此,函数的定义域为.
故答案为:.
【分析】确定该函数的定义域,需同时满足偶次根式内被开方数非负和分母不为零这两个条件,据此列出不等式组并求解,最终取各条件的交集得到定义域.
13.(2025高一上·祁东期中)已知幂函数的图像关于轴对称,且在上单调递减,则关于的不等式的实数取值范围为 .
【答案】
【知识点】幂函数的图象与性质;利用幂函数的单调性比较大小
【解析】【解答】解:因为幂函数的图像关于轴对称,则函数是偶函数,即
为偶数,所以为奇数,又在上单调递减,,解得,又,,故不等式可化为,
函数的定义域为,且在与上均单调递减,
因而或或,解得或或,
即满足所求不等式的实数取值范围为.
故答案为:
【分析】根据幂函数的奇偶性和单调性确定的值,再分析幂函数的定义域与单调性,最后分情况列出不等式组求解实数的取值范围.
14.(2025高一上·祁东期中)若关于的不等式的解集中恰有两个整数,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】一元二次不等式及其解法
【解析】【解答】解:不等式,可化为
当,即时,,
解集中含有两个整数解,,
当,不等式解集为,不符合题意,
当,即时,,
解集中含有两个整数解,,
综上得.
故答案为:.
【分析】先将不等式因式分解,再分“” “”两种情况讨论解集范围,结合“恰有两个整数解”的条件,确定的取值区间,进而求出的范围。
15.(2025高一上·祁东期中)已知全集,集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)解:当时,可知集合,
由可知,
所以集合,则
(2)解:因为,所以可得,
当时,则,解之可得,
当时,,解之可得,
综上可知实数的取值范围为.
【知识点】集合间关系的判断;并集及其运算;子集与交集、并集运算的转换
【解析】【分析】(1)集合运算:先代入的值确定,再通过函数定义域求出,最后根据并集定义计算结果。
(2)集合包含关系:由转化为,分“为空集”和“不为空集”两种情况,结合的区间端点列不等式(组)求解,最终合并结果。
(1)当时,可知集合,
由可知,
所以集合,则
(2)因为,所以可得,
当时,则,解之可得,
当时,,解之可得,
综上可知实数的取值范围为.
16.(2025高一上·祁东期中)已知正实数满足.
(1)求的最小值及此时的值;
(2)求的最大值及此时的值;
(3)求的最小值及此时的值.
【答案】(1)解:由基本不等式有,所以,等号成立当且仅当满足题意;
(2)解:由基本不等式推论有,等号成立当且仅当,
所以的最大值是;
(3)解:一方面,另一方面,所以,
从而,等号成立当且仅当,所以的最小值是3.
【知识点】基本不等式;基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)利用基本不等式的变形求平方和的最小值;
(2)通过凑定值,结合基本不等式推论求积的最大值;
(3)通过式子变形凑出“和为定值”的形式,再用基本不等式求最小值.
(1)由基本不等式有,
所以,等号成立当且仅当满足题意;
(2)由基本不等式推论有,等号成立当且仅当,
所以的最大值是;
(3)一方面,另一方面,所以,
从而,等号成立当且仅当,
所以的最小值是3.
17.(2025高一上·祁东期中)某地政府为进一步推进地区创业基地建设,助推创业带动就业工作,拟对创业者提供万元的创业补助.某企业拟定在申请得到万元创业补助后,将产量增加到万件,同时企业生产万件产品需要投入的成本为万元,并以每件元的价格将其生产的产品全部售出.(注:收益=销售金额+创业补助-成本)
(1)求该企业获得创业补助后的收益万元与创业补助万元的函数关系式;
(2)当创业补助为多少万元时,该企业所获收益最大?
【答案】(1)解:依据题意可知,销售金额万元,创业补助万元,成本为万元,
所以收益,.
(2)解:由(1)可知,,
其中,当且仅当,即时,取等号.
所以,
所以当时,该企业所获收益最大,最大值为74万元.
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【分析】(1)函数关系式:先根据m=x+2分别表示销售金额、成本,再结合“收益=销售金额+补助 - 成本”的公式,化简得到收益与x的函数。
(2)收益最大值:通过变形将函数转化为“常数-两项和”的形式,利用基本不等式求两项和的最小值,进而得到收益的最大值,同时确定取等号时的x值。
(1)依据题意可知,销售金额万元,创业补助万元,成本为万元,
所以收益,.
(2)由(1)可知,,
其中,当且仅当,即时,取等号.
所以,
所以当时,该企业所获收益最大,最大值为74万元.
18.(2025高一上·祁东期中)若定义在R上的函数对任意实数x,y恒有,当时,,且.
(1)求证:为奇函数;
(2)求在上的最小值;
(3)若不等式:恒成立,求a的取值范围;
【答案】(1)证明:函数的定义域为R,
令,则,解得.
令,则,得,
所以函数为奇函数.
(2)解:任取,则,因为当时,,则,
由(1)知,,即,
所以为R上的减函数,可知在上的最小值为,
因为,,,
所以,即在上的最小值为.
(3)解:由(2)可求,
所以,
由(2)可知为减函数,所以时,即恒成立,
时,,不等式恒成立;
时,有恒成立,由函数在上单调递增,
则有,所以a的取值范围为.
【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
【解析】【分析】(1)奇偶性证明:利用抽象函数的赋值法(令得,令结合奇函数定义)证明。
(2)最值求解:先通过作差法证明函数的单调性,再结合单调性确定最值点,利用已知条件计算最值。
(3)不等式求解:利用函数的奇偶性与单调性,将抽象函数不等式转化为具体的代数不等式,再结合参数范围恒成立的条件求解参数。
(1)函数的定义域为R,
令,则,解得.
令,则,得,
所以函数为奇函数.
(2)任取,则,因为当时,,则,
由(1)知,,即,
所以为R上的减函数,可知在上的最小值为,
因为,,,
所以,即在上的最小值为.
(3)由(2)可求,
所以,
由(2)可知为减函数,所以时,即恒成立,
时,,不等式恒成立;
时,有恒成立,由函数在上单调递增,
则有,所以a的取值范围为.
19.(2025高一上·祁东期中)给定函数,若实数使得,则称为函数的不动点,若实数使得,则称为函数的稳定点,函数的不动点一定是该函数的稳定点.
(1)求函数的不动点:
(2)设,,且恰好有两个稳定点和.
(i)求实数的取值范围,
(ii),,求实数的取值范围.
【答案】(1)解:令,得,整理得,解得或,
经检验知均满足要求,故函数的不动点为-2和3.
(2)解:(i)令,得,即,得,所以有,此方程恰好有两个不同的实数解.
①当,即时,方程化为,仅有一个实数解,不满足题意;
②当时,要么方程无实数解,要么方程仅有一个实数解为1或者.
故或或,解得或.
综上,当恰好有两个稳定点时,实数的取值范围为.
(ii)法一:由(i)知,的两个稳定点为和1,当时,,故,,
于是,.此时函数的对称轴,令.
①当时,,在单调递减,在单调递增,
,,故,而,故在
单调递减,在单调递增,注意到,故,
所以当时的值域为,即的值域为.于是由题意得,无解.
②当时,在单调递增,当时,,,
即的值域为,不满足题意,舍去.当时,,故,,
于是,,此时函数的对称轴,令.
③当时,,在单调递增,当时,,,即的值域为,于是有,解得;
④当时,,在单调递减,在单调递增,
,,故,而,故在
单调递减,在单调递增,注意到,故,
所以当时的值域为,即的值域为.于是由题意得,解得.综上,实数的取值范围为.
法二:由(i)知,的两个稳定点为和1,因为,,故取,得,解得,所以,,因为,解得,由(i)知,,故,
故有,.当时,,令,当时,因,,故.而,故在单调递减,在单调递增,
注意到,故,
所以当时的值域为,即的值域为.
于是由题意得,解得.所以实数的取值范围为.
【知识点】二次函数与一元二次不等式的对应关系;二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
【解析】【分析】(1)不动点的核心是,因此需构建方程,通过整式变形、解一元二次方程求解.
(2)(i)稳定点需满足,即。通过因式分解将方程拆分为“不动点方程”和“新二次方程”,再分情况讨论新二次方程的根的个数(无实根或与不动点方程重根),结合判别式求解;
(ii)法一是由(i)知稳定点为,(需先确定区间的单调性,再分析在区间内的最值,结合不等式求解).而法二利用稳定点和不等式直接推导.
(1)令,得,整理得,解得或,
经检验知均满足要求,故函数的不动点为-2和3.
(2)(i)令,得,
即,得,
所以有,此方程恰好有两个不同的实数解.
①当,即时,方程化为,
仅有一个实数解,不满足题意;
②当时,要么方程无实数解,
要么方程仅有一个实数解为1或者.
故或或,
解得或.
综上,当恰好有两个稳定点时,实数的取值范围为.
(ii)法一:由(i)知,的两个稳定点为和1,
当时,,故,,
于是,.
此时函数的对称轴,令.
①当时,,在单调递减,在单调递增,
,,故,
而,故在单调递减,在单调递增,
注意到,故,
所以当时的值域为,
即的值域为.于是由题意得,无解.
②当时,在单调递增,
当时,,,
即的值域为,不满足题意,舍去.
当时,,故,,
于是,,此时函数的对称轴,
令.
③当时,,在单调递增,
当时,,,即的值域为,
于是有,解得;
④当时,,在单调递减,在单调递增,
,,故,
而,故在单调递减,在单调递增,
注意到,故,
所以当时的值域为,
即的值域为.于是由题意得,解得.
综上,实数的取值范围为.
法二:由(i)知,的两个稳定点为和1,
因为,,故取,得,
解得,所以,,
因为,解得,
由(i)知,,故,
故有,.
当时,,令,当时,
因,,故.
而,故在单调递减,在单调递增,
注意到,故,
所以当时的值域为,
即的值域为.
于是由题意得,解得.
所以实数的取值范围为.
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