浙江省杭州市下沙区杭四吴山2024-2025学年高一上学期期末数学试题
一、单选题(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,只有一个符合题目要求)
1.(2025高一上·拱墅期末)集合,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】交集及其运算
【解析】【解答】解:因为,
所以.
故答案为:B.
【分析】根据已知条件和交集的运算法则,从而得出集合.
2.(2025高一上·拱墅期末)设,则“”是“”的( )条件.
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充分必要 D.既非充分又非必要
【答案】B
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:因为不能推出,
所以“”不是“”的充分条件;
又因为能推出,
所以“”是“”的必要条件,
则“”是“”的必要条件非充分条件.
故答案为:B.
【分析】根据已知条件和充分条件、必要条件的判断方法,从而找出正确的选项.
3.(2025高一上·拱墅期末)如图所示的幂函数图象对应的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;幂函数的图象与性质
【解析】【解答】解:对于A,,定义域为,
当时,,不符合题意,故A错误;
对于B,当时,,不符合题意,故B错误;
对于C,,定义域为,
则函数为偶函数且在上单调递减,在上单调递增,符合题意,故C正确;
对于D,因为,当时,,不符合题意,故D错误.
故答案为:C.
【分析】利用函数的定义域、单调性和奇偶性以及特殊值法,从而判断找出幂函数图象可能对应的解析式.
4.(2025高一上·拱墅期末)已知函数是上单调递增的奇函数.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】奇偶性与单调性的综合
【解析】【解答】解:将不等式变形可得,
因为函数是上单调递增的奇函数,
所以不等式等价于,
则,
所以的取值范围为.
故答案为:D.
【分析】由奇函数的性质结合函数的单调性,从而解抽象不等式可得实数m的取值范围.
5.(2025高一上·拱墅期末)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】指数函数的单调性与特殊点;对数函数的单调性与特殊点
【解析】【解答】解:由对数函数在上单调递增,
得,
所以,
又因为对数函数在上单调递增,
所以,
则,
因为指数函数的图像在轴上方且在定义域上单调递减,
所以,
则,
所以:.
故答案为:B.
【分析】由对数函数的单调性确定的取值范围,再由指数函数的图象和单调性,从而确定的取值范围,进而比较出a,b,c的大小.
6.(2025高一上·拱墅期末)已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【知识点】函数的值;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式
【解析】【解答】解:由题意,设且,
则,
所以,
又因为,
所以,
则,
所以.
故答案为:B.
【分析】根据函数图象结合正弦型函数的最小正周期公式得出的值,再利用五点对应法求出的值,从而得出正弦型函数的解析式,再将自变量代入求出函数值.
7.(2025高一上·拱墅期末)已知函数是上的减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】函数单调性的性质
【解析】【解答】解:由题意,
可得函数在上单调递减,函数在单调递减,
且,
则,
所以,
解得.
故答案为:B.
【分析】根据已知条件和分段函数单调性,从而得出不等式组,进而解不等式组得出实数的取值范围.
8.(2025高一上·拱墅期末)若,则实数( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】C
【知识点】两角和与差的正弦公式;二倍角的正弦公式
【解析】【解答】解:因为,
所以
,
所以.
故答案为:C.
【分析】利用二倍角的正弦公式和两角差的正弦公式以及已知条件,从而化简得出的值.
二、多选题(本大题共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,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错得0分)
9.(2025高一上·拱墅期末)下列运算正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】C,D
【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:对于选项A,因为,故A错误;
对于选项B,因为,故B错误;
对于选项C,令,则,
所以,故C正确;
对于选项D,因为,故D正确.
故答案为:CD.
【分析】根据对数的运算法则判断出选项A、选项B和选项C;利用换底公式判断出选项D,从而找出运算正确的选项.
10.(2025高一上·拱墅期末)已知的部分图象如图所示,则( )
A.的最小正周期为
B.的图像可由的图象向左平移个单位得到
C.的对称轴为
D.在区间上的最大值为
【答案】A,B,D
【知识点】含三角函数的复合函数的周期;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;含三角函数的复合函数的值域与最值;含三角函数的复合函数的对称性
【解析】【解答】解:根据函数的部分图象,
可得,
,
再根据五点法作图,可得,,
因为,,
又因为最大值为,
∴.
则的最小正周期为,故A正确;
因为的图像可由的图象向左平移个单位得到,故B正确;
令,则,
所以的对称轴为,故C不正确;
当时,,
则在区间上单调递增,
所以,当时,,故D正确.
故答案为:ABD.
【分析】由正弦型函数的最小正周期公式求出的值,再由五点对应法求出的值,从而可得的解析式,再根据的图象变换、正弦型函数的对称性、正弦型函数的最值,从而逐项判断找出正确的选项.
11.(2025高一上·拱墅期末)已知函数是定义在上的以4为周期的函数,对任意整数,区间.当时,.集合在上有两个不相等的实根,则( )
A. B.是函数的一个对称中心
C. D.若,则
【答案】A,C,D
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数的周期性;函数的值;图形的对称性
【解析】【解答】解:已知函数的周期为,
则.
当时,,
所以,
则,故选项A正确;
当时,,,
所以在上是偶函数,
结合函数周期性,易知函数图象关于轴对称,则函数在R上也是偶函数.
又因为函数的周期为,
所以,
则不是对称中心,故选项B错误;
因为函数的周期为,
所以,
又因为是偶函数,
所以,故选项C正确;
当时,,
则,
所以在上有两个不相等的实根,
则与在上有两个不同交点,
当时,,
则的图象是由向右平移4k个单位得到的,
当直线过点时,,
则要使与在上有两个不同交点,
所以,
则,故选项D正确.
故答案为:ACD.
【分析】利用函数的周期为4,把转化为,在这个区间有对应表达式,再代入求出的值,则判断出选项A;根据是否成立,则可判断选项B;利用函数的周期性和奇偶性,则判断出选项C;当时,,是由平移得到的,从而找到直线过点时的值为,再根据两图象有两个不同交点,从而确定的取值范围,则判断出选项D,从而找出正确的选项.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12.(2025高一上·拱墅期末)若,则的取值范围为 .
【答案】.
【知识点】指数函数的单调性与特殊点
【解析】【解答】解:由题意,为,
根据指数函数单调性,
可得.
故答案为:.
【分析】根据指数函数单调性,从而解不等式得出实数x的取值范围.
13.(2025高一上·拱墅期末)已知,为锐角,则 .
【答案】
【知识点】两角和与差的余弦公式;同角三角函数间的基本关系
【解析】【解答】解:因为为锐角,
所以,
又因为,
所以,
则
.
故答案为:.
【分析】利用角的取值范围和不等式的基本性质,再根据同角三角函数基本关系式和两角差的余弦公式,从而得出的值.
14.(2025高一上·拱墅期末)已知正实数满足,则的最小值为 .
【答案】6
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】解:由题意,设,
当且仅当时取等号,
则的最小值为6.
故答案为:6.
【分析】利用“1”的代换和基本不等式求最值的方法,从而得出的最小值.
四、解答题(本大题共5小题,共77分)
15.(2025高一上·拱墅期末)在平面直角坐标系中,角的顶点与原点重合,始边与轴非负半轴重合,点在角的终边上.
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1)解:由题意知:角的终边经过点,
∴由三角函数的定义,可知.
(2)解:由(1)可知:,
所以.
【知识点】任意角三角函数的定义;同角三角函数基本关系的运用
【解析】【分析】(1)根据三角函数的定义得出的值.
(2)将分子、分母同时除以进行弦化切,再代入得出的值.
(1)由题知:角的终边经过点,
∴由三角函数的定义可知.
(2)由(1)可知:,
.
16.(2025高一上·拱墅期末)已知函数.
(1)求函数的最小值,及取最小值时的的值;
(2)将函数图象上所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),再向右平移个单位,得到函数的图象,求函数的最小正周期和单调递减区间.
【答案】(1)解:因为 ,
所以的最小值为,此时,,
则,.
(2)解:将图象上所有点的横坐标缩短为原来的
(纵坐标不变),
得到的图象,
再将的图象向右平移个单位,
得到.
由,
得函数的最小正周期为,
由,
得,,
所以,.
则函数的单调递减区间为:,.
【知识点】简单的三角恒等变换;含三角函数的复合函数的周期;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;含三角函数的复合函数的单调性;含三角函数的复合函数的值域与最值
【解析】【分析】(1)先根据三角函数的有关公式(诱导公式、和角公式、辅助角公式)把函数化成的形式,再利用换元法和正弦函数求最值的方法,从而得出正弦型函数的最小值和对应的的值.
(2)先根据三角型函数的图象变换确定函数的解析式,从而得出正弦型函数的最小正周期公式,再利用换元法和正弦函数的单调性,从而得出正弦型函数的单调递减区间.
(1).
所以的最小值为,
此时:,,即,.
(2)将图象上所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到的图象,再将的图象向右平移个单位,得到.
由,得函数的最小正周期为.
由,
得,,
所以,.
所以函数的单调递减区间为:,.
17.(2025高一上·拱墅期末)已知函数.
(1)求的定义域;
(2)判断的奇偶性并给予证明;
(3)求关于的不等式的解集.
【答案】(1)解:要使函数有意义,则,解得,
即函数的定义域为;
(2)解:函数为奇函数,证明如下:
由(1)可知:函数的定义域为,定义域关于原点对称,
且满足,则函数为奇函数;
(3)解:不等式,即,
当时,在上单调递增,,解得;
当时,在上单调递减,,解得;
综上:当时,关于的不等式的解集为;
当时,关于的不等式的解集为.
【知识点】函数的定义域及其求法;函数单调性的性质;函数的奇偶性
【解析】【分析】(1)根据对数函数有意义,列出不等式组求解即可;
(2)根据函数奇偶性的定义即可判断和证明;
(3)讨论a的取值范围,结合函数单调性求解即可.
(1)由题意知函数满足,解得,
即函数的定义域为;
(2)为奇函数,证明如下:
函数的定义域为,关于原点对称,
,故为奇函数;
(3)即,
当时,在上单调递增,有,解得;
当时,在上单调递减,有,解得;
故当时,关于的不等式的解集为;
当时,关于的不等式的解集为.
18.(2025高一上·拱墅期末)已知函数.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围;
(3)若函数在区间上有且仅存一个零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)解:由已知条件,可得,
对称轴为:,
由图象开口向上,
所以函数的单调增区间为,单调减区间为.
(2)解:因为,
当时,,显然在区间上单调递增,符合题意;
当时,对称轴为:,且开口向上,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:;
当时,对称轴为:,且开口向下,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:,
综上所述,若函数在区间上单调递增,实数的取值范围.
(3)解:若函数在区间上有且仅存一个零点,
当时,由,解得:,符合题意;
当,对于,
若,则当时,方程有一根,符合题意;
若,① ,因为对称轴为:,又因为,
若函数在区间上有且仅存一个零点,需满足,
则,
所以;
②当 时,对称轴为:,,
若函数在区间上有且仅存一个零点,需满足,且,
则且,
解得:,
综上所述,实数的取值范围是.
【知识点】函数的单调性及单调区间;函数单调性的性质;函数零点存在定理
【解析】【分析】(1)利用a的值得出函数的解析式,再利用二次函数的对称性和开口方向,从而得出函数的单调区间.
(2)由,,三种情况分类讨论结合函数的单调性,从而得出实数的取值范围.
(3)分或两种情况,再结合判别式法和零点存在性定理,从而得出实数a的取值范围.
(1)由条件可得,对称轴为:,由开口向上,
所以函数的单调增区间为,单调减区间为;
(2),
当时,,显然在区间上单调递增,符合;
当时,对称轴为:,且开口向上,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:,
当时,对称轴为:,且开口向下,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:,
综上若函数在区间上单调递增,实数的取值范围;
(3)若函数在区间上有且仅存一个零点,
当时,由,解得:,符合;
当,对于,若,即时,方程有一根,符合,
若,① ,因为对称轴为:,又,
若函数在区间上有且仅存一个零点,
需满足:,即,故:;
② ,对称轴为:,,
若函数在区间上有且仅存一个零点,
需满足:,且,即且,解得:;
综上实数的取值范围是
19.(2025高一上·拱墅期末)固定项链的两端,在重力的作用下项链所形成的曲线是悬链线.1691年,莱布尼茨等得出“悬链线”方程,其中为参数.当时,就是双曲余弦函数,类似的,我们可以定义双曲正弦函数,它们与正、余弦函数有许多类似性质.
(1)判断并证明双曲余弦函数的奇偶性和单调性;
(2)(ⅰ)证明;
(ⅱ)类比正弦函数和余弦函数的和(差)角公式,写出双曲正弦或双曲余弦函数的一个类似结论并给出证明;
(3)若函数在上最大值为0,求实数的值.
【答案】(1)解:设,其定义域为,关于原点对称,
计算:,
因为,
所以双曲余弦函数是偶函数,
设,
则
因为指数函数在上单调递增,
当时,,
则,
当时,,
则,
所以,此时,
则,
所以在上单调递减;
当时,,
则,
所以,此时,
则,
所以在上单调递增,
综上所得,双曲余弦函数是偶函数,在上单调递减,
在上单调递增.
(2)(ⅰ)证明:
,
所以.
(ⅱ)解:结论:.
证明如下:右边
,
所以成立.
(3)解:令,
因为,
当且仅当时,即当时取等号,
所以,
因为,,
所以
,
那么函数,
因为函数在上单调递减,
要使在上最大值为,
则在上有最小值.
函数的对称轴为,
当时,即当时,在上单调递增,
则,
由,解得;
当时,即当时,在上单调递减,在上单调递增,
则,
由,
得,此方程无实数解.
综上所述,实数的值为.
【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;图形的对称性
【解析】【分析】(1)根据奇偶性的定义判断双曲余弦函数的奇偶性,再利用单调性的定义,从而求出函数的单调区间.
(2)(ⅰ)根据已知条件结合指数幂的运算法则,从而化简证出.
(ⅱ)先写出一个结论,再结合指数幂的运算法则,从而化简证明.
(3)先换元,再结合二次函数的单调性和复合函数单调性,从而求出的取值范围.
(1)设,其定义域为,关于原点对称.
计算:,
因为,所以双曲余弦函数是偶函数.
设,计算的值:
因为指数函数在上单调递增,当时,,即.
当时,,则,即,
此时,即,
所以在上单调递减.
当时,,则,即,
此时,即,
所以在上单调递增.
综上所得,双曲余弦函数是偶函数,在上单调递减,在上单调递增.
(2)(ⅰ)
,
所以.
(ⅱ)结论:.
证明:右边
.
所以成立.
(3)令,
因为,当且仅当,即时取等号,
所以.
因为,,
所以.
那么函数.
因为函数在上单调递减,
要使在上最大值为,则在上有最小值.
函数的对称轴为.
当,即时,在上单调递增,
则.
由,解得.
当,即时,在上单调递减,在上单调递增,
则.
由,即,此方程无实数解.
综上,实数的值为.
1 / 1浙江省杭州市下沙区杭四吴山2024-2025学年高一上学期期末数学试题
一、单选题(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,只有一个符合题目要求)
1.(2025高一上·拱墅期末)集合,则为( )
A. B. C. D.
2.(2025高一上·拱墅期末)设,则“”是“”的( )条件.
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充分必要 D.既非充分又非必要
3.(2025高一上·拱墅期末)如图所示的幂函数图象对应的解析式可能为( )
A. B. C. D.
4.(2025高一上·拱墅期末)已知函数是上单调递增的奇函数.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(2025高一上·拱墅期末)已知,则( )
A. B. C. D.
6.(2025高一上·拱墅期末)已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.1 B. C. D.2
7.(2025高一上·拱墅期末)已知函数是上的减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(2025高一上·拱墅期末)若,则实数( )
A. B.2 C.1 D.
二、多选题(本大题共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,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错得0分)
9.(2025高一上·拱墅期末)下列运算正确的有( )
A. B.
C. D.
10.(2025高一上·拱墅期末)已知的部分图象如图所示,则( )
A.的最小正周期为
B.的图像可由的图象向左平移个单位得到
C.的对称轴为
D.在区间上的最大值为
11.(2025高一上·拱墅期末)已知函数是定义在上的以4为周期的函数,对任意整数,区间.当时,.集合在上有两个不相等的实根,则( )
A. B.是函数的一个对称中心
C. D.若,则
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12.(2025高一上·拱墅期末)若,则的取值范围为 .
13.(2025高一上·拱墅期末)已知,为锐角,则 .
14.(2025高一上·拱墅期末)已知正实数满足,则的最小值为 .
四、解答题(本大题共5小题,共77分)
15.(2025高一上·拱墅期末)在平面直角坐标系中,角的顶点与原点重合,始边与轴非负半轴重合,点在角的终边上.
(1)求的值;
(2)求的值.
16.(2025高一上·拱墅期末)已知函数.
(1)求函数的最小值,及取最小值时的的值;
(2)将函数图象上所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),再向右平移个单位,得到函数的图象,求函数的最小正周期和单调递减区间.
17.(2025高一上·拱墅期末)已知函数.
(1)求的定义域;
(2)判断的奇偶性并给予证明;
(3)求关于的不等式的解集.
18.(2025高一上·拱墅期末)已知函数.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围;
(3)若函数在区间上有且仅存一个零点,求实数的取值范围.
19.(2025高一上·拱墅期末)固定项链的两端,在重力的作用下项链所形成的曲线是悬链线.1691年,莱布尼茨等得出“悬链线”方程,其中为参数.当时,就是双曲余弦函数,类似的,我们可以定义双曲正弦函数,它们与正、余弦函数有许多类似性质.
(1)判断并证明双曲余弦函数的奇偶性和单调性;
(2)(ⅰ)证明;
(ⅱ)类比正弦函数和余弦函数的和(差)角公式,写出双曲正弦或双曲余弦函数的一个类似结论并给出证明;
(3)若函数在上最大值为0,求实数的值.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】交集及其运算
【解析】【解答】解:因为,
所以.
故答案为:B.
【分析】根据已知条件和交集的运算法则,从而得出集合.
2.【答案】B
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:因为不能推出,
所以“”不是“”的充分条件;
又因为能推出,
所以“”是“”的必要条件,
则“”是“”的必要条件非充分条件.
故答案为:B.
【分析】根据已知条件和充分条件、必要条件的判断方法,从而找出正确的选项.
3.【答案】C
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;幂函数的图象与性质
【解析】【解答】解:对于A,,定义域为,
当时,,不符合题意,故A错误;
对于B,当时,,不符合题意,故B错误;
对于C,,定义域为,
则函数为偶函数且在上单调递减,在上单调递增,符合题意,故C正确;
对于D,因为,当时,,不符合题意,故D错误.
故答案为:C.
【分析】利用函数的定义域、单调性和奇偶性以及特殊值法,从而判断找出幂函数图象可能对应的解析式.
4.【答案】D
【知识点】奇偶性与单调性的综合
【解析】【解答】解:将不等式变形可得,
因为函数是上单调递增的奇函数,
所以不等式等价于,
则,
所以的取值范围为.
故答案为:D.
【分析】由奇函数的性质结合函数的单调性,从而解抽象不等式可得实数m的取值范围.
5.【答案】B
【知识点】指数函数的单调性与特殊点;对数函数的单调性与特殊点
【解析】【解答】解:由对数函数在上单调递增,
得,
所以,
又因为对数函数在上单调递增,
所以,
则,
因为指数函数的图像在轴上方且在定义域上单调递减,
所以,
则,
所以:.
故答案为:B.
【分析】由对数函数的单调性确定的取值范围,再由指数函数的图象和单调性,从而确定的取值范围,进而比较出a,b,c的大小.
6.【答案】B
【知识点】函数的值;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式
【解析】【解答】解:由题意,设且,
则,
所以,
又因为,
所以,
则,
所以.
故答案为:B.
【分析】根据函数图象结合正弦型函数的最小正周期公式得出的值,再利用五点对应法求出的值,从而得出正弦型函数的解析式,再将自变量代入求出函数值.
7.【答案】B
【知识点】函数单调性的性质
【解析】【解答】解:由题意,
可得函数在上单调递减,函数在单调递减,
且,
则,
所以,
解得.
故答案为:B.
【分析】根据已知条件和分段函数单调性,从而得出不等式组,进而解不等式组得出实数的取值范围.
8.【答案】C
【知识点】两角和与差的正弦公式;二倍角的正弦公式
【解析】【解答】解:因为,
所以
,
所以.
故答案为:C.
【分析】利用二倍角的正弦公式和两角差的正弦公式以及已知条件,从而化简得出的值.
9.【答案】C,D
【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:对于选项A,因为,故A错误;
对于选项B,因为,故B错误;
对于选项C,令,则,
所以,故C正确;
对于选项D,因为,故D正确.
故答案为:CD.
【分析】根据对数的运算法则判断出选项A、选项B和选项C;利用换底公式判断出选项D,从而找出运算正确的选项.
10.【答案】A,B,D
【知识点】含三角函数的复合函数的周期;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;含三角函数的复合函数的值域与最值;含三角函数的复合函数的对称性
【解析】【解答】解:根据函数的部分图象,
可得,
,
再根据五点法作图,可得,,
因为,,
又因为最大值为,
∴.
则的最小正周期为,故A正确;
因为的图像可由的图象向左平移个单位得到,故B正确;
令,则,
所以的对称轴为,故C不正确;
当时,,
则在区间上单调递增,
所以,当时,,故D正确.
故答案为:ABD.
【分析】由正弦型函数的最小正周期公式求出的值,再由五点对应法求出的值,从而可得的解析式,再根据的图象变换、正弦型函数的对称性、正弦型函数的最值,从而逐项判断找出正确的选项.
11.【答案】A,C,D
【知识点】函数解析式的求解及常用方法;函数的周期性;函数的值;图形的对称性
【解析】【解答】解:已知函数的周期为,
则.
当时,,
所以,
则,故选项A正确;
当时,,,
所以在上是偶函数,
结合函数周期性,易知函数图象关于轴对称,则函数在R上也是偶函数.
又因为函数的周期为,
所以,
则不是对称中心,故选项B错误;
因为函数的周期为,
所以,
又因为是偶函数,
所以,故选项C正确;
当时,,
则,
所以在上有两个不相等的实根,
则与在上有两个不同交点,
当时,,
则的图象是由向右平移4k个单位得到的,
当直线过点时,,
则要使与在上有两个不同交点,
所以,
则,故选项D正确.
故答案为:ACD.
【分析】利用函数的周期为4,把转化为,在这个区间有对应表达式,再代入求出的值,则判断出选项A;根据是否成立,则可判断选项B;利用函数的周期性和奇偶性,则判断出选项C;当时,,是由平移得到的,从而找到直线过点时的值为,再根据两图象有两个不同交点,从而确定的取值范围,则判断出选项D,从而找出正确的选项.
12.【答案】.
【知识点】指数函数的单调性与特殊点
【解析】【解答】解:由题意,为,
根据指数函数单调性,
可得.
故答案为:.
【分析】根据指数函数单调性,从而解不等式得出实数x的取值范围.
13.【答案】
【知识点】两角和与差的余弦公式;同角三角函数间的基本关系
【解析】【解答】解:因为为锐角,
所以,
又因为,
所以,
则
.
故答案为:.
【分析】利用角的取值范围和不等式的基本性质,再根据同角三角函数基本关系式和两角差的余弦公式,从而得出的值.
14.【答案】6
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用
【解析】【解答】解:由题意,设,
当且仅当时取等号,
则的最小值为6.
故答案为:6.
【分析】利用“1”的代换和基本不等式求最值的方法,从而得出的最小值.
15.【答案】(1)解:由题意知:角的终边经过点,
∴由三角函数的定义,可知.
(2)解:由(1)可知:,
所以.
【知识点】任意角三角函数的定义;同角三角函数基本关系的运用
【解析】【分析】(1)根据三角函数的定义得出的值.
(2)将分子、分母同时除以进行弦化切,再代入得出的值.
(1)由题知:角的终边经过点,
∴由三角函数的定义可知.
(2)由(1)可知:,
.
16.【答案】(1)解:因为 ,
所以的最小值为,此时,,
则,.
(2)解:将图象上所有点的横坐标缩短为原来的
(纵坐标不变),
得到的图象,
再将的图象向右平移个单位,
得到.
由,
得函数的最小正周期为,
由,
得,,
所以,.
则函数的单调递减区间为:,.
【知识点】简单的三角恒等变换;含三角函数的复合函数的周期;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;含三角函数的复合函数的单调性;含三角函数的复合函数的值域与最值
【解析】【分析】(1)先根据三角函数的有关公式(诱导公式、和角公式、辅助角公式)把函数化成的形式,再利用换元法和正弦函数求最值的方法,从而得出正弦型函数的最小值和对应的的值.
(2)先根据三角型函数的图象变换确定函数的解析式,从而得出正弦型函数的最小正周期公式,再利用换元法和正弦函数的单调性,从而得出正弦型函数的单调递减区间.
(1).
所以的最小值为,
此时:,,即,.
(2)将图象上所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到的图象,再将的图象向右平移个单位,得到.
由,得函数的最小正周期为.
由,
得,,
所以,.
所以函数的单调递减区间为:,.
17.【答案】(1)解:要使函数有意义,则,解得,
即函数的定义域为;
(2)解:函数为奇函数,证明如下:
由(1)可知:函数的定义域为,定义域关于原点对称,
且满足,则函数为奇函数;
(3)解:不等式,即,
当时,在上单调递增,,解得;
当时,在上单调递减,,解得;
综上:当时,关于的不等式的解集为;
当时,关于的不等式的解集为.
【知识点】函数的定义域及其求法;函数单调性的性质;函数的奇偶性
【解析】【分析】(1)根据对数函数有意义,列出不等式组求解即可;
(2)根据函数奇偶性的定义即可判断和证明;
(3)讨论a的取值范围,结合函数单调性求解即可.
(1)由题意知函数满足,解得,
即函数的定义域为;
(2)为奇函数,证明如下:
函数的定义域为,关于原点对称,
,故为奇函数;
(3)即,
当时,在上单调递增,有,解得;
当时,在上单调递减,有,解得;
故当时,关于的不等式的解集为;
当时,关于的不等式的解集为.
18.【答案】(1)解:由已知条件,可得,
对称轴为:,
由图象开口向上,
所以函数的单调增区间为,单调减区间为.
(2)解:因为,
当时,,显然在区间上单调递增,符合题意;
当时,对称轴为:,且开口向上,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:;
当时,对称轴为:,且开口向下,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:,
综上所述,若函数在区间上单调递增,实数的取值范围.
(3)解:若函数在区间上有且仅存一个零点,
当时,由,解得:,符合题意;
当,对于,
若,则当时,方程有一根,符合题意;
若,① ,因为对称轴为:,又因为,
若函数在区间上有且仅存一个零点,需满足,
则,
所以;
②当 时,对称轴为:,,
若函数在区间上有且仅存一个零点,需满足,且,
则且,
解得:,
综上所述,实数的取值范围是.
【知识点】函数的单调性及单调区间;函数单调性的性质;函数零点存在定理
【解析】【分析】(1)利用a的值得出函数的解析式,再利用二次函数的对称性和开口方向,从而得出函数的单调区间.
(2)由,,三种情况分类讨论结合函数的单调性,从而得出实数的取值范围.
(3)分或两种情况,再结合判别式法和零点存在性定理,从而得出实数a的取值范围.
(1)由条件可得,对称轴为:,由开口向上,
所以函数的单调增区间为,单调减区间为;
(2),
当时,,显然在区间上单调递增,符合;
当时,对称轴为:,且开口向上,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:,
当时,对称轴为:,且开口向下,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:,
综上若函数在区间上单调递增,实数的取值范围;
(3)若函数在区间上有且仅存一个零点,
当时,由,解得:,符合;
当,对于,若,即时,方程有一根,符合,
若,① ,因为对称轴为:,又,
若函数在区间上有且仅存一个零点,
需满足:,即,故:;
② ,对称轴为:,,
若函数在区间上有且仅存一个零点,
需满足:,且,即且,解得:;
综上实数的取值范围是
19.【答案】(1)解:设,其定义域为,关于原点对称,
计算:,
因为,
所以双曲余弦函数是偶函数,
设,
则
因为指数函数在上单调递增,
当时,,
则,
当时,,
则,
所以,此时,
则,
所以在上单调递减;
当时,,
则,
所以,此时,
则,
所以在上单调递增,
综上所得,双曲余弦函数是偶函数,在上单调递减,
在上单调递增.
(2)(ⅰ)证明:
,
所以.
(ⅱ)解:结论:.
证明如下:右边
,
所以成立.
(3)解:令,
因为,
当且仅当时,即当时取等号,
所以,
因为,,
所以
,
那么函数,
因为函数在上单调递减,
要使在上最大值为,
则在上有最小值.
函数的对称轴为,
当时,即当时,在上单调递增,
则,
由,解得;
当时,即当时,在上单调递减,在上单调递增,
则,
由,
得,此方程无实数解.
综上所述,实数的值为.
【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;图形的对称性
【解析】【分析】(1)根据奇偶性的定义判断双曲余弦函数的奇偶性,再利用单调性的定义,从而求出函数的单调区间.
(2)(ⅰ)根据已知条件结合指数幂的运算法则,从而化简证出.
(ⅱ)先写出一个结论,再结合指数幂的运算法则,从而化简证明.
(3)先换元,再结合二次函数的单调性和复合函数单调性,从而求出的取值范围.
(1)设,其定义域为,关于原点对称.
计算:,
因为,所以双曲余弦函数是偶函数.
设,计算的值:
因为指数函数在上单调递增,当时,,即.
当时,,则,即,
此时,即,
所以在上单调递减.
当时,,则,即,
此时,即,
所以在上单调递增.
综上所得,双曲余弦函数是偶函数,在上单调递减,在上单调递增.
(2)(ⅰ)
,
所以.
(ⅱ)结论:.
证明:右边
.
所以成立.
(3)令,
因为,当且仅当,即时取等号,
所以.
因为,,
所以.
那么函数.
因为函数在上单调递减,
要使在上最大值为,则在上有最小值.
函数的对称轴为.
当,即时,在上单调递增,
则.
由,解得.
当,即时,在上单调递减,在上单调递增,
则.
由,即,此方程无实数解.
综上,实数的值为.
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