福清市高中联合体2020—12021学年第一学期高一年期末考试
数学试卷
(完卷时间:120分钟;满分:150分)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.
注意事项:
1.答题前,考生务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的准考证号、姓名.考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名”与考生本人准考证号、姓名是否一致.
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号.第Ⅱ卷用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上书写作答.在试题卷上作答,答案无效.
3.考试结束,考生必须将试题卷和答题卡一并交回.
第Ⅰ卷
一、单项选择题:本题共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. 命题“,”的否定是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 函数是( )
A. 奇函数,且在R上单调递减 B. 奇函数,且在R上单调递增
C. 偶函数,且在R上单调递减 D. 偶函数,且在R上单调递增
4. 若角的顶点与直角坐标系的原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点,则( )
A. B. C. D.
5. 函数的零点所在区间应是( )
A. B. C. D.
6. 要得到函数的图象,只需将函数图象上所有点的横坐标( )
A. 向左平移个单位长度 B. 向右平移个单位长度
C. 向左平移个单位长度 D. 向右平移个单位长度
7. 已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
8. 月均温全称月平均气温,气象学术语,指一月所有日气温的平均气温.某城市一年中个月的月均温(单位:)与月份(单位:月)的关系可近似地用函数()来表示,已知月份的月均温为,月份的月均温为,则月份的月均温为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得3分.
9. 下列函数中,最小值是2的有( )
A. B. C. D.
10. 命题“,”为真命题的一个必要不充分条件可以是( )
A. B. C. D.
11. 关于函数有下述四个结论,其中正确的是:( )
A. 的图象关于原点对称 B. 在区间单调递减
C. 在有2个零点 D. 的最大值为2
12. 已知定义在R上的函数满足,若的图象关于直线对称,且对任意的,且,都有,则下列结论正确的是( )
A. 是偶函数 B. 在上单调递增
C. 4是函数的周期 D. 在上单调递减
第Ⅱ卷
注意事项:
用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上书写作答.在试题卷上作答,答案无效.
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.
13. 已知函数则________.
14. 已知,且为锐角,则________.
15. 如图,的三个顶点A,B,C恰好分别落在函数,,的图象上,且B,C两点关于x轴对称,则点A的横坐标为________.
16. 已知定义在R上偶函数,当时,函数则满足的x的取值范围是________.
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 求下列各式的值:
(1);
(2).
18. 已知全集,集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求实数a的取值范围.
19. 在①,②这两个条件中任选一个,补充在下面问题中.
已知函数,且_______,
(1)求定义域,并判断的奇偶性;
(2)判断的单调性,并用定义给予证明.
20. 已知,且
(1)求的值;
(2)若,,求的值.
21. 某儿童活动中心,为儿童修建一个面积为100平方米的矩形游泳池,为保障儿童生命安全,在其四周都留有宽2米的路面,问所选场地的长和宽各为多少时,才能使占用场地的面积S最小,并求出该最小值?
22. 已知函数.
(1)用“五点作图法”在给定的坐标系中,画出函数在上的图象;
(2)求图象的对称轴与单调递增区间;
(3)当时,,求实数取值范围.
福清市高中联合体2020—12021学年第一学期高一年期末考试
数学试卷(解析版)
(完卷时间:120分钟;满分:150分)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.
注意事项:
1.答题前,考生务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的准考证号、姓名.考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名”与考生本人准考证号、姓名是否一致.
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号.第Ⅱ卷用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上书写作答.在试题卷上作答,答案无效.
3.考试结束,考生必须将试题卷和答题卡一并交回.
第Ⅰ卷
一、单项选择题:本题共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】A
【解析】
【分析】
先求得集合B,再根据交集定义直接得结果.
【详解】因为,又,所以,
故选:A.
2. 命题“,”的否定是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【分析】
由全称命题的否定变换形式即可得出结果.
【详解】命题“,” 的否定是
,.
故选:C
3. 函数是( )
A. 奇函数,且在R上单调递减 B. 奇函数,且在R上单调递增
C. 偶函数,且在R上单调递减 D. 偶函数,且在R上单调递增
【答案】B
【解析】
【分析】
利用函数的奇偶性定义判断奇偶性,根据函数的解析式判断单调性.
【详解】函数的定义域为R,关于原点对称,
又,
所以是奇函数,又是R上的增函数,
所以是R上的增函数,
故选:B
4. 若角的顶点与直角坐标系的原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据任意角的三角函数的定义,求出和,再由二倍角的正弦公式,即可求出结果.
【详解】因为角的顶点与直角坐标系的原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点,
所以,,
因此.
故选:D.
5. 函数的零点所在区间应是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
利用函数的零点存在定理求解.
【详解】由函数,
因为,
所以函数的零点所在区间应是
故选:B
6. 要得到函数的图象,只需将函数图象上所有点的横坐标( )
A. 向左平移个单位长度 B. 向右平移个单位长度
C. 向左平移个单位长度 D. 向右平移个单位长度
【答案】D
【解析】
【分析】
根据,利用平移变换求解.
【详解】因为,
所以要得到函数的图象,
只需由图象上所有点横坐标向右平移个单位长度,
故选:D
7. 已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
利用指数函数和对数函数的单调性判断.
【详解】因为,,
,
所以
故选:C
8. 月均温全称月平均气温,气象学术语,指一月所有日气温的平均气温.某城市一年中个月的月均温(单位:)与月份(单位:月)的关系可近似地用函数()来表示,已知月份的月均温为,月份的月均温为,则月份的月均温为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由题意得出关于、的方程组,可得出函数解析式,在函数解析式中令可得结果.
【详解】由题意可得,解得,
所以,函数解析式为,
在函数解析式中,令,可得.
因此,月份的月均温为.
故选:A.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得3分.
9. 下列函数中,最小值是2的有( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】
根据基本不等式逐一判断即可.
【详解】对于A,,当时,,
当且仅当时取等号;当时,,
当且仅当时取等号,故A不正确;
对于B,,当且仅当时取等号.
对于C,,当时,取最小值;
对于D,,当且仅当时取等号;
故选:BCD
【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:
(1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;
(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方
10. 命题“,”为真命题的一个必要不充分条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
根据题意,命题为真可得,求出的取值范围,再根据必要不充分条件即可求解.
【详解】由命题“,”为真命题,
可得,解得,
对于A,是命题为真的充要条件;
对于B,由不能推出,反之成立,
所以是命题为真的一个必要不充分条件;
对于C,不能推出,反之成立,
所以也是命题为真的一个必要不充分条件;
对于D,能推出,反之不成立,
是命题为真的一个充分不必要条件.
故选:BC
11. 关于函数有下述四个结论,其中正确是:( )
A. 的图象关于原点对称 B. 在区间单调递减
C. 在有2个零点 D. 的最大值为2
【答案】BC
【解析】
【分析】
分,,将函数转化,再逐项求解判断.
【详解】当,即时,,
当,即时,,
所以,
A.因为函数定义域为R,关于原点对称,又,所以是偶函数,其图象关于y轴对称,故错误;
B.当时, ,因为在上单调递减,所以在区间单调递减,故正确;
C. 令,则,因为,解得,又因为是偶函数,所以函数在有2个零点,故正确;
D. 的最大值为,故错误;
故选:BC
【点睛】关键点点睛:将函数变形为是本题求解的关键.
12. 已知定义在R上的函数满足,若的图象关于直线对称,且对任意的,且,都有,则下列结论正确的是( )
A. 是偶函数 B. 在上单调递增
C. 4是函数的周期 D. 在上单调递减
【答案】ACD
【解析】
【分析】
A. 由的图象与的图象关系判断;C.由满足判断;BD.由对任意的,且,都有,得到在上递增,再结合函数的周期性判断.
【详解】因为的图象关于直线对称,所以的图象关于直线对称,所以是偶函数,故A正确;
满足,所以4是函数的周期,故C正确;
因为对任意的,且,都有,所以在上递增,又 ,所以在上单调递减,故D正确B错误;
故选:ACD
第Ⅱ卷
注意事项:
用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上书写作答.在试题卷上作答,答案无效.
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.
13. 已知函数则________.
【答案】2
【解析】
【分析】
根据分段函数每段的定义域求解.
【详解】因为函数
所以,
所以,
故答案为:2
14. 已知,且为锐角,则________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据二倍角的正切公式,求出,再由为锐角,即可求出.
【详解】因为,又为锐角,所以,
因此,
所以.
故答案为:.
15. 如图,的三个顶点A,B,C恰好分别落在函数,,的图象上,且B,C两点关于x轴对称,则点A的横坐标为________.
【答案】2
【解析】
【分析】
设出点,根据题意可知轴,从而可得出点,进而可得点,代入对数函数的解析式即可求解.
【详解】设出点,
是直角三角形,且B,C两点关于x轴对称,
轴,和纵坐标相同,
,,
,则,
在的图象上,
则,整理可得,,
解得.
故答案为:2
16. 已知定义在R上的偶函数,当时,函数则满足的x的取值范围是________.
【答案】
【解析】
分析】
根据和的单调性,又 ,得到在 上递减,再根据是偶函数,将不等式转化为求解.
【详解】当时,函数
当时, ,因为 在 上递减,所以 在 上递减,
当时, 递减,又 ,
所以在 上递减,
又因为是定义在R上的偶函数,
则不等式可化为:,
所以,
解得,
故答案为:
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 求下列各式的值:
(1);
(2).
【答案】(1)3;(2)1.
【解析】
【分析】
(1)根据指数的运算性质即可求解.
(2)利用对数的运算性质即可求解.
【详解】(1)原式
(2)原式
.
18. 已知全集,集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求实数a的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)由得到,再利用集合的补集和并集运算求解.
(2)化简,,再由求解.
【详解】(1)当时,集合,,
因为,
所以,
所以.
(2)因为,
所以,
由(1)知,,
又因为,所以,
解得,所以实数的取值范围.
19. 在①,②这两个条件中任选一个,补充在下面问题中.
已知函数,且_______,
(1)求的定义域,并判断的奇偶性;
(2)判断的单调性,并用定义给予证明.
【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析.
【解析】
【分析】
选择①,可得,选择②,可得.
(1)使函数有意义,只需;再求出与的关系即可求解.
(2)根据证明函数单调性的步骤:取值、作差、变形、定号即可证明.
【详解】选择①,因为,所以.
(1)要使函数有意义,只需,
所以函数的定义域为.
因为,
所以为奇函数.
⑵ 函数在区间和均为增函数.
证明如下: ,且,
则
,
因为,所以,,,
所以,即,
故函数在区间为增函数;
同理可证,函数在区间为增函数;
所以函数在区间和均为增函数.
选择②,因为,所以.
(1)要使函数有意义,只需,
所以函数的定义域为.
因为,
所以奇函数.
⑵ 函数在区间和均为减函数.
证明如下:,且,
则
,
因为,所以,,,
所以,即,
故函数在区间为减函数;
同理可证,函数在区间为减函数;
所以函数在区间和均为减函数.
20. 已知,且.
(1)求的值;
(2)若,,求的值.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)将已知条件两边平方,求得的值,进而求得的值.
(2)先求得的值,然后利用,结合两角差的余弦公式,求得的值.
【详解】(1)将两边同时平方,得,则,
又,所以.
(2)由(1)知,,
因为,,所以.
又因为所以
所以
,
【点睛】关键点点睛:对于三角函数给值求值的问题,关键在于运用已知角的和,差,二倍的运算表示待求的角,再选择相关公式得以求值.
21. 某儿童活动中心,为儿童修建一个面积为100平方米的矩形游泳池,为保障儿童生命安全,在其四周都留有宽2米的路面,问所选场地的长和宽各为多少时,才能使占用场地的面积S最小,并求出该最小值?
【答案】长为米,宽为米;平方米.
【解析】
【分析】
先设泳池的长为米,宽为米,列出式子,再利用基本不等式即可求解.
【详解】解:设游泳池的长为米,宽为米,则场地长为米,宽为米,
,
,
当且仅当“”时取等号.
当时,取得最小值为平方米,此时场地长为米,宽为米.
22. 已知函数.
(1)用“五点作图法”在给定的坐标系中,画出函数在上的图象;
(2)求图象的对称轴与单调递增区间;
(3)当时,,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析;(2)对称轴方程为,递增区间为;(3).
【解析】
【分析】
(1)由,计算出的取值范围,通过列表、描点、连线,可作出函数在上的图象;
(2)解方程可得出函数的对称轴方程,解不等式可得函数的单调递增区间;
(3)利用(1)中的图象结合可得出实数的取值范围.
【详解】(1)因为,当时,,
列表如下:
0 1
1 2 0
0 1
作图如下:
(2)因为,令,解得,
令,解得,
所以对称轴方程为,递增区间为;
(3),,
又,由(1)的图象可知,,的取值范围是.
【点睛】方法点睛:函数的图象的两种作法是五点作图法和图象变换法:
(1)五点法:用“五点法”作的简图,主要是通过变量代换,设,由取、、、、来求出相应的,通过列表,计算得出五点坐标,描点后得出图象;
(2)三角函数图象进行平移变换时注意提取的系数,进行周期变换时,需要将的系数变为原来的倍,要特别注意相位变换、周期变换的顺序,顺序不同,其变换量也不同.