湖南省长沙市雅礼书院中学2019-2020学年高一上学期10月月考数学试题

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湖南省长沙市雅礼书院中学2019-2020学年高一上学期10月月考数学试题

数学试题 (时间:120 分钟总分:150 分) 一、选择题:(本大题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分,在每小题给出的四个选择项中,只 有一项是符合题目要求的.请将选择题答案填入答题栏内) 1.下列对应是 A 到 B 上的映射的是( ) A. B. C. D. 的平方根 【答案】B 【解析】 【分析】 根据映射的定义,判断出选项 B 对应为映射 【详解】选项 A, ,不符合映射定义; 选项 B,任取一个 是唯一确定的值,等于 1 或者-1, 均为集合 B 的元素,故正确; 选项 C, 按照对应法则在 B 中不存在元素与之对应, 故不正确; 选项 D,集合 A 中的元素按照对应法则在集合 B 中存在两个 元素与之对应,故不正确. 故选:B 【点睛】本题考查映射的定义,属于基础题. 2.已知全集 , , ,则 =( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 先求 ,接着按照交集的定义,即可求得结果. * *, , : | 3|A N B N f x x= = → − *, { 1,1, 2}, : ( 1)xA N B f x= = − − → − 3, , :A Z B Q f x x = = → *, , :A N B R f x x= = → 3 ,| 3 3| 0A B∈ − = ∉ ,( 1)aa A∈ − 0 ,A∈ {1,2,3,4,5,6}U = {1,2,3}A = {2,3,4}B = ( )UA C B∩ {2,3} {5,6} {1} {1,2,3,4} UC B 【详解】 , , , . 选项:C 【点睛】本题考查集合间的运算,属于基础题. 3.函数 + 的定义域是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 分析】 按照函数有意义限制的条件,即可求出答案. 【详解】函数有意义须, ,解得 且 , 故选:B 【点睛】本题考查求函数的定义域,属于基础题. 4.下列四个函数中,与 表示同一函数的是 (   ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 函数 与 不同,所以函数 与 不是同一函数;函数 与 不同,所以函数 与 不是同一函数;函数 与 不同,所以函数 与 不是同一函数;函数 与 定义 域、值域、对应关系都相同,函数 与 表示同一函数,故选 C. 【方法点睛】本题通过判断函数是否为同一函数主要考查函数的定义域、值域以及对应法则, 属于中档题.判断函数是否为同一函数,能综合考查学生对函数定义的理解,是单元测试卷经 常出现的题型,要解答这类问题,关键是看两个函数的三要素:定义域、值域、对应法则是 【 {1,2,3,4,5,6}U = {2,3,4}B = {1,5,6}UC B = ( ) {1}UA C B∴ ∩ = 3 2y x= − 0( 1)x + 3( , )2 −∞ 3( , 1) ( 1, ]2 −∞ − ∪ − 3( , ]2 −∞ 3( , )2 +∞ 3 2 0 1 0 x x − ≥  + ≠ 3 2x≤ 1x ≠ − y x= ( )2 y x= 2y x= 3 3y x= 2xy x = ( )2 y x= y x= 定义域 ( )2 y x= y x= 2xy x = y x= 定义域 2xy x = y x= 2y x= y x= 值域 2y x= y x= 3 3y x x= = y x= 3 3y x x= = y x= 否都相同,三者有一个不同,两个函数就不是同一函数. 5.设 是奇函数,则 值为( ) A. 0 B. 1 C. 2 D. -1. 【答案】A 【解析】 【分析】 根据奇函数的定义,可求出 的值. 【详解】 是奇函数,所以任取 , 恒成立, 即 . 故选:A 【点睛】本题考查奇函数的定义,属于基础题. 6.已知函数 则 f(2)=( ) A. 3 B. 2 C. 1 D. 0 【答案】C 【解析】 【分析】 根据分段函数自变量的限制条件,代入即可. 【详解】函数 所以 . 故选:C 【点睛】本题考查求分段函数的函数值,属于基础题. 7.下列函数中,在区间 上是增函数的是( ) A. B. C. D. 【答案】A 的3( )f x x a= + a a 3( )f x x a= + x∈R ( ) ( )f x f x− = − 3 3 , 0x a x a a− + = − − ∴ = ( ) 1, 1 ,3, 1 x xf x x x + ≤= − + > ( ) 1, 1 ,3, 1 x xf x x x + ≤= − + > ( )2 1f = (0,1) y x= 3y x= − 1y x = 2 4y x= − + 【解析】 【详解】解析: A 项,因为 ,显然 在 上是增函数,故 A 项正确 B 项,在 上为减函数,故 B 项不正确; C 项,在区间 和 上为减函数,故 C 项不正确; D 项,在 上为减函数,故 D 项不正确, 故选 A. 8.函数 的值域是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 先求出被开方数 的范围,即可求出函数的值域. 【详解】 , . 故选:B 【点睛】本题考查函数的值域,属于基础题. 9.已知 是定义在 上的奇函数,当 时, ,那么 的值是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 试题分析:因为 是定义在 上的奇函数,所以 . 考点:奇函数的定义 . 10.若函数 是定义在 R 上的减函数,则 的取值范围是( ) A. B. C. D. , 0 0 x xy x x x ≥= = − < , y x= (0, )+∞ 2( ) 1f x x= + [0, )+∞ [1, )+∞ (0, )+∞ (1, )+∞ 2 1x + 2 1 1x + ≥ 2( ) 1 1f x x∴ = + ≥ ( )f x R 0x > ( ) 2 3xf x = − ( 2)f − 1− 11 4 1 11 4 − ( )f x R 2( 2) (2) (2 3) 1f f− = − = − − = − ( ) ( )f x f x− = − (3 1) 4 , 1( ) { , 1 a x a xf x ax x − + <= − ≥ a 1 1 8 3 ,     1 1 8 3    , 1(0 )3 , 1, 3  −∞   【答案】B 【解析】 【分析】 根据分段函数各段为减函数且在结合点处也递减列不等式组,解得 取值范围. 【详解】因为 是定义在 R 上的减函数,所以 .选 B. 【点睛】分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值. 11.若函数 同时满足: ①对于定义域上的任意 ,恒有 ; ②对于定义域上的任意 ,当 时,恒有 ; 则称函数为“理想函数”.给出下列三个函数:(1) (2) (3) ,其中能被称为“理想函数”的有( )个. A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】A 【解析】 【分析】 满足① 为奇函数,满足② 在定义域内是减函数,对(1)(2)(3)中的三个函数逐 个判断,即可得结果. 【详解】对于①对于定义域上的任意 ,恒有 ; 则有 ,故满足条件① 为奇函数; 对于②对于定义域上的任意 ,当 时, 不妨设 ,恒有 , 的a ( )f x 1 3 1 0 3 1 1{ 0 { 0 8 33 1 4 1 8 aa a a a a a a a <− < − < ∴ > ∴ ≤ < − + ≥ − ≥ ( )f x x ( ) ( ) 0f x f x+ − = 1 2,x x 1 2x x≠ 1 2 1 2 ( ) ( ) 0f x f x x x − <− 1( )f x x = 2( )f x x= 2 2 , 0( ) , 0 x xf x x x − ≥=  < ( )f x ( )f x x ( ) ( ) 0f x f x+ − = ( ) ( )f x f x− = − ( )f x 1 2,x x 1 2x x≠ 1 2x x> 1 2 1 2 ( ) ( ) 0f x f x x x − <− , 故满足②条件的函数 是在定义域内是减函数; 所以“理想函数”即为定义域内是减函数且为奇函数. (1) ,在定义域不是减函数,故不是; (2) 不是奇函数,故不是; (3) , ,所以为奇函数, 作出其图像,函数在定义域内是减函数,故为“理想函数”. 故选:A 【点睛】本题考查新定义的理解和运用,考查函数的奇偶性和单调性,注意运用定义法是解 题的关键,属于中档题. 12.设 是定义在 R 上的奇函数, ,当 时, 是增函数,且对任意的 ,都有 ,则函数 在 上的最大值是( ) A. 3 B. 4 C. -3 D. -4 【答案】D 【解析】 【分析】 由题意可得 在 上是增函数,故 在 上的最大值是 ,当 时, 是增函数,且对任意的 ,都有 ,求出 ,再根据 是定义在 R 上的奇函数,即可求出答案. 1 2 1 2 1 2 1 2 ( ) ( )( ) ( ) ( ) 0f x f xf x f x x xx x −− = × − <− ( )f x 1( )f x x = 2( )f x x= 2 2 , 0( ) , 0 x xf x x x x x − ≥= = − < ( ) | | | | ( )f x x x x x f x− = − = = − ( )f x (1) 2f = 0x > ( )f x ,x y R∈ ( ) ( ) ( )f x y f x f y+ = + ( )f x [ 3, 2]− − ( )f x [ 3, 2]− − ( )f x [ 3, 2]− − ( 2)f − 0x > ( )f x ,x y R∈ ( ) ( ) ( )f x y f x f y+ = + (2)f ( )f x 【详解】 是定义在 R 上的奇函数,当 时, 是增函数, 故 在 上是增函数, 在 上的最大值是 当 时,对任意的 , 都有 , 是定义在 R 上的奇函数, . 故选:D 【点睛】本题考查函数的奇偶性的性质,利用函数的单调性求函数的最值,属于中档题. 二.填空题:(本大题共 4 小题,每题 5 分,共 20 分,请将选择题答案填入答题栏内) 13.已知 =2x-5,且 f(a)=6,则 a=________. 【答案】 【解析】 【分析】 根据题意,令 2x﹣5=6,求出 x 的值,再计算对应 a 的值. 【详解】∵f( x﹣1)=2x﹣5,且 f(a)=6, ∴令 2x﹣5=6, 解得 x= , ∴a= × ﹣1= . 故答案为: . 【点睛】本题考查了函数的解析式以及利用函数的解析式求值的应用问题,是基础题目. 14.已知函数 的定义域为 ,则函数 的定义域为____________ .(用区间 作答) 【答案】 ( )f x 0x > ( )f x ( )f x [ 3, 2]− − ( )f x [ 3, 2]− − ( 2)f − 0x > ,x y R∈ ( ) ( ) ( )f x y f x f y+ = + (2) (1) (1) 2 (1) 4f f f f= + = = ( )f x ( 2) (2) 4f f∴ − = − = − 1( 1)2f x − 7 4 1 2 11 2 1 2 11 2 7 4 7 4 ( )f x [ 2,4)− (2 4)f x − [1,4) 【解析】 【分析】 根据复合函数的关系, 中的自变量 的范围,与 中的 的范围一致,即 可求出答案. 【详解】函数 的定义域为 , 函数 的定义域须满足, , 所以函数 的定义域为 . 故答案为: 【点睛】本题考查复合函数的定义域,属于基础题. 15.如果函数 在区间 上是递增的,那么实数 的取值范围是 _________. 【答案】 【解析】 【分析】 由抛物线图像特征,须对称轴在区间 的左侧,即可求出结果 【详解】函数 的对称轴方程为 , 在区间 上是递增的,故 . 故答案为: 【点睛】本题考查二次函数的单调性,属于基础题. 16.已知函数 是定义在 上的奇函数,给出下列命题: ① , ②若 在 上有最小值-1,则 在 上有最大值 1, ③若 在 上为增函数,则 在 上为减函数, ④若 时, ,则 时, . ( )f x x (2 4)f x − 2 4x − ( )f x [ 2,4)− (2 4)f x − 2 2 4 4, 1 4x x− ≤ − < ∴ ≤ < (2 4)f x − [1,4) [1,4) 2( ) 2 2f x x ax= − + [ )4,+∞ a 4a ≤ [ )4,+∞ 2( ) 2 2f x x ax= − + x a= ( )f x [ )4,+∞ 4a ≤ 4a ≤ ( )f x R ( )0 0f = ( )f x [ )0,+∞ ( )f x ( ],0−∞ ( )f x [ )1,+∞ ( )f x ( ], 1−∞ − 0x > ( ) 2 2f x x x= − 0x < ( ) 2 2f x x x= − − 其中正确的序号是: ________________. 【答案】①②④ 【解析】 定义在 上的奇函数,有 ,①正确; 在 上有最小值-1,由奇函数图象 关于原点对称知, 在 上有最大值,②正确;若 在 上为增函数,由 奇函数图象关于原点对称知, 在 上也为增函数;③错误;若 ,则 , , 函 数 为 奇 函 数 , 则 ,④正确.故本题应填①②④. 点睛:本题主要考查函数的奇偶性,单调性.奇,偶函数首先要满足定义域关于原点对称,否则 为非奇非偶函数,其次,若满足 , , 中的一条, 则函数为奇函数,或满足 , , 中的一条,则函数为 偶函数.求函数的单调性或单调区间一定要先确定定义域,然后根据所给函数的结构特征及要 求选择合适的方法求解.最后结果一定要写成区间的形式,当同增(减)区间不连续时不能用并 集符号连接.特别是对于奇函数,图象关于原点对称,对于偶函数,图象关于 轴对称. 三、解答题:(本大题共 6 小题,共 70 分) 17.设 , . (1)求 的值及集合 、 ; (2)设全集 ,求 的所有子集. 【答案】: (1) , ;(2) . 【解析】 【分析】 (1)根据已知条件,2 是 两方程的根,代入求出 ,即可 求出集合 、 ,并验证 是否成立; (2)先求出 ,即可求出所有子集. R ( )0 0f = ( )f x [ )0,+∞ ( )f x ( ],0−∞ ( )f x [ )1,+∞ ( )f x ( ], 1−∞ − 0x < 0x− > ( ) ( ) ( )2 22 2f x x x x x− = − − − = + ( ) ( ) 2 2f x f x x x= − = − − ( ) ( )f x f x− = − ( )( ) 0f x f x+ − = ( ) ( ) 1f x f x − = − ( ) ( )f x f x− = ( )( ) 0f x f x− − = ( ) ( ) 1f x f x − = y { }2 22 0}, { 3 0A x x ax B x x x b= + + = = + + = {2}A B = a b, A B U A B= ∪ ( ) ( )U UC A C B 3, 10a b= − = − {1,2}, { 5,2}A B= = − ,{ 5},{1}{ 5,1}∅ − − 2 22 0, 3 0x ax x x b+ + = + + = a b, A B {2}A B = ( ) ( )U UC A C B 【详解】 ,2 是 两方程的解,代入方程解得 ,此时 并且 满足条件, 故 , ; (2) , , 所有的子集有: . 【点睛】本题考查了集合间的交、并、补的混合运算,熟练掌握各自的定义是解题的关键, 属于中档题. 18.已知函数 . ( )用定义证明 在 上是增函数. ( )若 在区间 上取得最大值为 ,求实数 的值. 【答案】(1)见解析;(2) . 【解析】 试题分析:(1)用定义法证明函数为增函数;(2)由第一问的单调性可得,在 x=4 处取到最大值, 代入即可. 试题解析: ( )设任意 , ,且 , 则 , ∵ , ∴ , , ∴ , {2}A B = 2 22 0, 3 0x ax x x b+ + = + + = 3, 10a b= − = − { }{ } { }2 23 2 0} 1,2 , { 3 10 0 5,2A x x x B x x x= − + = = = + − = = − {2}A B = 3, 10a b= − = − {1,2}, { 5,2}A B= = − { 5,1,2}, { 5}, {1}U UU A B C A C B= = − = − = ( ) ( ) { 5,1}U UC A C B = − ,{ 5},{1}{ 5,1}∅ − − 1 1( ) ( 0, 0)f x a xa x = − > > 1 ( )f x (0, )+∞ 2 ( )f x 1 ,42      5 a 4 21a = 1 1x ( )2 0,x ∈ +∞ 1 2x x< ( ) ( ) 1 2 1 2 1 2 x xf x f x x x −− = ⋅ 1 20 x x< < 1 2 0x x− < 1 2 0x x⋅ > ( ) ( )1 2 0f x f x− < 即 , 故 在 上是增函数. ( ) 在区间 上是增函数, ∴ , ∴ , 解得 . 点睛: 证明函数单调性的一般步骤:(1)取值:在定义域上任取 ,并且 (或 );(2)作差: ,并将此式变形(要注意变形到能判断整个式子符号为 止);(3)定号:判断 的正负(要注意说理的充分性),必要时要讨论;(4) 下结论:根据定义得出其单调性. 19.已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数,且 x≤0 时, f(x)=-x+1 (1)求 f(0),f(2); (2)求函数 f(x) 解析式; (3)若 f(a-1)<3,求实数 a 的取值范围. 【答案】(1)3; (2) ; (3)(-1,3). 【解析】 【分析】 (1 )将 代入解析式可得 ,利用函数奇偶性的性质即可求 的值; (2)令 ,则 ,求得 ,根据函数奇偶性的性质即可求函数 )的 解析式;(3)由 ,根据函数的奇偶性与单调性,将不等式转化为 ,利用绝对值不等式的解法可求实数 的取值范围. 【详解】(1)因 当 x≤0 时,f(x)=-x+1 所以 f(0)=1. 又函数 f(x)是定义在 R 上的偶函数,所以 f(2)=f(-2)=—(-2)+1=3,即 f(2)=3. 的 为 ( ) ( )1 2f x f x< ( )f x ( )0,+∞ 2 ( ) 1 1f x a x = − 1 ,42      ( ) ( )max4 5f f x= = ( ) 1 14 54f a = − = 4 21a = 1 2,x x 1 2x x> 1 2x x< 1 2( ) ( )f x f x− 1 2( ) ( )f x f x− 1, 0( ) 1, 0 x xf x x x − + ≤=  + > 0, 2x x= = − ( ) ( )0 , 2f f − ( )2f 0x > 0x− < ( ) 1f x x− = + ( )f x ( ) ( )1 3 2f a f− < = 1 2a − < a (2)令 x>0,则-x<0, 从而 f(-x)=x+1=f(x), ∴x>0 时,f(x)=x+1 ∴函数 f(x)的解析式为 , (3)由函数图像可得 ∴f(x)=-x+1 在(-∞,0]上为减函数. 又 f(x)是定义在 R 上的偶函数, ∴f(x)在(0,+∞)上为增函数. ∵f(a-1)<3=f(2),∴|a-1|<2,解得-1 1 2 ( ) ( )0 2f f= [ ]2 , 1m m + m ( )f x ( ) ( )0 2f f= 1x = ( )f x ( ) ( )21 1f x a x= − + ( )0a > ∵ 代入可得 ∴ ∴ 化简可得 (2) 根据 在区间 内不单调,可知对称轴在区间 内 二次函数对称轴为 所以 解不等式可得 【点睛】本题考查了二次函数解析式的求法,二次函数单调性与对称轴的关系,属于基础题. 21.通过研究学生的学习行为,心理学家发现,学生接受能力依赖于老师引入概念和描述问题 所用的时间,讲座开始时,学生的兴趣激增,中间有一段不太长的时间,学生的兴趣保持理 想的状态,随后学生的注意力开始分散.分析结果和实验表明,用 表示学生掌握和接收概 念的能力( 的值越大,表示接受能力越强), 表示提出和讲授概念的时间(单位:分 钟),可以有以下公式: (1)开讲多少分钟后,学生的接受能力最强?能维持多长时间? (2)开讲 5 分钟与开讲 20 分钟比较,学生的接受能力何时强一些? 【答案】(1)开讲 10 钟后,学生的接受能力最强,能维持 6 分钟;(2)开讲 5 分钟时学生 的接受能力比开讲 20 分钟时要强一些. 【解析】 【分析】 (1)求出分段函数各段的函数值的范围,即可得结论; (2)通过计算 与 的大小,即可得结论. 【详解】(1)依题意,当 时, , 故 在 单调递增,最大值为 ; ( )0 3f = 1 3a + = 2a = ( ) ( )22 1 1f x x −= + ( ) 22 4 3f x x x− += ( )f x [ ]2 , 1m m + [ ]2 , 1m m + 1x = 2 1 1m m< < + 0 1 2m< < ( )f x ( )f x x 2-0.1 2.6 43,(0 10) ( ) 59,(10 16) 3 107,(16 30) x x x f x x x x  + + < ≤ = < ≤  − + < ≤ (5)f (20)f 0 10x< ≤ 2 2( ) 0.1 2.6 43 0.1( 13) 59.9f x x x x= − + + = − − + ( )f x (0,10] (10) 59f = 当 时, ; 当 时, 是减函数, 且 . 因此开讲 10 钟后,学生的接受能力最强,能维持 6 分钟. (2) , . 所以开讲 5 分钟时学生的接受能力比开讲 20 分钟时要强一些. 【点睛】本题考查函数模型的性质与应用,考查分析问题、解决问题的能力,注意解题方法 的积累,属于中档题. 22.已知 对任意的实数 都有 ,且当 时,有 (1)求 ; (2)求证: 在 R 上为增函数; (3)若 ,解关于 的不等式 . 【答案】(1) ;(2)见详解;(3) . 【解析】 【分析】 (1)利用赋值法, 代入 ,即可求出 ; (2)设 是 的任意实数,且 ,令 ,通过函数的单调性定义即 可证明 在 R 上为增函数; (3)有条件可求 ,结合 在 R 上为增函数,不等式化为 ,解不等 式即可求得结论. 【详解】(1)令 , ,解得 ; (2)设 是 的任意实数,且 ,令 , 则 , , 由 ,得 , 10 16x< ≤ ( ) 59f x = 16 30x< ≤ ( ) 3 107f x x= − + ( ) 59f x < 2(5) 0.1(5 13) 59.9 53.5f = − − + = (20) 3 20 107 47 53.5f = − × + = < ( )f x .m n ( ) ( ) ( ) 1f m n f m f n+ = + − 0x > ( ) 1f x > (0)f ( )f x (6) 7f = x 2(3 2) ( ) 3f x f x x− + − < (0) 1f = ( ,1) (3, )−∞ +∞ 0m n= = ( ) ( ) ( ) 1f m n f m f n+ = + − (0)f 1 2,x x R 1 2x x< 2 1 1,m x x n x= − = ( )f x (1) 2f = ( )f x 2 4 2 1x x− + − < 0m n= = (0) 2 (0) 1f f= − (0) 1f = 1 2,x x R 1 2x x< 2 1 1,m x x n x= − = 2 2 1 1( ) ( ) ( ) 1f x f x x f x= − + − 2 1 2 1( ) ( ) ( ) 1f x f x f x x− = − − 1 2x x< 2 1 2 10, ( ) 1x x f x x− > ∴ − > , 所以 在 R 上为增函数; (3) , , , 因为 在 R 上为增函数,原不等式等价于 ,即 , 解得 或 , 不等式的解集为 . 【点睛】. 本题考查抽象函数,及其函数的单调性和不等式的解法,解题的关键要对条件等式的合理应 用,属于中档题. 2 1 1 2( ) ( ) 0, ( ) ( )f x f x f x f x− > ∴ < ( )f x (6) (3) (3) 1 2 (3) 1 7, (3) 4f f f f f= + − = − = ∴ = (3) (2) (1) 1 2 (1) 1 (1) 1 3 (1) 2 4f f f f f f= + − = − + − = − = (1) 2f∴ = 2 2(3 2) ( ) ( 4 2) 1 3f x f x x f x x− + − = − + − + < 2( 4 2) 2 (1)f x x f∴ − + − < = ( )f x 2 4 2 1x x− + − < 2 4 3 0x x− + > 1x < 3x > ( ,1) (3, )−∞ +∞
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