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2021-2022学年度高2024届上学期半期考试数学试题一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,满分60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.函数的定义域为()A.B.C.,且D.,且2.已知集合,,则( )A.A⊆BB.B⊆AC.A∩B=D.A∪B=R3.若函数,且,则()A.11B.10C.9D.84.若函数定义域为,则函数的定义域为( )A.B.C.D.5.已知,b=ln0.9,,则( )A.a
1C.D.7.对于函数,下列说法正确的是( )A.若a>0,b>0,则函数f(x)的最小值为B.若a>0,b>0,则函数f(x)单调递增区间为C.若a>0,b<0,则函数f(x)是单调函数D.若a>0,b<0,则函数f(x)是奇函数8.有以下结论∶①将函数的图像向右平移1个单位得到的图像;②函数与=lnx的图像关于直线y=x对称;③对于函数(a>0且a≠1),一定有④函数的图像恒在x轴上方,其中正确结论的个数为( )A.1B.2C.3D.49.对于,不等式恒成立,则实数m取值范围是()A.B.C.D.10.已知关于的方程在区间上存在两个不同的实数根,则实数的取值范围是( )A.B.
2C.D.11.设函数y=f(x)在R上有定义,对于任一给定的正数p,定义函数fp(x)=,则称函数fp(x)为f(x)的“p界函数”若给定函数f(x)=x2﹣2x﹣1,p=2,则下列结论不成立的是( )A.fp[f(0)]=f[fp(0)]B.fp[f(1)]=f[fp(1)]C.fp[fp(2)]=f[f(2)]D.fp[fp(3)]=f[f(3)]12.已知函数,若关于x的不等式的解集中有且仅有两个整数,则实数a的取值范围为( )A.B.CD.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.13.下表表示是的函数,则函数的值域是_______.14.已知是方程的解集,且,则_____.15.已知函数在[-2,2]上单调递增,则m的取值范围是_________.16.已知函数的定义域为,,对任意两个不等的实数、都有,则不等式的解集为_________.三、解答题:共70分(解答应写岀文字说明、证明过程或演算步骤)17.(1)计算;(2)若,求的值.
318.已知集合为函数的值域,集合,则(1)求;(2)若集合,求实数的取值范围.19.已知函数=ln(ax2+2ax+1)定义域为R,(1)求a的取值范围;(2)若a≠0,函数在[-2,1]上的最大值与最小值和为0,求实数a的值.20.已知函数是定义在上的奇函数.(1)求实数的值;(2)判断函数的单调性并证明∶(3)求函数的值域;21.函数对任意实数恒有,且当时,(1)判断的奇偶性;(2)求证∶是上的减函数∶(3)若,求关于的不等式的解集.22.对于在区间上有意义的函数f(x),若满足对任意的,有恒成立,则称f(x)在上是“友好”的,否则就称f(x)在上是“不友好”的.现有函数(1)当a=1时,判断函数f(x)在上是否“友好”;(2)若函数f(x)在区间(1≤m≤2)上是“友好”的,求实数a的取值范围(3)若关于x的方程的解集中有且只有一个元素,求实数a的取值范围.2021-2022学年度上期高2024届半期考试数学试题一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,满分60
4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.函数的定义域为()A.B.C.,且D.,且【答案】D【解析】【分析】可看出,要使得有意义,需满足,然后解出的范围即可.【详解】解:要使有意义,则,解得且,的定义域为,且.故选:.2.已知集合,,则( )A.A⊆BB.B⊆AC.A∩B=D.A∪B=R【答案】A【解析】【分析】根据数轴判断两集合之间包含关系.【详解】因为,,所以A⊆B,选A.【点睛】本题考查集合之间包含关系,考查基本判断分析能力.3若函数,且,则()A.11B.10C.9D.8【答案】C【解析】【分析】运用换元法求出函数的解析式,再利用代入法进行求解即可.【详解】令,由,可得,即,由,可得,故选:C4.若函数的定义域为,则函数的定义域为( )
5A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】本题可通过函数的定义域为得出,然后通过计算即可得出结果.【详解】因为函数的定义域为,所以函数满足,即,,函数的定义域为,故选:C.5.已知,b=ln0.9,,则( )A.a
6C.D.【答案】B【解析】【分析】根据题意,对进行分类讨论,当和当时,根据指数函数和对数函数的图象和性质进行分析,结合选项即可得解.【详解】解:由题可知,函数与,且,若时,则,所以在上单调递增,且过点,在单调递减,且过点,故B选项符合题意;若,则,所以在上单调递减,且过点,在单调递增,且过点,没有符合题意的选项.故选:B.7.对于函数,下列说法正确的是( )A.若a>0,b>0,则函数f(x)的最小值为B.若a>0,b>0,则函数f(x)的单调递增区间为C.若a>0,b<0,则函数f(x)是单调函数D.若a>0,b<0,则函数f(x)是奇函数【答案】D【解析】【分析】对于A,当时不满足;对于B,由单调区间应用逗号隔开,不能用并集,可判断错;对于C,由函数定义域不连续可判断对错;对于D,由奇函数的定义可判断.【详解】对于A,若,则当时,,故A错误;
7对于B,的单调递增区间应为,用逗号连接,故B错误;对于C,的定义域为,在上分别单调递增,但在定义域上不单调,故C错误;对于D,的定义域关于原点对称,且,故是奇函数,故D正确,故选:D.8.有以下结论∶①将函数的图像向右平移1个单位得到的图像;②函数与=lnx的图像关于直线y=x对称;③对于函数(a>0且a≠1),一定有④函数的图像恒在x轴上方,其中正确结论的个数为( )A.1B.2C.3D.4【答案】C【解析】【分析】根据函数平移、指对数关系、指对数函数的性质,判断各项的正误即可.【详解】①将函数的图像向右平移1个单位得到的图像,故错误;②由指对数的关系知:函数与=lnx的图像关于直线y=x对称,故正确;③由指数函数的性质,如下图示,对于函数(a>0且a≠1),一定有,故正确.④由在上恒成立,即,故正确.故选:C.
89.对于,不等式恒成立,则实数m的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】分离参数,引入新函数,由新函数是减函数得最小值,从而得参数范围.【详解】由题意在时恒成立,函数是减函数,∴,∴,∴.故选:B.【点睛】本题考查不等式恒成立,解题方法是利用分离参数法转化为求函数的最值.转化方法:(1)恒成立,(2)恒成立,10.已知关于的方程在区间上存在两个不同的实数根,则实数的取值范围是( )A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】本题首先可根据方程存在两个不同的实数根得出、,然后设,分为、两种情况进行讨论,最后根据对称轴的相关性质以及的大小即可得出结果.【详解】因为方程存在两个不同的实数根,所以,,解得或,设,对称轴为,当时,
9因为两个不同的实数根在区间上,所以,即,解得,当时,因为两个不同的实数根在区间上,所以,即,解得,综上所述,实数的取值范围是,故选:C.11.设函数y=f(x)在R上有定义,对于任一给定的正数p,定义函数fp(x)=,则称函数fp(x)为f(x)的“p界函数”若给定函数f(x)=x2﹣2x﹣1,p=2,则下列结论不成立的是( )A.fp[f(0)]=f[fp(0)]B.fp[f(1)]=f[fp(1)]C.fp[fp(2)]=f[f(2)]D.fp[fp(3)]=f[f(3)]【答案】B【解析】【分析】由题意可得,然后逐个分析判断即可【详解】因为,所以,所以对于A,,所以A正确,对于B,,所以B错误,对于C,,所以C正确,对于D,,所以D正确,故选:B12.已知函数,若关于x的不等式的解集中有且仅有两个整数,则实数a的取值范围为( )
10A.B.C.D.【答案】A【解析】【分析】首先由解析式得,得出关于对称,再得出在上单调递增,将原不等式转化为,然后对分,,讨论,解不等式即可.【详解】当时,,则,即关于对称又当时,在定义域上单调递增,在上单调递增,故在上单调递增,所以由得,即,当时,不等式无解;当时,即为,此时不等式的解集有无穷多个整数,舍去;若,则即为,此时不等式的解集有无穷多个整数,舍去;当,且时,,得,,显然当满足此式,不满足此式,得满足此式,不满足此式,,解得故选:A.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
1113.下表表示是的函数,则函数的值域是_______.【答案】【解析】【分析】结合表格信息结合值域的定义求解即可【详解】结合表格可知,函数值y的所有可能取值是2,3,4,5,∴函数的值域是{2,3,4,5}.故填【点睛】本题考查函数的值域,解题时要认真审题,仔细解答.14.已知是方程的解集,且,则_____.【答案】【解析】【分析】由题知,再结合韦达定理求解即可.【详解】解:因为,所以方程的解集有两个不相等的实数根,因为且,所以所以由韦达定理得,所以故答案为:15.已知函数在[-2,2]上单调递增,则m的取值范围是_________.【答案】[2,3)【解析】【分析】由题设,根据对数复合函数的区间单调性,结合二次函数的性质有,即可求m
12的取值范围.【详解】由题设,令,开口向下且对称轴为,又定义域上递增,∴要使在[-2,2]上单调递增,则,可得.故答案为:.16.已知函数的定义域为,,对任意两个不等的实数、都有,则不等式的解集为_________.【答案】【解析】【分析】推导出函数为上的增函数,将所求不等式变形为,可得出关于实数的不等式,由此可解得原不等式的解集.【详解】不妨令,则等价于,可得,构造函数,则是上的增函数.因为,所以等价于,即,所以,,即,解得.因此,不等式的解集为.故答案为:.【点睛】方法点睛:利用函数的单调性求解抽象函数不等式,要设法将隐性划归为显性的不等式来求解,方法是:(1)把不等式转化为;(2)判断函数的单调性,再根据函数的单调性把不等式的函数符号“”脱掉,得到具体的不等式(组),求解即可.三、解答题:共70分(解答应写岀文字说明、证明过程或演算步骤)17.(1)计算;(2)若,求的值.【答案】(1);(2).
13【解析】【分析】(1)由对数的运算法则运算即可得解;(2)由指数运算与对数运算的关系可得,,进而可得,,即可得解.【详解】(1)由题意,;(2)因为,所以,,所以,,所以.18.已知集合为函数的值域,集合,则(1)求;(2)若集合,求实数的取值范围.【答案】(1);(2).【解析】【分析】(1)根据二次函数的图像,可求得在时的值域,求得集合B即可求.(2)由可知集合为集合的子集,根据集合的包含关系即可求得实数的取值范围.【详解】(1)函数,二次函数对称轴为,开口向上所以在内单调递增所以在时的值域为,即集合,解得,即所以(2)由可知集合为集合的子集,即集合,则,解得综上,的取值范围为.
14【点睛】本题考查了集合交集的基本运算,集合与集合的关系,分式不等式与二次函数的值域问题,综合性较强,属于基础题.19.已知函数=ln(ax2+2ax+1)定义域为R,(1)求a的取值范围;(2)若a≠0,函数在[-2,1]上的最大值与最小值和为0,求实数a的值.【答案】(1)0≤a<1;(2).【解析】【分析】(1)由题设,问题转化在上恒成立,讨论参数a求其范围.(2)令求上的值域,结合的单调性确定的最值,根据已知列方程求参数a.【小问1详解】由题设,在上恒成立,当时,易知不等号恒成立;当时,有,可得;综上,.【小问2详解】由及(1)结论,令,∴由已知及,有,又为增函数,∴,即,∴或,由(1)知:,∴.20.已知函数是定义在上的奇函数.(1)求实数的值;(2)判断函数的单调性并证明∶(3)求函数值域;
15【答案】(1);(2)在上单调递增;(3).【解析】【分析】(1)本题可根据定义在上的奇函数的性质得出结果;(2)本题可通过判断函数单调性的定义法得出结论;(3)本题可根据得出结论.【小问1详解】因为函数是定义在上的奇函数,所以,即,解得.【小问2详解】,设任意、,且,则,因为,所以,则,即,故在上单调递增.【小问3详解】,因为,所以,函数的值域为.21.函数对任意实数恒有,且当时,(1)判断的奇偶性;(2)求证∶是上的减函数∶(3)若,求关于的不等式的解集.【答案】(1)奇函数(2)证明见解析(3)答案见解析【解析】
16【分析】(1)取得,取得进而得答案;(2)根据题意得,,再结合奇函数性质得,进而证明结论;(3)根据题意得,分类讨论求解即可;【小问1详解】解∶取,则,∴.取,则,即对任意恒成立,∴为奇函数.【小问2详解】证明∶任取,且,则,,∴,又奇函数,∴∴是上的减函数.【小问3详解】解:为奇函数,整理原式得,.∵在上是减函数,∴,即①当时,原不等式的解为;②当时,原不等式化为,即若,原不等式化为,原不等式的解为;若,则,原不等式的解为或;若,则,原不等式的解为或
17③当时,原不等式化为即则,原不等式的解为综上所述∶当时,原不等式的解集为当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为或当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为或22.对于在区间上有意义的函数f(x),若满足对任意的,有恒成立,则称f(x)在上是“友好”的,否则就称f(x)在上是“不友好”的.现有函数(1)当a=1时,判断函数f(x)在上是否“友好”;(2)若函数f(x)在区间(1≤m≤2)上是“友好”的,求实数a的取值范围(3)若关于x的方程的解集中有且只有一个元素,求实数a的取值范围.【答案】(1)函数f(x)在上是“友好”的;(2);(3).【解析】【分析】(1)利用函数单调性求出f(x)在上的最值即可判断得解.(2)利用函数单调性,求出f(x)在区间(1≤m≤2)上的最值,建立不等关系,分离参数,构造函数并求出其最值即可作答.(3)利用对数函数的性质变形等式,求出方程的解,再讨论验证即可作答.【小问1详解】当a=1时,在上单调递减,,,于是得,即,有,所以当a=1时,函数f(x)在上是“友好”的.
18【小问2详解】依题意,在上单调递减,则,,则有,即,可得,令t=2m-1(1≤t≤3),则,则,函数在上单调递减,在上单调递增,当t=1或3时,取最大值1,此时,,于是当t=1或3时,取最大值,依题意,,又对于任意的,,即,此时,综上,a的取值范围是.【小问3详解】依题意,方程化为:,且,于是得:,即,当a=3时,可得x=-1,此时有且,则a=3,当a=2时,可得x=-1,此时有,矛盾,当a≠2且a≠3时,可得x=-1或,若x=-1是原方程的解,必有(a-3)x+2a-4=a-1>0,且a-1≠1,则a>1且a≠2,若是原方程的解,必有(a-3)x+2a-4=2a-3>0,且2a-3≠1,则且a≠2,因此,要使方程有且仅有一个解,必有,综上,方程的解集中有且仅有一个元素,有或a=3,所以实数a的取值范围为.