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【数学】北京市海淀区2021-2022学年高一上学期期末考试试题(解析版)
2025-09-27 23:31:10 责编:小OO
文档
北京市海淀区2021-2022学年高一上学期期末考试数学试题

一、选择题:共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.

1.已知集合A={0,1,2,3,4},B={x|﹣3<x<2},则A∩B=(  )

A.{0,1}            B.(0,1)                C.(0,    2)    D.{0,1,2}

2.命题“∀x∈R,都有x2﹣x+3>0”的否定为(  )

A.∃x∈R,使得x2﹣x+3≤0            B.∃x∈R,使得x2﹣x+3>0    

C.∀x∈R,都有x2﹣x+3≤0            D.∃x∉R,使得x2﹣x+3≤0

3.已知a<b<0,则(  )

A.a2<b2                            B.<    

C.2a>2b                            D.ln(1﹣a)>ln(1﹣b)

4.已知函数f(x)=﹣log2x,在下列区间中,包含f(x)零点的区间是(  )

A.(0,1)            B.(1,2)            C.(2,3)            D.(3,4)

5.4×100米接力赛是田径运动中的集体项目,一根小小的木棒,要四个人共同打造一个信念,一起拼搏,每次交接都是信任的传递.甲、乙、丙、丁四位同学将代表高一年级参加校运会4×100米接力赛,教练组根据训练情况,安排了四人的交接棒组合.已知该组合三次交接棒失误的概率分别是p1,p2,p3,假设三次交接棒相互,则此次比赛中该组合交接棒没有失误的概率是(  )

A.p1p2p3                            B.1﹣p1p2p3    

C.(1﹣p1)(1﹣p2)(1﹣p3)            D.1﹣(1﹣p1)(1﹣p2)(1﹣p3)

6.下列函数中,在R上为增函数的是(  )

A.y=2﹣x                            B.y=x2    

C.y=                    D.y=lgx

7.已知某产品的总成本C(单位:元)与年产量Q(单位:件)之间的关系为C=

Q2+3000,设该产品年产量为Q时的平均成本为f(Q)(单位:元/件),则f(Q)的最小值是(  )

A.30            B.60            C.900            D.1800

8.逻辑斯蒂函数f(x)=二分类的特性在机器学习系统,可获得一个线性分类器,实现对数据的分类,下列关于函数f(x)的说法错误的是(  )

A.函数f(x)的图象关于点(0,f(0))对称    

B.函数f(x)的值域为(0,1)    

C.不等式f(x)>的解集是(0,+∞)    

D.存在实数a,使得关于x的方程f(x)﹣a=0有两个不相等的实数根

9.甲、乙二人参加某体育项目训练,近期的八次测试得分情况如图,则下列结论正确的是(  )

A.甲得分的极差大于乙得分的极差    

B.甲得分的75%分位数大于乙得分的75%分位数    

C.甲得分的平均数小于乙得分的平均数    

D.甲得分的标准差小于乙得分的标准差

10.已知函数f(x)=2x2+bx+c(b,c为实数),f(﹣10)=f(12).若方程f(x)=0有两个正实数根x1,x2,则+的最小值是(  )

A.4                B.2                C.1                D.

二、填空题:共5小题,每小题4分,共20分.

11.函数f(x)=log0.5(x﹣1)的定义域是      .

12.已知f(x)是定义域为R的奇函数,且当x>0时,f(x)=lnx,则f(﹣)的值是      .

13.定义域为R,值域为(﹣∞,1)的一个减函数是      .

14.已知函数f(x)=|log5x|,若f(x)<f(2﹣x),则x的取值范围是      .

15.已知函数f(x)=(a>0且a≠1),给出下列四个结论:

①存在实数a,使得f(x)有最小值;

②对任意实数a(a>0且a≠1),f(x)都不是R上的减函数;

③存在实数a,使得f(x)的值域为R;

④若a>3,则存在x0∈(0,+∞),使得f (x0)=f(﹣x0).

其中所有正确结论的序号是      .

三、解答题:共4小题,共40分.解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.

16.(9分)已知集合A={x|x2﹣2x﹣3>0},B={x|x﹣4a≤0}.

(Ⅰ)当a=1时,求A∩B;

(Ⅱ)若A∪B=R,求实数a的取值范围.

17.(10分)已知函数f(x)=ax+b•a﹣x(a>0且a≠1),再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知.

(Ⅰ)判断函数f(x)的奇偶性,说明理由;

(Ⅱ)判断函数f(x)在(0,+∞)上的单调性,并用单调性定义证明;

(Ⅲ)若f(|m|﹣3)不大于b•f(2),直接写出实数m的取值范围.

条件①:a>1,b=1;

条件②:0<a<1,b=﹣1.

18.(10分)某工厂有甲、乙两条相互的产品生产线,单位时间内甲、乙两条生产线的产量之比为4:1,现采用分层抽样的方法从甲、乙两条生产线得到一个容量为100的样本,其部分统计数据如下表所示(单位:件).

一等品二等品
甲生产线76b
乙生产线a2
(Ⅰ)写出a,b的值;

(Ⅱ)从上述样本的所有二等品中任取2件,求至少有1件为甲生产线产品的概率;

(Ⅲ)以抽样结果的频率估计概率,现分别从甲、乙两条产品生产线随机抽取10件产品,记P1表示从甲生产线随机抽取的10件产品中恰好有5件一等品的概率,P2表示从乙生产线随机抽取的10件产品中恰好有5件一等品的概率,试比较P1和P2的大小.(只需写出结论)

19.(11分)已知定义域为D的函数f(x),若存在实数a,使得∀x1∈D,都存在x2∈D满足=a,则称函数f(x)具有性质P(a).

(Ⅰ)判断下列函数是否具有性质P(0),说明理由;

①f(x)=2x;

②f(x)=log2x,x∈(0,1).

(Ⅱ)若函数f(x)的定义域为D,且具有性质P(l),则“f(x)存在零点”是“2∈D”的      条件,说明理由;(横线上填“充分而不必要”“必要而不充分”、“充分必要”、“既不充分也不必要”)

(Ⅲ)若存在唯一的实数a,使得函数f(x)=tx2+x+4,x∈[0,2]具有性质P(a),求实数t的值.

选做题:

20.2015年10月5日,我国女药学家屠呦呦获得2015年诺贝尔医学奖.屠呦呦和她的团队研制的抗疟药青蒿素,是科学技术领域的重大突破,开创了疟疾治疗新方法,挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命,对促进人类健康、减少病痛发挥了难以估量的作用.当年青蒿素研制的过程中,有一个小插曲:虽然青蒿素化学成分本身是有效的,但是由于实验初期制成的青蒿素药片在胃液中的溶解速度过慢,导致药片没有被人体完全吸收,血液中青蒿素的浓度(以下简称为“血药浓度”)的峰值(最大值)太低,导致药物无效.后来经过改进药片制备工艺,使得青蒿素药片的溶解速度加快,血药浓度能够达到要求,青蒿素才得以发挥作用.已知青蒿素药片在体内发挥作用的过程可分为两个阶段,第一个阶段为药片溶解和进入血液,即药品进入人体后会逐渐溶解,然后进入血液使得血药浓度上升到一个峰值;第二个阶段为吸收和代谢,即进入血液的药物被人体逐渐吸收从而发挥作用或者排出体外,这使得血药浓度从峰值不断下降,最后下降到一个不会影响人体机能的非负浓度值.人体内的血药浓度是一个连续变化的过程,不会发生骤变,现用t表示时间(单位:h),在t=0时人体服用青蒿素药片;用C表示青蒿素的血药浓度(单位:μg/ml),根据青蒿素在人体发挥作用的过程可知,C是t的函数.已知青蒿素一般会在1.5小时达到需要血药浓度的峰值.请根据以上描述完成下列问题:

(Ⅰ)下列几个函数中,能够描述青蒿素血药浓度变化过程的函数的序号是      ;

①C(t)=

②C(t)=

③C(t)=

④C(t)=

(Ⅱ)对于青蒿素药片而言,若血药浓度的峰值大于等于0.1μg/mL,则称青蒿素药片是合格的.基于(Ⅰ)中你选择的函数(若选择多个,则任选其中一个),可判断此青蒿素药片      ;(填“合格”、“不合格”)

(Ⅲ)记血药浓度的峰值为Cmax,当C≥Cmax时,我们称青蒿素在血液中达到“有效浓度”,基于(Ⅰ)中你选择的函数(若选择多个,则任选其中一个),计算青蒿素在血液中达到“有效浓度”的持续时间是      .

【参】

一、选择题:共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.

1.A

【解析】集合A={0,1,2,3,4},B={x|﹣3<x<2},

∴A∩B={0,1}.故选:A.

2.A

【解析】根据题意,命题“∀x∈R,都有x2﹣x+3>0”是全称命题,

其否定为:∃x∈R,使得x2﹣x+3≤0.故选:A.

3.D

【解析】∵a<b<0,

∴,ln(1﹣a)>ln(1﹣b).

故选:D.

4.C

【解析】函数f(x)=﹣log2x,是减函数,又f(2)=﹣log22=>0,

f(3)=1﹣log23<0,

可得f(2)f(3)<0,由零点判定定理可知:函数f(x)=﹣log2x,包含零点的区间是:(2,3).故选:C.

5.C

【解析】∵该组合三次交接棒失误的概率分别是p1,p2,p3,

∴三次交接棒不失误的概率分别为1﹣p1,1﹣p2,1﹣p3,

∴假设三次交接棒相互,

则此次比赛中该组合交接棒没有失误的概率是(1﹣p1)(1﹣p2)(1﹣p3).故选:C.

6.C

【解析】根据题意,依次分析选项:

对于A,y=2﹣x是指数函数,在R上为减函数,不符合题意,

对于B,y=x2,是二次函数,在(﹣∞,0)上为减函数,不符合题意,

对于C,y=,在R上为增函数,符合题意,

对于D,y=lgx,是对数函数,定义域为(0,+∞),不符合题意,

故选:C.

7.B

【解析】由题意可得该产品年产量为Q时的平均成本为f(Q)=,

则f(Q)==60,当且仅当,即Q=100时取等号,此时f(Q)的最小值为60,故选:B.

8.D

【解析】对于A:f(x)==,f(﹣x)=,f(x)+f(﹣x)=1,

所以函数f(x)的图象关于点(0,)对称,又f(0)=,所以函数f(x)的图象关于点(0,f(0))对称,故A正确;

对于B:f(x)=,易知e﹣x>0,所以1+e﹣x>1,则(0,1),

即函数f(x)的值域为(0,1),故B正确;

对于C:由f(x)=容易判断,函数f(x)在R上单调递增,且f(0)=,

所以不等式f(x)>的解集是(0,+∞),故C正确;

对于D:因为函数f(x)在R上单调递增,所以方程f(x)﹣a=0不可能有两个不相等的实数根,故D错误.故选:D.

9.B

【解析】对于A,乙组数据最大值为29,最小值为5,极差为24,

甲组数据最大值小于29,最小值大于5,故A错误;

对于B,甲得分的75%分位数是=22.5,乙得分的75%分位数是17,故B正确;

对于C,甲组具体数据不易看出,不能判断甲得分的平均数与乙得分的平均数的大小关系,故C错误;

对于D,乙组数据更集中,标准差更小,故D错误.

故选:B.

10.B

【解析】根据题意,函数f(x)=2x2+bx+c为二次函数,

若f(﹣10)=f(12),则f(x)的对称轴为x=1,

若方程f(x)=0有两个正实数根x1,x2,则有x1+x2=2,

则+=(+)(x1+x2)=(2++)≥(2+2)=2,

当且仅当x1=x2=1时等号成立,即+的最小值是2,故选:B.

二、填空题:共5小题,每小题4分,共20分.

11.(1,+∞)

【解析】要使函数有意义,则x﹣1>0,即x>1,即函数的定义域为(1,+∞),

故答案为:(1,+∞).

12.1

【解析】∵当x>0时,f(x)=lnx,且f(x)是奇函数,

∴f(﹣)=﹣f()=﹣ln=1,故答案为:1.

13.y=1﹣2x(答案不唯一)

【解析】根据题意,要求函数可以为指数函数变换形式,

如y=1﹣2x;

故答案为:y=1﹣2x(答案不唯一).

14.(1,2)

【解析】∵函数f(x)=|log5x|的定义域为(0,+∞),

∴,∴0<x<2,

①当x=1时,f(x)=f(2﹣x),不符合题意,

②当0<x<1时,2﹣x>1,

则f(x)<f(2﹣x)等价于|log5x|<|log5(2﹣x)|,

∴﹣log5x<log5(2﹣x),

∴log5(2﹣x)+log5x>0,即log5[x(2﹣x)]>0,

∴x(2﹣x)>1,

∴x2﹣2x+1<0,此方程无解,

③当1<x<2时,0<2﹣x<1,

则f(x)<f(2﹣x)等价于|log5x|<|log5(2﹣x)|,

∴log5x<﹣log5(2﹣x),

∴log5(2﹣x)+log5x<0,即log5[x(2﹣x)]<0,

∴x(2﹣x)<1,

∴x2﹣2x+1>0,即x≠1,

则1<x<2符合题意,

综上所述,x的取值范围是(1,2).

15.①②④

【解析】对于①,当a=3时,函数f(x)=,函数有最小值﹣1,

故①正确;

对于②,若f(x)是R上的减函数,则,解得a∈∅,

∴对任意实数a(a>0且a≠1),f(x)都不是R上的减函数,故②正确;

对于③,若f(x)的值域为R,需,得a∈∅,故③错误;

对于④,若a>3,函数f(x)=的图象如图所示:

直线y=(a﹣2)x与曲线y=ax﹣1一定有交点,即存在x0∈(0,+∞),使得f (x0)=

f(﹣x0),故④正确.

∴正确结论的序号是①②④.故答案为:①②④.

三、解答题:共4小题,共40分.解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程.

16.解:(Ⅰ)集合A={x|x2﹣2x﹣3>0}={x|x<﹣1或x>3},B={x|x﹣4a≤0}.

当a=1时,B={x|x≤4},

∴A∩B={x|x<﹣1或3<x≤4};

(Ⅱ)∵集合A={x|x2﹣2x﹣3>0}={x|x<﹣1或x>3},B={x|x﹣4a≤0},A∪B=R,

∴4a>3,解得a>,

∴实数a的取值范围是(,+∞).

17.解:选择条件①:

(Ⅰ)a>1,b=1,函数f(x)是偶函数,理由如下:

f(x)的定义域为R,对任意x∈R,则﹣x∈R,

∵f(﹣x)=a﹣x+ax=f(x),

∴函数f(x)是偶函数.

(Ⅱ)f(x)在(0,+∞)上是增函数.

证明如下:

任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,则x1+x2>0,

∵a>1,∴,,

∴f(x1)﹣f(x2)=﹣()

=()(1﹣)

=()•<0,

∴f(x1)<f(x2),∴函数f(x)在(0,+∞)上是单调增函数.

(Ⅲ)实数m的取值范围是[﹣5,﹣1]∪[1,5].

选择条件②:0<a<1,b=﹣1,

(Ⅰ)函数f(x)是奇函数,理由如下:

f(x)的定义域为R,对任意x∈R,则﹣x∈R,

∴f(﹣x)=a﹣x﹣ax=﹣f(x),

∴函数f(x)是奇函数.

(Ⅱ)f(x)在(0,+∞)上是减函数.

证明如下:

任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,

∵0<a<1,∴>0,

∴f(x1)﹣f(x2)=﹣()

=()(1+)

=()•>0,

∴f(x1)>f(x2),∴函数f(x)在(0,+∞)上是单调减函数.

(Ⅲ)实数m的取值范围是(﹣∞,﹣1]∪[1,+∞).

18.解:(Ⅰ)由题意知,解得a=4,b=18.

(Ⅱ)记样本中甲生产线的4件二等品为A1,A2,A3,A4,乙生产线的2件二等品为B1,B2,从6件二等品中任取2件,所有可能的结果有15个,分别为:

(A1,A2),(A1,A3),(A1,A4),(A2,A3),(A2,A4),(A3,A4)(A1,B1),(A2,B1),

(A3,B1),(A4,B1),(A1,B2),(A2,B2),(A3,B2),(A4,B2),(B1,B2),

记C为“至少有1件为甲生产线产品”这一事件,则中的结果只有一个,是(B1,B2),

∴至少有1件为甲生产线产品的概率为P=1﹣P()=1﹣=.

(Ⅲ)p1<p2.

19.解:(Ⅰ)①函数f(x)=2x不具有性质P(0).理由如下:

对于a=0,x1=1,∵,x2∈R,

∴不存在x2∈R满足=0,

∴函数f(x)=2x不具有性质P(0).

②函数f(x)=log2x,x∈(0,1)具有性质P(0).理由如下:

对于∀x1∈(0,1),取x2=,则x2∈(0,1),

∵==0,

∴函数f(x)=log2x,x∈(0,1)具有性质P(0).

(Ⅱ)“f(x)存在零点”是“2∈D”的充分而不必要条件.理由如下:

(i)若f(x)存在零点,令f(x)=3x﹣1,x∈[0,1],则f()=0,

∵∀x1∈[0,1],取x2=1﹣,则x2∈[],且==1,

∴f(x)具有性质P(1),但2∉[0,1].

(ii)若2∈D,∵f(x)具有性质P(1),

取x1=2,则存在x2∈D,使得==1,

∴f(x2)=0,∴f(x)存在零点x2,

综上,“f(x)存在零点”是“2∈D”的充分而不必要条件.

故答案为:充分而不必要.

(Ⅲ)记函数f(x)=tx2+x+4,x∈[0,2]的值域为F,函数g(x)=2a﹣x,x∈[0,2]的值域为A=[2a﹣2,2a],

∵存在唯一的实数a,使得函数f(x2)=2a﹣x1成立,∴F=A.

(i)当t=0时,f9x)=x+4,x∈[0,2],其值域F=[4,6],

由F=A,得a=3.

(ii)当﹣≤t,且t≠0时,f(x)=tx2+x+4,x∈[0,2]是增函数,

∴其值域F=[4,4t+6],

由F=A,得t=0,舍去.

(iii)当﹣时,f(x)=tx2+x+4,x∈[0,2]的最大值为f(﹣)=4﹣,最小值为4,

∴f(x)的值域为F=[4,4﹣].

由F=A,得t=﹣,舍去.

当t<﹣时,f(x)=tx2+x+4,x∈[0,2]的最大值为f(﹣)=4﹣,最小值为

f(2)=4t+6,

∴f(x)的值域为F=[4t+6,4﹣],

由F=A,得t=(舍去t=).

选做题: 

20.解:(Ⅰ)根据题意,得函数C(t)同时满足以下条件:

A.函数C(t)在[0,1.5)上单调递增,在(1.5,+∞)上单调递减;

B.当t=1.5时,函数C(t)取得最大值;函数C(t)的最小值非负;

C.函数C(t)是一个连续变化的函数,不会发生骤变.

选择①:,

因为C(3)=0.75﹣0.3×3=﹣0.15不满足条件B,

所以①不能描述青蒿素血药浓度变化过程;

选择②:C(t)=

 当0≤t<15时,,

当t=1时,函数C(t)取得最大值,不满足条件B,

所以②不能描述青蒿素血药浓度变化过程;

选择③:

因为,

所以不满足条件C,

所以③不能描述青蒿素血药浓度变化过程;

选择④:

因为,且当t≥1.5时,C(t)>0,

所以C(t)同时满足三个条件,

即④能描述青蒿素血药浓度变化过程;

综上所述,能够描述青蒿素血药浓度变化过程的函数的序号是④.

(Ⅱ)由 (Ⅰ)得:函数④:,

因为,

即血药浓度的峰值大于0.1μg/ml,

所以此青蒿素药片合格,

即答案为:合格;

(Ⅲ)当0≤t<1.5时,令0.2ln(t+1)≥0.ln2.5,

所以ln(t+1)2≥ln2.5,即,即2t2+4t﹣3≥0,

解得或,即

当t≥1.5时,令,则,

解得t≤3,即1.5≤t≤3;

综上所述,青蒿素在血液中达到“有效浓度”的持续时间为.下载本文

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