2015-2016学年北京市朝阳区高一(上)期末数学试卷
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.下列各组中的两个集合M和N,表示同一集合的是( ) A.M={π},N={3.14159} B.M={2,3},N={(2,3)} C.M={x|﹣1<x≤1,x∈N},N={1} D. ,
2.若a>b,则下列命题成立的是( ) A.ac>bc
B.
C.
D.ac2≥bc2
3.若函数f(x)=x3+x2﹣2x﹣2的一个正数零点附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如下表: f(1)=﹣2 f(1.5)=0.625 f(1.25)=﹣0.984 f(1.375)=﹣0.260 f(1.438)=0.165 f(1.4065)=﹣0.052 那么方程x3+x2﹣2x﹣2=0的一个近似根(精确到0.1)为( ) A.1.2 B.1.3 C.1.4 D.1.5
4.某程序框图如图所示,若输出的S=57,则判断框内为( )
A.k>4?
B.k>5? C.k>6? D.k>7?
,③y=|x2﹣2x|,④
5.给定函数①,②,其中在区间
(0,1)上单调递减的函数序号是( )
A.①④ B.②④ C.②③ D.①③
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6.已知a=,b=20.3,c=0.30.2,则a,b,c三者的大小关系是( ) A.b>c>a B.b>a>c C.a>b>c D.c>b>a 7.函数
的图象的大致形状是( )
A. B. C.
D.
8.某苗圃基地为了解基地内甲、乙两块地种植同一种树苗的长势情况,从两块地各随机抽取了10株树苗,用茎叶图表示上述两组树苗高度的数据,对两块地抽取树苗的高度的平均数甲,乙和方差进行比较,下面结论正确的是( )
A.B.C.D.>甲<甲<甲>
甲,乙地树苗高度比甲地树苗高度更稳定 乙,甲地树苗高度比乙地树苗高度更稳定 乙,乙地树苗高度比甲地树苗高度更稳定 乙,甲地树苗高度比乙地树苗高度更稳定
乙
9.如图是王老师锻炼时所走的离家距离(S)与行走时间(t)之间的函数关系图,若用黑点表示王老师家的位置,则王老师行走的路线可能是( )
A. B. C. D.
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10.已知函数f(x)=a(x﹣a)(x+a+3),g(x)=2x﹣2,若对任意x∈R,总有f(x)<0或g(x)<0成立,则实数a的取值范围是( ) A.C.D.(﹣∞,﹣4) B.[﹣4,0) (﹣4,0) (﹣4,+∞)
二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分. 11.已知函数
则
的值是 .
12.从某小学随机抽取100名同学,将他们身高(单位:厘米)数据绘制成频率分布直方图
130﹚,[130,140﹚,[140,(如图).由图中数据可知a= .若要从身高在[120,
150]三组内的学生中,用分层抽样的方法选取18人参加一项活动,则从身高在[140,150]内的学生中选取的人数应为 .
13.已知0<x<1.5,则函数y=4x(3﹣2x)的最大值为 .
14.如图,一不规则区域内,有一边长为1米的正方形,向区域内随机地撒1000颗黄豆,数得落在正方形区域内(含边界)的黄豆数为360颗,以此实验数据1000为依据可以估计出该不规则图形的面积为 平方米.(用分数作答)
15.若函数
16.关于函数
有以下四个命题:
的图象关于y轴对称,则a= .
①对于任意的x∈R,都有f(f(x))=1;
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②函数f(x)是偶函数;
③若T为一个非零有理数,则f(x+T)=f(x)对任意x∈R恒成立; ④在f(x)图象上存在三个点A,B,C,使得△ABC为等边三角形. 其中正确命题的序号是 .
三、解答题:本大题共4小题,共40分. 17.已知函数
的定义域为集合A,函数g(x)=lg(﹣x2+2x+m)的
定义域为集合B.
(Ⅰ)当m=3时,求A∩∁RB;
(Ⅱ)若A∩B={x|﹣1<x<4},求实数m的值.
18.空气质量指数PM2.5(单位:μg/m3)表示每立方米空气中可入肺颗粒物的含量,这个值越高,解代表空气污染越严重: PM2.5日均浓度 0~35 35~75 75~115 115~150 150~250 >250 空气质量级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量类别 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 某市2012年3月8日﹣4月7日(30天)对空气质量指数PM2.5进行检测,获得数据后整理得到如图条形图:
(1)估计该城市一个月内空气质量类别为良的概率;
(2)从空气质量级别为三级和四级的数据中任取2个,求至少有一天空气质量类别为中度污染的概率.
19.已知定义域为R的单调减函数f(x)是奇函数,当x>0时,
.
(Ⅰ)求f(0)的值; (Ⅱ)求f(x)的解析式;
(Ⅲ)若对任意的t∈R,不等式f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0恒成立,求实数k的取值范围.
20.定义在(0,+∞)上的函数f(x),如果对任意x∈(0,+∞),都有f(kx)=kf(x)(k≥2,k∈N*)成立,则称f(x)为k阶伸缩函数.
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2]时,(Ⅰ)若函数f(x)为二阶伸缩函数,且当x∈(1,的值;
(Ⅱ)若函数f(x)为三阶伸缩函数,且当x∈(1,3]时,
,求
,求证:函
数在(1,+∞)上无零点;
(Ⅲ)若函数f(x)为k阶伸缩函数,且当x∈(1,k]时,f(x)的取值范围是[0,1),求f(x)在(0,kn+1](n∈N*)上的取值范围.
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2015-2016学年北京市朝阳区高一(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.下列各组中的两个集合M和N,表示同一集合的是( ) A.M={π},N={3.14159} B.M={2,3},N={(2,3)} C.M={x|﹣1<x≤1,x∈N},N={1} D. ,【考点】集合的相等.
【分析】根据两个集合相等,元素相同,排除A; 根据两个集合相等,元素相同,排除B
先解集合M,然后判断元素是否相同,排除C
先化简集合N,然后根据集合元素的无序性,选择D 【解答】解:
A:M={π},N={3.14159},因为π≠3.14159,故元素不同,集合也不同,故排除
B:M={2,3},N={(2,3)},因为M的元素为2和3,而N的元素为一个点(2,3),故元素不同,集合不同,故排除
C:M={x|﹣1<x≤1,x∈N},N={1},由M={x|﹣1<x≤1,x∈N}得,M={0,1},故两个集合不同,故排除 D:∵=∴,根据集合元素的无序性可以判断M=N,故选择D 故答案为D
【点评】本题考查两个集合相等的条件,涉及到元素相同以及集合元素的三个性质:无序性,互异性,确定性,为基础题
2.若a>b,则下列命题成立的是( ) A.ac>bc
B.
C.
D.ac2≥bc2
【考点】不等式的基本性质. 【专题】计算题.
【分析】通过给变量取特殊值,举反例可得A、B、C都不正确,对于a>b,由于c2≥0,故有 ac2≥bc2,故D成立.
【解答】解:∵a>b,故当c=0时,ac=bc=0,故A不成立. 当b=0 时,显然B、C不成立.
对于a>b,由于c2≥0,故有 ac2≥bc2,故D成立. 故选D.
【点评】本题主要考查不等式与不等关系,不等式性质的应用,通过给变量取特殊值,举反例来说明某个命题不正确,是一种简单有效的方法,属于基础题.
3.若函数f(x)=x3+x2﹣2x﹣2的一个正数零点附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如下表: f(1)=﹣2 f(1.5)=0.625 第6页(共19页)
f(1.25)=﹣0.984 f(1.438)=0.165 f(1.375)=﹣0.260 f(1.4065)=﹣0.052 那么方程x3+x2﹣2x﹣2=0的一个近似根(精确到0.1)为( ) A.1.2 B.1.3 C.1.4 D.1.5 【考点】二分法求方程的近似解. 【专题】应用题.
【分析】由二分法的定义进行判断,根据其原理﹣﹣零点存在的区间逐步缩小,区间端点与零点的值越越接近的特征选择正确选项
【解答】解:由表中数据中结合二分法的定义得零点应该存在于区间(1.4065,1.438)中,观察四个选项,与其最接近的是C, 故应选C
【点评】本题考查二分法求方程的近似解,求解关键是正确理解掌握二分法的原理与求解步骤,根据其原理得出零点存在的区间,找出其近似解.属于基本概念的运用题
4.某程序框图如图所示,若输出的S=57,则判断框内为( )
A.k>4?
B.k>5? C.k>6? D.k>7?
【考点】程序框图.
【专题】算法和程序框图.
【分析】分析程序中各变量、各语句的作用,再根据流程图所示的顺序,可知:该程序的作用是累加并输入S的值,条件框内的语句是决定是否结束循环,模拟执行程序即可得到答案.
【解答】解:程序在运行过程中各变量值变化如下表: K S 是否继续循环 循环前 1 1/
第一圈 2 4 是 第二圈 3 11 是 第三圈 4 26 是 第四圈 5 57 否 故退出循环的条件应为k>4 故答案选A.
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【点评】算法是新课程中的新增加的内容,也必然是新高考中的一个热点,应高度重视.程
①分支的条件②循环的条件③变量的序填空也是重要的考试题型,这种题考试的重点有:
赋值④变量的输出.其中前两点考试的概率更大.此种题型的易忽略点是:不能准确理解流程图的含义而导致错误.
5.给定函数①
,②
,③y=|x2﹣2x|,④
,其中在区间
(0,1)上单调递减的函数序号是( )
A.①④ B.②④ C.②③ D.①③ 【考点】函数单调性的判断与证明.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用.
【分析】根据增函数、减函数的定义,对数函数的单调性,二次函数的单调性,以及指数函数的单调性即可判断每个函数在(0,1)上的单调性,从而找出正确选项. 【解答】解:①y=
,x增大时,
增大,即y增大;
∴该函数在(0,1)上单调递增; ②
,x增大时,x+1增大,
减小;
∴该函数在(0,1)上单调递减; ③
;
∴x∈(0,1)时,y=﹣x2+2x,对称轴为x=1; ∴该函数在(0,1)上单调递增; ④
,∴指数函数
在(0,1)上单调递减;
∴在区间(0,1)上单调递减的函数序号是②④. 故选:B.
【点评】考查增函数、减函数的定义,根据单调性定义判断函数单调性的方法,对数函数的单调性,含绝对值函数的处理方法:去绝对值号,二次函数的单调性,以及指数函数的单调性.
6.已知a=,b=20.3,c=0.30.2,则a,b,c三者的大小关系是( ) A.b>c>a B.b>a>c C.a>b>c D.c>b>a 【考点】不等关系与不等式. 【专题】不等式的解法及应用.
【分析】利用指数函数的单调性即可判断出. 【解答】解:∵
∴b>c>a. 故选A.
【点评】熟练掌握指数函数的单调性是解题的关键.
,
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7.函数的图象的大致形状是( )
A. B. C.
D.
【考点】函数的图象. 【专题】数形结合.
【分析】先利用绝对值的概念去掉绝对值符号,将原函数化成分段函数的形式,再结合分段函数分析位于y轴左右两侧所表示的图象即可选出正确答案. 【解答】解:∵y=
=
当x>0时,其图象是指数函数y=ax在y轴右侧的部分,因为a>1,所以是增函数的形状,
当x<0时,其图象是函数y=﹣ax在y轴左侧的部分,因为a>1,所以是减函数的形状, 比较各选项中的图象知,C符合题意 故选C.
【点评】本题考查了绝对值、分段函数、函数的图象与图象的变换,培养学生画图的能力,属于基础题.
8.某苗圃基地为了解基地内甲、乙两块地种植同一种树苗的长势情况,从两块地各随机抽取了10株树苗,用茎叶图表示上述两组树苗高度的数据,对两块地抽取树苗的高度的平均数甲,乙和方差进行比较,下面结论正确的是( )
A.B.C.D.
>甲<甲<甲>
甲,乙地树苗高度比甲地树苗高度更稳定 乙,甲地树苗高度比乙地树苗高度更稳定 乙,乙地树苗高度比甲地树苗高度更稳定 乙,甲地树苗高度比乙地树苗高度更稳定
乙
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【考点】茎叶图.
【专题】对应思想;定义法;概率与统计.
【分析】根据茎叶图,计算甲、乙的平均数,再根据数据的分布情况与方差的概念,比较可得答案.
【解答】解:根据茎叶图有: ①甲地树苗高度的平均数为乙地树苗高度的平均数为
=28cm, =35cm,
∴甲地树苗高度的平均数小于乙地树苗的高度的平均数;
②甲地树苗高度分布在19~41之间,且成单峰分布,且比较集中在平均数左右, 乙地树苗高度分布在10~47之间,不是明显的单峰分布,相对分散些; ∴甲地树苗高度与乙地树苗高度比较,方差相对小些,更稳定些; 故选:B.
【点评】本题考查了利用茎叶图估计平均数与方差的应用问题,关键是正确读出茎叶图,并分析数据,是基础题.
9.如图是王老师锻炼时所走的离家距离(S)与行走时间(t)之间的函数关系图,若用黑点表示王老师家的位置,则王老师行走的路线可能是( )
A. B. C. D.
【考点】函数的图象.
【专题】转化思想;综合法;函数的性质及应用.
【分析】由题意可得在中间一段时间里,他到家的距离为定值,故他所走的路程是一段以家为圆心的圆弧,结合所给的选项得出结论.
【解答】解:根据王老师锻炼时所走的离家距离(S)与行走时间(t)之间的函数关系图, 可得在中间一段时间里,他到家的距离为定值,故他所走的路程是一段以家为圆心的圆弧,
结合所给的选项, 故选:C.
【点评】本题主要函数的解析式表示的意义,函数的图象特征,属于中档题.
10.已知函数f(x)=a(x﹣a)(x+a+3),g(x)=2x﹣2,若对任意x∈R,总有f(x)<0或g(x)<0成立,则实数a的取值范围是( ) A.C.D.(﹣∞,﹣4) B.[﹣4,0) (﹣4,0) (﹣4,+∞) 【考点】函数的值.
【专题】函数的性质及应用.
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【分析】由题意可知x<1时,g(x)<0成立,进而得到a(x+a)(x﹣2a+1)<0对x≥1
均成立,得到a满足的条件,求解不等式组可得答案.
【解答】解:由g(x)=2x﹣2<0,得x<1,故对x≥1时,g(x)<0不成立, 从而对任意x≥1,f(x)<0恒成立, 由于a(x﹣a)(x+a+3)<0对任意x≥1恒成立,如图所示,
则必满足,
解得﹣4<a<0.
则实数a的取值范围是(﹣4,0). 故选:C.
【点评】本题考查了函数的值,考查了不等式的解法,体现了恒成立思想的应用,属于中档题.
二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分. 11.已知函数
则
的值是 ﹣2 .
【考点】函数的值.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用. 【分析】将x=代入函数的表达式,求出函数值即可. 【解答】解:f()=
=﹣2,
故答案为:﹣2.
【点评】本题考查了求函数值问题,考查分段函数以及对数函数的性质,是一道基础题.
12.从某小学随机抽取100名同学,将他们身高(单位:厘米)数据绘制成频率分布直方图(如图).由图中数据可知a= 0.03 .若要从身高在[120,130﹚,[130,140﹚,[140,150]三组内的学生中,用分层抽样的方法选取18人参加一项活动,则从身高在[140,150]内的学生中选取的人数应为 3 .
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【考点】频率分布直方图. 【专题】概率与统计.
【分析】欲求a,可根据直方图中各个矩形的面积之和为1,列得一元一次方程,解出a,欲求选取的人数,可先由直方图找出三个区域内的学生总数,及其中身高在[140,150]内的学生人数,再根据分层抽样的特点,代入其公式求解. 【解答】解:∵直方图中各个矩形的面积之和为1, ∴10×(0.005+0.035+a+0.02+0.01)=1, 解得a=0.03.
由直方图可知三个区域内的学生总数为100×10×(0.03+0.02+0.01)=60人. 其中身高在[140,150]内的学生人数为10人, 所以身高在[140,150]范围内抽取的学生人数为
×10=3人.
故答案为:0.03,3.
【点评】本题考查频率分布直方图的相关知识.直方图中的各个矩形的面积代表了频率,所以各个矩形面积之和为1.同时也考查了分层抽样的特点,即每个层次中抽取的个体的概率都是相等的,都等于
13.已知0<x<1.5,则函数y=4x(3﹣2x)的最大值为
.
.
【考点】二次函数的性质. 【专题】函数的性质及应用.
【分析】将二次函数进行配方,根据二次函数的图象和性质进行求值即可. 【解答】解:∵y=4x(3﹣2x)=﹣8x2+12x=﹣8(x﹣)2+, ∴当x=时,函数取得最大值, 故答案为:.
【点评】本题主要考查二次函数的图象和性质,利用配方得到函数的对称轴是解决二次函数的关键.
14.如图,一不规则区域内,有一边长为1米的正方形,向区域内随机地撒1000颗黄豆,数得落在正方形区域内(含边界)的黄豆数为360颗,以此实验数据1000为依据可以估计出该不规则图形的面积为
平方米.(用分数作答)
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【考点】模拟方法估计概率.
【专题】计算题;方程思想;综合法;概率与统计.
【分析】根据几何概型的意义进行模拟试验计算不规则图形的面积,利用面积比可得结论.
【解答】解:∵向区域内随机地撒1000颗黄豆,数得落在正方形区域内(含边界)的黄豆数为360颗,
记“黄豆落在正方形区域内”为事件A, ∴P(A)=∴S不规则图形=故答案为:
=, 平方米, .
【点评】几何概型的概率估算公式中的“几何度量”,可以为线段长度、面积、体积等,而且这个“几何度量”只与“大小”有关,而与形状和位置无关. 15.若函数
的图象关于y轴对称,则a= .
【考点】函数的图象.
【专题】转化思想;综合法;函数的性质及应用.
【分析】由题意可得函数f(x)为偶函数,函数f(x)的定义域关于原点对称,从而求得a的值.
【解答】解:由于函数数,
故函数f(x)的定义域关于原点对称,故a=﹣, 故答案为:﹣.
【点评】本题主要考查偶函数的图象特征,偶函数的定义域关于原点对称,属于基础题.
16.关于函数
有以下四个命题:
的图象关于y轴对称,故该函数为偶函
①对于任意的x∈R,都有f(f(x))=1; ②函数f(x)是偶函数;
③若T为一个非零有理数,则f(x+T)=f(x)对任意x∈R恒成立;
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④在f(x)图象上存在三个点A,B,C,使得△ABC为等边三角形. 其中正确命题的序号是 ①②③④ .
【考点】命题的真假判断与应用;分段函数的应用. 【专题】函数思想;函数的性质及应用;简易逻辑.
【分析】①根据函数的对应法则,可得不管x是有理数还是无理数,均有f(f(x))=1; ②根据函数奇偶性的定义,可得f(x)是偶函数; ③根据函数的表达式,结合有理数和无理数的性质; ④取x1=﹣
,x2=0,x3=
,可得A(
,0),B(0,1),C(﹣
,0),三点恰好构
成等边三角形.
【解答】解:对于①,若x是有理数,则f(x)=1,则f(1)=1,若x是无理数,则f(x)=0,则f(0)=1,
即对于任意的x∈R,都有f(f(x))=1;故①正确,
对于②,∵有理数的相反数还是有理数,无理数的相反数还是无理数, ∴对任意x∈R,都有f(﹣x)=﹣f(x),则函数f(x)是偶函数,故②正确;
对于③,若x是有理数,则x+T也是有理数; 若x是无理数,则x+T也是无理数,
∴根据函数的表达式,任取一个不为零的有理数T,f(x+T)=f(x)对x∈R恒成立,故③正确;
对于④,取x1=﹣∴A(
,x2=0,x3=
,可得f(x1)=0,f(x2)=1,f(x3)=0, ,0),恰好△ABC为等边三角形,故④正确.
,0),B(0,1),C(﹣
故答案为:①②③④.
【点评】本题主要考查命题的真假判断,给出特殊函数表达式,求函数的值并讨论它的奇偶性,着重考查了有理数、无理数的性质和函数的奇偶性等知识,属于中档题.
三、解答题:本大题共4小题,共40分. 17.已知函数
的定义域为集合A,函数g(x)=lg(﹣x2+2x+m)的
定义域为集合B.
(Ⅰ)当m=3时,求A∩∁RB;
(Ⅱ)若A∩B={x|﹣1<x<4},求实数m的值.
【考点】对数函数的定义域;交集及其运算;交、并、补集的混合运算. 【专题】计算题;集合思想;定义法;集合. 【分析】(Ⅰ)先化简集合A,B,再根据补集和交集的定义即可求出; (Ⅱ)根据交集的定义即可求出m的范围. 【解答】解:(Ⅰ)由
的定义域得A={x|﹣1<x≤5}.
当m=3时,B={x|﹣1<x<3}, 则∁RB={x|x≤﹣1或x≥3}. 所以A∩∁RB={x|3≤x≤5}.
(Ⅱ)因为A={x|﹣1<x≤5},A∩B={x|﹣1<x<4},
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所以有﹣42+2×4+m=0. 解得m=8.
此时B={x|﹣2<x<4},符合题意. 所以m=8.
【点评】本题考查了函数的定义域的求法和集合的基本运算,属于基础题.
18.空气质量指数PM2.5(单位:μg/m3)表示每立方米空气中可入肺颗粒物的含量,这个值越高,解代表空气污染越严重: PM2.5日均浓度 0~35 35~75 75~115 115~150 150~250 >250 空气质量级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量类别 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 某市2012年3月8日﹣4月7日(30天)对空气质量指数PM2.5进行检测,获得数据后整理得到如图条形图:
(1)估计该城市一个月内空气质量类别为良的概率;
(2)从空气质量级别为三级和四级的数据中任取2个,求至少有一天空气质量类别为中度污染的概率.
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率;分布的意义和作用. 【专题】图表型;概率与统计. 【分析】(1)由条形统计图可知,空气质量类别为良的天数为16天,从而可求此次监测结果中空气质量类别为良的概率;
(2)样本中空气质量级别为三级的有4天,设其编号为a,b,c,d.样本中空气质量级别为四级的有2天,设其编号为e,f.列举出基本事件及符合条件的事件,根据概率公式求出相应的概率即可. 【解答】解:(1)由条形统计图可知,空气质量类别为良的天数为16天, 所以此次监测结果中空气质量类别为良的概率为
.…
(2)样本中空气质量级别为三级的有4天,设其编号为a,b,c,d. 样本中空气质量级别为四级的有2天,设其编号为e,f.则基本事件有: (a,b),(a,c),(a,d),(a,e),(a,f),(b,c), (b,d),(b,e),(b,f),(c,d),(c,e),(c,f), (d,e),(d,f),(e,f),共15个.
其中至少有一天空气质量类别为中度污染的有9个, ∴至少有一天空气质量类别为中度污染的概率为
.
第15页(共19页)
【点评】本题考查条形图,考查学生的阅读能力,考查列举法计算基本事件数及事件发生的概率,属于基础题.
19.已知定义域为R的单调减函数f(x)是奇函数,当x>0时,
.
(Ⅰ)求f(0)的值; (Ⅱ)求f(x)的解析式;
(Ⅲ)若对任意的t∈R,不等式f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0恒成立,求实数k的取值范围.
【考点】奇偶性与单调性的综合.
【专题】计算题;函数思想;综合法;函数的性质及应用. 【分析】(Ⅰ)利用定义域为R的函数f(x)是奇函数,求f(0)的值; (Ⅱ)求出x<0的解析式,即可求f(x)的解析式;
(Ⅲ)若对任意的t∈R,不等式f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0恒成立,f(x)在R上是减函
数,所以t2﹣2t>k﹣2t2.即3t2﹣2t﹣k>0对任意t∈R恒成立,即可求实数k的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)因为定义域为R的函数f(x)是奇函数, 所以f(0)=0.
(Ⅱ)因为当x<0时,﹣x>0, 所以
.
又因为函数f(x)是奇函数,所以f(﹣x)=﹣f(x). 所以
.
综上,
(Ⅲ)由f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0得f(t2﹣2t)<﹣f(2t2﹣k). 因为f(x)是奇函数,所以f(t2﹣2t)<f(k﹣2t2).又f(x)在R上是减函数,所以t2﹣2t>k﹣2t2.
即3t2﹣2t﹣k>0对任意t∈R恒成立.
方法一令3t2﹣2t﹣k=0,则△=4+12k<0.由△<0,解得方法二即k<3t2﹣2t对任意t∈R恒成立.令g(t)=3t2﹣2t,t∈R 则
故实数k的取值范围为
.
∴
.
【点评】本题考查函数的解析式,考查不等式恒成立问题的解法,注意运用单调性和参数分离,以及函数的最值的求法,属于中档题.
20.定义在(0,+∞)上的函数f(x),如果对任意x∈(0,+∞),都有f(kx)=kf(x)(k≥2,k∈N*)成立,则称f(x)为k阶伸缩函数.
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2]时,(Ⅰ)若函数f(x)为二阶伸缩函数,且当x∈(1,的值;
(Ⅱ)若函数f(x)为三阶伸缩函数,且当x∈(1,3]时,
,求
,求证:函
数在(1,+∞)上无零点;
(Ⅲ)若函数f(x)为k阶伸缩函数,且当x∈(1,k]时,f(x)的取值范围是[0,1),求f(x)在(0,kn+1](n∈N*)上的取值范围. 【考点】函数的值.
【专题】证明题;转化思想;综合法;函数的性质及应用. 【分析】(Ⅰ)当x∈(1,2]时,(x)为二阶伸缩函数,由此能求出(Ⅱ)当x∈(1,3]时,上无零点.
(Ⅲ)当x∈(kn,kn+1]时,
,由此得到
,当x∈
,从而f(的值. ,由此推导出函数
在(1,+∞)
)=,由此能求出函数f
(kn,kn+1]时,f(x)∈[0,kn),由此能求出f(x)在(0,kn+1](n∈N*)上的取值范围是[0,kn). 【解答】解:(Ⅰ)由题设,当x∈(1,2]时,
,
∴.
∵函数f(x)为二阶伸缩函数, ∴对任意x∈(0,+∞),都有f(2x)=2f(x). ∴. (Ⅱ)当x∈(3m,3m+1](m∈N*)时,
由f(x)为三阶伸缩函数,有f(3x)=3f(x). ∵x∈(1,3]时,∴
.
.
. 令,解得x=0或x=3m,它们均不在(3m,3m+1]内. ∴函数在(1,+∞)上无零点.
(Ⅲ) 由题设,若函数f(x)为k阶伸缩函数,有f(kx)=kf(x), 且当x∈(1,k]时,f(x)的取值范围是[0,1). ∴当x∈(kn,kn+1]时,
.
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∵,所以.
∴当x∈(kn,kn+1]时,f(x)∈[0,kn). 当x∈(0,1]时,即0<x≤1, 则∃k(k≥2,k∈N*)使
,
∴1<kx≤k,即kx∈(1,k],∴f(kx)∈[0,1). 又
,∴
,即
.
∵k≥2,
∴f(x)在(0,kn+1](n∈N*)上的取值范围是[0,kn). 【点评】本题考查函数值的求法,考查函数值无零点的证明,是中档题,解题时要认真审题,注意函数性质的合理运用.
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2016年3月12日
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