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A={x|﹣1<x≤2},B={﹣2,﹣1,0,2,4},则(∁RA)∩B=()
A.∅
B.{﹣1,2}
C.{﹣2,4}
D.{﹣2,﹣1,4}
2.若幂函数y=f(x)的图象过点(4,2),则f(2)的值为()A.2
B.
12
C.√2
D.4
3.命题“∀x>1,x2+1>2”的否定为()
A.∃x≤1,x2+1≤2B.∀x>1,x2+1≤2C.∃x>1,x2+1≤2
D.∀x≤1,x2+1≤2
14.已知函数f(x)={(3
)𝑥,𝑥≤0
,则f(f(﹣3))的值为(
)𝑙𝑜𝑔3𝑥−2,𝑥>0A.﹣3
B.﹣2
C.0
D.1
5.已知函数y=ax+4+2(a>0,且a≠1)的图象恒过点P,若角α的终边经过点P,则cosα的值为(
A.−
4B.−2√
25
3
C.
√23
D.
35
6.设m,n为正数,且m+n=2,则41𝑚1
𝑛1
的最小值为()A.
134
B.
9
C.
79
44
D.
5
7.设a=3
−21
,b=log
12,c=tan70°,则()
3
A.a>c>bB.b>c>aC.c>b>a
D.c>a>b
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)
8.如图的曲线就像横放的葫芦的轴截面的边缘线,我们叫葫芦曲线(也像湖面上高低起伏的小岛在水中的
13𝑥
•|sinωx|(0≤x倒影与自身形成的图形,也可以形象地称它为倒影曲线),它对应的方程为|y|=(3−[])3𝜋
≤3π)(其中记[x]为不超过x的最大整数),且过点P(,3),若葫芦曲线上一点M到y轴的距离为
6
𝜋17𝜋6
,
则点M到x轴的距离为()
A.
12√3
B.
2
C.
13√3D.
3
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。9.使x−≤0成立的一个充分条件可以是(A.x<﹣1
B.0<x<1
1𝑥
)
C.﹣1≤x≤1
D.x≤1
10.关于函数f(x)=2sin(2x−),下列说法中正确的是(A.其最小正周期为π
B.其图象由y=2sin2x向右平移个单位而得到
3𝜋
𝜋
3
)
C.其表达式可以写成f(x)=2cos(2x−D.其图象关于点(−,0)对称
𝜋3
5𝜋)6
11.下列说法中正确的是()
A.若α是第二象限角,则点P(cos(﹣α),tan(π+α))在第三象限B.圆心角为1rad,半径为2的扇形面积为2
C.利用二分法求方程log2x=4﹣x的近似解,可以取的一个区间是(2,3)D.若α∈(π,
3𝜋2
),且sinα+cosα=−,则sinα﹣cosα=−
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7
515
12.规定max{a,b}={
𝑎,𝑎≥𝑏𝑏,𝑎<𝑏
,若函数f(x)=max{sinx,cosx},则()
A.f(x)是以2π为最小正周期的周期函数B.f(x)的值域是[﹣1,1]C.当且仅当2kπ+π<x<2kπ+
𝜋4
𝜋2
3𝜋
(k∈Z)时,f(x)<02
D.当且仅当x∈[kπ+,kπ+](k∈Z)时,函数f(x)单调递增
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
1
ln213.e+273
2=tan+lg10﹣
𝜋
4
.
14.函数f(x)=√1𝑥+ln(x+1)的定义域是.
15.若函数f(x)=log1(ax﹣x2)在(2,3)单调递增,则实数a的取值范围为
2
.
|4𝑥1|,𝑥≤1,116.已知函数f(x)={集合M={x|f2(x)﹣(2t+)f(x)+t=0},若集合M中有3
2𝑙𝑜𝑔2𝑥+3,𝑥>1,个元素,则实数t的取值范围为
.
四、解答题:本题共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.(10分)在①A∪B=B;②“x∈A”是“x∈B”的充分条件;③“x∈∁RA”是“x∈∁RB”的必要条件,在这三个条件中任选一个,补充到本题第(2)问的横线处,求解下列问题.问题:已知集合A={x|a≤x≤a+2},B={x|(x+1)(x﹣3)<0}.(1)当a=2时,求A∩B;
(2)若____,求实数a的取值范围.
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18.(12分)已知tan(π﹣θ)=2,θ∈(,π).
2
𝜋
(1)求sinθ,cosθ的值;
4𝑐𝑜𝑠(𝜋𝜃)𝑠𝑖𝑛(
2
3𝜋
𝜃)2
(2)求
3𝑠𝑖𝑛(𝜋𝜃)5𝑐𝑜𝑠(2𝜋𝜃)
的值.
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19.(12分)水车在古代是进行灌溉引水的工具,是人类的一项古老的发明,也是人类利用自然和改造自然的象征.如图是一个半径为Rm的水车,当水车上水斗A从水中浮现时开始计算时间,点A沿圆周按逆时针方向匀速旋转,且旋转一周用时60秒,经过t秒后,水斗旋转到点P,已知A(2√3,﹣2),设点P
𝜋
<的坐标为(x,y),其纵坐标满足y=f(t)=Rsin(ωt+φ)(t≥0,ω>0,|φ|).2
(1)求函数f(t)的解析式;
(2)当水车转动一圈时,求点P到水面的距离不低于4m的持续时间.
第5页(共19页)
20.(12分)已知函数f(x)=𝑙𝑜𝑔2((1)求证:f(x)为奇函数;
2
+1),g(x)=﹣2x+1.𝑥−1
(2)若2𝑓(2𝑥)−k≥g(x)恒成立,求实数k的取值范围;(3)解关于a的不等式g(a)﹣g(2﹣a)≤2a﹣2.
第6页(共19页)
21.(12分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示.(1)求函数f(x)的解析式;
(2)将函数y=f(x)的图象上所有的点向右平移个单位,再将所得图象上每一个点的横坐标变为原来
12𝜋
𝜋
2
的2倍(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象.
𝜋𝜋
①当x∈[−,]时,求函数g(x)的值域;
32
②若方程g(x)﹣m=0在[0,7𝜋]上有三个不相等的实数根x1,x2,x3(x1<x2<x3),求tan(x1+2x2+x3)
的值.
3
第7页(共19页)
22.(12分)对于函数f(x),若在其定义域内存在实数x0,t,使得f(x0+t)=f(x0)+f(t)成立,则称f(x)是“t跃点”函数,并称x0是函数f(x)的1个“t跃点”.(1)求证:函数f(x)=2x+2x2在[0,1]上是“1跃点”函数;
(2)若函数g(x)=x3+ax2﹣3在(﹣2,+∞)上存在2个“1跃点”,求实数a的取值范围;(3)是否同时存在实数m和正整数n使得函数h(x)=cos2x﹣m在[0,nπ]上有2022个“跃点”?若
2𝜋
1
2
存在,请求出m和n满足的条件;若不存在,请说明理由.
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20212022学年江苏省徐州市高一(上)期末数学试卷
参与试题解析
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A={x|﹣1<x≤2},B={﹣2,﹣1,0,2,4},则(∁RA)∩B=(A.∅
B.{﹣1,2}
C.{﹣2,4}
)
D.{﹣2,﹣1,4}
解:集合A={x|﹣1<x≤2},B={﹣2,﹣1,0,2,4},则∁RA={x|x≤﹣1或x>2},∴(∁RA)∩B={﹣2,﹣1,4}.故选:D.
2.若幂函数y=f(x)的图象过点(4,2),则f(2)的值为()A.2
B.
12
C.√2
D.解:设幂函数y=f(x)=xα,α∈R;由f(x)的图象过点(4,2),所以
4α=2,解得α=
12
,所以f(x)=
𝑥1
2
=√𝑥;
所以f(2)=√2.故选:C.
3.命题“∀x>1,x2+1>2”的否定为()
A.∃x≤1,x2+1≤2B.∀x>1,x2+1≤2C.∃x>1,x2+1≤2
D.∀x≤1,x2+1≤2
解:根据题意,命题∀x>1,x2+1>2是全称命题,其否定为∃x>1,x2+1≤2,故选:C.
1
4.已知函数f(x)={(3
)𝑥,𝑥≤0
,则f(f(﹣3))的值为(
)𝑙𝑜𝑔3𝑥−2,𝑥>0A.﹣3
B.﹣2
C.0
D.(1
解:根据题意,函数f(x)={3
)𝑥,𝑥≤0
,
𝑙𝑜𝑔3𝑥−2,𝑥>0
第9页(共19页)
4
1
3=27,则f(f(﹣3)则f(﹣3)=()﹣)=f(27)=log327﹣2=3﹣2=1,
13
故选:D.
5.已知函数y=ax+4+2(a>0,且a≠1)的图象恒过点P,若角α的终边经过点P,则cosα的值为(
4
A.−
5
22B.−√
3
√2C.
3
)
D.
35
,令x+4=0,求得x=﹣4,y=3,解:对于函数y=ax+4+2(a>0,且a≠1)可得它的图象恒过点P(﹣4,3),
−44
若角α的终边经过点P,则cosα==−,
5√16+9
故选:A.
6.设m,n为正数,且m+n=2,则A.
134
4𝑚+1
+
1𝑛+1
的最小值为(
74
)D.
9
B.
9
4
C.
5
解:∵m+n=2,
∴(m+1)+(n+1)=4,∴
4𝑚+1
+
1𝑛+1
=(
4
𝑚+1
+
1𝑛+1
)[m+1)+(n+1)]×
114(𝑛+1)𝑚+114(𝑛+1)𝑚+1
]≥(5+2√]==[5++⋅
44𝑚+1𝑛+14𝑚+1𝑛+1
9
,4
当且仅当
𝑚+1𝑛+1
=
4(𝑛+1)𝑚+1
且m+n=2,即m=,n=时取等号,
5313
故选:B.7.设
a=3−2,b=log
1
12,c=tan70°,则(3
)C.c>b>a
D.c>a>b
A.a>c>b解:∵0<3−2<30
1
B.b>c>a=1,∴0<a<1,
∵𝑙𝑜𝑔12<𝑙𝑜𝑔11=0,∴b<0,
3
3
∵tan70°>tan45°=1,∴c>1,∴c>a>b,故选:D.
8.如图的曲线就像横放的葫芦的轴截面的边缘线,我们叫葫芦曲线(也像湖面上高低起伏的小岛在水中的
13𝑥
•|sinωx|(0≤x倒影与自身形成的图形,也可以形象地称它为倒影曲线),它对应的方程为|y|=(3−[])3𝜋
≤3π)(其中记[x]为不超过x的最大整数),且过点P(,3),若葫芦曲线上一点M到y轴的距离为
6
𝜋17𝜋6
,
第10页(共19页)
则点M到x轴的距离为()
A.
12
𝜋
√3B.
2
C.
1
𝜋𝜋13
解:点P(,3)在曲线上,可得:(3−[×])|sinω|=3,化简可得:|sinω|=1,
3𝜋6666
3
𝜋
√3D.
3
可得:sinω=kπ+(k∈Z),
6
𝜋
𝜋
2
解得:ω=6k+3(k∈Z)
若葫芦曲线上一点M到y轴的距离为
17𝜋6
,则等价于x=
17𝜋
,6
17𝜋117𝜋1317𝜋117𝜋1
则有:(3−[×])•|sin𝜔|=|sin𝜔|=|𝑠𝑖𝑛×(6𝑘+3)|=,
3𝜋6336636
可得:|y|=,故选:C.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。9.使x−≤0成立的一个充分条件可以是(A.x<﹣1
B.0<x<1
1𝑥
13
)
C.﹣1≤x≤1
D.x≤1
𝑥2−121
解:x−≤0⇔≤0⇔{𝑥(𝑥−1)≤0,
𝑥𝑥≠0𝑥
∴x≤﹣1或0<x≤1,
∵{x|x<﹣1}⫋{x|x≤﹣1或0<x≤1},{x|0<x<1}⫋{x|x≤﹣1或0<x≤1},
1
∴不等式x−≤0成立的一个充分条件是x<﹣1或0<x<1
𝑥
故选:AB.
10.关于函数f(x)=2sin(2x−),下列说法中正确的是(A.其最小正周期为π
B.其图象由y=2sin2x向右平移个单位而得到
3𝜋𝜋
3
)
第11页(共19页)
C.其表达式可以写成f(x)=2cos(2x−D.其图象关于点(−,0)对称
𝜋3
5𝜋)6
𝜋2𝜋
解:函数f(x)=2sin(2x−)的最小正周期T==π,故A正确;
32
y=2sin2x向右平移个单位得到y=2sin(2x−
3
𝜋
2𝜋𝜋
)≠2sin(2x−),故B错误;33
𝜋5𝜋𝜋𝜋5𝜋
f(x)=2sin(2x−)=2cos[−(2x−)]=2cos(−2x)=2cos(2x−),故C正确;
33626
f(−)=2sin(﹣π)=0,故f(x)的图象关于点(−,0)对称,故D正确,故选:ACD.
11.下列说法中正确的是(
)
𝜋
3𝜋3
A.若α是第二象限角,则点P(cos(﹣α),tan(π+α))在第三象限B.圆心角为1rad,半径为2的扇形面积为2
C.利用二分法求方程log2x=4﹣x的近似解,可以取的一个区间是(2,3)D.若α∈(π,
3𝜋2
),且sinα+cosα=−,则sinα﹣cosα=−
7
515
解:对A.若α是第二象限角,则cos(﹣α)=cosα<0,tan(π+α)=tanα<0,故点P在第三象限,则A正确;
1
对B.根据题意,扇形面积S=×1×22=2,故B正确;
2
对C.对log2x=4﹣x,当x=2时log22=1<4﹣2=2,当x=3时,log23>4﹣3=1,故可以取的一个区间是(2,3),则C正确;
74912对D.α∈(π,),且sinα+cosα=−,则1+2sinαcosα=,解得sinαcosα=,
525252
3𝜋
则sinα﹣cosα=±√1−2𝑠𝑖𝑛𝛼𝑐𝑜𝑠𝛼=±,故D错误.
5
1
故选:ABC.12.规定max{a,b}={
𝑎,𝑎≥𝑏𝑏,𝑎<𝑏
,若函数f(x)=max{sinx,cosx},则(
)
A.f(x)是以2π为最小正周期的周期函数B.f(x)的值域是[﹣1,1]C.当且仅当2kπ+π<x<2kπ+
𝜋
4
𝜋2
3𝜋
(k∈Z)时,f(x)<02
D.当且仅当x∈[kπ+,kπ+](k∈Z)时,函数f(x)单调递增
第12页(共19页)
𝑠𝑖𝑛𝑥,当𝑠𝑖𝑛𝑥≥𝑐𝑜𝑠𝑥时44,解:由题意可得:函数f(x)={,即f(x)={
3𝜋𝜋𝑐𝑜𝑠𝑥,当𝑠𝑖𝑛𝑥<𝑐𝑜𝑠𝑥时𝑐𝑜𝑠𝑥,[2𝑘𝜋−,2𝑘𝜋+]
4
4
𝜋5𝜋
𝑠𝑖𝑛𝑥,[2𝑘𝜋+,2𝑘𝜋+]
所以f(x+2π)=f(x),
所以f(x)是周期为2π的周期函数.故A正确;f(x)在一个周期上的图象如图所示,
由图象可得,它的值域为[−√,1],故B不正确:当且仅当2kπ+π<x<2kπ+
3𝜋
(k∈Z)时,222
cosx和sinx都小于零,故函数f(x)<0,故C正确,
,由y=sinx知函数f(x)在[2kπ+,2kπ+]上单调递增,当k=2n时,x∈[2nπ+,2nπ+](k∈Z)当k=2n+1时,x∈[2nπ+增,故D错误.故选:AC.
5𝜋5𝜋
,2nπ+2π](k∈Z),由y=cosx知函数f(x)在[2nπ+,2nπ+2π]上单调递44𝜋4
𝜋2
𝜋4
𝜋2
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
1−ln213.e+273
2=−−tan+lg10﹣
𝜋
4
2
313
.
23
解:原式=2+33×(−3)故答案为:−.
23
1
−1﹣2=2+−1﹣2=−,
14.函数f(x)=√1−𝑥+ln(x+1)的定义域是(﹣1,1].1−𝑥≥0
解:要使原函数有意义,则{,解得:﹣1<x≤1,
𝑥+1>0所以原函数的定义域为(﹣1,1].故答案为(﹣1,1].
第13页(共19页)
15.若函数f(x)=log1(ax﹣x2)在(2,3)单调递增,则实数a的取值范围为
2
[3,4].
解:∵函数f(x)=log1(ax﹣x2)在(2,3)单调递增,
2
∴函数t(x)=﹣x2+ax在(2,3)上单调递减,且t(x)>0,
𝑎≤2∴{2
,求得3≤a≤4,
𝑡(3)=3𝑎−9≥0
故答案为:[3,4].
|4𝑥−1|,𝑥≤1,1216.已知函数f(x)={集合M={x|f(x)﹣(2t+)f(x)+t=0},若集合M中有3
2𝑙𝑜𝑔2𝑥+3,𝑥>1,个元素,则实数t的取值范围为
1
2
[,+∞)∪{0}.
2
12
1
解:由f2(x)﹣(2t+)f(x)+t=0可得[f(x)﹣2t][f(x)−]=0,所以f(x)=2t,或f(x)=,作出y=f(x)的图象,如图所示:由图可知:f(x)=有两个根,所以f(x)=2t就只有一个根,所以2t≥1,解得t≥,
当t=0时,f2(x)−f(x)=0,
1
解得:f(x)=0,或f(x)=,
2
121212
12
所以x=0或x=(log23﹣1)或x=−,满足题意.故答案为:[,+∞)∪{0}.
21
1212
四、解答题:本题共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.(10分)在①A∪B=B;②“x∈A”是“x∈B”的充分条件;③“x∈∁RA”是“x∈∁RB”的必要条件,在
第14页(共19页)
这三个条件中任选一个,补充到本题第(2)问的横线处,求解下列问题.问题:已知集合A={x|a≤x≤a+2},B={x|(x+1)(x﹣3)<0}.(1)当a=2时,求A∩B;
(2)若____,求实数a的取值范围.
解:(1)当a=2时,A={x|2≤x≤4},B={x|(x+1)(x﹣3)<0}={x|﹣1<x<3},所以A∩B={x|2≤x<3};(2)选①A∪B=B,可得A⊆B,
选②“x∈A”是“x∈B”的充分条件,可得A⊆B,选③“x∈∁RA”是“x∈∁RB”的必要条件,可得A⊆B,
则﹣1<a<a+2<3,解得﹣1<a<1,即a的取值范围是(﹣1,1);即a的取值范围是(﹣1,1).
18.(12分)已知tan(π﹣θ)=2,θ∈(,π).
2𝜋
(1)求sinθ,cosθ的值;
4𝑐𝑜𝑠(𝜋𝜃)𝑠𝑖𝑛(
2
3𝜋
𝜃)2
(2)求
3𝑠𝑖𝑛(𝜋𝜃)5𝑐𝑜𝑠(2𝜋𝜃)
的值.
解:(1)由tan(π﹣θ)=2,得tanθ=﹣2,
𝑠𝑖𝑛𝜃
=2
联立{𝑐𝑜𝑠𝜃
𝑠𝑖𝑛2𝜃
𝜋2
,
𝑐𝑜𝑠2𝜃=1
2√5
,cosθ=5
√5
∵θ∈(,π),∴解得sinθ=
4𝑐𝑜𝑠(𝜋𝜃)𝑠𝑖𝑛(
2
3𝜋
𝜃)2
5
;
4𝑡𝑎𝑛𝜃13𝑡𝑎𝑛𝜃5
4×(2)13×(2)5
(2)
3𝑠𝑖𝑛(𝜋𝜃)5𝑐𝑜𝑠(2𝜋𝜃)
=
4𝑠𝑖𝑛𝜃𝑐𝑜𝑠𝜃3𝑠𝑖𝑛𝜃5𝑐𝑜𝑠𝜃
===7.
19.(12分)水车在古代是进行灌溉引水的工具,是人类的一项古老的发明,也是人类利用自然和改造自然的象征.如图是一个半径为Rm的水车,当水车上水斗A从水中浮现时开始计算时间,点A沿圆周按逆时针方向匀速旋转,且旋转一周用时60秒,经过t秒后,水斗旋转到点P,已知A(2√3,﹣2),设点P的坐标为(x,y),其纵坐标满足y=f(t)=Rsin(ωt+φ)(t≥0,ω>0,|φ|<).(1)求函数f(t)的解析式;
(2)当水车转动一圈时,求点P到水面的距离不低于4m的持续时间.
𝜋
2
第15页(共19页)
解:(1)由图可知:R=OA=4,
2𝜋𝜋周期𝑇==60⇒𝜔=,
𝜔20
∵t=0时,在𝐴(2√3,−2),∴𝑓(0)=−2⇒4𝑠𝑖𝑛𝜑=−2⇒𝑠𝑖𝑛𝜑=−,
𝜋7𝜋
∴𝜑=−+2𝑘𝜋或𝜑=+2𝑘𝜋,𝑘∈𝑍,
66
𝜋𝜋𝜋<∵|𝜑|,∴𝜑=−+2𝑘𝜋,且取k=0,则𝜑=−.
2
6
6
1
2
∴𝑓(𝑡)=4𝑠𝑖𝑛(
𝜋𝜋𝑡−).306
(2)点P到水面的距离等于4m时,y=2,
𝜋5𝜋𝜋𝜋𝜋𝜋1𝜋𝜋𝜋𝜋
故𝑦=2=𝑓(𝑡)⇒4𝑠𝑖𝑛(𝑡−)=2⇒𝑠𝑖𝑛(𝑡−)=⇒𝑡−=或𝑡−=,
306306230663066
即t1=10,t2=30,t2﹣t1=20,
∴当水车转动一圈时,点P到水面的距离不低于4m的持续时间为20秒.20.(12分)已知函数f(x)=𝑙𝑜𝑔2((1)求证:f(x)为奇函数;
(2)若2𝑓(2𝑥)−k≥g(x)恒成立,求实数k的取值范围;(3)解关于a的不等式g(a)﹣g(2﹣a)≤2a﹣2.
𝑥+12
解:(1)证明:函数f(x)=𝑙𝑜𝑔2(+1),即f(x)=log2,
𝑥−1𝑥−1
2
+1),g(x)=﹣2x+1.𝑥−1
可得
𝑥+1𝑥−1
>0,解得x>1或x<﹣1,可得定义域为{x|x<﹣1或x>1},关于原点对称,
𝑥−1𝑥+1
f(﹣x)=log2=−log2
𝑥+1𝑥−1
=−f(x),则f(x)为奇函数;
(2)由2x>1或2x<﹣1,解得x>0,所以2𝑓(2𝑥)−k≥g(x)(x>0)恒成立,即2
2𝑥+1
𝑥
2+1𝑙𝑜𝑔2𝑥
2−1
−k≥﹣2x+1,
𝑥+122
化为−k≥﹣2x+1,即k≤𝑥+2x+1=3+𝑥+2(2x﹣1)对x>0恒成立,
2−12−12𝑥−1
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22x由3+𝑥+2(2﹣1)≥3+2×2=7,当且仅当=2(2x﹣1)即x=1时,取得等号,
2−12𝑥−1
所以k≤7,即k的取值范围是(﹣∞,7];
(3)不等式g(a)﹣g(2﹣a)≤2a﹣2,即为g(a)﹣a≤g(2﹣a)﹣(2﹣a),设h(x)=g(x)﹣x,即h(x)=﹣2x+1﹣x,可得h(x)在R上递减,所以h(a)≤h(2﹣a),所以a≥2﹣a,解得a≥1,所以原不等式的解集为[1,+∞).
21.(12分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示.(1)求函数f(x)的解析式;
(2)将函数y=f(x)的图象上所有的点向右平移个单位,再将所得图象上每一个点的横坐标变为原来
12𝜋
𝜋
2
的2倍(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象.
𝜋𝜋
①当x∈[−,]时,求函数g(x)的值域;
32
②若方程g(x)﹣m=0在[0,的值.
7𝜋3
]上有三个不相等的实数根x1,x2,x3(x1<x2<x3),求tan(x1+2x2+x3)
𝑇7𝜋𝜋𝜋111
解:由图示得:A==,B=−(−)=1,又=−=,
2222212122
3−122
∴T=π,∴ω=
2𝜋
=2,𝑇
𝜋31
∴f(x)=sin(2x+φ)+1,又因为f(x)过点(,),
2122
∴=sin(2×
2
2𝜋
31
𝜋
+φ)+1,12
∴sin(+φ)=1,
6
∴+φ=
6
𝜋
𝜋𝜋𝜋+2kπ,k∈Z,解得φ=+2kπ,k∈Z,又|φ|<,232
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∴φ=,
∴f(x)=sin(2x+)+1,
1𝜋
(2)①由已知可得g(x)=sin(x+)+1,
26
𝜋𝜋𝜋𝜋2𝜋𝜋1
当x∈[−,]时,x+∈[−,],sin(x+)∈[−,1],
3266362331𝜋
∴g(x)=sin(x+)+1∈[,],
22
12
𝜋3
𝜋3
∴函数g(x)的值域为[,];
4
2
𝜋𝜋5𝜋𝜋𝜋5𝜋
②当x∈[0,]时,x+∈[,],令t=x+∈[,],
6626623
7𝜋
33
∴h(t)=sint+1,则函数h(t)的图象如下图所示,
3𝜋5𝜋1𝜋513𝜋115𝜋3
且h()=sin+1=,h()=sin+1=,h()=sin+1=,
2222262222
𝜋
12
(t1<t2<t3),则t1+t2=2×由图象可得h(t)﹣m=0有三个不同的实数根t1,t2,t3,∴t1=2t2+t3=4π,即x1++2(x2+)+x3+=4π,∴x1+2x2+x3=
10𝜋
.3
10𝜋3𝜋6
𝜋6
𝜋6
𝜋
=π,t3=2π+t1,2
∴tan(x1+2x2+x3)=tan
=tan(4π−
2𝜋
)=√3.3
22.(12分)对于函数f(x),若在其定义域内存在实数x0,t,使得f(x0+t)=f(x0)+f(t)成立,则称f(x)是“t跃点”函数,并称x0是函数f(x)的1个“t跃点”.(1)求证:函数f(x)=2x+2x2在[0,1]上是“1跃点”函数;
(2)若函数g(x)=x3+ax2﹣3在(﹣2,+∞)上存在2个“1跃点”,求实数a的取值范围;(3)是否同时存在实数m和正整数n使得函数h(x)=cos2x﹣m在[0,nπ]上有2022个“跃点”?若
2𝜋
1
2
存在,请求出m和n满足的条件;若不存在,请说明理由.
解:(1)证明:因为f(x+1)=2x+1+2(x+1)2=f(x)+f(1)=2x+2x2+4,整理得2x+4x﹣2=0,令v(x)=2x+4x﹣2,因为v(0)=﹣1<0,v(1)=4>0,所以v(x)在区间[0,1]有零点,即存在x0∈[0,1],使得2x0+4x0﹣2=0,
,即存在x0∈[0,1],使得f(x0+1)=f(x0)+f(1)
所以,函数函数f(x)=2x+2x2在[0,1]上是“1跃点”函数;
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123(2)函数g(x)=x+ax﹣3
2
1
2
12
在(﹣2,+∞)上存在2个“1
13跃点”⇔方程(x+1)+a(x+1)2﹣
2
3=x3+ax2﹣3+1+𝑎−3在(﹣2,+∞)上有两个实数根,即3x2+(a+3)x+3=0在(﹣2,+∞)上有两个实数根,
𝑢(−2)=12−2(𝑎+3)+3>0
令u(x)=3x2+(a+3)x+3,则−𝑎+3>−2
6
,
{𝛥=(𝑎+3)2−36>0
解得a<﹣9或3<a<,
所以a的取值范围是(﹣∞,﹣9)∪(3,);
2
𝜋𝜋
(3)由h(x+)=h(x)+h(),得cos(2x+π)﹣m=cos2x﹣m+cosπ﹣m,
22𝑚+1
即cos2x=,
2
9
92
因为函数h(x)=cos2x﹣m在[0,nπ]上有2022个“跃点”,所以方程cos2x=
2
𝜋
𝑚+1
在[0,nπ]上有20222
个解,
𝑚+1
的图象有2022个交点,2
𝑚+1𝑚+1𝑚+1
<<1,=1=−1−1所以{2或{2或{2
即函数y=cos2x与y=
𝑛=2021𝑛=2022𝑛=1011
𝑚=1𝑚=−3−3<𝑚<1.即{或{或{
𝑛=2021𝑛=2022𝑛=1011
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