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2021-2022学年江苏省徐州市高一(上)期末数学试卷【含答案】

来源:筏尚旅游网
20212022学年江苏省徐州市高一(上)期末数学试卷

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

第1页(共19页)

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=−

第2页(共19页)

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.

第3页(共19页)

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.

第4页(共19页)

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.

第8页(共19页)

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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