【文档说明】黑龙江省哈尔滨市第九中学2023-2024学年高一下学期开学考试 数学 含解析.docx,共(22)页,1.186 MB,由envi的店铺上传
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哈尔滨市第九中学2023—2024学年度下学期2月学业阶段性评价考试高一数学学科考试试卷(考试时间:120分钟满分:150分共2页)第I卷(共60分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.每小题只有一个选项符合题意)1.已知集合30log2Axx=
,33Bxx=−,则AB=()A.0,1B.0,9C.1,6D.6,92.命题“()21,2,23xxx+”否定是()A.()21,2,23xxx+B.()21,2,23xxx+C()21,
2,23xxx+D.()21,2,23xxx+3.已知命题:paR,1a,命题:q指数函数()(42)xfxa=−在(,)−+上是增函数,则p是q的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不
必要条件4.若关于x的不等式20xpxq++的解集为(,1)(2,)−−+,则不等式280xqxxp+−+的解集为().A.(4,1)(2,)−+B.(2,1)(4,)−+C.(,2)(1,4)−−D.(,4)(1,
2)−−5.某海岛核污水中含有多种放射性物质,其中放射性物质3H含量非常高,它可以进入生物体内,还可以在体内停留,并引起基因突变,但却难以被清除.现已知3H的质量()kgM随时间t(年)的指数衰减规律是
:0.00802tMM−=(其中0M为3H的初始质量).则当3H的质量衰减为最初的316时,所经过的时间约为(参考数据:lg20.30,lg30.48)A.300年B.255年C.175年D.125年6.下列选项中两数大小关系错误的是()A.0.30.3log0.7log0.
9B.0.30.4ee的.C.330.70.8D.3ππtantan75−−7.已知实数1x,则121xx−−−的()A.最小值为1B.最大值为1C.最小值为1−D.最大值为1−8.定义区间()
)(,,,,,,,abababab的长度均为dba=−.用x表示不超过x的最大整数.记xxx=−,其中xR.设()(),1fxxxgxx==−,若用d表示不等式()()fxgx解集区间的长度,则当03x时,有A.1d=B.2d=
C.3d=D.4d=二、多选题(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,部分选对得2分,有选错的得0分)9.下列等式恒成立的是()A.3πcossin2−=B.
()22cossincos2−=−C.()tan3πtan−=−D.()ππsinsinπ2sin24−+−=+10.已知函数3(1),()1,xxafxxxa−=−,则下列结论正确的是()A.存在实数a,函数(
)fx无最小值B.对任意实数a,函数()fx都有零点C.当1a时,函数()fx在(1,)+上单调递增D.对任意(1,2)a,都存在实数m,使关于x的方程()0fxm−=有3个不同的实根11.已知函数()πsin23fxx=+
的图象的一个对称中心为π,06−,其中(0,1,则()A.直线π12x=为函数()fx的图象的一条对称轴B.函数()fx单调递增区间为5ππ2π,2π612kk−+,kΖC.当π0,2x
时,函数()fx的值域为3,12−的D.将函数sin2yx=的图象向左平移π6个单位长度后得到函数()fx的图象12.已知函数221,0()log,0xkxxfxxx−+=,下列关于函数[()]1yffx=+的零点个数的说法中,正确的是()A.当1k,有1个零点
B.当1k时,有3个零点C.当0k时,有9个零点D.当4k=−时,有7个零点第II卷(共90分)三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.)13.求函数252xyx+=−的定义域为________.
14.已知函数()2fxxbxc=−+满足()()11fxfx+=−,且()03f=,则()xfb与()xfc的大小关系为__________.15.计算:tan73tan1933tan73tan13−−=______.16.已知函数()()22
cos20fxx=−在区间0,π有且仅有3个零点,则的取值范围是__________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已知函数()sincoscos6ππ3fxxxxa=−+−++,且
π13f=(1)求常数a的值;(2)求使()0fx成立的实数x的取值集合.18.设2()(1)fxaxaxa=+++.(1)若不等式()0fx有实数解,试求实数a的取值范围;(2)当0a时,试解关于x的不等式()1fxa−.19.近来,国内多个城市
纷纷加码布局“夜经济”,以满足不同层次的多元消费,并拉动就业、带动创业,进而提升区域经济发展活力.某夜市的一位工艺品售卖者,通过对每天销售情况的调查发现:该工艺品在过去的一个月内(以30天计),每件的销售价
格()Px(单位:元)与时间x(单位:天)的函数关系近似满足()10kPxx=+(k为常数,且0k),日销售量()Qx(单位:件)与时间x(单位:天)的部分.数据如下表所示:x1015202530()Qx5055605550已知第10天的日销售收入为505元.(1)给出以下四
个函数模型:①()Qxaxb=+;②()Qxaxmb=−+;③()Qxabx=−;④()logbQxax=.请你根据上表中的数据,从中选择你认为最合适的一种函数模型来描述日销售量()Qx与时间x的变化关系,并求出该函数的解析式;(2)设该工艺品的日销售收入为()fx(单位:元),求()fx的
最小值.20.已知函数()1121933xxfxkk−=−+,1,0x−.(1)1k=−时,求()fx的值域;(2)若()fx的最小值为4,求k的值.21.已知函数()fx对任意实数,xy恒有()()()fxyfxfy+=+,且当0x时
,()0fx,又()12f=−.(1)判断()fx的奇偶性;(2)判断()fx在R上的单调性,并证明你的结论;(3)当1,32x时,()()2220fkxfx++恒成立,求实数k的取值范围.22.若函数()fx在定义域内存
在实数x满足()()0fxkfx−+=,kZ,则称函数()fx为定义域的“k阶局部奇函数”.(1)若函数()sin2tanfxxx=−,判断()fx是否为[0,]上的“二阶局部奇函数”?并说明理由;(2)若函数()lg()fxmx=−是[3,3]−上的“一阶局部奇
函数”,求实数m的取值范围;(3)对于任意实数1,2t−,函数2()fxxxt=−+恒为R上的“k阶局部奇函数”,求k的取值集合.的哈尔滨市第九中学2023—2024学年度下学期2月学业阶段性评价考
试高一数学学科考试试卷(考试时间:120分钟满分:150分共2页)第I卷(共60分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.每小题只有一个选项符合题意)1.已知集合30log2Axx=,
33Bxx=−,则AB=()A.0,1B.0,9C.1,6D.6,9【答案】C【解析】【分析】首先解对数不等式和绝对值不等式求出集合A、B,再根据交集的定义计算可得.详解】由30log2x
,即333log1loglog9x,所以19x,所以30log219Axxxx==,由33x−,即333x−−,解得06x,所以33|06Bxxxx=−=,所以16ABxx
=.故选:C2.命题“()21,2,23xxx+”的否定是()A.()21,2,23xxx+B.()21,2,23xxx+C.()21,2,23xxx+D.()21,2,23xx
x+【答案】C【解析】【分析】直接根据全称命题的否定是特称命题得到答案.【详解】命题“()21,2,23xxx+”否定是:()21,2,23xxx+.故选:C3.已知命题:paR,1a,命题:q指数函数()(42)xfxa=−在(,)−+上是增函数,则p是
q的()【的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件【答案】A【解析】【分析】根据函数是增函数,得到不等式,求出34a,根据推出关系,得到答案.【详解】由421a−得34a,故当34a时
,指数函数()(42)xfxa=−在(,)−+上是增函数,因为341aa,34a1a,所以p是q的充分不必要条件.故选:A4.若关于x的不等式20xpxq++的解集为(,1)(2,)−−+,则不等式280xqxxp+−+的解集为().A.(4,1)(2,)−+
B.(2,1)(4,)−+C.(,2)(1,4)−−D.(,4)(1,2)−−【答案】B【解析】【分析】根据关于x的不等式20xxpxq++的解集是|12xx−,利用韦达定理可得1,2=−=
−pq,将不等式等价转化为()()4201xxx−+−,进而求解.【详解】因为关于x的不等式20xpxq++的解集为(,1)(2,)−−+,所以20xpxq++=的两根是1−或2,由韦达定理可得:1,2=−=−pq,所以280xqxxp+−+可
转化为()()4201xxx−+−,解得2<<1x−或>4x.所以原不等式的解集为(2,1)(4,)−+,故选:B.5.某海岛核污水中含有多种放射性物质,其中放射性物质3H含量非常高,它可以进入生物体内,还
可以在体内停留,并引起基因突变,但却难以被清除.现已知3H的质量()kgM随时间t(年)的指数衰减规律是:0.00802tMM−=(其中0M为3H的初始质量).则当3H的质量衰减为最初的316时,所经过的时间约为(参考数据:lg20.30,lg30
.48)A.300年B.255年C.175年D.125年【答案】A【解析】【分析】根据题意列出方程,进而结合对数的运算法则即可求得答案.【详解】依题意可得0.008003216tMM−=,即23lg
34lg20.4840.30.008log2.416lg20.3t−−−===−,所以300t.故选:A.6.下列选项中两数大小关系错误的是()A.0.30.3log0.7log0.9B.0.30.4eeC.330.70.
8D.3ππtantan75−−【答案】C【解析】【分析】利用指对幂函数及正切函数的单调性可得答案.【详解】因为0.3logyx=为减函数,0.70.9,所以0.30.3log0.7log0.9,A正确.因为exy=为增函数,0.30.4,所以
0.30.4ee,B正确.因为3yx=为增函数,0.70.8,所以330.70.8,C错误.因为tanyx=在区间π,02−上为增函数,3ππ75−−,所以3ππtantan75−−,D正确.故选:
C.7.已知实数1x,则121xx−−−的()A.最小值为1B.最大值为1C.最小值为1−D.最大值为1−【答案】D【解析】【分析】由基本不等式得出结果.【详解】因为()()1111211111211211111xxxxxxxx−−=+−−=−−+−−=−=−−−
−−,当且仅当111xx=−−即2x=时取等号;故最大值为1−,故选:D.8.定义区间())(,,,,,,,abababab的长度均为dba=−.用x表示不超过x的最大整数.记xxx=−,其中xR.设()(),1fxxx
gxx==−,若用d表示不等式()()fxgx解集区间的长度,则当03x时,有A.1d=B.2d=C.3d=D.4d=【答案】A【解析】【详解】试题分析:()0(013)[]([]){1(12)2(2)(23)xxfxxxxxxxx==−=−−或故1(013)
()(){0(12)3(23)xxxfxgxxxx−=−=−或令f(x)-g(x)<0,可得2≤x≤3,故d=3-2=1.选A考点:新定义问题二、多选题(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
对得2分,有选错的得0分)9.下列等式恒成立的是()A.3πcossin2−=B.()22cossincos2−=−C.()tan3πtan−=−D.()ππsinsinπ2sin24−+−=+
【答案】BCD【解析】【分析】由诱导公式可判断AC,由二倍角公式、辅助角公式可分别判断BD.【详解】对于A,3ππcoscossin22−=−−=−,故A错误;对于B,()22cossincos2cos2−=
=−,故B正确;对于C,()()tan3πtantan−=−=−,故C正确;对于D,()ππsinsinπcossin2sin24−+−=+=+,故D正确.故选:BCD.10.已知函数3(1),()1,xxafxxxa−
=−,则下列结论正确的是()A.存在实数a,函数()fx无最小值B.对任意实数a,函数()fx都有零点C.当1a时,函数()fx在(1,)+上单调递增D.对任意(1,2)a,都存在实数m,使关于x的方程()
0fxm−=有3个不同的实根【答案】ABD【解析】【分析】取特值结合单调性判断A;分段讨论判断B;举特值分析单调性判断C;分析函数性质,结合图象判断D.【详解】函数3(1),()1,xxafxxxa−=−的定义域为R,函数3(1)yx=−图象由函数3y
x=的图象向右平移1个单位而得,函数3yx=在R上是增函数,对于A,当0a=时,函数3()(1)fxx=−在(0,)+上单调递增,当01x时,31(1)0x−−,当0x时,()10fxx=−+,此
时函数()fx无最小值,A正确;对于B,当1a时,由()0fx=,得3(1)0x−=,解得1x=,当1a时,由()0fx=,得|1|0x−=,解得1x=,因此对任意实数a,函数()fx都有零点,B正确;对于C,取32a=,当312x时,()1fxx=-在3[1,]2上单调递增,当
32x时,3()(1)fxx=−在3(,)2+上单调递增,而33113(1)()2822f−==,此时函数()fx在(1,)+上不单调,C错误;对于D,对任意(1,2)a,函数3(1),()1,11,1xxafxxxaxx−
=−−+在(,1)−上单调递减,函数值集合为(0,)+,在[1,]a上单调递增,函数值集合为[0,1]a−,在(,)a+上单调递增,函数值集合为3((1),)a−+,显然恒有3(1)1aa−−
,当3(1)1ama−−时,直线ym=与函数()yfx=的图象有3个交点,因此方程()0fxm−=有3个不同的实根,D正确.故选:ABD思路点睛:涉及给定函数零点个数求参数范围问题,可以通过分离参数,等价转化直线与函数图象交点个数,数形结合推理作答.11.已知函
数()πsin23fxx=+的图象的一个对称中心为π,06−,其中(0,1,则()A.直线π12x=为函数()fx的图象的一条对称轴B.函数()fx的单调递增区间为5ππ2π,2π612kk−+,kΖC.
当π0,2x时,函数()fx的值域为3,12−D.将函数sin2yx=的图象向左平移π6个单位长度后得到函数()fx的图象【答案】ACD【解析】【分析】先根据题意求出函数()fx的解析式,利用整体代入的方法判断函数的对称轴即可判断A;
利用整体代入的方法求解函数单调递增区间即可判断B;利用整体思想,求出函数()fx的值域即可判断C;根据三角函数的平移伸缩变换求出平移后的解析式即可判断D.为【详解】由函数()πsin23fxx=+的图象的一个对称中心为π,06−,则πππsin0633f
−=−+=,得πππ33k−+=,即13k=−,Ζk,又(0,1,得1=,所以()πsin23fxx=+.对于A,当π12x=时,πππ21232+=,所以直线π12x=为函数()fx的图象的一条对称轴,故A正确;对于B,令πππ22π,2
π322xkk+−+,Ζk,解得5πππ,π1212xkk−+,Ζk,故B错误;对于C,由π0,2x,则ππ4π2,333x+,所以()π3sin2,132fxx=+−,故C正确;对于D,将函数si
n2yx=的图象向左平移π6个单位长度后得到ππsin2sin263yxx=+=+的图象,故D正确.故选:ACD.12.已知函数221,0()log,0xkxxfxxx−+=,下列关于函数[
()]1yffx=+的零点个数的说法中,正确的是()A.当1k,有1个零点B.当1k时,有3个零点C.当0k时,有9个零点D.当4k=−时,有7个零点【答案】AD【解析】【分析】设()fxt=,即有()1ft=−,再按
1k和4k=−讨论并作出函数()fx图象,数形结合即可判断得解.【详解】由0y=,得[()]1ffx=−,则函数[()]1yffx=+的零点个数即为[()]1ffx=−解的个数,设()fxt=,则()1ft=−,二次函数21yxkx=−+,其图象开口向上,过点(
0,1),对称轴为2kx=,当1k时,21yxkx=−+在(,0]−上单调递减,且1y,如图,由()1ft=−,得2log1t=−,解得12t=,由()fxt=,得21log2x=,解得2x=,因此函数[()]1yffx=+的零点个数是1,A正确,B错误;当4k=−时,()2241,0l
og,0xxxfxxx++=,作出函数()fx的图象如图,由图象知()1ft=−有3个根,当0t时,2log1t=−,解得12t=;当0t时,2411tt++=−,解得22t=−,当12t=时,1()2fx=,若21log2x
=,则2x=,若21412xx++=,则1422x=−,此时共有3个解;当22t=−+时,()22fx=−+,此时2log22x=−+有1个解,24122xx++=−+,即2(2)12x+=+有2个解,当22t=−−时,()22fx=−−,此时2lo
g22x=−−有1个解,24122xx++=−−即2(2)120x+=−无解,因此当4k=−时,函数[()]1yffx=+的零点个数是7,D正确,C错误.故选:AD【点睛】方法点睛:关于复合函数的零点的判断问题,首先将零点问题转化为方程的解的问题;解
答时要采用换元的方法,利用数形结合法,先判断外层函数对应方程的解的个数问题,继而求解内层函数对应方程的解.第II卷(共90分)三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.)13.求函数252xyx+=−的定义域为________.【答案】552()22−+,,【解析】【分析】
用函数定义域的知识直接求解即可.【详解】由题意得20x+,520x−,解得552()22x−+,,,故答案为:552()22−+,,14.已知函数()2fxxbxc=−+满足()(
)11fxfx+=−,且()03f=,则()xfb与()xfc的大小关系为__________.【答案】()()xxfcfb【解析】【分析】利用题意得到2b=,3c=,可知()fx在(),1−单调递减,在
()1,+单调递增,然后分0x,0x,0x=三种情况进行讨论,即可得到答案【详解】因为()fx满足()()11fxfx+=−,所以()fx关于1x=对称,因为()22224bbfxxbxcxc=−+=−+−
,所以12b=,解得2b=,因为()03fc==,所以()223xxxf=−+,故()fx在(),1−单调递减,在()1,+单调递增,当0x时,321xx,所以()()32xxff,即()()xxfcfb;当0x时,321xx,所以()()32xxff,即()()xx
fcfb;当0x=时,321xx==,所以()()32xxff=,即()()xxfcfb=,综上所述,()()xxfcfb故答案为:()()xxfcfb15.计算:tan73tan1933tan73tan13−−=______.【答案】
3【解析】【分析】由题意由两角差的正切公式即可得解.【详解】由题意()()tan73tan133tan73tan13tan73131tan73tan133tan73tan133−−=−+−=.故答案为:3.16.已知函数()()22
cos20fxx=−在区间0,π有且仅有3个零点,则的取值范围是__________【答案】)2,3【解析】【分析】由()0fx=可得cos21x=,由0,πx可得出2x的取值范围,由已知条件可得出关于的不等式,解之即可.【详解】由()22cos2cos210fxx
x=−=−=,可得cos21x=,当0πx时,022πx,因为方程cos21x=在区间0,π有且仅有3个实根,则4π2π6π,解得23.因此,实数的取值范围是)2,3.故答案为:)2,3.四、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.已知函数()sincoscos6ππ3fxxxxa=−+−++,且π13f=(1)求常数a的值;(2)求使()0fx成立的实数x的取值集合.【答案】(1)1
a=−(2)4π2π2π,Z3xkxkk−+【解析】【分析】(1)根据正弦差角公式、余弦差角公式、辅助角公式化简函数并求值即可;(2)根据题意并结合正弦函数图象相关知识列出不等式求解即可.【小问1详解】()sincoscos6π
π3fxxxxa=−+−++sincoscossincoscossinsincos6633ππππxxxxxa=−++++3113sincoscossincos2222xxxxxa=−++++3sincosxxa=++π2sin6xa=++2sin21π3
π36πfaa=++=+=,所以1a=−【小问2详解】由(1)知,()2sin16fxx=+−,由()0fx,即π2sin106x+−所以1sin62
πx+,所以7π2π2π,Z666ππkxkk−+++,所以4π2π2π,Z3kxkk−+,则使()0fx成立的实数x的取值集合为4π2π2π,Z3xkxkk−+18.设2()(1)fxaxaxa=
+++.(1)若不等式()0fx有实数解,试求实数a的取值范围;(2)当0a时,试解关于x的不等式()1fxa−.【答案】(1)13a−(2)答案见解析【解析】【分析】(1)依题意不等式()2
10axaxa+++有实数解,分0a=、0a、a<0三种情况讨论,当a<0时需0,即可求出参数的取值范围;(2)原不等式可化为()110xxa++,再分1a=、01a、1a三种情况讨论,分别求出不等式的解集.【小问1详解】依题意,()0fx有实数解,即
不等式()210axaxa+++有实数解,当0a=时,0x有实数解,则0a=符合题意.当0a时,取0x=,则()210axaxaa+++=成立,符合题意.当a<0时,二次函数()21yaxaxa=+−+的图像开口向下,要0y有解,当且仅当()2211
4013aaa=+−−,所以103a−.综上,实数a的取值范围是13a−.【小问2详解】不等式()()21110fxaaxax−+++,因为0a,所以不等式可化为()110xxa++
,当11a−=−,即1a=时,不等式()()110xx++无解;当11−−a,即01a时,11xa−−;当11a−−,即1a时,11xa−−;综上,当01a时,原不等式的解集为1(,1)a−−,当1a=时,原不等式的解集为,
当1a时,原不等式的解集为1(1,)a−−.19.近来,国内多个城市纷纷加码布局“夜经济”,以满足不同层次的多元消费,并拉动就业、带动创业,进而提升区域经济发展活力.某夜市的一位工艺品售卖者,通过对每天销售情况的调查发现:该工艺品在过去的一个月内(以3
0天计),每件的销售价格()Px(单位:元)与时间x(单位:天)的函数关系近似满足()10kPxx=+(k为常数,且0k),日销售量()Qx(单位:件)与时间x(单位:天)的部分数据如下表所示:x1015202530()Qx505
5605550已知第10天的日销售收入为505元.(1)给出以下四个函数模型:①()Qxaxb=+;②()Qxaxmb=−+;③()Qxabx=−;④()logbQxax=.请你根据上表中的数据,从
中选择你认为最合适的一种函数模型来描述日销售量()Qx与时间x的变化关系,并求出该函数的解析式;(2)设该工艺品的日销售收入为()fx(单位:元),求()fx的最小值.【答案】19.选择模型②:()||Qxaxmb=−+,()()2060130,N*Q
xxxx=−−+20.441【解析】【分析】(1)由表格中的数据知,当时间x变长时,()Qx先增后减,所以选择模型②:()||Qxaxmb=−+.由()()1525QQ=,确定20m=,()15555(
20)60QabQb=+===,确定,ab的值,就可确定()Qx;(2)由第10天的日销售收入为505元确定1k=,根据题意确定()fx的解析式,分别用基本不等式和函数单调性求得最小值.【小问1详解】由表格中的数据知,当时间x变长时,()Qx先
增后减,①③④函数模型都描述的是单调函数,不符合该数据模型.所以选择模型②:()||Qxaxmb=−+,由()()1525QQ=,可得|15||25|mm−=−,解得20m=,由()15555(20)60QabQb=+===,解得1a=−,60b=,
则日销售量()Qx与时间x的变化的关系式为()()2060130,N*Qxxxx=−−+.【小问2详解】因为第10天的日销售收入为505元,则105050510k+=,解得1k=.由(1)知()40,120,N*206080,2030,N*xxxQxxxxx+
=−−+=−+,由()()()4010401,120,N*8010799,2030,N*xxxxfxPxQxxxxx++==−++,当120x,*xN时,()404010401210401441fxxxxx=++
+=,当且仅当4010xx=时,即2x=时等号成立,,当20x30,*xN时,()8010799fxxx=−++为减函数,所以函数的最小值为()()min8304994413fxf==+,综上可得,当2
x=时,函数()fx取得最小值441.20.已知函数()1121933xxfxkk−=−+,1,0x−.(1)1k=−时,求()fx的值域;(2)若()fx的最小值为4,求k的值.【答案】20.2,1421.3k
=−【解析】【分析】(1)设13xt=可将原函数转化为二次函数,结合二次函数性质计算即可得;(2)设13xt=可将原函数转化为二次函数,对k的取值进行分类讨论,结合二次函数性质计算即可得.小问1详解】由题意得,()21
1233xxfxkk=−+,1,0x−,令13xt=,1,3t,()22,1,3gttktkt=−+,当1k=−时,()221gttt=+−,1,3t,()gt在1,3上单调递增,故()()()()minmax12
314gxggxg====,,故()gx的值域为2,14;【小问2详解】由(1)得()22gttktk=−+,1,3t,对称轴tk=,①当1k时,()gt在1,3上单调递增,()()min114gxgk==−=,解得3k=−;②当13k时,()gt在
1,k上单调递减,在,3k上单调递增,()()2min4gxgkkk==−=无解,舍去;③当3k时,()gt在1,3上单调递减,()()min3954gxgk==−=,解得1k=,舍去;综上所述,3k=−.21.已知函数(
)fx对任意实数,xy恒有()()()fxyfxfy+=+,且当0x时,()0fx,又()12f=−.(1)判断()fx的奇偶性;(2)判断()fx在R上的单调性,并证明你的结论;【(3)当1,32x时,()()2220fkxfx++恒成立,求实数k的取值范围
.【答案】(1)()fx为奇函数;(2)()fx在R上单调递减,证明见解析;(3)(),1−−.【解析】【分析】(1)通过特殊值以及函数的奇偶性的定义判断即可;(2)判断函数的单调性,利用单调性的定义证明即可;(3)结合已知利用函数的单调性化简不等式,分离参数,转化为最值求解即可.
【小问1详解】结合题意:由函数()fx的定义域为R,且()()()fxyfxfy+=+,取0xy==,则()()()000fff=+,即()00f=,取yx=−,则()()()0fxxfxfx−=+−=,所以()()fxfx−=−,所以()fx为奇函数.【小问2详解】()fx在
R上的单调递减,证明如下:任取12,xxR,且12xx,则210xx−,令21,xxyx==−,则()()()2121fxxfxfx−=+−,因为()fx为奇函数,所以()()()2121fxxfxfx−=−,因为当0x时,()0fx,所以()()()21210fxfxfxx−=−
,即()()21fxfx,所以()fx在R上的单调递减.【小问3详解】由()()2220fkxfx++,得()()()2221fkxfxf+−=,因为()()()fxyfxfy+=+,所以()()221fkxxf+,因为()fx在R上的单调递减,
所以221kxx+,的即1,32x时,2210kxx+−恒成立,等价于对任意1,32x时,221212xkxxx−=−恒成立,令11,23tx=,则()()22211gtt
tt=−=−−,所以()()min11gtg==−,所以()min1kgt=−,故实数k的取值范围为(),1−−.【点睛】关键点睛:解题关键是利用()()()fxyfxfy+=+进行恰当的赋值,转化为函数的单调性与奇偶性问题,最后一问主要是借助单调性,并进行分参,将恒
成立问题转化为最值问题.22.若函数()fx在定义域内存在实数x满足()()0fxkfx−+=,kZ,则称函数()fx为定义域的“k阶局部奇函数”.(1)若函数()sin2tanfxxx=−,判断()fx是否为[0,]上的“二阶局部奇函数”?并说明理由;(2)若函数()lg()fxmx=−是[
3,3]−上的“一阶局部奇函数”,求实数m的取值范围;(3)对于任意的实数1,2t−,函数2()fxxxt=−+恒为R上的“k阶局部奇函数”,求k的取值集合.【答案】(1)是奇函数,理由见解析(2)(3,10(3){5,4,3,2,1}k−−−−−【解析】【分析】(1
)代入()2()0fxfx−+=,再化简可得2sin10cosxx−=,进而根据[0,π]x求解即可;(2)代入定义有()22lg0mx−=,再根据对数定义域与存在性条件列式求解即可;(3)化简可得2(1)(1)(1)0kxkxkt++−++=有解,再讨论二次
项系数是否为0,结合二次函数的判别式求解即可.【小问1详解】由题意得()2()0sin()2tan()2sin4tan0fxfxxxxx−+=−−−+−=,即sin2tan0xx−=,故2sin10sin0cosxxx−==或2
10cosx−=,当sin0x=时,[0,π]x,0x=或π;当210cosx−=时,cos21x=(舍),()fx是[0,]上的“二阶局部奇函数”.【小问2详解】由题意得,()22()()0lg()lg()lg0fxfxmxmxmx−+=
++−=−=,故221mx−=,结合对数定义域与存在性条件,有(()222maxmax[1,10][3,3],1[3,3],0(),[3,3]3,10[3,3],0,[3,3]mxmxxmxmxxmxmxmxx−=+−+−−−−
−.【小问3详解】由题意得,()()0fxkfx−+=在R上有解()22()()0xxtkxxt−−−++−+=有解,即2(1)(1)(1)0kxkxkt++−++=有解,①当1k=−时,0x=R,满足题意;②当1k−时,对于任意的实数1,2t−,22
221(1)4(1)04(1)(1)02kktkk=−−++−−2610322,322kkk++−−−+,由于kZ,故{5,4,3,2,1}k−−−−−.综上,{5,4,3,2,1}k−−−−−.