2021年人教版高中数学必修第一册章末综合测评(二)《一元二次函数、方程和不等式》(含答案详解)
展开一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60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.若f(x)=3x2-x+1,g(x)=2x2+x-1,则f(x)与g(x)的大小关系为( )
A.f(x)>g(x) B.f(x)=g(x)
C.f(x)
2.若m<0,n>0且m+n<0,则下列不等式中成立的是( )
A.-n<m<n<-m B.-n<m<-m<n
C.m<-n<-m<n D.m<-n<n<-m
D [法一:(取特殊值法)令m=-3,n=2分别代入各选项检验,可知D正确.
法二:m+n<0⇒m<-n⇒n<-m,又由于m<0<n,
故m<-n<n<-m成立.]
3.对于任意实数a,b,c,d,下列四个命题中:
①若a>b,c≠0,则ac>bc;
②若a>b,则ac2>bc2;
③若ac2>bc2,则a>b;
④若a>b>0,c>d,则ac>bd.
其中真命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
A [若a>b,c<0时,ac
4.不等式|x|(1-2x)>0的解集为( )
A.(-∞,0)∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,\f(1,2)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞)) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2)))
A [当x≥0时,原不等式即为x(1-2x)>0,所以0<x<eq \f(1,2);当x<0时,原不等式即为-x(1-2x)>0,所以x<0,综上,原不等式的解集为(-∞,0)∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2))),故选A.]
5.已知eq \f(2,x)+eq \f(2,y)=1(x>0,y>0),则x+y的最小值为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
D [∵x>0,y>0,∴x+y=(x+y)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,x)+\f(2,y)))=4+2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,y)+\f(y,x)))≥4+4eq \r(\f(x,y)·\f(y,x))=8.
当且仅当eq \f(x,y)=eq \f(y,x),即x=y=4时取等号.]
6.已知不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-1<x<2},则不等式2x2+bx+a<0的解集为( )
A.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1<x<\f(1,2))))) B.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x<-1或x>\f(1,2)))))
C.{x|-2<x<1} D.{x|x<-2或x>1}
A [由题意知x=-1,x=2是方程ax2+bx+2=0的根.
由根与系数的关系得
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1+2=-\f(b,a),,-1×2=\f(2,a)))⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=-1,,b=1.))
∴不等式2x2+bx+a<0,即2x2+x-1<0.
解得-1<x<eq \f(1,2).]
7.设A=eq \f(b,a)+eq \f(a,b),其中a,b是正实数,且a≠b,B=-x2+4x-2,则A与B的大小关系是( )
A.A≥B B.A>B
C.AB [∵a,b都是正实数,且a≠b,
∴A=eq \f(b,a)+eq \f(a,b)>2eq \r(\f(b,a)·\f(a,b))=2,即A>2,
B=-x2+4x-2=-(x2-4x+4)+2
=-(x-2)2+2≤2,
即B≤2,∴A>B.]
8.不等式组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-2x-3>10,,x2+7x+12≤0))的解集为( )
A.{x|-4≤x≤-3} B.{x|-4≤x≤-2}
C.{x|-3≤x≤-2} D.∅
A [eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-2x-3>10,,x2+7x+12≤0))⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x-3<-5,,x+3x+4≤0))
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x<-2,,-4≤x≤-3))⇒-4≤x≤-3.]
9.某公司租地建仓库,每月土地费用与仓库到车站距离成反比,而每月货物的运输费用与仓库到车站距离成正比.如果在距离车站10 km处建仓库,则土地费用和运输费用分别为2万元和8万元,那么要使两项费用之和最小,仓库应建在离车站( )
A.5 km处 B.4 km处
C.3 km处D.2 km处
A [设车站到仓库距离为x,土地费用为y1,运输费用为y2,由题意得y1=eq \f(k1,x),y2=k2x,∵x=10时,y1=2,y2=8,∴k1=20,k2=eq \f(4,5),∴费用之和为y=y1+y2=eq \f(20,x)+eq \f(4,5)x≥2eq \r(\f(20,x)×\f(4,5)x)=8,当且仅当eq \f(20,x)=eq \f(4x,5),即x=5时取等号.]
10.已知a,b,c∈R,a+b+c=0,abc>0,T=eq \f(1,a)+eq \f(1,b)+eq \f(1,c),则( )
A.T>0 B.T<0
C.T=0 D.T≥0
B [法一:取特殊值,a=2,b=c=-1,
则T=-eq \f(3,2)<0,排除A,C,D,可知选B.
法二:由a+b+c=0,abc>0,知三数中一正两负,
不妨设a>0,b<0,c<0,
则T=eq \f(1,a)+eq \f(1,b)+eq \f(1,c)=eq \f(ab+bc+ca,abc)=eq \f(ab+cb+a,abc)=eq \f(ab-c2,abc).
∵ab<0,-c2<0,abc>0,故T<0.]
11.若不等式x2-(a+1)x+a≤0的解集是{x|-4≤x≤3}的子集,则实数a的取值范围是( )
A.-4≤x≤1 B.-4≤x≤3
C.1≤x≤3 D.-1≤x≤3
B [原不等式为(x-a)(x-1)≤0,当a<1时,不等式的解集为{x|a≤x≤1},此时只要a≥-4即可,即-4≤a<1;当a=1时,不等式的解为x=1,此时符合要求;当a>1时,不等式的解集为{x|1≤x≤a},此时只要a≤3即可,即1<a≤3.综上可得-4≤a≤3.]
12.已知x>0,y>0.若eq \f(2y,x)+eq \f(8x,y)>m2+2m恒成立,则实数m的取值范围是( )
A.m≥4或m≤-2 B.m≥2或m≤-4
C.-2
∴eq \f(2y,x)+eq \f(8x,y)≥8eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(当且仅当\f(2y,x)=\f(8x,y)时取“=”)).
若eq \f(2y,x)+eq \f(8x,y)>m2+2m恒成立,则m2+2m<8,解之得-4
13.已知不等式x2-ax-b<0的解集为{x|2<x<3},则不等式bx2-ax-1>0的解集为________.
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)<x<-\f(1,3))))) [方程x2-ax-b=0的根为2,3.根据根与系数的关系得:a=5,b=-6.所以不等式为6x2+5x+1<0,解得解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)<x<-\f(1,3))))).]
14.a,b∈R,a<b和eq \f(1,a)<eq \f(1,b)同时成立的条件是________.
a<0<b [若ab<0,由a<b两边同除以ab得,eq \f(1,b)>eq \f(1,a),即eq \f(1,a)<eq \f(1,b);若ab>0,则eq \f(1,a)>eq \f(1,b).
所以a<b和eq \f(1,a)<eq \f(1,b)同时成立的条件是a<0<b.]
15.若正数x,y满足x2+3xy-1=0,则x+y的最小值是________.
eq \f(2\r(2),3) [对于x2+3xy-1=0可得y=eq \f(1,3)·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-x)),
∴x+y=eq \f(2x,3)+eq \f(1,3x)≥2eq \r(\f(2,9))=eq \f(2\r(2),3)(当且仅当x=eq \f(\r(2),2)时等号成立).]
16.某商家一月份至五月份累计销售额达3 860万元,六月份的销售额为500万元,七月份的销售额比六月份增加x%,八月份的销售额比七月份增加x%,九、十月份的销售总额与七、八月份的销售总额相等,若一月份至十月份的销售总额至少为7 000万元,则x的最小值为________.
20 [由题意得七月份的销售额为500(1+x%),八月份的销售额为500(1+x%)2,所以一月份至十月份的销售总额为3 860+500+2[500(1+x%)+500(1+x%)2]≥7 000,解得1+x%≤-eq \f(11,5)(舍去)或1+x%≥eq \f(6,5),即x%≥20%,所以xmin=20.]
三、解答题(本大题共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.(本小题满分10分)已知全集U=R,A={x|x2-2x-3≤0},B={x|2≤x<5},C={x|x>a}.
(1)求A∩(∁UB).
(2)若A∪C=C,求a的取值范围.
[解] (1)A={x|x2-2x-3≤0}={x|-1≤x≤3},
且B={x|2≤x<5},U=R,
所以∁UB={x|x<2或x≥5},
所以A∩(∁UB)={x|-1≤x<2}.
(2)由A∪C=C,得A⊆C,
又C={x|x>a},A={x|-1≤x≤3},
所以a的取值范围是a<-1.
18.(本小题满分12分)若x,y为正实数,且2x+8y-xy=0,求x+y的最小值.
[解] 由2x+8y-xy=0,得2x+8y=xy,
∴eq \f(2,y)+eq \f(8,x)=1.∵x、y为正实数,
∴x+y=(x+y)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(8,x)+\f(2,y)))=10+eq \f(8y,x)+eq \f(2x,y)
=10+2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4y,x)+\f(x,y)))≥10+2×2×eq \r(\f(4y,x)·\f(x,y))=18,
当且仅当eq \f(4y,x)=eq \f(x,y),即x=2y时,取等号.
又2x+8y-xy=0,∴x=12,y=6.
∴当x=12,y=6时,x+y取得最小值18.
19.(本小题满分12分)已知ax2+2ax+1≥0恒成立.
(1)求a的取值范围;
(2)解关于x的不等式x2-x-a2+a<0.
[解] (1)因为ax2+2ax+1≥0,恒成立.
①当a=0时,1≥0恒成立;
②当a≠0时,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a>0,,Δ=4a2-4a≤0,))
解得0综上,a的取值范围为0≤a≤1.
(2)由x2-x-a2+a<0得,(x-a)[x-(1-a)]<0.
因为0≤a≤1,
所以①当1-a>a,
即0≤a
③当1-a1-a
当eq \f(1,2)20.(本小题满分12分)某商品计划两次提价,有甲、乙、丙三种方案如下,其中p>q>0,
经过两次提价后,哪种方案提价幅度大?
[解] 设商品原价为a,设按甲、乙、丙三种方案两次提价后价格分别为N甲、N乙、N丙,则
N甲=a(1+p%)(1+q%),
N乙=a(1+q%)(1+p%),
N丙=aeq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1+\f(1,2)p+q%))eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1+\f(1,2)p+q%))
=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(p+q,200)))2.
显然甲、乙两种方案最终价格是一致的,因此,只需比较aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(p+q,200)))2与a(1+p%)(1+q%)的大小.
N甲-N丙=a1+eq \f(p,100)+eq \f(q,100)+eq \f(pq,1002)-1-eq \f(p+q,100)-eq \f(p+q2,2002)
=eq \f(a,2002)(2pq-p2-q2)
=-eq \f(a,2002)(p-q)2<0.
∴N丙>N甲,
∴按丙方案提价比甲、乙方案提价幅度大.
21.(本小题满分12分)已知函数y=eq \f(x2+3,x-a)(x≠a,a为非零常数).
(1)解不等式eq \f(x2+3,x-a)
[解] (1)∵y=eq \f(x2+3,y-a),eq \f(x2+3,x-a)
当a>0时,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(3,a)))(x-a)<0,
∴解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-\f(3,a)
解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x>-\f(3,a)或x(2)设t=x-a,则x=t+a(t>0),
∴y=eq \f(t2+2at+a2+3,t)
=t+eq \f(a2+3,t)+2a
≥2eq \r(t·\f(a2+3,t))+2a
=2eq \r(a2+3)+2a.
当且仅当t=eq \f(a2+3,t),
即t=eq \r(a2+3)时,等号成立,
即y有最小值2eq \r(a2+3)+2a.
依题意有2eq \r(a2+3)+2a=6,
解得a=1.
22.(本小题满分12分)经观测,某公路段在某时段内的车流量y(千辆/小时)与汽车的平均速度v(千米/小时)之间有函数关系:y=eq \f(920v,v2+3v+1 600)(v>0).
(1)在该时段内,当汽车的平均速度v为多少时车流量y最大?最大车流量为多少?(精确到0.01)
(2)为保证在该时段内车流量至少为10千辆/小时,则汽车的平均速度应控制在什么范围内?
[解] (1)y=eq \f(920v,v2+3v+1 600)=eq \f(920,v+\f(1 600,v)+3)≤eq \f(920,2\r(v·\f(1 600,v))+3)=eq \f(920,83)≈11.08.
当v=eq \f(1 600,v),即v=40千米/小时时,车流量最大,最大值为11.08千辆/小时.
(2)据题意有:eq \f(920v,v2+3v+1 600)≥10,
化简得v2-89v+1 600≤0,
即(v-25)(v-64)≤0,
所以25≤v≤64.
所以汽车的平均速度应控制在25≤v≤64这个范围内.
方案
第一次(提价)
第二次(提价)
甲
p%
q%
乙
q%
p%
丙
eq \f(1,2)(p+q)%
eq \f(1,2)(p+q)%
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