(時間:120分鐘,滿分:150分)
第ⅰ卷(選擇題共60分)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.在△abc中,角a,b,c所對的邊長分別為a,b,c.若∠c=120°,c=a,則( )
a.a>b
b.ac.a=b
d.a與b的大小關係不能確定
解析:在△abc中,由餘弦定理得c2=a2+b2-2abcos120°=a2+b2+ab.將c=a代入上式,得2a2=a2+b2+ab,從而a2=b2+ab.
∴a2-b2=ab>0,∴a2>b2,∴a>b.
答案:a
2.已知向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),e=(1,0),若a≠b,|a-b|=r,且a-b與e的夾角為,則x1-x2=( )
a.r b.± r
c.± rd. r
解析:∵a-b=(x1-x2,y1-y2),
又a-b與e的夾角為,|a-b|=r,
∵cos〈a-b,e〉=,即cos=,
故x1-x2=.
答案:d
3.設向量a=(1,0),b=,則下列結論中正確的是( )
a.|a|=|bb.a·b=
c.a-b與b垂直d.a∥b
解析:a=(1,0),b=,∴|a|=1,|b|==,∴a錯誤;∵a·b=1×+0×=,∴b錯誤;
∵a-b=,∴(a-b)·b=×-×=0,∴c正確;∵1×-0×=≠0,∴d錯誤.
答案:c
4.已知a=(-3,2),b=(-1,0),向量λa+b與a-2b垂直,則實數λ的值為( )
ab.cd.
解析:向量λa+b=(-3λ-1,2λ),
a-2b=(-1,2),
因為兩個向量垂直,
故有(-3λ-1,2λ)·(-1,2)=0,
即3λ+1+4λ=0,
解得λ=-.
答案:a
5.設點m是線段bc的中點,點a在直線bc外, 2=16,|+|=|-|,則||=( )
a.8b.4
c.2d.1
解析:∵ 2=16,∴||=4.又|-|=||=4,
∴|+|=4.
∵m為bc中點,∴=(+),
∴||=|+|=2.
答案:c
6.已知函式y=sin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,則( )
a.ω=1,φ=
b.ω=1,φ=-
c.ω=2,φ=
d.ω=2,φ=-
解析:由圖象知=-=,∴t=π,ω=2.
且2×+φ=kπ+π(k∈z),φ=kπ-(k∈z).
又|φ|<,∴φ=-.
答案:d
7.e,f是等腰直角△abc斜邊ab上的三等分點,則tan∠ecf=( )
ab.cd.
解析:如圖,取ab中點d,連線cd,則cd⊥ab,且de=df.設∠ecf=α,ab=1,則∠dce=,cd=,de=.
∴tan===.
∴tan α==.
答案:d
8.平面上o,a,b三點不共線,設=a,=b,則△oab的面積等於( )
a. b.
c. d.
解析:如圖所示,
s△oab=|a||b|·sin〈a,b〉
=|a||b|
=|a||b|
=|a||b|
=,故選c.
答案:c
9.若cos α=-,α是第三象限的角,則=( )
ab.c.2d.-2
解析:∵α是第三象限角,cos α=-,∴sin α=-.
∴===·=
==-.
答案:a
10.設向量a,b滿足:|a|=3,|b|=4,a·b=0,以a,b,a-b的模為邊長構成三角形,則它的邊與半徑為1的圓的公共點個數最多為( )
a.3b.4
c.5d.6
解析:對於半徑為1的圓有乙個位置是正好是三角形的內切圓,此時只有三個交點,對於圓的位置稍右移或其他的變化,能實現4個交點的情況,但5個以上的交點不能實現.
答案:b
11.已知圓o的半徑為1,pa、pb為該圓的兩條切線,a、b為兩切點,那麼·的最小值為( )
a.-4b.-3+
c.-4+2d.-3+2
解析:如圖,設|pa|=|pb|=k,
∠apo=α,∠apb=β,
則sin α=,
cos α=,
cos β=cos 2α=.
∴·=k2cos β=k2·.
設t=k2+1,則t>1,∴·===t+-3≥2-3,當且僅當t=時取等號.
答案:d
12.已知函式f(x)=sin(ωx+)(x∈r,ω>0)的最小正週期為π,為了得到函式g(x)=cos ωx的圖象,只要將y=f(x)的圖象( )
a.向左平移個單位長度
b.向右平移個單位長度
c.向左平移個單位長度
d.向右平移個單位長度
解析:因為t=π,則ω==2,f(x)=sin(2x+),g(x)=cos 2x.將y=f(x)的圖象向左平移個單位長度時,y=sin[2(x+)+]=sin(2x+)=cos 2x.
答案:a
第ⅱ卷(非選擇題共90分)
二、填空題(本大題共4小題,每小題4分,共16分.請把正確答案填在題中橫線上)
13.已知α是第二象限的角,tan(π+2α)=-,則tan
解析:∵tan(π+2α)=-,∴tan 2α=-=,
∴tan α=-或tan α=2.
又α在第二象限,∴tan α=-.
答案:-
14.(2023年高考江蘇卷)已知e1,e2是夾角為的兩個單位向量,a=e1-2e2,b=ke1+e2.若a·b=0,則實數k的值為________.
解析:a·b=(e1-2e2)·(ke1+e2)=ke21+(1-2k)e1·e2-2e22=k-2+(1-2k)cos=2k-,∵a·b=0,∴2k-=0,即k=.
答案:15.(2023年高考天津卷)已知直角梯形abcd中,ad∥bc,∠adc=90°,ad=2,bc=1,p是腰dc上的動點,則|+3|的最小值為________.
解析:方法一以d為原點,分別以da、dc所在直線為x、y軸建立如圖所示的平面直角座標系,設dc=a,dp=x.
∴d(0,0),a(2,0),c(0,a),b(1,a),
p(0,x),
=(2,-x),=(1,a-x),
∴+3=(5,3a-4x),
|+3|2=25+(3a-4x)2≥25,
∴|+3|的最小值為5.
方法二設=x (0∴=(1-x),
=-=-x,
=+=(1-x)+,
∴+3=+(3-4x),
|+3|2=2+2××(3-4x)·+(3-4x)2·2=25+(3-4x)2≥25,
∴|+3|的最小值為5.
答案:5
16.(2023年高考安徽卷)已知向量a、b滿足(a+2b)·(a-b)=-6,且|a|=1,|b|=2,則a與b的夾角為________.
解析:由(a+2b)·(a-b)=-6得a2-2b2+a·b=-6.
∵|a|=1,|b|=2,
∴12-2×22+1×2×cos〈a,b〉=-6,
∴cos〈a,b〉=.∵〈a,b〉∈[0,π],∴〈a,b〉=.
答案:三、解答題(本大題共6小題,共74分.解答時應寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(12分)設函式f(x)=a·b,其中向量a=(m,cos 2x),b=(1+sin 2x,1),x∈r,且函式y=f(x)的圖象經過點(,2).
(1)求實數m的值;
(2)求函式f(x)的最小值及此時x值的集合.
解析:(1)f(x)=a·b=m(1+sin 2x)+cos 2x,
由已知f()=m(1+sin)+cos=2,得m=1.
(2)由(1)得f(x)=1+sin 2x+cos 2x
=1+sin(2x+),
∴當sin(2x+)=-1時,f(x)取得最小值1-.
由sin(2x+)=-1,得x值的集合為:
.18.(12分)(2023年高考浙江卷)在△abc中,角a,b,c所對的邊分別為a,b,c.已知sin a+sin c=psin b(p∈r),且ac=b2.
(1)當p=,b=1時,求a,c的值;
(2)若角b為銳角,求p的取值範圍.
解析:(1)由題設並由正弦定理,得
解得或(2)由餘弦定理得b2=a2+c2-2accos b
=(a+c)2-2ac-2accos b
=p2b2-b2-b2cos b,即p2=+cos b.
因為00,
所以19.(12分)(2023年高考北京卷)已知函式
f(x)=4cos xsin-1.
(1)求f(x)的最小正週期;
(2)求f(x)在區間上的最大值和最小值.
解析:(1)因為f(x)=4cos xsin-1
=4cos x-1
=sin 2x+2cos2 x-1
=sin 2x+cos 2x
=2sin,
所以f(x)的最小正週期為π.
(2)因為-≤x≤,所以-≤2x+≤.
於是,當2x+=,即x=時,f(x)取得最大值2;
當2x+=-,即x=-時,f(x)取得最小值-1.
20.(12分)(2023年高考大綱全國卷)△abc的內角a、b、c的對邊分別為a、b、c.已知a-c=90°,a+c=b,求c.
解析:由a+c=b及正弦定理可得sin a+sin c=sin b.
又由於a-c=90°,b=180°-(a+c),
故cos c+sin c=sin (a+c)=sin (90°+2c)=cos 2c.
即cos c+sin c=cos 2c,cos (45°-c)=cos 2c.
因為0°21.(12分)(2023年高考廣東卷)已知函式f(x)=
2sin,x∈r.
(1)求f的值;
(2)設α,β∈,f=,f(3β+2π)=,求cos(α+β)的值.
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