内容正文:
高考总复习首选用卷 数学
单元质量测试(三)
基础题(占比60%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比10%)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
难度
★
★
★
★
★
★
★
★★
★
★★
对点
共轭复数;复数的乘、除运算
复数的除法运算;复数的几何意义
平面向量的垂直
复数的模;复数的混合运算
利用平面向量基本定理表示向量
复数的几何意义;复数的模;投影向量
平面向量的模;平面向量的夹角
平面向量数量积的基本运算
复数的分类;复数的模;复数的乘法运算;复数相等
共线向量与平面向量基本定理的应用
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
难度
★★
★
★
★★
★
★
★
★★
★★★
对点
平面向量的模;平面向量的夹角
复数的混合运算
平面向量的模
平面向量数量积的基本运算
共轭复数;复数的加法运算;在复数范围内解方程
复数的几何意义;复数的加法运算;复数的模;复数的分类
平面向量的夹角;平面向量的模;三角形的面积
平面向量的线性运算;函数知识与平面向量的交汇问题
平面向量的新定义问题
时间:120分钟 满分:150分
一、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.(2024·辽宁名校联盟高三联考)已知z=,则=( )
A.1+i B.1-i
C.-1+i D.-1-i
答案:C
解析:z===-1-i,所以=-1+i.故选C.
2.(2025·山东济宁高三上期末)已知复数z满足=-i,则在复平面内z对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案:B
解析:由=-i,得z===-1+i,所以在复平面内z对应的点为(-1,1),位于第二象限.故选B.
3.(2024·湖南永州高三一模)已知向量a=(-1,2),b=(3,-1),c=(x,1),且(a+2b)⊥c,则x=( )
A.2 B.1
C.0 D.-1
答案:C
解析:a+2b=(-1,2)+(6,-2)=(5,0),由于(a+2b)⊥c,所以(a+2b)·c=5x=0,x=0.故选C.
4.(2025·广东九洵杯高三调研)已知复数z满足=,则|z|=( )
A.1 B.
C.2 D.
答案:A
解析:由=,有1+===-,∴=-,∴z===-+i,∴|z|=1.故选A.
5.(2024·福建福州一模)如图,梯形ABCD的腰CD的中点为E,且BC=3AD,记=m,=n,则=( )
A.-m+2n B.m+2n
C.-2m+n D.-m+n
答案:A
解析:因为BC=3AD,又+++=0,所以=---=-m-3n+n=-m-2n,又E为腰CD的中点,所以=+=+=3n-m-n=-m+2n.故选A.
6.(2024·江苏无锡辅仁高级中学高三适应性考试)如图,复数z对应的向量为,且|z-i|=5,则向量在向量上的投影向量的坐标为( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:由题图可知,z=-m+mi(m>0),则|z-i|=|-m+(m-1)i|==5,解得m=4(m=-3舍去),所以=(-4,4),=(2,4),则向量在向量上的投影向量为·,所以其坐标为×=×=.故选D.
7.已知单位向量a,b满足a·b=0,若向量c=a+b,则sin〈a,c〉=( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:因为a,b是单位向量,所以|a|=|b|=1.因为c=a+b,所以|c|=|a+b|===3,所以cos〈a,c〉====,所以sin〈a,c〉==.故选B.
8.(2024·重庆巴南区高三第一次诊断考试)如图所示,正方形ABCD的边长为2,E,F,G分别是边BC,CD,AD的中点,点P是线段EF上的动点,则·的最小值为( )
A. B.3
C. D.48
答案:A
解析:如图,建立平面直角坐标系,则A(0,0),G(0,1),E(2,1),F(1,2),设P(x,y),=λ(λ∈[0,1]),则(x-1,y-2)=λ(1,-1),所以所以x-1=-(y-2),即y=3-x,所以=(x,y-1),=(x,y),所以·=x2+y(y-1)=x2+(3-x)(2-x)=2x2-5x+6=2+,又x=1+λ∈[1,2],所以当x=时,·取得最小值,为.故选A.
二、选择题(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.已知复数z=(1-i)(a+i)(a∈R),则下列说法正确的是( )
A.若a=2,则z=3-i
B.若a=2,则|z|=10
C.若z为纯虚数,则a=-1
D.若z+|z|=x+5i(x∈R),则a=4
答案:AC
解析:若a=2,则z=(1-i)(2+i)=3-i,|z|=,A正确,B错误;z=(1-i)(a+i)=1+a+(1-a)i,若z为纯虚数,则1+a=0且1-a≠0,解得a=-1,C正确;z+|z|=1+a+(1-a)i+=x+5i,则1-a=5,解得a=-4,D错误.故选AC.
10.如图,B是AC的中点,=2,P是平行四边形BCDE内(含边界)的一点,且=x+y(x,y∈R).则下列结论中正确的是( )
A.当x=0时,y∈[2,3]
B.当P是线段CE的中点时,x=-,y=
C.若x+y为定值1,则在平面直角坐标系中,点P的轨迹是一条线段
D.x-y的最大值为-1
答案:BCD
解析:当=y时,根据共线向量的充要条件得P在线段BE上,故1≤y≤3,故A错误;当P是线段CE的中点时,=+=3+(+)=3+(-2+)=2+(-)=-+,所以x=-,y=,故B正确;当x+y为定值1时,A,B,P三点共线,又P是平行四边形BCDE内(含边界)的一点,故P的轨迹是线段BC,故C正确;当P与B重合时,x-y能取得最大值,此时x=0,y=1,x-y=-1,故D正确.故选BCD.
11.(2024·云南昆明高三阶段练习)半圆形量角器在第一象限内,且与两坐标轴分别相切于点D,E.设量角器的直径AB=4,圆心为C,点P为坐标平面内一点.则下列结论正确的是( )
A.|+|=4
B.||2+||2=2(||2+||2)
C.当点A与点E重合时,与的夹角为
D.△CDE的面积为2
答案:ABD
解析:由题意知C(2,2),对于A,|+|=|2|=2×2=4,A正确;对于B,因为+=2,-=,所以||2+||2+2·=4||2,||2+||2-2·=||2,两式相加,得2(||2+||2)=4||2+||2=4||2+4||2,所以||2+||2=2(||2+||2),B正确;对于C,当点A与点E重合时,与的夹角为,C错误;对于D,易知该半圆形量角器的轨迹方程是(x-2)2+(y-2)2=4,当x=0时,y=2,当x=2时,y=0,故E(0,2),D(2,0),由两点间的距离公式,得ED=2,ED的方程为x+y-2=0,设点C到直线ED的距离为d,故d=,S△CDE=××2=2,即△CDE的面积为2,D正确.故选ABD.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知复数z=a+bi(a,b∈R),且z(1+i3)=2+i,则a+b=________.
答案:2
解析:由z(1+i3)=2+i得z=====+i,而z=a+bi(a,b∈R),所以a=,b=,即a+b=2.
13.(2025·湖北部分重点中学高三开学联考)若平面内不共线的向量a,b,c两两的夹角相等,且|a|=1,|b|=2,|c|=3,则|a+b+c|=________.
答案:
解析:因为平面内不共线的向量a,b,c两两的夹角相等,所以a,b,c两两的夹角为120°,则|a+b+c|===
=
=.
14.(2024·湖南长沙周南中学高三阶段测试)在△ABC中,AC=5,BC=12,∠C=90°,P为△ABC所在平面内的动点,且PC=2,则·的取值范围是________.
答案:[-22,30]
解析:以C为坐标原点,CB,CA所在直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系,则C(0,0),B(12,0),A(0,5),P为△ABC所在平面内的动点,且PC=2,点P在以C为圆心,2为半径的圆上,设P(2cosθ,2sinθ),θ∈[0,2π),则=(-2cosθ,5-2sinθ),=(12-2cosθ,-2sinθ),·=(-2cosθ)(12-2cosθ)+(5-2sinθ)(-2sinθ)=-24cosθ+4cos2θ-10sinθ+4sin2θ=4-26sin(θ+φ),其中tanφ=,因为sin(θ+φ)∈[-1,1],所以·的取值范围是[-22,30].
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(2024·江苏徐州普高联考(三))(本小题满分13分)已知复数z=m+2+(m-2)i(m∈R),为z的共轭复数,且z+=6.
(1)求m的值;
(2)若z-3i是关于x的实系数一元二次方程x2+ax+b=0的一个根,求该一元二次方程的另一复数根.
解:(1)因为z=m+2+(m-2)i,
则=m+2-(m-2)i,
由z+=6,得m+2+(m-2)i+m+2-(m-2)i=2m+4=6,解得m=1.
(2)由(1)可知,z=3-i,将z-3i=3-4i代入一元二次方程,可得(3-4i)2+a(3-4i)+b=0,即(-7+3a+b)-(4a+24)i=0,
得
解得a=-6,b=25,
代入一元二次方程,得x2-6x+25=0,
解得x1==3+4i,x2==3-4i,
即该一元二次方程的另一复数根为3+4i.
16.(本小题满分15分)已知A(1,2),B(a,1),C(2,3),D(-1,b)(a,b∈R)是复平面内的四个点,且向量,对应的复数分别为z1,z2.
(1)若z1+z2=1+i,求z1,z2;
(2)若|z1+z2|=2,z1-z2为实数,求a,b的值.
解:(1)∵=(a,1)-(1,2)=(a-1,-1),=(-1,b)-(2,3)=(-3,b-3),
∴z1=(a-1)-i,z2=-3+(b-3)i,
∴z1+z2=(a-4)+(b-4)i,
又z1+z2=1+i,∴∴
∴z1=4-i,z2=-3+2i.
(2)由(1)得z1+z2=(a-4)+(b-4)i,z1-z2=(a+2)+(2-b)i,
∵|z1+z2|=2,z1-z2为实数,
∴∴
17.(本小题满分15分)已知|a|=4,|b|=3,(2a-3b)·(2a+b)=61.
(1)求a与b的夹角θ;
(2)求|a+b|;
(3)若=a,=b,求△ABC的面积.
解:(1)∵(2a-3b)·(2a+b)=61,
∴4a2-4a·b-3b2=61,
又|a|=4,|b|=3,
∴64-4a·b-27=61,
∴a·b=-6,
∴cosθ===-,
又0≤θ≤π,∴θ=.
(2)|a+b|2=a2+2a·b+b2=16+2×(-6)+9=13,
∴|a+b|=.
(3)∵与的夹角θ=,
∴∠ABC=π-=,
又||=|a|=4,||=|b|=3,
∴S△ABC=||||sin∠ABC=×4×3×=3.
18.(2024·山东潍坊一中高三期中)(本小题满分17分)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,A,B,C三点满足=+.
(1)求的值;
(2)已知A(1,cosx),B(1+cosx,cosx),x∈,f(x)=·-||.若f(x)的最小值为g(m),求g(m)的最大值.
解:(1)由题意知A,B,C三点满足=+,
可得-=(-),
所以==(+),
即=,即=2,
则||=2||,
所以=2.
(2)由题意,得=(1,cosx),=(1+cosx,cosx),=+=,=-=(cosx,0),
所以函数f(x)=·-||=1+cosx+cos2x-cosx=(cosx-m)2+1-m2.
因为x∈,所以cosx∈[0,1],
当m<0时,当cosx=0时,f(x)取得最小值g(m)=1,
当0≤m≤1时,当cosx=m时,
f(x)取得最小值g(m)=1-m2,
当m>1时,当cosx=1时,f(x)取得最小值g(m)=2-2m,
综上所述,g(m)=
可得g(m)的最大值为1.
19.(2024·广西钦州三模)(本小题满分17分)对于平面向量ak=(xk,yk)(xk,yk∈N,k=0,1,2,…),定义“F变换”:ak+1=F(ak),其中xk+1=|xk-yk|,yk+1=|max{xk,yk}-2min{xk,yk}|,max{xk,yk}表示xk,yk中较大的一个数,min{xk,yk}表示xk,yk中较小的一个数.若xk=yk,则max{xk,yk}=min{xk,yk}=xk=yk.记〈ak〉=xkyk,||ak||=xk+yk.
(1)若a0=(1,9),求〈a2〉及||a2||;
(2)已知〈a1〉=2024,||a1||=2025,将a1经过m次“F变换”后,||am+1||最小,求m的最小值;
(3)证明:对任意a0,经过若干次“F变换”后,必存在k∈N*,使得〈ak〉=0.
解:(1)因为a0=(1,9),所以a1=(8,7),
所以a2=(1,6),
所以〈a2〉=1×6=6,||a2||=1+6=7.
(2)因为〈a1〉=x1y1=2024,||a1||=x1+y1=2025,
所以或
所以x2=|x1-y1|=2023,y2=|max{x2,y2}-2min{x2,y2}|=2022,
即a2=(2023,2022).
由题意可得a3=(1,2021),a4=(2020,2019),a5=(1,2018),a6=(2017,2016),a7=(1,2015),a8=(2014,2013),
根据规律可得a2n+1=(1,2024-3n)(n∈N*)且2024-3n>0,
由n∈N*且2024-3n>0可得n的最大值为674,
所以a1349=(1,2),
所以a1350=(1,0),a1351=(1,1),a1352=(0,1),a1353=(1,1),…,此后进入循环.
所以当m<1349时,||am+1||>1;当m=1349时,||a1350||=1;当m>1349时,||am+1||≥1.
所以||am+1||最小时,m的最小值为1349.
(3)证明:当x0=0,y0=0时,显然存在k∈N*,使得〈ak〉=0.
当x0=0,y0≠0时,a1=(y0,y0),a2=(0,y0),即〈a2〉=0,存在k∈N*,使得〈ak〉=0.同理,当x0≠0,y0=0时,存在k∈N*,使得〈ak〉=0.
当x0≠0,y0≠0时,若xk=yk,则xk+1=|xk-yk|=0,〈ak+1〉=0,存在k∈N*,使得〈ak〉=0.
若xk≠yk,设Mk=max{xk,yk}(k=0,1,2,…).
假设对任意k∈N,〈ak〉≠0,则xk,yk均不为0.
因为xk,yk∈N*,所以xk+1=|xk-yk|<max{xk,yk}.
若xk>yk,则yk+1=|max{xk,yk}-2min{xk,yk}|=|xk-2yk|<xk,
若xk<yk,则yk+1=|yk-2xk|<yk,
所以yk+1<max{xk,yk},
所以Mk+1<Mk,即M1>M2>M3>….
因为Mk∈N*(k=1,2,…),
所以M1≥M2+1≥M3+2≥…≥M2+M1+1+M1,
所以M2+M1≤-1,
与M2+M1>0矛盾,故假设不正确,即存在k∈N,使得〈ak〉=0.
综上,对任意a0,经过若干次“F变换”后,必存在k∈N*,使得〈ak〉=0.
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