内容正文:
作业8 平面向量
在高中数学中,向量是解决几何问题的常用工具,也是高考的一个热点,平面向量具有几
何与代数的双重性,是联接几何与代数的“桥梁”,也是我们解决数学问题的一种重要工具.高
考对平面向量的考查有上升趋势,有时会作为平面图形问题的一个载体出现,有助于解决高
考中更多综合性问题,落实数学抽象和直观想象两大核心素养.高考对平面向量的考查应关
注如下问题:
(1)向量是数形结合的产物,利用向量解决问题时,能建立直角坐标系,选择坐标运算往
往更简单,使问题代数化.
(2)求参数取值时,可根据平行、垂直、模等条件应用方程的思想.
(3)适当关注向量与三角函数、解析几何、数列等知识的交汇问题.
考点1 平面向量的概念及运算
◆平面向量的线性运算及平面向量基本
定理
(2020新高考Ⅱ卷,3)若D 为△ABC的边
AB 的中点,则CB
→
= ( )
A.2CD
→
-CA
→
B.2CA
→
-CD
→
C.2CD
→
+CA
→
D.2CA
→
+CD
→
◆平面向量的坐标运算
1.(2024新课标Ⅰ卷,3)已知向量a=(0,1),b=
(2,x),若b⊥(b-4a),则x= ( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
2.(2023新课标Ⅰ卷,3)已知向量a=(1,1),b=
(1,-1),则若(a+λb)⊥(a+μb), ( )
A.λ+μ=1 B.λ+μ=-1
C.λμ=1 D.λμ=-1
3.(2023全国甲卷(文),3)已知向量a=(3,1),b
=(2,2),则cos‹a+b,a-b›= ( )
A.117 B.
17
17
C.55 D.
2 5
5
4.(2024上海卷,5)已知a=(2,5),b=(6,
k),a∥b,则k的值为 .
5.(2023上海卷,2)已知向量a=(-2,3),b
=(1,2),求ab= .
考点2 平面向量的数量积及应用
◆平面向量的数量积
(2023全国乙卷(文),6)正方形ABCD 的
边长是2,E 是AB 的中点,则EC
→
ED
→
=
( )
A.5 B.3
C.2 5 D.5
◆平面向量的夹角
(2022新高考Ⅱ卷,4)已知向量a=(3,
4),b=(1,0),c=a+tb,若‹a,c›=‹b,c›,则
t= ( )
A.-6 B.-5
C.5 D.6
◆平面向量的模
1.(2024新课标Ⅱ卷,3)已知向量a,b满足|
a|=1,|a+2b|=2,且(b-2a)⊥b,则|b|=
( )
A.12 B.
2
2 C.
3
2 D.1
2.(2025全国二卷,12)已知平面向量a=
(x,1),b=(x-1,2x),若a⊥(a-b),则|a|
= .
3.(2023新课标Ⅱ卷,13)已知向量a,b满足
|a-b|= 3,|a+b|=|2a-b|,则|b|=
.
13
作业8 平面向量
◆平面向量的综合应用
1.(2025北京卷,10)已知平面直角坐标系
xOy中,|OA
→
|=|OB
→
|= 2,|AB
→
|=2,若C
(3,4),则|2CA
→
+AB
→
|的取值范围是( )
A.[6,14] B.[6,12]
C.[8,14] D.[8,12]
2.(2023全国乙卷(理),12)已知☉O 的半径
为1,直线PA 与☉O 相切于点A,直线PB
与☉O交于B,C 两点,D 为BC 的中点,若
|PO|= 2,则PA
→
PD
→
的最大值为 ( )
A.1+ 22 B.
1+2 2
2
C.1+ 2 D.2+ 2
3.(2025 上海卷,12)已 知 函 数 f(x)=
1,x>0
0,x=0
-1,x<0
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
,a、b、c是平面内三个不同的单
位向量.若f(ab)+f(bc)+f(ca)=
0,则|a+b+c|的取值范围是 .
4.(2023天津卷,14)在△ABC 中,∠A=π3
,
|BC
→
|=1,点D 为线段AB 的中点,点E 为
线段CD 的中点,若设AB
→
=a,AC
→
=b,则AE
→
可用a,b表示为 ;若BF
→
=13BC
→,则
AE
→AF
→
的最大值为 .
考点3 解三角形
◆正弦定理
1.(2023全国乙卷(文),4)在△ABC 中,内
角A,B,C的对边分别是a,b,c,若acosB-
bcosA=c,且C=π5
,则B= ( )
A.π10 B.
π
5
C.3π10 D.
2π
5
2.(2024新课标Ⅱ卷,15)(13分)记△ABC
的内角A、B、C 的对边分别为a,b,c,已知
sinA+ 3cosA=2.
(1)求A;
(2)若a=2,2bsinC=csin2B,求△ABC
的周长.
3.(2023天津卷,16)(14分)在△ABC中,角
A,B,C 所对的边分别是a,b,c.已知a=
39,b=2,∠A=120°.
(1)求sinB 的值;
(2)求c的值;
(3)求sin(B-C)的值.
23
数学
◆余弦定理
1.(2025全国二卷,5)在△ABC 中,BC=2,
AC=1+ 3,AB= 6,则A= ( )
A.45° B.60°
C.120° D.135°
2.(2023全国甲卷(理),16)已知△ABC中,
∠BAC=60°,AB=2,BC= 6,∠BAC的角平
分线交BC于点D,则AD= .
3.(2023上海卷,8)△ABC 中,角A,B,C 所
对的边分别为a=4,b=5,c=6,则sinA=
.
◆三角形面积公式的应用
(2023 全 国 甲 卷 (文),17)(12 分)记
△ABC的内角A,B,C 的对边分别为a,b,
c,已知b
2+c2-a2
cosA =2.
(1)求bc;
(2)若acosB-bcosAacosB+bcosA-
b
c =1
,求 △ABC
面积.
◆解三角形的综合应用
1.(2025全国一卷,11)(多选)已知△ABC
的面积为1
4
,若cos2A+cos2B+2sinC=
2,cosAcosBsinC=14
,则 ( )
A.sinC=sin2A+sin2B
B.AB= 2
C.sinA+sinB= 62
D.AC2+BC2=3
2.(2024全国甲卷(理),11)记△ABC的内角
A,B,C的对边分别为a,b,c,已知B=60°,b2=
9
4ac
,则sinA+sinC= ( )
A.2 3913 B.
39
13
C.72 D.
3 13
13
3.(2025 上海卷,
11)小申同学观察
发现,生活中有些
时候 影 子 可 以 完
全投射在斜面上.某斜面上有两根长为1米
的垂直于水平面放置的杆子,与斜面的接
触点分别为A、B,它们在阳光的照射下呈
现出影子,阳光可视为平行光:其中一根杆
子的影子在水平面上,长度为0.4米;另一
根杆子的影子完全在斜面上,长度为0.45
米,则斜面的底角θ= .(结果用角度
制表示,精确到0.01°.)
33
作业8 平面向量
4.(2025天津卷,16)在△ABC中,角A,B,C
的对边分别为a,b,c.已知asinB= 3bcos
A,c-2b=1,a= 7.
(Ⅰ)求A 的值;
(Ⅱ)求c的值;
(Ⅲ)求sin(A+2B)的值.
5.(2024新课标Ⅰ卷,15)(13分)记△ABC
的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c.已知
sinC= 2cosB,a2+b2-c2= 2ab.
(1)求B;
(2)若△ABC的面积为3+ 3,求c.
43
数学
6.(2024天津卷,16)(本小题满分14分)在
△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,
c.已知cosB=916
,b=5,ac=
2
3.
(1)求a的值;
(2)求sinA 的值;
(3)求cos(B-2A)的值.
7.(2023新课标Ⅰ卷,17)(10 分)已知在
△ABC 中,A+B=3C,2sin(A-C)=
sinB.
(1)求sinA;
(2)设AB=5,求AB 边上的高.
53
作业8 平面向量
8.(2023新课标Ⅱ卷,17)(10分)记△ABC
的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知
△ABC 的面积为 3,D 为BC 的中点,且
AD=1.
(1)若∠ADC=π3
,求tanB;
(2)若b2+c2=8,求b,c.
9.(2023 全 国 乙 卷 (理),18)(12 分)在
△ABC中,已知∠BAC=120°,AB=2,AC
=1.
(1)求sin∠ABC;
(2)若D 为BC 上一点,且∠BAD=90°,求
△ADC的面积.
◆正、余弦定理的实际应用
(2024上海卷,11)海上有灯
塔O,A,B,货船T,如图,已知
A 在O 正东方向,B 在O 的正
北方向,O 到A、B 距离相等,
∠BTO=16.5°,∠ATO=37°,则∠BOT=
.(精确到0.1°)
63
数学
考虑2x=-3π2
,2x=3π2
,2x=7π2
,即x=-3π4
,x=3π4
,x
=7π4
处f(x)与y=12x-
1
2
的大小关系,
当x=-3π4
时,f -3π4( )=-sin -
3π
2( )=-1,
y=12× -
3π
4( )-
1
2=-
3π+4
8 <-1
;
当x=3π4
时,f 3π4( ) =-sin
3π
2=1
,y=12×
3π
4 -
1
2=
3π-4
8 <1
;
当x=7π4
时,f 7π4( ) =-sin
7π
2=1
,y=12×
7π
4 -
1
2=
7π-4
8 >1
;
所以由图可知,f(x)与y=12x-
1
2
的交点个数为3.故
选 C.
5.解析:令f(x)=cosωx-1=0,得cosωx=1,又x∈[0,
2π],则ωx∈[0,2ωπ],所以4π≤2ωπ<6π,即2≤ω<3.
故ω的取值范围是[2,3).
答案:[2,3)
6.解析:设A x1,
1
2( ) ,B x2,
1
2( ) ,则ωx1+φ=
π
6
,ωx2+
φ=
5π
6
,又x2-x1=
π
6
,所以ω=4,由曲线y=f(x)过
2π
3
,0( ) ,所以4×2π3+φ=2π,即φ=-
2π
3
,所以f(x)=
sin 4x-2π3( ) ,f(π)=sin 4π-
2π
3( )
=-sin2π3=-
3
2.
答案:- 32
7.解:(1)因为f(0)=cosφ=
1
2
且0≤φ<π,
所以φ=
π
3
(2)由(1)得f(x)=cos 2x+π3( )
所以g(x)=cos 2x+π3( )+
cos 2 x-π6( )+
π
3[ ]
=cos 2x+π3( )+cos2x
=32cos2x-
3
2sin2x
= 3cos 2x+π6( )
因为x∈R,所以g(x)的值域为[- 3,3],
令-π+2kπ≤2x+π6≤2kπ
,k∈Z,
得-712π+kπ≤x≤-
π
12+kπ
,k∈Z,
令2kπ≤2x+π6≤π+2kπ
,k∈Z,
得-π12+kπ≤x≤
5
12π+kπ
,k∈Z,
所以g(x)单调增区间为
-712π+kπ
,-π12+kπ[ ] ,k∈Z
单调递减区间为 -π12+kπ
,5
12π+kπ[ ] ,k∈Z
作业8 平面向量
考点1 平面向量的概念及运算
◆平面向量的线性运算及平面向量基本定理
A 本题考查平面向量的线性运算.因为 D 是AB 的中
点,所以AD
→
=DB
→
.所以CB
→
=CD
→
+DB
→
=CD
→
+AD
→
=CD
→
+(CD
→
-CA
→)=2CD→-CA→.故选 A.
◆平面向量的坐标运算
1.D 因为b⊥(b-4a),所以b(b-4a)=0,则4+x2-
4x=0,解得x=2.故选择:D.
2.D (a+λb)(a+μb)=a
2+(λ+μ)(ab)+λμb
2
=2(1+λμ)=0,所以λμ=-1.故选 D.
3.B 因为a=(3,1),b=(2,2),
所以a+b=(5,3),a-b=(1,-1),
则|a+b|= 52+32= 34,|a-b|= 1+1= 2,(a
+b)(a-b)=5×1+3×(-1)=2,
所以cos‹a+b,a-b›=
(a+b)(a-b)
|a+b||a-b| =
2
34× 2
=
17
17 .
故选B.
4.解析:由题意可知,2k=5×6,则k=15.
答案:15
5.解析:ab=-2×1+3×2=4.
答案:4
考点2 平面向量的数量积及应用
◆平面向量的数量积
B 以{AB
→,AD→}为基底向量,可知|AB→|=|AD→|=2,AB→
AD
→
=0
则EC
→
=EB
→
+BC
→
=12AB
→
+AD
→,ED→=EA→+AD→=
-12AB
→
+AD
→,
所 以EC
→ ED→= 12AB
→
+AD
→
( ) -12AB
→
+AD
→
( ) =
-14AB
→2+AD→
2
=-1+4=3.故选B.
◆平面向量的夹角
C 由 已 知 有c=(3+t,4),cos‹a,c›=cos‹b,c›,故
9+3t+16
|c|5 =
3+t
|c|1
,解得t=5,故选 C.
◆平面向量的模
1.B 将条件|a+2b|=2平方得1+4ab+4b2=4,由(b
-2a)⊥b得b2-2ab=0,所以b2=12
,|b|= 22.
2.解析:因为a-b=(x,1)-(x-1,2x)=(1,1-2x),又a
⊥(a-b)
所以a(a-b)=x+1-2x=1-x=0,解得x=1
所以|a|= 12+12= 2
答案:2
3.解析:由|a+b|=|2a-b|,得a2=2ab;
由|a-b|= 3,得a2-2ab+b2=3,即b2=3,
|b|= 3.
答案:3
501
详解详析
◆平面向量的综合应用
1.D 先根据AB
→
=OB
→
-OA
→,求出OA→,OB→,进而可以用向
量OA
→,OB→表示出2CA→+AB→,即可解出.
因为|OA
→
|=|OB
→
|= 2,|AB
→
|=2,
由AB
→
=OB
→
-OA
→
平方,可得OA
→OB→=0,所以‹OA→,OB→›
=π2.
2CA
→
+AB
→
=2(OA
→
-OC
→)+OB→-OA→=OA→+OB→-2OC→,
|OC
→
|= 32+42=5,
所以,|2CA
→
+AB
→
|2=OA
→2+OB→
2
+4OC
→2-4(OA→+OB→)
OC
→
=2+2+4×25-4 OA
→
+OB
→( ) OC
→
=104-4(OA
→
+
OB
→)OC→,
又|(OA
→
+OB
→)OC→|≤|OA→+OB→||OC→|=5× 2+2=
10,即-10≤(OA
→
+OB
→)OC→≤10,
所以|2CA
→
+AB
→
|2∈[64,144],即|2CA
→
+AB
→
|∈[8,
12],故选:D.
2.A 如 图 所 示,|OA|=1,
|OP|= 2,则 由 题 意 可 知:
∠APO=π4
,
由 勾 股 定 理 可 得 PA =
OP2-OA2=1
当点A,D 位于直线PO 异侧
时,设∠OPC=α,0≤α≤π4
,
则:PA
→PD→=|PA→||PD→|cosα+π4( )
=1× 2cosαcos α+π4( )
= 2cosα 2
2cosα-
2
2sinα
æ
è
ç
ö
ø
÷
=cos2α-sinαcosα
=1+cos2α2 -
1
2sin2α
=12-
2
2sin 2α-
π
4( )
0≤α≤π4
,则-π4≤2α-
π
4≤
π
4
∴当2α-π4=-
π
4
时,PA
→
PD
→
有最大值1.
当点A,D 位于直线PO 同侧
时,设∠OPC=α,0≤α≤π4
,
则:PA
→PD→=|PA→||PD→|
cosα-π4( )
=1× 2cosαcosα-π4( )
= 2cosα 2
2cosα+
2
2sinα
æ
è
ç
ö
ø
÷
=cos2α+sinαcosα
=1+cos2α2 +
1
2sin2α
=12+
2
2sin 2α+
π
4( )
0≤α≤π4
,则 π
4≤2α+
π
4≤
π
2
∴当2α+π4=
π
2
时,PA
→PD→有最大值1+ 22 .
综上可得,PA
→PD→的最大值为1+ 22 .
故选 A .
3.解析:本题考查了平面向量的数量积,模的最值.
由题意可知,f(a,b),f(b,c),f(a,c)三者全为0或一个
为1,一个为-1,一个为0.
当全为0时,可知a,b,c,两两垂直,不符合题意,所以必
为后者,不妨设f(ab)=0,f(bc)=-1,
f(a,c)=1
可知bc<0,ac>0,ab=0
设a=(1,0),b=(0,1),c=(cosθ,sinθ),
∴ac=cosθ>0,bc=sinθ<0,∴θ∈ -π2
,0( )
∴ |a + b + c| = (1+cosθ)2+(1+sinθ)2
= 3+2 2sin θ+π4( )
可知θ+π4∈ -
π
4
,π
4( ) ,∴2 2sinθ+
π
4( ) ∈(-2,2)
∴|a+b+c|∈(1,5)
答案:(1,5)
4.解析:如 图,因 为 E 为CD 的 中
点,则ED
→
+EC
→
=0,
可得
AE
→
+ED
→
=AD
→
AE
→
+EC
→
=AC
→{ ,
两 式 相 加,可 得 到 2AE
→
=AD
→
+AC
→,
即2AE
→
=12a+b
,则AE
→
=14a+
1
2b
;
因 为 BF
→
= 13 BC
→, 则 2 FB→ + FC→ = 0, 可
得
AF
→
+FC
→
=AC
→
AF
→
+FB
→
=AB
→{ ,
得到AF
→
+FC
→
+2(AF
→
+FB
→)=AC→+2AB→,
即3AF
→
=2a+b,即AF
→
=23a+
1
3b.
于是AE
→AF→= 14a+
1
2b( )
2
3a+
1
3b( )
=112
(2a2+5ab+2b2).
记AB=x,AC=y,则AE
→AF→=112(2a
2+5ab+2b2)
=112
(2x2+5xycos60°+2y2)
=112 2x
2+5xy2 +2y
2( ) ,
在△ABC中,根据余弦定理:
BC2=x2+y2-2xycos60°=x2+y2-xy=1,
于是AE
→AF→=112 2xy+
5xy
2 +2( )=
1
12
9xy
2 +2( ) ,
601
数学
由x2+y2-xy=1和基本不等式,x2+y2-xy=1≥2xy
-xy=xy,
故xy≤1,当且仅当x=y=1取得等号,
则x=y=1时,AE
→AF→有最大值1324.
答案:1
4a+
1
2b
13
24
考点3 解三角形
◆正弦定理
1.C 由题意结合正弦定理可得sinAcosB-sinBcosA=
sinC,
即sinAcosB-sinBcosA=sin(A+B)=sinAcosB+
sinBcosA,
整理可得sinBcosA=0,由于B∈(0,π),
故sinB>0,
据此可得cosA=0,A=π2
,
则B=π-A-C=π-π2-
π
5=
3π
10.
故选:C.
2.解:(1)2 1
2sinA+
3
2cosA
æ
è
ç
ö
ø
÷=2,
sin A+π3( )=1,
∵A 为三角形ABC 的内角,
∴A+π3=
π
2
,∴A=π6.
(2)∵ 2bsinC=csin2B,
∴ 2sinBsinC=sinCsin2B=2sinCsinBcosB,
∴ 2=2cosB,∴cosB= 22
,
∴B=π4
,C=7π12
,
a
sinA=
b
sinB=
c
sinC
,
2
1
2
=b
2
2
= c
6+ 2
4
,∴b=2 2,c= 6+ 2,
∴△ABC的周长为2+ 6+3 2.
3.解:(1)由 正 弦 定 理 可 得, asinA=
b
sinB
,即 39
sin120°=
2
sinB
,解得sinB= 1313 .
(2)由余弦定理可得,a2=b2+c2-2bccosA,
即39=4+c2-2×2×c× -12( ) ,
解得c=5或c=-7(舍去).所以c=5.
(3)由正弦定理可得, asinA=
c
sinC
,即 39
sin120°=
5
sinC
,
解得sinC=5 1326
,而A=120°,
所以B,C都为锐角,因此cosC= 1-2552=
3 39
26
,
cosB= 1-113=
2 39
13
,
故sin(B-C)=sinBcosC-cosBsinC
= 1313 ×
3 39
26 -
2 39
13 ×
5 13
26 =-
7 3
26 .
◆余弦定理
1.A cos A = AB
2+AC2-BC2
2ABAC =
6+4+2 3-4
2 6(1+ 3)
=
2 3(1+ 3)
2 6(1+ 3)
= 22
,又0°<A<180°,故A=45°.
2.解析:如图所示:记AB=c,AC=
b,BC=a,
22+b2-2×2×b×cos60°=6,
因为b>0,解得:b=1+ 3,
由S△ABC=S△ABD +S△ACD 可得,
1
2×2×b×sin60°=
1
2×2×AD×sin30°+
1
2×AD×b
×sin30°,
解得:AD= 3b
1+b2
=2 3
(1+ 3)
3+ 3
=2.
答案:2
3.解析:cosA=b
2+c2-a2
2bc =
25+36-16
2×5×6 =
3
4
,
∴sinA= 1-cos2A= 74.
答案:7
4
◆三角形面积公式的应用
解:(1)因为a2=b2+c2-2bccosA,
所以b
2+c2-a2
cosA =
2bccosA
cosA =2bc=2
,解得bc=1.
(2)由正弦定理可得acosB-bcosAacosB+bcosA-
b
c
=sinAcosB-sinBcosAsinAcosB+sinBcosA-
sinB
sinC=
sin(A-B)
sin(A+B)-
sinB
sin(A+B)=
sin(A-B)-sinB
sin(A+B) =1
,
变形可得sin(A-B)-sin(A+B)=sinB,
即-2cosAsinB=sinB,
而0<sinB≤1,所以cosA=-12
,又0<A<π,
所以sinA= 32
,
故△ABC的 面 积 为S△ABC =
1
2bcsinA=
1
2 ×1×
3
2
= 34.
◆解三角形的综合应用
1.ABC 由2=cos2A+cos2B+2sinC=1-2sin2A+1-
2sin2B+2sinC,
可得sin2A+sin2B=sinC,故选项 A正确.
由cosAcosBsinC=14
可知A,B皆为锐角;
若A+B<π2
,则sin2A+sin2B<sinAcosB+sinBcosA=
sinC,不合题意,
若A+B>π2
,则sin2A+sin2B>sinAcosB+sinBcosA=
sinC,也不合题意,
所以A+B=π2
,C=π2.
∴由cosAcosB=14
,可知sinAsinB=14
,由面积可知
ab=12
,
701
详解详析
所以c2= absinAsinB=2
,故AB= 2,选项B正确.
sinA+sinB= 1+2sinAsinB= 62
,选项C正确.
AC2+BC2 =AB2 =2,选项 D 错误.故本题正确选项
为 ABC.
2.C 因为B= π3
,b2=94ac
,所以sin2B=94sinAsinC
,
sinAsinC=49×
3
4=
1
3
,由余弦定理可得:b2=a2+c2
-ac=94ac
,即a2+c2=134ac
,sin2A+sin2C=134sinAsin
C=1312
,所以(sinA+sinC)2=sin2A+sin2C+2sinAsinC=
13
12+
2
3=
7
4
,sinA+sinC= 72.
3.解析:如 图,在 A 处,tanx= 10.4=2.5
,在 B 处 满 足
tan∠CED=2.5,(其中ED∥水平面,CE 是射过B 处
杆子最高点的光线,光线交斜面于E),设BD=y,则ED
=1+y2.5
,
由勾股定理,y2+ 1+y2.5( )
2
=0.452,解得y≈0.098,
于是θ=arcsin0.0980.45≈12.58°.
答案:12.58°
4.解:(1)在△ABC 中,由正弦定理及已知得sinAsinB=
3sinBcosA,
sinA= 3cosA,tanA= 3,A=π3.
(2)由c-2b=1得b=c-12
,由余弦定理a2=b2+c2-
2bccosA 得(7)2=c2+ c-12( )
2
-2c c-12( )cos
π
3
,即
3c2+1=28,解之得c=3,b=1.
(3)由余弦定理 得cosB=a
2+c2-b2
2ac =
(7)2+32-12
2 7×3
=5 714
,sinB= 1- 5 7
14
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
= 2114
,sin(A+2B)=
sinAcos2B+cosAsin2B=sinA[2cos2 B-1]+
2cosAcosBsinB= 32 × 2
5 7
14
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
-1æ
è
ç
ö
ø
÷ +2× 12 ×
21
14 ×
5 7
14 =
4 3
7 .
5.解:(1)由余弦定理可得:cosC=a
2+b2-c2
2ab =
2
2
,
因为C∈(0,π),所以C=π4
,所以 2cosB=sinC= 22
,
即cosB=12
,
因为B∈(0,π),所以B=π3.
(2)由(1)可得A=π-B-C= 512π
,设△ABC 外接圆的
半径为R,
由正弦定理可得: a
sinA=
b
sinB=
c
sinC=2R
,所 以b=
3R,c= 2R,sinA=sin(B+C)
=sinBcosC+cosBsinC= 6+ 24
,
所以S△ABC=
1
2bcsinA=
1
2
3R 2R 6+ 24 =3
+ 3,解得R=2,
所以c=2 2.
6.解析:(1)设a=2t,c=3t,t>0,则根据余弦定理得b2=
a2+c2-2accosB,
即25=4t2+9t2-2×2t×3t×916
,解得t=2(负值舍去);
则a=4,c=6.
(2)因为 B 为 三 角 形 内 角,所 以sinB= 1-cos2B=
1- 916( )
2
=5 716
,
根据正弦定理得 a
sinA=
b
sinB
,即 4
sinA=
5
5 7
16
,
解得sinA= 74
,
(3)因为cosB=916>0
,且B∈(0,π),所以B∈ 0,π2( ) ,
由(2)知sinB=5 716
,
因为a<b,则A<B,所以cosA= 1- 7
4
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=34
,
则sin2A=2sinAcosA=2× 74×
3
4=
3 7
8
,cos2A=
2cos2A-1=2× 34( )
2
-1=18
,
cos(B-2A)=cosBcos2A+sinBsin2A= 916×
1
8 +
5 7
16 ×
3 7
8 =
57
64.
7.解:(1)因为A+B=3C,所以A+B=3(π-A-B),所以
A+B=3π4
,所以C=π4
,
另外,由题意得:2sin(A-C)=sin(A+C),
即2sinAcosC-2cosAsinC
=sinAcosC+cosAsinC,
所以sinA=3cosA,变形得sin2A=9(1-sin2A).
故sinA=3 1010 .
(2)由sinA=3cosA,
得cosA=13sinA=
10
10
,
所以sinB=sin(A+C)=3 1010 ×
2
2 +
10
10 ×
2
2 =
2 5
5
,由 AC
sinB=
AB
sinC
,解得AC=2 10,
801
数学
所以S△ABC=
1
2×5×2 10×
3 10
10 =15
,
设AB 边上的高为h,则12AB
h=15,解得h=6.故AB
边上的高为6.
8.解:(1)因为S△ABC=2S△ADC=2×
1
2×
a
2×1×sin60°=
3
4a= 3
,解得a=4,
在△ADC中由余弦定理得b2=12+22-2×1×2×cos π3
=3,
在△ABD中,c2=12+22-2×1×2×cos2π3=7
,
在△ABC中,cosB=c
2+a2-b2
2ca =
7+16-3
2 7×4
= 5
2 7
,
sinB= 1-cos2B= 3
2 7
,因此tanB=sinBcosB=
3
5.
(2)在△ABC 中,由 中 线 长 公 式 可 得 (2AD)2 +BC2 =
2(AB2+AC2),即22+a2=2(b2+c2)=16,所以a2=12,
又S△ABC=
1
2bcsinA= 3
,因而bcsinA=2 3,又由余弦
定理得a2=b2+c2-2bccosA,即12=8-2bccosA,所以
bccosA=-2,故tanA=- 3⇒cosA=-12
,所以bc=
4,又b2+c2+2bc=8+8=16=(b+c)2,b2+c2-2bc=8
-8=0=(b-c)2,故可得b=c=2.
9.解:(1)由 余 弦 定 理 可 得:BC2 =AB2 +AC2 -2AB
ACcosA=4+1-2×2×1×cos120°=7,
则 BC = 7,cos B = AB
2+BC2-AC2
2ABBC =
7+4-1
2×2× 7
=5 714
,
sinB= 1-cos2B= 1-2528=
21
14 .
(2)由三角形面积公式可得
S△ABD
S△ACD
=
1
2×AB×AD×sin90°
1
2×AC×AD×sin30°
=4,
则S△ACD=
1
5S△ABC=
1
5×
1
2×2×1×sin120°( )
= 310.
◆正、余弦定理的实际应用
解析:如图,不妨设OA=OB=a,BT=b,
AT=c,则AB= 2a
所以在△ABT 中,(2a)2=b2+c2-2bc
cos53.5° ①
在△OBT 中, asin16.5°=
b
sin∠BOT ②
在△OAT 中, asin37°=
c
sin(90°-∠BOT) ③
联立①②③得∠BOT≈7.8°.
答案:7.8°
作业9 数系的扩充与复数的引入
◆复数的概念
1.C 由(1+5i)i=-5+i,即知虚部为1,选 C.
2.C |z|= 12+12= 2.
3.D 因为z= 2i,所以zz=2,故选 D.
4.C (a+i)(1-ai)=a-a2i+i+a=2a+(1-a2)i=2,
所以
2a=2,
1-a2=0,{ 解得a=1.故选 C.
5.C 由题意可得2+i2+2i3=2-1-2i=1-2i,
则|2+i2+2i3|=|1-2i|= 12+(-2)2= 5.故选 C.
6.解析:本题考查了复数的模、以及复数的运算 3+ii =
|3+i|
|i| =
10
1 = 10
答案: 10
7.解析:设z=1+bi(b∈R,且b≠0),
所以z+ 2z =1+bi+
2
1+bi=1+bi+
2(1-bi)
1+b2
=1+
2
1+b2
+ b- 2b1+b2( )i,
因为m∈R,所以b- 2b
1+b2
=0,解得b=±1,所以 m=1
+ 2
1+b2
=1+1=2.
答案:2
8.解析:1-iz=1-i(1+i)=2-i,|1-iz|=|2-i|= 5.
答案:5
◆复数的四则运算
1.A 1z-1=
1
i=-i.
2.B 先求出复数z,再根据复数模的公式即可求出.由i
z+2=2i可 得,z= = -2+2ii =2+2i
,所 以|z|=
22+22=2 2,故选:B.
3.C 由题知z=(1+i)(z-1),z=1+ii =1-i.
故选择:C.
4.A 因为z=5+i,所以z=5-i,故i(z+z)=10i.
5.C zi=-1-i
,则z=i(-1-i)=-i-i2=1-i.
6.A 因为z=1-i2+2i=-
1
2i
,所以z=12i
,
所以z-z=-i.故选 A.
7.C 5
(1+i3)
(2+i)(2-i)=
5(1-i)
5 =1-i
,故选 C.
8.B 由 题 意 可 得 z= 2+i
1+i2+i5
= 2+i1-1+i=
i(2+i)
i2
=
2i-1
-1 =1-2i
,则z=1+2i.故选B.
9.解析:(5+i)(5-2i)=5+ 5i-2 5i+2=7- 5i.
答案:7- 5i
10.解析:由题 意 可 得5+14i2+3i=
(5+14i)(2-3i)
(2+3i)(2-3i)=
52+13i
13
=4+i.
答案:4+i
901
详解详析