内容正文:
专题六 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.
第1节 平面向量的概念及运算
[考点1] 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
→
[考点2] 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= .
6.(2021全国乙卷(文),13)已知向量a=
(2,5),b=(λ,4),若a∥b,则λ= .
第2节 平面向量的数量积及应用
[考点1] 平面向量的数量积
1.(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
2.(2022北京卷,10)在△ABC 中,AC=3,
BC=4,∠C=90°,P 为△ABC 所在平面内
的动点,且 PC=1,则PA
→
PB
→
的取值范
围是 ( )
A.[-5,3] B.[-3,5]
C.[-6,4] D.[-4,6]
3.(2022全国甲卷(理),13)设向量a,b的夹
角的余弦值为1
3
,且|a|=1,|b|=3,则(2a
+b)b= .
4.(2022全国甲卷(文),13)已知向量a=(m,
3),b=(1,m+1),若a⊥b,则m= .
5.(2021全国乙卷(理),14)已知向量a=(1,3),
b=(3,4),若(a-λb)⊥b,则λ= .
24
最新真题分类特训数学
6.(2021全国甲卷(理),14)已知向量a=
(3,1),b=(1,0),c=a+kb.若a⊥c,则k=
.
7.(2021新高考Ⅱ卷,15)已知向量a+b+c
=0,|a|=1,|b|=|c|=2,ab+bc+
ca= .
8.(2021北京卷,13)a=(2,1),b=(2,-1),c
=(0,1),则(a+b)c= ;ab
= .
[考点2] 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
[考点3] 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.32 D.1
2.(2022全国乙卷(文),3)已知向量a=(2,
1),b=(-2,4),则|a-b|= ( )
A.2 B.3
C.4 D.5
3.(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|
= .
4.(2023新课标Ⅱ卷,13)已知向量a,b满足
|a-b|= 3,|a+b|=|2a-b|,则|b|=
.
5.(2021全国甲卷(文),13)若向量a,b满足|a|
=3,|a-b|=5,ab=1,则|b|= .
[考点4] 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.(2021新高考Ⅰ卷,10)(多选)已知O 为
坐标原点,点 P1(cosα,sinα),P2(cosβ,
-sinβ),P3 (cos(α+β),sin(α+β)),
A(1,0),则 ( )
A.|OP1
→
|=|OP2
→
|
B.|AP1
→
|=|AP2
→
|
C.OA
→
OP3
→
=OP1
→
OP2
→
D.OA
→
OP1
→
=OP2
→
OP3
→
4.(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
ïï
,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 .
5.(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 .
6.(2022浙江卷,17)设点P 在单位圆的内
接正八边形A1A2 A8 的边 A1A2 上,则
PA1
→2
+PA2
→2
+ +PA8
→2
的 取 值 范 围 是
.
7.(2021天津卷,15)在边长为1的等边三角
形ABC中,D 为线段BC 上的动点,DE⊥
AB 且交AB 于点E.DF∥AB 且交AC 于
点F,则 |2BE
→
+DF
→
|的值为 ;
(DE
→
+DF
→
)DA
→
的最小值为 .
8.(2021浙江卷,17)已知平面向量a,b,c(c
≠0)满足|a|=1,|b|=2,ab=0,(a-b)
c=0,记平面向量d在a,b方向上的投影
分别为x,y,d-a在c 方向上的投影为z,
则x2+y2+z2 的最小值是 .
34
第二部分 专题六 平面向量
第3节 解三角形
[考点1] 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.(2021全国甲卷(理),8)
2020年12月8日,中国
和尼泊尔联合公布珠穆朗
玛峰最新高程为8848.86
(单位:m),三角高程测量
法是珠峰高程测量方法之一.右图是三角高
程测量法的一个示意图,现有A,B,C三点,
且A,B,C 在同一水平面上的投影A′,B′,
C′满足∠A′C′B′=45°,∠A′B′C′=60°.由C
点测得B 点的仰角为15°,BB′与CC′的差
为100;由B 点测得A 点的仰角为45°,则
A,C两点到水平面A′B′C′的高度差AA′-
CC′约为(3≈1.732) ( )
A.346 B.373
C.446 D.473
3.(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.
4.(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.
[考点2] 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.(2021全国甲卷(文),8)在△ABC 中,已
知B=120°,AC= 19,AB=2,则BC=
( )
A.1 B.2
C.5 D.3
3.(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= .
4.(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=
.
5.(2022全国甲卷(理),16)已知△ABC中,点
D在边BC 上,∠ADB=120°,AD=2,CD=
2BD.当ACAB
取得最小值时,BD= .
44
最新真题分类特训数学
[考点3] 三角形面积公式的应用
1.(2021全国乙卷(理),15)记△ABC 的内
角A,B,C 的对边分别为a,b,c,面积为 3,
B=60°,a2+c2=3ac,则b= .
2.(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.
3.(2022浙江卷,18)(14分)在△ABC中,角
A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知4a= 5c,
cosC=35.
(1)求sinA 的值;
(2)若b=11,求△ABC的面积.
[考点4] 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
54
第二部分 专题六 平面向量
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°.)
4.(2021浙江卷,14)在 △ABC 中,∠B=
60°,AB=2,M 是BC 的中点,AM=2 3,
则AC= ;cos∠MAC= .
5.(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.
6.(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.
64
最新真题分类特训数学
7.(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.
8.(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.
9.(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.
10.(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.
74
第二部分 专题六 平面向量
11.(2022 全国乙卷 (理),17)(12 分)记
△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,
c,已知sinCsin(A-B)=sinBsin(C-
A).
(1)证明:2a2=b2+c2;
(2)若a=5,cosA=2531
,求△ABC的周长.
12.(2022 全国乙卷 (文),17)(12 分)记
△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,
c,已知sinCsin(A-B)=sinBsin(C-
A).
(1)若A=2B,求C;
(2)证明:2a2=b2+c2.
13.(2022新高考Ⅰ卷,18)(12分)记△ABC
的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知
cosA
1+sinA=
sin2B
1+cos2B.
(1)若C=2π3
,求B;
(2)求a
2+b2
c2
的最小值.
14.(2022新高考Ⅱ卷,18)(12分)记△ABC
的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,分别
以a,b,c为边长的三个正三角形的面积依
次为S1,S2,S3.已知S1-S2+S3=
3
2
,sin
B=13.
(1)求△ABC的面积;
(2)若sinAsinC= 23
,求b.
84
最新真题分类特训数学
15.(2022北京卷,16)(13分)
在△ABC中,sin2C= 3sinC.
(1)求∠C;
(2)若b=6,且△ABC 的面积为6 3,求
△ABC的周长.
16.(2021新高考Ⅰ卷,19)(12分)记△ABC
的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知
b2=ac,点D 在边AC 上,BDsin∠ABC=
asinC.
(1)证明:BD=b;
(2)若AD=2DC,求cos∠ABC.
94
第二部分 专题六 平面向量
17.(2021新高考Ⅱ卷,18)(12分)在△ABC
中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c,b
=a+1,c=a+2.
(1)若2sinC=3sinA,求△ABC的面积;
(2)是否存在正整数a,使得△ABC为钝角
三角形? 若存在,求出a的值;若不存在,
说明理由.
18.(2021北京卷,16)(13分)已知在△ABC
中,c=2bcosB,C=2π3.
(1)求B 的大小;
(2)在下列三个条件中选择一个作为已知,
使△ABC 存在且唯一确定,并求出BC 边
上的中线的长度.
①c= 2b; ②周长为4+2 3; ③面积
为S△ABC=
3 3
4
;
05
最新真题分类特训数学
19.(2021天津卷,16)在△ABC中,角A,B,
C所对的边分别为a,b,c,已知sinA∶sinB
∶sinC=2∶1∶ 2,b=2.
(1)求a的值;
(2)求cosC的值;
(3)求sin2C-π6
æ
è
ç
ö
ø
÷的值.
[考点5] 正、余弦定理的实际应用
1.(2022全国甲卷(理),
8)沈括的«梦溪笔谈»是
中国古代科技史上的杰
作,其中收录了计算圆弧
长度的“会圆术”,如图,
AB
︵
是以O 为圆心,OA 为半径的圆弧,C 是
AB 的中点,D 在AB
︵
上,CD⊥AB,“会圆术”
给出AB
︵
的弧长的近似值s的计算公式:s=
AB+CD
2
OA.
当OA=2,∠AOB=60°时,s=
( )
A.11-3 32 B.
11-4 3
2
C.9-3 32 D.
9-4 3
2
2.(2021全国乙卷(理),9)魏晋时期刘徽撰
写的«海岛算经»是关于测量的数学著作,其
中第一题是测量海岛的高.如图,点E,H,G
在水平线AC 上,DE 和FG 是两个垂直于
水平面且等高的测量标杆的高度,称为“表
高”,EG称为“表距”,GC 和EH 都称为“表
目距”,GC与EH 的差称为“表目距的差”,
则海岛的高AB= ( )
A.
表高×表距
表目距的差+表高 B.
表高×表距
表目距的差-表高
C.
表高×表距
表目距的差+表距 D.
表高×表距
表目距的差-表距
3.(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°)
15
第二部分 专题六 平面向量
5.C 设ωx+ π3=t
,则t∈ π3
,πω+π3( ) ,有两个零点可
得2π<πω+π3 ≤3π
,即 5
3<ω≤
8
3
,又因为有三个极值
点,(sint)′=cost,所以5π2<πω+
π
3≤
7π
2
,所以13
6<ω≤
19
6
,综上得13
6<ω≤
8
3.
即选 C.
6.AD 由题意得:f 2π3( )=sin
4π
3+φ( )=0
所以4π
3+φ=kπ
即:φ=-
4π
3+kπ
,k∈Z
又0<φ<π,所以k=2时,φ=
2π
3
故f(x)=sin 2x+2π3( ).
选项 A:x∈ 0,5π12( ) 时2x+
2π
3∈
2π
3
,3π
2( ) ,
由y=sinu图象知y=f(x)是单调递减的;
选项B:x∈ -π12
,11π
12( ) 时2x+
2π
3 ∈
π
2
,5π
2( ) ,由y=
sinu图象知y=f(x)只有1个极值点,由2x+2π3=
3π
2
可解得极值点;
选项 C:x=7π6
时2x+2π3=3π
,y=f(x)=0,直线x=7π6
不是对称轴;
选项 D:由y′=2cos 2x+2π3( )=-1得:
cos 2x+2π3( )=-
1
2
,
解得2x+2π3=
2π
3+2kπ
或2x+2π3=
4π
3+2kπ
,k∈Z
从而得:x=kπ或x=π3+kπ
,k∈Z
所以函数y=f(x)在点 0,32
æ
è
ç
ö
ø
÷ 处的切线斜率为k=y′|x=0
=2cos2π3=-1
,
切线方程为:y- 32=-
(x-0)即y= 32-x.
7.解析:f π3( )=Asin
π
3- 3cos
π
3=
3
2A-
3
2=0
,解得
A=1.f(x)=sinx- 3cosx=2sin x-π3( ) ,
故f π12( )=2sin
π
12-
π
3( )=2sin -
π
4( )=- 2.
答案:1 - 2.
8.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)
9.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
10.解 析:由3T4 =
13π
12 -
π
3 =
3π
4
,得 T=π,ω=2,将
π
3
,0( ) 代入y=2cos(2x+φ),得cos 2π3+φ( ) =0,
2π
3
+φ=
π
2
,φ=-
π
6
,所以f(x)=2cos 2x-π6( ).
f(x)-f -7π4( )( ) f(x)-f
4π
3( )( ) > 0 等 价 于
(f(x)-1)f(x)>0,等价于f(x)<0或f(x)>1,由
f(x)<0得x∈ π3+kπ
,5π
6+kπ( ) ,k∈Z,
此时x的最小正整数为2,
由f(x)>1得x∈ -π12+kπ
,π
4+kπ( ) ,k∈Z,此时x
的最小正整数为3,故答案为2.
答案:2
11.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
专题六 平面向量
第1节 平面向量的概念及运算
考点1 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.
951
详解详析
考点2 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
6.解析:由已知,a∥b,得2×4=5λ,故λ=85.
答案:8
5
第2节 平面向量的数量积及应用
考点1 平面向量的数量积
1.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.
2.D 建立如图所示坐标系,由题易
知,设C(0,0),A(3,0),B(0,4),
∵PC=1,∴ 设 P(cosθ,sinθ),
θ∈[0,2π)
PA→PB→=(3-cosθ,-sinθ)
(-cosθ,4-sinθ)=-3cosθ-
4sinθ+cos2θ+sin2θ=1-5sin(θ
+φ)(其 中 sinφ=
3
5
,cosφ=
4
5
)∈[-4,6],所以选 D.
3.解析:(2a+b)b=2ab+b2=2×1×3×13+3
2=11
答案:11
4.解析:由a⊥b,得m+3m+3=0,解得m=-34.
答案:-34
5.解析:由题设知a-λb=(1-3λ,3-4λ),
由(a-λb)⊥b得(a-λb)b=(1-3λ,3-4λ)(3,4)=
3(1-3λ)+4(3-4λ)
=15-25λ=0,解得λ=35.
答案:3
5
6.解析:c=a+kb=(3,1)+k(1,0)=(k+3,1),由a⊥c得
ac=0,所以3(k+3)+1=0,解得k=-103.
答案:-103
7.解析:∵(a+b+c)2=0=a2+b2+c2+2(ab+bc+c
a)=9+2(ab+bc+ca),∴原式=-92.
答案:-92
8.解析:因为a=(2,1),b=(2,-1),c=(0,1),故(a+b)
c=(4,0)(0,1)=0,
ab=4-1=3.
答案:0 3
考点2 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.
考点3 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.D 因为a-b=(2,1)-(-2,4)=(4,-3),所以|a-b|
= 42+(-3)2=5.故选 D.
3.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
4.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
5.解析:因为|a-b|=5,平方得
a2-2ab+b2=25⇒9-2+b2=25⇒b2=18⇒|b|=
3 2.
答案:3 2
考点4 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.
061
最新真题分类特训数学
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.AC 对于 A:|OP1
→
|= cos2α+sin2α=1,
|OP2
→
|= cos2β+sin
2
β=1,A对;
因为|AP1
→
|= (cosα-1)2+sin2α= 2-2cosα,
|AP2
→
|= (cosβ-1)
2+sin2β= 2-2cosβ,所 以
B错;
因为OA
→ OP3
→
= (1,0) (cos(α+β),sin(α+β))
=cos(α+β),
OP1
→OP2
→
=cosαcosβ-sinαsinβ=cos(α+β),
OA
→OP3
→
=OP1
→OP2
→,所以 C对;
而OA
→OP1
→
=(1,0)(cosα,sinα)=cosα,
OP2
→OP3
→
=(cosβ,-sinβ)(cos(α+β),sin(α+β))=
cosβcos(α+β)-sinβsin(α+β)=cos(2β+α),所以D错,
故答案为 AC.
4.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)
5.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( ) ,
由x2+y2-xy=1和基本不等式,x2+y2-xy=1≥2xy
-xy=xy,
161
详解详析
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
6.解析:如图,以圆心为原点,A7A3 所在直线为x轴,A5A1
所在 直 线 为y 轴 建 立 平 面 直 角 坐 标 系,则 A1(0,1),
A2 22
,2
2
æ
è
ç
ö
ø
÷,A3 (1,0),A4 22
,- 22
æ
è
ç
ö
ø
÷,A5 (0,-1),
A6 - 22
,- 22
æ
è
ç
ö
ø
÷,A7 (- 1,0),A8 - 22
,2
2
æ
è
ç
ö
ø
÷.
设P(x,y),于是PA1
→2+PA2
→2++PA8
→2=8(x2+y2)
+8,
因为cos22.5°≤|OP|≤1,所以1+cos45°2 ≤x
2+y2≤1,
故PA1
→2
+PA2
→2
++PA8
→2
的取值范围是[12+2 2,16].
答案:[12+2 2,16]
7.解析:设BE=x,x∈ 0,12( ) ,
∵△ABC 为 边 长 为 1的 等 边 三
角形,DE⊥AB ,
∴∠BDE=30°,BD=2x,DE=
3x,DC=1-2x,
∵DF∥AB,∴△DFC 为边长为1-2x 的等边三角形,
DE⊥DF,
∴(2BE
→
+DF
→)2=4BE→
2
+4BE
→DF→+DF→
2
=
4x2+4x(1-2x)×cos0°+(1-2x)2=1,
∴|2BE
→
+DF
→
|=1,
∵(DE
→
+DF
→)DA→=(DE→+DF→)(DE→+EA→)=DE→
2
+
DF
→EA→
=(3x)2+(1-2x)×(1-x)=5x2-3x+1=
5 x-310( )
2
+1120
,
所以当x=310
时,(DE
→
+DF
→)DA→的最小值为1120.
答案:1;1120
8.解析:令a=(1,0),b=(0,2),c=(m,n),因为(a-b)c
=0,故m-2n=0,故c=(2n,n),
因为d在a,b方向,(即x轴和y 轴正方向)上的投影分
别为x,y,故可设d=(x,y),因为d-a在c方向上的投
影为z=
(d-a)c
|c| =
2x+y-2
5
,故2x+y- 5z=2,
故 x2 + y2 + z2 =
(2x)2
4 +
y2
1 +
(- 5z)2
5 ≥
(2x+y- 5z)2
4+1+5 =
2
5
,
当且 仅 当
2x
4=
y
1=
- 5z
5
2x+y- 5z=2
{ ,即
x=25
y=15
z=- 55
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ïï
时 取 等 号,故
填2
5.
答案:2
5
第3节 解三角形
考点1 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.B 过C 作BB′的垂线交BB′于
点M,过B 作AA′的垂线交AA′
于点N,设B′C′=CM=m,A′B′
=BN=n,在 三 角 形 △A′B′C′
中, m
sin75°=
n
sin45°
,在 三 角 形
△CBM 中, msin75°=
100
sin15°
,联
立求得n= 200
3-1
≈273,得A,C两点到水平面A′B′C′的
高度差AA′-CC′约为273+100=373,故选B.
3.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.
4.解:(1)由 正 弦 定 理 可 得, asinA=
b
sinB
,即 39
sin120°=
2
sinB
,解得sinB= 1313 .
261
最新真题分类特训数学
(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 .
考点2 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.D 知道一角和二边,求第三边显然用余弦定理,
cos120°=a
2+c2-b2
2ac ⇒-
1
2=
a2+4-19
2a2 ⇒a
2+2a-15=0,
利用十字叉乘法⇒(a-3)(a+5)=0,所以a=3,
故选 D.
3.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
4.解析:cosA=b
2+c2-a2
2bc =
25+36-16
2×5×6 =
3
4
,
∴sinA= 1-cos2A= 74.
答案:7
4
5.解析:令BD=t,以 D 为坐标原点,DC 为x 轴建立直角
坐标系,则C(2t,0),A(1,3),B(-t,0).
AC2
AB2
=
(2t-1)2+3
(t+1)2+3
=4- 12
t+1+ 3t+1
≥4-2 3.
当且仅当t+1= 3,即BD= 3-1时取等号.
答案:3-1
考点3 三角形面积公式的应用
1.解析:由S△ABC=
1
2acsinB
,得 3=12acsin60°
,即 3=
3
4ac
,得ac=4,所以a2+c2=3ac=12,
则由余弦定理,得b2=a2+c2-2accos60°=12-2×4×
1
2=8
,所以b=2 2.
答案:2 2
2.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.
3.解:(1)由于cosC=35
,且C 是三角形的内角,则sinC
=45.
由正弦定理知4sinA= 5sinC,则sinA= 54sinC=
5
5.
(2)由余弦定理,得cosC=a
2+b2-c2
2ab =
a2+121-165a
2
22a
=
11-a
2
5
2a =
3
5
,
即a2+6a-55=0,解得a=5.
所以△ABC的 面 积S= 12absinC=
1
2 ×5×11×
4
5
=22.
考点4 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
,
361
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.解析:(1)AM2=AB2+BM2-2BMBAcosB,即12
=4+BM2-2BM212
,
所以BM2-2BM-8=0⇒BM=4,所以BC=8
所以AC2=AB2+BC2-2ABBCcosB=4+64-
22812=68-16=52
,
故AC=2 13.
(2)由 余 弦 定 理 得 cos ∠MAC=AC
2+AM2-MC2
2AMAC =
52+12-16
2×2 3×2 13
= 48
8 39
=2 3913 .
答案:2 13 2 3913
5.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 .
6.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.
7.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.
461
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8.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,
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.
9.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.
10.解:(1)由 余 弦 定 理 可 得:BC2 =AB2 +AC2 -2AB
ACcosA=4+1-2×2×1×cos120°=7,
则 BC= 7,cosB = 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.
11.解:(1)已 知 sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A)可 化
简为
sinCsinAcosB-sinCcosAsinB=sinBsinCcosA-
sinBcosCsinA,
由正弦定理可得accosB-bccosA=bccosA-abcosC,即
accosB=2bccosA-abcosC,由余弦定理可得
aca
2+c2-b2
2ac =2bc
b2+c2-a2
2bc -ab
a2+b2-c2
2ab
,即 得
2a2=b2+c2;
(2)由(1)可知b2+c2=2a2=50,cosA=b
2+c2-a2
2bc =
50-25
2bc =
25
2bc=
25
31
,∴2bc=31,∵b2+c2+2bc=(b+c)2
=81,∴b+c=9,∴a+b+c=14,∴△ABC 的 周 长
为14.
12.解:(1)由A=2B,sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A)可
得,sinCsinB=sinBsin(C-A),而0<B<π2
,所以sin
B∈(0,1),即有sinC=sin(C-A)>0,而0<C<π,0
<C-A<π,显然C≠C-A,所以,C+C-A=π,而A
=2B,A+B+C=π,所以C=5π8.
(2)由sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A)可得,
sinC(sinAcosB-cosAsinB)=sinB(sinCcosA-
cosCsinA),再由正弦定理可得,accosB-bccosA=
bccosA-abcosC,然后根据余弦定理可知,
1
2
(a2+c2-b2)-12
(b2+c2-a2)=12
(b2+c2-a2)-
1
2
(a2+b2-c2),化简得:2a2=b2+c2,故原等式成立.
13.解:(1)由已知条件得:sin2B+sinAsin2B=cosA+
cosAcos2B,
所以sin2B=cosA+cosAcos2B-sinAsin2B=cosA
+cos(A+2B)
=cos[π-(B+C)]+cos[π-(B+C)+2B]
=-cos(B+C)+cos[π+(B-C)]
=-2cosBcosC,
所以2sinBcosB=-2cosBcosC,
即(sinB+cosC)cosB=0,
由已知条件:1+cos2B≠0,则B≠π2
,可得cosB≠0,
所以sinB=-cosC=12
,B=π6.
(2)由(1)知sinB=-cosC>0,则 π2 <C<π
,0<B<
π
2
,sinB=sin C-π2( )=-cosC,
sinA=sin(B+C)=sin 2C-π2( )=-cos2C,
由正弦定理a
2+b2
c2
=sin
2A+sin2B
sin2C
=cos
22C+cos2C
sin2C
=
(1-2sin2C)2+(1-sin2C)
sin2C
=2+4sin
4C-5sin2C
sin2C
= 2
sin2C
+4sin2C-5
≥2 2
sin2C
4sin2C-5=4 2-5,
当且仅当sin2C= 22
时等号成立,所以a
2+b2
c2
的最小值
为4 2-5.
561
详解详析
14.解:(1)∵边长为a的正三角形的面积为 34a
2,
∴S1-S2+S3=
3
4
(a2-b2+c2)= 32
,即accosB=1,
由sinB=13
得:cosB=2 23
,∴ac= 1cosB=
3 2
4
,
故S△ABC=
1
2acsinB=
1
2×
3 2
4 ×
1
3=
2
8.
(2)由正弦定理得:b
2
sin2B
= asinA
c
sinC=
ac
sinAsinC=
3 2
4
2
3
=94
,
∴ bsinB=
3
2.
故b=32
,sinB=12.
15.解:(1)sin2C= 3sinC,2sinCcosC= 3sinC,cosC= 32
,
又0<∠C<π2
,∴∠C=π6.
(2)∵S△ABC=6 3,∴
1
2absinC=6 3
,∵∠C=π6
,
∴sinC= 12
,∴a=4 3,由余弦定理得c2=a2+b2-
2abcosC=48+36-2×4 3×6× 32=12
,
c=2 3,所以△ABC的周长为6 3+6.
16.解析:(1)证明:在△ABC 中,由正弦定理得,BDb=
ac,又b2=ac,所以BDb=b2,即BD=b.
(2)若AD=2DC,则AD=23b
,DC=13b
,
在△ABD 中,由余弦定理得cos∠ADB=
DA2+DB2-AB2
2DADB =
2
3b( )
2
+b2-c2
223b
b
;
在△BCD 中,由余弦定理得cos∠BDC=
DB2+DC2-BC2
2DBDC =
b2+ 13b( )
2
-a2
2b13b
;
因 为 ∠ADB+ ∠BDC=π,所 以
2
3b( )
2
+b2-c2
223b
b
+
b2+ 13b( )
2
-a2
2b13b
=0,即113b
2=2a2+c2,
又b2=ac,所以113ac=2a
2+c2,即6a2-11ac+3c2=0,
即(3a-c)(2a-3c)=0,所以3a=c或2a=3c.
当3a=c时,由113b
2=2a2+c2,得a2= 13b
2,c2=9a2
=3b2,
在△ABC中,由余弦定理得cos∠ABC=
BA2+BC2-AC2
2BABC =
a2+c2-b2
2ac
=
1
3b
2+3b2-b2
2b2
=
7
3b
2
2b2
=76>1
,不成立.
当2a=3c时,由113b
2=2a2+c2,
得a2=32b
2,c2=23b
2,
在△ABC中,由余弦定理得cos∠ABC=
BA2+BC2-AC2
2BABC =
a2+c2-b2
2ac
=
3
2b
2+23b
2-b2
2b2
=
7
6b
2
2b2
=712.
综上,所求
cos∠ABC=712.
答案:(1)见解析;(2)712
17.解:(1)2sinC=3sinA,∴2c=3a,又∵c=a+2,
∴a=4,b=5,c=6.
cosA=b
2+c2-a2
2bc =
3
4
,在△ABC中得sinA= 74
,
S△ABC=
1
2bcsinA=
15 7
4 .
(2)由△ABC为钝角三角形,b=a+1,c=a+2,得c边
最大,所以C角最大
cosC=a
2+b2-c2
2ab =
a2+(a+1)2-(a+2)2
2a(a+1) <0
,得a2
-2a-3<0,
所以-1<a<3,因为a为正整数,所以a=1或a=2,
当a=1时,b=2,c=3,此时a+b=c,与题不符
∴存在正整数a=2,使得△ABC为钝角三角形.
18.解:(1)由正弦定理 bsinB=
c
sinC
,得sinC=2sinBcosB
=sin2B,
故C=2B(舍),或C+2B=π,故B=A=π6.
(2)由(1)知,c= 3b,故不能选①.
选②,设BC=AC=2x,则 AB=2 3x,故周长为(4+
2 3)x=4+2 3,解得x=1,
即 BC=AC=2,AB=2 3,设 BC 中 点 为 D,则 在
△ABD 中,由 余 弦 定 理,cosB=AB
2+BD2-AD2
2×AB×BD =
1+12-AD2
4 3
= 32
,解得AD= 7.
选③,设BC=AC=2x,则AB=2 3x,故SΔABC=
1
2×
(2x)×(2x)×sin120°= 3x2=3 34
,
解得x= 32
,即BC=AC= 3,AB=3,设BC中点为D,
则在△ABD 中,
由余弦定理,cosB=AB
2+BD2-AD2
2×AB×BD =
9+ 3
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
-AD2
3 3
= 32
,解得AD= 212 .
19.解析:(1)因为sinA:sinB:sinC=2∶1∶ 2,由正弦定
理可得a∶b∶c=2∶1∶ 2,
∵b= 2,∴a=2 2,c=2;
(2)由余弦定理可得cosC=a
2+b2-c2
2ab =
8+2-4
2×2 2× 2
=34
;
661
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(3)∵cosC=34
,∴sinC= 1-cos2C= 74
,
∴sin2C=2sinCcosC=2× 74 ×
3
4 =
3 7
8
,cos2C=
2cos2C-1=2×916-1=
1
8
,
所以sin 2C-π6( ) =sin2Ccos
π
6 -cos2Csin
π
6 =
3 7
8 ×
3
2-
1
8×
1
2=
3 21-1
16 .
答案:(1)2 2;(2)34
;(3)3 21-116
考点5 正、余弦定理的实际应用
1.B 由条件得,△OAB 为等边三角形,有OC= 3,CD=
2- 3,所以s=2+
(2- 3)2
2 =2+
7-4 3
2 =
11-4 3
2 .
2.A DEAB=
EH
AH
,FG
BA=
CG
CA
,故EH
AH =
CG
CA
,即 EH
AE+EH=
CG
AE+EG+GC
,解得AE=EH
EG
CG-EH
,AH=AE+EH,故
AB=DE
AH
EH =
DE(AE+EH)
EH =
DEEG
CG-EH+DE.
3.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°
专题七 数系的扩充与复数的引入
考点1 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.A 由题设,z=1-2i,z=1+2i,代入有a+b+1+(2a-
2)i=0,故a=1,b=-2,选择 A.
7.A 因为a,b∈R,(a+b)+2ai=2i,所以a+b=0,2a=
2,解得:a=1,b=-1.故选 A.
8.B 由题意,得a+3i=bi-1,复数相等定义,
知a=-1,b=3,故选B.
9.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
10.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
11.解析:1-iz=1-i(1+i)=2-i,|1-iz|=|2-i|= 5.
答案:5
考点2 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.C 由 z zz-1
=-1+ 3i4-1 =-
1
3+
3i
3
,故选 C.
10.D 对原式两边同时乘以i得:z-1=i,即z=1+i,所
以z=1-i,即z+z=2,故选 D.
11.D (2+2i)(1-2i)=2-4i+2i-4i2=2-2i+4=6-
2i,故选 D
12.C 设z=a+bi,则z=a-bi,代入得4a+6bi=4+6i得
a=1,b=1,∴z=1+i.
13.C 在等式iz=4+3i两边同时乘i得,-z=4i-3,所
以z=3-4i,故选 C.
14.B 由(1-i)2z=3+2i,得z= 3+2i(1-i)2
=3+2i-2i=-1+
3i
2
,故选B.
15.C z(z+i)=(2-i)(2+i+i)=(2-i)(2+2i)=4+4i
-2i-2i2=6+2i,故答案选 C.
16.D z= 21-i=
2(1+i)
(1-i)(1+i)=1+i.
故选 D.
17.C (1+ai)i=i-a=3+i⇒a=-3.
18.解析:(5+i)(5-2i)=5+ 5i-2 5i+2=7- 5i.
答案:7- 5i
761
详解详析