内容正文:
周测卷(十) 复数、平面向量
(满分:150分 时间:120分钟)
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.复数z=的共轭复数的虚部为( )
A.2 B. -2
C. 1 D. -1
2.已知△ABC满足,则△ABC的形状为( )
A.直角三角形 B. 等边三角形
C.等腰直角三角形 D. 等腰三角形
3.已知复数z=a+bi(a,b∈R),若+2=b+i,则|z|=( )
A. B. 2
C. D. 3
4.已知向量a=(1,2),b=(1,1),则a在b上的投影向量为( )
A. B.
C. D.
5.复数z满足|z-(5+5i)|=2,则z在复平面内对应的点所在的象限为( )
A.第一象限 B. 第二象限
C. 第三象限 D. 第四象限
6.(2025·河北唐山模拟)已知向量a=(2,1),|b|==5,则a与b的夹角为( )
A. B.
C. D.
7.小华在学习绘画时,对古典装饰图案产生了浓厚的兴趣,拟以矢量图(也称为面向对象的图象或绘图图象,在数学上定义为一系列由线连接的点,是根据几何特性绘制的图形)的模式精细地素描以下古典装饰图案,经过研究,小华发现该图案可以看成是一个边长为4的等边三角形ABC,如图,上边中间莲花形的两端恰好都是AB边的四等分点(E,F点),则=( )
A.9 B. 16
C. 12 D. 11
8.在平面直角坐标系xOy中,已知P(3,4),长度为2的线段AB的端点分别落在x轴和y轴上,则的取值范围是( )
A. B. [3,5]
C. [4,6] D. [15,35]
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.(2024·安徽摸底大联考)下列说法中正确的是( )
A.在△ABC中,=3,=4,∠C=30°,则
B.已知a=(-4,5),b=(-2,4),则|2a-b|=6
C.已知a=(1,-1),b=(d,1),a与b的夹角为钝角,则d的取值范围是d<1
D.若=3(a-b),则A,B,D三点共线
10.(2024·河南省七校联合教学质量检测)设复数z在复平面内对应的点为Z,任意复数z都可以表示为三角形式r(cos θ+isin θ),其中r为复数z的模,θ是以x轴的非负半轴为始边,以OZ所在的射线为终边的角(也被称为z的辐角).利用复数的三角形式可以进行复数的指数运算,法国数学家棣莫弗发现[r(cos θ+isin θ)]n=rn(cos nθ+isin nθ)(n∈N*),我们称这个结论为棣莫弗定理.根据以上信息,若复数z满足z5=32,则z可能的取值为( )
A.2(+isin) B. 2(+isin)
C.2(+isin) D. 2(+isin)
11.点P是△ABC所在平面内一点,且说法正确的是( )
A.若x=y=,则点P是BC的中点
B.若点P是BC上靠近B点的三等分点,则x=
C.若点P在BC边的中线上且x+y=,则点P是△ABC的重心
D.若x+y=2,则△PBC与△ABC的面积相等
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.如图,在复平面内,复数z1,z2对应的向量分别是,若zz2=,则复数z=________.
13.(开放题)已知平面向量a=,则与a夹角为45°的一个非零向量b的坐标可以为________.(写出满足条件的一个向量即可)
14.如图是构造无理数的一种方法:线段OA1=1;第一步,以线段OA1为直角边作直角三角形OA1A2,其中A1A2=1;第二步,以OA2为直角边作直角三角形OA2A3,其中A2A3=1;第三步,以OA3为直角边作直角三角形OA3A4,其中A3A4=1;…,如此延续下去,可以得到长度为无理数的一系列线段,如OA2,OA3,…,则=________.
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.(13分)(2025·山东滕州一中阶段练)在△OPQ中,,QA与PB相交于点C,设=b.
(1)用a,b表示;
(2)过C点作直线l分别与线段OQ,OP交于点M,N(不与端点重合),设,求μ+3λ的最小值.
16.(15分)平面内给定三个向量a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1).
(1)若(a+kc)∥(2b-a),求实数k的值;
(2)若d满足(d-c)∥(a+b),且|d-c|=,求d的坐标.
17.(15分)已知f(x)=a·b,其中a=,b=(cos x,1)(x∈R).
(1)求f(x)的周期和单调递减区间;
(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,f(A)=-1,a==3,求边长b和c的值(b>c).
18.(17分)已知在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量m=(sin A,sin B),n=(cos B,cos A),m·n=sin 2C.
(1)求角C的大小;
(2)若sin A,sin C,sin B成等差数列,且·=18,求c.
19.(17分)已知=0,M是BC的中点.
(1)若=2与向量的夹角的余弦值;
(2)若O是线段AM上的任意一点,且=2=2,求的最小值.
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周测卷(十) 复数、平面向量
1.B 2.D 3.C
4.C 因为a=(1,2),b=(1,1),所以cos 〈a,b〉=.
因为与b方向相同的单位向量为,所以a在b上的投影向量为.故选C.
5.A 设复数z=x+yi(x,y∈R),因为|z-(5+5i)|=2,所以(x-5)2+(y-5)2=4,即复数z所对应的点在以(5,5)为圆心,2为半径的圆上,所以z在复平面内对应的点所在的象限为第一象限.故选A.
6.D ∵a=(2,1),∴|a|=2=a2-2a·b+b2=|a|2-2|a|·|b|cos 〈a,b〉+|b|2=15-=25,解得cos 〈a,b〉=-,又〈a,b〉∈[0,π],∴〈a,b〉=,即a与b的夹角为.故选D.
7.D 过C作CG⊥AB,垂足为G,如图建立平面直角坐标系.
因为△ABC是边长为4的等边三角形,所以AG=2,CG=4sin 60°=,所以C(2,0),A,因为E,F是四等分点,所以E,F,所以===11.故选D.
8.D 如图所示,建立直角坐标系.由题意设A(a,0),B(0,b),其中0≤|a|≤2,0≤|b|≤2,
所以|AB|=2⇒a2+b2=4,
令a=2cos θ,b=2sin θ,
所以A(2cos θ,0),B(0,2sin θ),
所以=(2cos θ-3,-4),
=(-3,2sin θ-4),
所以=(-3)×(2cos θ-3)+(-4)×(2sin θ-4)=-6cos θ+9-8sin θ+16=-10sin (θ+φ)+25,tan φ=,
所以max=35,min=15,
所以的取值范围是[15,35].故选D.
9.BD 对于A,∵=3,=4,∠C=30°,
∴=cos (180°-30°)=3×4×=-6,故A中说法错误;
对于B,∵a=(-4,5),b=(-2,4),∴2a-b=(-6,6),
∴|2a-b|=,故B中说法正确;
对于C,∵a与b的夹角为钝角,∴a与b的数量积小于0且a与b不平行,即a·b=d-1<0⇒d<1且d≠-1,
∴d∈(-∞,-1)∪(-1,1),故C中说法错误;
对于D,∵=3(a-b),
∴=2a+8b+3(a-b)=2a+8b+3a-3b=5(a+b)=5,∴共线,∵它们有公共点B,∴A,B,D三点共线,故D中说法正确.故选B、D.
10.BD 设z=r(cos θ+isin θ),其中r>0,
则z5=r5(cos 5θ+isin 5θ)=32,
故r5cos 5θ=32,sin 5θ=0,而cos 5θ>0,故5θ=2kπ,k∈Z,
故r=2,z=2(+isin),k∈Z,
故B、D正确,A、C错误;故选B、D.
11.AD A显然正确;对于B,当x=时,点P是边BC上靠近C点的三等分点,故B错误;对于C,因为点P在BC边的中线上且x+y=,所以点P为BC边的中线的中点,不是重心,故C错误;对于D,设,则,因为=1,所以点P在直线MN上,所以点P与点A到BC边的距离相等,故△PBC与△ABC的面积相等,故D正确.故选AD.
12.解析:根据复数的几何意义可得z1=2+i,z2=-1+2i,又zz2=,∴z==1-2i.
答案:1-2i
13.解析:设b=(x,y),∴a·b=,∴=x+y,∴xy=0,且b为非零向量,∴x=1,y=0满足题意,∴b=(1,0).
答案:(1,0)(答案不唯一,满足b=(x,y),xy=0且x2+y2≠0的任意一个均可)
14.解析:由题可知OA2==2,所以,sin ∠A2OA3=,sin ∠A3OA4=,所以=cos (∠A2OA3+∠A3OA4)=所以×2×=2-.
答案:2-
15.解:(1)∵A,C,Q三点共线,∴设,k∈R,即=k,∵=b,
∴+(1-k).
由P,C,B三点共线可设+(1-t),t∈R,
根据平面向量基本定理知:解得k=,
t=.
∴.
(2)由N,C,M三点共线,设+(1-x),则+(1-x)=xλb+(1-x)μa.
又由(1)知,所以故有=1.
因为0<λ<1,0<μ<1,
所以(μ+3λ)=+2 ,当且仅当λ=时等号成立,
从而可得μ+3λ的最小值为.
16.解:(1)因为a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1),
所以a+kc=(3+4k,2+k),2b-a=(-5,2),
因为(a+kc)∥(2b-a),
所以2×(3+4k)-(-5)×(2+k)=0,解得k=-.
(2)设d=(x,y),则d-c=(x-4,y-1),a+b=(2,4),因为(d-c)∥(a+b),|d-c|=,
所以
解得或
所以d=(3,-1)或d=(5,3).
17.解:(1)由题意知,f(x)=2cos2x-sin2x
=1+cos 2x-sin 2x=1+2cos ,
∴f(x)的最小正周期T=π.
令2kπ≤2x+≤2kπ+π,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
∴f(x)的单调递减区间为[,kπ+],k∈Z.
(2)∵f(A)=1+2cos =-1,
∴cos =-1,
又<2A+<,∴2A+=π,∴A=.
∵=3,即bc=6,由余弦定理
得a2=b2+c2-2bc cos A=(b+c)2-3bc,
即7=(b+c)2-18,解得b+c=5,又b>c,
∴b=3,c=2.
18.解:(1)m·n=sin A cos B+sin B cos A=sin (A+B),
在△ABC中,A+B=π-C,0<C<π,
所以sin (A+B)=sin C,所以m·n=sin C.
又m·n=sin 2C,
所以sin 2C=sin C,得cos C=.
又C∈(0,π),故C=.
(2)由sin A,sin C,sin B成等差数列,
可得2sin C=sin A+sin B,
由正弦定理得2c=a+b.
因为·=18,
所以=18,
即ab cos C=18,所以ab=36.
由余弦定理得
c2=a2+b2-2ab cos C=(a+b)2-3ab,
所以c2=4c2-3×36,c2=36,所以c=6.
19.解:(1)因为=0,所以AB⊥AC,以A为原点,AB所在直线为x轴,AC所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,如图所示.
令=a,则C(0,a),B(2a,0),所以=(2a,-a),=(2a,a),
设向量与向量的夹角为θ,
所以cos θ=.
(2)因为=2=2,所以C(0,1),B(2,0),,设O,x∈[0,1],
所以·=2=2·=2=(x2-x)=2-,当且仅当x=时,取得最小值-.
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