内容正文:
高一数学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.在试卷上作答无效.
3.考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存.满分150分,考试用时120分钟.
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共计40分、每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上
1. 已知复数,则z的虚部为( )
A. 2 B. 2i C. 4 D. 4i
【答案】C
【解析】
【详解】,所以z的虚部为4.
2. 下列各式中,化简后结果不是零向量的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对于A,,故A错误.
对于B,,故B错误.
对于C,,故C错误.
对于D,,故D正确.
3. 已知,,,则“”是“向量,共线”的( )
A. 必要不充分条件 B. 既不充分也不必要条件 C. 充分不必要条件 D. 充要条件
【答案】C
【解析】
【详解】若,则,,此时,所以向量,共线.
所以“”是“向量,共线”的充分条件.
若向量,共线,则,解得或.
所以“”不是“向量,共线”的必要条件.
因此“”是“向量,共线”的充分不必要条件.
4. 已知复数,满足,且,则( )
A. 1 B. C. D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】由复数的几何意义,模长即为对应向量模长,即可求解.
【详解】在复平面中,设,分别与向量,对应,
由题意可得,,
因为,
即,
解得,即.
5. 在平行四边形中,点为的中点,与的交点为.设,,则向量等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】通过三角形相似得到与的比例关系,再用表示,最终即可求出.
【详解】因为,所以,则有,所以.
又因为,且,,所以.
从而.
6. 在中,,且,.点在线段上,满足,点为的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】建立平面直角坐标系,根据共线定理及中点坐标公式求出的坐标,然后根据数量积的坐标公式求解.
【详解】以点为坐标原点,所在直线为轴,所在直线为轴,建立平面直角坐标系.
由,,得,,.
因为,且点满足,
所以,从而.
又点为的中点,所以.
因此,,
故.
7. 奔驰定理:已知是内的一点,若、、的面积分别记为、、,则.“奔驰定理”是平面向量中一个非常优美的结论,这个定理对应的图形与“奔驰”轿车的logo很相似,故形象地称其为“奔驰定理”.已知O是的内心,且.设的内切圆半径为,外接圆半径为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由题意得到,再结合为内心,得到,即可求解.
【详解】由题意可得.
又因为为三角形内心时,,,,
所以.
故可设,,,,
故三角形为直角三角形.为直角边,为斜边,
由三角形面积
得,又.
故.
8. 在山区道路建设中经常需要开凿山体下方的通风廊道.如图,点A,D,E,B,C依次在同一直线上,点P为山顶某观测点.从P处测得点A,B,C的俯角分别为,,.现需沿直线AC修建廊道DE.若,,,则廊道DE的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】过点作的垂线,垂足为,设,得到,,,结合,列出方程,求得的值,进而求得的长度.
【详解】过点作的垂线,垂足为,由图可知点H在线段DE上.
在直角中,,所以,
在直角中,,所以,
在直角中,,所以,
设,则,,.
因为点B,C在点H的右侧,可得,
由,可得,解得.
所以.
则.
二、选择题:本大题共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. 设,,是复数,则下列命题中的真命题是( )
A. B. 若,则
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】对于A,设,,
则,
而.
所以,故A正确.
对于B,取,,,则,但,故B错误.
对于C,设,,
则.所以.
又
因此.故C正确.
对于D,取,则,,所以.故D错误.故选AC.
10. 设的内角A,B,C所对边分别为a,b,c,则下列说法正确的有( )
A. 若,,,则三角形有两解
B. 若,则为等腰三角形
C. 若,则为锐角三角形
D. 若是锐角三角形,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】对于A,利用正弦定理,得到,结合即可判断;对于B,利用正弦定理结合恒等变形可得,即;对于C,由正切和角公式可得,结合三角形角的范围可得,,中不存在负数即可判断;对于D,在锐角三角形中,,进而得到,同理可得,再相加即可判断.
【详解】对A,由,则,故.又,故.
而,故A只可能有一解,因此三角形有唯一解,故A错误;
对B,由,结合正弦定理,可得.
所以,于是,故是等腰三角形,所以B正确;
对C,,
整理得,
又中至多一个角大于,故,,至多有一个负数,
因此,,中不存在负数,故是锐角三角形,所以C正确;
对D,若是锐角三角形,则,
所以,于是,
同理可得,故,故D正确.
11. 设平面向量,,满足,,.则下列命题中正确的是( )
A. B.
C. 若,则的最大值为 D. 的取值范围是
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据向量和的模的性质判断A,根据列举法判断B,根据条件建立坐标系,利用坐标法求解C,根据向量加减的几何意义,结合向量相减的模的几何意义构造几何图形,再根据向量数量积的几何意义判断D.
【详解】对于A,由三角不等式可得,又.所以.故A正确.
对于B,由,只能说明点C的轨迹是一个以对应点为圆心、为半径的圆,不能推出.
例如取,,,则,,
且,.满足题意,但,故B错误.
对于C,若,不妨取,,.
由条件,得,
即.
设,,.则,
所以.
代入得.
因此,
当时取等号.故.所以C正确.
对于D,作平行四边形OADB,使,,.
则,.由题设,
可知点C的轨迹是以点D为圆心、为半径的圆.
又因为,,所以四边形OADB为菱形.
设,则,.
因为,所以等于在上的投影向量模长的2倍.
如图,过点C向直线OA作垂线,垂足为F.
当C为图中两条切线的切点时,取得最大值、最小值.
因此
,当时取等号.
同理,,当时取等号.
所以.故D正确.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共计15分.
12. 已知向量,,则向量在上的投影向量的坐标为______.
【答案】
【解析】
【详解】因为,,
所以向量在上的投影向量为.
13. 在中,,,,的平分线AD交BC于点D,则______.
【答案】
【解析】
【详解】由余弦定理,,
所以.
解得(舍去负根).
因为AD平分,所以.
由,
得,
即.
整理得.
14. 在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,则的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】化简已知等式可得,即得,设, 并化简得,设,于是,再结合函数的单调性求函数的值的取值范围,即可得答案.
【详解】由,即.
由正弦定理可得,
即,所以.
因为,故,所以,
又,故,
从而,即,则,
设,
所以
.
由,,得.
故设,则,于是.
根据双勾函数性质知:函数在上单调递减,在上单调递增.
所以,当且仅当时取等号.
而,即,
故的取值范围为.
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. 已知,.
(1)若,的夹角为,求;
(2)若,求与的夹角θ的余弦值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用向量的平方与向量模的关系可求向量的模;
(2)由已知可得,计算可求得.
【小问1详解】
因为,
所以,
所以
【小问2详解】
若,则,即,所以,
即,所以.
16. 已知复数z满足:为实数,且为纯虚数.
(1)求z;
(2)设,若在第二象限,求实数t的取值范围;
(3)若复数z是方程的一个根,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)设,利用已知求得,可得z;
(2)结合(1),利用在第二象限,可得t所满足的条件,进而求得实数t的取值范围;
(3)利用实系数方程的根的性质可得,计算可求得的值.
【小问1详解】
设.
因为为实数,所以,故,
又,
因为它是纯虚数,所以其实部为0,即,故.
【小问2详解】
由(1)知,所以其共轭复数为.
因此.
因为在第二象限,所以
由,得.
由,得,得.
综上,.
【小问3详解】
因为方程系数为实数,所以另一个根为.
于是.
故,,所以.
17. 为打造具有重庆“山城步道”特色的文旅景观,某景区拟开发一块四边形区域.其中,区域规划为“巴渝文化展示区”,区域规划为“观景休闲区”,对角线修建为空中连廊.已知,.
(1)若“巴渝文化展示区”的面积为,且为钝角三角形,求空中连廊的长度;
(2)在(1)的条件下,求“观景休闲区”面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先利用三角形的面积,结合三角形的形状,确定,再利用余弦定理求的长度.
(2)法1:利用余弦定理探索边,的长度关系,再结合基本不等式求面积的最大值.
法2:利用正弦定理表示出,的长度,结合三角形的内角和定理和三角函数的恒等变换,表示出面积,再利用三角函数的值域求面积的最大值.
【小问1详解】
设.
由三角形面积公式,得,解得.
因为为钝角三角形,所以.
在中,由余弦定理,得.
即.
故.
【小问2详解】
在(1)的条件下,,,
解法一:设,.
在中,由余弦定理,.
因此.即.
所以,
当且仅当时等号成立.
所以“观景休闲区”面积的最大值为.
解法二:设,,则.
在中,由正弦定理,.
所以,.
于是
.
因此.
当且仅当时,即,时等号成立.
所以“观景休闲区”面积的最大值为.
18. 如图,在一块三角形观景架MNP中,点Q为底边NP的中点,点O为支撑杆MQ的中点.过点O的拉索分别与边MN,MP交于点R,S.设,.
(1)若,求的值;
(2)求的最小值;
(3)若是边长为2的等边三角形,求的最小值.
【答案】(1);
(2)4 (3)
【解析】
【分析】(1)根据题意,得到,得到的值,即可求解;
(2)由(1)得,根据三点共线,得到,结合基本不等式,即可求解;
(3)设,利用向量的运算法则,根据,化简得到,且,利用二次函数的性质,即可求解.
【小问1详解】
因为Q为NP的中点,所以,
又因为O为MQ的中点,所以,
因为,所以,,所以.
【小问2详解】
由(1)得:,
因为三点共线,所以,即,
因,
当且仅当,即,时取等号,所以的最小值为4.
【小问3详解】
设,则,.
因为,所以,
,
可得,
,
所以.
由(2)知,,即,
因为,
则
,
又由,解得,当且仅当时取等号.
故当时,取得最小值,最小值为.
19. 对于一个向量组,,,…,(,且),记.若存在,使得(其中),则称为该向量组的“k衡向量”.
(1)设,.若是向量组,,的“1衡向量”,求实数x的取值范围;
(2)若,,判断向量组,,…,是否存在“衡向量”;若存在,求出所有满足条件的正整数t;若不存在,请说明理由;
(3)已知,,都是向量组,,的“1衡向量”,且,,,其中A是的内角,的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,角平分线AD交BC于点D,且.若,求的取值范围,并指出λ取得最大值时的形状.
【答案】(1)
(2)存在“衡向量”,且“衡向量”为,,,理由见解析
(3),且当λ取得最大值时,为等边三角形.
【解析】
【分析】(1)根据向量模长公式以及已知的向量关系列出不等式求解;
(2)先求出向量模长,再根据“ 衡向量”的定义列出不等式,结合三角函数的值域求解.
(3)据向量模长关系得到不等式,三式相加化简得出,进而求出,再通过向量数量积求出角,然后利用正弦定理得到,结合角的范围求出的范围.
【小问1详解】
由题意可得:,,,,
则,
则,
两边平方,整理得,所以.
【小问2详解】
存在“衡向量”,且“衡向量”为,,,理由如下:
由题意可得,
若存在“衡向量”,只需使.
因为,,,,,,,
所以,
故只需使,
整理得,
即.
所以,,
解得,,
当时,,故当或4或5时,符合要求,
当k为其他整数时,均不合要求,
故存在“衡向量”,且“衡向量”为,,.
【小问3详解】
由题意,得,,,
三式平方后相加,得,所以,
故,
又,得,即,
因为,所以,
在中,由正弦定理可得,
所以,
同理,在中,.
故,且,
又,所以,由,得,
于是,
设,由,得,
又
,
所以,
因此,
设,,
故,从而.
当且仅当时,取到最大值,
即,所以,得,从而,
故此时为等边三角形.
综上,,且当λ取得最大值时,为等边三角形.
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注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.在试卷上作答无效.
3.考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存.满分150分,考试用时120分钟.
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共计40分、每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上
1. 已知复数,则z的虚部为( )
A. 2 B. 2i C. 4 D. 4i
2. 下列各式中,化简后结果不是零向量的是( )
A. B.
C. D.
3. 已知,,,则“”是“向量,共线”的( )
A. 必要不充分条件 B. 既不充分也不必要条件 C. 充分不必要条件 D. 充要条件
4. 已知复数,满足,且,则( )
A. 1 B. C. D. 2
5. 在平行四边形中,点为的中点,与的交点为.设,,则向量等于( )
A. B. C. D.
6. 在中,,且,.点在线段上,满足,点为的中点,则( )
A. B. C. D.
7. 奔驰定理:已知是内的一点,若、、的面积分别记为、、,则.“奔驰定理”是平面向量中一个非常优美的结论,这个定理对应的图形与“奔驰”轿车的logo很相似,故形象地称其为“奔驰定理”.已知O是的内心,且.设的内切圆半径为,外接圆半径为,则的值为( )
A. B. C. D.
8. 在山区道路建设中经常需要开凿山体下方的通风廊道.如图,点A,D,E,B,C依次在同一直线上,点P为山顶某观测点.从P处测得点A,B,C的俯角分别为,,.现需沿直线AC修建廊道DE.若,,,则廊道DE的长度为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本大题共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. 设,,是复数,则下列命题中的真命题是( )
A. B. 若,则
C. D.
10. 设的内角A,B,C所对边分别为a,b,c,则下列说法正确的有( )
A. 若,,,则三角形有两解
B. 若,则为等腰三角形
C. 若,则为锐角三角形
D. 若是锐角三角形,则
11. 设平面向量,,满足,,.则下列命题中正确的是( )
A. B.
C. 若,则的最大值为 D. 的取值范围是
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共计15分.
12. 已知向量,,则向量在上的投影向量的坐标为______.
13. 在中,,,,的平分线AD交BC于点D,则______.
14. 在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若,则的取值范围为______.
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. 已知,.
(1)若,的夹角为,求;
(2)若,求与的夹角θ的余弦值.
16. 已知复数z满足:为实数,且为纯虚数.
(1)求z;
(2)设,若在第二象限,求实数t的取值范围;
(3)若复数z是方程的一个根,求的值.
17. 为打造具有重庆“山城步道”特色的文旅景观,某景区拟开发一块四边形区域.其中,区域规划为“巴渝文化展示区”,区域规划为“观景休闲区”,对角线修建为空中连廊.已知,.
(1)若“巴渝文化展示区”的面积为,且为钝角三角形,求空中连廊的长度;
(2)在(1)的条件下,求“观景休闲区”面积的最大值.
18. 如图,在一块三角形观景架MNP中,点Q为底边NP的中点,点O为支撑杆MQ的中点.过点O的拉索分别与边MN,MP交于点R,S.设,.
(1)若,求的值;
(2)求的最小值;
(3)若是边长为2的等边三角形,求的最小值.
19. 对于一个向量组,,,…,(,且),记.若存在,使得(其中),则称为该向量组的“k衡向量”.
(1)设,.若是向量组,,的“1衡向量”,求实数x的取值范围;
(2)若,,判断向量组,,…,是否存在“衡向量”;若存在,求出所有满足条件的正整数t;若不存在,请说明理由;
(3)已知,,都是向量组,,的“1衡向量”,且,,,其中A是的内角,的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,角平分线AD交BC于点D,且.若,求的取值范围,并指出λ取得最大值时的形状.
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