内容正文:
高一下学期期中重难点检测卷(培优卷)
【考试范围:平面向量及其应用、复数】
注意事项:
本试卷满分150分,考试时间120分钟,试题共19题。答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置
一、单选题(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.点在所在的平面内,,,,,且,则( )
A. B. C. D.
2.梯形中,,点在线段上,点在线段上,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.如图,已知分别是边上的点,且满足,,与交于,连接并延长交于点.若,则实数的值为( )
A. B. C. D.2
4.在等边三角形中,是上一点,,是上一点,,则( )
A. B. C. D.
5.在△ABC中,,则△ABC的形状是( )
A.等腰三角形但一定不是直角三角形
B.等腰直角三角形
C.直角三角形但一定不是等腰三角形
D.等腰三角形或直角三角形
6.已知的面积为1,边上的中线为,且,则边的最小值为( )
A. B. C. D.
7.已知复数,和满足,若,则的最大值为( )
A. B.3 C. D.1
8.复数、分别对应复平面内的点、,若,则(其中为坐标原点),是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.等腰直角三角形 D.有一个锐角为的直角三角形
二、多选题(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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)
9.关于非零复数,及其共轭复数,,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10.下列四个命题正确的是( )
A.若,则的最大值为3
B.若复数满足,则
C.若,则点的轨迹经过的重心
D.在中,为所在平面内一点,且,则
11.中,内角,, 的对边分别为,,,为的面积,且,,下列选项正确的是( )
A.
B.若,则只有一解
C.若为锐角三角形,则取值范围是
D.若为锐角三角形,则的面积的取值范围
三、填空题:(本题共3小题,每小题5分,共15分.)
12.已知向量满足:为单位向量,且和相互垂直,又对任意不等式恒成立,若,则的最小值为________.
13.已知中,,线段与线段交于点,若,则______.
14.在矩形中,是平面内的一点,且,则______;是平面内的动点,且,若,则的最小值为______.
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.在中,为钝角,,点为所在平面内一点,满足,,线段交线段于点.
(1)若,求;
(2)在(1)的条件下,求的取值范围;
(3)设,求的最小值.
16.如图,在中,,点为和的交点,设.
(1)若,求的值;
(2)若在上,,且,求的取值范围.
17.平面直角坐标系xOy内,点,动点和Q关于原点O对称,,.
(1)以原点O和点A为顶点作等腰直角三角形ABO,使,求向量坐标;
(2)若且P、M、A三点共线,求的最小值;
(3)若,且,,求直线AQ的解析式.
18.设的三个内角所对应的边分别为.
(1)若且,求角;
(2)若非中,,为中点,且,求面积的最大值.
19.一般地,任何一个复数可以写成,其中是复数的模,是复数的辐角(以非负半轴为始边,所在射线为终边的角),我们称叫做复数的三角形式.由复数的三角形式可得出,若,,则.其几何意义是把向量绕点按逆时针方向旋转角(如果,就要把绕点按顺时针方向旋转角),再把它的模变为原来的倍.已知在复平面的上半平面内有一个菱形,其边长为,,点,,所对应的复数分别为,,.
(1)若,求出、,
(2)如图,若,以为边作正方形,,在下方.
①若,设对应的复数为,设对应的复数为,求复数、.
②是否存在复数使得长度为,若存在,求出复数;若不存在,说明理由.
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高一下学期期中重难点检测卷(培优卷)
【考试范围:平面向量及其应用、复数】
注意事项:
本试卷满分150分,考试时间120分钟,试题共19题。答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置
一、单选题(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.点在所在的平面内,,,,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】确定点为外心,代入化简得到,,再根据计算得到答案.
【详解】由可知,点为外心,
则,,又,
所以①
因为,②
联立方程①②可得,,,因为,
所以,即.
故选:
2.梯形中,,点在线段上,点在线段上,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据平面向量基本定理,将当作两组基底向量,再根据向量线性运算的加法与减法法则,代换出,结合,化简得,将表示成的关系式,再结合基本不等式求解即可
【详解】
,
,
由,化简得,
则,
当且仅当时取“=”号
故选:A
3.如图,已知分别是边上的点,且满足,,与交于,连接并延长交于点.若,则实数的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】由共线、共线分别可得、,进而得、求参数,得,最后由且共线求参数.
【详解】由共线,则,,
所以①,
由共线,则,,
所以②,
由①②知:,则,故,
由,则,
由共线,则,可得.
故选:A
4.在等边三角形中,是上一点,,是上一点,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】以的中点为原点,为轴正方向,设等边三角形边长为,得到的坐标,再根据,得到点坐标,设坐标为,是上一点,,可以得到关于的方程;可得,得到关于的方程;解出得到点坐标,再由向量的夹角公式,得到,从而可得.
【详解】以的中点为原点,为轴正方向,设等边三角形边长为,
则,
,
设坐标为 是上一点,则
,
由可得,即
解得,
,,
,故选B项.
5.在△ABC中,,则△ABC的形状是( )
A.等腰三角形但一定不是直角三角形
B.等腰直角三角形
C.直角三角形但一定不是等腰三角形
D.等腰三角形或直角三角形
【答案】C
【解析】原式可化为,然后利用正弦定理、余弦定理进行边角互化,得出,,的关系.
【详解】解:由得:,且,
∴,且,
∴,
∴,
化简整理得:,即,
∴或,又,
∴△ABC是直角三角形但一定不是等腰三角形.
故选:C.
6.已知的面积为1,边上的中线为,且,则边的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用线段长度的关系,设其中一条线段,就可以表示相关线段,再引入,利用面积关系找到一个等式,然后由余弦定理求边,最后转化为角的函数来求最值即可.
【详解】
取,根据已知条件可知为的重心,
由,设,,则,,
由,
又因为,
所以,
由余弦定理可知,
令,则,
即,
因为,所以,即,
因为,所以的最小值为.
7.已知复数,和满足,若,则的最大值为( )
A. B.3 C. D.1
【答案】B
【分析】先利用复数的模与加减法的几何意义,及三角形两边之和大于第三边得到,再将时各复数的取值取出,即可得到的最大值.
【详解】根据题意,得,
当,,时,,此时,
所以.
故选:B.
8.复数、分别对应复平面内的点、,若,则(其中为坐标原点),是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.等腰直角三角形 D.有一个锐角为的直角三角形
【答案】C
【分析】本题考查复数运算与复平面几何意义,通过对等式变形分析复数关系,判断三角形形状.
【详解】依题意,,若,则(反之亦成立),
则与原点重合,与已知能组成三角形矛盾,所以.
由,两边除以(),设,则方程变为:
,解得
由,得.
所以,
,故.
在中:
,,即(等腰).
由勾股定理:,
而,故(直角).
综上,是等腰直角三角形.
故选:C
二、多选题(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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)
9.关于非零复数,及其共轭复数,,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】本题可根据复数的运算法则,分别对选项进行分析判断.
【详解】因为,,所以,.
,
,
则,选项A正确.
,
,所以,选项B正确.
,
显然,选项C错误.
,
则
则,
所以,选项D正确.
故选:ABD.
10.下列四个命题正确的是( )
A.若,则的最大值为3
B.若复数满足,则
C.若,则点的轨迹经过的重心
D.在中,为所在平面内一点,且,则
【答案】ABC
【分析】A根据复数模的几何意义及圆的性质判断;B利用复数的运算和模的运算求解即可;C结合重心的性质进行判断;D利用平面向量基本定理,判断出D点位置,进而可求.
【详解】对A,由的几何意义,知复数对应的动点到定点的距离为1,即动点的轨迹以为圆心,1为半径的圆,表示动点点的轨迹以的距离,由圆的性质知: ,A正确;
对B,设,因为,
所以,,
所以,所以,B正确;
对C,由正弦定理的,即,
,设中点为,
如图:
则,则,由平面向量的共线定理得三点共线,即点在边的中线上,故点的轨迹经过的重心,C正确;
对D,如图由已知点在中与平行的中位线上,且靠近的三等分点处,故有,所以,D错误.
故选:ABC
11.中,内角,, 的对边分别为,,,为的面积,且,,下列选项正确的是( )
A.
B.若,则只有一解
C.若为锐角三角形,则取值范围是
D.若为锐角三角形,则的面积的取值范围
【答案】ABD
【分析】利用平面向量数量积公式及三角形面积公式可判定A,直接解三角形可判定B,利用角的范围结合正弦定理可判定C,利用正弦定理将边化角,再由面积公式、三角恒等变换公式及正弦函数的性质求出的范围,即可判断D.
【详解】对于A,因为,所以,则,
因为,所以,故A正确;
对于B,因为,则,,故只有一解,故B正确;
对于C,若为锐角三角形,则,,
则,则,即,
由正弦定理可知,故C错误;
对于D,由正弦定理可知,
所以,,
所以
,
因为,所以,即,
所以,故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.已知向量满足:为单位向量,且和相互垂直,又对任意不等式恒成立,若,则的最小值为________.
【答案】
【分析】根据向量垂直及数量积运算律得,令,,,则,,结合不等式恒成立及对应几何意义得,进而有,最后应用向量数量积的运算律得到关于的表达式求最值.
【详解】由题设,又,则,
令,,,则,,
由,即恒成立,数形结合易知,
所以,得,
,其对称轴为,
所以,则.
故答案为:
13.已知中,,线段与线段交于点,若,则______.
【答案】
【分析】三点公式的结论:若三点共线,则且,利用这个结论求解.
【详解】三点共线,
,
,,,
三点共线,,,
①,
,,
,
,
②,
①代入②,得到,
即,
则,解得,
则.
14.在矩形中,是平面内的一点,且,则______;是平面内的动点,且,若,则的最小值为______.
【答案】
【分析】建立空间直角坐标系,利用平面向量的线性运算易得的坐标表示,进而可求;由条件得到,从而得到点的轨迹,再利用平面向量的线性运算将所求转化为点到与的距离之和,故而利用点到圆上的点的最小值即可求得的最小值.
【详解】依题意,构建以为原点,为轴的直角坐标系,
所以,则
又,故,
所以;
由知,
所以在以为直径的圆上,为圆心,不妨设,则,
因为,
所以,
故可转化为点到与的距离之和,
又,则在直线上,即对应线段,
所以要求,只需求的最小值即可,
而关于对称点为,
故,此时,即,
所以的最小值为.
故答案为:;.
.
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.在中,为钝角,,点为所在平面内一点,满足,,线段交线段于点.
(1)若,求;
(2)在(1)的条件下,求的取值范围;
(3)设,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由,根据垂直向量数量积为,展开得到,同理,所以是三角形外心.再利用圆周角与圆心角关系得.通过,结合夹角余弦值列出方程求出.
(2)设,对先平方再开方,利用向量数量积运算化简,得到关于的表达式,根据三角函数性质求范围.
(3)设,通过向量运算得到,两边平方建立等式,经过变形和换元等操作求即的最值.
【详解】(1)因为,
同理所以为的外心,,
因为,,所以.
(2)设,
.
因为,所以.
(3)设,,,,
两边同时平方得,,,
令,,
当且仅当即时,等号成立.
所以的最小值为.
16.如图,在中,,点为和的交点,设.
(1)若,求的值;
(2)若在上,,且,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用平面向量线性运算,用基底表示,根据平面向量基本定理求出系数即可求解;
(2)利用平面向量线性运算,用基底表示,根据得到,从而得到系数与夹角的关系式,利用三角函数的值域确定系数的范围.
【详解】(1)由题意,因为,所以.
设,
则,即,
,即,
所以,解得,所以,
所以.
(2)由(1)可知,所以.
设,与的夹角为,其中,
则
,
而,
因为,所以,
即,
因为,所以,
解得.
因为,所以,即,解得.
所以的取值范围是.
17.平面直角坐标系xOy内,点,动点和Q关于原点O对称,,.
(1)以原点O和点A为顶点作等腰直角三角形ABO,使,求向量坐标;
(2)若且P、M、A三点共线,求的最小值;
(3)若,且,,求直线AQ的解析式.
【答案】(1)或;(2);(3)
【分析】(1)设出点B坐标,利用等腰直角三角形的两腰相等且两腰相互垂直,结合平面向量的坐标表示建立方程组求解即可;
(2)根据与共线,利用坐标运算列出方程得到,利用模长公式表示,结合二次函数的性质即可求出最小值;
(3)将,且,,表示为坐标的形式,列出方程组,求出点Q的坐标,再求出对应的斜率,利用点斜式写出方程即可.
【详解】(1)设,则,
由题意可得:
解得: 或
则向量坐标为或
(2) ,
因为与共线,所以
得:
当 时,取最小值
(3)因为,所以
设 ,则,,
,
因为,且,
所以, ,
解得 或
即或
当时,,所以直线AQ的方程为,即
当时,,所以直线AQ的方程为,即
综上所述,直线AQ的解析式为
18.设的三个内角所对应的边分别为.
(1)若且,求角;
(2)若非中,,为中点,且,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)6
【分析】(1)先化简等式,然后利用余弦定理求出,进而求出结果.
(2)根据正弦定理和三角形面积公式计算即可.
【详解】(1)
,
当,即
当,即,矛盾,舍.
综上所述:.
(2),由正弦定理得,即或(舍),
由中线长定理得,
,,
,
当且仅当即时,面积取到最大值为6.
19.一般地,任何一个复数可以写成,其中是复数的模,是复数的辐角(以非负半轴为始边,所在射线为终边的角),我们称叫做复数的三角形式.由复数的三角形式可得出,若,,则.其几何意义是把向量绕点按逆时针方向旋转角(如果,就要把绕点按顺时针方向旋转角),再把它的模变为原来的倍.已知在复平面的上半平面内有一个菱形,其边长为,,点,,所对应的复数分别为,,.
(1)若,求出、,
(2)如图,若,以为边作正方形,,在下方.
①若,设对应的复数为,设对应的复数为,求复数、.
②是否存在复数使得长度为,若存在,求出复数;若不存在,说明理由.
【答案】(1),
(2)①,;②存在,.
【分析】(1)根据复数三角形式运算的几何意义与运算法则求复数、,.
(2)()根据复数三角形式运算的几何意义与运算法则求复数、,
()设,,借助复数三角形式的运算,用表示出点M的坐标,求的长度,根据长度为,看看是否存在即可.
【详解】(1)连接,因为四边形,,
所以,又,所以,即,
因为,
所以,
,
所以,.
(2)(ⅰ)设,,则,
设对应的复数为,则,
设对应的复数为,,
(ⅰi)设对应的复数为,所以,
所以,
由已知可得,
所以,又,所以,
所以.
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