内容正文:
01
02
知识网络·体系构建
重点题型·深研突破
阶段提升课
内容概览
01
知识网络·体系构建
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02
重点题型·深研突破
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题型一 平面向量的线性运算
常考题型 平面向量的线性运算、用已知向量表示其他向量、用向量线性运算求参数
解题关键 熟悉向量线性运算法则、运算律,掌握平面向量基本定理
核心素养 数学运算、逻辑推理、直观想象
返回
A.a+b B.a+b C.a+b D.a+b
√
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返回
√
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题型二 向量的数量积运算
常考题型 向量的数量积运算、向量的垂直、夹角、模、投影向量、与向量数量积有关的参数问题
解题关键 掌握向量数量积的定义、坐标运算、向量数量积的运算律
核心素养 数学运算、逻辑推理
返回
1.(2024·新高考Ⅱ卷)已知向量a,b满足|a|=1,|a+2b|=2,且(b-2a)⊥b,则|b|= ( )
A. B. C. D.1
【解析】选B.因为(b-2a)⊥b,
所以(b-2a)·b=0,即b2=2a·b,
又因为|a|=1,|a+2b|=2,
所以1+4a·b+4b2=1+6b2=4,从而|b|=.
√
返回
√
返回
【解析】选ACD.取AD的中点E,连接BE,CE,AC,BD,AE=AD,
根据题意可知,AD∥BC且AD=2BC,则BC ED,
√
√
√
返回
返回
题型三 正、余弦定理
常考题型 利用正、余弦定理解三角形、利用正、余弦定理判定三角形的形状、正、余弦定理的实际应用
解题关键 掌握正、余弦定理、熟记两角和、差的正弦、余弦、正切公式和二倍角公式
核心素养 数学运算、逻辑推理、数学建模
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1.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=3c,sin C=,则sin A=( )
A. B. C. D.
【解析】选C.由a=3c以及正弦定理可得sin A=3sin C,因为sin C=,所以
sin A=3×=.
√
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2.如图,在某座山的山脚A测得山顶P的仰角为30°,沿倾斜角为15°的斜坡从A向上走了600米到达B处,在B处测得山顶P的仰角为60°,则山高PQ= ( )
A.300米 B.300米
C.300米 D.300米
√
返回
【解析】选B.如图,过点B作BC⊥PQ于点C,
由题意知,∠PAQ=30°,∠BAQ=15°,∠PBC=60°,AB=600米,
在△PAB中,∠PAB=30°-15°=15°,易得∠BPA=30°,∠PBA=135°,
所以=,
而sin 135°=sin(90°+45°)=cos 45°=,
所以PA=600米,
又因为∠PAQ=30°,PQ⊥AQ,
所以PQ=PA=300米.
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3.(多选)在△ABC中,若sin C+sin(B-A)=sin 2A,则△ABC的形状为 ( )
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
【解析】选BC.由sin C+sin(B-A)=sin 2A,
因为sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B,且sin(B-A)=sin Bcos A-
cos Bsin A,
可得2sin Bcos A=sin 2A=2sin Acos A,
所以cos A(sin B-sin A)=0,可得cos A=0或sin B=sin A,
因为A,B∈(0,π),所以A=或A=B,所以△ABC为直角三角形或等腰三角形.
√
√
返回
题型四 正、余弦定理的综合问题
常考题型 正、余弦定理与面积(周长)的综合问题、正、余弦定理在平面几何中的应用、正、余弦定理与三角函数的综合问题
解题关键 掌握正、余弦定理、三角形面积公式、三角函数的性质、基本不等式等
核心素养 数学运算、逻辑推理
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1.(2024·新高考Ⅰ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c, 已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
(1) 求 B;
(2) 若△ABC的面积为3+,求c.
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【解析】(1)由余弦定理可得:cos C==,
因为C∈(0,π), 所以C=, 所以cos B=sin C=, 即cos B=,
因为 B∈(0,π),所以 B=.
(2) 由(1) 可得A=π-B-C=π, 设△ABC 外接圆的半径为R,
由正弦定理可得:===2R,所以b=R,c=R,
所以S△ABC=bcsin A=·R·R·=3+, 解得 R=2,
所以 c=2.
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2.(2024·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A.
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
【解析】(1)方法一(辅助角公式):
由sin A+cos A=2可得sin A+cos A=1,即sin(A+)=1,
由于A∈(0,π)⇒A+∈(,),故A+=,解得A=.
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方法二(同角三角函数的基本关系):
由sin A+cos A=2,又sin2A+cos2A=1,消去sin A得到:
4cos2A-4cos A+3=0⇔(2cos A-)2=0,解得cos A=,又A∈(0,π),故A=.
(2)由题设条件和正弦定理得,
bsin C=csin 2B⇔sin Bsin C=2sin Csin Bcos B,
又B,C∈(0,π),则sin Bsin C≠0,进而cos B=,得到B=,于是C=π-A-B=,
sin C=sin(π-A-B)=sin(A+B)=sin Acos B+sin Bcos A=,
由正弦定理可得,==,即==,解得b=2,c=+,
故△ABC的周长为2++3.
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3.(2025·枣庄高一检测)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且bcos C=ccos B,P为△ABC内一点.
(1)证明:△ABC为等腰三角形;
(2)若A=60°,a=1,∠BPC=150°,求PA的最小值;
(3)若cos∠BAC=,∠PAB=∠PBC=∠PCA,PA=,求△PBC的面积.
【解析】(1)因为bcos C=ccos B,
由正弦定理可得sin Bcos C=sin Ccos B,即sin(B-C)=0,
又B,C∈(0,π),所以B-C∈(-π,π),所以B-C=0,即B=C,则b=c,
所以△ABC为等腰三角形.
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(2)依题意可得△ABC是边长为1的等边三角形,
在△PBC中,设∠PBC=α(0<α<),
由正弦定理=,所以PC===2sin α,
在△APC中,∠PCA=-∠PCB=+α,
由余弦定理得PA2=PC2+AC2-2PC·ACcos∠PCA
=(2sin α)2+12-2×2sin α×1×cos(+α)
=4sin2α+1-4sin α(cos cos α-sin sin α)=6sin2α+1-2sin αcos α
=3(1-cos 2α)+1-sin 2α=4-2sin(2α+),
因为0<α<,所以<2α+<,所以当2α+=,即α=时,sin(2α+)=1,
此时(PA2)min=4-2,所以PAmin==-1.
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(3)设∠BAC=θ,则cos θ=1-2sin2=,θ为锐角,
所以sin =,sin θ==.
在△ABC中,由余弦定理及AB=AC可得BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos θ=2AB2(1-cos θ)=4AB2sin2,所以BC=2ABsin ,
由∠ABC=∠ACB==-,且∠PBC=∠PCA,
所以∠PBA=∠PCB,又∠PAB=∠PBC,所以△PAB∽△PBC,
所以===,
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所以PB=2PAsin ,PC=2PBsin =4PAsin2,
而∠BPC=π-∠PBC-∠PCB=π-∠PCA-∠PCB=π-∠ACB=π-(-)=+,
所以S△PBC=PB·PCsin∠BPC=×2PAsin ×4PAsin2×sin(+)
=4PA2sin3cos =2PA2sin2sin θ=2×()2×=4.
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1.(2025·湖北黄石高一期中)如图,在四边形ABCD中,=2,=2,设=a,=b,则= ( )
【解析】选C.因为=2,=2,
所以=+=+=+(-)=+(+-)=++=++=a+b.
2.(2025·宣城高一检测)在△ABC中,已知D是BC边上靠近点B的三等分点,E是AC的中点,且=λ+μ,则λ+μ= ( )
A.- B.-1 C. D.1
【解析】选A.因为D是BC边上靠近点B的三等分点,E是AC的中点,
所以=+=-=(-)-=-+,
因为=λ+μ,所以λ=-,μ=,
所以λ+μ=-+=-.
2.在△ABC中,AD为BC边上的中线,E为AD的中点,则= ( )
A.- B.-
C.+ D.+
【解析】选A.作出示意图如图所示.
=+=+=(+)+(-)=-.
3.(多选)(2025·厦门高一检测)在梯形ABCD中,=2,||=2||,=2,则 ( )
A.=-
B.·=0
C.·=0
D.在上的投影向量为
所以四边形BEDC为平行四边形,所以==-=-,故A正确;
因为题意没有说明BC与CD的大小关系,所以不能证明AC⊥BD,即不能得到·=0,故B错误;
因为=2,E是AD的中点,所以AE∥BC,
AE=AD,BC=AD,且||=||,所以AB=AE=BC,所以四边形AECB为菱形,所以AC⊥BE,因为BE∥CD,
所以AC⊥CD,所以·=0,故C正确;
过N作AC的垂线,垂足为F,连接NF,
因为AC⊥CD且AC⊥NF,=2,
所以AN=AD,NF∥DC,所以AF=AC,在上的投影向量为,故D正确.
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知识网络·体系构建
重点题型·深研突破
题型一 平面向量的线性运算
常考题型
平面向量的线性运算、用已知向量表示其他向量、用向量线性运算求参数
解题关键
熟悉向量线性运算法则、运算律,掌握平面向量基本定理
核心素养
数学运算、逻辑推理、直观想象
1.(2025·湖北黄石高一期中)如图,在四边形ABCD中,=2,=2,设=a,=b,则= ( )
A.a+b B.a+b
C.a+b D.a+b
【解析】选C.因为=2,=2,
所以=+=+=+(-)=+(+-)=++=++=a+b.
2.(2025·宣城高一检测)在△ABC中,已知D是BC边上靠近点B的三等分点,E是AC的中点,且=λ+μ,则λ+μ= ( )
A.- B.-1 C. D.1
【解析】选A.因为D是BC边上靠近点B的三等分点,E是AC的中点,
所以=+=-=(-)-=-+,
因为=λ+μ,所以λ=-,μ=,
所以λ+μ=-+=-.
题型二 向量的数量积运算
常考题型
向量的数量积运算、向量的垂直、夹角、模、投影向量、与向量数量积有关的参数问题
解题关键
掌握向量数量积的定义、坐标运算、向量数量积的运算律
核心素养
数学运算、逻辑推理
1.(2024·新高考Ⅱ卷)已知向量a,b满足|a|=1,|a+2b|=2,且(b-2a)⊥b,则|b|= ( )
A. B. C. D.1
【解析】选B.因为(b-2a)⊥b,
所以(b-2a)·b=0,即b2=2a·b,
又因为|a|=1,|a+2b|=2,
所以1+4a·b+4b2=1+6b2=4,从而|b|=.
2.在△ABC中,AD为BC边上的中线,E为AD的中点,则= ( )
A.- B.-
C.+ D.+
【解析】选A.作出示意图如图所示.
=+=+=(+)+(-)=-.
3.(多选)(2025·厦门高一检测)在梯形ABCD中,=2,||=2||,=2,则 ( )
A.=-
B.·=0
C.·=0
D.在上的投影向量为
【解析】选ACD.取AD的中点E,连接BE,CE,AC,BD,AE=AD,
根据题意可知,AD∥BC且AD=2BC,则BC ED,
所以四边形BEDC为平行四边形,所以==-=-,故A正确;
因为题意没有说明BC与CD的大小关系,所以不能证明AC⊥BD,即不能得到·=0,故B错误;
因为=2,E是AD的中点,所以AE∥BC,
AE=AD,BC=AD,且||=||,所以AB=AE=BC,所以四边形AECB为菱形,所以AC⊥BE,因为BE∥CD,
所以AC⊥CD,所以·=0,故C正确;
过N作AC的垂线,垂足为F,连接NF,
因为AC⊥CD且AC⊥NF,=2,
所以AN=AD,NF∥DC,所以AF=AC,在上的投影向量为,故D正确.
题型三 正、余弦定理
常考题型
利用正、余弦定理解三角形、利用正、余弦定理判定三角形的形状、正、余弦定理的实际应用
解题关键
掌握正、余弦定理、熟记两角和、差的正弦、余弦、正切公式和二倍角公式
核心素养
数学运算、逻辑推理、数学建模
1.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=3c,sin C=,则sin A= ( )
A. B. C. D.
【解析】选C.由a=3c以及正弦定理可得sin A=3sin C,因为sin C=,所以sin A=3×=.
2.如图,在某座山的山脚A测得山顶P的仰角为30°,沿倾斜角为15°的斜坡从A向上走了600米到达B处,在B处测得山顶P的仰角为60°,则山高PQ= ( )
A.300米 B.300米
C.300米 D.300米
【解析】选B.如图,过点B作BC⊥PQ于点C,
由题意知,∠PAQ=30°,∠BAQ=15°,∠PBC=60°,AB=600米,
在△PAB中,∠PAB=30°-15°=15°,易得∠BPA=30°,∠PBA=135°,所以=,
而sin 135°=sin(90°+45°)=cos 45°=,
所以PA=600米,
又因为∠PAQ=30°,PQ⊥AQ,
所以PQ=PA=300米.
3.(多选)在△ABC中,若sin C+sin(B-A)=sin 2A,则△ABC的形状为 ( )
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
【解析】选BC.由sin C+sin(B-A)=sin 2A,
因为sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B,且sin(B-A)=sin Bcos A-cos Bsin A,
可得2sin Bcos A=sin 2A=2sin Acos A,
所以cos A(sin B-sin A)=0,可得cos A=0或sin B=sin A,
因为A,B∈(0,π),所以A=或A=B,所以△ABC为直角三角形或等腰三角形.
题型四 正、余弦定理的综合问题
常考题型
正、余弦定理与面积(周长)的综合问题、正、余弦定理在平面几何中的应用、正、余弦定理与三角函数的综合问题
解题关键
掌握正、余弦定理、三角形面积公式、三角函数的性质、基本不等式等
核心素养
数学运算、逻辑推理
1.(2024·新高考Ⅰ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c, 已知sin C=cos B,a2+b2-c2=ab.
(1) 求 B;
(2) 若△ABC的面积为3+,求c.
【解析】(1)由余弦定理可得:cos C==,
因为C∈(0,π), 所以C=, 所以cos B=sin C=, 即cos B=,
因为 B∈(0,π),所以 B=.
(2) 由(1) 可得A=π-B-C=π, 设△ABC 外接圆的半径为R,
由正弦定理可得:===2R,所以b=R,c=R,
所以S△ABC=bcsin A=·R·R·=3+, 解得 R=2,
所以 c=2.
2.(2024·新高考Ⅱ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=2.
(1)求A.
(2)若a=2,bsin C=csin 2B,求△ABC的周长.
【解析】(1)方法一(辅助角公式):
由sin A+cos A=2可得sin A+cos A=1,即sin(A+)=1,
由于A∈(0,π)⇒A+∈(,),故A+=,解得A=.
方法二(同角三角函数的基本关系):
由sin A+cos A=2,又sin2A+cos2A=1,消去sin A得到:
4cos2A-4cos A+3=0⇔(2cos A-)2=0,解得cos A=,又A∈(0,π),故A=.
(2)由题设条件和正弦定理得,
bsin C=csin 2B⇔sin Bsin C=2sin Csin Bcos B,
又B,C∈(0,π),则sin Bsin C≠0,进而cos B=,得到B=,于是C=π-A-B=,
sin C=sin(π-A-B)=sin(A+B)=sin Acos B+sin Bcos A=,
由正弦定理可得,==,即==,解得b=2,c=+,
故△ABC的周长为2++3.
3.(2025·枣庄高一检测)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且bcos C=ccos B,P为△ABC内一点.
(1)证明:△ABC为等腰三角形;
(2)若A=60°,a=1,∠BPC=150°,求PA的最小值;
(3)若cos∠BAC=,∠PAB=∠PBC=∠PCA,PA=,求△PBC的面积.
【解析】(1)因为bcos C=ccos B,
由正弦定理可得sin Bcos C=sin Ccos B,即sin(B-C)=0,
又B,C∈(0,π),所以B-C∈(-π,π),所以B-C=0,即B=C,则b=c,
所以△ABC为等腰三角形.
(2)依题意可得△ABC是边长为1的等边三角形,
在△PBC中,设∠PBC=α(0<α<),
由正弦定理=,所以PC===2sin α,
在△APC中,∠PCA=-∠PCB=+α,
由余弦定理得PA2=PC2+AC2-2PC·ACcos∠PCA
=(2sin α)2+12-2×2sin α×1×cos(+α)
=4sin2α+1-4sin α(cos cos α-sin sin α)=6sin2α+1-2sin αcos α
=3(1-cos 2α)+1-sin 2α=4-2sin(2α+),
因为0<α<,所以<2α+<,所以当2α+=,即α=时,sin(2α+)=1,
此时(PA2)min=4-2,所以PAmin==-1.
(3)设∠BAC=θ,则cos θ=1-2sin2=,θ为锐角,
所以sin =,sin θ==.
在△ABC中,由余弦定理及AB=AC可得BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos θ=2AB2(1-cos θ)=4AB2sin2,所以BC=2ABsin ,
由∠ABC=∠ACB==-,且∠PBC=∠PCA,
所以∠PBA=∠PCB,又∠PAB=∠PBC,所以△PAB∽△PBC,
所以===,
所以PB=2PAsin ,PC=2PBsin =4PAsin2,
而∠BPC=π-∠PBC-∠PCB=π-∠PCA-∠PCB=π-∠ACB=π-(-)=+,
所以S△PBC=PB·PCsin∠BPC=×2PAsin ×4PAsin2×sin(+)=4PA2sin3cos =2PA2sin2sin θ=2×()2×=4.
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