内容正文:
东风高中2025级高一年级下学期三月月考
数学试题
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】.
2. 设为所在平面内一点,若,则下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据平面向量的线性运算可得答案.
【详解】因为,
所以,
故选:A
3. 已知平面向量,则在方向上的投影向量坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据向量的坐标运算结合投影向量的定义运算求解.
【详解】因为,则,
所以在方向上的投影向量坐标为.
故选:B.
4. 设向量,,若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用平行得到与的关系,进一步利用二倍角公式可得结果.
【详解】因为向量,, ,
所以存在使得,
所以,所以,
所以,
故选:C
5. 式子的值为( )
A. B. 10 C. 11 D. 12
【答案】C
【解析】
【详解】,
,
,
所以.
6. 已知正三角形ABC的边长为4,点P在边BC上,则的最小值为( )
A. 2 B. 1 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】选基底,用基向量表示出所求,由二次函数知识可得.
【详解】记,
因为,
所以.
故选:D
7. 在中,已知,,,为线段上的一点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题目信息结合三角恒等变换及向量的数量积公式解出三角形,建立平面直角坐标系,由为线段上的一点,则存在实数使得,求出点坐标,再根据,求出点坐标,从而得到,利用基本不等式即可求出答案.
【详解】中设,,,
因为,,
所以,
即,
所以,
因为,所以,
所以,又,所以,
又因为,所以,
又,所以,
在中,,,,
根据,所以,,
,
以所在的直线为轴,以所在的直线为轴建立直角坐标系,
可得,,,所以,,
为线段上的一点,
则存在实数使得,
设,,则,,
所以,则,
所以,,则,
所以,
当且仅当,即,时,等号成立,
此时,
所以的最小值为.
8. 已知平面向量,,,且已知向量与所成的角为,且对任意实数恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】先用平方去掉条件中的绝对值号,通过解不等式求出,再用向量的三角不等式求最小值.
【详解】平方去绝对值号,由,则,
根据向量与的条件可得,
化简可得,
令,由于函数开口向上,所以需要满足,所以.
观察所求式子内部,两者相减可将约掉,所以可用向量的三角不等式求解,
即,
又,
则的最小值为
二、多项选择题(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,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分)
9. 下列等式不成立的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据两角和余弦和正切公式分别判断AC,再根据二倍角的正弦和余弦公式分别判断BD.
【详解】对于A,,故A不成立;
对于B,,故B不成立;
对于C,,故C成立;
对于D,,故D不成立.
10. 下列结论正确的是( )
A. 为平面内一定点,若,则、、三点共线且
B. 非零向量,满足,则与的夹角为钝角
C. 若,与共线,且,则
D. 若非零向量,,满足,,则
【答案】AD
【解析】
【详解】对于A选项,对变形:
即,整理得,
与共线且有公共点,
因此三点共线,A正确,
对于B选项,当非零向量,反向共线时,夹角为,
此时,但不是钝角,B错误,
对于C选项,,,
与共线且的向量有两个:
和,并非只有,C错误,
对于D选项,设,
由得,两边平方:
展开得,
代入,得:
即,D正确.
11. 如图,为内任意一点,角的对边分别为.总有优美等式成立,因该图形酷似奔驰汽车车标,故又称为奔驰定理.则以下命题是真命题的有( )
A. 若是的重心,则有
B. 若成立,则是的内心
C. 若,则
D. 若是的外心,,则
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据重心性质可得,再由奔驰定理可判断A正确,结合内心性质以及奔驰定理可知,因此是的内心,即B正确;利用平面向量共线定理可知,计算可得C错误,再由外心性质以及三角换元结合辅助角公式,由三角函数值域计算可得D正确.
【详解】对于A,不妨取分别为的中点,如下图所示:
所以,,
同理可得,所以,
又因为,所以,即A正确;
对于B,记点到的距离分别为,
,
因为,所以,
即,又因为,所以,
因此是的内心,即B正确;
对于C,若,所以,
因此,,
可得
化简可得,
又因为不共线,所以,解得;
因此,
则,所以C错误;
对于D,若是的外心,,所以,
又易知,所以,
因为,则,
化简可得,由题意可得同时为负,
记,其中,则,
因为,所以,
可得,即,因此D正确.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 设的内角所对的边分别为,若,则____.
【答案】
【解析】
【分析】先对化简,然后利用余弦定理可求出角
【详解】解:由,得,即,
由余弦定理得,
因为,所以
故答案为:
【点睛】此题考查余弦定理的应用,属于基础题
13. 向量满足且,则与所成夹角的余弦值为___________.
【答案】
【解析】
【详解】由.
.
.
设夹角为,则.
14. 如图,在四边形中,,点E在边AD上,且,点为边(含端点)上一个动点,则的最小值为___.
【答案】45
【解析】
【分析】根据题意利用余弦定理算出,进而得到是边长等于的等边三角形,然后以为坐标原点建立平面直角坐标系,设,推导出用表示点的坐标的式子,从而得出关于的二次函数表达式,结合二次函数的性质得出答案.
【详解】以为坐标原点,AD、EB所在直线为x轴、y轴,建立平面直角坐标系,连接,
因为,
所以,可得,
所以,可得,,
结合,所以
因为中,,所以是边长等于的等边三角形,
由,
可得,所以,
设,即
可得,所以,
即,
由此可得,
所以,
由二次函数的性质,可知时,有最小值,最小值为.
四、解答题(本大题共5小题,共77分解答题应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知向量满足,且的夹角为60°.
(1)求;
(2)若,求实数λ的值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)应用向量数量积的运算律及定义求数量积;
(2)由向量垂直及数量积的运算律、定义列方程求参数值.
【小问1详解】
由;
【小问2详解】
由,则,
所以,可得.
16. 已知向量 ,,且的最小正周期为
(1)求的值;
(2)若,解方程;
(3)在中,为原点,,,且为锐角,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据已知条件并结合三角恒等变换求出的表达式,再根据的最小正周期为即可求出.
(2)根据求出的范围,结合已知条件即可确定的值.
(3)求出向量,及,根据是锐角,得到且向量,不共线,进而得到关于的不等式,求出的取值范围.
【小问1详解】
,
因为的最小正周期为,,所以,解得.
【小问2详解】
由得,,即,
所以,或,,
所以,或,,
又,所以.
【小问3详解】
因为,,所以,
因为为锐角,所以,解得.
若向量,共线,则,即,解得.
所以向量,不共线时,.
综上,m的取值范围为.
17. 如图,在斜坐标系中,,分别是与轴,轴正方向同向的单位向量,且,的夹角为,定义向量在该斜坐标系中的坐标为有序数对,记为.在斜坐标系中,完成如下问题:
(1)若,,求的坐标;
(2)若,,且,求实数的值;
(3)若,,求向量的夹角的余弦值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)用,表示,借助,的线性运算求解可得;
(2)用,表示,将转化为的运算,利用数量积的运算律求解可得;
(3)用,表示,利用,求及,再由两向量夹角公式可得.
【小问1详解】
若,,则,
则
故的坐标为.
【小问2详解】
若,,且,
则,,
由已知得,.
所以
,解得.
【小问3详解】
若,,
则,
,
所以,
又,
向量,的夹角的余弦值为.
18. 如图,的内角的对边分别为,是边的中点,点在边上,且满足,与交于点.
(1)试用,表示;
(2)若,,,求.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)根据平面向量线性运算法则得到,设,根据平面向量共线定理的推论求出,即可求出;
(2)首先用、表示出、,再根据数量积的运算律及定义计算可得.
【小问1详解】
因为,所以,即,
设,所以,
又、、三点共线,所以,解得,所以.
【小问2详解】
因为,
设,
又、、三点共线,所以,解得,所以,
所以,
又,即,
即,解得或(舍去).
19. 设O为坐标原点,定义非零向量的”相伴函数”为称为函数的“相伴向量”.
(1)设函数,求函数的相伴向量;
(2)记的“相伴函数”为,若方程在区间上有且仅有四个不同的实数解,求实数k的取值范围;
(3)已知点满足,向量的“相伴函数”在处取得最大值,当点M运动时,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由两角和差公式化简的解析式,进而根据定义找到的相应系数即可;
(2)根据题意可得,分离参数后,构造函数,作出分段函数的图象,数形结合法可知,函数的图象与直线有四个交点时实数k的取值范围;
(3)根据辅助角公式可得的解析式,根据最大值可得的表达式,根据倍角公式可用表示,令,根据已知不等式可得到m的范围,换元法可求得的取值范围.
【小问1详解】
因为,
所以函数的相伴向量
【小问2详解】
的“相伴函数”为,
方程,即,,
该方程有四个实数解,
所以,有四个实数解,
令,,
①当时,;
②当时,,
即
作出的图象,如图:
由图知,当函数的图象与直线有四个交点时,实数k的取值范围为.
【小问3详解】
向量的“相伴函数”,
其中,,,
当,即时,取得最大值,
所以,
所以.
由知,且,.
令,则,即,解得,
所以(),
因为在上单调递增,所以,
所以
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东风高中2025级高一年级下学期三月月考
数学试题
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. ( )
A. B. C. D.
2. 设为所在平面内一点,若,则下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 已知平面向量,则在方向上的投影向量坐标为( )
A. B. C. D.
4. 设向量,,若,则等于( )
A. B. C. D.
5. 式子的值为( )
A. B. 10 C. 11 D. 12
6. 已知正三角形ABC的边长为4,点P在边BC上,则的最小值为( )
A. 2 B. 1 C. D.
7. 在中,已知,,,为线段上的一点,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8. 已知平面向量,,,且已知向量与所成的角为,且对任意实数恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D. 4
二、多项选择题(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,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分)
9. 下列等式不成立的有( )
A. B.
C. D.
10. 下列结论正确的是( )
A. 为平面内一定点,若,则、、三点共线且
B. 非零向量,满足,则与的夹角为钝角
C. 若,与共线,且,则
D. 若非零向量,,满足,,则
11. 如图,为内任意一点,角的对边分别为.总有优美等式成立,因该图形酷似奔驰汽车车标,故又称为奔驰定理.则以下命题是真命题的有( )
A. 若是的重心,则有
B. 若成立,则是的内心
C. 若,则
D. 若是的外心,,则
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 设的内角所对的边分别为,若,则____.
13. 向量满足且,则与所成夹角的余弦值为___________.
14. 如图,在四边形中,,点E在边AD上,且,点为边(含端点)上一个动点,则的最小值为___.
四、解答题(本大题共5小题,共77分解答题应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知向量满足,且的夹角为60°.
(1)求;
(2)若,求实数λ的值.
16. 已知向量 ,,且的最小正周期为
(1)求的值;
(2)若,解方程;
(3)在中,为原点,,,且为锐角,求实数m的取值范围.
17. 如图,在斜坐标系中,,分别是与轴,轴正方向同向的单位向量,且,的夹角为,定义向量在该斜坐标系中的坐标为有序数对,记为.在斜坐标系中,完成如下问题:
(1)若,,求的坐标;
(2)若,,且,求实数的值;
(3)若,,求向量的夹角的余弦值.
18. 如图,的内角的对边分别为,是边的中点,点在边上,且满足,与交于点.
(1)试用,表示;
(2)若,,,求.
19. 设O为坐标原点,定义非零向量的”相伴函数”为称为函数的“相伴向量”.
(1)设函数,求函数的相伴向量;
(2)记的“相伴函数”为,若方程在区间上有且仅有四个不同的实数解,求实数k的取值范围;
(3)已知点满足,向量的“相伴函数”在处取得最大值,当点M运动时,求的取值范围.
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