内容正文:
数学试题
(满分:150分,考试时间:120分钟)
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. 与角的终边相同的最小正角是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意,则与角的终边相同的最小正角是.
2. 在中,若,则角等于( )
A. 60° B. 45° C. 30° D. 15°
【答案】C
【解析】
【详解】由正弦定理可得,即,解得,
所以或,又因,则不符合题意,故.
3. 已知平面向量,,则向量在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】,,,向量在上的投影向量为.
4. 将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,
所以,
所以.
5. 在平面直角坐标系中,如图所示,将一个半径为1的圆盘固定在平面上,圆盘的圆心与原点重合,圆盘上缠绕着一条没有弹性的细线,细线的端头(开始时与圆盘上点重合)系着一支铅笔,让细线始终保持与圆相切的状态展开,切点为,细绳的粗细忽略不计,当时,点与点之间的距离为( )
A. B. C. 2 D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据扇形的弧长公式,和展开过程中的长度关系即可.
【详解】展开过程中:
,
,
故选:D.
6. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】应用两角和余弦公式结合同角三角函数关系计算,最后应用两角差余弦公式求解.
【详解】因为,所以,
又因为,则,即得,
所以,且,
则.
7. 已知函数则“的最小正周期大于4”是“在上单调递增”的( )
A. 充要条件
B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件
D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【详解】,所以,
令,
解得,
当时,单调递增区间为,
若在上单调递增,则,即,
所以,
因为真包含于,
所以“的最小正周期大于4”能推出“在上单调递增”,
“在上单调递增”推不出“的最小正周期大于4”,
所以“的最小正周期大于4”是“在上单调递增”的充分不必要条件.
8. 在中,角为锐角,的面积为4,且,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用三角恒等变换、正弦定理等知识判断出是直角三角形,利用基本不等式求得周长的最小值.
【详解】由,得,即.
而,
所以,即.
由于为锐角,所以,,
所以与异号或,
若,即,
又,,则,,
所以,即,此不等式组无解,所以不成立.
同理可得不成立.
所以,
即,所以,,即为直角三角形.
由题意知,,即,所以.
所以的周长,
当且仅当时,等号成立.
所以周长的最小值为.
二、多选题(本题共9小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知函数,则( )
A. 是偶函数
B. 的最小正周期为
C. 的图象关于直线对称
D. 在上的值域为
【答案】BC
【解析】
【分析】根据偶函数的定义判断A;根据余弦型函数的性质判断BCD.
【详解】对于A:,显然,所以不是偶函数,A错误.
对于B:的最小正周期为,B正确.
对于C:当时, ,
余弦函数在对称轴处取最值,所以是的对称轴,C正确.
对于D:当时,,则,
所以在上的值域为,D错误.
10. 已知都是单位向量,且,则下列结论正确的有( ).
A. B.
C. 与的夹角为 D. 存在,使得
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据向量的数量积,模长,求两向量的夹角公式计算即可.
【详解】对于,,故正确;
对于,,,所以,故正确;
对于,设与的夹角为,,则,所以,故错误;
对于,假设存在,使得,则,因为是单位向量,所以,所以假设成立,故正确.
故选:.
11. 已知函数有两个零点,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】以方程的两个零点、为核心,先利用单位圆推导出和的周期性,结合函数图象判断、,再将、代入表达式,结合三角函数在对应区间的符号、单调性,通过变形化简与符号分析,完成对和的正负判断,从而验证各选项正误.
【详解】设,作单位圆,与轴交于,则,过点作垂直于轴,交射线于点,连接.
由三角函数的定义可知,,设扇形的面积为.
则,即,故,当时,有不等式;
已知函数,,令得.
由与图象与性质得零点:,.
满足,,且;.
对于选项A,画出与的函数图象,
如图:
可以看出,故,故A正确;
对于选项B,的最小正周期为,由图象可知,所以,故B错误;
选项C:因为.
所以
因为,所以
而,但,且在为增函数.
故,故,故C正确.
选项D:因为,,
所以.
因为,,
所以,,,,则.
由的零点性质,且,
又在上单调递减,
故,即,得.
因此,即,D正确
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知平面向量,满足,,,则=______
【答案】12
【解析】
【详解】因为,,,
所以.
13. 在中,,,,则的面积为______.
【答案】
【解析】
【分析】先利用两角和的正弦公式求出 ,再由正弦定理算出sin并结合边角大小确定,接着用三角形内角和求出,最后代入两边及夹角正弦的面积公式化简,求得三角形面积.
【详解】由正弦定理:,代入得.
而.
故.
因为,故为锐角,.
.
面积
14. 已知函数()的图象关于直线对称,则______.
【答案】##
【解析】
【分析】由辅助角公式可得,由函数图象关于对称推出,求出,再由二倍角的正切公式计算即得.
【详解】,其中满足,
因为该函数图象关于对称,所以,即,
则,
故.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知,,且,
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求角的大小.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用正切和角公式求解即可;
(2)利用二倍角公式正余弦化简即可求解;
(3)根据角的范围及正切和角公式求解即可.
【小问1详解】
由,,
所以.
【小问2详解】
由,所以.
【小问3详解】
由,,则,
又,则,
又,则,
又,,则,
所以.
16. 已知.
(1)求函数的最小正周期;
(2)求函数的单调增区间;
(3)将函数的图象上的所有点沿向量平移,得到的图象.若图象关于点对称,求函数的解析式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用二倍角公式和辅助角公式化简,然后根据周期公式即可求解;
(2)根据正弦函数的单调增区间即可求解;
(3)首先根据图像平移得出,然后根据正弦函数的对称性求出.
【小问1详解】
因为 ,
所以函数的最小正周期为.
【小问2详解】
由,可得,
所以函数的单调增区间为.
【小问3详解】
将函数的图象上的所有点沿向量平移,
得到的图象,所以,
由的图象关于点对称,可得 ,
所以,解得,
又,当时,,故.
17. 已知,,分别为三边,,所对的角,,向量,,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,求的周长.
(3)若点是边上一点,且,,求的面积.
【答案】(1);
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1)计算向量数量积,利用三角函数和角公式及三角形内角和性质,化简得出,进而求角;
(2)由面积公式求出,再通过余弦定理及完全平方公式求出,最后计算周长;
(3)利用中点向量表示,平方后结合余弦定理得到的方程联立求解,再根据面积公式求面积.
【小问1详解】
由已知向量,,
得,
因为,所以,即,
又,所以,
又,则,所以,所以;
【小问2详解】
由已知,,且,得,
由余弦定理,又,得,
所以或(舍),
故的周长为;
【小问3详解】
因为点是边上一点,且,所以是的中点,
所以,两边平方得,
又,,所以,即①,
又,,由余弦定理,得②,
①②联立得,
故的面积.
18. 摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施,游客坐在摩天轮的座舱里慢慢地往上转,可以从高处俯瞰四周景色.如图,某摩天轮最高点距离地面高度为,转盘直径为,设置有48个座舱,开启后按逆时针方向匀速旋转,游客在座舱转到距离地面最近的位置进舱,转一周大约需要.
(1)游客甲坐上摩天轮的座舱,开始转动后距离地面的高度为,求在转动一周的过程中,关于的函数解析式;
(2)当座舱距离地面的高度超过92.5m时,人的心跳速度就会加快,因此这段时间被称为“心跳加速时刻”,求游客甲在开始转动一周的过程中,处于“心跳加速时刻”的时间段;
(3)①请利用所学知识证明;
②若甲、乙两人分别坐在两个相邻的座舱里,在运行一周的过程中,求两人距离地面的高度差(单位:)关于的函数解析式,并求高度差的最大值(,精确到).
【答案】(1),
(2)第到
(3)①证明见解析;②,
【解析】
【分析】(1)以轴心为原点建立平面直角坐标系,结合初始位置、角速度等条件,用正弦型函数刻画座舱高度随时间的变化,即可将圆周运动转化为三角函数模型;
(2)通过高度建立不等式,结合正弦函数的单调区间,求解对应的时间范围即可;
(3)①利用两角和与差的正弦公式展开并合并同类项,即可进行推导;
②先根据相邻座舱的圆心角确定乙的高度函数,再做差得到高度差表达式,然后结合和差化积公式化简并求解最大值.
【小问1详解】
如图,设座舱距离地面最近的位置为点,以轴心为原点,与地面平行的直线为轴建立直角坐标系.
当时,,此时游客甲位于点,
取以为终边的角为,根据摩天轮转一周大约需要,
可知座舱转动的角速度约为,
所以,.
【小问2详解】
由得:,
即,解得:,
故第到为“心跳加速时刻”.
【小问3详解】
①因为,
所以
.
②如图,甲、乙两人的位置分别用点表示,则,
经过后甲距离地面的高度为,
点相对于点始终落后,
此时乙距离地面的高度为,
则甲、乙距离地面的高度差:
利用,
可得,.
当(或),即(或)时,的最大值为,
所以,甲、乙两人距离地面的高度差的最大值约为.
19. 已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且.
(1)求角A的大小;
(2)当时,
(ⅰ)设BC,AC边上的两条中线AD,BE相交于点G,求的最大值;
(ⅱ)求值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ).
【解析】
【分析】(1)运用正弦定理对进行转化,得出,再由角的范围得出角即可;
(2)(ⅰ)运用余弦定理得出,再应用向量基本定理结合为重心得出,最后应用数量积公式及运算律结合基本不等式计算求解;(ⅱ)应用数量积公式计算结合正弦定理化简,再应用三角恒等变换化简求解.
【小问1详解】
因为,
由正弦定理可得,,
即,
整理得.
因为,所以,
所以,即,化简.
又因为,所以,即得.
【小问2详解】
由余弦定理得,且,即得,即,
在中,,所以,
,
所以
,
因为,所以,解得,当且仅当时取等号.
所以,所以当且仅当时取最大值.
(ⅱ)由正弦定理,得,
又因为,所以,
所以
,
所以,所以.
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
数学试题
(满分:150分,考试时间:120分钟)
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. 与角的终边相同的最小正角是( )
A. B. C. D.
2. 在中,若,则角等于( )
A. 60° B. 45° C. 30° D. 15°
3. 已知平面向量,,则向量在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
4. 将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则( )
A. B. C. D.
5. 在平面直角坐标系中,如图所示,将一个半径为1的圆盘固定在平面上,圆盘的圆心与原点重合,圆盘上缠绕着一条没有弹性的细线,细线的端头(开始时与圆盘上点重合)系着一支铅笔,让细线始终保持与圆相切的状态展开,切点为,细绳的粗细忽略不计,当时,点与点之间的距离为( )
A. B. C. 2 D.
6. 已知,则( )
A. B. C. D.
7. 已知函数则“的最小正周期大于4”是“在上单调递增”的( )
A. 充要条件
B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件
D. 既不充分也不必要条件
8. 在中,角为锐角,的面积为4,且,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本题共9小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知函数,则( )
A. 是偶函数
B. 的最小正周期为
C. 的图象关于直线对称
D. 在上的值域为
10. 已知都是单位向量,且,则下列结论正确的有( ).
A. B.
C. 与的夹角为 D. 存在,使得
11. 已知函数有两个零点,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知平面向量,满足,,,则=______
13. 在中,,,,则的面积为______.
14. 已知函数()的图象关于直线对称,则______.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知,,且,
(1)求的值;
(2)求的值;
(3)求角的大小.
16. 已知.
(1)求函数的最小正周期;
(2)求函数的单调增区间;
(3)将函数的图象上的所有点沿向量平移,得到的图象.若图象关于点对称,求函数的解析式.
17. 已知,,分别为三边,,所对的角,,向量,,且.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为,求的周长.
(3)若点是边上一点,且,,求的面积.
18. 摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施,游客坐在摩天轮的座舱里慢慢地往上转,可以从高处俯瞰四周景色.如图,某摩天轮最高点距离地面高度为,转盘直径为,设置有48个座舱,开启后按逆时针方向匀速旋转,游客在座舱转到距离地面最近的位置进舱,转一周大约需要.
(1)游客甲坐上摩天轮的座舱,开始转动后距离地面的高度为,求在转动一周的过程中,关于的函数解析式;
(2)当座舱距离地面的高度超过92.5m时,人的心跳速度就会加快,因此这段时间被称为“心跳加速时刻”,求游客甲在开始转动一周的过程中,处于“心跳加速时刻”的时间段;
(3)①请利用所学知识证明;
②若甲、乙两人分别坐在两个相邻的座舱里,在运行一周的过程中,求两人距离地面的高度差(单位:)关于的函数解析式,并求高度差的最大值(,精确到).
19. 已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且.
(1)求角A的大小;
(2)当时,
(ⅰ)设BC,AC边上的两条中线AD,BE相交于点G,求的最大值;
(ⅱ)求值.
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$