内容正文:
高一数学
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上指定位置,在其他位置作答一律无效.
3. 本卷满分150分,考试时间120分钟.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题: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. 在复平面内,与复数对应的点位于
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
2. 已知平面向量,,则与的夹角大小为( )
A. B. C. D.
3. 已知,是的内角,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 已知函数,则在下列区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
5. 已知,则( )
A. B. C. D.
6. 已知,是两条不同的直线,是平面,则下列命题中正确的是( )
A. 若,,则,是异面直线
B. 若,,则
C. 若,,则
D. 若,,则
7. 在中,,在边上,平分.若,则的最小值是( )
A. 20 B. 18 C. 17 D. 16
8. 已知二面角的大小为,,,若,点到平面的距离为,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
二、选择题: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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知正方体,则( )
A. 平面
B.
C. 直线与直线所成的角的大小为
D. 直线与平面所成的角的大小为
10. 已知的内角,,的对边分别为,,,则下列关系中能确定的形状为直角三角形的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图,,是平面内相交成角的两条数轴,分别为轴,轴正方向上的单位向量.若,记,,则下列说法正确的是( )
A. 若,,则
B. 若,,则
C. 若点,则
D. 若点,,则的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知复数,则________.
13. 若单位向量的夹角为,向量,则在上的投影向量为________.(结果用表示)
14. 设锐角的内角,,的对边分别为,,,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. 已知函数,,,函数图象的相邻对称轴的距离为,且.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向左平移个单位长度后得到函数的图象,求函数在上的值域.
16. 已知,均为锐角,.
(1)求的值;
(2)若,求的值.
17. 在等腰梯形中,,,,是的中点,与交于点,设,.
(1)用,表示;
(2)若是边上的动点,求的最大值.
18. 如图,在三棱锥中,平面.
(1)若,求证:平面平面;
(2)已知为的中点,,F是棱上的一点.
(i)若平面,求;
(ii)若平面,试判断的形状,并给出证明.
19. 在中,内角,,的对边分别为,,,是边上靠近的四等分点.
(1)若.
(i)求证:对于边上任一点,;
(ii)若,求.
(2)若,,求的最大值.
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高一数学
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上指定位置,在其他位置作答一律无效.
3. 本卷满分150分,考试时间120分钟.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题: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. 在复平面内,与复数对应的点位于
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】D
【解析】
【分析】应用复数除法的运算法则,简化复数,最后确定复数对应的点的位置.
【详解】,复数对应的点为,它在第四象限,故本题选D.
【点睛】本题考查通过复数的除法运算法则,化简后判断复数对应的点的位置.
2. 已知平面向量,,则与的夹角大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据向量夹角公式的坐标表示求解即可.
【详解】因为向量,,
所以,,,
所以,
因为,所以与的夹角为.
3. 已知,是的内角,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据余弦函数的单调性判断即可.
【详解】因为是的内角,且,所以.
因为在上单调递减,所以,故充分性成立;
反之,在上单调递减,.
若,则,故必要性成立,
所以在中,“”是“”的充要条件.
4. 已知函数,则在下列区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由,求解即可.
【详解】由;
令得:,
令得:
令得:,
结合选项可知ABD错误,C正确.
5. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由同角三角函数的基本关系及二倍角公式求解.
【详解】由,得,得,
则.
6. 已知,是两条不同的直线,是平面,则下列命题中正确的是( )
A. 若,,则,是异面直线
B. 若,,则
C. 若,,则
D. 若,,则
【答案】D
【解析】
【详解】对于A,若,,则或与相交或,是异面直线,故A错误;
对于B,若,,则或与相交或,是异面直线,故B错误;
对于C,,,则或,故C错误;
对于D,若,,则,故D正确.
7. 在中,,在边上,平分.若,则的最小值是( )
A. 20 B. 18 C. 17 D. 16
【答案】B
【解析】
【分析】根据三角形的面积公式以及基本不等式求解即可.
【详解】
已知AD是的角平分线,,因此.
则.
设,,则,
化简得.
.
由基本不等式,,当且仅当即时取等号.
所以,此时,满足条件,故最小值为18.
8. 已知二面角的大小为,,,若,点到平面的距离为,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】通过作垂线将空间问题转化为平面问题,先利用二面角的平面角求出斜线的长度,再在另一个直角三角形中由已知角计算目标线段.
【详解】过点A作平面,垂足为O,由题意得.
因为平面,所以.
过O作,连接AH.
因为平面,,所以平面.
则,因此是二面角的平面角,即.
在中,.
在,,因此.
二、选择题: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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知正方体,则( )
A. 平面
B.
C. 直线与直线所成的角的大小为
D. 直线与平面所成的角的大小为
【答案】ABD
【解析】
【分析】A.通过证明线线平行,得到线面平行;B.通过线面垂直证明线线垂直;C.利用线线平行,转化为直线与直线所成的角求解;D.利用线面角的定义找到线面角求解.
【详解】选项 A,在正方体中:,,所以四边形是平行四边形,
所以,又平面,平面,
所以平面, A 正确;
选项 B,连接,正方形中,,
又平面,平面,所以,
因为,平面,所以平面,
又平面,故,B 正确;
选项 C,正方体中,异面直线夹角等价于与夹角,
连接,三边都是正方体面对角线,所以为等边三角形,
所以,直线与直线所成的角的大小为,C 错误;
选项 D,因为底面,所以是直线与平面所成角,
正方形中,为等腰直角三角形,,
所以直线与平面所成角为,D 正确.
10. 已知的内角,,的对边分别为,,,则下列关系中能确定的形状为直角三角形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】A项利用正弦定理边化角进行判定;B项由正弦定理判定直角三角形;
C项利用余弦定理和勾股定理进行判定;D项正弦定理和二倍角公式进行判定.
【详解】对于A,由正弦定理可知,,,
.
所以,且,,,得,
所以三角形为等边三角形,故A错误;
对于B,根据正弦定理:且,
所以,,
又因为,, 所以,,故三角形为直角三角形,故B正确;
对于C,由余弦定理得.
又,所以,满足勾股定理,三角形为直角三角形,C正确;
对于D,由正弦定理得: .
当,即,此时三角形为等腰三角形;
当时,即,所以,所以此时为直角三角形.
故可能为等腰三角形,可能为直角三角形,故D错误.
11. 如图,,是平面内相交成角的两条数轴,分别为轴,轴正方向上的单位向量.若,记,,则下列说法正确的是( )
A. 若,,则
B. 若,,则
C. 若点,则
D. 若点,,则的最小值为
【答案】AC
【解析】
【分析】运用向量的加法运算,数量积运算法则,模长公式逐个求解可得答案.
【详解】由已知得,,
对于A,若,,
则,故A正确;
对于B,若,,
则
,故B错误;
对于C,若点,则,
故C正确;
对于D,若点,,
则,,
所以,故D错误.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知复数,则________.
【答案】4
【解析】
【详解】复数,,
所以.
13. 若单位向量的夹角为,向量,则在上的投影向量为________.(结果用表示)
【答案】
【解析】
【详解】在上的投影向量为.
14. 设锐角的内角,,的对边分别为,,,若,则________,的最小值为________.
【答案】 ①. ②. 7
【解析】
【分析】第一空,由余弦定理、正弦定理,边化角化简即可求解;第二空,结合基本不等式即可求解.
【详解】因为,
由余弦定理得,
再由正弦定理得,
又
,所以,
在中,所以,,
所以,所以,又,所以,
故;
则
,
因为为锐角三角形,
所以,解得,所以,
则,
当时,取等号,
故的最小值为7.
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. 已知函数,,,函数图象的相邻对称轴的距离为,且.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向左平移个单位长度后得到函数的图象,求函数在上的值域.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先根据正弦函数的周期求出,进而求出,从而得到函数解析式.
(2)先根据正弦函数的平移规则求出,然后求出余弦函数的值域.
【小问1详解】
因为函数的最小正周期为,所以,
即,因为,所以,即.
因为,所以,因为,所以,
所以.
【小问2详解】
因为,
因为,所以,
所以,
所以的值域为.
16. 已知,均为锐角,.
(1)求的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由及,均为锐角,可得;
(2)法1:求解;法2:设,由求解.
【小问1详解】
因为,
所以,
即,
所以,
因为,所以,
所以.
【小问2详解】
法1:由(1),所以,
所以,即.
因为,且,
所以,
,
所以.
法2:设,因为,所以.
因为,所以.
因为,
所以
,
所以.
17. 在等腰梯形中,,,,是的中点,与交于点,设,.
(1)用,表示;
(2)若是边上的动点,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由平面向量的线性运算求解;
(2)法一,设,,由数量积运算求解;
法二,,,下求的最小值,过作,为垂足,所以求解.
【小问1详解】
因为,
因为等腰梯形,,,为中点,
所以,所以.
【小问2详解】
法1:设,,
所以;
因为,,所以,
由(1)知,
所以.
所以,
过,作的垂线,垂足为,,则,
所以在直角三角形中,,
因为在三角形中,,
即,所以,即,,
因为,
所以,
所以当时,的最大值为.
法2:因为,,所以,
所以.
过,作的垂线,垂足为,,则,
所以在直角三角形中,,
因为在三角形中,,
所以,即,
所以,
因为,
因为,所以,得,
则,
所以,
下求的最小值,过作,为垂足,
所以,
所以当且仅当在处,此时原式最大值为.
18. 如图,在三棱锥中,平面.
(1)若,求证:平面平面;
(2)已知为的中点,,F是棱上的一点.
(i)若平面,求;
(ii)若平面,试判断的形状,并给出证明.
【答案】(1)因为平面,平面,
所以,
因为,所以,平面,
所以平面.
因为平面,所以平面平面.
(2)(i)2;
(ii)是等腰三角形,理由如下:
因为平面,平面,
所以平面平面.
因为平面,平面,
所以平面平面.
法1:在平面内过作,
因为平面,平面平面,平面平面,
所以平面;
同理,过作,可知平面.
因为过平面外一点有且只有一条直线与该平面垂直,
所以,重合,由于,
所以,,重合,
所以,
因为为中点,故,即是等腰三角形.
法2:证明结论:设,,是平面,若,,,则.
因为,设,在内作,则,
同理,可设,,,则,
所以,
因为,,所以,因为,,所以.
所以.
因为平面平面,所以平面,
因为平面,所以,
因为为中点,故,即是等腰三角形.
【解析】
【分析】(1)使用线面垂直判定定理与面面垂直判定定理证明;
(2)(ⅰ)使用线面平行的性质定理与向量共线求解;
(ⅱ)使用面面垂直性质定理与三角形三线合一证明.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
连接并延长交于点,连接.
(ⅰ)因为平面,平面,平面平面,
所以.
因为,是中点,
所以是的重心,是的中点,
所以.
(ⅱ)略
19. 在中,内角,,的对边分别为,,,是边上靠近的四等分点.
(1)若.
(i)求证:对于边上任一点,;
(ii)若,求.
(2)若,,求的最大值.
【答案】(1)(i)因为,取中点,则,
设为的中点,连接,因为是靠近的四等分点,
所以.
因为
,
因为,所以,即证.
(ii)
(2)
【解析】
【分析】(1)(i)取中点,的中点,进而得,再结合向量运算律得,最后结合直角三角形性质即可证明;
(ii)设,则,在和中,根据正弦定理求得,方法1:根据三角形内角和定理得,进而结合诱导公式,二倍角公式求得;方法2:根据题意得,再结合已知和三角形内角和定理求得,最后根据齐次式求解即可;方法3:设的中点为,连接,设,进而得,,,,再在中,结合正弦定理列方程即可求解.
(2)设,,,则,进而在中,由正弦定理求得,,再在中,由余弦定理得,,其中,再根据三角函数性质求解即可.
【小问1详解】
(1)(i)略
(ii)设,则,
在和中,由正弦定理得,
,,
因为,,
所以,即,
因为,所以.
方法1:因为,所以,
所以,
所以,即,
因为,所以.
方法2:所以,
因为,,,
所以.
因为,
解得或.
设中点为,则,
因为在与中,,,
所以与相似,即,
所以,
所以,即,即,此时.
方法3:设的中点为,连接,因为,
所以,
设,在中,,,
因为为四等分点,则,
所以,
在中,由正弦定理得,
,即,
化简得,,因为,
所以,.
【小问2详解】
解:设,,因为是靠近的四等分点,所以,
设,则在中,由正弦定理得,
,
所以,.
在中,由余弦定理得,
所以
,其中,
所以,当且仅当,即时取得最大值,此时,
所以.
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