2019-2020学年西安市西工大附中高一(下)第一次测试数学试卷(3月份)(含解析)
2019-2020学年西安市西工大附中高一(下)第一次测试数学试卷(3月
份)
一、单项选择题(本大题共12小题,共36.0分) 1. 在△ABC 中,若
c 2?a 2b 2+ab
=1,则∠C 的大小为( )
A. π
6
B. π
3 C. 2π
3
D. 5π
6
2. 已知点A(1,0),B(2,1),向量a ? =(2,λ),若a ? //AB ????? ,则实数λ的值为( ).
A. ?2
B. 2
C. ?1
2
D. 1
2
3. 已知△ABC 中,a =10,b =5√6,A =45°,则B 等于 ( )
A. 60°
B. 120°
C. 30°
D. 60°或120°
4. 设向量a ? =(x,x +2),b ? =(2,3),且a ? ⊥b ? ,则x =( )
A. 1
B. ?1
C. 6
5
D. ?6
5
5. 某船开始看见灯塔A 时,灯塔A 在船南偏东30°方向,后来船沿南偏东60°的方向航行45km 后,
看见灯塔A 在船正西方向,则这时船与灯塔A 的距离是( )
A. 15√2km
B. 30km
C. 15km
D. 15√3km
6. 在△ABC 中,已知a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,若a
b =cosB
cosA ,则△ABC 的形状为( )
A. 等腰三角形
B. 直角三角形
C. 等腰直角三角形
D. 等腰三角形或直角三角形
7. 设M 是△ABC 边BC 上任意一点,且2AN ?????? =NM ??????? ,若AN ?????? =λAB ????? +μAC
????? ,则λ+μ的值为( ) A. 1
4
B. 1
3
C. 1
2
D. 1
8. 在平行四边形ABCD 中,AB =2,AD =4,则AC ????? ?BD
?????? =( ) A. 8 B. 12 C. ?12 D. ?8
9. 已知O 是△ABC 所在平面内一点,且满足BA ????? ?OA ????? +|BC ????? |2=AB ????? ?OB ?????? +|AC
????? |2,则点O( ) A. 在AB 边的高所在的直线上 B. 在∠C 平分线所在的直线上 C. 在AB 边的中线所在的直线上
D. 是△ABC 的外心
10. 在△ABC 中,∠B =30°,b =10,c =16,则sin C 等于( )
A. 3
5
B. ±3
5
C. ±4
5
D. 4
5
11. 已知平面向量a ? =(1,3),b ? =(?3,x),且a ? //b ? ,则a ? ?b ? =( )
A. ?30
B. 20
C. 15
D. 0
12. 已知△ABC 的面积为S ,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若4S =a 2?(b ?c)2,
bc =4,则S =( )
A. 2
B. 4
C. √3
D. 2√3
二、填空题(本大题共6小题,共18.0分)
13. 在△ABC 中,若C =30°,AC =3√3,AB =3,则△ABC 的面积为______ .
14. 已知点A(?1,1)、B(1,2)、C(?2,1)、D(3,4),则向量AB ????? 在CD ????? 方向上的投影为______ . 15. 已知a ? =i ?2j ,b ? =i +k j ,且a ? 与b ? 的夹角为锐角,则实数k 的取值范围是______. 16. 在△ABC 中,sin A =3
4,a =10,则边长c 的取值范围是_______. 17. 在ΔABC 中,若b =5,B =π
4,sinA =1
3,则a =___________.
18. 如图,在平面四边形ABCD 中,∠CAD =π
2,AD =2,AB =BC =CA =4,E ,F 分别为边BC ,
CD 的中点,则AE
????? ?AF ????? = __________.
三、解答题(本大题共5小题,共46.0分)
19. 如图在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别是BC ,DC 的中点,AB ????? =a ? ,AD ?????? =b ? ,
(1)a ? ,b ? 表示BF ?????
和DE ?????? . (2)e 1??? ,e 2??? 是两个不共线的向量,AB ????? =e 1??? +e 2??? ,BC ????? =2e 1??? ?3e 2??? ,CD ????? =2e 1??? ?k e 2??? ,且A ,C ,D 三点共线,求k 的值
20.已知向量a?=(√5,sin2α),b? =(cos2α,√15).
(1)若a?⊥b? ,且α∈(π
2
,π),求角α的值;
(2)若a??b? =?8√5
5,且α∈(5π
12
,2π
3
),求sin2α的值.
21.已知向量a?=(√3,?1),b? =(1
2,√3 2
).
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)求(a?+b? )?b? 的值;
(Ⅲ)求|2a?+3b? |的值.
22.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=2,acosC+ccosA+√2bcosB=0.
(1)求B;
(2)若BC边的中线AM长为√5,求△ABC的面积.
23.已知a,b,c分别为锐角△ABC三个内角A,B,C的对边,且(a+b)(sinA?sinB)=(c?b)sinC.
(1)求∠A的大小;
(2)求sin(π
2+B)?2sin2C
2
的取值范围.
【答案与解析】1.答案:C
解析:解:∵c2?a2
b2+ab
=1,即a2+b2?c2=?ab,
∴cosC=a2+b2?c2
2ab =?ab
2ab
=?1
2
,
∵∠C为三角形的内角,
∴∠C=2π
3
.
故选:C.
利用余弦定理表示出cos C,将已知等式变形后代入求出cos C的值,即可确定出C的度数.此题考查了余弦定理,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握余弦定理是解本题的关键.2.答案:B
解析:
本题考查了向量共线的坐标表示,属于基础题.
利用向量共线定理即可得出.
解:AB
????? =(1,1).
∵a?//AB
????? ,∴λ?2=0.
∴λ=2,
故选:B.
3.答案:D
解析:
本题考查正弦定理的应用,注意特殊角的三角函数值的求法.
直接利用正弦定理求出B的三角函数值,然后求出角的大小.
解:因为△ABC中,a=10,b=5√6,A=45°,
由正弦定理可知,sinB=bsinA
a =5√6×
√2
2
10
=√3
2
,
又b>a,0°
所以B>A,
所以B=60°或120°.
故选D.
4.答案:D
解析:
本题主要考查两个向量垂直的性质,两个向量的数量积公式,属于基础题.由题意利用两个向量垂直的性质,两个向量的数量积公式,求得x的值.解:∵向量a?=(x,x+2),b? =(2,3),
且a?⊥b? ,
∴a?·b? =2x+3(x+2)=5x+6=0,
∴x=?6
5
,
故选D.
5.答案:D
解析:解:根据题意画出图形,如图所示,
可得∠DAB=60°,∠DAC=30°,AB=45km,
∴∠CAB=30°,∠ACB=120°,
在△ABC中,利用正弦定理得:45
sin120°=BC
sin30°
∴BC=15√3(km),
则这时船与灯塔的距离是15√3km.
故选:D.
根据题意画出图形,如图所示,求出∠CAB与∠ACB的度数,在三角形ABC中,利用正弦定理列出关系式,将各自的值代入即可求出BC的长.
此题考查了正弦定理,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握正弦定理是解本题的关键.
6.答案:D
解析:
本题考查正弦定理,三角形的形状的判断,属于基础题.
利用正弦定理化简acosA =bcosB ,通过二倍角公式,求出A 与B 的关系,得到三角形的形状. 解:在△ABC 中,∠A ,∠B ,∠C 所对边分别为a ,b ,c ,若acosA =bcosB , 所以sinAcosA =sinBcosB ,即sin2A =sin2B , 所以2A =2B 或2A =π?2B , 所以A =B 或A +B =90°.
所以三角形是等腰三角形或直角三角形. 故选:D .
7.答案:B
解析:解:因为M 是△ABC 边BC 上任意一点,设AM ?????? =m AB ????? +n AC
????? ,且m +n =1, 又AN ?????? =13AM ?????? =1
3(m AB ????? +n AC ????? )=λAB ????? +μAC ????? ,所以λ+μ=13(m +n)=13
. 故选B .
利用平面向量基本定理可得,设AM ?????? =m AB ????? +n AC ????? ,且m +n =1,又AN ?????? =13AM ?????? =1
3
(m AB ????? +n AC ????? )=λAB ????? +μAC
????? ,即可解得结论. 本题主要考查平面向量基本定理的应用,属于基础题.
8.答案:B
解析:解:∵AB =2,AD =4,
则AC ????? ?BD ?????? =(AB ????? +BC ????? )(AD ?????? ?AB ????? )=(AB ????? +AD ?????? )(AD ?????? ?AB ????? )=AD ?????? 2
?AB ????? 2
=16?4=12, 故选:B .
根据向量的几何意义和向量的数量积计算即可. 本题考查了向量的几何意义和向量的数量积属于基础题.
9.答案:A
解析:
取AB 的中点D ,利用BA ????? ?OA ????? +|BC ????? |2=AB ????? ?OB ?????? +|AC ????? |2,化简可得BA ????? ?2OC ????? =0,从而可得点O 在AB 边的高所在的直线上.
本题考查向量知识的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
解:取AB 的中点D ,则∵BA ????? ?OA ????? +|BC ????? |2=AB ????? ?OB ?????? +|AC
????? |2 ∴BA ????? ?(OA ????? +OB ?????? )=?|BC ????? |2+|AC ????? |2 ∴BA ????? ?2OD ?????? =AB ????? ?(?2CD ????? ) ∴BA ????? ?2OC ????? =0 ∴BA
????? ⊥OC ????? ∴点O 在AB 边的高所在的直线上 故选A .
10.答案:D
解析:解:△ABC 中,∠B =30°,b =10,c =16, 由正弦定理得,b
sinB =c
sinC , ∴sinC =
csinB b
=
16×1
2
10
=4
5
. 故选:D .
根据题意,利用正弦定理求得sin C 的值. 本题考查了正弦定理的应用问题,是基础题.
11.答案:A
解析:解:∵平面向量a ? =(1,3),b ? =(?3,x), 且a ? //b ? , ∴
?31
=x
3
,解得x =?9,
∴b ? =(?3,?9),
∴a ? ?b ? =?3?27=?30. 故选A .
由平面向量a ? =(1,3),b ? =(?3,x),且a ? //b ? ,知?31=x
3,解得x =?9,由此能求出a ? ?b ? .
本题考查平面向量的数量积的运算,是基础题.解题时要认真审题,仔细解答.
12.答案:A
解析:解:∵4S =a 2?(b ?c)2,bc =4,
∴4×1
2bcsinA =2bc ?(b 2+c 2?a 2),可得:8sinA =8?8cosA ,可得:sinA +cosA =1,
∴可得:sin(A +π4)=√2
2,
∵0 4 4<3π4 , ∴A +π 4= 3π 4 ,解得:A =π 2, ∴S =12bc =2. 故选:A . 由已知利用三角形面积公式,余弦定理,三角函数恒等变换的应用可求sin(A +π 4 )=√2 2 ,结合A 的范 围可得:π4 3π4 ,进而可求A 的值,利用三角形面积公式即可计算得解. 本题主要考查了三角形面积公式,余弦定理,三角函数恒等变换的应用在解三角形中的综合应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题. 13.答案:9√32或9√3 4 . 解析: 本题主要考查了正弦定理,三角形的面积公式的应用,属于基本知识的考查. 由正弦定理可得sinB =√3 2 ,故可得B =60°或120°,由三角形面积公式分情况讨论即可得解. 解:∵由正弦定理可得:, ∴B =60°或120°, 当B =60°时, 那么A =90°, △ABC 的面积=1 2×3√3×3= 9√32 . 当B =120°时, A =180°?120°?30°=30°. △ABC 的面积=1 2AC ?ABsinA =1 2×3√3×3×sin30°= 9√34 . 故答案为: 9√32 或 9√34 . 14.答案:13√34 34 解析: 利用平面向量的数量积、向量的投影定义即可得出. 本题考查了平面向量的数量积、向量的投影,属于基础题. 解:∵AB ????? =(2,1),CD ????? =(5,3). 设AB ????? 与CD ????? 夹角为θ, 则cosθ= AB ?????? ?CD ????? |AB ?????? |?|CD ????? |= √5×√34 , ∴向量AB ????? 在CD ????? 方向上的投影为AB ????? cosθ=√55×34=13√34 34 . 故答案为: 13√34 34 . 15.答案:(?∞,?2)∪(?2,1 2) 解析:解:a ? =i ?2j ,b ? =i +k j ,且a ? 与b ? 的夹角为锐角, ∴a ? ?b ? =1?2k >0,解得k <1 2, 又a ? 、b ? 不共线,∴k ≠?2, ∴实数k 的取值范围是(?∞,?2)∪(?2,1 2). 故答案为:(?∞,?2)∪(?2,1 2). 根据两向量的夹角为锐角知a ? ?b ? >0且a ? 、b ? 不共线,由此求出k 的取值范围. 本题考查了平面向量数量积与夹角的应用问题,是基础题. 16.答案:(0,40 3] 解析: 本题考查了正弦定理和正弦函数的图象与性质,由正弦定理得c =403 sinC ,再由正弦函数的图象与 性质即可得出结果. 解:∵c sinC =a sinA = 403 , ∴c = 403 sinC , ∴0 403 , 故答案为(0,40 3]. 17.答案:5√23 解析: 本题考查了运用正弦定理解三角形,正弦定理得a 13 =5 sin π4 ,从而得出a 得值. 解:由正弦定理得a sinA =b sinB , 又b =5,∠B =π4,sinA =1 3, 所以a 13 =5 sin π4 ,解得a =5√2 3 . 故答案为 5√2 3 . 18.答案:6?√3 解析: 本题考查了两个向量的加减运算的应用问题,也考查了平面向量的几何意义以及平面向量的数量积的应用问题,是中档题. 选择AD ?????? ,AC ????? 作为基底,可得AF ????? =12(AC ????? +AD ?????? ),AE ????? =1 2 (AC ????? +AB ????? ),运用数量积的定义即可解题. 解:∵ ∠CAD =π 2,AD =2,AB =BC =CA =4, E ,F 分别为边BC ,CD 的中点, ∴AF ????? =12(AC ????? +AD ?????? ),AE ????? =12 (AC ????? +AB ????? ), ∴AE ????? ?AF ????? =14(AC ????? +AD ?????? )·(AC ????? +AB ????? )=14 (AC ????? 2 +AD ?????? ·AC ????? +AC ????? ·AB ????? +AD ?????? ·AB ????? ) =1 4 [16+0+4×4·1 2 +2·4(? √3 2 )]=1 4 ×(24?4√3)=6?√3. 故答案为6?√3. 19.答案:解:(1)BF ????? =BC ????? +CF ????? =AD ?????? ?1 2 AB ????? =b ? ?1 2a ? , DE ?????? =DC ????? +CE ????? =AB ????? ?12AD ?????? =a ? ?1 2b ? . (2)AC ????? =AB ????? +BC ????? =3e 1??? ?2e 2??? , ∵A,C,D 三点共线, ∴CD ????? =λAC ????? ,2e 1??? ?k e 2??? =λ(3e 1??? ?2e 2??? ), ∴{3λ=2?2λ=?k 得{ λ= 2 3k = 43 , ∴k =4 3. 解析:本题考查了平面向量的线性运算及向量的共线定理,属于中档题. (1)由BF ????? =BC ????? +CF ????? 即可得BF ????? =b ? ?12a ? ,由DE ?????? =DC ????? +CE ????? 可得DE ?????? =a ? ?1 2 b ? ; (2)由AC ????? =AB ????? +BC ????? =3e 1??? ?2e 2??? 及A,C,D 三点共线可得CD ????? =λAC ????? ,即2e 1??? ?k e 2??? =λ(3e 1??? ?2e 2??? ),从而可得结果. 20.答案:解:(1)∵a ? ⊥b ? ,∴a ? ?b ? =√5cos2α+√15sin2α=0, 变形可得tan2α=?√3 3 ,∵α∈(π 2,π),∴2α∈(π,2π), ∴2α= 11π6 ,∴α= 11π12 ; (2)∵a ? ?b ? =√5cos2α+√15sin2α=2√5cos(2α?π 3)=?8√5 5 , ∴cos(2α?π 3)=?4 5,∵α∈(5π12 , 2π 3 ),∴2α?π3∈(π 2,π), ∴sin(2α?π3)=√1?cos 2(2α?π 3)=3 5, ∴sin2α=sin[(2α?π3)+π3]=12sin(2α?π3)+√3 2cos(2α?π3 ) =1 2×3 5 ?√3 2 ×4 5 =3?4√3 10 . 解析:本题考查三角函数公式,涉及平面向量的数量积,属基础题. 21.答案:解:(Ⅰ)向量a?=(√3,?1),b? =(1 2,√3 2 ). 则:a??b? =√3?1 2?√3 2 =0, 所以:cos=a? ?b? |a? ||b?| =0,由于:0≤≤π, 所以:=π 2 . (Ⅱ)由于:a?=(√3,?1),b? =(1 2,√3 2 ). 则:|a?|=2,|b? |=1, 所以:(a?+b? )?b? =a??b? +b? 2=1. (Ⅲ)由于|a?|=2,|b? |=1,a??b? =0, 所以:|2a?+3b? |=√4a?2+12a??b? +9b? 2 =√16+9=5. 解析:本题考查的知识要点:向量的数量积的应用,向量的模的运算,及向量的夹角公式的应用,属于基础题型. (Ⅰ)直接利用向量的数量积和夹角公式求出结果. (Ⅱ)利用向量的运算法则计算即可. (Ⅲ)利用向量的模的运算求出结果. 22.答案:解:(1)在△ABC中,a sinA =b sinB =c sinC , 且acosC+ccosA+√2bcosB=0, ∴sinAcosC+sinCcosA+√2sinBcosB=0,∴sin(A+C)+√2sinBcosB=0, ∴sinB?(1+√2cosB)=0, 又∵sinB≠0,∴cosB=?√2 2 . ∵B是三角形的内角,∴B=3π 4 ; (2)在△ABM中,BM=1,AM=√5,B=3π 4 ,AB=c, 由余弦定理得AM2=c2+(BM)2?2c·BM·cosB,∴c2+√2c?4=0, ∵c>0,∴c=√2. 在△ABC中,a=2,c=√2,B=3π 4 , ∴△ABC的面积S=1 2 acsinB=1. 解析:本题考查两角和的正弦公式,正余弦定理,三角形面积公式,属于中档题. (1)根据正弦定理化简,求出cos B,得出角B; (2)由余弦定理求出c,再利用面积公式求出面积即可. 23.答案:解:(1)因为(a+b)(sinA?sinB)=(c?b)sinC, 由正弦定理有(a+b)(a?b)=(c?b)c, 即有b2+c2?a2=bc,由余弦定理得 cosA=b2+c2?a2 2bc =bc 2bc =1 2 , 又A为锐角, ∴A=π 3 ; (2)由题知,sin(π 2+B)?2sin2C 2 =cosB+cosC?1 =cosB+cos( 2π ?B)?1 =sin(π 6 +B)?1, 又在锐角ΔABC中,有{0 2 0 3 ?B<π 2 , 即π 6 2 所以π 3 6 <2π 3 ,所以√3 2 6 +B)≤1, ∴sin(π 2+B)?2sin2?C 2 的取值范围是(√3 2 ?1,0]. 解析:本题主要考查解三角形以及三角函数的性质,基础题型. (1)由(a+b)(sinA?sinB)=(c?b)sinC,由正弦定理可得:(a+b)(a?b)=(c?b)c,化为b2+ c2?a2=bc,再利用余弦定理即可解得答案. (2)由(1)及sin(π 2+B)?2sin2C 2 利用A,B表示出C,再利用三角函数求出取值范围即可.