2022-2023学年四川省眉山市仁寿县高一(下)期中数学试卷
一、单项选择题:共8小题,每小题5分,共40分.
1.已知i为虚数单位,复数的共轭复数为( )
A.i+2 B.﹣2﹣i C.i﹣2 D.2﹣i
2.已知点P(tanα,cosα)在第三象限,则角α的终边在第几象限( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.化简++( )
A.0 B. C. D.
4.在△ABC中,cosB=,b=2,sinC=2sinA,则△ABC的面积等于( )
A. B. C. D.
5.一艘海轮从A处出发,以每小时40海里的速度沿南偏东40o的方向直线航行,30分钟后到达B处,在C处有一座灯塔,海轮在A处观察灯塔,其方向是南偏东70o,在B处观察灯塔,其方向是北偏东65o,那么B,C两点间的距离是( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
6.已知向量,满足,,,则λ+μ=( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
7.已知向量=(2,1),=(﹣1,1),=(m﹣2,﹣n),且(+)∥,则mn的最大值为( )
A.1 B.2 C.2 D.4
8.函数y=2|x|sin2x的图象可能是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
(多选)9.下列选项中正确的是( )
A.sin(α﹣3π)=sinα B.
C.tan(﹣α﹣π)=﹣tanα D.
(多选)10.给出下列命题,其中假命题为( )
A.两个具有共同终点的向量,一定是共线向量
B.若A,B,C,D是不共线的四点,则=是四边形ABCD为平行四边形的充要条件
C.若与同向,且||>||,则>
D.λ,μ为实数,若λ=μ,则与共线
(多选)11.对于△ABC,有如下命题,其中正确的有( )
A.若sin2A=sin2B,则△ABC为等腰三角形
B.若sinA=cosB,则△ABC为直角三角形
C.若sin2A+sin2B+cos2C<1,则△ABC为钝角三角形
D.若AB=,AC=1,B=30°,则△ABC的面积为或
(多选)12.在△ABC中,已知(a+b):(c+a):(b+c)=6:5:4,给出下列结论中正确结论是( )
A.由已知条件,这个三角形被唯一确定
B.△ABC一定是钝角三角形
C.sinA:sinB:sinC=7:5:3
D.若b+c=8,则△ABC的面积是
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.已知复数z满足z(1﹣2i)=1(其中i是虚数单位),则复数z的虚部为 .
14.在平面直角坐标系中,已知两点A(cos80°,sin80°),B(cos20°,sin20°),则|AB|的值是 .
15.已知曲线y=sin(ωx+)关于直线x=1对称,则|ω|的最小值为 .
16.关于函数f(x)=cos(2x﹣)+cos(2x+),有下列命题:
①y=f(x)的最大值为;
②y=f(x)是以π为最小正周期的周期函数;
③y=f(x)在区间(,)上单调递减;
④将函数y=cos2x的图象向左平移个单位后,将与已知函数的图象重合.
其中正确命题的序号是 .(注:把你认为正确的命题的序号都填上)
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(Ⅰ)已知m∈R,复数z=(m2﹣4m﹣5)+(m2﹣2m﹣15)i是纯虚数,求m的值;
(Ⅱ)已知复数z满足方程z+(z﹣2)i=0,求及||的值.
18.已知向量,,∠AOB=60°,且.
(1)求,;
(2)求与的夹角及与的夹角.
19.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c且a+2c=2bcosA.
(1)求角B的大小;
(2)若b=2,a+c=4,求△ABC的面积.
20.如图,在圆内接△ABC中,A、B、C所对的边分别为a、b、c,满足acosC+ccosA=2bcosB.
(1)求B的大小;
(2)若点D是劣弧上一点,AB=2,BC=3,AD=1,求ABCD四边形的面积.
21.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在一个周期内的图象如图所示.
(1)求函数的解析式.
(2)求函数的单调递增区间.
(3)当x∈[0,]时,求f(x)的取值范围.
22.已知向量,函数,.
(1)求f(x)在上的最值,并求出相应的x的值;
(2)计算g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2014)的值;
(3)已知t∈R,讨论g(x)在[t,t+2]上零点的个数.
参考答案
一、单项选择题: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.已知i为虚数单位,复数的共轭复数为( )
A.i+2 B.﹣2﹣i C.i﹣2 D.2﹣i
【分析】根据已知条件,结合复数的四则运算,以及共轭复数的定义,即可依次求解.
解:=﹣2﹣i,其共轭复数为﹣2+i.
故选:C.
【点评】本题主要考查复数的四则运算,以及共轭复数的定义,属于基础题.
2.已知点P(tanα,cosα)在第三象限,则角α的终边在第几象限( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】由题意,推导出,确定α的象限,然后取得结果.
解:∵P(tanα,cosα)在第三象限,
∴,
由tanα<0,得α在第二、四象限,
由cosα<0,得α在第二、三象限
∴α在第二象限.
故选:B.
【点评】本题考查任意角的三角函数的定义,考查计算能力,是基础题.
3.化简++( )
A.0 B. C. D.
【分析】直接根据向量的加法运算即可求解.
解:∵++===,
故选:B.
【点评】本题考查的知识点是向量加减运算,属于基础题.
4.在△ABC中,cosB=,b=2,sinC=2sinA,则△ABC的面积等于( )
A. B. C. D.
【分析】利用正弦定理和余弦定理求出a、c的值,即可解得△ABC的面积.
解:△ABC中,cosB=,b=2,sinC=2sinA,
由正弦定理得c=2a;
由余弦定理得b2=a2+c2﹣2accosB=a2+4a2﹣2a 2a =4a2=4,
解得a=1,
可得c=2;
可得△ABC的面积为S=acsinB=×1×2×=.
故选:D.
【点评】本题考查了正弦定理和余弦定理以及三角形面积的计算问题,考查了计算能力和转化思想,属于基础题.
5.一艘海轮从A处出发,以每小时40海里的速度沿南偏东40o的方向直线航行,30分钟后到达B处,在C处有一座灯塔,海轮在A处观察灯塔,其方向是南偏东70o,在B处观察灯塔,其方向是北偏东65o,那么B,C两点间的距离是( )
A.海里 B.海里 C.海里 D.海里
【分析】根据题意,确定∠BAC、∠ABC的值,进而可得到∠ACB的值,根据正弦定理可得到BC的值.
解:如图,由已知可得,∠BAC=30°,∠ABC=105°,AB=20,
从而∠ACB=45°.
在△ABC中,由正弦定理可得BC=×sin30°=10海里.
故选:A.
【点评】本题主要考查正弦定理的应用,考查三角形的解法,属于基本知识的考查.
6.已知向量,满足,,,则λ+μ=( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【分析】根据题意可解,再根据,可解出λ和μ,可解此题.
解:∵,则4=(0,6),①,
又,②,
由①﹣②得:3=(3,6),即,
同理,=(2,1),
又=(λ+2μ,2λ+μ)=(﹣1,1),即,得,
故λ+μ=1+(﹣1)=0,
故答案为:B.
【点评】本题考查平面向量的坐标运算,属于基础题.
7.已知向量=(2,1),=(﹣1,1),=(m﹣2,﹣n),且(+)∥,则mn的最大值为( )
A.1 B.2 C.2 D.4
【分析】根据向量平行得到2m+n=4,再利用均值不等式计算得到答案.
解:=(2,1),=(﹣1,1),
则,
∵=(m﹣2,﹣n),且(+)∥,
∴﹣n=2(m﹣2),即2m+n=4,
当m≤0,n>0或n≤0,m>0时,mn≤0,
当m>0且n>0时,,即mn≤2,
当且仅当,即m=1,n=2时,等号成立,
综上所述,mn的最大值为2.
故选:B.
【点评】本题主要考查向量平行的性质,属于基础题.
8.函数y=2|x|sin2x的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】直接利用函数的图象和性质求出结果.
解:根据函数的解析式y=2|x|sin2x,得到:函数的图象为奇函数,
故排除A和B.
当x=时,函数的值也为0,
故排除C.
故选:D.
【点评】本题考查的知识要点:函数的性质和赋值法的应用.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
(多选)9.下列选项中正确的是( )
A.sin(α﹣3π)=sinα B.
C.tan(﹣α﹣π)=﹣tanα D.
【分析】由题意利用诱导公式,逐一检验各个选项是否正确,从而得出结论.
解:∵sin(α﹣3π)=sin(α﹣π)=﹣sin(π﹣α)=﹣sinα,故A不正确;
∵,故B正确;
∵tan(﹣α﹣π)=tan(﹣α)=﹣tanα,故C正确;
∵,故D正确,
故选:BCD.
【点评】本题主要考查诱导公式的应用,属于基础题.
(多选)10.给出下列命题,其中假命题为( )
A.两个具有共同终点的向量,一定是共线向量
B.若A,B,C,D是不共线的四点,则=是四边形ABCD为平行四边形的充要条件
C.若与同向,且||>||,则>
D.λ,μ为实数,若λ=μ,则与共线
【分析】由题意,利用向量的相关概念,向量共线及向量相等,逐一判断各个选项是否正确,从而得出结论.
解:两个具有共同终点的向量,由于起点不一定相同,它们的方向不一定相同,故它们不一定是共线向量,故A错误.
若A,B,C,D是不共线的四点,则=是四边形ABCD为平行四边形的充要条件,故B正确.
若与同向,且||>||,则与不能比较大小,故C错误.
λ,μ为实数,若λ=μ,则与不一定共线,例如当λ=μ=0时,与是任意的,故D错误.
故选:ACD.
【点评】本题主要考查向量的相关概念,向量共线及向量相等,属于基础题.
(多选)11.对于△ABC,有如下命题,其中正确的有( )
A.若sin2A=sin2B,则△ABC为等腰三角形
B.若sinA=cosB,则△ABC为直角三角形
C.若sin2A+sin2B+cos2C<1,则△ABC为钝角三角形
D.若AB=,AC=1,B=30°,则△ABC的面积为或
【分析】通过三角函数与角的关系判断三角形的形状判断A、B的正误;利用正弦定理以及勾股定理判断C的正误;正弦定理以及三角形的面积判断D的正误即可.
解:对于A:sin2A=sin2B,∴A=B △ABC是等腰三角形,或2A+2B=π A+B=,即△ABC是直角三角形.故A不对;
对于B:由sinA=cosB,∴A﹣B=或A+B=.∴△ABC不一定是直角三角形;
对于C:sin2A+sin2B<1﹣cos2C=sin2C,∴a2+b2<c2.∴△ABC为钝角三角形,C正确;
对于D:由正弦定理,得
sinC==.而c>b,∴C=60°或C=120°.∴A=90°或A=30°.
∴S△ABC=bcsinA=或.D正确.
故选:CD.
【点评】本题考查三角形的判断正弦定理以及勾股定理的应用,是基本知识的考查.
(多选)12.在△ABC中,已知(a+b):(c+a):(b+c)=6:5:4,给出下列结论中正确结论是( )
A.由已知条件,这个三角形被唯一确定
B.△ABC一定是钝角三角形
C.sinA:sinB:sinC=7:5:3
D.若b+c=8,则△ABC的面积是
【分析】根据边长比例关系,求出a,b,c的关系,结合正弦定理,余弦定理以及三角形的面积公式分别进行计算,判断即可.
解:∵(a+b):(c+a):(b+c)=6:5:4,
∴设a+b=6k,c+a=5k,b+c=4k,(k>0),
得a=k,b=k,c=k,
则a:b:c=7:5:3,
则sinA:sinB:sinC=7:5:3,故C正确,
由于三角形ABC的边长不确定,则三角形不确定,故A错误,
cosA===﹣<0,则A是钝角,即△ABC是钝角三角形,故B正确,
若b+c=8,则k+k=4k=8,
则k=2,即b=5,c=3,A=120°,
∴△ABC的面积S=bcsinA==.故D错误,
故选:BC.
【点评】本题主要考查命题的真假判断,结合三角形的边长关系,求出a,b,c的比例关系是解决本题的关键.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.已知复数z满足z(1﹣2i)=1(其中i是虚数单位),则复数z的虚部为 .
【分析】把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.
解:由z(1﹣2i)=1,得z=,
∴复数z的虚部为.
故答案为:.
【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念,是基础题.
14.在平面直角坐标系中,已知两点A(cos80°,sin80°),B(cos20°,sin20°),则|AB|的值是 1 .
【分析】根据向量模的坐标表示,把已知两个点的坐标代入,利用两角和与差的余弦公式进行化简,进而求出向量模.
解:∵A(cos80°,sin80°),B(cos20°,sin20°),
∴||=
=
==1.
故答案为:1.
【点评】本题考查了向量模的坐标运算,即把点的坐标代入,利用两角和与差的余弦公式进行化简求值,是基础题.
15.已知曲线y=sin(ωx+)关于直线x=1对称,则|ω|的最小值为 .
【分析】利用y=sinx的对称轴方程可得已知曲线的对称轴方程,利用整体代换思想可求出ω的关系式,进而求出结果.
解:因为曲线y=sin(ωx+)关于直线x=1对称,
所以ω+=+kπ(k∈Z),
所以ω=(k∈Z),
故答案为:.
【点评】本题考查了三角函数的对称性,考查数学运算与逻辑推理的核心素养,属于基础题.
16.关于函数f(x)=cos(2x﹣)+cos(2x+),有下列命题:
①y=f(x)的最大值为;
②y=f(x)是以π为最小正周期的周期函数;
③y=f(x)在区间(,)上单调递减;
④将函数y=cos2x的图象向左平移个单位后,将与已知函数的图象重合.
其中正确命题的序号是 ①②③ .(注:把你认为正确的命题的序号都填上)
【分析】利用两角和差的正余弦公式可把f(x)化为,进而利用正弦函数的性质即可判断出答案.
解:函数f(x)=cos(2x﹣)+cos(2x+)=
===.
∴函数f(x)的最大值为,因此①正确;
周期T=,因此②正确;
当时,,因此y=f(x)在区间(,)上单调递减,因此③正确;
将函数y=cos2x的图象向左平移个单位后,得到y=
===,因此④不正确.
综上可知:①②③.
故答案为①②③.
【点评】熟练掌握两角和差的正余弦公式、正弦函数的性质是解题的关键.
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(Ⅰ)已知m∈R,复数z=(m2﹣4m﹣5)+(m2﹣2m﹣15)i是纯虚数,求m的值;
(Ⅱ)已知复数z满足方程z+(z﹣2)i=0,求及||的值.
【分析】(Ⅰ)根据z为纯虚数,得z的实部为零,虚部不为零,建立方程即可;
(Ⅱ)根据方程求出z,然后求出z的共轭复数和即可.
解:(Ⅰ)∵z为纯虚数,
∴,
∴m=﹣1;
(Ⅱ),
∴,
∴
【点评】本题考查了复数的模和复数的运算,属基础题.
18.已知向量,,∠AOB=60°,且.
(1)求,;
(2)求与的夹角及与的夹角.
【分析】(1)由、,结合平面向量数量积的运算即可得解;
(2)记与的夹角为α,与的夹角为β,β∈[0°,180°],由平面向量数量积的定义可得cosα、cosβ,即可得解.
解:(1)因为向量,,∠AOB=60°,且,
所以=,
所以,
又=,
所以;
(2)记与的夹角为α,α∈[0°,180°],与的夹角为β,β∈[0°,180°],
则,
所以α=30°.,
所以β=60°.
【点评】本题考查了平面向量数量积的运算与应用,考查了运算求解能力,属于基础题.
19.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c且a+2c=2bcosA.
(1)求角B的大小;
(2)若b=2,a+c=4,求△ABC的面积.
【分析】(1)根据正弦定理和两角和的正弦公式即可求出,
(2)由余弦定理求出ac,再根据三角形的面积公式计算即可.
解:(1)因为a+2c=2bcosA,
由正弦定理,得sinA+2sinC=2sinBcosA,
因为C=π﹣(A+B),
所以sinA+2sin(A+B)=2sinBcosA.
即以sinA+2sinAcosB+2cosAsinB=2sinBcosA,
所以sinA(1+2cosB)=0,
因为sinA≠0,
所以cosB=﹣,
又因为0<B<π,
所以B=,
(2)由余弦定理a2+c2﹣2accosB=b2及b=2得,a2+c2+ac=12,
即(a+c)2﹣ac=12,
又因为a+c=4,
所以ac=4,
所以S△ABC=acsinB=×4×=.
【点评】本题考查了正弦定理和余弦定理以及三角形的面积公式,考查了运算能力,属于基础题.
20.如图,在圆内接△ABC中,A、B、C所对的边分别为a、b、c,满足acosC+ccosA=2bcosB.
(1)求B的大小;
(2)若点D是劣弧上一点,AB=2,BC=3,AD=1,求ABCD四边形的面积.
【分析】(1)根据正弦定理化简即可.
(2)在△ABC,利用余弦定理求出AC,已知B,可得∠ADC,再余弦定理求出DC,即可△ABC和△ADC面积,可得四边形ABCD的面积.
解:(1)∵acosC+ccosA=2bcosB.
由正弦定理,可得sinAcosC+sinCcosA=2sinBcosB.
得sinB=2sinBcosB.
∵0<B<π,sinB≠0,
∴cosB=,
即B=.
(2)在△ABC中,AB=2,BC=3,B=.
由余弦定理,cos ==,
可得:AC=.
在△ADC中,AC=,AD=1,ABCD在圆上,
∵B=.
∴∠ADC=.
由余弦定理,cos ==.
解得:DC=2;
四边形ABCD的面积S=S△ABC+S△ADC=AD DC sin +AB BC sin =2 .
【点评】本题考查三角形的面积的求法,正弦余弦定理的合理运用.圆内角四边形的角的关系.属于中档题.
21.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在一个周期内的图象如图所示.
(1)求函数的解析式.
(2)求函数的单调递增区间.
(3)当x∈[0,]时,求f(x)的取值范围.
【分析】(1)由函数f(x)的图象求得A、T和ω、φ的值,即可写出函数的解析式;
(2)由三角函数的图象与性质,即可求f(x)的单调递增区间;
(3)根据三角函数的图象与性质,求出x∈[0,]时f(x)的取值范围即可.
解:(1)由函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象知,
A=2,T=2×(﹣)=π,
所以=π,解得ω=2;
由函数图象过点(,0),
得2sin(+φ)=0,
则+φ=kπ,k∈Z,
因为|φ|<,所以φ=,
所以函数的解析式为f(x)=2sin(2x+);
(2)由函数f(x)的解析式,令﹣+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z;
解得﹣+kπ≤x≤+kπ,k∈Z;
所以f(x)的单调递增区间为[﹣+kπ,+kπ],k∈Z;
(3)当x∈[0,]时,2x∈[0,π],
则(2x+)∈[,],
所以sin(2x+)∈[﹣,1],
则f(x)=2sin(2x+)的取值范围是[﹣1,2].
【点评】本题考查了三角函数的图象与性质的应用问题,是基础题.
22.已知向量,函数,.
(1)求f(x)在上的最值,并求出相应的x的值;
(2)计算g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2014)的值;
(3)已知t∈R,讨论g(x)在[t,t+2]上零点的个数.
【分析】(1)利用向量数量积的坐标运算,再利用三角函数公式化f(x)为含一个角的一种三角函数形式,利用三角函数的性质求最值.
(2)由(1)得,g(x)=f()=sin(x﹣).注意到T=4,利用分组方法求和.
(3)g(x)在[t,t+2]上零点的个数等价于y=sin(x﹣)与y=﹣两图象交点个数.利用数形结合的方法进行讨论.
解:(1)f(x)=2 =2sinxsin(x﹣)+2sinxcosx=sin2x+sin2x
=sin2x﹣cos2x+=sin(2x﹣),
∵x∈[,π],∴≤2x﹣≤,
∴﹣1≤sin(2x﹣)≤,
当,即x=时,f(x)取得最小值﹣1,
当,即x=时,f(x)取得最大值为 .
(2)由(1)得,f(x)=sin(2x﹣).
∴g(x)=f()=sin(x﹣).T=4,
∴g(1)+g(2)+g(3)+g(4)=g(5)+g(6)+g(7)+g(8)=…=g(2009)+g(2010)+g(2011)+g(2012).
g(1)+g(2)+g(3)+g(4)=,g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2014)=503×+g(1)+g(2)
=1006+=.
(3)g(x)在[t,t+2]上零点的个数等价于y=sin(x﹣)与y=﹣两图象交点个数.
在同一直角坐标系内作出这两个数的图象.
当4k<t<+4k,k∈Z时,由图象可知,y=sin(x﹣)与y=﹣两图象无交点,g(x)无零点,
当+4k≤t<2+4k或+4k<t≤4+4k时,y=sin(x﹣)与y=﹣两图象1个交点,g(x)1个零点,
当2+4k≤t≤+4k时,y=sin(x﹣)与y=﹣两图象2个交点,g(x)2个零点.
【点评】本题考查向量与三角,函数与方程的结合,融合了重要的知识点,公式和思想方法,属于难题.