2023-2024学年江苏省镇江市丹阳高级中学高一下学期3月月考数学试题
展开1. 函数的一个单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
分析】去掉绝对值,然后画出函数图象,进行判断即可
【详解】函数
图象如图所示:
由图可知:函数在单调递减
故选:C
【点睛】本题考查含绝对值的余弦函数的单调区间,关键在于画出函数图象,形象直观,属基础题.
2. 下列函数中周期为且为偶函数是( )
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先利用函数的周期性排除,,再利用诱导公式与函数的奇偶性可排除,从而可得答案.
【详解】解::令,
则,
为奇函数,故可排除;
,
其周期,,
是偶函数,
是周期为的偶函数,故正确;
其周期,故可排除;
:同理可得的周期为,故可排除;
故选:.
【点睛】本题考查正弦函数与余弦函数的周期性与奇偶性,考查诱导公式的应用,属于中档题.
3. 已知向量,,则是向量,夹角为钝角的( )
A. 充要条件B. 既不充分也不必要条件
C. 必要不充分条件D. 充分不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】若向量,夹角为钝角,则满足,求出的范围,然后验证充分性与必要性.
【详解】
又因为向量,夹角为钝角
所以满足
所以且
因为推不出且,所以充分性不成立
又因为且能推出,所以必要性成立
所以是向量,夹角为钝角的必要不充分条件
故选:C
4. 已知平面向量,则在上的投影向量为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先求出,,再根据在上的投影向量为计算即可.
【详解】因为,
所以,,
所以在上的投影向量为,
故选:D.
5. 已知函数,则下列说法错误的是( )
A. 函数的最小正周期为
B. 函数的值域为
C. 点是函数的图象的一个对称中心
D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据解析式,求出的周期和值域以及对称中心,判断出和的正负,从而得到答案.
【详解】A:因为,
所以函数的最小正周期,故A正确.
B:由正切函数的图像和性质可知函数的值域为,故B正确.
C:由,,
得,,
当时,,
所以点是函数的图象的一个对称中心,故C正确.
D:因为,
,
所以,故D不正确.
故选:D.
6. 设,,,则有( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用辅助角公式化简,利用倍角公式化简,利用正弦函数的单调性比较大小.
【详解】,
,
.
因为函数在上是增函数,所以.
故选:C.
7. 在中,内角的对边分别为.若的面积为,且,,则外接圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由条件结合面积公式与余弦定理可得,即,再根据正弦定理可得外接圆的半径,从而得到外接圆的面积.
【详解】在中,由余弦定理得,既有,又由面积公式,得,又,故,所以.因为,所以,又由正弦定理,其中为外接圆的半径,由及,得 ,所以外接圆的面积
故选:D
8. 若,函数的值域为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利辅助角公式可得(其中),再利用换元法令,从而得到的取值范围.
【详解】因为(其中).
令,因为,所以.
因为,且,所以,
故,即.
当时,单调递减,
因为,
所以.
故选: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,至少有两项是符合题目要求的.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 已知非零向量,则下列命题正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 恒成立
D. 向量共线的充分必要条件是存在唯一的实数,使
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用向量数量积的运算可得判断A;只需有,注意可能在两侧,即可判断B;利用向量加法的几何意义,数形结合法判断C;根据向量共线基本定理即可判断D.
【详解】A:由已知,则,整理得,故,故正确;
B:当且恰好在的角平分线上,也成立,故错误;
C:如下图示:,则,故,,
所以,
当同向共线时,;
当反向共线时,;
综上,恒成立,故正确;
D:由,则共线,此时存在唯一使成立,充分性成立,
同时存在唯一使成立,则必共线,必要性成立,故错误.
故选:ACD
10. 已知,若,且,则下列选项中与恒相等的有( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】
由题意得,,切化弦即可得出结论.
【详解】解:∵,,
∴,∴,
∴,
故选:AD.
【点睛】本题主要考查同角的三角函数关系,考查简单的三角恒等变换,属于中档题.
11. 将函数的图象上所有点的横坐标缩小为原来的,纵坐标不变,再将图象向右平移个单位,得到函数的图象,则下列结论正确的是( )
A. B. 是图象的一条对称轴
C. 是图象的一个对称中心D. 在上单调递减
【答案】BD
【解析】
【分析】
利用三角函数图象变换得出函数解析式,利用整体代入法结合正弦函数的基本性质可判断B、C、D的正误,计算的值可判断A选项的正误.综合可得出结论.
【详解】由题意知.
所以,故A项错误;
因为,所以是函数图象的一条对称轴,B项正确;
因为,故不是函数图象的对称中心,C项错误;
当时,,因为在上单调递减,所以在上单调递减,D项正确.
故选:BD.
【点睛】本题考查利用三角函数图象变换求函数解析式,同时也考查了正弦型函数对称性与单调性的判断,一般利用整体代入法结合正弦函数的基本性质进行判断,考查推理能力与计算能力,属于中等题.
12. 已知的重心为G,点E是边上的动点,则下列说法正确的是( )
A.
B. 若,则的面积是面积的
C. 若,,则
D. 若,,则当取得最小值时,
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据三角形重心的向量性质判断A,由向量的线性运算求得与的关系,判断B,由数量积的定义计算判断C,设,计算数量积后求最小值,从而可计算出判断D.
【详解】因为的重心为G,所以,所以,A错;
,B正确;
,, 是等腰三角形,,
是锐角,,
,
,C正确;
设,,
,
所以时,取得最小值,
此时, D正确.
故选:BCD.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 化简(tan10°-)·=________.
【答案】-2
【解析】
【详解】(tan10°-)·
=(tan10°-tan60°)·
=·
=·
=·=·=-2.
14. 在中,角所对的边分别为,且,则的形状为__________.
【答案】直角三角形或等腰三角形
【解析】
【详解】用正弦定理对条件进行边角转化,结合诱导公式,两角和的正弦公式化简后进行求解.
【点睛】根据,由正弦定理可得,,又为三角形内角,即,于是,,上述等式变为:,等式左边展开可得,于是,故当得到,此时为直角三角形,或当得到,此时三角形为等腰三角形.
故答案为:直角三角形或等腰三角形
15. 在中,角所对的边分别为,已知,,边的中点为,则______.
【答案】
【解析】
【分析】根据余弦定理计算即可求得结果.
【详解】依题意,由余弦定理知及,,所以,
即,解得或(舍去),
在中,由余弦定理得,
所以.
故答案为:
16. 已知正三角形ABC内接于半径为2的圆O,点P是圆O上的一个动点,则的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【详解】在中, ,所以.
.
当点在圆上运动时,位于处时,有最大值为.
当位于处时,有最小值为.
.
所以 .
故答案为: .
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. 已知向量.
(1)若向量与垂直,求实数k的值;
(2)若向量,且与向量平行,求实数k的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用向量的线性运算与向量垂直的坐标表示即可得解;
(2)利用向量的线性运算与向量平行的坐标表示即可得解;
【小问1详解】
因为,
所以,
又与垂直,
所以,即,解得,
所以.
【小问2详解】
因为,,
因为,
又与向量平行,
所以,即,解得,
所以.
18. 在△中,角所对的边分别为,.
(1)若,求的值;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)应用平方关系、二倍角正余弦公式化简等式左侧,结合已知即可求;
(2)根据且,及三角形内角性质可得,进而有,应用三角形面积公式求面积即可.
【小问1详解】
由题设,
,
又,故,解得.
【小问2详解】
若,由(1)知:,解得,
又,故,即,所以,
所以是以为顶角的等腰三角形,,
所以的面积为.
19. 在①,②这两个条件中任选一个,补充在下列问题中,并解答.
已知的角对边分别为,而且_____.
(I)求;
(Ⅱ)求面积的最大值.
【答案】(I);(Ⅱ)
【解析】
【分析】(I)选①,先利用正弦定理化简可得,进而得到,结合C的范围即可求得;
选②,先利用正弦定理可得(2a﹣b)a+(2b﹣a)b=2c2,再利用余弦定理可得,结合C的范围即可求得;
(Ⅱ)由余弦定理可得,再利用基本不等式可得,进而求得△ABC面积的最大值.
【详解】解:(I)选①,∵a,
∴,
∵sinA≠0,
∴,即,
又0<C<π,
∴,故,即;
选②,∵(2a﹣b)sinA+(2b﹣a)sinB=2csinC,
∴(2a﹣b)a+(2b﹣a)b=2c2,即a2+b2﹣c2=ab,
∴,
∵0<C<π,
∴;
(Ⅱ)由(I)可知,,
在△ABC中,由余弦定理得,即,
∴
∴,当且仅当那个a=b时取等号,
∴,即△ABC面积的最大值为.
20. 设函数
(1)求的最小正周期和单调递增区间;
(2)当时,求函数的最大值和最小值并求出对应的.
【答案】(1),
(2)最大值为,;最小值为,
【解析】
【分析】(1)先根据三角恒等变换将整理化简,然后根据正弦函数的性质进行求解;
(2)利用正弦函数的单调性进行求解.
【小问1详解】
所以的最小正周期是,
由,解得,
所以函数的单调递增区间为.
【小问2详解】
当时,,
根据单调性可知,上单调递增,上单调递减,
于是此时,可得.
故最大值为,此时;最小值为,此时
21. 如图,一个半圆和长方形组成的木块,长方形的边为半圆的直径,为半圆的圆心,,,现要将此木块锯出一个等腰三角形,其底边,点在半圆上.
(1)设,求三角形木块面积;
(2)设,试用表示三角形木块的面积,并求的最大值.
【答案】(1);(2),的面积最大值为
【解析】
【分析】(1)构造垂线,将、的长度进行转化,的长度即为的值,的长度即为的值,从而求解出;
(2)根据第(1)问的转化方法,同理可以得出的表达式,然后将看成整体进行换元,进而将面积函数转化为熟悉的二次函数,从而求解出最值.
【详解】解:(1)过点作交于点,设交于点,
所以,
,
所以;
(2)因为半圆和长方形组成的铁皮具有对称性,
所以可只分析时的情况,
,
,
所以
,
令,,
故,
,
,
,
,
,
函数在单调递增,
所以当时,的面积最大,最大值为.
【点睛】本题考查了三角函数在实际问题中的应用,考查了三角函数的值域问题,三角函数中与的联系等等,考查了学生综合应用能力.
22. 已知函数的图象如图所示, 点 为与轴的交点, 点分别为的最高点和最低点, 而函数的相邻两条对称轴之间的距离为, 且其在处取得最小值.
(1)求参数和的值;
(2)若,求向量 与向量夹角的余弦值;
(3)若点P为函数图象上的动点,当点在之间运动时, 恒成立,求A的取值范围.
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由对称轴之间的距离可得周期,根据周期求出,利用在处取得最小值求出;
(2)由函数解析式求出零点,根据向量的坐标求夹角即可;
(3)设,利用向量数量积的坐标表示出,观察取最小值时点P位置,然后根据最小值大于等于1可得A的取值范围.
小问1详解】
因为的相邻两条对称轴之间的距离为
所以
又时,取最小值
则,
,
又,则
【小问2详解】
因为,所以,
则,,
则
则
【小问3详解】
是上动点,
,
又恒成立
设
,
易知在或处有最小值,在或处有最大值
所以当或时,有最小值
即当在或时,有最小值,此时或
为时,,
,得
又,则
为时,,
,解得
综上,
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