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2015-2016学年山东省烟台市高一(下)期末数学试卷
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分,在每个小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求的.
1.﹣300°角终边所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.若a=sin22.5°,b=cos22.5°,c=tan22.5°,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.b>a>c C.b>c>a D.c>b>a
3.若两个圆心角相同的扇形的面积之比为1:4,则这两个扇形的周长之比为( )
A.1: B.1:2 C.1:4 D.1:2
4.关于平面向量,给出下列四个命题:
①单位向量的模都相等;
②对任意的两个非零向量,,式子|+|<||+||一定成立;
③两个有共同的起点且相等的向量,其终点必定相同;
④若•=•,则=.
其中正确的命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.将函数y=sin(4x+)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位,得到的函数的一个对称中心是( )
A.(,0) B.(,0) C.(,0) D.(,0)
6.已知向量=(1,2),=(﹣3,2),若k+和﹣3互相垂直,则实数k的值为( )
A.17 B.18 C.19 D.20
7.已知α+β=,则(1+tanα)(1+tanβ)的值是( )
A.﹣1 B.1 C.2 D.4
8.已知,是两个不共线的平面向量,向量=λ+, =﹣μ(λ,μ∈R),若∥,则有( )
A.λ+μ=2 B.λ﹣μ=1 C.λμ=﹣1 D.λμ=1
9.若0<α<,﹣π<β<﹣,cos(+α)=,cos(﹣)=﹣,则cos(α+)=( )
A.﹣ B. C.﹣ D.
10.已知函教f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象与直线y=b(0<b<A)的三个相邻交点的横坐标分别是2,4,8,则f(x)的单调递增区间是( )
A.[6kπ,6kπ+3],k∈Z B.[6k﹣3,6k],k∈Z
C.[6k,6k+3],k∈Z D.[6kπ﹣3,6kπ],k∈Z
二、填空题:本大题共5个小题,每小题5分.、共25分.
11.若cos100°=m,则tan80°= .
12.设tanθ=2,则的值为 .
13.若平面向量,满足(+)•(2﹣)=﹣12,且||=2,||=4,则在方向上的投影为 .
14.在直角坐标系中,P点的坐标为(,),Q是第三象限内一点,|OQ|=1且∠POQ=,则Q点的横坐标为 .
15.在△ABC中,点D和E分别在边BC和AC上,且BC=3BD,CA=3CE,AD与BE交于点P,若=m, =n(m,n∈R),则m+n= .
三、解答题:本大题共6小题,共75分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
16.化简求值:
(1)cos40°(1+tan10°);
(2)coscoscos.
17.已知,为两平面向量,且||=||=1,<,>=60°.
(1)若=﹣, =2﹣6, =3+,求证:A,B,D三点共线;
(2)若=+2λ2, =λ1﹣,且⊥,求实数λ的值.
18.已知sinθ+cosθ=,θ∈(0,π).
(1)求tanθ的值;
(2)求的值.
19.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,﹣<φ<)的一系列对应值如表:
x
﹣
y
﹣1
1
3
1
﹣1
1
3
(1)根据表格提供的数据求函数f(x)的一个解析式;
(2)对于区间[a,b],规定|b﹣a|为区间长度,根据(1)的结果,若函数y=f(kx)﹣f(kx+)(k>0)在任意区间长度为的区间上都能同时取到最大值和最小值,求正整数k的最小值.
20.在△ABC中,∠BAC=45°,∠ABC=60°,O为三角形的外心,以线段OB,OC为邻边作平行四边形,第四个顶点为D,再以OA,OD为邻边作平行四边形,它的第四个顶点为H.
(1)设向量=, =, =,试用,,表示;
(2)用向量法证明:AH⊥BC;
(3)若△ABC的外接圆半径为,求OH的长度.
21.已知向量=(sinωx,2sinωx﹣cosωx),=(sinωx,cosωx),若函数f(x)=•﹣λ的图象关于直线x=π对称,其中ω,λ为常数,且ω∈(,1).
(2)求函数f(x)的最小正周期;
(2)当λ=1时,若x∈[0,],求f(x)的最大值和最小值,并求相应的x值;
(3)当x∈[0,],函数f(x)有两个零点,求实数λ的取值范围.
2015-2016学年山东省烟台市高一(下)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分,在每个小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求的.
1.﹣300°角终边所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【考点】象限角、轴线角.
【分析】由终边相同角的概念得:﹣300°=﹣360°+60°,由此可得答案.
【解答】解:∵﹣300°=﹣360°+60°,
∴角﹣300°的终边与60°的终边相同,所在的象限为第一象限.
故选:A.
2.若a=sin22.5°,b=cos22.5°,c=tan22.5°,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.b>a>c C.b>c>a D.c>b>a
【考点】任意角的三角函数的定义.
【分析】分别作出三角函数线,比较可得.
【解答】解:作出三角函数线结合图象,
a=sin22.5°=MP,
b=cos22.5°=OM,
c=tan22.5°=AT,
可得b>c>a,
故选:C.
3.若两个圆心角相同的扇形的面积之比为1:4,则这两个扇形的周长之比为( )
A.1: B.1:2 C.1:4 D.1:2
【考点】扇形面积公式.
【分析】首先根据扇形的面积公式求出半径之比,然后根据扇形的周长公式即可得出结果.
【解答】解:设扇形的圆心角的弧度数为α,圆的半径为r和R,则==,
∴r:R=1:2,
∴两个扇形周长的比为: =1:2.
故选:B.
4.关于平面向量,给出下列四个命题:
①单位向量的模都相等;
②对任意的两个非零向量,,式子|+|<||+||一定成立;
③两个有共同的起点且相等的向量,其终点必定相同;
④若•=•,则=.
其中正确的命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点】向量的物理背景与概念;平面向量数量积的运算.
【分析】①根据单位向量的定义即可判断出正误;
②当与同向共线时,|+|=||+|,不成立|;
③根据相等的向量的意义即可判断出结论;
④由•=•,可得•=0,于是⊥,或=或=,即可判断出正误.
【解答】解:①单位向量的模都相等,正确;
②对任意的两个非零向量,,式子|+|<||+||不一定成立,例如与同向共线时,|+|=||+||;
③两个有共同的起点且相等的向量,其终点必定相同,正确;
④若•=•,则•=0,∴⊥,或=或=,因此不正确.
其中正确的命题的个数为2.
故选:B.
5.将函数y=sin(4x+)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位,得到的函数的一个对称中心是( )
A.(,0) B.(,0) C.(,0) D.(,0)
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【分析】利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,求得所得函数的解析式,再利用正弦函数的图象的对称性,得出结论.
【解答】解:将函数y=sin(4x+)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,可得函数y=sin(2x+)的图象;
再向右平移个单位,得到的函数y=sin[2(x﹣)+]=sin2x的图象,
令2x=kπ,k∈Z,可得x=,故所得函数的图象的一个对称中心是(,0),
故选:A.
6.已知向量=(1,2),=(﹣3,2),若k+和﹣3互相垂直,则实数k的值为( )
A.17 B.18 C.19 D.20
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】根据向量k+和﹣3互相垂直,转化为(k+)•(﹣3)=0,解方程即可.
【解答】解:若k+和﹣3互相垂直,
则(k+)•(﹣3)=0,
∵=(1,2),=(﹣3,2),
∴k+=(k﹣3,2k+2),
﹣3=(10,﹣4),
则10(k﹣3)﹣4(2k+2)=0,
即2k=38,则k=19,
故选:C
7.已知α+β=,则(1+tanα)(1+tanβ)的值是( )
A.﹣1 B.1 C.2 D.4
【考点】两角和与差的正切函数.
【分析】由α+β=,得到tan(α+β)=1,利用两角和的正切函数公式化简tan(α+β)=1,即可得到所求式子的值.
【解答】解:由α+β=,得到tan(α+β)=tan=1,
所以tan(α+β)==1,即tanα+tanβ=1﹣tanαtanβ,
则(1+tanα)(1+tanβ)=1+tanα+tanβ+tanαtanβ=2.
故选C
8.已知,是两个不共线的平面向量,向量=λ+, =﹣μ(λ,μ∈R),若∥,则有( )
A.λ+μ=2 B.λ﹣μ=1 C.λμ=﹣1 D.λμ=1
【考点】平面向量共线(平行)的坐标表示.
【分析】利用向量共线的充要条件列出方程组,求出即可
【解答】解:∵∥,
∴=k,
∵=λ+, =﹣μ(λ,μ∈R),
∴λ+=k(﹣μ),
∴,
∴λμ=﹣1
故选:C.
9.若0<α<,﹣π<β<﹣,cos(+α)=,cos(﹣)=﹣,则cos(α+)=( )
A.﹣ B. C.﹣ D.
【考点】两角和与差的余弦函数.
【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式可求sin(+α),sin(﹣)的值,由α+=(+α)﹣(﹣),利用两角差的余弦函数公式即可计算求值得解.
【解答】解:∵0<α<,cos(+α)=,
∴+α∈(,),
∴sin(+α)==,
∵﹣π<β<﹣,cos(﹣)=﹣,
∴﹣∈(,),sin(﹣)==,
∴cos(α+)=cos[(+α)﹣(﹣)]
=cos(+α)cos(﹣)+sin(+α)sin(﹣)
=(﹣)+×
=.
故选:D.
10.已知函教f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象与直线y=b(0<b<A)的三个相邻交点的横坐标分别是2,4,8,则f(x)的单调递增区间是( )
A.[6kπ,6kπ+3],k∈Z B.[6k﹣3,6k],k∈Z
C.[6k,6k+3],k∈Z D.[6kπ﹣3,6kπ],k∈Z
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【分析】先根据交点横坐标求出最小正周期,进而可得w的值,再由当x=3时函数取得最大值确定φ的值,最后根据正弦函数的性质可得到答案.
【解答】解:∵函教f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象与直线y=b(0<b<A)的三个相邻交点的横坐标分别是2,4,8
∴T=6=∴w=,且当x=3时函数取得最大值
∴×3+φ=∴φ=﹣
∴f(x)=Asin(πx﹣)
∴﹣πx﹣≤
∴6k≤x≤6k+3
故选C.
二、填空题:本大题共5个小题,每小题5分.、共25分.
11.若cos100°=m,则tan80°= .
【考点】三角函数的化简求值.
【分析】利用诱导公式求出余弦函数值,然后求解正弦函数的值,利用同角的三角函数的基本关系式求解即可.
【解答】解:cos100°=m,可得cos80°=﹣m,sin80°==.
tan80°=.
故答案为:.
12.设tanθ=2,则的值为 ﹣ .
【考点】同角三角函数基本关系的运用.
【分析】原式分子利用二倍角的正弦函数公式化简,分子分母除以cos2θ,利用同角三角函数间的基本关系化简,将tanθ的值代入计算即可求出值.
【解答】解:∵tanθ=2,
∴原式====﹣,
故答案为:﹣
13.若平面向量,满足(+)•(2﹣)=﹣12,且||=2,||=4,则在方向上的投影为 ﹣2 .
【考点】向量的模.
【分析】根据向量数量积的公式先求出•=﹣4,利用向量投影的定义进行求解即可.
【解答】解:∵(+)•(2﹣)=﹣12,且||=2,||=4,
∴22﹣2+•=﹣12,
即8﹣16+•=﹣12,
则•=﹣4,
则在方向上的投影为==﹣2,
故答案为:﹣2
14.在直角坐标系中,P点的坐标为(,),Q是第三象限内一点,|OQ|=1且∠POQ=,则Q点的横坐标为 ﹣ .
【考点】任意角的三角函数的定义.
【分析】设∠xOP=α,根据三角函数的坐标法定义,得到α的三角函数值,然后利用三角函数公式求Q的横坐标.
【解答】解:设∠xOP=α,则cosα=,sinα=,
∴Q点的横坐标为cos()=﹣cosα﹣sinα=﹣;
故答案为:﹣.
15.在△ABC中,点D和E分别在边BC和AC上,且BC=3BD,CA=3CE,AD与BE交于点P,若=m, =n(m,n∈R),则m+n= .
【考点】平面向量的基本定理及其意义.
【分析】可根据条件用向量表示出向量:,而三点B,P,E共线,这样便可得出,从而求出m的值,而同理可求出n的值,从而得出m+n的值.
【解答】解:根据条件:
=
=
=
=
∵B,P,E三点共线;
∴;
∴;
同理求得n=;
∴.
故答案为:.
三、解答题:本大题共6小题,共75分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
16.化简求值:
(1)cos40°(1+tan10°);
(2)coscoscos.
【考点】三角函数的化简求值.
【分析】(1)根据、两角和的正弦公式、二倍角的正弦公式、诱导公式化简即可;
(2)根据分式的性质,二倍角的余弦、正弦公式、诱导公式化简即可.
【解答】解:(1)原式=
==
===1;
(2)原式=
==
===.
17.已知,为两平面向量,且||=||=1,<,>=60°.
(1)若=﹣, =2﹣6, =3+,求证:A,B,D三点共线;
(2)若=+2λ2, =λ1﹣,且⊥,求实数λ的值.
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】(1)根据三点共线的条件判断∥,即可.
(2)根据向量垂直的等价条件转化为•=0,解方程即可.
【解答】解:∵||=||=1,<,>=60°.
∴•=||||cos60°=1×1×=.
(1)=+=2﹣6+3+=5﹣5=5(﹣)=5,
则∥,
即A,B,D三点共线;
(2)若=+2λ2, =λ1﹣,且⊥,
则•=0,即(+2λ2)•(λ1﹣)=0,
即λ2﹣2λ22+(2λ2﹣1)1•=0
则λ﹣2λ+(2λ2﹣1)×=0,
即2λ2﹣2λ﹣1=0,
则λ===.
18.已知sinθ+cosθ=,θ∈(0,π).
(1)求tanθ的值;
(2)求的值.
【考点】同角三角函数基本关系的运用.
【分析】由条件利用同角三角函数的基本关系、以及三角函数在各个象限中的符号,先求的sinθ﹣cosθ的值,可得sinθ和cosθ的值,从而求得要求式子的值.
【解答】解:(1)∵sinθ+cosθ=,θ∈(0,π),
∴1+2sinθcosθ=,即sinθcosθ=﹣<0,
∴sinθ>0,cosθ<0.
∴sinθ﹣cosθ===,
∴sinθ=,cosθ=﹣,
∴tanθ==﹣.
(2)====﹣.
19.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,﹣<φ<)的一系列对应值如表:
x
﹣
y
﹣1
1
3
1
﹣1
1
3
(1)根据表格提供的数据求函数f(x)的一个解析式;
(2)对于区间[a,b],规定|b﹣a|为区间长度,根据(1)的结果,若函数y=f(kx)﹣f(kx+)(k>0)在任意区间长度为的区间上都能同时取到最大值和最小值,求正整数k的最小值.
【考点】由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;正弦函数的图象.
【分析】(1)由表格可得A+B=3,﹣A+B=﹣1,求得A和B的值,再根据周期性求得ω=1,根据五点法作图求得φ,可得函数的解析式.
(2)先求出函数y=f(kx)﹣f(kx+)的解析式,再根据它的周期小于或等于,求得正整数k的最小值.
【解答】解:(1)对于函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,﹣<φ<),
由表格可得A+B=3,﹣A+B=﹣1,
求得A=2,B=1.
再根据=,求得ω=1.
再根据五点法作图可得1×+φ=,可得φ=﹣,
∴f(x)=2sin(x﹣)+1.
(2)函数y=f(kx)﹣f(kx+)=2sin(kx﹣)﹣2sin[kx+﹣]=2sin(kx﹣)﹣2cos(kx﹣)=2sin(kx﹣﹣)=2sin(kx﹣)(k>0)
在任意区间长度为的区间上都能同时取到最大值和最小值,
∴≤,即 k≥20π,
故正整数k的最小值为63.
20.在△ABC中,∠BAC=45°,∠ABC=60°,O为三角形的外心,以线段OB,OC为邻边作平行四边形,第四个顶点为D,再以OA,OD为邻边作平行四边形,它的第四个顶点为H.
(1)设向量=, =, =,试用,,表示;
(2)用向量法证明:AH⊥BC;
(3)若△ABC的外接圆半径为,求OH的长度.
【考点】平面向量数量积的运算;平面向量的基本定理及其意义.
【分析】(1)运用向量加法的平行四边形法则,即可得到所求;
(2)运用向量的减法和向量垂直的条件:数量积为0,即可得证;
(3)运用正弦定理分别求得三角形ABC的三边,再由余弦定理可得∠AOB,∠AOC,∠BOC,再由向量的平方即为模的平方,结合向量数量积的定义,计算即可得到所求值.
【解答】解:(1)由向量加法的平行四边形法则,可得
=+,
由题意可得=+,
即有=++=++;
证明:(2)=﹣=+,
=﹣,
则•=(+)•(﹣)
=2﹣2=0,
可得AH⊥BC;
(3)在三角形ABC中,由正弦定理可得
===2,
解得AB=2×=1+,
BC=2×=2,
CA=2×=,
在△OBC中,OB=OC=,BC=2,
即有∠BOC=90°,
在△OAC中,OA=OC=,AC=,
由余弦定理可得cos∠AOC==﹣,
可得∠AOC=120°,
在△OAB中,OA=OB=,AB=1+,
由余弦定理可得cos∠AOB==﹣
可得∠AOB=150°,
即有||=
=
=
=﹣1.
21.已知向量=(sinωx,2sinωx﹣cosωx),=(sinωx,cosωx),若函数f(x)=•﹣λ的图象关于直线x=π对称,其中ω,λ为常数,且ω∈(,1).
(2)求函数f(x)的最小正周期;
(2)当λ=1时,若x∈[0,],求f(x)的最大值和最小值,并求相应的x值;
(3)当x∈[0,],函数f(x)有两个零点,求实数λ的取值范围.
【考点】三角函数中的恒等变换应用;平面向量数量积的运算.
【分析】(1)根据平面向量的数量积运算,利用三角函数的图象与性质求出ω的值,即可计算函数f(x)的最小正周期;
(2)利用三角函数的图象与性质求出f(x)在区间[0,]上的最值以及对应的x值;
(3)根据正弦函数的图象与性质,结合函数零点的概念,即可求出λ的取值范围.
【解答】解:(1)向量=(sinωx,2sinωx﹣cosωx),=(sinωx,cosωx),
∴函数f(x)=•﹣λ
=sin2ωx+(2sinωx﹣cosωx)cosωx﹣λ
=2sinωxcosωx+sin2ωx﹣cos2ωx﹣λ
=sin2ωx﹣cos2ωx﹣λ
=2sin(2ωx﹣)﹣λ;
由f(x)的图象关于直线x=π对称,可得sin(2ωx﹣)=±1,
令2ω•π﹣=kπ+,k∈z,得ω=+,
结合ω∈(,1),可得ω=;
∴函数f(x)的最小正周期为T==;
(2)当λ=1时,f(x)=2sin(x﹣)﹣1,
又x∈[0,],∴x﹣∈[﹣,],
∴sin(x﹣)∈[﹣,1],
即﹣2≤f(x)≤1;
∴f(x)的最大值是1,最小值是﹣2;
并且x=0时f(x)取得最小值﹣2,
x=时f(x)取得最大值1;
(3)令y=2sin(x﹣),x∈[0,],
则x﹣∈[﹣,],
又函数f(x)=2sin(x﹣)﹣λ有两个零点,
则实数λ的取值范围是1≤λ<2.
2016年8月9日