高一数学试题说明:1.本试卷共4页,考试时间100分钟,满分100分. 2.请将所有答案都涂写在答题卡上,答在试卷上无效.第I 卷(选择题)一、单项选择题:(本题共8小题,每小题3分,共24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. 在平行四边形中,为上任一点,则等于() ABCD M ABAM DM DB -+ A.B.C.D.BC AB AC AD【答案】B 【解析】【分析】根据相反向量的意义及向量加法的三角形法则,化简可得答案. AM DM DB -+【详解】 AM DM DB -+ AM MD DB =++ AD DB AB =+=故选:.B 2. 对于任意的平面向量,下列说法正确的是( ) ,,a b cA. 若且,则B. 若,且,则//a b //b c //a c a b a c ⋅=⋅0a ≠b c =C. 若且,则D.a b = b c = a c = ()()a b c a b c ⋅=⋅【答案】C 【解析】【分析】平面向量共线的传递性可得A 错误,由向量数量积的定义可判断B ,根据向量相等的概念可判断C ,根据数量积及共线向量的概念可判断D.【详解】对A ,若且,则当为零向量时,与不一定共线,即A 错误;//a b //b c b a c 对B ,若,则,a b a c ⋅=⋅ cos ,cos ,a b a b a c a c ⋅=⋅ 又,所以,0a ≠ cos ,cos ,b a b c a c = 因为与的夹角不一定相等,所以不一定成立,即B 错误;,b c a b c =对C ,若且,则,即C 正确;a b =b c =a c =对D ,因为与共线,与共线,()c a b ⋅ c ()a b c ⋅a 所以不一定成立,即D 错误.()()a b c a b c ⋅=⋅故选:C .3. 内角的对边分别为,已知,则( ) ABC A ,,A B C ,,a b c 222b c a bc +-=A =A.B.C.D.6π56π3π23π【答案】C 【解析】【分析】利用余弦定理求出,再求出即可.cos A A 【详解】,,,.222b c a bc +-= 2221cos 222b c a bc A bc bc +-∴===0A π<< 3A π∴=故选:C4. 已知边长为3的正,则( ) 2ABC BD DC= A ,AB AD ⋅=A. 3B. 9C.D. 6152【答案】D 【解析】【分析】由数量积的运算律化简后求解【详解】由题意得,2212()3333AD AB BD AB BC AB AC AB AB AC =+=+=+-=+故,AB AD ⋅= 1233AB AB AB AC ⋅+⋅221233cos60633=⨯+⨯⨯︒=故选:D5. 在中,已知,且,则是( )ABC A ||||AB AC AB AC +=-sin 2sin cos A B C =ABC A A. 等腰三角形 B. 直角三角形 C. 等腰直角三角形 D. 等腰或直角三角形【答案】C 【解析】【分析】由两边平方得,由化简得,得||||AB AC AB AC +=- AB AC ⊥sin 2sin cos A B C =B C =为等腰直角三角形.ABC A 【详解】由得,所以,所以||||AB AC AB AC +=-()()22AB ACAB AC +=- 0AB AC ⋅= AB AC⊥,所以为直角三角形;ABC A 由得,sin 2sin cos A B C =()()sin πsin 2sin cos B C B C B C --=+=所以 ,所以, sin cos cos sin 2sin cos +=B C B C B C sin cos cos sin 0B C B C -=即,因为,所以,所以为等腰三角形; ()sin 0B C -=π<πB C --<0B C -=ABC A 综上,为等腰直角三角形. ABC A 故选:C6. 在中,已知,D 为BC 中点,则( ) ABC A π2,3,3AB AC A ==∠=AD =A. 2B.C.D.【答案】D 【解析】【分析】根据边长和角先求出,根据D 为BC 中点,可知,两边同时平方,将AB AC ⋅u u u r u u u r()12AD AB AC =+ 数带入计算结果即可.【详解】解:因为,所以, π2,3,3AB AC A ==∠=1cos 2332AB AC AB AC A ⋅=⋅⋅=⋅⋅= 因为D 为BC 中点,所以,两边同时平方可得:()12AD AB AC =+,(()2211192469444AD AB AB =+⋅⋅=++=所以AD = 故选:D7. 己知向量均为单位向量,且.向量与向量的夹角为,则的最大值为,a b12a b ⋅= - a c b c - π6a c - ( )A.B. 1C.D. 2【答案】D 【解析】【分析】设,,.从而得到等边三角形,进一步可得的轨迹是两段圆弧,画出OA a = OB b =OC c = OAB A C 示意图可知当AC 是所在圆(上述圆弧)的直径时,取得最大值|AC|,从而可解.A AB ||a c -【详解】向量,向量均为单位向量, 12a b⋅=,a b,.111cos ,2a b ∴⨯⨯<>= π,3a b ∴<>=如图,设.则是等边三角形. ,,OA a OB b OC c ===OAB A 向量满足与的夹角为, .c -a cbc -π6π6ACB ∠=∴因为点在外且为定值,C AB ACB ∠所以的轨迹是两段圆弧,是弦AB 所对的圆周角.C ACB ∠因此:当AC 是所在圆(上述圆弧)的直径时,取得最大值|AC|, A AB ||a c -在中,由正弦定理可得:ABC A . 2sin 30ABAC ︒==取得最大值2.|a c ∴- ∣故选:D【点睛】关键点睛:设,关键能够根据已知条件确定的轨迹是弦AB 所对的两段圆弧,从而确定当AC ,,OA a OB b OC c ===C 是所在圆(上述圆弧)的直径时,取得最大值|AC|,即可求解.A AB ||a c -8. 已知a ,b ,c 分别为三个内角A ,B ,C 的对边,若且,则ABC A (cos )a C C b c =+5a =的周长的最大值为( )ABC A A. 15 B. 16C. 17D. 18【答案】A 【解析】【分析】利用正弦定理,两角和公式及辅助角公式可得,然后根据余弦定理及基本不等式可得60A =︒,即得.10b c +≤【详解】由已知及正弦定理得,sin cos sin sin sin A C A C B C +=+∴, ()sin cos sin sin sin sin cos cos sin sin A C A C A C C A C A C C +=++=++,因为, sin cos sin sin A C A C C =+sin 0C ≠,即,因为, cos 1A A -=()1sin 302A -︒=3030150A -︒<-︒<︒所以,从而,3030A -︒=︒60A =︒由余弦定理得,即,2222cos a b c bc A =+-()222253b c bc b c bc =+-=+-又,2332b c bc +⎛⎫≤ ⎪⎝⎭∴,即, ()()22134b c bc b c +-≥+()21254b c ≥+∴,当且仅当时等号成立,从而, 10b c +≤5b c ==15a b c ++≤∴的周长的最大值为15. ABC A 故选:A.二、多项选择题:(本题共4小题,每小题3分,共12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3分,部分选对的得1分,有选错的符0分.)9. 在中,,则角B 的值可以是( ) ABC A π10,6a c A ===A.B.C.D.π12π47π123π4【答案】AC 【解析】【分析】由已知结合正弦定理可求C ,然后结合三角形的内角和定理可求.【详解】∵, π10,6a c A ===由正弦定理可得 ,得 , sin sin a c A C =10sin C =sin C =∵,∴, a c <A C <则或,由,则角或. π4C =3π4C =πB A C =--7π12=B π12B =故选:AC.10. 若向量满足,则( ),a b||||2,||a b a b ==+=A.B. 与的夹角为2a b ⋅=- a bπ3C. D. 在上的投影向量为(2)a a b ⊥-a b - b 12b r 【答案】BC 【解析】【分析】由模与数量积的关系求得,再根据数量积的性质确定与的夹角,判断向量垂直,求2a b ×=a b 解投影向量即可得结论.【详解】因为,所以||||2==r r a b a b +====则,故A 不正确;2a b ×=又,,所以,即与的夹角为,故B 正21cos ,222a b a b a b ⋅===⨯⋅0,πa b ≤≤ π,3a b = a b π3确;又,所以,故C 正确;2(2)24220a a b a a b ⋅-=-⋅=-⨯=(2)a a b ⊥- 又在上的投影向量为,故a b - b ()221cos ,2a b b b b a b b a b a b b a bb b ba b bb b-⋅⋅---⋅=-⋅=⋅=--⋅D 不正确. 故选:BC.11. 中,为上一点且满足,若为线段上一点,且(ABC A D AB 3AD DB =P CD AP AB AC λμ=+λ,为正实数),则下列结论正确的是( )μA.B.1344CD CA CB =+432λμ+=C. 的最大值为 D.的最小值为3 λμ112113λμ+【答案】AD 【解析】【分析】由题设结合三点共线可得,再应用基本不等式求、43AP AD AC λμ=+433λμ+=λμ的最值,利用向量加减、数乘的几何意义求的线性关系. 113λμ+,,CD CA CB【详解】由题设,可得,又三点共线, 43AP AD AC λμ=+,,D P C ∴,即,B 错误; 413λμ+=433λμ+=由,为正实数,,则,当且仅当时等号成立,故C 错λμ433λμ+=≥316λμ≤31,82λμ==误;,当且仅当时等号成1111111(3)(5)(5333333343λμλμλμλμμλ+=++=++≥+=32μλ=立,故D 正确;,又,14CD CB BD CB BA =+=+ BA BC CA =+ ∴,故A 正确.131()444CD CB BC CA CB CA =++=+故选:AD.12. 在中,若,下列结论中正确的有( ) ABC A ::4:5:6a b c =A. B. 是钝角三角形sin :sin :sin 4:5:6A B C =ABC AC. 的最大内角是最小内角的2倍D. 若,则 ABC A 6c =ABC A 【答案】ACD 【解析】【分析】根据正弦定理,余弦定理逐一判断即可.【详解】根据正弦定理由,因此选项A 正确; ::4:5:6sin :sin :sin 4:5:6a b c A B C =⇒=设,所以为最大角,4,5,6a k b k c k ===C ,所以为锐角,因此是锐角三角形,2222221625361cos 022458a b c k k k C ab k k +-+-===>⋅⋅C ABC A 因此选项B 不正确;,显然为锐角,2222222536163cos 22564b c a k k k A bc k k +-+-===⋅⋅A,23cos 2cos 1cos cos 224C C C A =-⇒====因此有,因此选项C 正确; 22CA C A =⇒=由1cos sin 8C C =⇒===外接圆的半径为:D 正确,ABC A 112sin 2c C ⋅==故选:ACD【点睛】关键点睛:根据正弦定理、余弦定理是解题的关键.第II 卷(非选择题)三、填空题:(本题共6小题,每小题4分,共24分.)13. 已知向量,,当时,__________.(1,2)a =- (sin ,cos )b αα= a bA tan α=【答案】## 12-0.5-【解析】【分析】由向量平行可得,进而可求出结果.2sin cos -=αα【详解】由可得,,得,//a b 2sin cos -=αα1tan 2α=-故答案为:. 12-14. 向量的夹角为,且,则等于__________.a b ,π3||1,||2a b == ||a b - 【解析】【分析】由向量的数量积的定义可得,再由向量的平方即为模的平方,计算化简即可得到所求·1a b =值.【详解】向量,的夹角是,,,a bπ3||1a = ||2b = 则, π1||||cos 12132a b a b ==⨯⨯=AA 则22||()a b a b -=-,22212143a a b b =-+=-⨯+= A即有||a b -=15. 已知中,,若满足上述条件的三角形有两个,则的范围是__________. ABC A π,23A AB ==BC【答案】)2【解析】【分析】由已知可得,从而得解. sin A AB BC AB ⋅<<【详解】解:如图所示,作,交于点为,垂足为,若要满足题π3A ∠=,BC AB '=AD 'C BC AC '''⊥C ''意,则有, sin BC A AB BC AB BC '''=⋅<<=易知∴的范围是.2,BC BC '''==BC )2故答案为:)216. 在中,,,,则的面积为__________.ABC A 1AB =3BC =1AB BC ⋅=-ABC A【解析】【分析】根据平面向量的夹角公式可求得,从而可得到,再根据三角形的面积公式即可求解.cos B sin B 【详解】依题意可得,解得,()()=cos π=13cos =1AB BC AB BC B B ⋅⋅⋅-⨯⨯-- 1cos =3B又,所以, ()0,πB ∈sin B所以的面积为 ABC A 11sin 1322ABC S AB BC B =⋅⋅⋅=⨯⨯=A.17. 如图,某林场为了及时发现火情,设立了两个观测点B 和C ,在B 点处观测到C 的方位角为,B155︒点和C 点相距25千米.某日两个观测站都观测到了A 处出现火情,在B 点处观测到A 的方位角为125︒.在C 点处,观测到A 的方位角为,则观测站C 与火情A 之间的距离为________.80︒【解析】【分析】由正弦定理求解即可【详解】在中,,,ABC A 15512530ABC ∠=-=︒︒︒180********BCA ∠=︒-︒+︒=︒,,1803010545BAC ∠=︒-︒-︒=︒25BC =由正弦定理可得,即,sin sin AC BCABC BAC =∠∠25sin 30sin 45AC =︒︒所以, 25sin 30sin 45AC ⨯︒==︒所以观测站与火情之间的距离为千米 C A故答案为18. 如图,在平面四边形中,,,,若点ABCD AB BC ⊥AD CD ⊥60BCD ∠=︒CB CD ==为边上的动点,则的最小值为_______.M BC AM DM ⋅【答案】 214【解析】【分析】如图所示,以为原点,以所在的直线为轴,以所在的直线为轴,求出, ,B BA x BC y A D C 的坐标,根据向量的数量积和二次函数的性质即可求出.【详解】如图所示:以为原点,以所在的直线为轴,以所在的直线为轴,B BA x BC y 过点作轴,过点作轴,D DP x ⊥D DQ y ⊥∵,,,AB BC ⊥AD CD ⊥120BAD ∠=︒CB CD ==∴,,,,()00B ,()20A ,(0,C (D 设,则,,()0,M a ()2,AM a =- (3,DM a =-故,故答案为. (22121644AM DM a a a ⎛⋅=+=+≥ ⎝ 214【点睛】本题考查了向量在几何中的应用,考查了运算能力和数形结合的能力,属于中档题.四、解答题:(本题共4小题,共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)19. 已知(2,4),(3,1)a b ==- (1)设的夹角为,求的值;,a b θcos θ(2)若向量与互相垂直,求k 的值.k + a b - a kb 【答案】(1) (2)【解析】【分析】(1)根据平面向量的夹角公式即可解出;(2)根据垂直的数量积表示及模长即可解出.【小问1详解】 ,()23412a b ⋅=⨯-+⨯=- ,a ==b ==因为,所以cos a b a b θ⋅=⋅⋅ cos a b a b θ⋅===⋅ 【小问2详解】因为向量与互相垂直,所以, a kb +r r a kb - ()()2220a kb a kb a k b +⋅-=-= 所以,即,解得:.222a k b= 22010k =k =20. 已知在△ABC 中,D 为边BC 上一点,,,. 3CD =23AC AD ==1cos 3CAD ∠=(1)求AD 的长;(2)求sinB .【答案】(1)2;(2【解析】 【分析】(1)在中,利用余弦定理建立方程求解即可;ACD A (2)利用(1)的结论求出,再在中由正弦定理计算可求.cos C ABC A sin B 【小问1详解】依题意,在中,由余弦定理得,ACD A 2222cos CD AC AD AC AD CAD =+-⋅⋅∠即,解得; 2223313()2223AD AD AD AD =+-⋅⋅⋅2AD =【小问2详解】在中,由(1)知,由余弦定理可得, ACD A 3AC =2222223327cos 22339AC CD AD C AC CD +-+-===⋅⨯⨯则有,sin C ==在中,由正弦定理得. ABC A sin sin AC B C AB ===. sin B ∴=21. 在中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且__________.在ABC A①;tan tan tan tan A C A C +=②; 2ABCS BC =⋅A③. πcos cos 2b C B ⎛⎫-= ⎪⎝⎭这三个条件中任选一个填在横线上,补充完整上面的问题,并进行解答.(1)求角B 的大小;(2)若角B 的内角平分线交AC 于D ,且,求的最小值.1BD =4a c +【答案】(1) 2π3B =(2)9【解析】【分析】(1)若选①:根据两角和差正切公式化简已知等式可求得,由()tan A C +()tan tan B A C =-+可求得,进而得到;若选②:根据三角形面积公式和平面向量数量积定义可构造方程求得tan B B tan B ,进而得到;若选③:利用正弦定理边化角,结合诱导公式可求得,进而得到;B tan B B (2)根据,利用三角形面积公式化简可得,由ABC ABD BCD S S S =+△△△111a c+=,利用基本不等式可求得最小值. ()1144a c a c a c ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭【小问1详解】若选条件①,由得:, tan tan tan A C A C +-=)tan tan 1tan tan A C A C +=-, tan tan 1tan tan A C A C+∴=-()tan A C +=则,. ()()tan tan πtan B A C A C ⎡⎤=-+=-+=⎣⎦()0,πB ∈2π3B ∴=若选条件②,由得:,2ABC S BC =⋅△ sin cos ac B B =,则,. sin ∴=B B tan B =()0,πB ∈2π3B ∴=若选条件③,,则, πcos cos 2b C B ⎛⎫-= ⎪⎝⎭sin cos b C B =由正弦定理得:,sin sin cos B C C B =,,,则,()0,πC ∈ sin 0C ∴≠sin ∴=B B tan B =又,. ()0,πB ∈2π3B ∴=【小问2详解】,, ABC ABD BCD S S S =+A A A 12π1π1πsinsin sin 232323ac c BD a BD ∴=⋅+⋅,,, =+a c ac ∴+=111a c ac a c +∴=+=(当且仅当,即时取等()11444559a c a c a c a c c a ⎛⎫∴+=++=++≥+= ⎪⎝⎭4a c c a =23a c ==号),的最小值为.4a c ∴+922. 在中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知. ABC A 2cos (cos cos )A c B b C a +=(1)求A ;(2)若为锐角三角形,且的取值范围. ABC A a =223b c bc ++【答案】(1)π3(2)(]11,15【解析】【分析】(1)先利用正弦定理化边为角,再结合和差公式整理即可得的值,进而即可求解; cos A A (2)结合(1),先根据正弦定理得,,再根据余弦定理得,从而2sin b B =2sin c C =223b c bc +=+可得到,结合题意可得到的取值范围,从而确定的取值范22π378sin 26b c bc B ⎛⎫++=+- ⎪⎝⎭B π26B -围,再结合正弦型函数的性质即可求解.【小问1详解】根据题意,由正弦定理得()2cos (sin cos sin cos )2cos sin 2cos sin sin A C B B C A B C A A A+=+==,又在中,有,所以,ABC A ()0,πA ∈sin 0A ≠所以,所以. 1cos 2A =π3A =【小问2详解】结合(1)可得,, sin A =2ππ3B C A +=-=由,得,, a =2sin sin sin a b c A B C ===2sin b B =2sin c C =根据余弦定理有,得,2222cos a b c bc A =+-223b c bc +=+所以 222π334316sin sin 316sin sin 3b c bc bc B C B B ⎛⎫++=+=+=+- ⎪⎝⎭, 2π3cos 8sin 724cos 278sin 26B B B B B B ⎛⎫=++=+-=+- ⎪⎝⎭又为锐角三角形,则有,,得, ABC A π0,2B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭2ππ0,32B ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭ππ,62B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭所以,所以, ππ5π2,666B ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭π1sin 2,162B ⎛⎫⎛⎤-∈ ⎪ ⎥⎝⎭⎝⎦故. (]22π378sin 211,156b c bc B ⎛⎫++=+-∈ ⎪⎝⎭【点睛】关键点点睛:根据正弦定理,余弦定理将求的范围转化为求正弦型函数223b c bc ++的值域,结合题意得到的取值范围,再结合正弦型函数的性质是解答小问()π78sin 26f B B ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭B (2)的关键.。