【人教版】高中数学必修四期末试题及答案
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一、选择题
1.已知10sin410,02,则tan的值为( )
A.12 B.12 C.2 D.12或2
2.已知4sincos3,,42,则sincos的值为( )
A.13 B.13 C.23 D.23
3.2002年在北京召开的国际数学家大会,会标是以我国古代数学家赵爽的弦图为基础设计的,弦图是由四个全等直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形(如图).如果小正方形的面积为1,大正方形的面积为25,直角三角形中较小的锐角为,那么sin2的值为( )
A.12 B.32 C.1225 D.2425
4.已知5cossin2cosxxx对xR恒成立,则cos2( )
A.25 B.25 C.35 D.35
5.如图,B是AC的中点,2BEOB,P是平行四边形BCDE内(含边界)的一点,且,OPxOAyOBxyR,则下列结论正确的个数为( )
①当0x时,2,3y ②当P是线段CE的中点时,12x,52y
③若xy为定值1,则在平面直角坐标系中,点P的轨迹是一条线段
④xy的最大值为1
A.1 B.2 C.3 D.4
6.已知向量(3,0)a,(0,1)b,(,3)ck,若(2)abc,则k( )
A.2 B.2
C.32 D.32
7.已知抛物线2:4Cyx的焦点为F,准线为l,P是l上一点,Q是直线PF与C的一个交点,若2FPQF,则||QF( )
A.8
B.4 C.6 D.3
8.已知ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,向量(,)mabbc,(,)ncba,若//mn,则C( )
A.56 B.23 C.3 D.6
9.函数()sin()(0||)2,fxx的部分函数图象如图所示,将函数()fx的图象先向右平移3个单位长度,然后向上平移1个单位长度,得到函数()gx的解析式为( )
A.()sin21gxx
B.()sin21gxx
C.()sin(2)13gxx
D.()sin(2)13gxx
10.已知函数()tan()0,2fxx,点2,03和7,06是其相邻的两个对称中心,且在区间54,63内单调递减,则( )
A.6 B.6 C.3 D.3 11.设函数tan3fxx,sin3gxx,则函数hxfxgx在区间2,2上的零点个数是( )
A.4 B.5 C.12 D.13
12.已知定义在R上的函数()sin()0,||2fxx在1,2上有且仅有3个零点,其图象关于点1,04和直线14x对称,给出下列结论:①1222f;②函数fx在0,1上有且仅有3个最值点;③函数fx在35,24上单调递增;④函数fx的最小正周期是2.其中所有正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题
13.在平面直角坐标系xOy中,角与角均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若3sin4,则cos______.
14.已知tan3,则cos2_____________.
15.在半径为2的半圆形钢板上截取一块面积最大的矩形,则最大面积是________.
16.已知向量a,b及实数t满足|(1)(1)|1tatb,若22||||1ab,则t的最大值是________.
17.在ABC中,1ACBC,3AB,且CExCA,CFyCB,其中,0,1xy,且41xy,若M,N分别为线段EF,AB中点,当线段MN取最小值时xy__________.
18.若函数()sin(0)4fxx取得最值的点到y轴的最近距离小于6,且()fx在711,2020单调递增,则的取值范围为_________.
19.实数x,y满足121logsin303yx,则cos24xy的值为________.
20.在ABC中,2AB,32AC,135BAC,M是ABC所在平面上的动点,则wMAMBMBMCMCMA的最小值为________.
三、解答题
21.已知函数2()3sin22sinfxxx.
(1)求函数()fx的单调递减区间; (2)当,312x时,求函数()fx的值域.
22.已知函数2sincos144fxxx.
(1)求函数fx的最小正周期;
(2)若函数223cosgxfxx,求函数gx的单调增区间.
23.已知,2Ax,2,3B,2,5C.
(1)若1x,判断ABC的形状,并给出证明;
(2)求实数x的值,使得CACB最小;
(3)若存在实数,使得CACB,求x、的值.
24.已知向量1,2a,3,1b.
(1)若aba,求实数的值;
(2)若2cab,2dab,求向量c与d的夹角.
25.已知函数27()sincos2sin632xfxxx.
(1)求函数()fx的单调递增区间;
(2)求使()0fx成立的实数x的取值集合.
26.已知函数()sin()2cos(2)fxaxx,其中aR,,22.
(1)当0a,6时,求()fx在区间0,上的值域;
(2)若关于的方程0f有两个不同的实数解,求a的取值范围.
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一、选择题
1.C
解析:C
【分析】
由同角间的三角函数关系先求得cos()4,再得tan()4,然后由两角和的正切公式可求得tan.
【详解】 ∵02,∴444,∴310cos410,
∴sin14tan43cos4,
∴tantan441tan11432111tan34.
故选:C.
【点睛】
思路点睛:本题考查三角函数的求值.考查同角间的三角函数关系,两角和的正切公式.三角函数求值时首先找到“已知角”和“未知角”之间的联系,选用恰当的公式进行化简求值.注意三角公式中“单角”与“复角”的区别与联系,它们是相对的.不同的场景充当的角色可能不一样.如题中4在tantan4tan41tantan4作为复角,但在tantan44中充当“单角”角色.
2.D
解析:D
【分析】
首先根据题意得到72sincos9,再计算22sincos9,根据,42判断出sincos的符号再进行开方计算即可得到答案.
【详解】
因为4sincos3,所以216sincos12sincos9,
所以72sincos9,
所以22sincos12sincos9,
因为,42,所以sincos,即sinθcosθ0,
所以2sincos3.
故选:D. 【点睛】
易错点睛:本题求sincos的值时,采用的方法是先对其平方而后再开方,再开方时应注意根据的取值范围正确判断sincos的符号,从而得到正确的答案.
3.D
解析:D
【分析】
由图形可知三角形的直角边长度差为1,设直角边分别为a,根据大正方形的边长是直角三角形的斜边长列方程组求出直角边,然后得出sin,代入二倍角公式即可得出答案.
【详解】
由题意可知小正方形的边长为1,直角边长度差为1,大正方形的面积为25,
边长为5,大正方形的边长是直角三角形的斜边长,
设直角三角形的直角边分别为a,b且ab,则1ba,
所以2222125abaa,得2120aa,所以3a或4a舍去,
所以4b,∴3sin5,4cos5,24sin22sincos25.
故选:D.
【点睛】
关键点点睛:本题考查了三角函数值、二倍角公式的计算,解答本题的关键是根据直角三角形的斜边长等于大正方形的边长求出直角三角形的一个直角边,考查了学生的运算求解能力.
4.D
解析:D
【分析】
利用两角和的正弦公式进行展开,结合恒成立可得cos,最后根据二倍角公式得结果.
【详解】
由题可知,5coscos5sinsinsin2cosxxxx,
则2cos5,1sin5,
所以283cos22cos1155,
故选:D.
【点睛】
本题主要考查了两角和的余弦以及二倍角公式的应用,通过恒成立求出cos是解题的关键,属于中档题.
5.C
解析:C
【分析】 利用向量共线的充要条件判断出①错,③正确;利用向量的运算法则求出OP,求出x,y判断出②正确,利用三点共线解得④正确
【详解】
当0x时,OPyOB,则P在线段BE上,故13y,故①错
当P是线段CE的中点时,13()2OPOEEPOBEBBC
11153(2)32222OBOBABOBOBOBOAOAOB,故②对
xy为定值1时,A,B,P三点共线,又P是平行四边形BCDE内(含边界)的一点,故P的轨迹是线段,故③对
如图,过P作//PMAO,交OE于M,作//PNOE,交AO的延长线于N,
则:OPONOM;
又OPxOAyOB;0x,1y;
由图形看出,当P与B重合时:01OPOAOB;
此时x取最大值0,y取最小值1;所以xy取最大值1,故④正确
所以选项②③④正确.
故选:C
【点睛】
结论点睛:若OCxOAyOB,则,,ABC三点共线1xy.
6.B
解析:B
【分析】
求出2ab3,2,利用向量垂直数量积为零列方程求解即可.
【详解】
由(3,0)a,(0,1)b,
得2ab3,2,若(2)cab,
则(2)?0abc,
所以3230,2kk.故选B.
【点睛】