2021人教B版数学必修第三册模块综合测评2

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模块综合测评(二)(时间:120分钟 满分:150分)一、单项选择题(本大题共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α是第二象限角,sin α=513,则cos α=( ) A .-1213 B .-513 C .513D .1213A [因为α为第二象限角,所以cos α=-1-sin 2α=-1213.]2.若|a |=2cos 75°,|b |=4cos 15°,a 与b 的夹角为30°,则a ·b 的值为( ) A .12 B .32 C . 3D .2 3C [因为|a |=2cos 75°=2sin 15°,|b |=4cos 15°, a 与b 的夹角为30°,所以a ·b =|a ||b |cos 30°=2sin 15°·4cos 15°·cos 30° =4sin 30°cos 30°=2sin 60°=2×32= 3.]3.函数y =lg(x 2+10x +6)的零点是x 1=tan α和x 2=tan β,则tan(α+β)=( ) A .53 B .52 C .-52D .-53B [因为y =lg(x 2+10x +6)的零点是x 1=tan α和x 2=tan β,所以x 1,x 2是方程x 2+10x +5=0的两根.由根与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧tan α+tan β=-10,tan α·tan β=5,由两角和的正切公式得tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=52.]4.已知点A 是单位圆与x 轴正半轴的交点,点B 在第二象限.记∠AOB =θ且sin θ=35,则sin (π+θ)+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ2tan (π-θ)=( )A .2215B .23C .-2215D .-23C [点A 是单位圆与x 轴正半轴的交点,点B 在第二象限,记∠AOB =θ且sin θ=35,可得θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,cos θ=-45,tan θ=-34,则sin (π+θ)+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ2tan (π-θ)=-sin θ+2cos θ-2tan θ=-35+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-45-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-34=-2215.] 5.将函数y =sin (2x +φ)的图像沿x 轴――――→向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图像,则φ的一个可能取值为( )A .3π4B .π4C .0D .-π4B [y =sin (2x +φ)――――→向左平移π8个单位y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8+φ =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+φ.当φ=3π4时,y =sin (2x +π)=-sin 2x ,为奇函数;当φ=π4时,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=cos 2x ,为偶函数;当φ=0时,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,为非奇非偶函数; 当φ=-π4时,y =sin 2x ,为奇函数.故选B .] 6.函数y =x cos x +sin x 的图像大致为( )D [当x =π2时,y =1>0,排除C .当x =-π2时,y =-1,排除B ;或利用y =x cos x +sin x 为奇函数,图像关于原点对称,排除B .当x =π时,y =-π<0,排除A .故选D .]7.已知3a +4b +5c =0,且|a |=|b |=|c |=1,则a ·(b +c )=( ) A .0 B .-35 C .35D .-45B [由3a +4b +5c =0,得向量3a,4b,5c 能组成三角形,又|a |=|b |=|c |=1,所以三角形的三边长分别是3,4,5,故三角形为直角三角形,且a ⊥b ,所以a ·(b +c )=a ·c =-35.]8.给出以下命题:①若α,β均为第一象限角,且α>β,则sin α>sin β;②若函数y =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ax -π3的最小正周期是4π,则a =12;③函数y =sin 2x -sin xsin x -1是奇函数;④函数y =⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin x -12的周期是π;⑤函数y =sin x +sin |x |的值域是[0,2]. 其中正确命题的个数为( ) A .3 B .2 C .1D .0D [对于①来说,取α=390°,β=60°,均为第一象限角,而sin 60°=32,sin 390°=sin 30°=12,故sin α<sin β,故①错误;对于②,由三角函数的最小正周期公式T =2π|a |=4π,得a =± 12,故②错误;对于③,该函数的定义域为{x |sin x -1≠0}=⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠π2+2k π,k ∈Z ,因定义域不关于原点对称,故没有奇偶性,故③错误;对于④,记f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin x -12.若T =π,则有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,而f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-1-12=1.5,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-12=0.5,显然不相等,故④错误;对于⑤,y =sin x +sin |x |=⎩⎪⎨⎪⎧0 (x <0)2sin x (x ≥0) ,而当f (x )=2sin x (x ≥0)时,-2≤2sin x ≤2,故函数y =sin x +sin |x |的值域为[-2,2],故⑤错误.综上可知选D .]二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)9.函数f (x )=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6的图像的对称中心可以是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0B .⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0C .⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0D .⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0AB [由正切函数的对称中心⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2,0,(k ∈Z )可以推出f (x )对称中心的横坐标满足x +π6=k π2⇒x =-π6+k π2(k ∈Z ),代入四个选项可知,当k =0时,x =-π6,当k =1时,x =π3.故⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0,⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0是图像的对称中心.]10.下列四个选项,化简正确的是( ) A .cos(-15°)=6-24B .cos 15°cos 105°+sin 15°sin 105°=cos(15°-105°)=0C .cos(α-35°)cos(25°+α)+sin(α-35°)sin(25°+α)=cos[(α-35°)-(25°+α)]=cos(-60°)=cos 60°=12D .sin 14°cos 16°+sin 76°cos 74°=12BCD [对于A :法一:原式=cos(30°-45°)=cos 30°cos 45°+sin 30°sin 45° =32×22+12×22=6+24,A 错误; 法二:原式=cos 15°=cos(45°-30°) =cos 45°cos 30°+sin 45°sin 30° =22×32+22×12=6+24. 对于B :原式=cos(15°-105°) =cos(-90°)=cos 90°=0,B 正确;对于C :原式=cos[(α-35°)-(25°+α)] =cos(-60°)=cos 60°=12,C 正确;对于D:原式=cos 76°cos 16°+sin 76°sin 16°=cos(76°-16°)=cos 60°=12,D正确.]11.定义两个非零平面向量的一种新运算a*b=|a||b|·sin〈a,b〉,其中〈a,b〉表示a,b的夹角,则对于两个非零平面向量a,b,下列结论一定成立的有() A.a在b上的投影的数量为|a|·sin〈a,b〉B.(a*b)2+(a·b)2=|a|2|b|2C.λ(a*b)=(λa)*bD.若a*b=0,则a与b平行BD[①对于选项A,a在b上的投影的数量为|a|·cos〈a,b〉,故选项A错误,②对于选项B,(a*b)2+(a·b)2=|a|2|b|2(sin2〈a,b〉+cos2〈a,b〉)=|a|2|b|2,故选项B正确,③对于选项C,λ(a*b)=λ|a||b|sin〈a,b〉,λa*b=|λa||b|sin〈λa,b〉,当λ<0时,不成立,故选项C错误,④由a*b=0,所以sin〈a,b〉=0,所以〈a,b〉=0°或180°,即a与b平行,故选项D正确.]12.已知函数f(x)=cos 2x-3sin 2x,则下列说法正确的是()A.f(x)的周期为πB.x=π3是f(x)的一条对称轴C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π6是f (x )的一个递增区间D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3是f (x )的一个递减区间ABD [因为f (x )=cos 2x -3sin 2x =-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,所以f (x )的周期为π,故A 正确; 因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-π6=-2,所以x =π3是f (x )的一条对称轴,故B 正确; 当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π6时,2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,π6, 函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π6上不单调,故C 错误;当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3时,2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2,函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递减,故D 正确.]三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中横线上) 13.在平面直角坐标系xOy 中,已知OA →=(-1,t ),OB →=(2,2).若∠ABO =90°,则实数t 的值为________.5 [因为∠ABO =90°,所以AB →⊥OB →,所以OB →·AB →=0.又AB →=OB →-OA →=(2,2)-(-1,t )=(3,2-t ),所以(2,2)·(3,2-t )=6+2(2-t )=0,所以t =5.]14.函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6在[0,π]的零点个数为__________.3 [因为f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6=0,所以3x +π6=π2+k π,k ∈Z ,所以x =π9+13k π,k ∈Z ,当k =0时,x =π9;当k =1时,x =49π;当k =2时,x =79π;当k =3时,x =109π.因为x ∈[0,π],所以x =π9或x =49π或x =79π,故零点的个数为3.]15.已知2cos 2x +sin 2x =A sin(ωx +φ)+b (A >0),则A =________,b =________.(本题第一空2分,第二空3分)2 1 [因为2cos 2x +sin 2x =1+cos 2x +sin 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+1=A sin(ωx +φ)+b ,所以A =2,b =1.]16.若函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6+cos x +a 的最大值是0,则实数a 的值是________.-2 [f (x )=sin x cos π6+cos x sin π6+sin x cos π6-cos x sin π6+cos x +a =3sin x +cos x +a =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+a ,当x =2k π+π3(k ∈Z )时,f (x )max =a +2=0,故a =-2.]四、解答题(本大题共6小题,共70分. 解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)已知|a |=1,|b |=2,a 与b 的夹角为θ. (1)若a ∥b ,求a ·b ; (2)若a -b 与a 垂直,求θ.[解] (1)因为a ∥b ,所以θ=0°或180°, 所以a ·b =|a ||b |cos θ=±2. (2)因为a -b 与a 垂直,所以(a -b )·a =0,即|a |2-a ·b =1-2cos θ=0, 所以cos θ=22.又0°≤ θ ≤ 180°,所以θ=45°.18.(本小题满分12分)在平面直角坐标系xOy 中,已知向量m =⎝ ⎛⎭⎪⎫22,-22,n =(sin x ,cos x ),x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2.(1)若m ⊥n ,求tan x 的值; (2)若m 与n 的夹角为π3 ,求x 的值. [解] (1)若m ⊥n ,则m ·n =0.由向量数量积的坐标公式得22 sin x -22 cos x =0, 所以tan x =1.(2)因为m 与n 的夹角为π3 , 所以m ·n =|m |·|n |cos π3 , 即22 sin x -22 cos x =12 ,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4=12. 又因为x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以x -π4 ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4,π4,所以x -π4 =π6 ,即x =5π12 .19.(本小题满分12分)已知α,β为锐角,tan α=43,cos (α+β)=-55. (1)求cos 2α的值; (2)求tan (α-β)的值.[解] (1)因为tan α=43,tan α=sin αcos α, 所以sin α=43cos α. 因为sin 2 α+cos 2 α=1, 所以cos 2α=925,因此cos 2α=2cos 2α-1=-725.(2)因为α,β为锐角,所以α+β∈(0,π). 又因为cos (α+β)=-55, 所以sin (α+β)=1-cos 2(α+β)=255,因此tan (α+β)=-2. 因为tan α=43, 所以tan 2α=2tan α1-tan 2α=-247. 因此,tan (α-β)=tan [2α-(α+β)] =tan 2α-tan (α+β)1+tan 2αtan (α+β)=-211.20.(本小题满分12分)设函数f (x )=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-x sin x +π3-3cos 2x +34,x ∈R .(1)求f (x )的最小正周期和对称中心;(2)若函数g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,求函数g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上的最值. [解] (1)由已知,有f (x )=cos x 12sin x +32cos x -3cos 2x +34=12sin x cos x -32cos 2x +34=14sin 2x -34(1+cos 2x )+34=14sin 2x -34cos 2x=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.所以最小正周期为T =π, 由2x -π3=k π,得x =k π2+π6,k ∈Z .所以对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2+π6,0k ∈Z .(2)由g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,得g (x )=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π6时,2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π2,可得g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π6上单调递增, 当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π3时,2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,5π6,可得g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π3上单调递减.所以g (x )max =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=12.又g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=-14<g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=14,所以g (x )min =-14.21.(本小题满分12分)如图所示,在平面直角坐标系中,锐角α,β(β>α)的终边分别与单位圆交于A ,B 两点,点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫45,35.(1)若点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫513,1213,求cos(α+β)的值;(2)若OA →·OB →=31010,求sin β.[解] (1)因为α是锐角,且A ⎝ ⎛⎭⎪⎫45,35,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫513,1213在单位圆上,所以sin α=35,cos α=45,sin β=1213,cos β=513,故cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=45×513-35×1213=-1665.(2)因为OA →·OB →=31010, 所以|OA →|·|OB →|cos(β-α)=31010,且|OA →|=|OB →|=1,所以cos(β-α)=31010,可得sin(β-α)=1010(β>α),且cos α=45,sin α=35,故sin β=sin[α+(β-α)]=sin αcos(β-α)+cos αsin(β-α)=35×31010+45×1010=131050.22.(本小题满分12分)已知函数f (x )=A sin (ωx +φ)+B (A >0,ω>0)的一系列对应值如下表:(2)根据(1)的结果,若函数y =f (kx )(k >0)的最小正周期为2π3,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3时,方程f (kx )=m 恰好有两个不同的解,求实数m 的取值范围.[解] (1)设f (x )的最小正周期为T , 则T =11π6-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=2π,由T =2πω,得ω=1.又⎩⎪⎨⎪⎧ B +A =3,B -A =-1, 解得⎩⎪⎨⎪⎧A =2,B =1. 令ω·5π6+φ=π2,即5π6+φ=π2, 解得φ=-π3,所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3+1.(2)因为函数y =f (kx )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫kx -π3+1的最小正周期为2π3, 又k >0,所以k =3,令t =3x -π3,因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3,t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,若sin t =s 在t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3上有两个不同的解,则s ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,1,所以方程f (kx )=m 在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3上恰好有两个不同的解, 则m ∈[3+1,3),即实数m 的取值范围是[3+1,3).。