2015年高考数学(理)押题精练【专题5】三角函数、解三角形、平面向量
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三角函数、解三角形、平面向量1.已知函数f(x)=2sin xcos x (1)求f(x)的最小正周期和单调递增区间; (2)当x ∈]2,0[π时,求函数f(x)的最大值和最小值。
2.已知函数()f x =(sin 2x ﹣cos 2x+)﹣sin 2(x ﹣),x ∈R .(1)求函数()f x 的单调递增区间;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为,,a b c ,且()1f B =,2b =,求△ABC 的面积的最大值.3.ABC ∆中,D 是BC 边上的点,AD 平分BAC ∠,ABD ∆面积是ADC ∆面积的2倍.(Ⅰ) 求sin sin B C ∠∠;(Ⅱ)若1AD =,2DC =,求BD 边和AC 边的长.4.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,A 、B 、C 三点满足.(1)求证:A ,B ,C 三点共线;(2)若,()22f x OA OC 2m AB 3⎛⎫=⋅-+⋅ ⎪⎝⎭的最小值为,求实数m 的值.5.已知A 、B 、C 是△ABC 三内角,向量=(﹣1,),=(cosA ,sinA ),且,(Ⅰ)求角A (Ⅱ)若.6.在△ABC 中,已知a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边.若向量m =(a ,cosA),向量n =(cosC ,c),且m ⋅n =3bcosB . (1)求cosB 的值;(2)若a ,b ,c 成等比数列,求11tan tanCA +的值.7.在锐角ABC ∆中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c 2sin c A = (Ⅰ)求角C 的值;(Ⅱ)若c =ABC S =a b +的值. 8.设与是两个单位向量,其夹角为60°,且=2+,=﹣3+2.(1)求•; (2)求||和||; (3)求与的夹角.9.(2015秋•河西区期末)设平面内的向量,,,点P 在直线OM 上,且.(1)求的坐标;(2)求∠APB 的余弦值; (3)设t ∈R ,求的最小值.10.已知平面向量32a = (,),12b =- (,),41c =(,).(1)求满足n m +=的实数m ,n ;(2)若()()2a kc b a +⊥-,求实数k 的值.参考答案1.(1)3π) ∴ T=π 由-2π+2k π≦2x-3π≦2π+2k π, -12π+k π≦x ≦512π+k π∴ f(x)的单调增区间为: 5,1212k k ππππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦()k z ∈(2) 02x π≤≤∴22333x πππ-≤-≤sin 2123x π⎛⎫-≤-≤ ⎪⎝⎭∴()()max min 2,f x f x ==考点:1.三角函数的恒等变形及函数性质(整体思想);2.三角函数的性质.2.(1)()f x =(sin 2x ﹣cos 2x+)﹣sin 2(x ﹣),x ∈R=(﹣cos2x )﹣[1﹣cos (2x ﹣)]=sin2x ﹣cos2x=sin(2)6x π-, 令﹣+2k π≤2x ﹣≤+2k π,k ∈Z ,得到k π﹣≤x ≤k π+,k ∈Z则函数f (x )的单调递增区间[k k ]63ππππ+﹣,,k ∈Z(2)由f (B )=1,得到sin (2B ﹣)=1,∴2B ﹣=,即3B π=, 由余弦定理得:222b ac 2accosB =+﹣,即224a c ac 2ac ac ac =+≥=﹣﹣,即ac 4≤,∴ABC 1S acsinB 2==≤ ABC 的面积的最大值为.考点:三角函数的基本公式;正弦型函数的性质;余弦定理;三角形的面积;均值不等式. 3.(Ⅰ)1sin 2ABD S AB AD BAD ∆=⋅∠,1sin 2ADC S AC AD CAD ∆=⋅∠,因为2ABDADC S S ∆∆=,BAD CAD ∠=∠,所以2AB AC =.由正弦定理可得sin 1sin 2B AC C AB ∠==∠(Ⅱ)因为::ABD ADC S S BD DC ∆∆=,所以BD ABD ∆和中,由余弦ADC ∆定理得2222cos AB AD BD AD BD ADB =+-⋅∠,2222cos AC AD DC AD DC ADC =+-⋅∠.222222326AB AC AD BD DC +=++=.由(Ⅰ)知2AB AC =,所以1AC =.考点:正弦定理;三角形中的几何计算 4.解:∵(1),∴==﹣+,=,∴=×,∴∥,即A ,B ,C 三点共线.(2)由,∵,∴,∵=(1+sinx ,cosx ),从而 ()222222f x OA OC 2m AB 1sin x cos x 2m sin x 333⎛⎫⎛⎫=⋅-+⋅=++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=﹣sin 2x ﹣2m 2 sinx+2=﹣(sinx+m 2)2+m 4+2.又,则t=sinx ∈[0,1],f (x )=g (t )=﹣(t+m 2)2+m 4+2.由于﹣m 2≤0,∴g (t )=﹣(t+m 2)2+m 4+2 在[0,1]上是减函数, 当t=1,即x=时,f (x )=g (t )取得最小值为,解得m=±,综上,.考点:平面向量数量积的运算. 5.解:(Ⅰ)∵∴即,∵∴∴(Ⅱ)由题知,整理得sin 2B ﹣sinBcosB ﹣2cos 2B=0∴cosB≠0∴tan 2B ﹣tanB ﹣2=0,∴tanB=2或tanB=﹣1 而tanB=﹣1使cos 2B ﹣sin 2B=0,舍去 ∴tanB=2, ∴tanC=tan[π﹣(A+B )]=﹣tan (A+B )===考点:同角三角函数基本关系的运用;平面向量数量积的运算;任意角的三角函数的定义;二倍角的正弦. 6.(1)因为m ⋅n =3bcosB ,所以acosC +ccosA =3bcosB . 由正弦定理,得sinAcosC +sinCcosA =3sinBcosB , 所以sin(A +C)=3sinBcosB ,所以sinB =3sinBcosB . 因为B 是△ABC 的内角,所以sinB ≠0,所以cosB =13. (2)因为a ,b ,c 成等比数列,所以b 2=ac .由正弦定理,得sin 2B =sinA ⋅sinC .因为cosB =13,B 是△ABC 的内角,所以sinB . 又11cos cos cos sin cos sin sin()tan tanC sin sin sin sin sin sin A C A C C A C A A A C A C A C +++=+==2sin sin 1sin sin sin sin B B A C B B ====考点:向量数量积、正弦定理、同角三角函数关系7.(12sin c A =及正弦定理,得sinsin a Ac C ==.sin 0,sin A C ≠∴=又ABC ∆是锐角三角形,3C π∴=.(2)c =3C π=,由面积公式,得1sin 23ab π=6ab =.① 由余弦定理,得222cos73a b ab π+-=,即227a b ab +-=.②由②变形得()237a b ab +=+ .③ 将①代入③得()225a b +=,故5a b +=. 考点:正弦定理;余弦定理; 8.解:(1)由与是两个单位向量,其夹角为60°,则=1×=,=(2+)•(﹣3+2)=﹣6+2+•=﹣6+2+=﹣;(2)||====, ||====(3)cos <,>===﹣,由于0≤<,>≤π,则有与的夹角.考点:向量的数量积的定义和性质;向量之间的夹角. 9.解:(1)∵点P 在直线OM 上,设∴,∴,解得,∴.(2),, ∴.(3),∴=2(t ﹣2)2+2.当t=2时,(+t)2取得最小值2,∴的最小值为.考点:平面向量数量积的运算;平面向量的坐标运算.10.(1)∵ (,2)mb m m =- ,(4,)nc n n = 得(4,2)mb nc n m m n +=-+且(3,2)a mb nc ==+∴ 4322n m m n -=⎧⎨+=⎩,得58,99m n ==(2) ∵(34,2)a kc k k +=++ ,2(5,2)b a -=- ,且()(2)a kc b a +⊥-∴5(34)2(2)0k k -⨯++⨯+=,∴ 1118k =-考点:向量的线性运算性质及几何意义;平面向量共线(平行)的坐标表示。
高考数学专题:三角函数、解三角形、平面向量一、选择题1.已知α为第二象限角,sin α+cos α=33,则cos 2α=________. 2.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知8b =5c ,C =2B ,则cos C =________.3.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a = 3,b = 2,B =45°,则A =________.4.若将函数f(x)=sin 2x +cos 2x 的图象向右平移φ个单位,所得图象关于y 轴对称,则φ的最小正值是________.5.设非零向量a 、b 、c 满足|a |=|b |=|c |,a +b =c ,则a ,b =________.6.设0≤x<2π,且 1-sin 2x =sin x -cos x ,则x 的取值范围是________.7.已知△ABC 为等边三角形,AB =2,设点P ,Q 满足AP →=λAB →,AQ →=(1-λ)AC→,λ∈R ,若BQ →·CP →=-32,则λ=________. 8.设D ,E ,F 分别为ABC 的三边BC ,CA ,AB 的中点,则EB →+FC →=________.9.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若(a +b -c)(a +b +c)=ab ,则角C =________.10.已知向量a 与b 的夹角为60°,且a =(-2,-6),|b |=10,则a·b =____.11.当函数y =sin x -3cos x (0≤x<2π)取得最大值时,x =____.12.若△ABC 的内角满足sin A +2sin B =2sin C ,则cos C 的最小值是________.三、解答题 13.已知3tan 44x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭(42x ππ<<). (Ⅰ)求tan x 的值; (Ⅱ)求2sin 22sin cos 2x x x-的值.14.已知函数()sin cos f x a x b x =+的图象经过点03π⎛⎫ ⎪⎝⎭,和12π⎛⎫ ⎪⎝⎭,. (Ⅰ)求实数a 和b 的值; (Ⅱ)若[0]x π∈,,求()f x 的最大值及相应的x 值 .15.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,已知)1tan (tan 3tan tan -⋅=+C A C A ,且7,22ABC b S ∆==. 求:(I )角B ; (II )a + c 的值.16、在ABC ∆中,角A ,B ,C 分别所对的边为c b a ,,,且C B A A B 2s i n c o s s i n c o s s i n =+,A B C ∆的面积为34.:(Ⅰ)求角C 的大小; (Ⅱ)若2=a ,求边长c.17.设锐角三角形ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a =2bsin A.(1)求角B 的大小;(2)若a =33,c =5,求△ABC 的面积及b.18.已知函数f(x)=(sin x -cos x )sin 2x sin x. (1)求f(x)的定义域及最小正周期; (2)求f(x)的单调递增区间.19、设函数=)(x f ⋅p q ,其中向量()sin ,cos sin x x x =+p , ()2cos ,cos sin x x x =-q ,x ∈R . (I )求)3(πf 的值及函数)(x f 的最大值; (II )求函数)(x f 的单调递增区间.20.函数f(x)=6cos 2ωx 2+3cos ωx -3(ω>0)在一个周期内的图象如图所示, A 为图象的最高点,B ,C 为图象与x 轴的交点,且△ABC 为正三角形.(1)求ω的值及函数f(x)的值域;(2)若f(x 0)=835,且x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-103,23,求f(x 0+1)的值.21.在△A BC 中,已知AB →·AC →=3BA →·BC →.(1)求证:tan B =3tan A ; (2)若cos C =55,求A 的值.22.已知函数f(x)=sin x +acos x 的图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3,0. (1)求实数a 的值; (2)求函数f(x)的最小正周期与单调递增区间.23.已知向量m =⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos x 2,1,n =⎝⎛⎭⎪⎫sin x 2,1(x ∈R),设函数f(x)=m ·n -1. (1)求函数f(x)的值域; (2)已知锐角三角形ABC 的三个内角分别为A ,B ,C ,若f(A)=513,f(B)=35,求f(C)的值.24、在△ABC 中,已知角A 、B 、C 所对的三条边分别是a 、b 、c ,且满足2b ac =. (Ⅰ)求证:03B π<≤; (Ⅱ)求函数1sin 2sin cos B y B B+=+的值域.。
专题五 平面向量1.【2015高考新课标1,理7】设D 为ABC ∆所在平面内一点3BC CD =,则( )(A )1433AD AB AC =-+(B)1433AD AB AC =-(C )4133AD AB AC =+ (D)4133AD AB AC =-【答案】A【解析】由题知11()33AD AC CD AC BC AC AC AB =+=+=+-= =1433AB AC -+,故选A.【考点定位】平面向量的线性运算【名师点睛】本题以三角形为载体考查了平面向量的加法、减法及实数与向量的积的法则与运算性质,是基础题,解答本题的关键是结合图形会利用向量加法将向量AD表示为AC CD + ,再用已知条件和向量减法将CD 用,AB AC表示出来.2.【2015高考山东,理4】已知菱形ABCD 的边长为a ,60ABC ∠=,则BD CD ⋅=( ) (A )232a - (B )234a - (C ) 234a (D ) 232a 【答案】D 【解析】因为()B D C D B D B A B A B C ⋅=⋅=+⋅ ()22223c o s 602B A BC B A a a a +⋅=+=故选D.【考点定位】平面向量的线性运算与数量积.【名师点睛】本题考查了平面向量的基础知识,重点考查学生对平面向量的线性运算和数量积的理解与掌握,属基础题,要注意结合图形的性质,灵活运用向量的运算解决问题.3.【2015高考陕西,理7】对任意向量,a b,下列关系式中不恒成立的是( ) A .||||||a b a b ⋅≤B .||||||||a b a b -≤-C .22()||a b a b +=+ D .22()()a b a b a b +-=-【答案】B【解析】因为cos ,a b a b a b a b ⋅=≤ ,所以选项A 正确;当a 与b方向相反时,a b a b -≤-不成立,所以选项B 错误;向量的平方等于向量的模的平方,所以选项C 正确;()()22a b a b a b +-=- ,所以选项D 正确.故选B .【考点定位】1、向量的模;2、向量的数量积.【名师点晴】本题主要考查的是向量的模和向量的数量积,属于容易题.解题时一定要抓住重要字眼“不”,否则很容易出现错误.解本题需要掌握的知识点是向量的模和向量的数量积,即cos ,a b a b a b ⋅= ,22a a = .4.【2015高考四川,理7】设四边形ABCD 为平行四边形,6AB = ,4AD =.若点M ,N 满足3BM MC = ,2DN NC = ,则AM NM ⋅=( )(A )20 (B )15 (C )9 (D )6 【答案】C 【解析】311,443AM AB AD NM CM CN AD AB =+=-=-+,所以221111(43)(43)(169)(1636916)94124848AM NM AB AD AB AD AB AD =+-=-=⨯-⨯= ,选C.【考点定位】平面向量.【名师点睛】涉及图形的向量运算问题,一般应选两个向量作为基底,选基底的原则是这两个向量有尽量多的已知元素.本题中,由于6AB = ,4AD = 故可选,AB AD作为基底.5.【2015高考重庆,理6】若非零向量a ,b 满足|a ||b |,且(a -b )⊥(3a +2b ),则a 与b 的夹角为 ( ) A 、4πB 、2πC 、34πD 、π 【答案】A【考点定位】向量的夹角.【名师点晴】本题考查两向量的夹角,涉及到向量的模,向量的垂直,向量的数量积等知识,体现了数学问题的综合性,考查学生运算求解能力,综合运用能力.6.【2015高考安徽,理8】C ∆AB 是边长为2的等边三角形,已知向量a ,b 满足2a AB =,C 2a b A =+,则下列结论正确的是( )(A )1b = (B )a b ⊥ (C )1a b ⋅= (D )()4C a b +⊥B【答案】D 【解析】如图,由题意,(2)2BC AC AB a b a b =-=+-= ,则||2b = ,故A 错误;|2|2||2a a ==,所以||1a = ,又22(2)4||222cos 602AB AC a a b a ab ⋅=⋅+=+=⨯=,所以1a b ⋅=- ,故,B C 错误;设,B C 中点为D ,则2AB AC AD += ,且AD BC ⊥ ,而22(2)4AD a a b a b =++=+ ,所以()4C a b +⊥B,故选D.【考点定位】1.平面向量的线性运算;2.平面向量的数量积.【名师点睛】平面向量问题中,向量的线性运算和数量积是高频考点.当出现线性运算问题时,注意两个向量的差OA OB BA -=,这是一个易错点,两个向量的和2OA OB OD +=(D 点是AB 的中点).另外,要选好基底向量,如本题就要灵活使用向量,AB AC,当涉及到向量数量积时,要记熟向量数量积的公式、坐标公式、几何意义等.7.【2015高考福建,理9】已知1,,AB AC AB AC t t⊥==,若P 点是ABC ∆ 所在平面内一点,且4AB ACAP AB AC=+,则PB PC ⋅ 的最大值等于( )A .13B .15C .19D .21【答案】A【解析】以A 为坐标原点,建立平面直角坐标系,如图所示,则1(,0)B t,(0,)C t ,1AP = (,0)+4(0,1)=(1,4),即1P (,4),所以11PB t- =(,-4),1PC - =(,t-4),因此PB PC ⋅11416t t =--+117(4)t t=-+,因为144t t +≥=,所以PB PC ⋅ 的最大值等于13,当14t t =,即12t =时取等号.【考点】1、平面向量数量积;2、基本不等式.【名师点睛】本题考查平面向量线性运算和数量积运算,通过构建直角坐标系,使得向量运算完全代数化,实现了数形的紧密结合,同时将数量积的最大值问题转化为函数的最大值问题,本题容易出错的地方是对ABAB的理解不到位,从而导致解题失败.8.【2015高考北京,理13】在ABC △中,点M ,N 满足2AM MC = ,BN NC =.若MN xAB y AC =+ ,则x = ;y = .【答案】11,26-【考点定位】本题考点为平面向量有关知识与计算,利用向量相等解题.【名师点睛】本题考查平面向量的有关知识及及向量运算,利用向量相等条件求值,本题属于基础题.利用坐标运算要建立适当的之间坐标系,准确写出相关点的坐标、向量的坐标,利用向量相等,列方程组,解出未知数的值.9.【2015高考湖北,理11】已知向量OA AB ⊥ ,||3OA =,则OA OB ∙= .【答案】9【解析】因为OA AB ⊥ ,||3OA =,所以OA OB ∙= 93||||)(222===∙+=+∙OA OB OA OA AB OA OA .【考点定位】 平面向量的加法法则,向量垂直,向量的模与数量积.【名师点睛】平面向量是新教材新增内容,而且由于向量的双重“身份”是研究一些数学问题的工具.这类问题难度不大,以考查基础知识为主. 10.【2015高考天津,理14】在等腰梯形ABCD 中,已知//,2,1,60AB DC AB BC ABC ==∠= ,动点E 和F 分别在线段BC 和DC 上,且,1,,9BE BC DF DC λλ== 则AE AF ⋅ 的最小值为 .【答案】2918【解析】因为1,9DF DC λ= 12DC AB=,119199918CF DF DC DC DC DC AB λλλλλ--=-=-== ,AE AB BE AB BCλ=+=+ ,19191818AF AB BC CF AB BC AB AB BC λλλλ-+=++=++=+ ,()221919191181818AE AF AB BC AB BC AB BC AB BCλλλλλλλλλ+++⎛⎫⎛⎫⋅=+⋅+=+++⋅⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭19199421cos1201818λλλλ++=⨯++⨯⨯⨯︒2117172992181818λλ=++≥+= 当且仅当2192λλ=即23λ=时AE AF ⋅ 的最小值为2918. BAD C EF【考点定位】向量的几何运算、向量的数量积与基本不等式.【名师点睛】本题主要考查向量的几何运算、向量的数量积与基本不等式.运用向量的几何运算求,AE AF ,体现了数形结合的基本思想,再运用向量数量积的定义计算AE AF ⋅,体现了数学定义的运用,再利用基本不等式求最小值,体现了数学知识的综合应用能力.是思维能力与计算能力的综合体现.11.【2015高考浙江,理15】已知12,e e 是空间单位向量,1212e e ⋅= ,若空间向量b 满足1252,2b e b e ⋅=⋅= ,且对于任意,x y R∈,12010200()()1(,)b xe ye b x e y e x y R -+≥-+=∈,则0x = ,0y = ,【答案】1,2,22.【考点定位】1.平面向量的模长;2.函数的最值【名师点睛】本题主要考查了以平面向量模长为背景下的函数最值的求解,属于较难题,分析题意可得问题等价于12()b xe ye -+当且仅当0x x =,0y y =时取到最小值1,这是解决此题的关键突破口,也是最小值的本质,两边平方后转化为一个关于x ,y 的二元二次函数的最值求解,此类函数最值的求解对考生来说相对陌生,此时需将其视为关于某个字母的二次函数或利用配方的方法求解,关于二元二次函数求最值的问题,在14年杭州二模的试题出现过类似的问题,在复习时应予以关注.12.【2015高考新课标2,理13】设向量a ,b 不平行,向量a b λ+ 与2a b +平行,则实数λ=_________.【答案】12【解析】因为向量a b λ+ 与2a b + 平行,所以2a b k a b λ+=+ (),则12,k k λ=⎧⎨=⎩,所以12λ=.【考点定位】向量共线.【名师点睛】本题考查向量共线,明确平面向量共线定理,利用待定系数法得参数的关系是解题关键,属于基础题.13.【2015江苏高考,14】设向量a k (cos,sin cos )(0,1,2,,12)666k k k k πππ=+= ,则11k =∑(a k a k+1)的值为【答案】【解析】 a k a k+1(1)(1)(1)(cos ,sin cos )(cos ,sin cos )666666k k k k k k ππππππ+++=+⋅+(1)(1)(1)coscos (sin cos )(sin cos )666666k k k k k k ππππππ+++=++⋅+(1)(1)(1)(1)(1)(coscos sin sin )(sin cos cos sin )cos cos 6666666666k k k k k k k k k k ππππππππππ+++++=++++22(1)21cos sincos cos sin cos sin666666266k k k k k k k ππππππππππ+++=++=+-21sin cos )sin 6343k k k ππππ+=+++-21(21)sin cos626k k πππ++=+ 因为21(21)sin cos 626k k πππ++,的周期皆为6,一个周期的和皆为零,因此11k =∑(a k a k+1)12==【考点定位】向量数量积,三角函数性质【名师点晴】向量数量积在本题中仅是一个表示,实质是三角函数化简求和,首先根据角之间的差别与联系,对通项进行重新搭配,对不可搭配的项再一次展开,重新配角搭配,这样将通项化为一次式,利用三角函数周期性进行求和.作为压轴题,主要考查学生基础题型的识别与综合应用.14.【2015江苏高考,6】已知向量a =)1,2(,b=)2,1(-, 若m a +n b =)8,9(-(R n m ∈,), 则n m -的值为______. 【答案】3-【解析】由题意得:29,282,5, 3.m n m n m n m n +=-=-⇒==-=- 【考点定位】向量相等【名师点晴】明确两向量相等的充要条件,它们的对应坐标相等.其实质为平面向量基本定理应用. 向量共线的充要条件的坐标表示:若1122()()a x y b x y ==,,,,则a b ∥⇔12210x y x y =-.向量垂直的充要条件的坐标表示:若1122()()a x y b x y ==,,,,则a b ⊥⇔1212+0x x y y =.15.【2015高考湖南,理8】已知点A ,B ,C 在圆221x y +=上运动,且AB BC ⊥,若点P 的坐标为(2,0),则PA PB PC ++的最大值为( )A.6B.7C.8D.9【答案】B. 【解析】【考点定位】1.圆的性质;2.平面向量的坐标运算及其几何意义.【名师点睛】本题主要考查向量的坐标运算,向量的几何意义以及点到圆上点的距离的最值问题,属于中档题,结合转化思想和数形结合思想求解最值,关键是把向量的模的最值问题转化为点与圆上点的距离的最值问题,即圆221x y +=上的动点到点)0,6(距离的最大值.。