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高一期末
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、填空题
1.向量加法运算:ABCDBC ________
【详解】ABCDBC ABBC CD ACCD AD.
2.斜二测画法中,位于平面直角坐标系中的点M4,4在直观图中对应的点为M,则M
的坐标为_________.
【详解】在坐标系xOy中,
过点4,0和y轴平行的直线与过点0,2和x轴平行的直线交点即是点M,
所以M为4,2.
3. 已知复数z满足(1i)z 17i(i是虚数单位),则∣z∣= 5
5
4. 已知sin , , ,则sin( )_________.
5 2 2 2
2 5 2 5
【详解】因为 , ,所以cos 1sin2 ,所以sin( )cos
2 2 5 2 5
5.已知ak,1,b 2,3,若a与b 互相平行,则实数k的值是__________.
3
2
6.空间两个角ABC和ABC,若AB//AB,BC//BC,ABC 40,则ABC的大
小是______.
【详解】解:空间两个角ABC和ABC,因为AB//AB,BC//BC且ABC 40,
则ABC40或ABC18040140.
7. 向量a,b的夹角为,定义运算“”:ab a bsin,若a 3,1 ,b 3,1 ,则ab
的值为___________.
【详解】因为a 3,1 ,b 3,1 ,
ab 31 1
所以cos a,b ,
a b 22 2
3
则sin a,b ,所以ab2 3.
2
8. 已知23i是实系数一元二次方程 x2 bxc0 的一个根,则实数b= -4
第 1 页 共 9 页9. 如图是正方体的平面展开图,则在这个正方体中,异面直线AB与CD的夹角为
__________.
【详解】
如图所示,把展开图恢复到原正方体.
连接AE,BE.由正方体可得CE//AD且CE AD,
∴四边形ADCE是平行四边形,∴AE//DC.
∴BAE或其补角是异面直线AB与CD所成的角.
由正方体可得:AB AEBE,∴ ABE是等边三角形,∴∠BAE60.
∴异面直线AB与CD所成的角是60°.
10.已知函数 f(x) 3sinxcosx,对于任意xR,都有 f(x) f(x )成立,则sinx
0 0
_____.
3 1
【详解】 f(x) 3sinxcosx2( sinx cosx)2sin(x ),
2 2 6
对于任意xR,都有 f(x) f(x )成立,则 f(x )是 f(x)的最大值,
0 0
所以x 2k ,kZ,x 2k ,kZ,
0 6 2 0 3
3
sinx sin(2k )sin .
0 3 3 2
11.在
ABC中,acosC 3asinCbc0,则A______________.
【详解】因为
ABC中,acosC 3asinCbc0,
故由正弦定理可得sinAcosC 3sinAsinCsinBsinC 0,
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所以sinA cosC 3sinC sinACsinC 0,
即 3sinAsinCsinCcosAsinC 0,
而C(0,π),sinC 0,故 3sinA- cosA-1=0,
π π 1
所以2sin(A )1,sin(A ) ,
6 6 2
π π 5π π π π
由于A(0,π),A ( , ),故A ,A ,
6 6 6 6 6 3
12、如图所示, ABC中,AB3,AC 2,BC 4,点M为线段AB中点,P为线段CM
的中点,延长AP交边BC于点N,则下列结论正确的有_______
1 1 19
(1) AP AB AC (2)BN 3NC (3) | AN |
4 2 3
5 19
(4) AP与AC夹角的余弦值为
38
【分析】对1,根据平面向量基本定理,结合向量共线的线性表示求解即可;
1 1 1 2
对2,根据三点共线的性质,结合AP AB AC可得AN AB AC,进而得到
4 2 3 3
BN 2NC判断即可;
1 2
对3,根据余弦定理可得BAC,再根据B中AN AB AC两边平方化简求解即可;
3 3
对4,在 ANC中根据余弦定理求解即可
uuur uuur uuur uuur uuur
1 1 1 1
【详解】对1,AP AM AC AB AC,故1正确;
2 2 4 2
uuur uuur uuur 1 uuur 1 uuur uuur 1 uuur 1 uuur
对2,设APAN,则由A,AN AB AC,故AN AB AC,因为B,N,C
4 2 4 2
1 1 3 1 2
三点共线,故 1,解得 ,故AN AB AC,故
4 2 4 3 3
uuur uuur uuur uuur uuur uuur uuur uuur
1 2 2 2 2
ABBN AB AB BC,所以BN BN NC ,即BN 2NC,故2错误;
3 3 3 3 3
32 22 42 1 1 2
对3,由余弦定理,cosBAC ,由B有AN AB AC,故
232 4 3 3
第 3 页 共 9 页uuur 2 1 uuur 2 4 uuur 2 4 uuur uuur 1 uuur 2 16 2 19 19
AN AB AC AB AC ,即 AN 1 ,所以| AN | ,
9 9 9 4 9 3 9 3
故3正确;
19 1 4
对4,在 ANC中AN ,AC 2,NC BC ,故
3 3 3
19 16
4
AN2 AC2 NC2 9 9 13 19
cosNAC ,故4错误;
2ANAC 19 76
2 2
3
故选:1、3
二、填空题
13.“a0”是“复数abi(a,bR)是纯虚数”的( )条件.
A.必要不充分 B.充分不必要 C.充要 D.既不充分又不必要
【详解】因为复数abia,bR是纯虚数a0且b0,所以“a0”是“复数
abia,bR是纯虚数”的必要不充分条件.
故答案为:A
14. 已知向量a1,3,b1,1,则下列结论正确的是( )
A.a与b的夹角是钝角 B.a+b b
10
C.a在b上的数量投影为 2 D.a在b上的数量投影为
5
【详解】向量a1,3,b1,1,
对于A,由ab1(1)3120,有cosa,b0,则a与b的夹角不是钝角,故A错
误;
r r r r r
对于B,ab(0,4),(ab)b40,即ab与b不垂直,故B错误;
ab 2
对于CD,a在b上的数量投影为
2,故C正确,D错误.
|b| 2
故选:C
15.如图,在下列四个正方体中,A,B,C,D分别为所在棱的中点,则在这四个正方体中,
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A,B,C,D四点共面的是( ).
A. B. C. D.
【详解】由正方体性质,选项A,B,C中,A,B,C,D四点显然不共面.
对于D选项,如下图取E,F为正方体所在棱的中点,依次连接ADCEBF,
易知ADCEBF为平面正六边形,所以A,B,C,D四点共面.
故选:D
16.记 ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,点G是 ABC的重心,若BGCG,5b6c则
cosA的取值是( )
59 57 11 61
A. B. C. D.
75 75 15 75
【详解】依题意,作出图形,
uuur uuur uuur
1
因为点G是 ABC的重心,所以M 是BC的中点,故AM ABAC ,
2
由已知得 BC a, AC b, AB c,
1 1
因为BGCG,所以GM BC a,
2 2
1 1 3
又因为点G是 ABC的重心,所以GM GA,则AM aa a,
2 2 2
又因为 A M 2 1 A B A C 2 ,所以 9 a2 1 c2b22bccosA ,则9a2 c2b22bccosA,
4 4 4
又由余弦定理得a2 c2b22bccosA,所以9 c2b22bccosA c2b22bccosA,整理
得2c22b25bccosA0,
因为5b6c,令b6kk 0,则c5k,
第 5 页 共 9 页所以25k2 26k2 56k5kcosA0,
122 61
则cosA .
150 75
故选:D.
三、解答题
17.已知复数z 1aiaR,且z 3i为纯虚数.
1 1
(1)求实数a的值;
bi2023
(2)设复数z ,且复数z 对应的点在第二象限,求实数b的取值范围.
2 z 2
1
【详解】(1)因为z 1ai,z 1ai,
1 1
z 3i1ai3i3i3aiai2 3a13ai,
1
3a0
又z 3i为纯虚数, ,解得a3.
1 13a0
bi2023 bi2023 bi bi13i b33b1i b3 3b1
(2)z i,
2 z 1ai 13i 13i13i 10 10 10
1
因为复数z 所对应的点在第二象限,
2
b30 1
所以 ,解得 b3,
3b10 3
1
所以b的取值范围是 ,3.
3
18.已知向量 a 2,向量b1,1.
(1)若向量a//b,求向量a的坐标;
2 2
(2)若向量a在向量b上的投影向量的坐标为
,
,求向量a,b的夹角大小.
2 2
【详解】(1)设a x,y,所以x2y2 4,因为a //b ,所以xy0,
x 2, x 2, r
解得 或 ,所以a 2, 2 或 2, 2 .
y 2 y 2,
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(2)设向量a ,b 的夹角为0π,
b 2 2
根据投影的定义知:a 在b 的投影向量为: a cos , ,
b 2 2
2 2 2 2 1 π
即2cos , , ,cos , ,
2 2 2 2 2 3
向量a,b的夹角大小为 .
3
19. 空间四边形ABCD中,E,F,G分别在AB,BC,CD上,且满足
AE:EBCF:FB2:1,CG:GD3:1,过点E,F,G的平面交AD于H,连接EH.
(1)求AH:HD;
(2)求证:EH,FG,BD三线共点.
AE CF
【详解】(1)∵ 2,EF//AC,
EB FB
又EF 平面ACD,AC平面ACD,EF//平面ACD,
∵EF 平面EFGH,且平面EFGH∩平面ACD=GH,EF//GH ,
又EF//AC,AC//GH,
AH CG
∴ 3,即AH:HD3:1:
HD GD
EF 1 GH 1
(2)∵EF//GH ,且 , ,
AC 3 AC 4
∴EF GH ,∴四边形EFGH为梯形,
设EHFGP,则PEH,而EH 平面ABD,PFG,PG平面BCD,
平面ABD平面BCD=BD,∴PBD,∴EH,FG,BD三线共点.
如图,平面ABCD外一点P,PA平面ABCD,AD//BC,ABBC,PA AD4,
BC1,AB 3,CD2 3.
第 7 页 共 9 页(1) 求异面直线PC与AD所成角的大小
(2) 证明:DC平面PAC;
(3)求AD与平面PCD所成角的余弦值.
【详解】(1) (2)∵ABBC,BC1,AB 3,
arctan 19
π
由勾股定理得:AC AB2BC2 12( 3)2 2,ACB
3
ACD中,CD2 3,
∵AC2CD2 41216 AD2,∴DC AC,
又因为PA底面ABCD,DC底面ABCD,所以PADC,
又因为ACPA A且AC,PA平面PAC,∴DC平面PAC,
(3)作AH PC,垂足为H,连结DH ,
因为DC平面PAC, AH平面PAC,所以AH CD,
又因为CD
PC=C且CD,PC平面PAC,所以AH平面PCD,
所以ADH 为AD与平面PCD所成的角,
PAAC 42 4
△PAC中,AH ,
PC 2 5 5
AH 4 1 5
sinADH ,
DA 5 4 5
2 5
所以直线AD与平面PCD所成角的余弦值为 .
5
21. 在路边安装路灯,灯柱AB与地面垂直(满足BAD90),灯杆BC与灯柱AB所在平
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面与道路垂直,且ABC 120,路灯C采用锥形灯罩,射出的光线如图中阴影部分所示,
已知ACD60,路宽AD12m.设灯柱高ABhm,ACB3045
.
(1)求灯柱的高h(用表示);
(2)若灯杆BC与灯柱AB所用材料相同,记此用料长度和为S,求S关于的函数表达式,并
求出S的最小值.
【详解】(1)由题设ADC 90,ACD60,AD12m,
ADsinADC 12cos
AD AC AC 8 3cos
在△ACD中 ,则 sinACD 3 ,
sinACD sinADC
2
ACsin 8 3sincos
AB AC h AB 8sin2
在△ABC中 ,则 sinABC 3 .
sin sinABC
2
所以h8sin23045
.
BC AC
(2)由题意S ABBC,而 ,则
sin(60) sinABC
8 3cossin(60)
BC 16cossin(60)
3 ,
2
3 1
所以BC 16cos( cos sin)8 3cos28sincos4 3cos24sin24 3,
2 2
结合(1)知:S 4sin24 3cos24 3 380sin(24650 ). 4 3
(3)S 4sin24 3cos24 38sin(260)4 3,
又120260150,
1
所以,当260150,45时,S 8 4 3 44 3 米.
min 2
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