2025高中數(shù)學(xué)分層練習(xí)(壓軸題)01:平面向量(20題)含答案_第1頁
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文檔簡介

試卷第=page33頁,共=sectionpages44頁試卷第=page44頁,共=sectionpages44頁2025年3月2日高中數(shù)學(xué)作業(yè)學(xué)校:___________姓名:___________班級:___________考號:___________一、單選題1.已知,,是非零向量,與的夾角為,,,則,的最小值為(

)A. B. C. D.2.在邊長為2的正方體中,取3條棱的中點(diǎn)構(gòu)成平面,平面截正方體的截面面積為,從剩余9條棱的中點(diǎn)在平面的投影為,記,當(dāng)最大時,則的最小值為(

)A. B. C. D.3.已知平面向量.若對區(qū)間內(nèi)的三個任意的實(shí)數(shù),都有,則向量夾角的最大值的余弦值為()A. B. C. D.4.已知中,,,且的最小值為,若P為邊AB上任意一點(diǎn),則的最小值是(

)A. B. C. D.5.已知平面向量、、滿足,且對任意實(shí)數(shù)恒成立,則的最小值為(

)A. B. C. D.二、多選題6.窗花是貼在窗戶上的剪紙,是中國古老的傳統(tǒng)民間藝術(shù)之一,圖1是一個正八邊形窗花,圖2是從窗花圖中抽象出幾何圖形的示意圖.已知正八邊形的邊長為2,是正八邊形邊上任意一點(diǎn),則下列說法正確的是(

)A.B.的最大值為C.在方向上的投影向量為D.若函數(shù)則函數(shù)的最小值為7.“奔馳定理”因其幾何表示酷似奔馳的標(biāo)志得來,是平面向量中一個非常優(yōu)美的結(jié)論.奔馳定理與三角形四心(重心、內(nèi)心、外心、垂心)有著神秘的關(guān)聯(lián).它的具體內(nèi)容是:已知M是內(nèi)一點(diǎn),,,的面積分別為,,,且.以下命題正確的有(

)A.若,則M為的重心B.若M為的內(nèi)心,則C.若M為的垂心,,則D.若,,M為的外心,則8.在中,,點(diǎn)P是等邊(點(diǎn)O與C在的兩側(cè))邊上的一動點(diǎn),若,則有(

)A.當(dāng)時,點(diǎn)必在線段的中點(diǎn)處 B.的最大值是C.的最小值是 D.的最大值為9.已知,,是互不相等的非零向量,其中,是互相垂直的單位向量,,記,,,則下列說法正確的是(

)A.若,則O,A,B,C四點(diǎn)在同一個圓上B.若,則的最大值為2C.若,則的最大值為D.若,則的最小值為10.已知平面向量,,滿足,,,則(

)A.點(diǎn)C軌跡是圓 B.的最大值是3C.的最小值是1 D.的取值范圍是三、填空題11.設(shè),集合.若對任意,均存在和,滿足,,則的最大值為.12.已知拋物線的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)在C上,且,則的取值范圍是,的最小值為.13.在平面中,非零向量滿足則的最大值為.14.已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),向量滿足,將繞點(diǎn)O按逆時針方向旋轉(zhuǎn),得到向量.若,則的最大值為.15.如圖,邊長為4的等邊,動點(diǎn)P在以BC為直徑的半圓上,若,則的取值范圍是.16.在梯形中,,,,,,點(diǎn)滿足,則;若與相交于點(diǎn),為線段延長線上的動點(diǎn),則的最小值為.17.已知兩點(diǎn),動點(diǎn)滿足,直線與動點(diǎn)的軌跡交于兩點(diǎn).當(dāng)時,;當(dāng)時,的最小值為.18.已知平面向量,,滿足,,,,則的最小值為.19.已知,點(diǎn)滿足:,過點(diǎn)分別作兩條相互垂直的射線DM,DN分別與點(diǎn)的軌跡交于M,N兩點(diǎn),記MN的中點(diǎn)為,記的軌跡為,過點(diǎn)分別作軌跡的兩條切線,切點(diǎn)分別為,則取值范圍為.20.已知平面向量,的夾角為,與的夾角為,,和在上的投影為x,y,則的取值范圍是.試卷第=page55頁,共=sectionpages66頁試卷第=page66頁,共=sectionpages66頁《2025年3月2日高中數(shù)學(xué)作業(yè)》參考答案題號12345678910答案DBABBBDABCBCADBD1.D【分析】首先設(shè)出幾何圖形,確定給定向量的位置,結(jié)合給定條件得到,再對的取值進(jìn)行討論,求解最值即可.【解析】設(shè),,,所以,因?yàn)?,所以,即,因?yàn)榕c的夾角為,所以,因?yàn)?,,,所以,故,如圖,取中點(diǎn),作,作,連接,因?yàn)?,所以,故,,由向量中線定理得,所以,故,,,因?yàn)?,所以,因?yàn)椋?,得到,故,由可得,故,即,解得,故,因?yàn)?,所以在以為圓心,為半徑的圓上,由題意得,而,當(dāng)且僅當(dāng)時,,此時,由三角形邊長性質(zhì)得,當(dāng)且僅當(dāng)共線時取等,在直角三角形中,所以,故,代入數(shù)據(jù)得,解得,此時,即的最小值是,當(dāng)時,,此時的終點(diǎn)不在,通過平移,使其終點(diǎn)到達(dá),同時設(shè)起點(diǎn)為,此時三點(diǎn)共線,所以,所以,由三角形邊長性質(zhì)得,當(dāng)且僅當(dāng)共線時取等,在直角三角形中,所以,故,代入數(shù)據(jù)得,解得,此時,即的最小值是,綜上,的最小值是,故D正確.故選:D【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查平面向量,解題關(guān)鍵是作出圖形,利用給定條件得到,然后對參數(shù)進(jìn)行分類討論,得到所要求的最值即可.2.B【分析】截面為過棱中點(diǎn)的正六邊形,投影為兩個正六邊形的頂點(diǎn),在平面中逐類分析的取值情況,找出最小值.【解析】如圖:由正方體的對稱性知,過3條棱的中點(diǎn)的平面截正方體的截面面積最大時為過棱中點(diǎn)的正六邊形,其邊長為,設(shè)截面與6條棱交點(diǎn)分別為,由正方體知體對角線,又,所以平面,延長交棱延長線于E,設(shè)此棱中點(diǎn)為B,則,作交平面于,所以平面,則為B在截面的投影,且為正邊的中線,又,所以是的重心,同理可得其余5條棱的中點(diǎn)在截面的投影到O的距離也為,由對稱性知,六邊形為棱長為的正六邊形,如圖在平面中建立直角坐標(biāo)系,則可得四點(diǎn)共線,由對稱性知也共線,也共線,由正六邊形性質(zhì)知為正三角形,為邊長的正三角形,邊長的正三角形,所以,求的最小值先考慮為負(fù)值的情況,當(dāng)時,不妨令,在中,則,其余結(jié)果都非負(fù).當(dāng)時,則,其余結(jié)果都非負(fù).當(dāng),時,不妨令,與夾角不超過,故,當(dāng),時,不妨令,,,所以為鈍角,為銳角,,由對稱性知的取值情況同上,,綜上:的最小值為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題關(guān)鍵是找出各棱中點(diǎn)在截面的投影,根據(jù)兩個正六邊形的特點(diǎn)求出的所有可能取值.3.A【分析】設(shè),作出圖形,分析出恒成立,臨界處即與重合,與重合,且GM不能充當(dāng)直角三角形斜邊,否則可以改變的位置,使得,此時最小,向量夾角取得最大值,利用三角函數(shù)恒等變換和圖象得到答案.【解析】設(shè),如圖,不妨設(shè).設(shè)為的中點(diǎn),為OC的中點(diǎn),為BD的中點(diǎn),為AD的中點(diǎn).則,,設(shè),點(diǎn)在平行四邊形內(nèi)(含邊界).由題知恒成立.為了使最大,則思考為鈍角,即思考點(diǎn)在第一或第四象限.思考臨界值即與重合,與重合,且GM不能充當(dāng)直角三角形斜邊,否則可以改變的位置,使得,此時最小,所以,即,即即,即.所以.所以,其中向量與夾角為,故與夾角的最大值的余弦值為.故選:A.【點(diǎn)睛】平面向量解決幾何最值問題,通常有兩種思路:①形化,即用平面向量的幾何意義將問題轉(zhuǎn)化為平面幾何中的最值或取值范圍問題,然后根據(jù)平面圖形的特征直接進(jìn)行求解;②數(shù)化,即利用平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算,把問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)中的函數(shù)最值與值域,不等式的解集,方程有解等問題,然后利用函數(shù),不等式,方程的有關(guān)知識進(jìn)行求解.4.B【分析】設(shè),由題可得、、三點(diǎn)共線,進(jìn)而可得的最小值為到邊上的高,根據(jù)幾何關(guān)系求出,將化成,通過幾何關(guān)系求出的最小值即可.【解析】設(shè),故,若,由,則,,共線,故,由圖得,當(dāng)時有最小值,又,∴,即,即為等邊三角形.由余弦定理,,設(shè)M為BC中點(diǎn),,∴當(dāng)取最小值時,有最小值,∵為邊上任意一點(diǎn),∴當(dāng)時,有最小值,設(shè),過點(diǎn)作于點(diǎn),則,又,為的中位線,∴,即,∴.故選:B.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:、構(gòu)造等邊三角形且,,共線,設(shè)M為BC中點(diǎn),由,(先求出),數(shù)形結(jié)合判斷最小與相關(guān)線段位置關(guān)系.5.B【分析】不等式,兩邊平方得到關(guān)于實(shí)數(shù)的不等式,進(jìn)而得到,再利用模長公式將轉(zhuǎn)化為,再利用不等式即可得解.【解析】由,兩邊平方得又,且對任意實(shí)數(shù)恒成立,即恒成立,所以,即,所以,即.由,知,所以,當(dāng)且僅當(dāng)與同向時取等號.故選:B【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題考查向量的綜合應(yīng)用,不等式恒成立問題,解題的關(guān)鍵先利用對任意實(shí)數(shù)恒成立,求得,再利用求最值,考查了轉(zhuǎn)化思想與運(yùn)算能力.6.BD【分析】以AE為y軸,GC為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,根據(jù)向量線性運(yùn)算可判斷A;對于B,取AB的中點(diǎn)為M,則,兩式平方相減,結(jié)合正八邊形的對稱性取最大值時點(diǎn)P位置,然后利用坐標(biāo)求解;對于C,根據(jù)投影向量公式求解可得;對于D,利用坐標(biāo)運(yùn)算表示出函數(shù),根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)可得.【解析】如圖所示,以AE為y軸,GC為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè),則在中,由余弦定理可得,整理得,因?yàn)?對于A,因?yàn)?,所以,A錯誤;對于B,取AB的中點(diǎn)為M,則,則,兩式相減得,由正八邊形的對稱性可知,當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)E或點(diǎn)F重合時,最大,又,所以,所以,所以,的最大值為,B正確;對于C,,所以,所以在方向上的投影向量為,C錯誤;對于D,因?yàn)椋?,所以,所以,?dāng)時,函數(shù)取得最小值,D正確.故選:BD【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題解答的關(guān)鍵在于:第一,建立平面直角坐標(biāo)系,利用坐標(biāo)運(yùn)算求解;第二,設(shè),利用a表示坐標(biāo),到最后再進(jìn)行代換,減少計算量;第三,利用對稱性分析點(diǎn)P位置.7.ABC【分析】A選項(xiàng),,作出輔助線,得到三點(diǎn)共線,同理可得M為的重心;B選項(xiàng),設(shè)內(nèi)切圓半徑為,則,,,代入后得到;C選項(xiàng),得到,作出輔助線,由面積關(guān)系得到線段比,設(shè),,,則,,,結(jié)合三角函數(shù)得到,,進(jìn)而求出正切值的比;D選項(xiàng),設(shè)外接圓半徑,由三角形面積公式求出三個三角形的面積,得到比值.【解析】A選項(xiàng),因?yàn)?,所以,取的中點(diǎn),則,所以,故三點(diǎn)共線,且,同理,取中點(diǎn),中點(diǎn),可得三點(diǎn)共線,三點(diǎn)共線,所以M為的重心,A正確;B選項(xiàng),若M為的內(nèi)心,可設(shè)內(nèi)切圓半徑為,則,,,所以,即,B正確;C選項(xiàng),若M為的垂心,,則,如圖,⊥,⊥,⊥,相交于點(diǎn),又,,即,,即,,即,設(shè),,,則,,,因?yàn)?,,所以,即,同理可得,即,故,,則,故,,則,故,,故,同理可得,故,C正確;D選項(xiàng),若,,M為的外心,則,設(shè)的外接圓半徑為,故,,故,,,所以,D錯誤.故選:ABC【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:點(diǎn)為所在平面內(nèi)的點(diǎn),且,則點(diǎn)為的重心,點(diǎn)為所在平面內(nèi)的點(diǎn),且,則點(diǎn)為的垂心,點(diǎn)為所在平面內(nèi)的點(diǎn),且,則點(diǎn)為的外心,點(diǎn)為所在平面內(nèi)的點(diǎn),且,則點(diǎn)為的內(nèi)心,8.BC【分析】對于A,過的中點(diǎn)作平行線即可判斷;對于B,先利用平面向量的性質(zhì)得到,,從而結(jié)合圖形的性質(zhì)推得取得最大值時點(diǎn)的位置,從而利用余弦定理與三角函數(shù)的和差公式求得,從而得以判斷;對于C,結(jié)合選項(xiàng)B中的結(jié)論,推得點(diǎn)與點(diǎn)重合時取得最小值,由此判斷即可;對于D,舉反例排除即可.【解析】對于A,記為的中點(diǎn),過作交于,如圖,

此時存在,使得,則,顯然滿足,但點(diǎn)P不在線段的中點(diǎn)處,故A錯誤;對于B,延長,在上任一點(diǎn)作平行于,如圖,

則,即,,易得大于的外角,則與的延長線必交于一點(diǎn),故離越遠(yuǎn),其值越大,同時,的值也越大,顯然,當(dāng)?shù)竭_(dá)點(diǎn)與點(diǎn)重合時,與都取得最大值,此時也取得最大值,此時,在中,,所以,則,,易知,所以,則,故在中,,所以,,又,所以,又,,所以,則為正三角形,所以,所以的最大值為,故B正確;對于C,因?yàn)?,,所以,由選項(xiàng)B,結(jié)合圖像易知的增長速率要比大,所以要使得取得最小值,要取得最小值,此時,則,即點(diǎn)與點(diǎn)重合時取得最小值,此時,即的最小值為,故C正確;對于D,當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時,,,所以,,則,則,故D錯誤.故選:BC.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題解決的關(guān)鍵是利用平面向量的三角形法則得到,,從而確定取得最值時點(diǎn)的位置,從而得解.9.AD【分析】對于A選項(xiàng),,后由可得答案.對于B選項(xiàng),由A分析可知,O,A,B,C四點(diǎn)在同一個圓上.又,則其長度為圓上弦的長度.對于C選項(xiàng),由題可得A,B,C均在以為圓心、1為半徑的圓上,設(shè),又,則.表示出后可得答案.對于D選項(xiàng),由結(jié)合C選項(xiàng)分析,得,又由,可得,后由重要不等式可得答案.【解析】對于A選項(xiàng),如圖,若,則,所以,又,所以,所以O(shè),A,B,C四點(diǎn)在同一個圓上,故A正確;對于B選項(xiàng),若,由A選項(xiàng)知,O,A,B,C四點(diǎn)在同一個圓上,又,則其長度為圓上弦的長度.當(dāng)線段為該圓的直徑時,最大,且最大值等于,故B錯誤;對于C選項(xiàng),由題可得A,B,C均在以為圓心、1為半徑的圓上,設(shè),又,則.其中.則,當(dāng)時取等號.故C錯誤.對于D選項(xiàng),由C選項(xiàng)分析結(jié)合可知.又,則,則由重要不等式有:.得,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號.故D正確.故選:AD【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題涉及向量,三角函數(shù).判斷A,B選項(xiàng)關(guān)鍵為能由得到,從而可以得到O,A,B,C四點(diǎn)在同一個圓上.判斷C,D選項(xiàng)關(guān)鍵,為利用A,B,C在單位圓上設(shè)出其坐標(biāo),后利用向量坐標(biāo)表示結(jié)合三角函數(shù),不等式知識解決問題.10.BD【分析】先假設(shè)點(diǎn)A,B固定,即與夾角是定值,設(shè)點(diǎn)A關(guān)于O的對稱點(diǎn)為,根據(jù)得到,即點(diǎn)C的軌跡是一個點(diǎn)或以為圓心,以為半徑的圓;若點(diǎn)A,B不固定,即與夾角不是定值,可判斷A錯誤;結(jié)合,的幾何意義,數(shù)形結(jié)合得到,B正確;C選項(xiàng)可舉出反例;D選項(xiàng),求出,得到,求出當(dāng)時,取得最大值為5,當(dāng)時,取得最小值0,得到的取值范圍.【解析】對A,先假設(shè)點(diǎn)A,B固定,即與夾角是定值.設(shè)點(diǎn)A關(guān)于O的對稱點(diǎn)為,由得,,當(dāng)時,,此時點(diǎn)C的軌跡是一個點(diǎn),當(dāng)時,點(diǎn)C的軌跡是以為圓心,以為半徑的圓.若點(diǎn)A,B不固定,即與夾角不是定值,此時點(diǎn)C的軌跡也在變動,故A錯誤;對B,∵,,∴點(diǎn)A,點(diǎn)B在以O(shè)為圓心,分別以1,2為半徑的圓上,,∴B正確;對C,當(dāng)點(diǎn)A,B固定且時,,∵在以O(shè)為圓心,以1為半徑的圓上,而點(diǎn)C的軌跡是以為圓心,以為半徑的圓,∴點(diǎn)A在點(diǎn)C的軌跡上,即,∴C錯誤;對D,由于的最大值為,最小值為.∵,,根據(jù)假設(shè),.∵,∴,.如果點(diǎn)A,B不固定,則是變量,且,∴當(dāng)時,取得最大值為5,當(dāng)時,取得最小值為0,所以D正確.故選:BD【點(diǎn)睛】向量相關(guān)的壓軸題,通常要數(shù)形結(jié)合進(jìn)行求解,結(jié)合向量的線性運(yùn)算和數(shù)量積運(yùn)算進(jìn)行求解,本題關(guān)鍵在于要先假設(shè)點(diǎn)A,B固定,即與夾角是定值,設(shè)點(diǎn)A關(guān)于O的對稱點(diǎn)為,根據(jù)得到,即點(diǎn)C的軌跡是一個點(diǎn)或以為圓心,以為半徑的圓,再討論四個選項(xiàng)的正誤.11.【分析】設(shè)方程表示的區(qū)域?yàn)?,分析可知區(qū)域?yàn)檎叫渭捌鋬?nèi)部,設(shè),可知點(diǎn)在線段上,記為過點(diǎn)的線段的長度的最大值,則的最大值為的最小值,根據(jù)對稱性分析求解即可.【解析】設(shè)方程表示的區(qū)域?yàn)椋么鷵Q方程不變,可知區(qū)域關(guān)于y軸對稱;用代換方程不變,可知區(qū)域關(guān)于x軸對稱;當(dāng)時,區(qū)域可化為,據(jù)此可得區(qū)域的圖形如圖陰影所示,取,可知區(qū)域?yàn)檎叫渭捌鋬?nèi)部,設(shè),點(diǎn)均在區(qū)域內(nèi),因?yàn)?,,即,,可知點(diǎn)在線段上,又因?yàn)?,記為過點(diǎn)的線段的長度的最大值,若求,不妨假設(shè)點(diǎn)在正方形的邊界上,若,即,可知的最大值為的最小值,取的中點(diǎn)分別為,可知區(qū)域關(guān)于直線對稱,根據(jù)對稱性只需假定點(diǎn)在線段上即可,此時,可知當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時,取到最小值,所以的最大值為.故答案為:.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:1.根據(jù)題意分析集合表示的平面區(qū)域;2.根據(jù)向量相關(guān)知識分析的最大值表示的意義.12.5【分析】利用焦半徑公式表示,利用拋物線上點(diǎn)的范圍求解第一空,利用焦半徑公式結(jié)合基本不等式求解第二空即可得到答案.【解析】①由題意得,,設(shè),,,則,,,∵,∴,∵,∴,∵,∴,解得,∴.②∵,∴,∵,∴,即,∵,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,∴,即,∴,即的最小值為.故答案為:;.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查拋物線綜合問題,解題關(guān)鍵是合理運(yùn)用焦半徑公式結(jié)合基本不等式,然后找到取等條件,得到所要求的最值即可.13.2【分析】設(shè),構(gòu)造橢圓,利用三角換元可求最大值.【解析】如圖,設(shè),則為等邊三角形,,且,,故的軌跡為橢圓,其焦距為,故短半軸長為,故橢圓方程為,設(shè),故,故的最大值為2,,故答案為:2.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:解答本題的關(guān)鍵是構(gòu)造出橢圓,并結(jié)合三角函數(shù)知識求解.14.【分析】設(shè),則,進(jìn)而得,結(jié)合分析得到的軌跡為一個橢圓,并確定橢圓的右頂點(diǎn)坐標(biāo),再利用向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示,將問題化為求的截距最大,即最大且該直線過點(diǎn),即可求最值.【解析】設(shè),則,故,所以,則,故,由,即到原點(diǎn)距離與到的距離之和為8,易知的軌跡為一個橢圓,且,,如下圖,若為橢圓的右頂點(diǎn),則,且直線,易知,即,由,令①,所以,要使最大,只需的截距最大,即最大,結(jié)合圖知,該直線過點(diǎn)即可,將代入①,有.故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:首先得到的軌跡為一個橢圓及其右頂點(diǎn)坐標(biāo),再應(yīng)用向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示化為求最大為關(guān)鍵.15.【分析】建立平面直角坐標(biāo)系,可得半圓弧的方程為:,然后設(shè),根據(jù)向量的坐標(biāo)運(yùn)算法則算出關(guān)于的式子,利用三角恒等變換與正弦函數(shù)的性質(zhì)求解即可.【解析】根據(jù)題意,以所在直線為x軸,的垂直平分線為y軸,建立直角坐標(biāo)系,如圖所示:則,半圓弧的方程為:,設(shè),則,,由,得,解得,由,設(shè),其中,可得,由,得,則,得,得的取值范圍為:.故答案為:【點(diǎn)睛】易錯點(diǎn)睛:坐標(biāo)變換的理解:建立坐標(biāo)系時,特別是點(diǎn)和點(diǎn)的位置關(guān)系,必須理解清楚向量運(yùn)算的基礎(chǔ),并避免在代入過程中的符號錯誤.三角函數(shù)的應(yīng)用:關(guān)于三角恒等變換以及三角函數(shù)的范圍,需要注意區(qū)間的限制,確保在求解時不遺漏可能的取值范圍.16./【分析】利用可得到大小,根據(jù)梯形上下底平行可得線段比例關(guān)系,取中點(diǎn),利用向量數(shù)量積可得,通過求的最小值即可得到結(jié)果.【解析】由得,,解得,故.設(shè)交于點(diǎn),由題意得,.在中,由余弦定理得,,故.由得,,,所以.取中點(diǎn),連接,則,,所以,故.因?yàn)?,所以?dāng)最小時,有最小值,的最小值為點(diǎn)到直線的距離.由得,,又因?yàn)?,所以為等邊三角形,故點(diǎn)到直線的距離為,由得點(diǎn)到直線的距離為,即,此時.故答案為:;.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查平面向量綜合問題,解決問題的關(guān)鍵是利用平面向量的極化恒等式公式得到,問題轉(zhuǎn)化為求線段長的最小值,分析幾何圖形即可得到結(jié)果.17.【分析】由圓內(nèi)同弦所對應(yīng)的同側(cè)的圓周角相等和勾股定理以及對稱性得到點(diǎn)的軌跡方程,再由兩點(diǎn)間距離公式求出,由向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示結(jié)合幾何意義求出的最小值;【解析】由圓內(nèi)同弦所對應(yīng)的同側(cè)的圓周角相等可知,不妨設(shè)點(diǎn)在軸上方時,由可得,又,所以,設(shè)圓的半徑為,所以在中,,解得,所以點(diǎn)的軌跡為以為圓心,2為半徑的圓中所對應(yīng)的優(yōu)弧,不包括斷點(diǎn),又對稱性可得軸下方也滿足,圖形如下:可得點(diǎn)的軌跡方程為,當(dāng)時,直線方程為,聯(lián)立,解得,由對稱性可得,所以,當(dāng)時,設(shè),由對稱性可得,所以,由幾何意義可得表示點(diǎn)到原點(diǎn)距離的平方,所以的最小值為.故答案為:;.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是能根據(jù)圓內(nèi)同弦所對應(yīng)的同側(cè)的圓周角相等的到點(diǎn)的軌跡方程.18.【分析】令,,,OB的中點(diǎn)為D,AB的中點(diǎn)為E,OD的中點(diǎn)為F,與的夾角為,由題意,計算,,判斷出點(diǎn)C的軌跡為以O(shè)D為直徑的圓,利用向量基底表示,將轉(zhuǎn)化為,然后轉(zhuǎn)化為圓上任意一點(diǎn)到定點(diǎn)距離的最小值進(jìn)而求解最小值.【解析】令,,,OB的中點(diǎn)為D,AB的中點(diǎn)為E,OD的中點(diǎn)為F,與的夾角為,連接CA、CB、CD、CO、EF.由,,,得,,因?yàn)?,所以,在中,由余弦定理?又由,得,即,所以點(diǎn)C的軌跡為以O(shè)D為直徑的圓.因?yàn)?,?dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)C、E、F共線,且點(diǎn)C在點(diǎn)E、F之間時,等號成立.所以的最小值為.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題解題關(guān)鍵是通過平面向量的幾何表示,將問題轉(zhuǎn)化為圓上任意一點(diǎn)到定點(diǎn)距離的最值從而根據(jù)幾何知識得解.19.【分析】先分別求出點(diǎn)的軌跡和的軌跡方程,設(shè),根據(jù)圓的性質(zhì)結(jié)合數(shù)量積的定義化簡,進(jìn)而可得出答案.【解析】設(shè),由,得,化簡得,故點(diǎn)的軌跡是以為圓心,為半徑的圓,因?yàn)?,為的中點(diǎn),所以,又在圓上,所以,則,設(shè),得,化簡得,則軌跡的方程是以為圓心,為半徑的圓,設(shè),則,故,則,則,因?yàn)椋渣c(diǎn)在圓內(nèi),則,即,所以,由雙鉤函數(shù)的性質(zhì)可得函數(shù)在上遞減,在上遞增,又,所以,又,,所以,所以.

故答案為:.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求動點(diǎn)的軌跡方程有如下幾種方法:(1)直譯法:直接將條件翻譯成等式,整理化簡后即得動點(diǎn)的軌跡方程;(2)定義法:如果能確定動點(diǎn)的軌跡滿足某種已知曲線的定義,則可利用曲線的定義寫出方程;(3)相關(guān)點(diǎn)法:用動點(diǎn)的坐標(biāo)、表示相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)、,然后代入點(diǎn)的坐標(biāo)所滿足的曲線方程,整理化簡可得出動點(diǎn)的軌跡方程;(4)參數(shù)法:當(dāng)動點(diǎn)坐標(biāo)、之間的直接關(guān)系難以找到時,往往先尋找、與某一參數(shù)得到方程,即為動點(diǎn)的軌跡方程;(5)交軌法:將兩動曲線方程中的參數(shù)消去,得到不含參數(shù)的方程,即為兩動曲線交點(diǎn)的軌跡方程.20.【分析】根據(jù)題意可知與的夾角為,從而根據(jù)正弦定理可得,再根據(jù)投影的定義表示出,最后對化簡變形通過正弦函數(shù)的性質(zhì)即可求解.【解析】因?yàn)槠矫嫦蛄?,的夾角為,與的夾角為,所以與的夾角為,所以根據(jù)正弦定理可得,,所以,所以,因?yàn)?,所以,所以在上的投影為,在上的投影為,所以因?yàn)椋?,所以,所?所以的取值范圍為.故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查平面向量的綜合問題,考查向量投影,考查三角函數(shù)恒等變換公式的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是根據(jù)向量投影的概念表示出,考查計算能力,屬于難題.三角函數(shù)與解三角形一、單選題1.設(shè)函數(shù),若在區(qū)間內(nèi)恰有4個零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是(

)A. B. C. D.2.在中,內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,若成等差數(shù)列,則的最小值為(

)A. B. C. D.3.在銳角中,角的對邊分別為,若,,則邊上的中線長度的取值范圍為()A. B. C. D.4.在三棱錐中,是正三角形,,記二面角,的平面角分別為,,,,則(

)A. B. C. D.5.如圖,已知圓柱的斜截面是一個橢圓,該橢圓的長軸AC為圓柱的軸截面對角線,短軸長等于圓柱的底面直徑.將圓柱側(cè)面沿母線AB展開,則橢圓曲線在展開圖中恰好為一個周期的正弦曲線.若該段正弦曲線是函數(shù)圖象的一部分,且其對應(yīng)的橢圓曲線的離心率為,則的值為(

)A. B.1 C.3 D.2二、多選題6.中,,則(

)A. B.C. D.7.已知函數(shù),則下列說法中正確的是(

)A.的圖象關(guān)于原點(diǎn)對稱B.的值域?yàn)镃.當(dāng)時,桓成立D.若在上恰有1012個不同解,則符合條件的a只有一個8.已知函數(shù),其部分圖象如圖所示,其中B為最高點(diǎn),,,則(

).A.B.C.若,則D.9.記函數(shù)的最小正周期為,若,且在上的最大值與最小值的差為3,則(

)A.B.C.在區(qū)間上單調(diào)遞減D.直線是曲線的切線10.已知函數(shù)滿足,且在上有最小值,無最大值,則下列結(jié)論正確的是(

)A.函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱B.的最小正周期為4C.當(dāng)時,函數(shù)在每一個閉區(qū)間上單調(diào)遞增D.在上恰有1350個零點(diǎn)三、填空題11.已知分別為銳角三個內(nèi)角的對邊,的面積,則的取值范圍是.12.已知函數(shù)區(qū)間內(nèi)沒有零點(diǎn),則的取值范圍是.13.的內(nèi)角,,的對邊分別為,,,且,.若點(diǎn)與點(diǎn)在兩側(cè),,且,,,四點(diǎn)共圓,則四邊形的面積為.14.對于任意實(shí)數(shù),符號表示“不超過的最大整數(shù)”,如,,,則;若函數(shù),則的值域?yàn)?15.在銳角中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,若,則,的取值范圍為.16.已知定義在R上的函數(shù)滿足,當(dāng)時,,若對任意,都有,則實(shí)數(shù)m的最大值為.17.在中,,分別為,的中點(diǎn),,,則面積的最大值為.18.函數(shù)是定義在上的奇函數(shù),且關(guān)于的不等式有解,則實(shí)數(shù)的取值范圍為.19.如圖,在直角三角形中,,垂足為.設(shè),矩形與矩形的面積之和為,其中,則的最大值為.

20.已知為的外心,若,則的最大值為.四、解答題21.已知函數(shù)的最小正周期為.(1)求實(shí)數(shù)的值;(2)若函數(shù)在上恰有8個零點(diǎn),求的最小值;(3)設(shè)函數(shù)證明:有且只有一個零點(diǎn),且.22.在中,角,,的對邊分別為,,.且滿足.(1)求角的大??;(2)若的面積,內(nèi)切圓的半徑為,求;(3)若的平分線交于,且,求的面積的最小值.23.已知函數(shù),其圖象相鄰兩條對稱軸之間的距離為,且經(jīng)過點(diǎn).(1)求函數(shù)的解析式;(2)當(dāng),方程有解,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)若方程在區(qū)間上恰有三個實(shí)數(shù)根,,,且,求的取值范圍.24.在中,已知角的對邊分別為的平分線交于點(diǎn),的外接圓的半徑分別為,且.(1)證明:;(2)求;(3)若,求的取值范圍.25.若函數(shù)滿足:存在實(shí)數(shù),,使得對于定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù),均有成立,則稱函數(shù)為“可平衡”函數(shù);有序數(shù)對稱為函數(shù)的“平衡”數(shù)對.(1)若,當(dāng)滿足什么條件時,為“可平衡”函數(shù),并說明理由;(2)是否存在為函數(shù)的“平衡”數(shù)對,若存在,求的值;若不存在,請說明理由.26.已知集合,,設(shè)函數(shù).(1)當(dāng)時,證明:函數(shù)是常數(shù)函數(shù);(2)已知,寫出所有使函數(shù)是常數(shù)函數(shù)的集合;(3)當(dāng)為奇數(shù)時,寫出函數(shù)是常數(shù)函數(shù)的一個充分條件,并說明理由.27.已知函數(shù),.(1)若,求的對稱軸方程;(2)若在上恰取得一次最大值和一次最小值,求的取值范圍;(3)若在軸右側(cè)的第一個零點(diǎn)為,令,且在內(nèi)恰有6個零點(diǎn),求實(shí)數(shù).28.已知函數(shù)(1)求的最大值;(2)若將的圖象上所有點(diǎn)向左平移個單位長度得到的圖象,求的單調(diào)遞增區(qū)間;(3)當(dāng)時,的值域?yàn)椋蟮闹担?9.已知函數(shù)的最小正周期為,圖象的一個對稱中心為,將函數(shù)圖象上的所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長為原來的2倍(縱坐標(biāo)不變),再將所得圖象向右平移個單位長度后得到函數(shù)的圖象.(1)求函數(shù)與的解析式;(2)當(dāng)時,求方程解的個數(shù);(3)求實(shí)數(shù)與正整數(shù),使得在區(qū)間內(nèi)恰有2025個零點(diǎn).30.若對于實(shí)數(shù),關(guān)于的方程在函數(shù)的定義域上有實(shí)數(shù)解,則稱為函數(shù)的“可消點(diǎn)”,若存在實(shí)數(shù),對任意實(shí)數(shù)均為函數(shù)的“可消點(diǎn)”,則稱函數(shù)為“可消函數(shù)”,此時,有序數(shù)對稱為函數(shù)的“可消數(shù)對”.(1)若是“可消函數(shù)”,求函數(shù)的“可消數(shù)對”;(2)若為函數(shù)的“可消數(shù)對”,求的值;(3)若函數(shù)的定義域?yàn)?,存在?shí)數(shù)同時為的“可消點(diǎn)”與“可消點(diǎn)”,求的最小值.答案第=page3131頁,共=sectionpages2828頁答案第=page3232頁,共=sectionpages2828頁《三角函數(shù)與解三角形》參考答案題號12345678910答案ADDBBABCACDBCDABDAC1.A【分析】根據(jù)題意對分段函數(shù)的兩部分解析式分別分類討論,得出各部分對應(yīng)的零點(diǎn)表達(dá)式,再根據(jù)在區(qū)間內(nèi)恰有4個零點(diǎn)對參數(shù)進(jìn)行分類討論,得出各部分的有效零點(diǎn)個數(shù)即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】易知當(dāng)時,令,可得,即可得,又因?yàn)椋?因此時的有效零點(diǎn)為,為負(fù)整數(shù);當(dāng)時,令,可得;若為有效零點(diǎn)可得,解得;當(dāng)時,令,可得;若為有效零點(diǎn)可得,解得;因?yàn)樵趨^(qū)間內(nèi)恰有4個零點(diǎn),所以至少表示兩個有效零點(diǎn),所以需滿足,可得;此時和也為有效零點(diǎn),此時實(shí)數(shù)的取值范圍是;當(dāng)時,顯然不是有效零點(diǎn),所以能表示三個有效零點(diǎn),因此,解得,此時實(shí)數(shù)的取值范圍是.綜上可知,實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:A【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵在于求出分段函數(shù)各部分零點(diǎn)的表達(dá)式,再結(jié)合零點(diǎn)所在區(qū)間及其個數(shù)限定出對應(yīng)不等式,即可求出實(shí)數(shù)的取值范圍.2.D【分析】由已知可得,結(jié)合余弦定理可得,利用兩角差的正切公式可得,利用基本不等式可求最小值.【解析】因?yàn)槌傻炔顢?shù)列,即,則,,所以,即,且,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立.故選:D.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:關(guān)鍵在于利用余弦定理得到,進(jìn)而利用兩角差的正切公式結(jié)合基本不等式求解.3.D【分析】先應(yīng)用正弦定理及余弦定理得出,再結(jié)合雙曲線的性質(zhì)得出的取值范圍.【解析】因?yàn)椋烧叶ɡ砜傻?,則,可得,顯然,可得,即,以的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),建立平面直角坐標(biāo)系,可知點(diǎn)A在以為焦點(diǎn)的雙曲線上(左半支且不含頂點(diǎn)),且,因?yàn)闉殇J角三角形,顯然為銳角,取兩種臨界狀態(tài):若,則;若,則,可得;結(jié)合雙曲線性質(zhì)可知的取值范圍為.故選:D.4.B【分析】設(shè)的邊長為3,得到,借助余弦定理,求出,,再通過作輔助線,找出二面角,的平面角,再結(jié)合已知條件以及,利用三角函數(shù)的相關(guān)知識求解.【解析】設(shè)的邊長為3,則,在中,由余弦定理得,則,,則,,如圖,作面,于,于,側(cè),,,,又,所以,,,所以,結(jié)合,得,根據(jù)三角函數(shù)的兩角差公式可得,所以,已知,則,將上式移項(xiàng)可得,解得,所以,,三點(diǎn)共線,由得,故選:B.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵點(diǎn)作出輔助線,找出二面角,的平面角,由,得到,進(jìn)而得到.再結(jié)合差角公式,齊次化處理求出.最后將轉(zhuǎn)化為.綜合性較強(qiáng),屬于難題.5.B【分析】根據(jù)推出,設(shè)圓柱底面半徑為r,再根據(jù)圓柱的側(cè)面展開圖推出,利用圓柱的斜截面橢圓及離心率求出r即可.【解析】由題意,橢圓曲線在展開圖中恰好為函數(shù)圖象的一部分,可得.設(shè)圓柱底面半徑為r,則,所以,設(shè)橢圓長軸長為,短軸長為,因?yàn)殡x心率為,得,則,即,所以,得,又由勾股定理得,解得,故.故選:B.6.ABC【分析】對于A,運(yùn)用正切公式,結(jié)合基本不等式計算即可;對于B,運(yùn)用兩角和的余弦,結(jié)合A選項(xiàng)結(jié)論判定;對于C,設(shè)函數(shù),借助導(dǎo)數(shù)得到.再用基本不等式計算判定;對于D,當(dāng)時,,此時,結(jié)合,得解.【解析】對于,因,故,故是銳角三角形.由,于是,故A正確;對于,由可知,故,故B正確;對于C,設(shè)函數(shù),則,故在區(qū)間上單調(diào)遞增,故當(dāng)時,,即.于是,故,故C正確;對于D,當(dāng)時,,此時,又因?yàn)?,此時,故D錯誤.故選:ABC.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:證明三角不等式常見方法有以下幾種:(1)利用三角函數(shù)單調(diào)性;(2)利用三角函數(shù)值域的有界性:,;(3)利用單位圓中的三角函數(shù)線;(4)利用正余弦定理實(shí)現(xiàn)邊角互化;(5)利用求導(dǎo)數(shù):如證明(),當(dāng)時,構(gòu)造函數(shù),對其求導(dǎo),說明在上單調(diào)遞增,,所以,即;(6)利用基本不等式:滿足“一正二定三相等”條件.7.ACD【分析】利用奇函數(shù)的定義可判斷A的正誤,利用換元法結(jié)合正弦函數(shù)的性質(zhì)可判斷B的正誤,利用導(dǎo)數(shù)考慮的單調(diào)性后可判斷C的正誤,對于D,先判斷的周期性,再利用導(dǎo)數(shù)刻畫函數(shù)的單調(diào)性得到函數(shù)圖象,結(jié)合兩根特征就小根的范圍分類討論后可得參數(shù)的范圍,從而可判斷D的正誤.【解析】對選項(xiàng)A:因?yàn)樗訟正確;對選項(xiàng)B:設(shè),則可表為,因?yàn)?,故為上的奇函?shù),而時,均為增函數(shù),故為上的增函數(shù),而為上的增函數(shù),故為上的增函數(shù),故為上的增函數(shù),因?yàn)槭窃龊瘮?shù),所以,所以的值域?yàn)椋訠不正確;對選項(xiàng)C:設(shè),則(不恒為零),所以在上遞減,所以即,所以C正確;對選項(xiàng)D:因?yàn)?,所以關(guān)于對稱,又的圖象關(guān)于原點(diǎn)對稱,故是周期函數(shù)且周期,而,所以在上遞增,可作出草圖,如下圖設(shè),則,該方程兩根滿足,顯然均不為0且最多僅有一個屬于,不妨設(shè),若時,方程在區(qū)間[上有1013個實(shí)數(shù)根;若時,方程在區(qū)間[上有2026個實(shí)數(shù)根;若時,在區(qū)間上有2024個實(shí)數(shù)根;若時,方程在區(qū)間上有1012個實(shí)數(shù)根;代入方程可得:,唯一,所以D正確.故選:ACD【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:嵌套方程的零點(diǎn)問題,一般可先考慮外方程的根的特征,再考慮內(nèi)方程的根,本質(zhì)上就是換元處理.8.BCD【分析】過點(diǎn)作軸的垂線,垂足為,解三角形求得,,由此確定,求出函數(shù)的解析式,可判斷A,B;對C,令,求得或,,得解;對D,由題可得周期為12,利用函數(shù)的對稱性和周期性求解.【解析】如圖,過點(diǎn)作軸的垂線,垂足為,,,,,所以,由,則,所以,,又,即,,,即,故A錯誤,B正確;對于C,令,則或,解得或,,,故C正確;對于D,是周期為4的函數(shù),所以周期為12,則,,,,,,,,,故D正確.故選:BCD.9.ABD【分析】根據(jù)題意,先由函數(shù)周期以及可得,再由條件可得的值,即可得到,然后對選項(xiàng)逐一判斷,即可得到結(jié)果.【解析】由,又,可得,又,則,所以.下面分類討論.(1)若在上單調(diào),則,即,令,則,在上單調(diào),又因?yàn)?所以在上單調(diào)遞減,所以,所以,此時,,此時,不符合題意.(2)在上不單調(diào),即在上不單調(diào).又,由于余弦函數(shù)在長度為一個周期的閉區(qū)間上的值域?yàn)?,即函?shù)在長度為的區(qū)間上值域?yàn)椋渥畲笾蹬c最小值的差為4,大于在上的最大值與最小值的差3,所以區(qū)間長度,所以,所以,.①若,即,則,此時由,所以,所以,且至少有一個式子取等號.解不等式組得,若,舍去;,解得,符合題意.②若,即時,,,所以,所以,,無解.綜上可得,,即.對于A,,故A正確;對于B,,,故B正確;對于C,當(dāng),則,且在上先遞減后遞增,故C錯誤;對于D,因?yàn)?,所以,,可得是在處的切線,故D正確;故選:ABD【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是根據(jù)最值之差求出的值,需要對該區(qū)間內(nèi)函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行分類討論,從而確定函數(shù)解析式,再一一分析選項(xiàng)即可.10.AC【分析】對于A:分析可知在處取到最小值,進(jìn)而可得對稱軸;對于B:可知,且在同一遞減區(qū)間內(nèi),解得,即可得最小正周期;對于C:由選項(xiàng)B可知:,進(jìn)而可求單調(diào)遞增區(qū)間;對于D:舉反例說明即可.【解析】對于選項(xiàng)A:因?yàn)?,且在上有最小值,無最大值,可知在處取到最小值,所以函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱,故A正確;對于選項(xiàng)B:因?yàn)椋以谕贿f減區(qū)間內(nèi),可得,兩式相減可得,所以的最小正周期為,故B錯誤;對于選項(xiàng)C:當(dāng)時,由選項(xiàng)B可知:,則,令,解得,可知函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,顯然,所以函數(shù)在每一個閉區(qū)間上單調(diào)遞增,故C正確;對于選項(xiàng)D:例如,由選項(xiàng)B可知:,即,可得,令,解得,可知的零點(diǎn)為,令,解得,所以在上恰有1349個零點(diǎn),故D錯誤;故選:AC.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解函數(shù)的性質(zhì)問題的三種意識:1.轉(zhuǎn)化意識:利用三角恒等變換將所求函數(shù)轉(zhuǎn)化為的形式;2.整體意識:類比的性質(zhì),只需將中的“”看成中的“x”,采用整體代入求解;3.討論意識:當(dāng)A為參數(shù)時,求最值應(yīng)分情況討論.11.【分析】利用余弦定理、三角形面積公式求出,再利用正弦定理邊化角,結(jié)合三角恒等變換及三角函數(shù)性質(zhì)求出范圍.【解析】在中,由及三角形面積公式,得,由余弦定理得,則,而,解得,,由正弦定理得,銳角由確定,而為銳角三角形,則,即,,顯然,而,,因此,,所以的取值范圍是.故答案為:【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:涉及求三角形邊長比的范圍問題,時常利用三角形正弦定理,轉(zhuǎn)化為關(guān)于某個角的函數(shù),再借助三角函數(shù)的性質(zhì)求解.12.【分析】首先得到正弦函數(shù)的零點(diǎn),根據(jù)條件得到在區(qū)間內(nèi)不存在整數(shù)解,以及結(jié)合周期得到,從而確定或,即可求解的范圍.【解析】令,,得,,由題意可知,,且,即,若,得,因?yàn)楹瘮?shù)最值區(qū)間內(nèi)沒有零點(diǎn),所以在區(qū)間內(nèi)不存在整數(shù)解,所以或,即,解得:,或,解得:,所以的取值范圍是.故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵1是根據(jù)周期得到,關(guān)鍵2是根據(jù)的取值確定或.13.【分析】先利用正弦定理對題設(shè)條件進(jìn)行邊角互化可解得,由,且,,,四點(diǎn)共圓,可知四邊形為等腰梯形,圓心為中點(diǎn),由計算即可得出結(jié)論.【解析】根據(jù)題意,,所以,由正弦定理可得:,所以,又因?yàn)椋?,所以,即,解得;因?yàn)椋瑒t,且,,,四點(diǎn)共圓,根據(jù)圓內(nèi)接四邊形對角互補(bǔ),可知,設(shè)DC的終點(diǎn)為O,連接,則為等邊三角形,則,所以中點(diǎn)即為圓心,,四邊形為等腰梯形,如圖所示:則也為等邊三角形,所以在中,由余弦定理得,即,解得,所以.故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:通過題設(shè)條件以及,,,四點(diǎn)共圓,得出圓心為中點(diǎn),四邊形為等腰梯形,并畫出圖象,數(shù)形結(jié)合求四邊形的面積是解題關(guān)鍵.14.【分析】根據(jù)高斯函數(shù)的定義及對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)計算可得,首先分析的奇偶性與值域,結(jié)合高斯函數(shù)的性質(zhì)可得,從而得解.【解析】令,依題意可得,令,則時,;時,;時,;時,;時,;所以;對于函數(shù),其定義域?yàn)椋?,所以是偶函?shù),當(dāng),且時,,.當(dāng),且時,,.又是偶函數(shù),所以函數(shù)的值域?yàn)?,所以的圖象如下所示:根據(jù)高斯函數(shù)的性質(zhì)可知(為整數(shù)),所以,因?yàn)?,所以,則,所以的值域?yàn)?故答案為:;【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題解答的關(guān)鍵是理解高斯函數(shù)的定義,第二空關(guān)鍵是推導(dǎo)出.15.【分析】由正弦定理得到,由三角恒等變換得到,結(jié)合角的范圍,得到,并利用三角恒等變換化簡得到,根據(jù)為銳角三角形,求出,從而得到的取值范圍.【解析】,由正弦定理得,又,故,即,為銳角三角形,,故,所以,故,,又,故,故,解得,,因?yàn)闉殇J角三角形,且,解得,故,,,故.故答案為:,【點(diǎn)睛】解三角形中最值或范圍問題,通常涉及與邊長,周長有關(guān)的范圍問題,與面積有關(guān)的范圍問題,或與角度有關(guān)的范圍問題,常用處理思路:①余弦定理結(jié)合基本不等式構(gòu)造不等關(guān)系求出答案;②采用正弦定理邊化角,利用三角函數(shù)的范圍求出最值或范圍,如果三角形為銳角三角形,或其他的限制,通常采用這種方法;③巧妙利用三角換元,實(shí)現(xiàn)邊化角,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為正弦或余弦函數(shù)求出最值.16.【分析】根據(jù)已知利用正弦函數(shù)圖象與性質(zhì)、函數(shù)的周期性作出函數(shù)圖象,結(jié)合函數(shù)圖象進(jìn)行求解即可.【解析】由得,當(dāng)時,,故當(dāng)時,,當(dāng)時,,當(dāng)時,,依次類推,又函數(shù)的定義域?yàn)镽,所以函數(shù)的大致圖象為因?yàn)椋?,所以,,所以由,可得,?dāng)時,由的,所以對任意,都有,得實(shí)數(shù)的取值范圍為,則實(shí)數(shù)的最大值為.故答案為:.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查了正弦函數(shù)的圖象與性質(zhì)及恒成立的應(yīng)用,解答本題的關(guān)鍵是利用法則畫出函數(shù)圖象,正確理解函數(shù)法則是解決本題的關(guān)鍵.17.【分析】分別在和中利用余弦定理可得,,再將面積表達(dá)式平方并利用二次函數(shù)性質(zhì)即可求得面積的最大值.【解析】如下圖所示:設(shè)角所對的邊分別為,在中,由利用余弦定理可得,又,可得,即;同理在中,由利用余弦定理可得,又,可得,即;聯(lián)立,解得,;由的面積為可得因此可得,可得,即面積的最大值為.故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵在于利用中線長結(jié)合余弦定理求得三邊長之間的關(guān)系,再由面積表達(dá)式平方計算,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)可求得最值.18.【分析】利用函數(shù)為奇函數(shù),結(jié)合奇函數(shù)的定義可求出的值,然后分析函數(shù)的單調(diào)性,將所求不等式變形,可得出有解,結(jié)合參變量分離法可求出實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】若函數(shù)是定義在實(shí)數(shù)集上的奇函數(shù),可得,即,即,由,可得;所以,任取,,設(shè),則,,,,則,所以,則函數(shù)為上的增函數(shù),又函數(shù)為上的奇函數(shù),所以不等式有解,轉(zhuǎn)化為,即有解,所以有解,即,令,因,則,即,則,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,由雙勾函數(shù)的單調(diào)性知:,函數(shù)單調(diào)遞減,,函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以,所以,故實(shí)數(shù)的取值范圍為.故答案為:.【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:利用參變量分離法求解函數(shù)不等式恒(能)成立,可根據(jù)以下原則進(jìn)行求解:(1),;(2),;(3),;(4),.19.【分析】由題設(shè)表示出相應(yīng)線段的長,進(jìn)而可表示出的表達(dá)式,利用導(dǎo)數(shù)即可求得答案.【解析】由題意知,,則,所以于是令,,解得,在上單調(diào)遞增;令,解得,在上單調(diào)遞減;所以在處取得最大值,所以.故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的難點(diǎn)在于求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解答時要熟練利用求導(dǎo)法則進(jìn)行求導(dǎo).20./【分析】根據(jù)數(shù)量積的幾何意義結(jié)合三角恒等變換以及正弦定理邊化角化簡已知等式,可得,再利用二倍角公式化簡,繼而利用基本不等式,即可求得答案.【解析】依題意兩邊同時乘以得:,,即,,即,即,而,則,,又,.故的最大值為,故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:解答本題的關(guān)鍵是利用數(shù)量積的幾何意義以及三角恒等變換化簡得到,繼而求解即可.21.(1)4(2)(3)證明見解析【分析】(1)由三角函數(shù)周期計算公式可得答案.(2)由題可得零點(diǎn)表達(dá)式,要使最小,則,n均為零點(diǎn),據(jù)此可得答案;(3)由題可得,由單調(diào)性,正負(fù)情況結(jié)合零點(diǎn)存在性定理可得零點(diǎn)情況,然后由單調(diào)性可完成證明.【解析】(1)的最小正周期為.(2)當(dāng)時,令,解得,則或,則或,.要使最小,則均為零點(diǎn).若,則大于的7個零點(diǎn)為:,得,則此時,;若,則大于的7個零點(diǎn)為:,,得,則此時,,因,則的最小值為;(3)由(1)可得,定義域?yàn)?,①?dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增,因?yàn)樗愿鶕?jù)零點(diǎn)存在定理,使得故在上有且只有一個零點(diǎn).②當(dāng)時,因?yàn)閱握{(diào)遞增,單調(diào)遞減,,所以,所以在上不存在零點(diǎn);③當(dāng)時,因?yàn)閱握{(diào)遞增,,因?yàn)樗?,所以在上不存在零點(diǎn);綜上:有且只有一個零點(diǎn),且因?yàn)椋?,所以在上單調(diào)遞減,,所以.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:對于函數(shù)零點(diǎn)問題,可利用數(shù)形結(jié)合思想,轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖像與x軸交點(diǎn)橫坐標(biāo),也可利用零點(diǎn)存在性定理結(jié)合函數(shù)單調(diào)性研究零點(diǎn).22.(1)(2)(3)【分析】(1)利用和角公式化簡,借助于同角三角函數(shù)式和特殊角的函數(shù)值即得.(2)由等面積得出,,利用余弦定理得出,三式聯(lián)立即可求得邊.(3)結(jié)合題設(shè),分別在,和中,由正弦定理推出邊,的關(guān)系式,再利用基本不等式求得的最小值,繼而即得三角形面積最小值.【解析】(1)由,得,則,即,而,所以.(2)由等面積法得:,即,因此,,在中,由余弦定理得,即,所以.(3)由平分,得,在中,設(shè),則,在中,由正弦定理,得,則,在中,由正弦定理,得,則,得,故有.在中,由正弦定理,得,則,得代入式,可得,即.由基本不等式,得,解得,當(dāng)且僅當(dāng)時取“=”.于是,.即的面積的最小值為.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:解題時要注重題設(shè)條件的應(yīng)用,如三角形內(nèi)切圓半徑常與其面積聯(lián)系解題,內(nèi)角平分線常與正余弦定理結(jié)合使用,遇到兩參數(shù)的相關(guān)式求最值常與基本不等式掛鉤解題.23.(1)(2)(3)【分析】(1)根據(jù)周期求出,再根據(jù)函數(shù)過點(diǎn)求出,即可求出函數(shù)解析式;(2)將問題轉(zhuǎn)化為在上有解,求出函數(shù)在此區(qū)間上的值域,即可得答案;(3)首先分析的單調(diào)性,即可畫出函數(shù)圖象,依題意可得與在區(qū)間上恰有三個交點(diǎn),即可求出的取值范圍,再根據(jù)對稱性得到及的取值范圍,即可得解.【解析】(1)因?yàn)閳D象相鄰兩條對稱軸之間的距離為,所以,所以,又,即,所以,所以,又因?yàn)楹瘮?shù)的圖象過點(diǎn),所以,即,又因?yàn)?,解得,所以;?)因?yàn)?,?dāng)時,,所以,所以,所以方程有解,即有解,所以;(3)當(dāng)時,令或,解得或,所以在,上單調(diào)遞增,令,解得,所以在上單調(diào)遞減,且當(dāng)時,則的圖象()如下所示:因?yàn)榉匠淘趨^(qū)間上恰有三個實(shí)數(shù)根,,,且,即與在區(qū)間上恰有三個交點(diǎn),則,且與關(guān)于對稱,與關(guān)于對稱,所以,,所以,因?yàn)?,所以,所以,所以.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第三為關(guān)鍵是得到,.24.(1)證明見解析(2)(3)【分析】(1)利用正弦定理表示,根據(jù)可證明結(jié)論.(2)利用正弦定理可得,根據(jù)二倍角公式結(jié)合三角形內(nèi)角取值范圍可得結(jié)果.(3)設(shè),利用等面積法可得,結(jié)合余弦定理得,構(gòu)造函數(shù),根據(jù)函數(shù)單調(diào)性可求的取值范圍.【解析】(1)在中,由正弦定理得,,∴,同理得,,∴,即.(2)在中,由正弦定理得,,∴,∴,即,由得,,∴,故,∴.(3)設(shè),由,得,故.∵,,∴,故,∴,令,則,∵,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,∴,故,∵在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,,當(dāng)時,,∴的取值范圍是.25.(1),理由見解析(2)存在,【分析】(1)根據(jù)“可平衡”函數(shù)的定義結(jié)合兩角和差的正弦公式求解即可;(2)先根據(jù)余弦的二倍角公式轉(zhuǎn)化為,再利用待定系數(shù),令系數(shù)為0時恒等于0判斷即可.【解析】(1)當(dāng)為“可平衡”函數(shù)時,由題意可得對于定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù)成立,即對于定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù)成立,所以,即對于定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù)成立,則,解得,

綜上,當(dāng),時,函數(shù)為“可平衡”函數(shù).(2)假設(shè)存在實(shí)數(shù),,使得對于定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù),均有成立,則對于定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù)成立,即,即,

即對于定義域內(nèi)的任意實(shí)數(shù)成立,因?yàn)?,所以,所以,即,,解得,綜上,當(dāng),時,函數(shù)為“可平衡”函數(shù).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:根據(jù)“可平衡”函數(shù)的定義,結(jié)合三角恒等變換,根據(jù)題意列出參數(shù)滿足的關(guān)系式,利用恒成立問題或表達(dá)出參數(shù)滿足的解析式求解.26.(1)證明見解析(2),(3),理由見解析【分析】

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