【精品解析】广东深圳市盐田高级中学2025-2026学年高一下学期5月期中考试数学试题

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广东深圳市盐田高级中学2025-2026学年高一下学期5月期中考试数学试题
1.已知复数满足,则在复平面内对应的点位于(  )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【知识点】复数在复平面中的表示;复数代数形式的混合运算
【解析】【解答】解:,

则在复平面内对应的点为,位于第一象限.
故答案为:A
【分析】本题考查复数幂的周期性、复数分母实数化与复平面象限判定,关键先利用i周期性化简常数项,再分母有理化得到实部、虚部,根据正负判断象限。
2.设是两条不同的直线,是两个不同的平面,则下列结论正确的是(  )
A.若,则
B.若,则
C.若,则是异面直线
D.若,则或是异面直线
【答案】D
【知识点】空间中直线与直线之间的位置关系;空间中直线与平面之间的位置关系
【解析】【解答】A:若,直线位置关系有三种:平行、相交、异面,故A错误;
B:若,则或,不能确定一定平行平面,故B错误;
C:若,当平面相交时,有可能相交,并非一定异面,故C错误;
D:若,两平行平面内的直线没有公共点,因此或异面,故D正确。
故答案为:D
【分析】A:一条平面的多条平行线,彼此位置不唯一;B:平行线中一条平行平面,另一条可在平面内;C:分两平面相交、平行两种情况判断直线位置;D:平行平面无公共点,其内直线只有平行、异面两类位置。
3.向量,,若与同向,则(  )
A. B. C.3 D.±3
【答案】A
【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示;平面向量数量积的坐标表示、模、夹角
【解析】【解答】解:由题设知,则,则,则,
因为与同向,所以,故.
故答案为:A
【分析】本题考查向量同向的条件,关键是同向向量成正实数倍,先求出倍数,再结合模长公式列方程,根据同向舍去负根。
4.如图,的斜二测直观图是,其中,则的面积是(  )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】D
【知识点】斜二测画法直观图
【解析】【解答】过作交轴于点,可得,
因为,所以为等腰直角三角形,所以,
根据斜二测画法,
可得,如图所示,则,
所以的面积,故D正确.
故答案为:D
【分析】本题考查斜二测直观图与原图面积换算,关键牢记斜二测中:平行于y'轴的线段原图长度为直观图 2 倍,先用直观图条件求出原图底和高,再代入三角形面积公式。
5.已知非零向量,满足,则向量在方向上的投影向量为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】平面向量的数量积运算;平面向量的投影向量
【解析】【解答】解:由题意得,已知,两边同时平方可得,
化简得,即,
根据向量投影的计算公式,可得在方向上的投影向量为.
故答案为:D
【分析】本题考查向量模长平方运算与投影向量公式,关键先对模等式平方求出数量积,再代入投影向量计算公式化简求值。
6.已知圆锥的轴截面是等边三角形,若该圆锥的表面积与球O的表面积相等,则该圆锥的体积与球O的体积之比为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】棱柱/棱锥/棱台的侧面积、表面积及应用;球的表面积与体积公式及应用;锥体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:圆锥的底面半径为r,则其母线长为2r,高为,
所以该圆锥的表面积为,
设球O的半径为R,则球O的表面积为,
由题意知,所以,
圆锥的体积,球O的体积,
所以.
【分析】本题考查圆锥与球的表面积、体积公式,关键先利用表面积相等找到半径比值,再代入体积公式作比化简。
7.如图,已知正方体中,,P为线段上一点,Q为平面内一点,则的最小值是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】棱柱的结构特征;多面体和旋转体表面上的最短距离问题
【解析】【解答】解:
当,即可得平面,此时是最小距离,
然后把平面与平面展开成共面,
如第二个图:即可得过作的垂线,垂足为
此时,即此时取到最小值,
由正方体可知:,
所以.
故答案为:A
【分析】本题考查立体几何最短路径(展开法),关键:①PQ最小为P向底面垂线;②侧面展开化空间折线为平面两点连线,用垂线段最短求最值。
8.已知非零向量与满足,且,,点是的边上的动点,则的最小值为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】平面向量的数量积运算;平面向量数量积坐标表示的应用;向量在几何中的应用
【解析】【解答】解:和表示、方向的单位向量,则在的角平分线上,
又,所以的角平分线与边垂直,
所以是等腰三角形,且.
取的中点,连接,则.
由题意知,,,所以.
以为原点,以所在直线为轴,所在直线为轴,建立平面直角坐标系,
则,,,故,
设(),则,即.
.
所以,
当时,取得最小值,为.
故答案为:C
【分析】本题结合单位向量、向量模长判定等腰三角形,建系转化为二次函数最值;关键先由向量条件确定AB=AC,坐标化后把数量积变成一元二次函数,利用对称轴求最小值。
9.如图,在正方体中,、、分别是棱、、的中点,则(  )
A.平面 B.平面
C.点在平面内 D.点在平面内
【答案】A,D
【知识点】直线与平面平行的判定;平面与平面平行的判定
【解析】【解答】解:A,在正方体中,,,
所以四边形为平行四边形,所以,
因为平面,平面,故平面,A正确;
D,连接、,如下图所示:
因为、分别为、的中点,所以,
又因为,所以,故、、、共面,D正确;
B,根据已有分析可知点在平面内,所以与平面有交点,因此B错误;
C,由A选项可知,点在平面外,C错误。
故答案为:AD.
【分析】A:借助平行四边形证线线平行,再用线面平行判定定理;B:由在面内、在面外判定和面相交;C:由平面,判断在平面外侧;D:中位线得到,四点共面从而确定在平面内。
10.点O为所在平面内一点,则(  )
A.若,则点O为的重心
B.若,则点O为的内心
C.若,则点O为的垂心
D.在中,设,那么动点O的轨迹必通过的外心
【答案】A,B,D
【知识点】平面向量数乘的运算;平面向量的数量积运算;三角形五心
【解析】【解答】解:对于A,由点O为所在平面内一点,且,
可得,则以为邻边作平行四边形,
可得,且,
设,根据平行四边形法则,可得为的中点,即为上的中线,
同理可证:延长也过的中点,所以为的重心,所以A正确;
对于B,由向量表示方向的单位向量,表示方向的单位向量,
可得四边形是菱形,则,
因为,
所以,即,即和共线,即是的角平分线,
同理可得是的角平分线,即是的内心,所以B正确;
对于C,如图所示,取分别为的中点,
根据向量的平行四边形法则,可得,
因为,可得,
所以,所以点在线段的垂直平分线上,
所以点为的外心,所以C不正确;
对于D,由,
因为,可得,即,
设为的中点,可得,
所以,即,且为的中点,
所以动点O的轨迹必通过的外心,所以D正确.
故答案为:ABD.
【分析】根据题意结合平面向量的线性运算,再结合三角形的重心、内心、垂心和外心的性质,从而逐项判断,从而找出正确的选项.
11.记的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知则下列说法正确的是(  )
A.a可能是最大边 B.b可能是最大边
C.a可能是最小边 D.c可能是最小边
【答案】B,C,D
【知识点】两角和与差的正弦公式;三角函数诱导公式二~六;正弦定理的应用
【解析】【解答】解:由题意,可得
所以
由正弦定理,可得
所以

所以
等价于
所以
则或即,
若则c是最大边,a,b可能是最小边;
若则b是最大边,a,c可能是最小边,
综上所述,选项A错误;选项B、选项C、选项D正确.
故答案为:
【分析】利用已知条件和正弦定理以及两角和的正弦公式化简,再结合诱导公式得出或,从而得出b可能是最大边、a可能是最小边、c可能是最小边,进而逐项判断找出说法正确的选项.
12.已知向量在正方形网格中的位置如图所示,若网格纸上小正方形的边长为1,则   ;   .
【答案】0;
【知识点】平面向量数量积的坐标表示;平面向量的数量积运算
【解析】【解答】解:
如图,建立平面直角坐标系,则,
所以,

故答案为:0,
【分析】本题考查网格向量坐标与数量积运算,关键依托网格写出各向量坐标,再代入数量积公式分步计算。
13.如图,测量河对岸的塔高,可以选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,现测得,,,在点测得塔顶A的仰角为,则塔的总高度为   米.
【答案】
【知识点】解三角形;解三角形的实际应用
【解析】【解答】解:在中,易知,
由正弦定理,
可得,
在中,.
故答案为:.
【分析】在中,利用正弦定理求得长,再在中,利用三角函数的定义求长即可.
14.如图,棱长为2的正方体容器中,,分别是棱,的中点,在,,处各有1个小孔(孔的大小忽略不计),则该容器可装水的最大体积为   .
【答案】6
【知识点】棱柱的结构特征;柱体的体积公式及应用;锥体的体积公式及应用;台体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:1.当,,处的小孔都在水平面时,如图一,
三棱台的体积为,
所以容器所装水的多面体的体积;
2.当只有1个小孔在水平面上方时,
(1)当处的小孔在水平面上方时,如图二;
当处的小孔在水平面上方时,图三;
显然这两种情况,容器所装水的体积比多面体的体积小,不会最大;
(2)当处的小孔在水平面上方时,设水面所在平面为,
①当在线段上时,如图四,设,,则,
因为正方体的体积为,
棱台的体积为,,
可得,当且仅当,即时,等号成立,
所以棱台的体积无最小值,此时该容器可装水的体积小于6.
②当在线段上时,如图五,设,,的中点为,
可知:水平面为平行四边形,且四棱锥与四棱锥的体积相同,
可知:多面体的体积与三棱柱的体积相同,
所以三棱柱的体积为,此时该容器可装水的体积为.
综上所述:该容器可装水的最大体积为6.
故答案为:6.
【分析】本题考查正方体内几何体体积最值,关键:容器装水上限由三个小孔E,F,C1所在平面决定,空余最小体积为底面直角三角形、高为棱长的三棱柱,正方体体积减去空余体积即为最大装水量。
15.在锐角中,角所对的边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求边上的高的长.
【答案】(1)解:由正弦定理可得,
因为,所以,
又因为锐角三角形,,所以.
(2)解:由余弦定理
可知
又因即代入上式可得
则的面积为

解得:.
【知识点】解三角形;正弦定理;余弦定理;正弦定理的应用
【解析】【分析】(1) 利用正弦定理边化角,约去求出,结合锐角三角形范围确定;
(2) 借助余弦定理,结合算出,先用面积公式求面积,再由反求高。
(1)由正弦定理可得,
因为,所以,
又因为锐角三角形,,所以.
(2)由余弦定理
可知
又因即代入上式可得
则的面积为

解得:.
16.已知,,且.
(1)求向量与的夹角大小.
(2)求.
【答案】(1)解:由,得,
即,

解得.
又,.
(2)解:
.
【知识点】平面向量的数量积运算;数量积表示两个向量的夹角
【解析】【分析】(1) 展开数量积等式,代入模长,利用数量积公式求出夹角余弦值,结合夹角范围得到夹角;
(2) 对所求模平方展开,代入模长与数量积,再开方求值。
(1)由,得,
即,

解得.
又,.
(2).
17.如图,在四棱锥中,平面,底面为矩形,,;点E在线段上,且.
(1)设平面平面,证明:;
(2)证明:;
(3)线段上是否存在点M,使得平面 若存在,请证明,并求出的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明:因为四边形为矩形,所以,
因为平面,平面,所以平面.
又平面,平面平面,所以.
(2)证明:因为平面,又平面,所以.
又底面为矩形,所以.
平面,,所以平面.
平面,所以.
在中,,,,
所以,所以.
平面,,所以平面.
又平面,所以.
(3)解:如图:
过作,交于点,过作交于点.
因为,平面,平面,所以平面.
同理平面.
又平面,,所以平面平面.
由(1)知,,又,则,
则,
因为,.
所以,
所以点M为线段上靠近C的四等分点,.
【知识点】直线与平面平行的性质;平面与平面平行的判定;平面与平面平行的性质
【解析】【分析】(1) 先由矩形性质得,线面平行判定证面,再由面面交线性质证;
(2) 先证面得,结合边长用勾股逆定理证,推出面,从而;
(3) 构造面面平行:过作、,证面面,利用相似比例确定位置,计算长度。
(1)因为四边形为矩形,所以,
因为平面,平面,所以平面.
又平面,平面平面,所以.
(2)因为平面,又平面,所以.
又底面为矩形,所以.
平面,,所以平面.
平面,所以.
在中,,,,
所以,所以.
平面,,所以平面.
又平面,所以.
(3)如图:
过作,交于点,过作交于点.
因为,平面,平面,所以平面.
同理平面.
又平面,,所以平面平面.
由(1)知,,又,则,
则,
因为,.
所以,
所以点M为线段上靠近C的四等分点,.
18.如图1所示,在中,点在线段上,满足,是线段上的点,线段与线段交于点.
(1)若,求实数的值;
(2)若,且满足,
①求实数的值;
②如图2,过点的直线与边分别交于点,设,,(,),求的最小值.
【答案】(1)解:因为,所以,
所以,
又,且与不共线,由平面向量基本定理得,;
(2)①解:因为三点共线,所以存在实数使得(),
所以,
因为,所以,所以,
又因为,所以,且与不共线,
所以,解得.
所以.
②解:由①可知,,且,,
所以,
因为三点共线,所以,且,,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
【知识点】平面向量的共线定理;平面向量的基本定理
【解析】【分析】(1) 利用拆分化简,把用线性表示,对比系数求;
(2)① 由共线设参数,结合、,依靠平面向量基本定理列方程组求;
② 用改写,由共线得关系式,乘后用基本不等式求最小值。
(1)因为,所以,
所以,
又,且与不共线,由平面向量基本定理得,;
(2)①因为三点共线,所以存在实数使得(),
所以,
因为,所以,所以,
又因为,所以,且与不共线,
所以,解得.
所以.
②由①可知,,且,,
所以,
因为三点共线,所以,且,,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
19.在中,内角的对边分别为,且点是线段上的一点.已知.
(1)求角A的大小;
(2)若,求的值;
(3)若为的角平分线,且,求的最小值.
【答案】(1)解:,
由以及正弦定理边化角可得,

整理可得.
因为,所以,
所以,
因为,所以.
(2)解: 因为点是线段上的一点,且,
所以,所以,
因为,,所以,
因为,即,
所以,所以,
所以,所以.
(3)解:因为是的一条角平分线,且,,,所以,
所以,
所以,仅当时,“=”成立,
所以

当且仅当,即时取等号,
又当,时,,,

故的最小值为.
【知识点】两角和与差的正弦公式;解三角形;正弦定理;正弦定理的应用;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1) 利用正弦定理边化角,结合展开化简,求出进而得;
(2) 由得到边长等量关系,结合内角和与正弦定理展开三角恒等式,变形求;
(3) 借助角平分线面积拆分得到,由基本不等式求范围,再利用正弦定理统一边,结合基本不等式求目标式最小值。
(1),
由以及正弦定理边化角可得,

整理可得.
因为,所以,
所以,
因为,所以.
(2)解法一: 因为点是线段上的一点,且,
所以,所以,
因为,,所以,
因为,即,
所以,所以,
所以,所以.
解法二: 由已知可得,
所以为锐角,,,.
设,则,,
在中,由余弦定理可得

所以.
在中,由余弦定理可得

在中,由余弦定理可得

即,
整理可得,
平方可得,
整理可得.
所以有,解得,所以.
又为锐角,所以.
(3)因为是的一条角平分线,且,,,
所以,
所以,
所以,仅当时,“=”成立,
所以

当且仅当,即时取等号,
又当,时,,,

故的最小值为.
1 / 1广东深圳市盐田高级中学2025-2026学年高一下学期5月期中考试数学试题
1.已知复数满足,则在复平面内对应的点位于(  )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.设是两条不同的直线,是两个不同的平面,则下列结论正确的是(  )
A.若,则
B.若,则
C.若,则是异面直线
D.若,则或是异面直线
3.向量,,若与同向,则(  )
A. B. C.3 D.±3
4.如图,的斜二测直观图是,其中,则的面积是(  )
A.1 B.2 C.4 D.8
5.已知非零向量,满足,则向量在方向上的投影向量为(  )
A. B. C. D.
6.已知圆锥的轴截面是等边三角形,若该圆锥的表面积与球O的表面积相等,则该圆锥的体积与球O的体积之比为(  )
A. B. C. D.
7.如图,已知正方体中,,P为线段上一点,Q为平面内一点,则的最小值是(  )
A. B. C. D.
8.已知非零向量与满足,且,,点是的边上的动点,则的最小值为(  )
A. B. C. D.
9.如图,在正方体中,、、分别是棱、、的中点,则(  )
A.平面 B.平面
C.点在平面内 D.点在平面内
10.点O为所在平面内一点,则(  )
A.若,则点O为的重心
B.若,则点O为的内心
C.若,则点O为的垂心
D.在中,设,那么动点O的轨迹必通过的外心
11.记的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知则下列说法正确的是(  )
A.a可能是最大边 B.b可能是最大边
C.a可能是最小边 D.c可能是最小边
12.已知向量在正方形网格中的位置如图所示,若网格纸上小正方形的边长为1,则   ;   .
13.如图,测量河对岸的塔高,可以选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,现测得,,,在点测得塔顶A的仰角为,则塔的总高度为   米.
14.如图,棱长为2的正方体容器中,,分别是棱,的中点,在,,处各有1个小孔(孔的大小忽略不计),则该容器可装水的最大体积为   .
15.在锐角中,角所对的边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求边上的高的长.
16.已知,,且.
(1)求向量与的夹角大小.
(2)求.
17.如图,在四棱锥中,平面,底面为矩形,,;点E在线段上,且.
(1)设平面平面,证明:;
(2)证明:;
(3)线段上是否存在点M,使得平面 若存在,请证明,并求出的长;若不存在,请说明理由.
18.如图1所示,在中,点在线段上,满足,是线段上的点,线段与线段交于点.
(1)若,求实数的值;
(2)若,且满足,
①求实数的值;
②如图2,过点的直线与边分别交于点,设,,(,),求的最小值.
19.在中,内角的对边分别为,且点是线段上的一点.已知.
(1)求角A的大小;
(2)若,求的值;
(3)若为的角平分线,且,求的最小值.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】复数在复平面中的表示;复数代数形式的混合运算
【解析】【解答】解:,

则在复平面内对应的点为,位于第一象限.
故答案为:A
【分析】本题考查复数幂的周期性、复数分母实数化与复平面象限判定,关键先利用i周期性化简常数项,再分母有理化得到实部、虚部,根据正负判断象限。
2.【答案】D
【知识点】空间中直线与直线之间的位置关系;空间中直线与平面之间的位置关系
【解析】【解答】A:若,直线位置关系有三种:平行、相交、异面,故A错误;
B:若,则或,不能确定一定平行平面,故B错误;
C:若,当平面相交时,有可能相交,并非一定异面,故C错误;
D:若,两平行平面内的直线没有公共点,因此或异面,故D正确。
故答案为:D
【分析】A:一条平面的多条平行线,彼此位置不唯一;B:平行线中一条平行平面,另一条可在平面内;C:分两平面相交、平行两种情况判断直线位置;D:平行平面无公共点,其内直线只有平行、异面两类位置。
3.【答案】A
【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示;平面向量数量积的坐标表示、模、夹角
【解析】【解答】解:由题设知,则,则,则,
因为与同向,所以,故.
故答案为:A
【分析】本题考查向量同向的条件,关键是同向向量成正实数倍,先求出倍数,再结合模长公式列方程,根据同向舍去负根。
4.【答案】D
【知识点】斜二测画法直观图
【解析】【解答】过作交轴于点,可得,
因为,所以为等腰直角三角形,所以,
根据斜二测画法,
可得,如图所示,则,
所以的面积,故D正确.
故答案为:D
【分析】本题考查斜二测直观图与原图面积换算,关键牢记斜二测中:平行于y'轴的线段原图长度为直观图 2 倍,先用直观图条件求出原图底和高,再代入三角形面积公式。
5.【答案】D
【知识点】平面向量的数量积运算;平面向量的投影向量
【解析】【解答】解:由题意得,已知,两边同时平方可得,
化简得,即,
根据向量投影的计算公式,可得在方向上的投影向量为.
故答案为:D
【分析】本题考查向量模长平方运算与投影向量公式,关键先对模等式平方求出数量积,再代入投影向量计算公式化简求值。
6.【答案】D
【知识点】棱柱/棱锥/棱台的侧面积、表面积及应用;球的表面积与体积公式及应用;锥体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:圆锥的底面半径为r,则其母线长为2r,高为,
所以该圆锥的表面积为,
设球O的半径为R,则球O的表面积为,
由题意知,所以,
圆锥的体积,球O的体积,
所以.
【分析】本题考查圆锥与球的表面积、体积公式,关键先利用表面积相等找到半径比值,再代入体积公式作比化简。
7.【答案】A
【知识点】棱柱的结构特征;多面体和旋转体表面上的最短距离问题
【解析】【解答】解:
当,即可得平面,此时是最小距离,
然后把平面与平面展开成共面,
如第二个图:即可得过作的垂线,垂足为
此时,即此时取到最小值,
由正方体可知:,
所以.
故答案为:A
【分析】本题考查立体几何最短路径(展开法),关键:①PQ最小为P向底面垂线;②侧面展开化空间折线为平面两点连线,用垂线段最短求最值。
8.【答案】C
【知识点】平面向量的数量积运算;平面向量数量积坐标表示的应用;向量在几何中的应用
【解析】【解答】解:和表示、方向的单位向量,则在的角平分线上,
又,所以的角平分线与边垂直,
所以是等腰三角形,且.
取的中点,连接,则.
由题意知,,,所以.
以为原点,以所在直线为轴,所在直线为轴,建立平面直角坐标系,
则,,,故,
设(),则,即.
.
所以,
当时,取得最小值,为.
故答案为:C
【分析】本题结合单位向量、向量模长判定等腰三角形,建系转化为二次函数最值;关键先由向量条件确定AB=AC,坐标化后把数量积变成一元二次函数,利用对称轴求最小值。
9.【答案】A,D
【知识点】直线与平面平行的判定;平面与平面平行的判定
【解析】【解答】解:A,在正方体中,,,
所以四边形为平行四边形,所以,
因为平面,平面,故平面,A正确;
D,连接、,如下图所示:
因为、分别为、的中点,所以,
又因为,所以,故、、、共面,D正确;
B,根据已有分析可知点在平面内,所以与平面有交点,因此B错误;
C,由A选项可知,点在平面外,C错误。
故答案为:AD.
【分析】A:借助平行四边形证线线平行,再用线面平行判定定理;B:由在面内、在面外判定和面相交;C:由平面,判断在平面外侧;D:中位线得到,四点共面从而确定在平面内。
10.【答案】A,B,D
【知识点】平面向量数乘的运算;平面向量的数量积运算;三角形五心
【解析】【解答】解:对于A,由点O为所在平面内一点,且,
可得,则以为邻边作平行四边形,
可得,且,
设,根据平行四边形法则,可得为的中点,即为上的中线,
同理可证:延长也过的中点,所以为的重心,所以A正确;
对于B,由向量表示方向的单位向量,表示方向的单位向量,
可得四边形是菱形,则,
因为,
所以,即,即和共线,即是的角平分线,
同理可得是的角平分线,即是的内心,所以B正确;
对于C,如图所示,取分别为的中点,
根据向量的平行四边形法则,可得,
因为,可得,
所以,所以点在线段的垂直平分线上,
所以点为的外心,所以C不正确;
对于D,由,
因为,可得,即,
设为的中点,可得,
所以,即,且为的中点,
所以动点O的轨迹必通过的外心,所以D正确.
故答案为:ABD.
【分析】根据题意结合平面向量的线性运算,再结合三角形的重心、内心、垂心和外心的性质,从而逐项判断,从而找出正确的选项.
11.【答案】B,C,D
【知识点】两角和与差的正弦公式;三角函数诱导公式二~六;正弦定理的应用
【解析】【解答】解:由题意,可得
所以
由正弦定理,可得
所以

所以
等价于
所以
则或即,
若则c是最大边,a,b可能是最小边;
若则b是最大边,a,c可能是最小边,
综上所述,选项A错误;选项B、选项C、选项D正确.
故答案为:
【分析】利用已知条件和正弦定理以及两角和的正弦公式化简,再结合诱导公式得出或,从而得出b可能是最大边、a可能是最小边、c可能是最小边,进而逐项判断找出说法正确的选项.
12.【答案】0;
【知识点】平面向量数量积的坐标表示;平面向量的数量积运算
【解析】【解答】解:
如图,建立平面直角坐标系,则,
所以,

故答案为:0,
【分析】本题考查网格向量坐标与数量积运算,关键依托网格写出各向量坐标,再代入数量积公式分步计算。
13.【答案】
【知识点】解三角形;解三角形的实际应用
【解析】【解答】解:在中,易知,
由正弦定理,
可得,
在中,.
故答案为:.
【分析】在中,利用正弦定理求得长,再在中,利用三角函数的定义求长即可.
14.【答案】6
【知识点】棱柱的结构特征;柱体的体积公式及应用;锥体的体积公式及应用;台体的体积公式及应用
【解析】【解答】解:1.当,,处的小孔都在水平面时,如图一,
三棱台的体积为,
所以容器所装水的多面体的体积;
2.当只有1个小孔在水平面上方时,
(1)当处的小孔在水平面上方时,如图二;
当处的小孔在水平面上方时,图三;
显然这两种情况,容器所装水的体积比多面体的体积小,不会最大;
(2)当处的小孔在水平面上方时,设水面所在平面为,
①当在线段上时,如图四,设,,则,
因为正方体的体积为,
棱台的体积为,,
可得,当且仅当,即时,等号成立,
所以棱台的体积无最小值,此时该容器可装水的体积小于6.
②当在线段上时,如图五,设,,的中点为,
可知:水平面为平行四边形,且四棱锥与四棱锥的体积相同,
可知:多面体的体积与三棱柱的体积相同,
所以三棱柱的体积为,此时该容器可装水的体积为.
综上所述:该容器可装水的最大体积为6.
故答案为:6.
【分析】本题考查正方体内几何体体积最值,关键:容器装水上限由三个小孔E,F,C1所在平面决定,空余最小体积为底面直角三角形、高为棱长的三棱柱,正方体体积减去空余体积即为最大装水量。
15.【答案】(1)解:由正弦定理可得,
因为,所以,
又因为锐角三角形,,所以.
(2)解:由余弦定理
可知
又因即代入上式可得
则的面积为

解得:.
【知识点】解三角形;正弦定理;余弦定理;正弦定理的应用
【解析】【分析】(1) 利用正弦定理边化角,约去求出,结合锐角三角形范围确定;
(2) 借助余弦定理,结合算出,先用面积公式求面积,再由反求高。
(1)由正弦定理可得,
因为,所以,
又因为锐角三角形,,所以.
(2)由余弦定理
可知
又因即代入上式可得
则的面积为

解得:.
16.【答案】(1)解:由,得,
即,

解得.
又,.
(2)解:
.
【知识点】平面向量的数量积运算;数量积表示两个向量的夹角
【解析】【分析】(1) 展开数量积等式,代入模长,利用数量积公式求出夹角余弦值,结合夹角范围得到夹角;
(2) 对所求模平方展开,代入模长与数量积,再开方求值。
(1)由,得,
即,

解得.
又,.
(2).
17.【答案】(1)证明:因为四边形为矩形,所以,
因为平面,平面,所以平面.
又平面,平面平面,所以.
(2)证明:因为平面,又平面,所以.
又底面为矩形,所以.
平面,,所以平面.
平面,所以.
在中,,,,
所以,所以.
平面,,所以平面.
又平面,所以.
(3)解:如图:
过作,交于点,过作交于点.
因为,平面,平面,所以平面.
同理平面.
又平面,,所以平面平面.
由(1)知,,又,则,
则,
因为,.
所以,
所以点M为线段上靠近C的四等分点,.
【知识点】直线与平面平行的性质;平面与平面平行的判定;平面与平面平行的性质
【解析】【分析】(1) 先由矩形性质得,线面平行判定证面,再由面面交线性质证;
(2) 先证面得,结合边长用勾股逆定理证,推出面,从而;
(3) 构造面面平行:过作、,证面面,利用相似比例确定位置,计算长度。
(1)因为四边形为矩形,所以,
因为平面,平面,所以平面.
又平面,平面平面,所以.
(2)因为平面,又平面,所以.
又底面为矩形,所以.
平面,,所以平面.
平面,所以.
在中,,,,
所以,所以.
平面,,所以平面.
又平面,所以.
(3)如图:
过作,交于点,过作交于点.
因为,平面,平面,所以平面.
同理平面.
又平面,,所以平面平面.
由(1)知,,又,则,
则,
因为,.
所以,
所以点M为线段上靠近C的四等分点,.
18.【答案】(1)解:因为,所以,
所以,
又,且与不共线,由平面向量基本定理得,;
(2)①解:因为三点共线,所以存在实数使得(),
所以,
因为,所以,所以,
又因为,所以,且与不共线,
所以,解得.
所以.
②解:由①可知,,且,,
所以,
因为三点共线,所以,且,,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
【知识点】平面向量的共线定理;平面向量的基本定理
【解析】【分析】(1) 利用拆分化简,把用线性表示,对比系数求;
(2)① 由共线设参数,结合、,依靠平面向量基本定理列方程组求;
② 用改写,由共线得关系式,乘后用基本不等式求最小值。
(1)因为,所以,
所以,
又,且与不共线,由平面向量基本定理得,;
(2)①因为三点共线,所以存在实数使得(),
所以,
因为,所以,所以,
又因为,所以,且与不共线,
所以,解得.
所以.
②由①可知,,且,,
所以,
因为三点共线,所以,且,,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
19.【答案】(1)解:,
由以及正弦定理边化角可得,

整理可得.
因为,所以,
所以,
因为,所以.
(2)解: 因为点是线段上的一点,且,
所以,所以,
因为,,所以,
因为,即,
所以,所以,
所以,所以.
(3)解:因为是的一条角平分线,且,,,所以,
所以,
所以,仅当时,“=”成立,
所以

当且仅当,即时取等号,
又当,时,,,

故的最小值为.
【知识点】两角和与差的正弦公式;解三角形;正弦定理;正弦定理的应用;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1) 利用正弦定理边化角,结合展开化简,求出进而得;
(2) 由得到边长等量关系,结合内角和与正弦定理展开三角恒等式,变形求;
(3) 借助角平分线面积拆分得到,由基本不等式求范围,再利用正弦定理统一边,结合基本不等式求目标式最小值。
(1),
由以及正弦定理边化角可得,

整理可得.
因为,所以,
所以,
因为,所以.
(2)解法一: 因为点是线段上的一点,且,
所以,所以,
因为,,所以,
因为,即,
所以,所以,
所以,所以.
解法二: 由已知可得,
所以为锐角,,,.
设,则,,
在中,由余弦定理可得

所以.
在中,由余弦定理可得

在中,由余弦定理可得

即,
整理可得,
平方可得,
整理可得.
所以有,解得,所以.
又为锐角,所以.
(3)因为是的一条角平分线,且,,,
所以,
所以,
所以,仅当时,“=”成立,
所以

当且仅当,即时取等号,
又当,时,,,

故的最小值为.
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