四川省内江市隆昌市第一中学2023-2024学年高一下学期3月月考数学试题(Word版附解析)
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一、选择题:本题共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. ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据两角和的正弦公式即可求解.
【详解】由两角和的正弦公式可得:
,
故选:D.
2. 如图,在平行四边形ABCD中,E为DC边的中点,且,则
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
利用向量的线性运算可得的表示形式.
【详解】,
故选:A.
【点睛】本题考查向量的线性运算,用基底向量表示其余向量时,要注意围绕基底向量来实现向量的转化,本题属于容易题.
3. 已知,且,则向量夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据数量积的定义直接计算可得.
【详解】设向量的夹角为,因为,所以.
故选:B.
4. (1+tan 17°)(1+tan 28°)的值是( )
A. -1B. 0C. 1D. 2
【答案】D
【解析】
【详解】
,选D.
点睛:应用三角公式解决问题的三个变换角度
(1)变角:目的是沟通题设条件与结论中所涉及的角,其手法通常是“配凑”.
(2)变名:通过变换函数名称达到减少函数种类的目的,其手法通常有“切化弦”、“升幂与降幂”等.
(3)变式:根据式子的结构特征进行变形,使其更贴近某个公式或某个期待的目标,其手法通常有:“常值代换”、“逆用变用公式”、“通分约分”、“分解与组合”、“配方与平方”等.
5. 已知向量,,若,则实数的值为( )
A. 9B. 17C. 7D. 21
【答案】B
【解析】
【分析】根据已知条件进行向量的减法运算,再利用向量垂直的坐标表示,计算即得结果.
【详解】根据题意得,因为,
所以,得.
故选:B.
6. 在中,,是边上的中线,且,,则( )
A. B. 5C. D. 8
【答案】B
【解析】
【分析】由题意,根据三角形的性质,结合向量的加法几何意义以及数量积的运算律,可得答案.
详解】由题意如图所示:
由,是边上的中线可得,所以
又,所以为的中点,
所以,
所以,
故选:B.
7. 设a=cs 2°-sin 2°,b=,c=,则有( )
A. a<c<bB. a<b<cC. b<c<aD. c<a<b
【答案】D
【解析】
【分析】利用辅助角公式化简的表达式,利用正切的二倍角公式化简的表达式,利用降次公式化简的表达式,最后利用正弦函数的单调性以及这个性质,比较大小,得出正确选项.
【详解】由题意可知,a=sin 28°,b=tan 28°,c=sin 25°,∴c<a<b. 答案D.
【点睛】本小题主要考查利用辅助角公式、二倍角公式以及降次公式化简三角函数的表达式,属于基础题.
8. 已知函数,若直线是曲线的一条对称轴,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】引入辅助角,根据对称性的性质,得到,从而,结合诱导公式和二倍角公式,即可求解.
【详解】由题意,函数,其中,
因为直线是曲线的一条对称轴,可得,
所以,所以,
所以,
又因为,
所以.
故选:A.
二、多选题:本题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分,
9. 下列等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】利用两角和差的正弦公式、正切公式的逆运用可以分别计算出A、D选项,利用二倍角正弦公式的逆运用可以计算出B选项,根据降幂公式可以化简病求出C选项.
【详解】对于A选项,,所以A正确;
对于B选项,,所以B不正确;
对于C选项,,所以C不正确;
对于D选项,,所以D正确;
故选:AD.
10. 已知函数(其中)的部分图象如图所示.则下列结论正确的是( )
A. 函数的图象关于直线对称
B. 函数的图象关于点对称
C. 函数在区间上单调递增
D. 与图象的所有交点的横坐标之和为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据图像求出函数解析式,再逐个选项判断即可.
【详解】由题意,,,
所以,又,
可得,又,
所以,所以.
因为,
所以不是函数的对称轴,A错;
,
所以是对称中心,B正确;
时,,
所以在上单调递增,C正确;
,,
所以或,
即或,
又,
所以,它们的和为,D正确.
故选:BCD
11. 筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,因其经济又环保,至今还在农业生产中得到使用.如图,一个半径为的筒车按逆时针方向每分钟转1.5圈,筒车的轴心距离水面的高度为2米.设筒车上的某个盛水筒到水面的距离为(单位:)(在水面下则为负数),若以盛水筒刚浮出水面时开始计算时间,则与时间(单位:)之间的关系为.则以下说法正确的有( )
A.
B.
C.
D. 盛水筒出水后到达最高点的最小时间为
【答案】AD
【解析】
【分析】由已知可得、、、的值,得到函数解析式,取求得的值,从而得解.
【详解】筒车按逆时针方向每分钟转1.5圈,,
则,故B错误;
振幅为筒车的半径,即,,故A正确;
由题意,时,,,即,
,,故C错误;
,
由,得,,
,,得,.
当时,取最小值为,故D正确.
故选:AD.
12. 已知函数,若,且,则( )
A
B.
C. 的取值范围是
D. 的取值范围是
【答案】AC
【解析】
【分析】作出函数的图象,利用对数的运算性质可判断A选项的正误,利用正弦型函数的对称性可判断B选项的正误;利用二次函数的基本性质可判断C选项的正误;利用双勾函数的单调性可判断D选项的正误.
【详解】由可得,解得.
作出函数的图象如下图所示:
由图象可得,
由得;A正确;
令,解得,
当时,令,解得,由于,,
所以,函数的图象关于直线对称,
则点、关于直线对称,可得,B错误;
,C正确;
.令,由对勾函数性质易知在单调递减,
故,故, D错误
故选:AC.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知角顶点为原点,始边与轴非负半轴重合,点在终边上,则__________.
【答案】##0.5
【解析】
【分析】利用三角函数的定义求出 .
【详解】因为点在角的终边上,
则.
故答案为:.
14. 设、是两个不共线的向量,已知,若A、B、D三点共线,求k的值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】设,求出,建立方程组求出即可.
【详解】由A、B、D三点共线,可得,又,
则,又、不共线,则,解得
故答案为:.
15. 若,,则________.
【答案】
【解析】
【分析】由条件利用同角三角函数的基本关系求得的值,再利用两角差的余弦公式,求得的值.
【详解】解:∵,,∴仍然是锐角,
∴.
则
.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查同角三角函数的基本关系,两角差的余弦公式的应用,属于中档题.
16. 函数的图像是由函数(大于零)的图像向左平移个单位所得,若函数在范围内单调,则的范围是___________.
【答案】
【解析】
【分析】由函数图象平移可得,根据在给定区间上单调,结合余弦函数的性质求参数的范围.
【详解】是由(大于零)向左平移个单位所得,故,
又在即上单调,
∴,
,,
由或,
或,
综上,的范围为.
故答案为:.
四、解答题,本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 已知向量,,.
(1)若,求;
(2)若,求与的夹角的余弦值.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)先求出的坐标,再由平面向量共线的坐标表示求解即可;
(2)先求出的坐标,再由平面向量夹角的坐标表示求解即可;
【详解】(1)因为,,
所以,
由,
得,解得.
(2)若,,
设与的夹角为,
则.
18. 已知向量,,其中,函数,若函数图象的两个相邻对称中心的距离为.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)将函数的图象先向左平移个单位长度,然后纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍,得到函数的图象,当时,求函数的值域.
【答案】(1) (k∈Z);(2).
【解析】
【分析】(1)根据题意,代入数量积公式表示出,然后化简得,利用周期计算得,利用整体法计算单调增区间;(2)利用平移变换得函数的解析式,利用整体法计算值域.
【详解】(1)由题意可得,,
由题意知,,得,则,由,解得,∴的单调递增区间为.
(2)将的图象向左平移个单位长度,得到的图象,
纵坐标不变,横坐标伸长为原来的倍,得到的图象.
∵,∴,故函数的值域为.
【点睛】关于三角函数解析式的化简问题,首先需要利用和差公式或者诱导公式展开化为同角,其次利用降幂公式进行降次,最后利用辅助角公式进行合一变换,最终得到的形式.
19. 已知函数.
(1)若对于任意实数恒成立,其中,求的值;
(2)设函数,求在区间上的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据已知条件,由正弦函数的性质得到恒成立,进而求得;
(2)先利用降幂公式和两角和的余弦公式及辅助角公式化简,然后根据已知区间和三角函数的性质求得.
【小问1详解】
解:由,即恒成立,
∴恒成立,或恒成立,
由于不可能恒成立,
∴恒成立,即恒成立,
又∵,∴.
【小问2详解】
解:
,
当时,,∴,
∴,
即在区间上的取值范围是区间.
20. 已知函数的图象经过点,.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象,若为奇函数,且,求的值.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)由点在函数的图象上及可求得,再由点在函数的图象上及求得,从而得的解析式;
(2)先由(1)及三角函数图象的平移变换法则可得,进而由为奇函数及可得,再结合,的取值范围及同角三角函数的基本关系可求得,最后利用二角和的余弦公式即可求得结果.
【详解】解:(1)因为点在函数的图象上,所以,
又,所以.因为点在函数的图象上,所以,
则,或,,
则,或,.
又,所以,因此.
(2)由(1)及三角函数图象的平移变换法则得,
因为为奇函数,所以,,则,,
因为,所以,从而,则.因为,所以,
又,所以,
因此,从而.
21. 某大型商场为迎接新年的到来,在自动扶梯的C点的上方悬挂竖直高度为5米的广告牌DE.如图所示,广告牌底部点E正好为DC的中点,电梯AC的坡度.某人在扶梯上点P处(异于点C)观察广告牌的视角.当人在A点时,观测到视角∠DAE的正切值为.
(1)求扶梯AC的长
(2)当某人在扶梯上观察广告牌的视角θ最大时,求CP的长.
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】(1)设,用分别表示出和,利用两角和的正切公式求出,再根据的范围求解出答案;
(2)作且交于点,设,用分别表示出和,利用两角差的正切公式表示出,利用基本不等式求出的最大值,此时即取最大值,利用基本不等式取最值的条件求出,再求出即可.
【详解】(1)由题意,为的中点,,所以,
设,则,,
在中,,
在中,,
由两角和的正切公式,,
,所以,解得,或,
因为,所以,,
所以扶梯AC长为米;
(2)作且交于点,如图所示,
设,则,,由(1)知,,
,,
当取最大值时,即取最大值,
,
当且仅当,即时等式成立,
所以此时.
【点睛】本题主要考查两角和差正切公式的应用,考查学生分析转化能力、方程思想和计算能力,属于中档题.
22. 已知.
(1)求的单调递增区间;
(2)若对任意的恒成立,求的取值范围.
(3)已知函数,记方程在上的根从小到大依次为,求的值.
【答案】22.
23.
24.
【解析】
【分析】(1)结合二倍角公式和辅助角公式将函数化简为,再根据正弦函数的单调性,得解;
(2)分离参数,结合二倍角公式和齐次式运算 求对勾函数最值即可求解根;
(3)令,原问题可转化为函数与函数的交点个数,由交点个数确定的值,再结合函数对称性即可求解.
【小问1详解】
令,,则
故的单调递增区间为.
【小问2详解】
,
即对任意的恒成立,
则对任意的恒成立,
令 ,
因为,则,易知在单调递减,
则的最大值为2,故.
【小问3详解】
令,
,
令,
函数在上的图象如下图所示,
由图可知,与共有6个交点,即,
,
.
【点睛】关键点点睛:本题考查正弦函数图像及应用,关键是利用整体思想结合对称性求解第三问.
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