高中数学解析几何知识归纳-高中数学概念手册
最新高中数学必修四测试题全套及答案(人教A版)
第一章 三角函数 章末检测
一、选择题
1
1.
已知cos α=,α∈(370°,520°),则α等于
2
A.390°
B.420°
( )
C.450°
D.480°
( ) 2. 若sin x·tan
x<0,则角x的终边位于
A.第一、二象限
C.第二、四象限
x
3. 函数y=tan 是
2
B.第二、三象限
D.第三、四象限
(
)
A.周期为2π的奇函数
C.周期为π的偶函数
π
B.周期为的奇函数
2
D.周期为2π的偶函数
4.
已知函数y=2sin(ωx+φ)(ω>0)在区间[0,2π]的图象如图,那么ω
等于
( )
A.1
1
C.
2
B.2
1
D.
3
( ) 5.
函数f(x)=cos(3x+φ)的图象关于原点成中心对称,则φ等于
π
A.-
2
π
B.2kπ-(k∈Z)
2
π
D.kπ+(k∈Z)
2
C.kπ(k∈Z)
sin θ+cos θ
6. 若=2,则sin
θcos θ的值是
sin θ-cos θ
3
A.-
10
3
B.
10
3
D.
4
( )
3
C.±
10
π
7. 将函数y=sin x的图象上所有的点向右平行移动个单位长度,再把
所得各点的横坐标
10
伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的函数解析式是
π
2x-
?
A.y=sin
?
10
??
1
π
x-
?
C.y=sin
?
?
210
?
π
2x-
?
B.y=sin
?
5
??
1
π
x-
?
D.y=sin
?
?
220
?
( )
x
3π
?
1
+
(x∈[0,2π])的图象和直线y=的交点个8. 在同一平
面直角坐标系中,函数y=cos
?
?
22
?
2
数是
( )
A.0
B.1 C.2
D.4
( )
kπ
π
??
kπ
π
9. 已知集合M=
?
x|x=
2
+
4
,k∈Z
?
,N={x|x=+,k∈Z}
.则
42
??
A.M=N
C.N?M
10.设a=sin
B.M?N
D.M∩N=?
5π2π2π
,b=cos ,c=tan ,则
777
( )
A.aC.b
B.a
1
12.方程sin πx=x的解的个数是________.
4
7π
13.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图象如图所示,则f()=________
.
12
πx
14.已知函数y=sin在区间[0,t]上至少取得2次
最大值,则正整数t的最小值是________.
3
三、解答题
sin
2
?π-α?·cos?2π-α?·tan?-π+α?
15.已知f(α)=.
sin?-π+α?·tan?-α+3π?
(1)化简f(α);
1
ππ
(2)若f(α)=,且<α<,求cos α-sin α的值;
842
31π
(3)若α=-,求f(α)的值.
3
16.求函数y=3-4sin
x-4cos
2
x的最大值和最小值,并写出函数取最值时对应的x的值.
π
17.设函数f(x)=sin(2x+φ)(-π<φ<0),y=f(x)图
象的一条对称轴是直线x=.
8
<
br>απ
(1)求φ;
(2)求函数y=f(x)的单调增区间;
(3)画出函数y=f(x)在区间[0,π]上的图象.
π
18. 在已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R(其中A>0,ω>0,0<
φ<)的图象与x轴的交点中,相
2
2π
π
,-2
?
. 邻
两个交点之间的距离为,且图象上一个最低点为M
?
?
3
?
2
(1)求f(x)的解析式;
ππ
?
(2)当x∈
?
?
12
,
2
?
时,求f(x)的值域.
π
19.
如右图所示,函数y=2cos(ωx+θ)(x∈R,ω>0,0≤θ≤)的图象与y
2
轴交于点(0,3),且该函数的最小正周期为π.
(1)求θ和ω的值; π
3
(2)已知点A(,0),点P是该函数图象上一点,点Q(x
0
,
y
0
)是PA的中点,当y
0
=,
22
π
x
0
∈[,π]时,求x
0
的值.
2
答案
1.B
2.B 3.A 4.B 5.D 6.B 7.C 8.C 9.B 10.D 11.6π+40 12.7
13.0 14.8
sin
2
α·cos α·tan α
15.解
(1)f(α)==sin α·cos α.
?-sin α??-tan
α?
1
(2)由f(α)=sin αcos α=可知
8
(cos
α-sin α)
2
=cos
2
α-2sin αcos
α+sin
2
α
13
=1-2sin αcos α=1-2×=.
84
ππ
又∵<α<,
42
∴cos α
∴cos α-sin α=-
3
.
2
31π5π
(3)∵α=-=-6×2π+,
33
31π31π
?
-
31π
?
-?
=cos
?
-
?
·∴f
?
sin
?
3
??
3
??
3
?
5π
?
-6×
2π+
5π
?
-6×2π+
?
·=cos
?sin
3
??
3
??
=cos
5π5π
·sin
33
ππ
=cos(2π-)·sin(2π-)
33
π
π
?
-sin
?
=cos ·
3
?
3
?
1
?
3
3
?
=·=-.
-
2
?
2
?
4
16.解 y=3-4sin
x-4cos
2
x
=4sin
2
x-4sin x-1
1
sin x-
?
2
-2,令t=sin x,
=4
?
2
??
则-1≤t≤1,
1
t-
?
2
-2 (-1≤t≤1). ∴y=4
?
?
2
?
1
π5π
∴当t=,即x=+2kπ或x=+2kπ(k∈
Z)时,y
min
=-2;
266
3π
当t=-1,即x=+2kπ
(k∈Z)时,y
max
=7.
2
π
17.解
(1)∵x=是函数y=f(x)的图象的对称轴,
8
π
2×+φ
?
=±∴sin
?
?
8
?
1.
ππ
∴+φ=kπ+,k∈Z.
42
3π
∵-π<φ<0,∴φ=-.
4
3π
(2)由(1)知φ=-,
4
3π
2x-
?
. 因此y=sin
?
4
??
π
3π
π
由题意得2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z.
2
42
3ππ5π
2x-
?
的单调增区间为
?
kπ+,kπ+
?
,k∈Z. ∴函数y=sin
?
4
?
8
8
???
3π
2x-
?
,知
(3)由y=sin
?
4
??
x
y
0
-
2
2
π
8
-1
3π
8
0
5π
8
1
7π
8
0
π
-
2
2
故函数y=f(x)在区间[0,π]上的图象是
2π
?
18.解
(1)由最低点为M
?
?
3
,-2
?
得A=2.
π
由x轴上相邻两个交点之间的距离为,
2
T
π
得=,即T=π,
22
2π2π
∴ω===2.
T
π
2π
?
由点M
?
?
3
,-2
?
在图象上得
2π
2×+φ
?
=-2, 2sin
?
3
??4π
?
即sin
?
?
3
+φ
?
=-1
,
4ππ
故+φ=2kπ-(k∈Z),
32
11π
∴φ=2kπ-(k∈Z).
6
π
π
0,
?
,∴φ=,
又φ∈
?
?
2
?
6
π
2x+
?
.
故f(x)=2sin
?
6
??
ππ
?
(2)∵x∈
?
?
12
,
2
?
,
π
π7π
?
,
, ∴2x+∈
?
6
?36
?
πππ
当2x+=,即x=时,
626
f(x)取得最大值2;
π7ππ
当2x+=,即x=时,
662
f(x)取得最小值-1,
故f(x)的值域为[-1,2].
19.解
(1)将x=0,y=3代入函数y=2cos(ωx+θ)中,
得cos
θ=
3
π
,因为0≤θ≤,
22
π
所以θ=.
6
由已知T=π,且ω>0,
2π2π
得ω===2.
T
π
π
3
(2)因为点A(,0),Q(x
0
,y
0
)是PA的中点,y
0
=,
22
π
所以点P的坐标为(2x
0
-,3).
2
ππ
又因为点P在y=2cos(2x+)的图象上,且≤x
0
≤π,
62
5π
3
7π5π
19π
所以cos(4x
0
-)=
,且≤4x
0
-≤,
62666
5π11π5π13π2π3π
从
而得4x
0
-=,或4x
0
-=,即x
0
=,或x
0
=.
666634
第二章 平面向量
章末检测
一、选择题
31
,)
22
31
,)
22
2
2
( )
( )
B.(
1.
与向量a=(1,3)的夹角为30°的单位向量是
13
A.(,)或(1,3)
22
C.(0,1) D.(0,1)或(
11
2.
设向量a=(1,0),b=(,),则下列结论中正确的是
22
A.|a|=|b|
B.a·b=
D.a∥b C.a-b与b垂直
3. 已知三个力f
1
=(-2,-1),f
2
=(-3,2),f
3
=(4,-3)同
时作用于某物体上一点,为使
物体保持平衡,现加上一个力f
4
,则f
4
等于
( )
A.(-1,-2)
C.(-1,2)
B.(1,-2)
D.(1,2)
→→→
4.
已知正方形ABCD的边长为1,AB=a,BC=b,AC=c,则a+b+c的模等于( )
A.0 B.2+2 C.2 D.22
( ) 5.
已知|a|=5,|b|=3,且a·b=-12,则向量a在向量b上的投影等于
A.-4
B.4
12
C.-
5
12
D.
5
6. 若向量a=(1,1),b=(1,-1),c=(-1,2),则c等于
13
A.-a+b
22
31
C.a-b
22
13
B.a-b
22
31
D.-a+b
22
( )
7.
若向量a=(1,1),b=(2,5),c=(3,x),满足条件(8a-b)·c=30,则x等于
( )
A.6 B.5 C.4 D.3
→→
8.
向量BA=(4,-3),向量BC=(2,-4),则△ABC的形状为
A.等腰非直角三角形
C.直角非等腰三角形
B.等边三角形
( )
D.等腰直角三角形
( )
→→
9.
设点A(1,2)、B(3,5),将向量AB按向量a=(-1,-1)平移后得到A′B′为
A.(1,2) B.(2,3) C.(3,4) D.(4,7)
10.若a=(λ,2),b=(-3,5),且a与b的夹角是钝角,则λ的取值范围是
10
?
A.
?
?
3
,+∞
?
10
-∞,
?
C.
?
3
??
10
?
B.
?
?
3
,+∞
?
10
-∞,
?
D.
?
3
??
( )
→→
11.在菱形ABCD中,若AC=2,则CA·AB等于
A.2
B.-2
( )
→
C.|AB|cos A
D.与菱形的边长有关
12. 如图所示,已知正六边形P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
6
,下列向量的数量积中
最大
的是 ( )
→→
A.P
1
P
2
·P
1
P
3
→→
B.P
1
P
2
·P
1
P
4
→→<
br>C.P
1
P
2
·P
1
P
5
→→
D.P
1
P
2
·P
1
P
6
二、填空题
13.已知向量a=(2,-1),b=(-1,m),c=(-1,2),若(
a+b)∥c,则m=________.
14.已知向量a和向量b的夹角为30°,|a|=2,
|b|=3,则向量a和向量b的数量积a·b=
________.
15.已知非零向量a
,b,若|a|=|b|=1,且a⊥b,又知(2a+3b)⊥(ka-4b),则实数k的值为
__
______.
16.
如图所示,半圆的直径AB=2,O为圆心,C是半圆上不同于A,B
的
→→→
任意一点,若P为半径OC上的动点,则(PA+PB)·PC的最小值是
________.
三、解答题
17.已知a,b,c在同一平面内,且a=(1,2).
(1)若|c|=25,且c
∥
a,求c;
(2)若|b|=
18.已知|a|=2,|b|=3,a与b的夹角为60°,c=5
a+3b,d=3a+kb,当实数k为何值时:
(1)c
∥
d;(2)c
⊥
d.
19.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(-1,-2),B(2,3),C(-2,-1).
(1)求以线段AB、AC为邻边的平行四边形的两条对角线的长;
→→→
(2)设实数t满足(AB-tOC)·OC=0,求t的值.
→→→→→→→→→
20. 已知向量OP
1
、OP
2<
br>、OP
3
满足条件OP
1
+OP
2
+OP
3
=0,|OP
1
|=|OP
2
|=|OP
3
|=1
.
求证:△P
1
P
2
P
3
是正三角形.
5
,且(a+2b)⊥(2a-b),求a与b的夹角.
2
21.已知正方形ABCD,E、F分别是CD、AD的中点,BE、CF交于点P.求证:
(1)BE⊥CF;(2)AP=AB.
答案
1.D
2.C 3.D 4.D 5.A 6.B 7.C 8.C 9.B 10.A
14.3 15.6
16.-
1
2
17.解 (1)∵c
∥
a,
∴设c=λa,则c=(λ,2λ).
又|c|=25,∴λ=±2,
∴c=(2,4)或(-2,-4).
(2)∵
(
a+2b
)
⊥(2a-b),
∴(a+2b)·(2a-b)=0.
∵|a|=5,|b|=
55
2
,∴a·b=-
2
.
∴cos θ=
a·b
|a||b|
=-1,∴θ=180°.
18.解 由题意得a·b=|a||b|cos 60°
=2×3×
1
2
=3.
(1)当c
∥
d,c=λd,
则5a+3b=λ(3a+kb).
∴3λ=5,且kλ=3,∴k=
9
5
.
(2)当c
⊥
d时,c·d=0,
则(5a+3b)·(3a+kb)=0.
∴15a
2
+3kb
2
+(9+5k)a·b=0,
∴k=-
29
14
.
19.解
(1)AB
→
=(3,5),AC
→
=(-1,1),
求两条对角
线的长即求|AB
→
+AC
→
|与|AB
→
-AC
→
|的大小.
由AB
→
+AC
→
=(2,6),
12.A -1
11.B13.
得|AB
→
+AC
→
|=210,
由AB
→
-AC
→
=(4,4),
得|AB
→
-AC
→
|=42.
(2)OC
→
=(-2,-1),
∵(AB
→
-tOC<
br>→
)·OC
→
=AB
→
·OC
→
-tOC<
br>→
2
,
易求AB
→
·OC
→
=-11,O
C
→
2
=5,
∴由(AB
→
-tOC
→
)·OC
→
=0得t=-
11
5
.
20.证明
∵OP
→→→
1
+OP
2
+OP
3
=0,
∴OP
→→→
1
+OP
2
=-OP
3
,
∴(OP
→→→
1
+OP
2
)
2
=(-O
P
3
)
2
,
∴|OP
→
OP
→→→1
|
2
+|
2
|
2
+2OP
1
·OP
2
=|OP
→
3
|
2
, ∴OP
→→
1
1
·OP
2
=-
2
,
cos∠P
OP
→→
1
OP
2
=
1
·OP
2
1
|OP
→→
=-
2
,
1<
br>|·|OP
2
|
∴∠P
1
OP
2
=120°
.
∴|P
→→
-OP
→
1
P
2
|=|O
P
21
|
=?OP
→
OP
→
2
-
1
?
2
=OP
→
+OP
→→→
12
2
2
-2OP
1
·OP
2
=3.
同理可得|P
→
P
→
23
|=|P
3
P
1
|=3.
故△P
1
P
2
P
3
是等边三角形.
21.证明 如图建立直角坐标系xOy,其中A为原点,不妨设AB=2,
则A(0,0),
B(2,0),C(2,2),
E(1,2),F(0,1).
(1)BE
→=OE
→
-OB
→
=(1,2)-(2,0)=(-1,2),
CF
→
=OF
→
-OC
→
=(0,1)-(2,2)
=(-2,-1),
→→
∵BE·CF=-1×(-2)+2×(-1)=0,
→→
∴BE⊥CF,即BE⊥CF.
→
(2)设P(x,y),则FP=(x,y-1),
→
CF=(-2,-1),
→→
∵FP∥CF,∴-x=-2(y-1),
即x=2y-2.
→→
同理由BP∥BE,得y=-2x+4,
代入x=2y-2.
68
?
68
解得x=,∴y=,即P
?
?
5
,
5
?
.
55
6
?2
?
8
?
2
→→
2
∴AP
2
=
?
+=4=AB,
?
5
??
5
?
→→
∴|AP|=|AB|,即AP=AB.
第三章
三角恒等变换 章末检测
一、选择题
1. (cos
ππππ
-sin )(cos +sin )等于
12121212
3
2
1
B.-
2
( )
D.
3
2
A.-
1
C.
2
π
?
x-
π
?
+cos
?
2x+
π
?
·
?
π
-x
?
的图象的一条对称轴方程是( )
2x+
?
·2. 函数y=sin
?
cossin
3
?
3
???
6
???
6
?
π
A.x=
4
C.x=π
π
B.x=
2
3π
D.x=
2
( )
4
D.
5
( )
3. 已知sin(α+45°)=
4
A.-
5
5
,则sin 2α等于
5
3
B.-
5
3
C.
5
π
2x-
?
-sin 2x的一个单调递增区间是 4.
y=sin
?
3
??
ππ
-,
?
A.
?
?
63
?
π7π
?
B
.
?
?
12
,
12
?
5
π13π
?
C.
?
?
12
,
12
?
π5π
?
D.
?
?
3
,6
?
( )
1
D.
2
( )
D.
3
2
5. 已知θ是锐角,那么下列各值中,sin
θ+cos θ能取得的值是
4
A.
3
3
B.
4
5
C.
3
6. sin
163°sin 223°+sin 253°sin 313°等于
1
A.-
2
1
B.
2
C.-
3
2
7.
已知角θ的顶点与原点重合,始边与x轴的正半轴重合,终边在直线y=2x上,则cos 2θ
等于
( )
4
A.-
5
3
C.
5
3
B.-
5
4
D.
5
3
,则有
2
( ) 8. 设a=sin 17°cos
45°+cos 17°sin
45°,b=2cos
2
13°-1,c=
A.cC.a
B.b
2
2
2
2
9. 已知tan
2θ=-22,π<2θ<2π,则tan θ的值为
A.2
C.2
( )
B.-
D.2或-
1+sin
4α-cos 4α
10.化简的结果是
1+sin 4α+cos
4α
1
A.
tan 2α
1
C.
tan
α
( )
B.tan 2α
D.tan α
( ) <
br>ππββ
ππ
13
+α
?
=,cos
?
-<
br>?
=,则cos
?
α+
?
等于 11.若0<α<,-<β
<0,cos
?
?
4
?
3
?
42
?
3
?
2
?
22
A.
3
3
B.-
3
3
53
C.
9
D.-
6
9
12.设△ABC的三个内角为A,B,C,向量m=(3sin A,sin
B),n=(cos B,3cos A),
若m·n=1+cos(A+B),则C的值为
π
A.
6
二、填空题
13.
3tan
15°+1
的值是________.
3-tan 15°
π
B.
3
( )
2π
C.
3
5π
D.
6
π
14.已知sin α=cos 2α,α∈(,π),则tan
α=______.
2
15.函数y=2sin x(sin x+cos
x)的最大值为______.
16.已知α、β均为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tan
α=________.
三、解答题
π3π
17.已知tan α,tan
β是方程6x
2
-5x+1=0的两根,且0<α<,π<β<.
22
求:tan(α+β)及α+β的值.
18.已知函数f(x)=2cos 2x+sin
2
x-4cos x.
π
(1)求f()的值;
3
(2)求f(x)的最大值和最小值.
π
19.已知函数f(x)=tan(2x+).
4
(1)求f(x)的定义域与最小正周期;
πα
(2)设α∈(0,),若f()=2cos 2α,求α的大小.
42
π
?
20.已知函数f(x)=2sin
2
?
?
4
+x
?
-3cos 2x.
(1)求f(x)的最小正周期和单调递增区间;
ππ
?
(2)若关于x的
方程f(x)-m=2在x∈
?
?
4
,
2
?
上有解
,求实数m的取值范围.
πα
12
21.
已知0<α<<β<π,tan=,cos(β-α)=.
22210
(1)求sin
α的值;
(2)求β的值.
3π
,2π
?
,且a
⊥
b.
22.已知向量a=(3sin α,cos α),b=(2sin α,5sin α-4cos
α),α∈
?
?
2
?
(1)求tan α的值;
?
(2)求cos
?
?
2
+
3
?
的值.
答案
1.D 2.C 3.B 4.B 5.A 6.B
7.B 8.A 9.B 10.B 11.C 12.C 13.1 14.-
3
3
5ππ
9
15.2+1 16.1
17.tan(α+β)=1,α+β= 18.(1)f()=- (2)f(x)的最大值为6
f(x)
434
的最小值为-
7
3
19.解 (1)
由2x+
π
4
≠
π
2
+kπ,k∈Z,得x≠
π<
br>8
+
kπ
2
,k∈Z.
所以f(x)的定义域为{x∈R|
x≠
π
kπ
8
+
2
,k∈Z},
f(x)的最小正周期为
π
2
.
(2)由f(
α
2
)=2cos 2α,
sin?α+
π
得tan(α+
π
4
?
4
)=2cos
2α,
cos?α+
π
4
?
=2(cos
2
α-sin
2
α),
整理得
sin α+cos α
cos α-sin α
=2(cos
α+sin α)·(cos α-sin α).
因为α∈(0,
π
4
),所以sin α+cos α≠0.
因此(cos α-sin α)
2
=
1
2
,
即sin 2α=
1
2
.
由α∈(0,
π
4
),得2α∈(0,
π
2
),
所以2α=
ππ
6
,即α=
12
.
20.解 (
1)f(x)=2sin
2
?
π
?
4
+x
?
?
-3cos 2x
=1-cos
?
π
?
2
+
2x
?
?
-3cos 2x
=1+sin 2x-3cos 2x
π
2x-
?
+1,
=2sin
?
3
??
最小正周期T=π;
πππ
令2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
232
π5π
kπ-,kπ+
?
(k∈Z). 解得f(x)的单调
递增区间为
?
1212
??
ππ
?
(2)因为x∈
?
?
4
,
2
?
,
π
π2π
?
,
, 所以2x-∈
?
3
?<
br>63
?
π
1
2x-
?
∈
?
,1?
,
sin
?
3
??
2
??
所以f(x)的值域为[2,3].
而f(x)=m+2,所以m+2∈[2,3],
即m∈[0,1].
4
21.解 (1)tan α==,
α
3
1-tan
2
2
sin α4
所以=.
cos α3
又因为sin
2
α+cos
2
α=1,
4
解得sin α=.
5
π
(2)因为0<α<<β<π,
2
所以0<β-α<π.
因为cos(β-α)=
2
,
10
2tan
α
2
72
所以sin(β-α)=.
10
所以sin β=sin[(β-α)+α]
=sin(β-α)cos
α+cos(β-α)sin α
=
723242
×+×=.
10510
52
π
?
因为β∈
?
?
2
,π
?
,
3π
所以β=.
4
22.解
(1)∵a
⊥
b,∴a·b=0.
而a=(3sin α,cos
α),b=(2sin α,5sin α-4cos α),
故a·b=6sin
2
α+5sin αcos
α-4cos
2
α=0.
由于cos
α≠0,∴6tan
2
α+5tan α-4=0.
41
解之,得tan
α=-或tan α=.
32
3π
,2π
?
,tan α<0,
∵α∈
?
?
2
?
1
∴tan α=(舍去).
2
4
∴tan α=-.
3
3π
α
3π
,2π
?
,∴∈
?
,π
?
. (2)∵α∈
??
2
??
2
?
4
4
由tan α=-,
3
α
1
α
得tan =-或tan =2(舍去).
222
α
5
α
25
∴sin =,cos =-,
2525
απ
?
cos
?
?
2
+
3?
απαπ
=cos cos -sin sin
2323
25153
=-×-×
5252
25+15
=-.
10
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