高中数学:第一章 解三角形 单元质量测评

玛丽莲梦兔
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2020年08月16日 09:20
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ruize
第一章 单元质量测评
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非 选择题)两部分.满分150分,考试时间
120分钟.
第Ⅰ卷(选择题,共60分) 一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60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)
5
1.△ABC的三个内角A,B,C的对边边长分别为a,b,c.若a =
2
b,A=
2B,则cosB等于( )
5
A.
3

5
C.
5

★答案★ B
asinA
解析 由正弦定理,得
b

sinB

5sinA5
∴a=2
b可化为
sinB

2
.
又A=2B,∴
sin2B55
=,∴cosB=.
sinB24
5
B.
4

5
D.
6

2.在△ABC中,已知a=5,b=15,A=30°,则c等于( )
A.25
C.25或5
★答案★ C
解析 ∵a
2
=b
2
+c
2
-2bccosA,
3
∴5=15+c
2
-215×c×
2
.
化简,得c
2
-35c+10=0,即(c-25)(c-5)=0,
∴c=25或c=5.
3.已知△ABC的三边长分别是x
2
+x+1,x
2
-1和2x+1(x>1),则△ABC的
最大角为( )
A.150°
C.60°
★答案★ B
解析 令x=2, 得x
2
+x+1=7,x
2
-1=3,2x+1=5,∴最大边x
2
+x+1应对
B.120°
D.75°
B.5
D.以上都不对


ruize
最大角,设最大角为α,
 x
2
-1
2
+2x+1
2
-x
2
+x+1
2
1
∴cosα==-.
2
,∴最大角为120°2x
2
-12x+1
4.在△ABC中,a,b,c分别是∠A,∠B, ∠C所对边的边长,若(a+b+c)(sinA
+sinB-sinC)=3asinB,则∠C=( )
A.30°
C.120°
★答案★ B
解析 根据正 弦定理,由已知条件可得(a+b+c)(a+b-c)=3ab,即a
2
+b
2222
a+b-c
1
-c
2
=ab,再根据余弦定理有cosC =
2ab

2
,故∠C=60°.
B.60°
D.150°
5.根据下列情况,判断三角形解的情况,其中正确的是( )
A.a=8,b=16,A=30°,有两解
B.b=18,c=20,B=60°,有一解
C.a=5,c=2,A=90°,无解
D.a=30,b=25,A=150°,有一解
★答案★ D
ab
解析 A中,因
sinA

sinB

所以sinB=
16×sin30°
=1,∴B=90°,即只有一解;
8
20×sin60°
53
B中,sinC==
9

18
且c>b,∴C>B,故有两解;
C中,∵A=90°,a=5,c=2,
∴b=a
2
-c
2
=25-4=21,
即有解,故A,B,C都不正确.所以选D.
6.已知△ABC中,A,B,C的对边分别为 a,b,c.若a=c=6+2,且A
=75°,则b等于( )
A.2
C.4-23
★答案★ A
6+2
解析 sinA=sin75°=sin(30°+45°)=
4

1
由a=c,知C=75°,B=30°,sinB=
2
.
B.6-2
D.4+23


ruize
6+2
b a
由正弦定理,得
sinB

sinA
==4.
6+2
4
∴b=4sinB=2.
7
7.在△ABC中,已知b< br>2
-bc-2c
2
=0,a=6,cosA=
8
,则△ABC 的面积S
为( )
15
A.
2

815
C.
5

★答案★ A
解析 由b
2
-bc-2c
2
=0可得(b+c)(b-2c)=0.
∴ b=2c,在△ABC中,a
2
=b
2
+c
2
-2bcco sA,
7
即6=4c
2
+c
2
-4c
2
·
8
.∴c=2,从而b=4.
11
∴S

ABC

2
bcsinA=
2
×4×2×
8.下列命题中,正确的是( )
A.△ABC中,若sin2A=sin2B,则△ABC为等腰三角形
B.△ABC中,若b=43,c=2,C=30°,则这个三角形有两解
C.△ABC中,a=26,b=6+23,c=43,则最小角为45°
a+bsinA+sinB
D.△ABC中,
a

sinA

★答案★ D
解析 ∵sin2A=sin2B,∴2A=2B或2A+2B=180°,
∴A=B或A+B=90°,即△ABC为等腰三角形或直角三角形,∴A错误;∵
43×si n30°
bc
=,∴sinB==3>1,这个三角形无解,故B错误;由题意
sin BsinC2
可知最小边为a=26,设最小角为α,
6+23
2
+ 43
2
-26
2
3
∴cosα==
2
,∴α =30°≠45°,∴C错误,故选
2×6+23×43
D.
9.在△ABC中,AB=7,AC=6,M是BC的中点,AM=4,则BC等于( )
A.21
C.69
B.106
D.154
15

7

1-

8

2
2
.

B.15
D.63


ruize
★答案★ B
a
解析 设BC=a,则BM=MC=
2
.在△ABM中,
AB
2
=BM< br>2
+AM
2
-2BM×AMcos∠AMB,
1a
即72

4
a
2
+4
2
-2×
2
×4×cos∠AMB,①
在△ACM中,AC
2
=AM
2
+CM
2
-2AM×CM×cos∠AMC,
1a
即6
2
=4< br>2

4
a
2
+2×4×
2
×cos∠AMB ,②
1
由①+②,得7
2
+6
2
=4
2
+4
2

2
a
2
,∴a=106.
10.甲船在湖中B岛的正南A处,AB=3 km,甲船以8 kmh的速度向正北方
向航行,同时乙船从B岛出发,以12 kmh的速度向北偏东60°方向驶去,则行驶
15分钟时,两船的距离是( )
A.7 km
C.19 km
★答案★ B
B.13 km
D.10-33 km
解析
15
如图,设行驶15分钟时,甲船到达M 处,由题意,知AM=8×
60
=2,BN
15
=12×
60
=3,MB=AB-AM=3-2=1,所以由余弦定理,得MN
2
=MB
2
+BN
2


1

2MB×BNcos120°=1+9 -2×1×3×


2

=13,所以MN=13 km.

11.设a,b,c是△ABC的三边,对任意实数x,f(x)=b
2
x2
+(b
2
+c
2
-a
2
)x+
c< br>2
有( )
A.f(x)=0
C.f(x)≤0
★答案★ B
解析 将本题中的函数看成关于x的二次函数,令f(x)=0得对应的Δ=( b
2

c
2
-a
2
)
2
-4b< br>2
c
2
=(2bccosA)
2
-4b
2
c
2
=4b
2
c
2
·(cos
2
A-1)< 0,∴f(x)>0恒成立.
12.在不等边三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b, c,其中a
B.f(x)>0
D.f(x)<0


ruize 为最大边,如果sin
2
(B+C)2
B+sin
2< br>C,则角A的取值范围为( )
π

A.

0,
2




ππ

C.

6

3
< br>

★答案★ D
解析 由题意,得sin
2
A< sin
2
B+sin
2
C,再由正弦定理,得a
2
2
+c
2
,即b
2

b
2
+c
2
-a
2
ππ
c-a>0,则cosA=>0,∴0
2bc23
,∴角A的
22

ππ

B .

4

2




ππ

D.

3

2




ππ

取值范围是

3

2

.

第Ⅱ卷(非选择题,共90分)
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,将★答案★填在题中的
横线上) 13.已知a,b,c分别是△ABC的三个内角A,B,C所对的边.若a=1,b
=3,A+C =2B,则sinC=________.
★答案★ 1
解析 在△ABC中,A+B+C=π,A+C=2B,
π
∴B=
3
.
asinB1
由正弦定理,知sinA=
b

2
.
ππ
又a6
,C=
2
.∴sinC=1. < br>ba
14.在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c.若
a

b
=6cosC,
tanCtanC

tanA

tanB
=________.
★答案★ 4
ba
解析 ∵
a

b
=6cosC,可知
a
2
+b
2
a
2
+b
2
-c
2
2222
=6·,∴ 2a+2b-2c=c.
ab2ab
tanCtanC
sinCsinB+A< br>sin
2
Cc
2
2c
2

tanA

tanB

sinAsinBcosC

sinAsinBcos C

abcosC

2
=4.
a+b
2
-c
2
15.某海岛周围42 n mile有暗礁,一轮船由西向东航行,初测此岛在北偏东
60°方向,航行30 n mile后测得 此岛在东北方向,若不改变航向,则此船________
触礁危险(填“有”或“无”).


ruize
★答案★ 有
解析 如图所示,

在△ABC中,AB=30,∠BAC=30°,∠ABC=135°,
∴∠ACB=15°.
由正弦定理,得BC=

ABsin∠BAC
30sin30°

sin15°

sin∠ACB
15
=15(6+2).
6-2
4
2在Rt△BDC中,CD=
2
BC=15(3+1)<42.
∴此船有触礁的危险.
4
16.已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C 的对边,若cosB=
5
,a=
a
10,△ABC的面积为42,则b+sinA
的值等于________.
★答案★ 162
4
解析 ∵cosB=
5
,B为三角形的内角,
3
∴sinB=1-cos
2
B=
5

又∵a=10,△ABC的面积为42,
1

2
acsinB=4 2,∴3c=42,∴c=14,由余弦定理,得b
2
=a
2
+c
2
-2accosB=
100+196-224=72,∴b=62,
ab62

sinA

sinB

3
=102,
5
a
∴b+
sinA
=62+102=162.
三、解答题(本大题共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.(本小题满分10分)在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别是a,b,c,

< br>ruize
4
且cosA=
5
.
B+C
(1)求sin
2
+cos2A的值;
2
(2)若b=2,△ABC的面积S=3,求a.
B+C
解 (1)sin
2
+cos2A
2
1-cosB+C
=+cos2A
2
1+cosA

2
+2cos
2
A-1
59

50
.
43
(2)∵cosA=
5
,∴sinA=
5
.
113
由S

ABC

2
bcsinA,得3=
2
×2c×
5
,解得c=5.
由余弦定理a
2
=b
2
+c
2
-2bccosA,可得
4
a
2
=4+25-2×2×5×
5
=13,
∴a=13.
18.(本小题满分12分)已知△ABC的角A,B,C所对的边分别是a, b,c,
设向量m=(a,b),n=(sinB,sinA),p=(b-2,a-2).
(1)若m∥n,求证:△ABC为等腰三角形;
π
(2)若m⊥p,边长c=2,C=
3
,求△ABC的面积.
解 (1)证明:∵m∥n,∴asinA=bsinB,
ab
即a·=b·
2R2R

其中R是△ABC外接圆的半径,∴a=b.
∴△ABC为等腰三角形.
(2)由题意知m·p=0,
即a(b-2)+b(a-2)=0.
∴a+b=ab.
由余弦定理可知,4=a
2
+b
2
-a b=(a+b)
2
-3ab,
即(ab)
2
-3ab-4=0.
∴ab=4(舍去ab=-1),


ruize
11
π∴S

ABC

2
absinC=
2
×4×s in
3
=3.
19.(本小题满分12分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别 是a,b,c,已
知3acosA=ccosB+bcosC.
(1)求cosA的值;
23
(2)若a=1,cosB+cosC=
3
,求边c的值.
解 (1)由余弦定理b
2
=a
2
+c
2
-2accosB,c
2
=a
2
+b
2
-2abcosC有ccosB+
bcosC=a,
1
代入已知条件得3acosA=a,即cosA=
3
.
122
(2)由cosA=
3
,得sinA=
3
.
122
则cosB=-cos(A+C)=-
3
cosC+
3
si nC,
23
代入cosB+cosC=
3
得cosC+2sinC=3,
36
从而得sin(C+φ)=1,其中sinφ=
3
,cosφ=
3

π
0<φ<
2
.
π
6
则C+φ=
2
,于是sinC=
3

asinC3
由正弦定理,得c=
sinA

2
.
20.(本小题满分12分)如图所示,已知⊙O的半径是1,点C在直径AB的延
长线上,BC=1 ,点P是⊙O半圆上的一个动点,以PC为边作等边三角形PCD,
且点D与圆心分别在PC的两侧.

(1)若∠POB=θ,试将四边形OPDC的面积y表示为关于θ的函数;
(2)求四边形OPDC面积的最大值.
解 (1)在△POC中,由余弦定理,得PC2
=OP
2
+OC
2
-2OP×OCcosθ=5-
4 cosθ,
所以y=S

OPC
+S

PCD


ruize
13

2
×1×2sinθ+
4
×(5-4cosθ) < br>
π

53
=2sin

θ-
3


4
.

ππ5π
53
(2)当θ-
3

2
,即θ=
6
时,y
max
=2+
4
.
xx

x
21.(本小题满分12分)已知向量m=
3sin
4
,1

,n=

cos
4
,cos
2
4

,函数f(x)

=m· n.



(1)若f(x)=1,求cos

3-x

的值;

1
(2)在△ABC中,角A,B,C的对 边分别是a,b,c,且满足acosC+
2
c=b,
求f(B)的取值范围.
xxx
解 由题意,得f(x)=3sin
4
cos
4
+c os
2
4

3x1x1

2
sin
2
2
cos
2

2


x
π

1
=sin

2

6

2
.


x
π

1
(1)由f( x)=1,得sin

2

6

=,

2
π
x



2

-x
 
则cos
3
=2cos
3

2

-1

1

x
π

=2sin
2

2

6

-1=-
2
.

1
(2)已知acosC+
2
c=b,由余弦定理,得
a
2
+b
2
-c
2
1

2ab

2
c=b,
b
2
+c
2
-a
21
即b+c-a=bc,则cosA=
2bc

2

222
π2π2π
B
π
又因为A为三角形的内角,所以A=
3
,从而B+C=
3
,易知03
,0<
2
<
3

π
B
ππ

6
<
2

6
<
2


B
π

13
所以 1
2

6


2
<
2


3

故f(B)的取值范围为

1,< br>2

.



ruize
22.(本小题满分12分)如图,某市拟在长为8 km的道路OP的一侧修建一条
运动赛道 ,赛道的前一部分为曲线段OSM,该曲线段为函数y=Asinωx(A>0,ω>0),
x∈[0, 4]的图象,且图象的最高点为S(3,23);赛道的后一部分为折线段MNP,为
保证参赛运动员的 安全,限定∠MNP=120°.

(1)求A,ω的值和M,P两点间的距离;
(2)应如何设计,才能使折线段赛道MNP最长?
T
解 (1)依题意,有A=23,
4
=3.
2πππ
又T=
ω
,∴ω=
6
,∴y=23sin
6
x,

当x=4时,y=23sin
3
=3,∴M(4,3),
又P(8,0),∴MP=4
2
+3
2
=5.
(2)在△MNP中,∠MNP=120°,MP=5,
设∠PMN=θ,则0°<θ<60°,
MPNP
由正弦定理,得
sin1 20°

sinθ

MN

sin60°-θ
103103
∴NP=
3
sinθ,∴MN=
3
sin(60°- θ),
103103
故NP+MN=
3
sinθ+
3
si n(60°-θ)
103

1

103
3
3

sinθ+cosθ


3
sin(θ+60°) .
2

2

∵0°<θ<60°,∴当θ=30°时,折线段赛道 MNP最长,
即将∠PMN设计为30°时,折线段赛道MNP最长.

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