08高考数学第二轮复习平面向量
一、本章知识结构:
二、高考要求
1、理解向量的概念,掌握向量的几何表示,了解共线向量的概念。2、掌握向量的加法和减法的运算法则及运算律。3、掌握实数与向量的积的运算法则及运算律,理解两个向量共线的充要条件。4、了解平面向量基本定理,理解平面向量的坐标的概念,掌握平面向量的坐标运算。5、掌握平面向量的数量积及其几何意义,了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题,掌握向量垂直的条件。6、掌握线段的定比分点和中点坐标公式,并且能熟练运用;掌握平移公式。7、掌握正、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形。8、通过解三角形的应用的教学,继续提高运用所学知识解决实际问题的能力。
三、热点分析
对本章内容的考查主要分以下三类:
1.以选择、填空题型考查本章的基本概念和性质.此类题一般难度不大,用以解决有关长度、夹角、垂直、判断多边形形状等问题.
2.以解答题考查圆锥曲线中的典型问题.此类题综合性比较强,难度大,以解析几何中的常规题为主.
3.向量在空间中的应用(在B类教材中).在空间坐标系下,通过向量的坐标的表示,运用计算的方法研究三维空间几何图形的性质.
在复习过程中,抓住源于课本,高于课本的指导方针.本章考题大多数是课本的变式题,即源于课本.因此,掌握双基、精通课本是本章关键.分析近几年来的高考试题,有关平面向量部分突出考查了向量的基本运算。对于和解析几何相关的线段的定比分点和平移等交叉内容,作为学习解析几何的基本工具,在相关内容中会进行考查。本章的另一部分是解斜三角形,它是考查的重点。总而言之,平面向量这一章的学习应立足基础,强化运算,重视应用。考查的重点是基础知识和基本技能。
四、复习建议
由于本章知识分向量与解斜三角形两部分,所以应用本章知识解决的问题也分为两类:一类是根据向量的概念、定理、法则、公式对向量进行运算,并能运用向量知识解决平面几何中的一些计算和证明问题;另一类是运用正、余弦定理正确地解斜三角形,并能应用解斜三角形知识解决测量不可到达的两点间的距离问题。
在解决关于向量问题时,一是要善于运用向量的平移、伸缩、合成、分解等变换,正确地进行向量的各种运算,进一步加深对“向量”这一二维性的量的本质的认识,并体会用向量处理问题的优越性。二是向量的坐标运算体现了数与形互相转化和密切结合的思想,所以要通过向量法和坐标法的运用,进一步体会数形结合思想在解决数学问题上的作用。
在解决解斜三角形问题时,一方面要体会向量方法在解三角形方面的应用,另一方面要体会解斜三角形是重要的测量手段,通过学习提高解决实际问题的能力。
五、典型例题
平面向量
【例1】 在下列各命题中为真命题的是( )
①若=(x1,y1)、
=(x2,y2),则
·
=x1y1+x2y2
②若A(x1,y1)、B(x2,y2),则||=
③若=(x1,y1)、
=(x2,y2),则
·
=0
x1x2+y1y2=0
④若=(x1,y1)、
=(x2,y2),则
⊥
x1x2+y1y2=0
A、①② B、②③ C、③④ D、①④
解:根据向量数量积的坐标表示;若=(x1,y1),
=(x2,y2),则
·
=x1x2+y1y2,对照命题(1)的结论可知,它是一个假命题、
于是对照选择支的结论、可以排除(A)与(D),而在(B)与(C)中均含有(3)、故不必对(3)进行判定,它一定是正确的、对命题(2)而言,它就是两点间距离公式,故它是真命题,这样就以排除了(C),应选择(B)、
说明:对于命题(3)而言,由于·
=0
=
或
=
或
⊥
x1x2+y1y2=0,故它是一个真命题、
而对于命题(4)来讲,⊥
x1x2+y1y2=0、但反过来,当x1x2+y1y2=0时,可以是x1=y1=0,即
=
,而我们的教科书并没有对零向量是否与其它向量垂直作出规定,因此x1x2+y1y2=0
⊥
),所以命题(4)是个假命题、
【例2】
已知=(-
,-1),
=(1,
),那么
,
的夹角θ=( )
A、30° B、60° C、120° D、150°
解:·
=(-
,-1)·(1,
)=-2
||=
=2
||=
=2
∴cosθ==
=
【例3】
已知=(2,1),
=(-1,3),若存在向量
使得:
·
=4,
·
=-9,试求向量
的坐标、
解:设=(x,y),则由
·
=4可得:
2x+y=4;又由·
=-9可得:-x+3y=-9
于是有:
由(1)+2(2)得7y=-14,∴y=-2,将它代入(1)可得:x=3
∴=(3,-2)、
说明:已知两向量,
可以求出它们的数量积
·
,但是反过来,若已知向量
及数量积
·
,却不能确定
、
【例4】
求向量=(1,2)在向量
=(2,-2)方向上的投影、
解:设向量与
的夹角θ、
有cosθ= =
=-
∴在
方向上的投影=|
|cosθ=
×(-
)=-
【例5】
已知△ABC的顶点分别为A(2,1),B(3,2),C(-3,-1),BC边上的高AD,求及点D的坐标、
解:设点D的坐标为(x,y)
∵AD是边BC上的高,
∴AD⊥BC,∴
⊥
又∵C、B、D三点共线,
∴∥
又=(x-2,y-1),
=(-6,-3)
=(x-3,y-2)
∴
解方程组,得x=,y=
∴点D的坐标为(,
),
的坐标为(-
,
)
【例6】
设向量、
满足:|
|=|
|=1,且
+
=(1,0),求
,
、
解:∵||=|
|=1,
∴可设=(cosα,sinα),
=(cosβ,sinβ)、
∵+
=(cosα+cosβ,sinα+sinβ)=(1,0),
由(1)得:cosα=1-cosβ……(3)
由(2)得:sinα=-sinβ……(4)
∴cosα=1-cosβ=
∴sinα=±,sinβ=
或
【例7】
对于向量的集合A={=(x,y)|x2+y2≤1}中的任意两个向量
、
与两个非负实数α、β;求证:向量α
+β
的大小不超过α+β、
证明:设=(x1,y1),
=(x2,y2)
根据已知条件有:x21+y21≤1,x22+y22≤1
又因为|α+β
|=
=
其中x1x2+y1y2≤
≤1
所以|α+β
|≤
=|α+β|=α+β
【例8】
已知梯形ABCD中,AB∥CD,∠CDA=∠DAB=90°,CD=DA=AB、
求证:AC⊥BC
证明:以A为原点,AB所在直线为x轴,建立直角坐标系、如图,设AD=1
则A(0,0)、B(2,0)、C(1,1)、D(0,1)
∴=(-1,1),
=(1,1)
·
=-1×1+1×1=0
∴BC⊥AC、
【例9】 已知A(0,a),B(0,b),(0<a<b),在x轴的正半轴上求点C,使∠ACB最大,并求出最大值、
解,设C(x,0)(x>0)
则=(-x,a),
=(-x,b)
则·
=x2+ab、
cos∠ACB==
令t=x2+ab
故cos∠ACB=
当=
即t=2ab时,cos∠ACB最大值为
、
当C的坐标为(,0)时,∠ACB最大值为arccos
、
【例10】
如图,四边形ABCD是正方形,P是对角线BD上的一点,PECF是矩形,用向量法证明
(1)PA=EF (2)PA⊥EF
证明:建立如图所示坐标系,设正方形边长为1,
||=λ,则A(0,1),P(
λ,
λ),E(1,
λ),F(
λ,0)
∴=(-
λ,1-
λ),
=(
λ-1,-
λ)
(1)||2=(-
λ)2+(1-
λ)2=λ2-
λ+1
||2=(
λ-1)2+(-
λ)2=λ2-
λ+1
∴||2=|
|2,故PA=EF
(2) ·
=(-
λ)(
λ-1)+(1-
λ)(-
λ)=0
∴⊥
∴PA⊥EF、
【例11】
已知
① 求;
②当k为何实数时,k与
平行, 平行时它们是同向还是反向?
解:①= (1,0) + 3(2,1) = ( 7,3) , ∴
=
=
.
②k= k(1,0)-(2,1)=(k-2,-1).
设k=λ(
),即(k-2,-1)=
λ(7,3),
∴
.
故k= 时, 它们反向平行.
【例12】
已知与
的夹角为
,若向量
与
垂直, 求k.
解:=2×1×
=1.
∵与
垂直,
∴()
=
,
∴2
k = - 5.
【例13】 如果△ABC的三边a、b、c满足b2 + c 2 = 5a2,BE、CF分别为AC边与AB上的中线, 求证:BE⊥CF.
解:
∴⊥
, 即 BE⊥CF .
【例14】 是否存在4个平面向量,两两不共线,其中任何两个向量之和均与其余两个向量之和垂直?
解:如图所示,在正△ABC中,O为其内心,P为圆周上一点,
满足,
,
,
两两不共线,有
(+
)·(
+
)
=(+
+
+
)·(
+
+
)
=(2
+
+
)·(2
+
)
=(2-
)·(2
+
)
=42-
2
=42-
2=0
有(+
)与(
+
)垂直、
同理证其他情况、从而,
,
,
满足题意、故存在这样4个平面向量、
平面向量的综合应用
1.利用向量的坐标运算,解决两直线的夹角,判定两直线平行、垂直问题
【例1】
已知向量满足条件
,
,求证:
是正三角形
解:令O为坐标原点,可设
由,即
|
|

两式平方和为,
,
由此可知的最小正角为
,即
与
的夹角为
,
同理可得与
的夹角为
,
与
的夹角为
,
这说明三点均匀分部在一个单位圆上,
所以为等腰三角形.
【例2】 求等腰直角三角形中两直角边上的中线所成的钝角的度数
解:如图,分别以等腰直角三角形的两直角边为
轴、
轴建立直角坐标系,设,则
,
从而可求:,
=
.
.
2.利用向量的坐标运算,解决有关线段的长度问题
【例3】
已知,AD为中线,求证
证明:以B为坐标原点,以BC所在的直线为轴建立如图2直角坐标系,
设
,
,
则,
.
=,
从而,
.
3.利用向量的坐标运算,用已知向量表示未知向量
【例4】
已知点是
且
试用
解:以O为原点,OC,OB所在的直线为轴和
轴建立如图3所示的坐标系.
由OA=2,,所以
,
易求
,设
.
【例5】 如图,
用表示
解:以O为坐标原点,以OA所在的直线为轴,建立如图所示的直角坐标系,则
,
.
4.利用向量的数量积解决两直线垂直问题
【例6】
如图,已知平行六面体ABCD—A1B1C1D1的底面ABCD是菱形,且∠C1CB=∠C1CD=∠BCD.
(1)求证:C1C⊥BD.
(2)当的值为多少时,能使A1C⊥平面C1BD?请给出证明.
(1)证明:设=a,
=b,
=c,依题意,a=b,
、
、
中两两所成夹角为θ,于是
=a-b,
=c(a-b)=c·a-c·b=c·acosθ-c·bcosθ=0,∴C1C⊥BD.
(2)解:若使A1C⊥平面C1BD,只须证A1C⊥BD,A1C⊥DC1,
由
=(a+b+c)·(a-c)=a2+a·b-b·c-c2=a2-c2+b·acosθ-b·c·cosθ=0,得
当a=c时,A1C⊥DC1,同理可证当a=c时,A1C⊥BD,
∴=1时,A1C⊥平面C1BD.
【例7】
如图,直三棱柱ABC—A1B1C1,底面△ABC中,CA=CB=1,∠BCA=90°,AA1=2,M、N分别是A1B1、A1A的中点.
(1)求的长;
(2)求cos<>的值;
(3)求证:A1B⊥C1M.
解:(1)如图,以C为原点建立空间直角坐标系O-xyz.
依题意得:B(0,1,0),N(1,0,1)
∴=
.
(2)解:依题意得:A1(1,0,2),C(0,0,0),B1(0,1,2).
∴=
=(0,1,2)
=1×0+(-1)×1+2×2=3
=
(3)证明:依题意得:C1(0,0,2),M()
∴
∴A1B⊥C1M.
5.利用向量的数量积解决有关距离的问题,距离问题包括点到点的距离,点的线的距离,点到面的距离,线到线的距离,线到面的距离,面到面的距离.
【例8】
求平面内两点间的距离公式
解:设点 ,
,而
点
与点
之间的距离为:
6.利用向量的数量积解决线与线的夹角及面与面的夹角问题.
【例9】
证明:
证明:在单位圆上任取两点
,以
为始边,以
为终边的角分别为
,则
点坐标为
点坐标为
;
则向量,它们的夹角为
,
,由向量夹角公式得:
,从而得证.
注:用同样的方法可证明
7.利用向量的数量积解决有关不等式、最值问题.
【例10】
证明柯西不等式
证明:令
(1)
当或
时,
,结论显然成立;
(2)
当且
时,令
为
的夹角,则
. 又
(当且仅当
时等号成立)
.(当且仅当
时等号成立)
【例11】
求的最值
解:原函数可变为,
所以只须求的最值即可,
构造,
那么.
故.
【例12】 三角形ABC中,A(5,-1)、B(-1,7)、C(1,2),求:(1)BC边上的中线
AM的长;(2)∠CAB的平分线AD的长;(3)cosABC的值.
解:(1)点M的坐标为xM=
D点分的比为2.
∴xD=
(3)∠ABC是与
的夹角,而
=(6,8),
=(2,-5).
解斜三角形
【例1】
已知△ABC的三个内角A、B、C满足A+C=2B.,求cos
的值.
解法一:由题设条件知B=60°,A+C=120°.
设α=,则A-C=2α,可得A=60°+α,C=60°-α,
依题设条件有
整理得4cos2α+2cosα-3
=0(M)
(2cosα-)(2
cosα+3)=0,∵2
cosα+3≠0,
∴2cosα-=0.从而得cos
.
解法二:由题设条件知B=60°,A+C=120°
①,把①式化为cosA+cosC=-2
cosAcosC ②,
利用和差化积及积化和差公式,②式可化为
③,
将cos=cos60°=
,cos(A+C)=-
代入③式得:
④
将cos(A-C)=2cos2()-1代入
④:4
cos2(
)+2cos
-3
=0,(*),
【例2】
在海岛A上有一座海拔1千米的山,山顶设有一个观察站P,上午11时,测得一轮船在岛北30°东,俯角为60°的B处,到11时10分又测得该船在岛北60°西、俯角为30°的C处。
(1)求船的航行速度是每小时多少千米;
(2)又经过一段时间后,船到达海岛的正西方向的D处,问此时船距岛A有多远?
解:(1)在Rt△PAB中,∠APB=60° PA=1,∴AB= (千米)
在Rt△PAC中,∠APC=30°,∴AC= (千米)
在△ACB中,∠CAB=30°+60°=90°
(2)∠DAC=90°-60°=30°
sinDCA=sin(180°-∠ACB)=sinACB=
sinCDA=sin(∠ACB-30°)=sinACB·cos30°-cosACB·sin30°.
在△ACD中,据正弦定理得,
∴
答:此时船距岛A为千米.
【例3】
已知△ABC的三内角A、B、C满足A+C=2B,设x=cos,f(x)=cosB(
).
(1)试求函数f(x)的解析式及其定义域;
(2)判断其单调性,并加以证明;
(3)求这个函数的值域.
解:(1)∵A+C=2B,∴B=60°,A+C=120°
∵0°≤<60°,∴x=cos
∈(
,1
又4x2-3≠0,∴x≠,∴定义域为(
,
)∪(
,1].
(2)设x1<x2,∴f(x2)-f(x1)=
=,若x1,x2∈(
),则4x12-3<0,4x22-3<0,4x1x2+3>0,x1-x2<0,∴f(x2)-f(x1)<0
即f(x2)<f(x1),若x1,x2∈(,1],则4x12-3>0.
4x22-3>0,4x1x2+3>0,x1-x2<0,∴f(x2)-f(x1)<0.
即f(x2)<f(x1),∴f(x)在(,
)和(
,1
上都是减函数.
(3)由(2)知,f(x)<f()=-
或f(x)≥f(1)=2.
故f(x)的值域为(-∞,-)∪[2,+∞
.
【例4】
在中,角
所对的边分别为
.若
,求角
.
解:由正弦定理,将已知等式中的边转化为角.可得
.
因为,故有
,
∴
.
又∵ ,
∴ ,
即,
由,可解得
.
【例5】
在△ABC中,已知.
(1)若任意交换的位置,
的值是否会发生变化?试证明你的结论;
(2)求的最大值.
解:(1)∵
,
∴ 任意交换的位置,
的值不会发生变化.
(2)
解法1:将看作是关于
的二次函数.
.
所以,当,且
取到最大值1时,也即
时,
取得最大值
.
解法2:用调整的方法, 也即对于每个固定的的值,去调整
,求出
取得最大值时
所满足的条件.
对于,如果固定
,则可将
看作是关于
的一次或常数函数.为了讨论其最大值,显然应该考虑
的符号,并由此展开讨论.
若,则
,所以,
,所以,
所以,只需考虑的情形.此时
是关于
的常数函数或单调递增的一次函数,因此,最大值必可在
(即
)时取得.所以,
,
等号当且仅当时取得.
六、专题练习
【平面向量练习】
一、选择题:
1、下列各式中正确的是( C )
(1)(λ·a) ·b=λ·(a b)=a· (λb), (2)a·b=a·b,
(3)(a ·b)· c=a · (b ·c), (4)(a+b) · c= a·c+b·c
A.(1)(3) B.(2)(4) C.(1)(4) D.以上都不对.
2、在ΔABC中,若(+
)·(
-
)=0,则ΔABC为( C
)
A.正三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.无法确定
3、若a=b=a-b,则b与a+b的夹角为( A )
A.30° B.60° C.150° D.120°
4、已知a=1,b= ,且(a-b)和a垂直,则a与b的夹角为( D
)
A.60° B.30° C.135° D.45°
5、若·
+
= 0,则ΔABC为( A )
A.直角三角形 B.钝角三角形 C.锐角三角形 D.等腰直角三角形
6、设a= 4,b= 3, 夹角为60°, 则a+b等于( C )
A.37
B.13 C.
D.
7、己知a=1,b=2, a与b的夹角为600,c =3a+b, d =λa-b ,若c⊥d,则实数λ的值为( C )
A. B.
C.
D.
8、设 a,b,c是平面内任意的非零向量且相互不共线,则( D )
①(ab)c-(ca)b=0 ②a -b< a-b
③(bc)a-(ca)b不与c垂直 ④(3a+2b)(3a-2b)= 9a2-4b2
其中真命题是 ( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
二、填空题:
9、已知e是单位向量,求满足a∥e且a·e=-18的向量a=__________.-18e
10、设a=(m+1)i-3j, b=i+(m-1)j, (a+b) ⊥(a-b), 则m=________.-2
11、a=5, b=3,a-b=7,则a、b的夹角为__________. 120°
12、 a与d=b-关系为________. a⊥b
三、解答题:
13、已知 a=4,b=5,a+b= ,求:① a·b ;②(2a-b) ·(a+3b)
解:①a+b2=(a+b)2=a2+2ab+b2=a2+2a·b+b2,
=
.
②(2a-b)·(a+3b)=2a2+5a·b-3b2=2a2+5a·b-3b2
=2×42+5×(-10)-3×52=-93.
14、四边形ABCD中,= a,
= b,
= c,
= d,且a·b=b·c=c·d=d
·a,判断四边形ABCD是什么图形?
分析:在四边形ABCD中,a+b+c+d=0,这是一个隐含条件,
对a+b=-(c+d),两边平方后,用a·b=b·c=d·c代入,
从四边形的边长与内角的情况来确定四边形的形状.
解:∵a+b+c+d=0,∴a+b=-(c+d),
∴(a+b)2=(c+d)2,即a2+2a·b+b2=c2+2c·d+d2,
∵a·b=c·d,∴a2+b2=c2+d2……①
同理:a2+d2=b2+c2……②
①,②两式相减得:b2=d2,a2=c2,即b=d,a=c.
∴ABCD为平行四边形.
又∵a·b=b·c,即b·(a-c)=0,而a=-c,
∵b·(2a)=0
∴a⊥b,
∴四边形ABCD为矩形.
15、已知:a=5,b=4,且a与b的夹角为60°,问当且仅当k为何值时,向量ka-b与 a+2b
垂直?
解:
.
【平面向量的综合应用练习】
一、选择题
1.设A、B、C、D四点坐标依次是(-1,0),(0,2),(4,3),(3,1),则四边形ABCD为( )
A.正方形 B.矩形
C.菱形 D.平行四边形
2.已知△ABC中,=a,
=b,a·b<0,S△ABC=
,a=3,b=5,则a与b的夹角是( )
A.30° B.-150° C.150° D.30°或150°
二、填空题
3.将二次函数y=x2的图象按向量a平移后得到的图象与一次函数y=2x-5的图象只有一个公共点(3,1),则向量a=_________.
4.等腰△ABC和等腰Rt△ABD有公共的底边AB,它们所在的平面成60°角,若AB=16 cm,AC=17 cm,则CD=_________.
三、解答题
5.如图,在△ABC中,设=a,
=b,
=c,
=λa,(0<λ<1),
=μb(0<μ<1),试用向量a,b表示c.
6.正三棱柱ABC—A1B1C1的底面边长为a,侧棱长为a.
(1)建立适当的坐标系,并写出A、B、A1、C1的坐标;
(2)求AC1与侧面ABB1A1所成的角.
7.已知两点M(-1,0),N(1,0),且点P使成公差小于零的等差数列.
(1)点P的轨迹是什么曲线?
(2)若点P坐标为(x0,y0),Q为与
的夹角,求tanθ.
8.已知E、F、G、H分别是空间四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA的中点.
(1)用向量法证明E、F、G、H四点共面;
(2)用向量法证明:BD∥平面EFGH;
(3)设M是EG和FH的交点,求证:对空间任一点O,有.参考答案
一、1.解析: =(1,2),
=(1,2),∴
=
,∴
∥
,又线段AB与线段DC无公共点,∴AB∥DC且AB=DC,∴ABCD是平行四边形,又
=
,
=(5,3),
=
,∴
≠
},∴ABCD不是菱形,更不是正方形;又
=(4,1),
∴1·4+2·1=6≠0,∴不垂直于
,∴ABCD也不是矩形,故选D.
答案:D
2.解析:∵·3·5sinα得sinα=
,则α=30°或α=150°.
又∵a·b<0,∴α=150°.
答案:C
二、3.(2,0) 4.13 cm
三、5.解:∵与
共线,∴
=m
=m(
-
)=m(μb-a),
∴=
+
=a+m(μb-a)=(1-m)a+mμb ①
又与
共线,∴
=n
=n(
-
)=n(λa-b),
∴=
+
=b+n(λa-b)=nλa+(1-n)b ②
由①②,得(1-m)a+μmb=λna+(1-n)b.
∵a与b不共线,∴ ③
解方程组③得:m=代入①式得c=(1-m)a+mμb=
[λ(1-μ)a+μ(1-λ)b].
6.解:(1)以点A为坐标原点O,以AB所在直线为Oy轴,以AA1所在直线为Oz轴,以经过原点且与平面ABB1A1垂直的直线为Ox轴,建立空间直角坐标系.
由已知,得A(0,0,0),B(0,a,0),A1(0,0,a),C1(-
a).
(2)取A1B1的中点M,于是有M(0,a),连AM,MC1,有
=(-
a,0,0),
且=(0,a,0),
=(0,0
a)
由于·
=0,
·
=0,所以MC1⊥面ABB1A1,∴AC1与AM所成的角就是AC1与侧面ABB1A1所成的角.
∵=
所以所成的角,即AC1与侧面ABB1A1所成的角为30°.
7.解:(1)设P(x,y),由M(-1,0),N(1,0)得, =-
=(-1-x,-y),
=(1-x,-y),
=-
=(2,0),∴
·
=2(1+x),
·
=x2+y2-1,
=2(1-x).于是,
是公差小于零的等差数列,等价于
所以,点P的轨迹是以原点为圆心,为半径的右半圆.
(2)点P的坐标为(x0,y0)
8.证明:(1)连结BG,则
由共面向量定理的推论知:E、F、G、H四点共面,(其中=
)
(2)因为.
所以EH∥BD,又EH面EFGH,BD
面EFGH
所以BD∥平面EFGH.
(3)连OM,OA,OB,OC,OD,OE,OG
由(2)知,同理
,所以
,EH
FG,所以EG、FH交于一点M且被M平分,所以
.
【解斜三角形练习】
一、选择题
1.给出四个命题:(1)若sin2A=sin2B,则△ABC为等腰三角形;(2)若sinA=cosB,则△ABC为直角三角形;(3)若sin2A+sin2B+sin2C<2,则△ABC为钝角三角形;(4)若cos(A-B)cos(B-C)cos(C-A)=1,则△ABC为正三角形.以上正确命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题
2.在△ABC中,已知A、B、C成等差数列,则的值为__________.
3.在△ABC中,A为最小角,C为最大角,已知cos(2A+C)=-,sinB=
,则cos2(B+C)=__________.
三、解答题
4.已知圆内接四边形ABCD的边长分别为AB=2,BC=6,CD=DA=4,求四边形ABCD的面积.
5.如右图,在半径为R的圆桌的正中央上空挂一盏电灯,桌子边缘一点处的照度和灯光射到桌子边缘的光线与桌面的夹角θ的正弦成正比,角和这一点到光源的距离 r的平方成反比,即I=k·
,其中 k是一个和灯光强度有关的常数,那么怎样选择电灯悬挂的高度h,才能使桌子边缘处最亮?
6.在△ABC中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,.
(1)求角A的度数;
(2)若a=,b+c=3,求b和c的值.
7.在△ABC中,∠A、∠B、∠C所对的边分别为a、b、c,且a、b、3c成等比数列,又∠A-∠C=,试求∠A、∠B、∠C的值.
8.在正三角形ABC的边AB、AC上分别取D、E两点,使沿线段DE折叠三角形时,顶点A正好落在边BC上,在这种情况下,若要使AD最小,求AD∶AB的值.
参考答案
一、1.解析:其中(3)(4)正确.
答案: B
二、2.解析:∵A+B+C=π,A+C=2B,
答案:
3.解析:∵A为最小角∴2A+C=A+A+C<A+B+C=180°.
∵cos(2A+C)=-,∴sin(2A+C)=
.
∵C为最大角,∴B为锐角,又sinB=.故cosB=
.
即sin(A+C)=,cos(A+C)=-
.
∵cos(B+C)=-cosA=-cos[(2A+C)-(A+C)]=-,
∴cos2(B+C)=2cos2(B+C)-1=.
答案:
三、4.解:如图:连结BD,则有四边形ABCD的面积:
S=S△ABD+S△CDB=·AB·ADsinA+
·BC·CD·sinC
∵A+C=180°,∴sinA=sinC
故S=(AB·AD+BC·CD)sinA=
(2×4+6×4)sinA=16sinA
由余弦定理,在△ABD中,BD2=AB2+AD2-2AB·AD·cosA=20-16cosA
在△CDB中,BD2=CB2+CD2-2CB·CD·cosC=52-48cosC
∴20-16cosA=52-48cosC,∵cosC=-cosA,
∴64cosA=-32,cosA=-,又0°<A<180°,∴A=120°故S=16sin120°=8
.
5.解:R=rcosθ,由此得:,
7.解:由a、b、3c成等比数列,得:b2=3ac
∴sin2B=3sinC·sinA=3(-)[cos(A+C)-cos(A-C)]
∵B=π-(A+C).∴sin2(A+C)=-[cos(A+C)-cos
]
即1-cos2(A+C)=-cos(A+C),解得cos(A+C)=-
.
∵0<A+C<π,∴A+C=π.又A-C=
∴A=
π,B=
,C=
.
8.解:按题意,设折叠后A点落在边BC上改称P点,显然A、P两点关于折线DE对称,又设∠BAP=θ,∴∠DPA=θ,∠BDP=2θ,再设AB=a,AD=x,∴DP=x.在△ABC中,
∠APB=180°-∠ABP-∠BAP=120°-θ,
由正弦定理知:.∴BP=
在△PBD中,,
∵0°≤θ≤60°,∴60°≤60°+2θ≤180°,∴当60°+2θ=90°,即θ=15°时,
sin(60°+2θ)=1,此时x取得最小值a,即AD最小,
∴AD∶DB=2-3.