格物学 第六章 平面向量及其应用平面向量的拓展与综合

解三角形中的最值(范围)问题-平面向量的拓展与综合知识点考前基础自测题解析-河南省等高二数学必修,平均正确率60.0%

2025-05-19
解三角形中的最值(范围)问题-平面向量的拓展与综合知识点考前基础自测题解析-河南省等高二数学必修,平均正确率60.0%
1、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '辅助角公式', '解三角形中的最值(范围)问题', '特殊角的三角函数值']

正确率40.0%已知函数$${{f}{{(}{x}{)}}{=}{{s}{i}{n}}{3}{x}{+}{\sqrt {3}}{{c}{o}{s}}{3}{x}{(}{x}{∈}{R}{)}}$$,曲线$${{f}{(}{x}{)}}$$与直线$${{y}{=}{\sqrt {3}}}$$的交点中,相邻交点的距离最小值与最大值分别为$${{(}{)}}$$

C

A.$$\frac{\pi} {3}, ~ \frac{5} {4}$$

B.$$\frac{\pi} {6}, ~ \frac{5} {6}$$

C.$$\frac{\pi} {9}, ~ \frac{5} {9}$$

D.$$\frac{\pi} {1 2}, ~ \frac{5} {1 2}$$

2、['三角恒等变换综合应用', '正弦定理及其应用', '正弦(型)函数的定义域和值域', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率40.0%$${{△}{A}{B}{C}}$$的三个内角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$所对的边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$,已知$$A=\frac{\pi} {3}, \, \, \, a=1$$,求$${{b}{+}{c}}$$的取值范围(

D

A.$${({1}{,}{\sqrt {3}}{)}}$$

B.$${({\sqrt {3}}{,}{2}{]}}$$

C.$${({1}{,}{2}{)}}$$

D.$${({1}{,}{2}{]}}$$

4、['解三角形中的最值(范围)问题']

正确率40.0%在锐角三角形$${{A}{B}{C}}$$中,内角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$所对的边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}{,}}$$且满足$${{2}{b}{{c}{o}{s}}{A}{+}{b}{−}{c}{=}{0}{,}}$$则$$\frac{\operatorname{s i n}^{2} B} {\operatorname{s i n} ( A-B )}$$的取值范围是(

B

A.$$( 0, ~ \frac{\sqrt{2}} {2} )$$

B.$$( \frac{1} {2}, ~ \frac{\sqrt{2}} {2} )$$

C.$$( \frac{1} {2}, ~ 1 )$$

D.$${{(}{0}{,}{1}{)}}$$

5、['解三角形中的最值(范围)问题']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,内角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$的对边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}{,}}$$且$$\overrightarrow{B C^{2}}=2 \overrightarrow{A C} \cdot\overrightarrow{A B},$$则$$\frac{b} {c}$$的取值范围为(

D

A.$${{(}{2}{−}{\sqrt {3}}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$${{(}{2}{+}{\sqrt {3}}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{(}{0}{,}{2}{+}{\sqrt {3}}{)}}$$

D.$${{(}{2}{−}{\sqrt {3}}{,}{2}{+}{\sqrt {3}}{)}}$$

6、['余弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率60.0%在锐角三角形$${{A}{B}{C}}$$中,$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$分别为内角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$的对边,已知$${{b}^{2}{+}{{c}^{2}}}$$$${{=}{{a}^{2}}{+}{b}{c}{,}}$$$${{b}{=}{2}{,}}$$则$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积$${{S}}$$的取值范围是(

C

A.$$\left[ \frac{\sqrt{3}} {2}, ~ 2 \sqrt{3} \right)$$

B.$$\left( \frac{\sqrt{3}} {2}, ~ 2 \sqrt{2} \right]$$

C.$$\left( \frac{\sqrt{3}} {2}, ~ 2 \sqrt{3} \right)$$

D.$$\left( \frac{\sqrt{3}} {2}, ~ 2 \sqrt{2} \right)$$

7、['解三角形中的最值(范围)问题', '直线的斜率']

正确率40.0%在平面直角坐标系$${{x}{O}{y}}$$中,$${{A}{(}{−}{1}{,}{0}{)}{,}{B}{(}{1}{,}{0}{)}{,}{C}{(}{0}{,}{1}{)}}$$,经过原点的直线$${{l}}$$将$${{△}{A}{B}{C}}$$分成左$${、}$$右两部分,记左$${、}$$右两部分的面积分别为$${{S}_{1}{、}{{S}_{2}}}$$,则$$\frac{( 1+S_{1} )^{2}} {1-S_{2}^{2}}$$取得最小值时,直线$${{l}}$$的斜率$${{(}{)}}$$

D

A.等于$${{1}}$$

B.等于$${{−}{1}}$$

C.等于$$\frac{1} {2}$$

D.不存在

8、['数量积的性质', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率40.0%半圆的直径$${{A}{B}{=}{4}{,}{O}}$$为圆心,$${{C}}$$是半圆上不同于$${{A}{、}{B}}$$的任意一点,若$${{P}}$$为半径$${{O}{C}}$$上的动点,则$$\left( \overrightarrow{P A}+\overrightarrow{P B} \right) \cdot\overrightarrow{P C}$$的最小值是(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{0}}$$

C.$${{−}{2}}$$

D.$${{4}}$$

1. 首先将函数 $$f(x) = \sin 3x + \sqrt{3} \cos 3x$$ 化简为单一三角函数形式:

$$f(x) = 2 \sin \left( 3x + \frac{\pi}{3} \right)$$

解方程 $$2 \sin \left( 3x + \frac{\pi}{3} \right) = \sqrt{3}$$,即 $$\sin \left( 3x + \frac{\pi}{3} \right) = \frac{\sqrt{3}}{2}$$。

解得 $$3x + \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{3} + 2k\pi$$ 或 $$3x + \frac{\pi}{3} = \frac{2\pi}{3} + 2k\pi$$,其中 $$k \in \mathbb{Z}$$。

因此,交点的横坐标为 $$x = \frac{2k\pi}{3}$$ 或 $$x = \frac{\pi}{9} + \frac{2k\pi}{3}$$。

相邻交点的距离最小值为 $$\frac{\pi}{9}$$,最大值为 $$\frac{5\pi}{9}$$(当 $$k = 0$$ 和 $$k = 1$$ 时)。

正确答案为 C

2. 在 $$△ABC$$ 中,已知 $$A = \frac{\pi}{3}$$,$$a = 1$$,利用正弦定理:

$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = \frac{2}{\sqrt{3}}$$

因此,$$b = \frac{2}{\sqrt{3}} \sin B$$,$$c = \frac{2}{\sqrt{3}} \sin C$$。

由于 $$C = \frac{2\pi}{3} - B$$,所以:

$$b + c = \frac{2}{\sqrt{3}} \left( \sin B + \sin \left( \frac{2\pi}{3} - B \right) \right)$$

利用和差化积公式化简:

$$b + c = 2 \sin \left( B + \frac{\pi}{6} \right)$$

因为 $$B \in \left( 0, \frac{2\pi}{3} \right)$$,所以 $$B + \frac{\pi}{6} \in \left( \frac{\pi}{6}, \frac{5\pi}{6} \right)$$,从而 $$b + c \in (1, 2]$$。

正确答案为 D

4. 由题意 $$2b \cos A + b - c = 0$$,整理得 $$c = b (2 \cos A + 1)$$。

在锐角三角形中,$$A \in \left( 0, \frac{\pi}{2} \right)$$,且 $$B \in \left( 0, \frac{\pi}{2} \right)$$。

利用正弦定理和余弦定理,化简 $$\frac{\sin^2 B}{\sin (A - B)}$$:

$$\frac{\sin^2 B}{\sin (A - B)} = \frac{\sin^2 B}{\sin A \cos B - \cos A \sin B}$$

进一步分析可得其取值范围为 $$\left( \frac{1}{2}, 1 \right)$$。

正确答案为 C

5. 由向量条件 $$\overrightarrow{BC}^2 = 2 \overrightarrow{AC} \cdot \overrightarrow{AB}$$,利用向量运算:

$$a^2 = 2 (b^2 + c^2 - a^2)$$,整理得 $$3a^2 = 2b^2 + 2c^2$$。

结合余弦定理 $$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$$,可得 $$\cos A = \frac{b^2 + c^2 - 3a^2/2}{2bc}$$。

设 $$\frac{b}{c} = t$$,代入化简后得到 $$t \in (2 - \sqrt{3}, 2 + \sqrt{3})$$。

正确答案为 D

6. 由条件 $$b^2 + c^2 = a^2 + bc$$,结合余弦定理 $$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$$,可得 $$\cos A = \frac{1}{2}$$,即 $$A = \frac{\pi}{3}$$。

由于 $$△ABC$$ 为锐角三角形,需满足 $$B, C \in \left( 0, \frac{\pi}{2} \right)$$。

利用正弦定理和面积公式 $$S = \frac{1}{2} bc \sin A$$,结合 $$b = 2$$,可得 $$S \in \left( \frac{\sqrt{3}}{2}, 2 \sqrt{3} \right)$$。

正确答案为 C

7. 设直线 $$l$$ 的斜率为 $$k$$,方程为 $$y = kx$$。计算 $$S_1$$ 和 $$S_2$$ 的面积:

$$S_1$$ 为 $$l$$ 与 $$△ABC$$ 左侧的交面积,$$S_2$$ 为右侧的交面积。

通过几何分析,当 $$k = 1$$ 时,$$\frac{(1 + S_1)^2}{1 - S_2^2}$$ 取得最小值。

正确答案为 A

8. 设半圆的半径为 $$2$$,$$P$$ 为 $$OC$$ 上的点,设 $$OP = x$$,$$0 \leq x \leq 2$$。

利用向量运算:

$$\left( \overrightarrow{PA} + \overrightarrow{PB} \right) \cdot \overrightarrow{PC} = -2x^2 + 4x$$

求其最小值,当 $$x = 1$$ 时,最小值为 $$-2$$。

正确答案为 C

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