格物学 第六章 平面向量及其应用平面向量的拓展与综合

三角形的面积(公式)-平面向量的拓展与综合知识点考前进阶自测题解析-福建省等高二数学必修,平均正确率54.0%

2025-05-19
三角形的面积(公式)-平面向量的拓展与综合知识点考前进阶自测题解析-福建省等高二数学必修,平均正确率54.0%
1、['余弦定理及其应用', '同角三角函数的商数关系', '三角形的面积(公式)', '两角和与差的正切公式']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{S}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积,且$$S=\frac{1} {2} ( b^{2}+c^{2}-a^{2} )$$,则$${{t}{a}{n}{B}{+}{{t}{a}{n}}{C}{−}{2}{{t}{a}{n}}{B}{{t}{a}{n}}{C}{=}}$$(

D

A.$${{1}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{−}{2}}$$

2、['三角形的面积(公式)', '两角和与差的正切公式']

正确率40.0%已知三角形$${{A}{B}{C}}$$中,$${{A}{D}{⊥}{B}{C}}$$交$${{B}{D}}$$于$${{D}{,}{∠}{B}{A}{C}{=}{{4}{5}^{∘}}{,}{B}{D}{=}{2}{,}{C}{D}{=}{3}}$$.则$${{Δ}{A}{B}{C}}$$的面积为(

D

A.$$\frac{2 5 ( \sqrt{2}+1 )} {4}$$

B.$${{1}{2}}$$

C.$$\frac{1 5} {2}$$

D.$${{1}{5}}$$

3、['余弦定理及其应用', '正弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)', '同角三角函数的平方关系', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$分别是$${{△}{{A}{B}{C}}}$$内角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$的对边,$${{a}{{s}{i}{n}}{B}{=}{\sqrt {3}}{b}{{c}{o}{s}}{A}}$$,当$${{b}{+}{c}{=}{4}}$$时,$${{△}{{A}{B}{C}}}$$面积的最大值为(

C

A.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$

B.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

C.$${\sqrt {3}}$$

D.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

4、['余弦定理及其应用', '同角三角函数的商数关系', '三角形的面积(公式)', '同角三角函数的平方关系']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$的对边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}{,}{△}{A}{B}{C}}$$的面积为$${{S}}$$,且$${{2}{S}{=}{{(}{{a}{+}{b}}{)}^{2}}{−}{{c}^{2}}}$$,则$${{t}{a}{n}{C}{=}}$$(

C

A.$$\frac{3} {4}$$

B.$$\frac{4} {3}$$

C.$$- \frac{4} {3}$$

D.$$- \frac{3} {4}$$

5、['椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '三角形的面积(公式)', '点与椭圆的位置关系']

正确率60.0%设$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$是椭圆$$E_{:} \, \, \frac{x^{2}} {1 3}+\frac{y^{2}} {4}=1$$的左$${、}$$右焦点,$${{P}}$$椭圆上任意一点$${({P}}$$点不与左右顶点重合),则$${{△}{{F}_{2}}{P}}$$$${{F}_{1}}$$的最大面积是(

C

A.$${{3}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{4}}$$

6、['三角形的面积(公式)', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线的标准方程', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \, \, ( a > 0, \, \, b > 0 )$$的左$${、}$$右焦点分别为$${{F}_{1}{、}{{F}_{2}}}$$,且$${{F}_{2}}$$为抛物线$${{y}^{2}{=}{{2}{4}}{x}}$$的焦点,设点$${{P}}$$为两曲线的一个公共点,若$${{△}{P}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的面积为$${{3}{6}{\sqrt {6}}}$$,则双曲线的方程为(

A

A.$$\frac{x^{2}} {9}-\frac{y^{2}} {2 7}=1$$

B.$$\frac{x^{2}} {2 7}-\frac{y^{2}} {9}=1$$

C.$$\frac{x^{2}} {1 6}-\frac{y^{2}} {9}=1$$

D.$$\frac{x^{2}} {9}-\frac{y^{2}} {1 6}=1$$

7、['余弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$所对应的边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$.若$$a=5, \ b+c=9, \ \operatorname{c o s} A=\frac{3} {4}$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{2}{\sqrt {7}}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{4}{\sqrt {7}}}$$

D.$${{1}{2}}$$

8、['抛物线的顶点、焦点、准线', '三角形的面积(公式)']

正确率60.0%已知抛物线$${{x}^{2}{=}{8}{y}}$$的焦点为$${{F}}$$,点$${{P}}$$在抛物线上,且$${{|}{P}{F}{|}{=}{6}}$$,点$${{Q}}$$为抛物线准线与其对称轴的交点,则$${{△}{P}{F}{Q}}$$的面积为(

D

A.$${{2}{0}{\sqrt {2}}}$$

B.$${{1}{6}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{1}{2}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{8}{\sqrt {2}}}$$

10、['余弦定理及其应用', '正弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{a}{、}{b}{、}{c}}$$,分别为内角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$的对边,若$$A=\frac{2 \pi} {3}, a=2 \sqrt{1 0}$$,且$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积$$S=\frac{a^{2}+b^{2}-c^{2}} {1 2}$$,则$${{c}{=}}$$(

D

A.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

B.$${{4}{\sqrt {3}}}$$

C.$$\frac{2 \sqrt{3}} {3}$$

D.$$\frac{4 \sqrt{3}} {3}$$

1. 解析:

已知面积公式 $$S = \frac{1}{2} (b^2 + c^2 - a^2)$$,结合余弦定理 $$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$$,代入得:

$$S = \frac{1}{2} (2bc \cos A) = bc \cos A$$

又面积公式 $$S = \frac{1}{2} bc \sin A$$,联立得:

$$\tan A = 1 \Rightarrow A = 45^\circ$$

利用正切和角公式:

$$\tan(B + C) = \tan(135^\circ) = -1 = \frac{\tan B + \tan C}{1 - \tan B \tan C}$$

整理得:

$$\tan B + \tan C + \tan B \tan C = -1$$

题目要求计算 $$\tan B + \tan C - 2 \tan B \tan C$$,设 $$x = \tan B + \tan C$$,$$y = \tan B \tan C$$,则:

$$x + y = -1$$

所求表达式为 $$x - 2y$$,解得 $$x - 2y = -2$$。

答案为 $$D$$。

2. 解析:

设 $$AD = h$$,在直角三角形 $$ABD$$ 和 $$ACD$$ 中:

$$\tan \angle BAD = \frac{2}{h}, \tan \angle CAD = \frac{3}{h}$$

由 $$\angle BAC = 45^\circ$$,得:

$$\tan(\angle BAD + \angle CAD) = \tan 45^\circ = 1$$

代入正切和角公式:

$$\frac{\frac{2}{h} + \frac{3}{h}}{1 - \frac{6}{h^2}} = 1 \Rightarrow \frac{5}{h} = 1 - \frac{6}{h^2}$$

整理得 $$h^2 - 5h - 6 = 0$$,解得 $$h = 6$$(舍去负值)。

面积为 $$\frac{1}{2} \times BC \times AD = \frac{1}{2} \times 5 \times 6 = 15$$。

答案为 $$C$$。

3. 解析:

由正弦定理和已知条件 $$a \sin B = \sqrt{3} b \cos A$$,得:

$$\sin A \sin B = \sqrt{3} \sin B \cos A \Rightarrow \tan A = \sqrt{3} \Rightarrow A = 60^\circ$$

利用余弦定理和面积公式:

$$a^2 = b^2 + c^2 - bc$$

由 $$b + c = 4$$,设 $$b = 2 + t$$,$$c = 2 - t$$,代入得:

$$a^2 = (2 + t)^2 + (2 - t)^2 - (2 + t)(2 - t) = 12 - t^2$$

面积为 $$S = \frac{1}{2} bc \sin A = \frac{\sqrt{3}}{4} (4 - t^2)$$

当 $$t = 0$$ 时,面积最大为 $$\sqrt{3}$$。

答案为 $$C$$。

4. 解析:

已知 $$2S = (a + b)^2 - c^2$$,展开得:

$$2S = a^2 + b^2 - c^2 + 2ab$$

结合面积公式 $$S = \frac{1}{2} ab \sin C$$ 和余弦定理 $$a^2 + b^2 - c^2 = 2ab \cos C$$,代入得:

$$ab \sin C = 2ab \cos C + 2ab$$

化简得:

$$\sin C - 2 \cos C = 2$$

利用辅助角公式:

$$\sqrt{5} \sin(C - \alpha) = 2$$,其中 $$\tan \alpha = 2$$

解得 $$\tan C = -\frac{4}{3}$$。

答案为 $$C$$。

5. 解析:

椭圆 $$E$$ 的半长轴 $$a = \sqrt{13}$$,半短轴 $$b = 2$$,焦距 $$c = \sqrt{a^2 - b^2} = 3$$。

焦点 $$F_1 = (-3, 0)$$,$$F_2 = (3, 0)$$。

三角形 $$F_2 P F_1$$ 的面积为:

$$S = \frac{1}{2} \times |F_1 F_2| \times y_P = 3 |y_P|$$

当 $$P$$ 为短轴端点时,$$|y_P| = 2$$,面积最大为 $$6$$。

答案为 $$C$$。

6. 解析:

抛物线 $$y^2 = 24x$$ 的焦点为 $$F_2 = (6, 0)$$,故双曲线的 $$c = 6$$。

设 $$P$$ 为公共点,由抛物线定义 $$|P F_2| = x_P + 6$$,双曲线定义 $$|P F_1| - |P F_2| = 2a$$,联立得:

$$|P F_1| = 2a + x_P + 6$$

三角形面积为 $$\frac{1}{2} \times 12 \times y_P = 36 \sqrt{6} \Rightarrow y_P = 6 \sqrt{6}$$

代入抛物线方程得 $$x_P = 9$$,代入双曲线方程:

$$\frac{81}{a^2} - \frac{216}{b^2} = 1$$

结合 $$a^2 + b^2 = 36$$,解得 $$a^2 = 9$$,$$b^2 = 27$$。

答案为 $$A$$。

7. 解析:

由余弦定理 $$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$$,代入 $$a = 5$$,$$\cos A = \frac{3}{4}$$,$$b + c = 9$$,得:

$$25 = (b + c)^2 - 2bc - \frac{3}{2} bc \Rightarrow 25 = 81 - \frac{7}{2} bc$$

解得 $$bc = 16$$。

面积为 $$\frac{1}{2} bc \sin A = \frac{1}{2} \times 16 \times \frac{\sqrt{7}}{4} = 2 \sqrt{7}$$。

答案为 $$A$$。

8. 解析:

抛物线 $$x^2 = 8y$$ 的焦点 $$F = (0, 2)$$,准线 $$y = -2$$,点 $$Q = (0, -2)$$。

设 $$P = (x, y)$$,由 $$|P F| = 6$$ 得:

$$\sqrt{x^2 + (y - 2)^2} = 6 \Rightarrow x^2 + (y - 2)^2 = 36$$

代入抛物线方程 $$x^2 = 8y$$,解得 $$y = 4$$,$$x = \pm 4 \sqrt{2}$$。

面积为 $$\frac{1}{2} \times 4 \times 4 \sqrt{2} = 8 \sqrt{2}$$。

答案为 $$D$$。

10. 解析:

由面积公式 $$S = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{12}$$,结合余弦定理 $$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$$,代入 $$A = \frac{2\pi}{3}$$,$$a = 2 \sqrt{10}$$,得:

$$40 = b^2 + c^2 + bc$$

面积为 $$\frac{1}{2} bc \sin A = \frac{\sqrt{3}}{4} bc$$,联立得:

$$\frac{\sqrt{3}}{4} bc = \frac{40 - bc}{12} \Rightarrow bc = 8$$

代入余弦定理解得 $$c = 4 \sqrt{3}$$。

答案为 $$B$$。

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