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进阶选择题自测题答案-安徽省等高二数学必修,平均正确率48.0%

2025-06-02
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进阶选择题自测题答案-安徽省等高二数学必修,平均正确率48.0%
1、['正弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)', '两角和与差的正弦公式', '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%在锐角$${{△}{A}{B}{C}}$$中,角$$A. ~ B. ~ C$$所对的边分别为$$a, ~ b, ~ c$$,且$$A. ~ B. ~ C$$成等差数列,$${{b}{=}{\sqrt {3}}}$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$面积的取值范围(

B

A.$$( 0, \frac{3} {4} ]$$

B.$$( \frac{\sqrt{3}} {2}, \frac{3 \sqrt{3}} {4} ]$$

C.$$( \frac{1} {4}, \frac{3 \sqrt{3}} {4} ]$$

D.$$[ \frac{\sqrt{3}} {4}, \frac{1} {2} ]$$

2、['正弦定理及其应用', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率40.0%设锐角三角形$${{A}{B}{C}}$$的三个内角$$A, ~ B, ~ C$$所对的边分别为$$a, ~ b, ~ c,$$若$$a=2, \, \, \, B=2 A,$$则$${{b}}$$的取值范围是(

C

A.$$( \sqrt{2}, \ 2 )$$

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

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

D.$$( 0, \ 2 )$$

3、['三角形的面积(公式)', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率40.0%设$${{△}{A}{B}{C}}$$的内角$$A, ~ B, ~ C$$所对的边分别为$$a, ~ b, ~ c$$.若$$b=2, \, \, \, a^{2} \mathrm{s i n} C=6 \mathrm{s i n} A,$$则$${{△}{A}{B}{C}}$$面积的最大值为(

B

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

B.$${\sqrt {5}}$$

C.$${\sqrt {6}}$$

D.$${{3}}$$

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

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,内角$$A, ~ B, ~ C$$所对的边分别为$$a, ~ b, ~ c$$,若$$\frac{2 c-b} {a}=\frac{\operatorname{c o s} B} {\operatorname{c o s} A}$$,$${{a}{=}{2}{\sqrt {3}}}$$,则当$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积取得最大值时,$${{b}{=}}$$(

B

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

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

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

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

6、['余弦定理及其应用', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率60.0%在不等边三角形中,是最大的边,若$$a^{2} < b^{2}+c^{2}$$,则角$${{A}}$$的取值范围是(

C

A.$$\left( \frac{\pi} {2}, \pi\right)$$

B.$$\left( \frac{\pi} {4}, \frac{\pi} {2} \right)$$

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

D.$$\left( 0, \frac{\pi} {2} \right)$$

7、['点到直线的距离', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率40.0%在平面直角坐标系中,记$${{d}}$$为点$$P (-1, 4 )$$到直线$$x \!-\! m y \!-\! 2 \!=\! 0$$的距离,当$${{m}}$$变化时,$${{d}}$$的最大值为($${)}$$.

C

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}}$$

8、['向量的模', '数量积的性质', '向量坐标与向量的数量积', '向量在几何中的应用举例', '平面向量坐标运算的综合应用', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率19.999999999999996%$${{△}{A}{B}{C}}$$中,已知$$\angle C=\frac{\pi} {2}, \, \, \, | \overrightarrow{A C} | < | \overrightarrow{B C} |, \, \, \, \overrightarrow{C O}=\frac{1} {2} \lambda\overrightarrow{C A}+\, \, \, ( 1-\lambda) \, \, \, \overrightarrow{C B} \, \, ( 0 < \lambda< 1 ) \, \, \,,$$则$$| \overrightarrow{C O} |$$取最小值时有(

B

A.$$| \overrightarrow{O A} | > | \overrightarrow{O B} | > | \overrightarrow{O C} |$$

B.$$| \overrightarrow{O B} | > | \overrightarrow{O A} | > | \overrightarrow{O C} |$$

C.$$| \overrightarrow{O B} | > | \overrightarrow{O C} | > | \overrightarrow{O A} |$$

D.$$| \overrightarrow{O A} | > | \overrightarrow{O C} | > | \overrightarrow{O B} |$$

9、['三角形的面积(公式)', '解三角形中的最值(范围)问题', '利用基本不等式求最值']

正确率60.0%中国宋代的数学家秦九韶曾提出$${{“}}$$三斜求积术$${{”}}$$,即假设在平面内有一个三角形,边长分别为$$a, ~ b, ~ c$$,三角形的面积$${{S}}$$可由公式$$S=\sqrt{p ( p-a ) ( p-b ) ( p-c )}$$求得,其中$${{p}}$$为三角形周长的一半,这个公式也被称为海伦$${{−}}$$秦九韶公式,现有一个三角形的边长满足$$a+b=1 2, \, \, \, c=8$$,则此三角形面积的最大值为(

B

A.$${{4}{\sqrt {5}}}$$

B.$${{8}{\sqrt {5}}}$$

C.$${{4}{\sqrt {{1}{5}}}}$$

D.$${{8}{\sqrt {{1}{5}}}}$$

10、['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', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%$${{△}{A}{B}{C}}$$的内角$$A, ~ B, ~ C$$的对边为$$a, ~ b, ~ c$$,若$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积为$$- \frac{\sqrt{3}} {4} ( a^{2}+c^{2}-b^{2} ), \, \, b=2 \sqrt{3}$$,则$${{a}{+}{c}}$$的最大值为(

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

1. 解析:

由于角 $$A, B, C$$ 成等差数列,设 $$B = \frac{\pi}{3}$$,则 $$A + C = \frac{2\pi}{3}$$。由正弦定理,$$a = \frac{b \sin A}{\sin B} = 2 \sin A$$,$$c = \frac{b \sin C}{\sin B} = 2 \sin C$$。

面积为 $$S = \frac{1}{2} a c \sin B = \frac{\sqrt{3}}{2} \sin A \sin C$$。利用 $$A + C = \frac{2\pi}{3}$$,得 $$S = \frac{\sqrt{3}}{2} \sin A \sin \left( \frac{2\pi}{3} - A \right)$$。

化简后,$$S = \frac{\sqrt{3}}{4} \left( \sin \left( 2A - \frac{\pi}{3} \right) + \frac{\sqrt{3}}{2} \right)$$。由于 $$A$$ 在锐角范围内,$$A \in \left( \frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{2} \right)$$,故 $$S \in \left( \frac{\sqrt{3}}{4}, \frac{3\sqrt{3}}{4} \right]$$。

因此,答案为 B

2. 解析:

由正弦定理,$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B}$$,且 $$B = 2A$$,故 $$b = 2 \cos A$$。

由于三角形为锐角三角形,需满足 $$A < \frac{\pi}{2}$$,$$B = 2A < \frac{\pi}{2}$$,且 $$C = \pi - 3A < \frac{\pi}{2}$$,解得 $$A \in \left( \frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{4} \right)$$。

因此,$$b = 2 \cos A \in \left( \sqrt{2}, \sqrt{3} \right)$$。

答案为 B

3. 解析:

由正弦定理,$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = 2R$$,故 $$a^2 \sin C = 6 \sin A$$ 可化为 $$4R^2 \sin^2 A \sin C = 6 \sin A$$,即 $$2R \sin A \cdot 2R \sin C = 6$$,即 $$a c = 6$$。

面积为 $$S = \frac{1}{2} a c \sin B = 3 \sin B$$,当 $$\sin B = 1$$ 时,面积最大为 $$3$$。

答案为 D

5. 解析:

由条件 $$\frac{2c - b}{a} = \frac{\cos B}{\cos A}$$,结合正弦定理和余弦定理,化简可得 $$\tan A = \sqrt{3}$$,即 $$A = \frac{\pi}{3}$$。

由余弦定理,$$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$$,代入 $$a = 2\sqrt{3}$$,得 $$12 = b^2 + c^2 - bc$$。

面积为 $$S = \frac{1}{2} bc \sin A = \frac{\sqrt{3}}{4} bc$$。由不等式 $$b^2 + c^2 \geq 2bc$$,得 $$12 \geq bc$$,当 $$b = c = 2\sqrt{3}$$ 时,面积最大。

答案为 B

6. 解析:

由条件 $$a^2 < b^2 + c^2$$,结合余弦定理 $$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$$,得 $$\cos A > 0$$,即 $$A \in \left( 0, \frac{\pi}{2} \right)$$。

又因为 $$a$$ 是最大边,故 $$A$$ 为最大角,需满足 $$A > \frac{\pi}{3}$$(若 $$A \leq \frac{\pi}{3}$$,则 $$a$$ 不是最大边)。

综上,$$A \in \left( \frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{2} \right)$$。

答案为 C

7. 解析:

点 $$P(-1, 4)$$ 到直线 $$x - m y - 2 = 0$$ 的距离为 $$d = \frac{|-1 - 4m - 2|}{\sqrt{1 + m^2}} = \frac{3 + 4m}{\sqrt{1 + m^2}}$$。

求 $$d$$ 的最大值,等价于求 $$\frac{3 + 4m}{\sqrt{1 + m^2}}$$ 的最大值。设 $$f(m) = \frac{3 + 4m}{\sqrt{1 + m^2}}$$,求导可得极值点为 $$m = \frac{4}{3}$$,代入得 $$d_{\text{max}} = 5$$。

答案为 C

8. 解析:

设 $$C$$ 为原点,$$CA$$ 沿 $$x$$-轴,$$CB$$ 沿 $$y$$-轴,则 $$\overrightarrow{CO} = \frac{1}{2} \lambda \overrightarrow{CA} + (1 - \lambda) \overrightarrow{CB}$$,即 $$O$$ 的坐标为 $$\left( \frac{\lambda}{2} a, (1 - \lambda) b \right)$$。

$$|\overrightarrow{CO}| = \sqrt{\left( \frac{\lambda}{2} a \right)^2 + \left( (1 - \lambda) b \right)^2}$$,求最小值需对 $$\lambda$$ 求导,解得 $$\lambda = \frac{4b^2}{a^2 + 4b^2}$$。

代入比较 $$|OA|$$、$$|OB|$$ 和 $$|OC|$$ 的大小,可得 $$|OB| > |OA| > |OC|$$。

答案为 B

9. 解析:

由海伦公式,$$p = \frac{a + b + c}{2} = 10$$,面积为 $$S = \sqrt{10 (10 - a) (10 - b) (10 - 8)}$$。

由于 $$a + b = 12$$,设 $$a = 6 + t$$,$$b = 6 - t$$,则 $$S = \sqrt{10 (4 - t) (4 + t) \cdot 2} = 2 \sqrt{5 (16 - t^2)}$$。

当 $$t = 0$$ 时,$$S$$ 取得最大值 $$8 \sqrt{5}$$。

答案为 B

10. 解析:

由面积公式 $$S = \frac{1}{2} a c \sin B$$ 和给定条件 $$S = -\frac{\sqrt{3}}{4} (a^2 + c^2 - b^2)$$,结合余弦定理 $$a^2 + c^2 - b^2 = 2 a c \cos B$$,得 $$\frac{1}{2} a c \sin B = -\frac{\sqrt{3}}{4} \cdot 2 a c \cos B$$,即 $$\tan B = -\sqrt{3}$$,故 $$B = \frac{2\pi}{3}$$。

由正弦定理,$$\frac{a}{\sin A} = \frac{c}{\sin C} = \frac{b}{\sin B} = 4$$,故 $$a + c = 4 (\sin A + \sin C)$$。

利用 $$A + C = \frac{\pi}{3}$$,得 $$a + c = 8 \sin \left( \frac{\pi}{6} \right) \cos \left( A - \frac{\pi}{6} \right) \leq 4$$,当 $$A = \frac{\pi}{6}$$ 时取最大值。

答案为 D

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