
1.已知i是虛數(shù)單位,則的虛部為( )
A.2B.2iC.1D.i
2.已知向量,滿足|+|=2,?=2,則|﹣|=( )
A.8B.4C.2D.1
3.歐位在1748年給出的著名公式eiθ=csθ+isinθ(歐拉公式)是數(shù)學(xué)中最卓越的公式之一,其中,底數(shù)e=2.71828…,根據(jù)歐拉公式eiθ=csθ﹣isinθ.任何一個(gè)復(fù)數(shù)z=r(csθ+isinθ)都可以表示成z=reiz的形式,我們把這種形式叫做復(fù)數(shù)的指數(shù)形式,若復(fù)數(shù)z1=2ei,z2=ei,則復(fù)數(shù)z=在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
4.用斜二測(cè)畫(huà)法畫(huà)水平放置的△ABC的直觀圖△A′B′C′如圖所示,則在△ABC的三邊及中線AD中,最長(zhǎng)的線段是( )
A.ABB.ADC.BCD.AC
5.已知銳角△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c.若,,bc=6,則b+c=( )
A.9B.8C.5D.4
6.我國(guó)東漢末數(shù)學(xué)家趙爽在《周髀算經(jīng)》中利用一副“弦圖”給出了勾股定理的證明,后人稱(chēng)其為“趙爽弦圖”,它是由四個(gè)全等的直角三角形與一個(gè)小正方形拼成的一個(gè)大正方形,如圖所示.在“趙爽弦圖”中,若,,,則=( )
A.B.
C.D.
7.已知△ABC中,角A、B、C的對(duì)邊分別是a、b、c,若+=2c,則△ABC是( )
A.等邊三角形B.銳角三角形
C.等腰直角三角形D.鈍角三角形
8.在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,a=b=5,c=8,I是△ABC內(nèi)切圓的圓心,若=x+y,則x+y的值為( )
A.B.C.D.
二、多選題(本題共3小題,每小題6分,共18分,在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)是符合題目要求,全部選對(duì)得6分,部分選對(duì)得部分分,有選錯(cuò)的得0分)
(多選)9.已知向量=(﹣6,3),=(2,t),則下列說(shuō)法不正確的是( )
A.當(dāng)=(﹣4,4)時(shí),t=﹣1
B.當(dāng)時(shí),t=4
C.與夾角為鈍角時(shí),則t的取值范圍為(﹣∞,4)
D.當(dāng)t=2時(shí),在上的投影向量為
(多選)10.若復(fù)數(shù)z滿足|z﹣1﹣i|=1,則|z+2+3i|可能為( )
A.2B.4C.6D.8
(多選)11.窗花是貼在窗子或窗戶上的剪紙,是中國(guó)古老的傳統(tǒng)民間藝術(shù)之一,圖1是一個(gè)正八邊形窗花,圖2是從窗花圖中抽象出的幾何圖形的示意圖.已知正八邊形ABCDEFGH的邊長(zhǎng)為,P是正八邊形ABCDEFGH邊上任意一點(diǎn),則下列結(jié)論正確的是( )
A.
B.在向量上的投影向量為
C.若,則P為ED的中點(diǎn)
D.若P在線段BC上,且,則x+y的取值范圍為
三、填空題(本題共3小題,每小題5分,共15分,第13題第一空2分,第二空3分)
12.設(shè)z∈C,且,其中i為虛數(shù)單位,則的模為 .
13.已知向量,,,= ;在上的投影向量的坐標(biāo)為 .
14.如圖,在△ABC中,D是BC的中點(diǎn),E在邊AB上,BE=2EA,AD與CE交于點(diǎn)O.若?=6?,則的值是 .
四、解答題(本題共5小題,共77分,解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明,證明過(guò)程或演算步驟)
15.如圖所示,△OBC中,點(diǎn)A為BC中點(diǎn),點(diǎn)D是線段OB上靠近點(diǎn)B的一個(gè)三等分點(diǎn),CD,OA相交于點(diǎn)E,設(shè)=,=.
(1)用,表示,;
(2)若=λ,求λ.
16.已知復(fù)數(shù)z=1+i(i是虛數(shù)單位)是方程x2﹣px+q=0的根,其中p,q是實(shí)數(shù).
(1)求p和q的值;
(2)若(p+qi)?(m2+2mi)是純虛數(shù),求實(shí)數(shù)m的值.
17.已知,,在同一平面內(nèi),且=(1,2).
(1)若||=3,且∥,求;
(2)若||=,且(+2)⊥(﹣),求與的夾角的余弦值.
18.(17分)已知在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊長(zhǎng)分別為a,b,c且滿足b=acsC+csinA.
(1)求A的大??;
(2)若csB=,BC=5,=,求CD的長(zhǎng).
19.(17分)“費(fèi)馬點(diǎn)”是由十七世紀(jì)法國(guó)數(shù)學(xué)家費(fèi)馬提出并征解的一個(gè)問(wèn)題.該問(wèn)題是:“在一個(gè)三角形內(nèi)求作一點(diǎn),使其與此三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的距離之和最?。币獯罄麛?shù)學(xué)家托里拆利給出了解答,當(dāng)△ABC的三個(gè)內(nèi)角均小于120°時(shí),使得∠AOB=∠BOC=∠COA=120°的點(diǎn)O即為費(fèi)馬點(diǎn);當(dāng)△ABC有一個(gè)內(nèi)角大于或等于120°時(shí),最大內(nèi)角的頂點(diǎn)為費(fèi)馬點(diǎn).試用以上知識(shí)解決下面問(wèn)題:已知△ABC的內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,且cs2B+cs2C﹣cs2A=1.
(1)求A;
(2)若bc=2,設(shè)點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),求;
(3)設(shè)點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),|PB|+|PC|=t|PA|,求實(shí)數(shù)t的最小值.
參考答案
一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.已知i是虛數(shù)單位,則的虛部為( )
A.2B.2iC.1D.i
【分析】根據(jù)已知條件,結(jié)合復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,以及虛部的定義,即可求解.
解:==1+2i,其虛部為2.
故選:A.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,以及虛部的定義,屬于基礎(chǔ)題.
2.已知向量,滿足|+|=2,?=2,則|﹣|=( )
A.8B.4C.2D.1
【分析】根據(jù)數(shù)量積的運(yùn)算可得到,進(jìn)而求出的值,從而得出的值.
解:
=
=4;
∴.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】考查數(shù)量積的運(yùn)算,求而求的方法.
3.歐位在1748年給出的著名公式eiθ=csθ+isinθ(歐拉公式)是數(shù)學(xué)中最卓越的公式之一,其中,底數(shù)e=2.71828…,根據(jù)歐拉公式eiθ=csθ﹣isinθ.任何一個(gè)復(fù)數(shù)z=r(csθ+isinθ)都可以表示成z=reiz的形式,我們把這種形式叫做復(fù)數(shù)的指數(shù)形式,若復(fù)數(shù)z1=2ei,z2=ei,則復(fù)數(shù)z=在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
【分析】復(fù)數(shù)z1=2ei=2=1+i,z2=ei==i,再利用復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則、幾何意義即可得出.
解:復(fù)數(shù)z1=2ei=2=1+i,z2=ei==i,
則復(fù)數(shù)z====﹣i在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在第四象限.
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了復(fù)數(shù)的指數(shù)與三角函數(shù)形式、復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則幾何意義,考查了推理能力與計(jì)算能力,屬于中檔題.
4.用斜二測(cè)畫(huà)法畫(huà)水平放置的△ABC的直觀圖△A′B′C′如圖所示,則在△ABC的三邊及中線AD中,最長(zhǎng)的線段是( )
A.ABB.ADC.BCD.AC
【分析】由斜二測(cè)畫(huà)法法則知直觀圖△A′B′C′對(duì)應(yīng)的原圖形△ABC是直角三角形,由此判斷出結(jié)論.
解:由斜二測(cè)畫(huà)法法則知,直觀圖△A′B′C′對(duì)應(yīng)的原圖形△ABC是直角三角形,
其中AC是斜邊,AD是直角邊上的中線,所以最長(zhǎng)的線段是AC.
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了斜二測(cè)畫(huà)法法則應(yīng)用問(wèn)題,是基礎(chǔ)題.
5.已知銳角△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c.若,,bc=6,則b+c=( )
A.9B.8C.5D.4
【分析】利用誘導(dǎo)公式、兩角和的余弦公式化簡(jiǎn)已知條件,求得A,利用余弦定理求得b+c.
解:∵,A+B+C=π,
∴,,
∴,
∵△ABC為銳角三角形,∴sinB≠0,
∴.而,∴,
由余弦定理可得,∴7=b2+c2﹣6,
∴b2+c2=13,
則.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了誘導(dǎo)公式的應(yīng)用,考查了兩角和與差的三角函數(shù)公式,屬于中檔題.
6.我國(guó)東漢末數(shù)學(xué)家趙爽在《周髀算經(jīng)》中利用一副“弦圖”給出了勾股定理的證明,后人稱(chēng)其為“趙爽弦圖”,它是由四個(gè)全等的直角三角形與一個(gè)小正方形拼成的一個(gè)大正方形,如圖所示.在“趙爽弦圖”中,若,,,則=( )
A.B.
C.D.
【分析】利用平面向量的線性運(yùn)算及平面向量的基本定理求解即可.
解:過(guò)F作FG⊥BC于G,不妨設(shè)BE=3,EF=1,
則BF=4,F(xiàn)C=BE=3,所以BC=5,F(xiàn)G=,BG=,
所以=,=
所以=+=+=+.
故選B.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查平面向量的線性運(yùn)算及平面向量的基本定理,考查運(yùn)算求解能力,屬于基礎(chǔ)題.
7.已知△ABC中,角A、B、C的對(duì)邊分別是a、b、c,若+=2c,則△ABC是( )
A.等邊三角形B.銳角三角形
C.等腰直角三角形D.鈍角三角形
【分析】由已知及正弦定理可得:,而+≥2=2,當(dāng)且僅當(dāng)sinA=sinB時(shí)取等號(hào),即2sinC≥2,解得∠C=90°,A=B,從而得解.
解:∵+=2c,
∴由正弦定理可得:,而+≥2=2,當(dāng)且僅當(dāng)sinA=sinB時(shí)取等號(hào).
∴2sinC≥2,即sinC≥1,又sinC≤1,故可得:sinC=1,
∴∠C=90°.
又∵sinA=sinB,可得A=B,
故三角形為等腰直角三角形.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了正弦定理,基本不等式的解法,正弦函數(shù)的圖象和性質(zhì),屬于中檔題.
8.在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,a=b=5,c=8,I是△ABC內(nèi)切圓的圓心,若=x+y,則x+y的值為( )
A.B.C.D.
【分析】建系,根據(jù)坐標(biāo)法,平面向量坐標(biāo)運(yùn)算,三角形內(nèi)心性質(zhì),方程思想即可求解.
解:如圖,∵a=b=5,c=8,∴△ABC內(nèi)切圓的圓心I在AB邊高線OC上(也是AB邊上的中線),
∴OA=OB=4,OC=,
以AB直線為x軸,AB的垂直平分線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,
則A(﹣4,0),B(4,0),C(0,3),
設(shè)△ABC內(nèi)切圓的半徑為r,根據(jù)等面積算法可得:
,
∴,
解得r=,故內(nèi)心I為(0,),
∴,,,
∵=x+y,
∴(4,)=x(8,0)+y(4,3),
∴,∴,∴,
∴x+y=,
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查面向量坐標(biāo)運(yùn)算,三角形內(nèi)心性質(zhì),方程思想,坐標(biāo)法,屬基礎(chǔ)題.
二、多選題(本題共3小題,每小題6分,共18分,在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)是符合題目要求,全部選對(duì)得6分,部分選對(duì)得部分分,有選錯(cuò)的得0分)
(多選)9.已知向量=(﹣6,3),=(2,t),則下列說(shuō)法不正確的是( )
A.當(dāng)=(﹣4,4)時(shí),t=﹣1
B.當(dāng)時(shí),t=4
C.與夾角為鈍角時(shí),則t的取值范圍為(﹣∞,4)
D.當(dāng)t=2時(shí),在上的投影向量為
【分析】對(duì)于A,結(jié)合向量的坐標(biāo)運(yùn)算,即可求解;
對(duì)于B,結(jié)合向量垂直的性質(zhì),即可求解;
對(duì)于C,結(jié)合平面向量的數(shù)量積運(yùn)算,以及向量共線的性質(zhì),即可求解;
對(duì)于D,結(jié)合投影向量的公式,即可求解.
解:=(﹣6,3),=(2,t),
則=(﹣4,4)=(﹣4,3+t),即3+t=4,解得t=1,故A錯(cuò)誤;
當(dāng)時(shí),
則(﹣6)×2+3t=0,解得t=4,故B正確;
當(dāng)與夾角為鈍角時(shí),
則,解得t<4且t≠﹣1,
故t的取值范圍為(﹣∞,﹣1)∪(﹣1,4),故C錯(cuò)誤;
t=2,
則=(﹣6,3),=(2,2),
故在上的投影向量為=,故D錯(cuò)誤.
故選:ACD.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查平面向量的數(shù)量積運(yùn)算,考查轉(zhuǎn)化能力,屬于中檔題.
(多選)10.若復(fù)數(shù)z滿足|z﹣1﹣i|=1,則|z+2+3i|可能為( )
A.2B.4C.6D.8
【分析】設(shè)z=x+yi,由復(fù)數(shù)的幾何意義得出復(fù)數(shù)z對(duì)應(yīng)復(fù)平面的軌跡,再由距離公式結(jié)合圓的性質(zhì)得|z+2+3i|的范圍即可求解.
解:設(shè)z=x+yi(x,y∈R),
∵|z﹣1﹣i|=1,
∴,
∴(x﹣1)2+(y﹣1)2=1,表示以A(1,1)為圓心,1為半徑的圓,
|z+2+3i|=|x+2+(y+3)i|=,表示點(diǎn)(x,y)到點(diǎn)B(﹣2,﹣3)之間的距離,
連接AB交圓A于點(diǎn)C,延長(zhǎng)線交圓A于點(diǎn)D,如圖所示:
|BC|=|AB|﹣1=5﹣1=4,|BD|=|AB|+1=6,
即|z+2+3i|∈[4,6],
觀察四個(gè)選項(xiàng)可知,|z+2+3i|可能為4,6.
故選:BC.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了復(fù)數(shù)的幾何意義,考查了兩點(diǎn)間距離公式的應(yīng)用,屬于中檔題.
(多選)11.窗花是貼在窗子或窗戶上的剪紙,是中國(guó)古老的傳統(tǒng)民間藝術(shù)之一,圖1是一個(gè)正八邊形窗花,圖2是從窗花圖中抽象出的幾何圖形的示意圖.已知正八邊形ABCDEFGH的邊長(zhǎng)為,P是正八邊形ABCDEFGH邊上任意一點(diǎn),則下列結(jié)論正確的是( )
A.
B.在向量上的投影向量為
C.若,則P為ED的中點(diǎn)
D.若P在線段BC上,且,則x+y的取值范圍為
【分析】以AE所在直線為y軸,GC所在直線為x軸建立直角坐標(biāo)系,計(jì)算各點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算,A錯(cuò)誤,投影向量為,B正確,直線與正八邊形有兩個(gè)交點(diǎn),C錯(cuò)誤,,D正確,得到答案.
解:如圖所示:以AE所在直線為y軸,GC所在直線為x軸建立直角坐標(biāo)系,
設(shè)OA=OB=OC=OD=OE=OF=OG=OH=a,
則,整理得到,,G(﹣a,0),,設(shè)P(x0,y0),
對(duì)選項(xiàng)A:,,,錯(cuò)誤;
對(duì)選項(xiàng)B:,,,即投影向量為,正確;
對(duì)選項(xiàng)C:,,,整理得到,即,與正八邊形有兩個(gè)交點(diǎn),錯(cuò)誤;
對(duì)選項(xiàng)D:,,,,,
整理得到,,故,正確.
故選:BD.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查平面向量的數(shù)量積運(yùn)算,考查轉(zhuǎn)化能力,屬于中檔題.
三、填空題(本題共3小題,每小題5分,共15分,第13題第一空2分,第二空3分)
12.設(shè)z∈C,且,其中i為虛數(shù)單位,則的模為 .
【分析】根據(jù)已知條件,結(jié)合復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,以及復(fù)數(shù)模公式,即可求解.
解:,
則z(1﹣i)=2+2i,即z=,
故.
故答案為:.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,以及復(fù)數(shù)模公式,屬于基礎(chǔ)題.
13.已知向量,,,= ;在上的投影向量的坐標(biāo)為 .
【分析】由條件結(jié)合向量的模的坐標(biāo)表示求,根據(jù)向量的模與數(shù)量積的關(guān)系由條件求,再由投影向量的定義求在上的投影向量的坐標(biāo).
解:因?yàn)?,所以?br>由可得,
所以,即,
所以,
所以在上的投影向量為.
故在上的投影向量的坐標(biāo)為.
故答案為:;.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查平面向量的數(shù)量積運(yùn)算,考查轉(zhuǎn)化能力,屬于中檔題.
14.如圖,在△ABC中,D是BC的中點(diǎn),E在邊AB上,BE=2EA,AD與CE交于點(diǎn)O.若?=6?,則的值是 .
【分析】首先算出=,然后用、表示出、,結(jié)合?=6?得=,進(jìn)一步可得結(jié)果.
解:設(shè)=λ=(),
=+=+μ=+μ()
=(1﹣μ)+μ=+μ
∴,∴,
∴==(),
==﹣+,
6?=6×()?(﹣+)
=(++)
=++,
∵?=++,
∴=,∴=3,
∴=.
故答案為:
【點(diǎn)評(píng)】本題考查向量的數(shù)量積的應(yīng)用,考查向量的表示以及計(jì)算,考查計(jì)算能力.
四、解答題(本題共5小題,共77分,解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明,證明過(guò)程或演算步驟)
15.如圖所示,△OBC中,點(diǎn)A為BC中點(diǎn),點(diǎn)D是線段OB上靠近點(diǎn)B的一個(gè)三等分點(diǎn),CD,OA相交于點(diǎn)E,設(shè)=,=.
(1)用,表示,;
(2)若=λ,求λ.
【分析】(1)直接利用向量的線性運(yùn)算和加減法的應(yīng)用求解;
(2)直接利用向量的線性運(yùn)算和共線向量的充要條件求λ.
解:(1)∵=,=,
∴===2=;
===;
(2)設(shè)=μ(μ>0),
∴====(1﹣μ)+μ,
∵=,,
∴=,
又=λ=,且,不共線,
∴λ=2μ且,
得λ=.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查向量的線性運(yùn)算,平面向量基本定理,向量的加法和減法運(yùn)算,主要考查學(xué)生的運(yùn)算能力和轉(zhuǎn)換能力及思維能力,屬于基礎(chǔ)題.
16.已知復(fù)數(shù)z=1+i(i是虛數(shù)單位)是方程x2﹣px+q=0的根,其中p,q是實(shí)數(shù).
(1)求p和q的值;
(2)若(p+qi)?(m2+2mi)是純虛數(shù),求實(shí)數(shù)m的值.
【分析】(1)根據(jù)已知條件,結(jié)合一元二次函數(shù)在復(fù)平面中的復(fù)數(shù)根互為共軛復(fù)數(shù),即可求解.
(2)根據(jù)已知條件,結(jié)合復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,以及純虛數(shù)的定義,即可求解.
解:(1)∵z=1+i(i是虛數(shù)單位)是方程x2﹣px+q=0的根,
∴也是方程x2﹣px+q=0的根,
∴,解得p=q=2.
(2)由(1)可得,(p+qi)?(m2+2mi)=(2+2i)?(m2+2mi)=2m2﹣4m+(4m+2m2)i,
∵(p+qi)?(m2+2mi)是純虛數(shù),
∴,解得m=2.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,以及純虛數(shù)的定義,屬于基礎(chǔ)題.
17.已知,,在同一平面內(nèi),且=(1,2).
(1)若||=3,且∥,求;
(2)若||=,且(+2)⊥(﹣),求與的夾角的余弦值.
【分析】(1)由題意利用兩個(gè)向量平行的性質(zhì),用待定系數(shù)法求出求得的坐標(biāo).
(2)由題意利用兩個(gè)向量垂直的性質(zhì),兩個(gè)向量的夾角公式,求得與的夾角的余弦值.
解:(1)設(shè)=(x,y),∵=(1,2),||=3,且∥,
∴y=2x,x2+y2=45,
解得x=3,y=6;或 x=﹣3,y=﹣6,即 =(3,6),或 =(﹣3,﹣6).
(2)∵||=,且(+2)⊥(﹣),
∴(+2)?(﹣)=﹣2+=5﹣4+=0,∴=﹣1.
故與的夾角的余弦值為 ==﹣.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查兩個(gè)向量平行垂直的性質(zhì),兩個(gè)向量的夾角公式,屬于基礎(chǔ)題.
18.(17分)已知在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊長(zhǎng)分別為a,b,c且滿足b=acsC+csinA.
(1)求A的大?。?br>(2)若csB=,BC=5,=,求CD的長(zhǎng).
【分析】(1)利用正弦定理將邊化角,結(jié)合兩角和的正弦公式得出tanA;
(2)在△ABC中,使用正弦定理求出AB,得出DB,再在△BCD中使用余弦定理求出CD.
解:(1)在△ABC中,∵b=acsC+csinA中,∴sinB=sinAcsC+sinCsinA,
又∵sinB=sin(A+C)=sinAcsC+sinCcsA,
∴sinAcsC+csAsinC=sinAcsC+sinCsinA,
∴csAsinC=sinCsinA,
∵sinC≠0,∴csA=sinA,
∴tanA=1.
∴.
(2)∵csB=,∴sinB==,
∴sinC=sin(A+B)=sinAcsB+csAsinB=.
在△ABC中,由正弦定理得,即,
解得AB=7.
∵=,∴BD=.
在△BCD中,由余弦定理得CD2=BD2+BC2﹣2BC?BDcsB=1+25﹣2×=20.
∴CD=2.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了三角函數(shù)的恒等變換,正弦定理,余弦定理,屬于中檔題.
19.(17分)“費(fèi)馬點(diǎn)”是由十七世紀(jì)法國(guó)數(shù)學(xué)家費(fèi)馬提出并征解的一個(gè)問(wèn)題.該問(wèn)題是:“在一個(gè)三角形內(nèi)求作一點(diǎn),使其與此三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的距離之和最小.”意大利數(shù)學(xué)家托里拆利給出了解答,當(dāng)△ABC的三個(gè)內(nèi)角均小于120°時(shí),使得∠AOB=∠BOC=∠COA=120°的點(diǎn)O即為費(fèi)馬點(diǎn);當(dāng)△ABC有一個(gè)內(nèi)角大于或等于120°時(shí),最大內(nèi)角的頂點(diǎn)為費(fèi)馬點(diǎn).試用以上知識(shí)解決下面問(wèn)題:已知△ABC的內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,且cs2B+cs2C﹣cs2A=1.
(1)求A;
(2)若bc=2,設(shè)點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),求;
(3)設(shè)點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),|PB|+|PC|=t|PA|,求實(shí)數(shù)t的最小值.
【分析】(1)根據(jù)二倍角公式結(jié)合正弦定理角化邊化簡(jiǎn)cs2B+cs2C﹣cs2A=1可得a2=b2+c2,即可求得答案;
(2)利用等面積法列方程,結(jié)合向量數(shù)量積運(yùn)算求得正確答案;
(3)由(1)結(jié)論可得,設(shè)|PB|=m|PA|,|PC|=n|PA|,|PA|=x,推出m+n=t,利用余弦定理以及勾股定理即可推出m+n+2=mn,再結(jié)合基本不等式,即可求得答案.
解:(1)由已知△ABC中cs2B+cs2C﹣cs2A=1,即1﹣2sin2B+1﹣2sin2C﹣1+2sin2A=1,
故sin2A=sin2B+sin2C,由正弦定理可得a2=b2+c2,
故△ABC直角三角形,
即;
(2)由(1)可得,所以三角形ABC的三個(gè)角都小于120°,
則由費(fèi)馬點(diǎn)定義可知:∠APB=∠BPC=∠APC=120°,
設(shè),
由S△APB+S△BPC+S△APC=S△ABC,得,
整理得,
則=;
(3)點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),則,
設(shè)|PB|=m|PA|,|PC|=n|PA|,|PA|=x,m>0,n>0,x>0,
則由|PB|+|PC|=t|PA|,得m+n=t;
由余弦定理得,
,
,
故由|AC|2+|AB|2=|BC|2,得(n2+n+1)x2+(m2+m+1)x2=(m2+n2+mn)x2,
即m+n+2=mn,而m>0,n>0,故,
當(dāng)且僅當(dāng)m=n,結(jié)合m+n+2=mn,解得時(shí),等號(hào)成立,
又m+n=t,即有t2﹣4t﹣8≥0,解得或(舍去).
故實(shí)數(shù)t的最小值為.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查正弦定理及余弦定理的應(yīng)用,利用基本不等式的應(yīng)用,屬于中檔題.
這是一份河北省滄州市泊頭市第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期3月月考數(shù)學(xué)試題(無(wú)答案),共4頁(yè)。試卷主要包含了請(qǐng)將答案正確填寫(xiě)在答題卡上,若復(fù)數(shù)滿足,則可能為等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2023-2024學(xué)年河北省滄州市泊頭一中高一(下)月考數(shù)學(xué)試卷(3月份)(含解析),共14頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2023-2024學(xué)年河北省滄州市高一(上)期末數(shù)學(xué)試卷(含解析),共13頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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