模块综合检测A
(时间:120分钟,满分:150分)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知α是第二象限角,sin α=,则cos α=( )
A.- B.-
C. D.
解析:选A.因为α为第二象限角,所以cos α=-=-.
2.若|a|=1,|b|=2,|a+b|=,则a与b的夹角θ的余弦值为( )
A.- B.
C. D.-
解析:选B.由|a+b|=,得7=(a+b)2=a2+b2+2a·b=1+4+2×1×2cosθ,所以cos θ=.
3.已知a=,b=(sin 20°+cos 20°),c=,则( )
A.a
C.c解析:选A.因为a==sin 55°,
b=(sin 20°+cos 20°)=sin 65°,
c===tan 65°,
又sin 55°所以a4.已知向量a=(cos 75°,sin 75°),b=(cos 15°,sin 15°),则|a-b|的值为( )
A. B.1
C.2 D.3
解析:选B.如图,将向量a,b的起点都移到原点,即a=,b=,则|a-b|=||,且∠xOA=75°,∠xOB=15°,于是∠AOB=60°,又因为|a|=|b|=1,则△AOB为正三角形,从而||=|a-b|=1.
5.已知f(x)=sin +cos 的最大值为A.若存在实数x1,x2,使得对任意实数x总有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则A|x1-x2| 的最小值为( )
A. B.
C. D.
解析:选B.f(x)=sin +cos =sin 2 020x cos +cos 2 020x sin +cos 2 020x cos +sin 2 020x sin =sin 2 020x+cos 2 020x+cos 2 020x+sin 2 020x=sin 2 020x+cos 2 020x=2sin ,所以f(x)的最大值A=2.由题意得,|x1-x2|的最小值为=,所以A|x1-x2|的最小值为=.
6.
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函数f(x)=sin (2x+φ)(0<φ<π)的图象如图所示,为了得到g(x)=sin 2x 的图象,可将函数f(x)的图象( )
A.向右平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向左平移个单位
解析:选A.因为f(x)=sin (2x+φ)(0<φ<π),函数图象过点,所以-1=sin ,解得φ=,因此函数f(x)=sin 的图象向右平移个单位得到函数g(x)=sin 2x的图象,故选A.
7.已知函数f(x)=sin (ωx-)(ω>0)的图象关于点(,0)对称,且f(x)在(0,)上单调,则ω的取值集合为( )
A.{2} B.{8}
C.{2,8} D.{2,8,14}
解析:选C.因为f(x)的图象关于点(,0)对称,
所以sin (ω-)=0,
所以ω-=kπ,ω=6k+2,k∈Z ①;
因为0<x<,所以-<ωx-<ω-.
又f(x)在(0,)上单调,
所以ω-≤,所以0<ω≤8 ②,
由①②得ω的取值集合为{2,8}.故选C.
8.
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如图所示,半圆的直径AB=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OC上的动点,则(+)·的最小值是( )
A.2 B.0
C.-1 D.-2
解析:选D.由平行四边形法则得+=2,
故(+)·=2·,又||=2-||,且,反向,设||=t(0≤t≤2),
则(+)·=2·=-2t(2-t)
=2(t2-2t)=2[(t-1)2-1].
因为0≤t≤2,所以当t=1时,(+)·有最小值,最小值为-2.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.下列选项中,值为的是( )
A.cos 36°cos 72° B.sin sin
C.+ D.-cos215°
解析:选AB.对于A,cos36°cos 72°=
====,故A正确;
对于B,sin sin =sin cos
=·2sin cos =sin =,故B正确;
对于C,原式=
==
==4,故C错误;
对于D,-cos215°=-(2cos215°-1)=-cos30°=-,故D错误.
10.定义两个非零平面向量的一种新运算a*b=|a||b|·sin 〈a,b〉,其中〈a,b〉表示a,b的夹角,则对于两个非零平面向量a,b,下列结论一定成立的有( )
A.a在b上的投影的数量为|a|·sin 〈a,b〉
B.(a*b)2+(a·b)2=|a|2|b|2
C.λ(a*b)=(λa)*b
D.若a*b=0,则a与b平行
解析:选BD.对于选项A,a在b上的投影的数量为|a|·cos 〈a,b〉,故选项A错误.
对于选项B,(a*b)2+(a·b)2
=|a|2|b|2(sin2〈a,b〉+cos2〈a,b〉)
=|a|2|b|2,故选项B正确.
对于选项C,λ(a*b)=λ|a||b|sin〈a,b〉.
(λa)*b=|λa||b|sin 〈λa,b〉,
当λ<0时,不成立,故选项C错误.
因为a*b=0,所以sin 〈a,b〉=0,
所以〈a,b〉=0°或180°,即a与b平行,故选项D正确.
11.若函数f(x)=sin (ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的最小正周期为3π,f()=-f(0),则( )
A.φ=
B.直线x=4π是f(x)图象的对称轴
C.点(-,0)是f(x)图象的对称中心
D.f(x)在(0,π)上单调递增
解析:选BD.因为f(x)的最小正周期T=3π,所以ω==,则f(x)=sin (x+φ).
对于A,因为f()=-f(0),
所以f(x)的图象关于点(,0)中心对称,
所以×+φ=kπ(k∈Z),
解得φ=-+kπ(k∈Z),
又|φ|<,所以φ=-,A错误;
对于B,由A知f(x)=sin (x-),
当x=4π时,x-=-=,所以直线x=4π是f(x)图象的对称轴,B正确;
对于C,当x=-时,x-=--=-,所以点(-,0)不是f(x)图象的对称中心,C错误;
对于D,当x∈(0,π)时,x-∈(-,),
所以f(x)在(0,π)上单调递增,D正确.故选BD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.在平面直角坐标系xOy中,已知=(-1,t),=(2,2).若∠ABO=90°,则实数t的值为____________.
解析:因为∠ABO=90°,所以⊥,所以·=0.又=-=(2,2)-(-1,t)=(3,2-t),所以(2,2)·(3,2-t)=6+2(2-t)=0,所以t=5.
答案:5
13.某旅游区每年各个月接待游客的人数近似地满足周期性规律,因而一年中的第n个月从事旅游服务工作的人数f(n)可以近似用函数f(n)=3 000cos +4 000来表示(其中n=1,2,…,12).当该旅游区从事旅游服务工作的人数在5 500或5 500以上时,该旅游区进入了一年中的“旅游旺季”,那么该旅游区一年中进入“旅游旺季”的月份有________个.
解析:令3 000cos +4 000≥5 500,
即cos ≥,则-+2kπ≤+≤+2kπ,k∈Z,解得-6+12k≤n≤-2+12k,k∈Z.
因为1≤n≤12,n∈N+,所以6≤n≤10,n∈N+.所以n=6,7,8,9,10,共5个.
答案:5
14.已知向量=(2,0),=(2,2),=(cos θ,sin θ)(θ∈R),则向量与的夹角的取值范围是______________.
解析:因为=(cos θ,sin θ),
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所以||=,所以A的轨迹是以C为圆心,以为半径的圆.
当OA与圆C相切时,对应的与的夹角取得最值.
因为|OC|=2,|CA|=,
所以∠COA=,又tan ∠COB==1,
所以∠COB=,所以两向量的夹角的最小值为-=;最大值为+=.
故向量与的夹角的取值范围是.
答案:
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分13分)已知≤α≤,π≤β≤,sin 2α=,cos (α+β)=-.求:
(1)cos 2α的值;
(2)角β-α的值.
解:(1)由≤α≤得≤2α≤π,
因为sin 2α=,
则cos 2α=-=-=-.
(2)由≤α≤,π≤β≤知≤α+β≤2π,
因为cos (α+β)=-,
则sin (α+β)=-
=-=-,
由sin (β-α)=sin [(α+β)-2α]
=sin (α+β)cos 2α-cos (α+β)sin 2α
=-×(-)-(-)×=,
又≤β-α≤,故β-α=.
16.(本小题满分15分)已知A(2,0),B(0,2),C(cos α,sin α)(0<α<π).
(1)若|+|=(O为坐标原点),求与的夹角;
(2)若⊥,求tan α的值.
解:(1)因为+=(2+cos α,sin α),
|+|=,所以(2+cos α)2+(sin α)2=7,
解得cos α=.又α∈(0,π),所以α=,
所以=(,),所以cos 〈,〉==,
所以与的夹角为.
(2)=(cos α-2,sin α),=(cos α,sin α-2)
因为⊥,所以·=0,
即cos α+sin α=,两边平方得2sin αcos α=-,
因为α∈(0,π),所以α∈,又cos2α+sin2α=1,
所以cosα=,sin α=,所以tan α=-.
17.(本小题满分15分)已知函数f(x)=sin 2x+2cos2x+2.
(1)求f(x)的单调递减区间;
(2)将y=f(x)的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位得到y=g(x)的图象,当x∈[-,]时,方程g(x)=m有解,求实数m的取值范围.
解:(1)因为f(x)=sin2x+2cos2x+2
=sin2x+cos 2x+3=2sin (2x+)+3,
由+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,所以f(x)的单调递减区间为[+kπ,+kπ],k∈Z.
(2)由(1)知f(x)=2sin (2x+)+3,
那么将f(x)图象上各点的纵坐标保持不变,
横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位,得到g(x)=2sin x+3的图象.
当x∈[-,]时,sin x∈[-,],g(x)∈[2,3+],
由方程g(x)=m有解,可得实数m的取值范围为[2,3+].
18.(本小题满分17分)已知函数f(x)=A sin (A>0,ω>0)只能同时满足下列三个条件中的两个:①函数f(x)的最大值为2;②函数f(x)的图象可由y=sin (x-)的图象平移得到;③函数f(x)图象的相邻两条对称轴之间的距离为.
(1)请写出这两个条件序号,说明理由,并求出f(x)的解析式;
(2)求方程f(x)+1=0在区间[-π,π]上所有解的和.
解:(1)函数f(x)=A sin 满足的条件为①③.
理由如下:由题意可知条件①②中的最大值不一样,所以互相矛盾,
故③为函数f(x)=A sin 满足的条件之一,由③可知,T=π,所以ω=2,故②不合题意,所以函数f(x)=A sin 满足的条件为①③;
由①可知A=2,所以f(x)=2sin .
(2)因为f(x)+1=0,所以sin =-,
所以2x+=-+2kπ(k∈Z)或2x+=+2kπ(k∈Z),所以x=-+kπ(k∈Z)或x=+kπ(k∈Z),
又因为x∈[-π,π],所以x的取值为-,,-,,
所以方程f(x)+1=0在区间[-π,π]上所有解的和为.
19.(本小题满分17分)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)(A>0,0<ω≤6,|φ|≤π)的部分图象如图所示.
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(1)求f(x)的解析式;
(2)已知α∈(,),f(α)=,求f(2α)的值;
(3)若关于x的方程f(x)=a在[,π]上有两个不同的实根x1,x2,且x1解:(1)由题图可知,A=1,因为f(0)=sin φ=-,又|φ|≤π,所以φ=-,
所以f(x)=sin (ωx-),又ω×-=+2kπ,k∈Z,
所以ω=2+6k,k∈Z,由0<ω≤6得ω=2,
所以f(x)=sin (2x-).
(2)因为f(α)=sin (2α-)=,
所以cos (4α-)=1-2×()2=-,
又α∈(,),所以4α-∈(π,),
所以sin (4α-)=-=-,
所以f(2α)=sin (4α-)=sin [(4α-)+]
=sin (4α-)cos +cos (4α-)sin
=-×+(-)×=-.
(3)令t=2x-,则当x∈[,π]时,t∈[,],易知函数y=sin t在[,]上单调递减,
在[,]上单调递增,又sin =,sin =-1,sin =-,
因为方程f(x)=a在[,π]上有两个不同的实根x1,x2,所以y=sin t,t∈[,]的图象与直线y=a有两个不同的交点,设交点的横坐标分别为t1,t2,且t1INCLUDEPICTURE "../../BM5.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator.SKY-20220223KGS\\Desktop\\BM5.TIF" \* MERGEFORMATINET
由图知-1又≤t1=2x1-<,所以≤x1<,
所以2x1+x2=x1+x1+x2=x1+∈[,).