2025高考数学专项复习数学文化与新定义专题专题05 向量专题（数学文化）含解析

2025高考数学专项复习数学文化与新定义

专题专题05向量专题（数学文化）含解析

专题05向量专题（数学文化）

一、单选题

1.（2022・全国•高三专题练习）2022年北京冬奥会开幕式中，当《雪花》这个节目开始后，一片巨大的“雪

花''呈现在舞台中央，十分壮观.理论上，一片雪花的周长可以无限长，围成雪花的曲线称作“雪花曲线”，

又称“科赫曲线”，是瑞典数学家科赫在1904年研究的一种分形曲线.如图是“雪花曲线”的一种形成过程：

从一个正三角形开始，把每条边分成三等份，然后以各边的中间一段为底边分别向外作正三角形，再去掉

底边，重复进行这一过程.已知图①中正三角形的边长为6,则图③中的值为（）

2.（2023・全国•高三专题练习）庄叫美丽的国旗和国徽上的五角星是革命和光明的象征.正五角星是•个非

常优美的几何图形，且与黄金分割有着密切的联系，在如图所示的正五角星中，以4B，C,D,E为顶点

的多边形为正五边形，且与=下列关系中正确的是（）

AT2

Js-1

D.AT+BQ=^—CR

3.（2023•全国•高三专题练习）数学家欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理：三角

形的外心、重心、垂心依次位于同一条直线上，且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半，该直线被称

为三角形的欧拉线，设点O,G,"分别为任意../5C的外心、重心、垂心，则下列各式一定正确的是（）

A.OG=-OHB.OH=-GH

23

“AO+2AH/2BO+BH

Cr.AG=---------nD.BG=---------

33

4.（2021秋・山东威海•高三统考期中）向量旋转具有反映点与点之间特殊劝应关系的特征，在电子信息传导

方面有重要应用.平面向量旋转公式在中学数学中用于求旋转相关点的轨迹方程具有明显优势，已知对任

意平面向量AB=（x,y）,把AB绕其起点沿逆时针方向旋转。角得到向量AP=（vcos0-ysin&xsin0+ycos0）,

叫做把点8绕点A沿逆时针方向旋转。角得到点尸，已知平面内点A（l,2）,点网"&,2+2&）,点A绕点

A沿顺时针方向旋转£后得到点P,则点。的坐标为（）

4

A.（1,3）B.（-3,1）C.（2,5）D.（-2,3）

5.（2022・高一课时练习）我校八角形校徽由两个正方形叠加变形而成，喻意“方方正正做人“，又寄托南开

人”面向四面八方，胸怀博大，广纳新知，锐意进取''之精神，如图，在抽象自“南开校徽”的多边形中，己知

其由一个正方形与以该正方形中心为中心逆时针旋转45后的正方形组合而成，已知向量〃，&,则向量a（）

A.2〃+3AB.（2+夜）〃+34

C.（2+/）〃+（2+&）kD.（1+闾〃+（2+立快

6.（2022春•黑龙江黑河・高一嫩江市高级中学校联考阶段练习）下面图1是某晶体的阴阳离子单层排列的平

面示意图.其阴离子排列如图2所示，图2中圆的半径均为1,且相邻的圆都相切，A、3、C、。是其中

四个圆的圆心，则AB-CO=（）.

图1

7.（2022•全国•高三专题练习）伟大的法国数学家笛卡儿（Descartes1596〜1650）创立了直角坐标系.他用平

面上的一点到两条固定直线的距离来确定这个点的位置，用坐标来描述空间上的点，因此直角坐标系又被

称为“笛卡尔系”；直角坐标系的引入，将诸多的几何学的问题归结成代数形式的问题，大大降低了问题的难

度，而直角坐标系，在平面向量中也有着重要的作用；在正三角形ABC中，。是线段8c上的点，AB=3,

BD=2,则.

A.3B.6C.9D.12

8.（2021春・福建福州•高一校考阶段练习）“勾3股4弦5”是勾股定理的一个特例.根据记载，西周时期的数

学家商高曾经和周公讨论过“勾3股4弦5”的问题，毕达哥拉斯发现勾股定理早了500多年，如图，在矩形

ABCQ中，满足“勾3股4弦5"，且AB=3,七为4。上一点，AC.若BE=484+,则4+〃

的值为（）

B.士正BA+匕叵BG

210

D.2BA』

25

11.（2022秋•宁夏银川•高三银川一中校考阶段练习）圆是中华民族传统文化的形态象征，象征着“圆满”和“饱

满”，是自古以和为贵的中国人所崇拜的图腾.如图，A8是圆0的一条直径，且1AAi=4.C,。是圆。上

的任意两点，点Q在线段上，则PVP8的取值范围是（）

A.[-1,2]B.[后2]C.[3,4]D.[-1,0]

12.（2023・全国•高三专题练习）下如图是世界最高桥——贵州北盘江斜拉桥.卜•如图是根据下如图作的简易

侧视图（为便于计算，侧视图与实物有区别）.在侧视图中，斜拉杆以，PB,PC,尸。的一端P在垂直于水

平面的塔柱上，另一端4B,C,。与塔柱上的点O都在桥面同一侧的水平直线上.已知AB=8m,80=16m,

PO=12m,P8.PC=0.根据物理学知识得如A+P4）+g（PC+*=2PO,则Q=（）

A.28mB.20mC.31mD.22m

13.（2022・全国•高三专题练习）我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理，创制了一幅“弦图”，后人称为“赵

爽弦图“，它是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形，如图所示，若=

则潴=（）

AF=-AEt

3

64B,巴〃?+9〃96

A.—〃？+—nc.D.—m+—n

1313131313131313

14.（2022春•江苏南京•高三金陵中学校考阶段练习）2021年第十届中国花卉博览会兴办在即，其中，以“蝶

恋花”为造型的世纪馆引人注H（如图①），而美妙的蝴蝶轮变不仅带来生活中的赏心悦目，也展示了极致

的数学美学世界.数学家曾借助三角函数得到了蝴蝶曲线的图像，探究如下：如图②，平面上有两定点。,

A,两动点8,Q,且|。,=|。8卜1,Q4绕点。逆时针旋转到。B所形成的角记为。.设函数

1,A>0

/(^)=4-sign(^)-sin5^,乃)，其中，sign(X)=«0,N=0,令夕=/(。)，作OQ=pO8随着。的

-l,x<0

,Q

A

D.

15.（2023秋・云南・高三云南师大附中校考阶段练习）窗花是贴在窗纸或窗户玻璃上的剪纸，是中国古老的

汉族传统民间艺术之一，它历史悠久，风格独特，深受国内外人士所喜爱.如图甲是一个正八边形窗花隔

断，图乙是从窗花图中抽象出的几何图形示意图.已知正八边形八"CD/7G”的边长为2&，历是正八边

形ABC-DEFGH边上任意一点,则的最大值为（）

D.24+16立

二、多选题

16.（2022・全国•高三专题练习）古代典籍《周易》中的“八卦”思想在我国建筑中有一定影响.如图是受“八

卦''的启示，设计的正八边形的八角窗，若O是正八边形的中心，旦则（）

A.A疗与C尸能构成一组基底B.ODOF=0

C.OA+OC=42OBD.ACCD=^

17.（2022春・广东揭阳•高一校考阶段练习）“圆哥定理”是平面几何中关于圆的一个重要定理，它包含三个

结论，其中一个是相交弦定理：圆内的两条相交弦，被交点分成的两条线段长的枳相等.如图，已知圆。的

半径为2,点P是圆。内的定点，且OP=&,弦AC、8。均过点P,则下列说法正确的是（）

A.PAPC为定值B.O/VOC的取值范围是[-2,0]

C.当AC/8O时，八8co为定值D.卜4仍4的最大值为12

18.（2021春•江苏常州•高一常州市北郊高级中学校考阶段练习）（多选）古代中国的太极八卦图是以同圆内

的圆心为界，画出相等的两个阴阳鱼，阳鱼的头部有阴眼，阴鱼的头部有个阳眼，表示万物都在相互转化，

互相渗透，阴中有阳，阳中有阴，阴阳相合，相生相克，蕴含现代哲学中的矛盾对立统一规律.图2（正八

边形ABCDEFGH）是由图1（八卦模型图）抽象而得到，并建立如下平面直角坐标系，设04=1.则下述四

个结论，正确结论是（）

图1图2

A.以直线。〃为终边的角的集合可以表示为|。。=彳+24乃

B.在以点。为圆心、CM为半径的圆中，弦所对的弧长为£

4

C.OAOD=—

一2

D.BF=（-x/2,-V2）

19.（2022・甘肃张掖,高台县第一中学校考模拟预测）八卦是中国文化的基本哲学概念，如图1是八卦模型

图，其平面图形记为图2中的正八边形A8CQEPG”，其中OA=1,则下列结论正确的有（）

E

B.OB+OH=-y/20E

C.AHHO=BCBO

D.向量DE在向量八6卜的投影向量为-#A8

2（）.（2020春.广东东莞•高一校考阶段练习）数学家欧拉在1765年提出定理：三角形的外心、重心、垂心依次

位于同一条直线上，且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半，此直线被称为三角形的欧拉线，该定

理则被称为欧拉线定理.设点O、G、〃分别是二4?。的外心、重心、垂心，且M为BC的中点，则（）

A.GA+G8+GC=0B.AC=2HM-4MO

C.AH=3OMD.OA卜网=国

21.（2021.全国•高三专题练习）奔驰定理：已知。是“3。内的一点，BOC,AOC,一工QB的面积分别

为5”SB，S「则5/。4+5屋。8+51%=（）.“奔驰定理''是平面向量中一个非常优美的结论，因为这个

定理对应的图形与“奔驰”轿车（Mercede欣7?z）的例。很相似，故形象地称其为“奔驰定理”.若。、P是锐角

ABC内的点，A、B、。是4ABe的三个内角，且满足PA+P8+PC=；CA,OAOB=OBOC=OCOA

则（）

A.SNAB：S4PBe'&PCA—4：2:3

B.ZA+ZBOC=n

C.|OA|:\pB:OC=cosA:cosB:cosC

D.tanA-OA4-tan-OB+tanC-OC=0

三、填空题

22.（2020秋泗川成都•高一成都七中校考阶段练习）早在两千多年前，我国首部数学专著《九章算术》中，

就提出了宛田（扇形面积）的计算方法:“以径乘周，四而一（直径W弧长乘积的四分之一）.己知扇形AOB的弧

长为24,面积为6小设+。8卜4网，则实数2等于.

23.（2022秋・四川内江•高三四川省隆昌市第一中学校考开学考试）《易经》是阐述天地世间关于万象变化的

古老经典，如图所示的是《易经》中记载的几何图形——八卦图.图中正八边形代表八卦，中间的圆代表阴

阳太极图，其余八块面积相等的图形代表八卦图.已知正八边形A4CQEFG”的边长为2,0是正八边形

ABCDEFGH所在平面内的一点，则PA-PB的最小值为.

24.（2022秋•全国•高二校联考开学考试）赵爽是我国古代数学家、天文学家，大约在公元222年，赵爽为

《周髀算经》一书作序时，介绍了“勾股圆方图”，亦称“赵爽弦图''（以直角三角形的斜边为边得到的正方形）.

类比“赵爽弦图”，构造如图所示的图形，它是由三个全等的三角形与中间的一个小等边三角形拼成的一个大

等边三角形，且。尸=24尸，点M为AB的中点，点P是〃）所内（含边界）一点,且=

则儿的最大值为.

23.（2022・全国•高三专题练习）中国文化博大精深，“八卦”用深邃的哲埋解释自然、社会现象.如图3）

是八卦模型图，将共简化成图（2）的正八边形A4CQ£AG”，若A3=l,则AC-AE=.

图（1）图⑵

26.（2022春.福建泉州•高一校考期中）著名数学家欧拉提出了如下定理：三角形的外心、重心、垂心依次

位于同一直线上，且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半，此直线被称为一:角形的欧拉线，该定理

被称为欧拉线定理.已知48C的外心为O,重心为G,垂心为"，加为8c中点，且48=5,AC=4,则

下列各式正确的有.

®AGBC=-3®AOBC=-6

®OH=OA+OB+OC®AB+AC=4OM+2HM

27.（2022・全国•高三专题练习）笛卡尔坐标系是直角坐标系与斜角坐标系的统称，如图，在平面斜角坐标

系；。），中，两坐标轴的正半轴的夹角为60。，与分别是与x轴，轴正方向同向的单位向审，若向量

〃二町+）%，则称有序实数对（尤力为〃在该斜角坐标系下的坐标.若向量加，〃在该斜角坐标系下的坐标分

别为（3,2）,（2/）,当人时，*〃=11.

28.（2021砌南校联考二模）根据《周髀算经》记载，公元前十一世纪，数学家商高就提出“勾三股四弦五”,

故勾股定理在中国又称商高定理.而勾股数是指满足勾股定理的正整数组(〃/“)，任意一组勾股数都可以表

a=一叫，

示为如下的形式：b=2kmn,其中％,m〃均为正整数，且小>〃.如图所示，！P瓦'中，PE上PF,

c=k^m2+〃)

PF=\2>PE,三边对应的勾股数中k=l,〃=2,点M在线段£尸上，.且EM=〃?，则.

四、解答题

29.(2022春・江苏泰州•高一校考阶段练习)数学中处处存在着美，机械学家莱洛发现的莱洛三角形就给人

以对称的美感.莱洛二角形的画法：先画等边二角形A4C，再分别以点儿£C为圆心，线段八6氏为半径画

圆弧，便得到莱洛三角形.如图所示，已知A4=2,点P,Q分别在弧AC，弧A8上，且/PBC=a,/QCB=0.

(1)若。=段时，求8P的值.

14

(2)若。=着7T,尸=?7T时，求8UUPCULMQ1的值.

专题05向量专题（数学文化）

一、单选题

1.（2022•全国•高三专题练习）2022年北京冬奥会开幕式中，当《雪花》这个节目开始后，

一片巨大的“雪花”呈现在舞台中央，十分壮观.理论上，一片雪花的周长可以无限长，围成

雪花的曲线称作“雪花曲线”，又称“科赫曲线”，是瑞典数学家科赫在1904年研究的一种分

形曲线.如图是“雪花曲线''的一种形成过程：从一个正三角形开始，把每条边分成三等份,

然后以各边的中间一段为底边分别向外作正三角形，再去掉底边，重复进行这一过程.已知

图①中正三角形的边长为6,则图③中OM.ON的值为：）

【答案】A

【分析】在图③中，以。为坐标原点建立如图所示的平面直角坐标系，由向量的运算求得

OM,ON的坐标，再由数最积的坐标表示计算.

【详解】在图③中，以。为坐标原点建立如图所示的平面直角坐标系，

=4,OM=（2cos-,2sin-）=（2,2®

133

|MP|=|,即MP=(20),

|PN|=],由分形知PN//OM,所以PN=d,

1133

所以OV=OM+MP+PN=(5,手)，

所以OM-ON=2x5+2A速=24.

3

故选：A.

2.（2023・全国•高三专题练习）庄严美丽的国旗和国徽上的五角星是革命和光明的象征.正

五角星是一个非常优美的几何图形，且与黄金分割有着密切的联系，在如图所示的正五角星

中，以A,B,C,D,E为顶点的多边形为正五边形，旦冬=或二！.下列关系中正碓的是

AT2

（.）

4

B.CQ+TP=——TS

2

-1

C.ES-AP=^-^BQ

2

D.AT+BQ=^^-CR

【答案】A

【分析】利用平面向量的概念、平面向量的加法、减法、数乘运算的几何意义，便可解决问

题.

【详解】解：在如图所示的正五角星中，以A,B,C,D,E为顶点的多边形为正五边形，

且工包.

AT2

uirUIIuirurmr、尺+]uir

在A中，BP-TS=TE-TS=SE=——RS,故A正确；

2

ULKuirutruiriniJs.iuir

在B中，CQ+TP=PA+TP=TA=^—ST,故B错误：

在C中，ES-AP=RC-QC=RQ=^^-DR=^^-QB,故C错误;

在D中，AT+BQ=SD+RD,^^-CR=RS=RD-SD,

2

若AT+8Q=浮1CR，则SO=0,不合题意，故D错误.

故选：A.

3.（2023・全国•高三专题练习）数学家欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次

提出定理：三角形的外心、重心、垂心依次位于同一条直线上，且重心到外心的距离是重心到

垂心距离的一半，该直线被称为三角形的欧拉线，设点。,分别为任意44c的外心、重

心、垂心，则下列各式一定正确的是（）

A.OG=-OHB.OH=-GH

23

“AO+2AH“280+BH

Cr.AG=---------nD.BG=---------

33

【答案】D

【分析】根据三点共线和长度关系可知AB正误：利用向量的线性运算可表示出4GBG,

知CD正误.

【详解】

VQGH依次位于同一条直线上，且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半，

1♦|一3

:.OG=-GH,:.OG=-OH,OH=-GH,A错误，B错误；

232

AG=AO+OG=AO+^OH=AO+^AH-AO）=2A（）~AH>C错误；

BG=BO+OG=BO+goH=BO+—BO）=2*8”,D正确.

故选：D.

4.（2021秋・山东威海•高三统考期中）向量旋转具有反映点与点之间特殊对应关系的特征，

在电子信息传导方面有重要应用.平面向量旋转公式在中学数学中用于求旋转相关点的轨迹

方程具有明显优势，已知对任意平面向量A8=（x,y）,把A8绕其起点沿逆时针方向旋转夕角

得到向量AP=（_rcos〃-ysin0,.rsin0+ycos0）,叫做把点3绕点A沿逆时针方向旋转。角得到点

P，已知平面内点A（L2）,点8（1-血,2+2夜），点3绕点A沿顺时针方向旋转*后得到点

P,则点P的坐标为（）

A.（1,3）B.（-3,1）C.（2,5）D.（-2,3）

【答案】C

【分析】表示出向量A8后，根据平面向量旋转公式可求得4P，由此可■求得〃点坐标.

【详解】A（L2）,B（l-V2,2+2>/2）,.二44二（一忘,2及卜

点3绕点A沿顺时针方向旋转£等价于点区绕点A沿逆时针方向旋转?，

44

/.AP=^-sf2cos-2>/2sin,->/2sin+242cos=（1,3）,/.P（2,5）,

故选：C.

5.（2022.高一课时练习）我校八角形校徽由两个正方形叠加变形而成，喻意”方方正正做人”,

又寄托南开人''面向四面八方，胸怀博大，广纳新知，锐意进取”之精神，如图，在抽象自“南

开校徽”的多边形中，已知其由一个正方形与以该正方形中心为中心逆时针旋转45后的正方

形组合而成，已知向量〃，k，则向量a（）

A.2〃+3kB.（2+&）〃+3&

C.（2+x/^）〃+（2+V^）%D.^1+>/2j//+^2+>/2jz：

【答案】D

【分析】根据对称性可得线段的长度关系以及点共线，再由向量的加法法则可求解.

【详解】根据题意可得卜卜|,

由该图形是由正方形中心为中心逆时针旋转45后与原正方形组合而成，如图

由对称性可得同用=忸[=|3=|。曰=|区=|QF|,

\CE]=\EF\=\FG\=y/2\AE\=y/2\n\

由对称性可得点用CEO共线，点REG共线.

所以4Q=3C+C£+EQ=(2+X/5)Z,QG=QF=FG=^\+y/2)n

所以〃=BQ+QG=(2+&*+(l+旬〃

6.（2022春•黑龙江黑河隔一嫩江市高级中学校联考阶段练习）下面图1是某晶体的阴阳离

子单层排列的平面示意图.其阴离子排列如图2所示，图2中圆的半径均为1,且相邻的圆

都相切，A、3、C、。是其中四个圆的圆心，则AZTCO-（）.

图2

A.14

B.26

C.38

D.42

【答案】B

【分析】如图所示,取e；、e；为•组基底的基向量，其中且《、i的夹角为60°,

将A8和C。化为基向量，利用平面向量的数量积的运算律可得结果.

【详解】如图所示，建立以e；、与为一组基底的基向量•

其中1=161=1且q、4的夹角为6。°，

AB=2et+4e2,CD=4et+2e2,

ABCD=(2e,+4e2)(4e,+2e2)=8e；+8e；+20q.e2=8+8+20x1x1x1=26.

故选:B.

7.(2022♦全国•高三专题练习)伟大的法国数学家笛卡儿(Descartesl596-1650)创立了直

角坐标系.他用平面上的一点到两条固定直线的距离来确定这个点的位置，用坐标来描述空

间上的点，因此直角坐标系又被称为“笛卡尔系”；直角坐标系的引入，将诸多的几何学的问

题归结成代数形式的问题，大大降低了问题的难度，而直角坐标系，在平面向量中也有着重

要的作用；在正三角形A6c中，。是线段8c上的点，4A=3,80=2,则A〃.AD=().

A.3B.6C.9D.12

【答案】B

【解析】以A6、AC为一组基底，表示出AD，再根据向量的数量积的定义及运算律计算

可得；

【详解】解：在正三角形A8C中，力是线段8c上的点.河=3,BD=2,所以

AD=AB+-BC=AB+-\AC-AB}=-AB+-AC

33、733

(33J33w32

故选：B

A

8.(2021春・福建福州•高一校考阶段练习尸勾3股4弦5”是勾股定理的一个特例.根据记载，

西周时期的数学家商高曾经和周公讨论过“勾3股4弦5”的问题，毕达哥拉斯发现勾股定理

早了500多年，如图，在矩形A8CO中，ABC满足“勾3股4弦5"，且AB=3,E为4。上

一点，跖，4。.若8石=28八+/用€',则义+〃的值为()

【答案】B

【分析】建江平面直角坐标系，进而利用向最的坐标表示，设5E二(«3),由AC.8E=0可

9

得。二二，再由丛4=尤社+〃4C,利用坐标表示建立方程组求解即可.

4

【详解】由题意建立如图所示直角坐标系

因为AB=3,8c=4,则8(0,0),A(0,3),C(4,0),BA=(0,3),AC=(4,—3),设8E=(a,3),

9

因为8EJ_AC,所以AC-8£=4a-9=0,解得。=:.由84=28E+〃AC,得

16

25

（0,3）=4

所以4+〃,

故选：B.

【点睛】本题主要考查了向量的坐标运算及向量垂直的坐标表示，属「基础题.

9.（2022春・北京•高一北京市第二十五中学校考期中）据《九章算术》记载，商高是我国西

周时期的数学家，曾经和周公讨论过“勾3股4弦5”的问题，比毕达哥拉斯早500年.如图,

现有.A8C满足“勾3股4弦5”，其中47=3,BC=4,点。是延长线上的一点，则

ACAD=（）

八

D.不能确定

【答案】C

【解析】根据/3C满足“勾3股4弦5”可得AO.再利用平面向量的线性运算以及两

个垂直向量的数量积为0,可求得结果.

【详解】因为AC=3,C8=4,A8=5,所以AO+CB'A"，

所以4C_LC3,所以AC.CB=（），所以AC.CO=0，

所以ACAO=AC（AC+CO）=AC2+AC.CO=9+0=9.

故选：C

【点睛】本题考查了勾股定理，考查了平面向量的线性运算，考查了两个垂直向量的数量积

为0,属于•基础题.

10.（2022・全国•高三校联考阶段练习）黄金分割（Go/g？）是一种数学上的比例关

系.黄金分割具有严格的比例性、艺术性、和谐性，蕴藏着二富的美学价值.应用时一般取0.618,

就像圆周率在应用时取3.14一样.高雅的艺术殿堂里.，自然也留下了黄金数的足迹.人们还发

现，一些名画、雕塑、摄影作品的主题，大多在画面的0.618处.艺术家们认为弦乐器的琴马

放在琴弦的0.618处，能使琴声更加柔和甜美.黄金矩形（G。/加〃Rectang®的长宽之比为黄

金分割率，换言之，矩形的长边为短边1.618倍.黄金分割率和黄金矩形能够给画面带来美感，

令人愉悦.在很多艺术品以及大自然中都能找到它.希腊雅典的巴特农神庙就是一个很好的例

子，达•芬奇的《维特鲁威人》符合黄金矩形.《蒙娜丽莎》中蒙娜丽莎的脸也符合黄金矩形，

《最后的晚餐》同样也应用J'该比例布局.2000多年前，古希腊雅典学派的第三大算学家欧

道克萨斯首先提出黄金分割.所谓黄金分割，指的是把长为心的线段分为两部分，使其中•

部分对于全部之比，等于另一部分对于该部分之比，黄金分割比为正二。0.618.其实有关

2

“黄金分割”，我国也有记载，虽没有古希腊的早，但它是我国数学家独迂创造的.如图，在

矩形A3CQ中，AC,50相交于点0,BFJ.AC,DH1AC,AEYBD,CGkBD,

A.聆A+瞽BGB.+

210

C.与加书"GD.也BG

25

【答案】D

【分析】利用平面向量的线性运算和平面向量基本定理即可求解.

【详解】解：BE=J~BO,显然BE=DG,BO=OD=^-BDt

22

（75-05-x/5

所以BG=12-三—产=3^80,

/.RO=—^=BG='FRG,

5-x/510

J5-IJ5-I3-、石Js-l

•/BF=BA+AF=BA+^—+——（BO-BA）=BA+-^--BO,

2222

8/=上正8A+正8G,

25

故选：D.

11.（2022秋•宁夏银川•高三银川一中校考阶段练习）圆是中华民族传统文化的形态象征，

象征着“圆满”和“饱满”，是自古以和为贵的中国人所崇拜的图腾.如图，A8是圆。的一条

直径，且|A8|=4.C,。是圆0上的任意两点，1。。1=2,点尸在线段CD上，则E4.PB的

取值范围是（）

B

A.[-1,2]B.[百,2]C.[3,4]D.[-1,0]

【答案】D

【分析【设。为圆心，连接OP，根据数量枳的运算律得到P4•尸8=|0Of-4,根据点P在

线段CO±,即可求出|PO|的取值范围，即可得解.

【详解】解：如图，。为圆心，连接0P,

PAPB=(PO+OA)(PO-OB)=PO\POOB+POOA+OAO8=PO2+PO(OB+OA)-OA2-4

9

因为点P在线段C£>上且|C£>|=2,则圆心到直线CO的距离〃=J"了=有，

所以例忸。[2,

所以3别|尸。『4,则一囹jPO|2-40,

即P4P8的取值范围是[T，。].

故选：D.

12.(2023・全国•高三专题练习)下如图是世界最高桥一贵州北盘江斜拉桥.下如图是根据

下如图作的简易侧视图(为便于计算，侧视图与实物有区别).在侧视图中，斜拉杆以，PB,

PC,户。的一端P在垂直于水平面的塔柱上，另一端A,B,C,。与塔柱上的点。都在桥

面同一侧的水平直线上.已知AB=8m,B0=16m,P0=12m,=0.根据物理学知

识得，(P4+P8)+，(PC+PO)=2PO,则8=()

22

珞8

A.28mB.20mC.31mD.22m

【答案】D

【分析】由P8，C=0,得依JLPC,则可得尸O2=O8OC,可求得OC=9m,M,N分

别为A艮。。的中点，则由已知可得。为MN的中点，再结合已知的数据可求得结果

【详解】因为。4，C=0.所以P8_LPC.

因为PO上8C,所以△POCsABOP,

p（）oc

所以左=左，所以PO:OBOC，

OBPO

因为BO=16m,PO=12m,

所以OC=9m,

设M,N分别为A8,C。为中点，

因为，（PA+P4）+，（PC+PO）=2/Y）,

22

所以PM+PN=2PO，

所以。为MN的中点，

因为A3=8m,BO=16m,所以OM=20m,

所以ON=20m,

所以CN=ON-OC=20-9=llm,

所以C£）=2CN=22m

故选：D

13.（2022・全国•高三专题练习）我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理，创制了一幅“弦图”，

后人称为“赵爽弦图”，它是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形,

_2.UUII

如图所示，若DA=m，0C=〃，"=则浣=（）

J

D

弋C

B

6—4-B,巴团+色〃C.色〃?+2〃D.2机+色〃

A.—ni+—n

1313131313131313

【答案】B

【分析】由己知可得出。£=］所，利用平面向量的线性运算得出=再

结合平面的基本定理可得结果.

"7-2/一一\2一，）一，一4/--

【详解】由题意得。E=二/必=-（A4-A产）=*A3—二x二4£二二人4一一（AQ+OE）,

33、,33339、9

13—2—4——-6-4-46

所以一OE=-AB——AD,UPDE=—DC+—DA=—fn+—n,

93913131313

故选：B.

14.（2022春•江苏南京•高三金陵中学校考阶段练习）2021年第十届中国花卉博览会兴办在

即，其中，以“蝶恋花''为造型的世纪馆引人注目（如图①），而美妙的蝴蝶轮变不仅带来生

活中的赏心悦目，也展示了极致的数学美学世界.数学家曾借助三角函数得到了蝴蝶曲线的

图像，探究如下：如图②，平面上有两定点O,A,两动点3,Q,且|OA|=|O3|=1,3绕

点O逆时针旋转到0B所形成的角记为8.设函数/（8）=4-sign⑻-sin56,（FWeW"）,

l,x>0

其中，sign（x）=<0,x=。,令夕=/（。），作0。=夕08施着。的变化，就得到了Q的轨迹,

-l,x<0

其形似“蝴蝶则以下4嗝图中，点Q的轨迹（考虑糊蝶的朝向）最有可能为（）

图Q)图②

Q

B

A.B.C.

【答案】B

【分析】考虑特殊值，用排除法，取。=0,±匹，确定0。的的位置，排除错误选项得结论.

【详解】先考虑与OA共线的蝴蝶身方向，令9=0,加，02=708=404要满足，故排

除A,C；

再考虑与QA垂直的方向，令。=］，要满足，故排除D,

故选：B.

15.（2023秋•云南•高三云南师大附中校考阶段练习）窗花是贴在窗纸或窗户玻璃上的剪纸，

是中国古老的汉族传统民词艺术之一，它历史悠久，风格独特，深受国内外人士所喜爱.如

图甲是一个正八边形窗花隔断，图乙是从窗花图中抽象出的几何图形示意图.已知正八边形

A3CDEFGH的边长为2也,M是正八边形A4C-OEFGH边上任意一点，则的最

大值为（）

D.24+16友

【答案】D

【分析】取48的中点0,连接M0,通过转化得=M。'-2，则转化为求1"。1的最

大值，由图得当点”与点尸或点E重合时，1M。1取得最大值，计算最值即可.

【详解】如图，取A8的中点0,连接M。，连接8£0E,分别过点C,点。作虎:的垂线,

垂足分别为/J，

所以M4•=(MO+QA)•(MO+OB)=(MO+OA)•(MO-OA)=MO?-O^=M()~-2，

当点M与点尸或点E重合时，|“。|取得最大值，

易得四边形CW/为矩形，"C/,一。EJ为等腰直角三角形，则"二2上，

BI=EJ=2,则BE=4+2正，&>=&，

MO2取得最大值为BO2+BE2=（&丫+（4+2忘）'=26+16应，

所以M4-M4的最大值为24+16人，

故选：D.

二、多选题

16.（2022・全国•高三专题练习）古代典籍《周易》中的“八卦”思想在我国建筑中有一定影响.如

图是受“八卦”的启示，设计的正八边形的八角窗.，若。是正八边形AKCDEFGH的中心，且

148|=1,则（）

A.A”与C户能构成一组基底B.ODOF=0

C.OA+OC=42OBD.ACCD=1

【答案】BCD

【分析】连接BG,CF,由正八边形的性质可知，AH//BG,CF//BG,可判断选项A；

从而可得/。。"=；乂2兀=；,可判断选项B；连结AC交于点M,可判断选项C；先判

断出AB1CD.结合向量的加法和数量积的运算性质可判断选项D.

【详解】连接8G,CF,由正八边形的性质可知，AH//BG，CF//BG,

所以所以4”与C尸是共线向量，所以4〃与不能构成一组基底，A项错误;

XZ/9OF=lx27t=p所以OOJ.O”,所以010尸=0，B项正确；

由上过程可知O4_L0C，连结AC交。8于点

在直角三角形QAC中，M为AC的中点，

贝|JOA+OC=2OM,

）i\OM\=^\AC\=^-\OA\=^-\OB\,

所以（M+OC=&O8，C项正确；

又正八边形的每一个内角为：J（8—2）x兀二号，

84

延长。C，AB,相交于点N,则NC8N=N8CN=f,

4

7T

所以N8NC=—,故AB_LCZ）,

2

所以ACCO=（AB+AC）CQ=A/TCQ+8CCQ=|AC|8s（7t-^）=^,D项正确.

42

故选：BCD.

17.（2022春・广东揭阳•高•校考阶段练习）“圆暴定理”是平面几何中关于圆的•个重要定

理，它包含三个结论，其中一个是相交弦定理：圆内的两条相交弦，被交点分成的两条线段

长的积相等.如图，已知圆。的半径为2,点夕是圆。内的定点，且。尸=也,弦AC、BD

均过点P,则下列说法正确的是（）

A.RAPC为定值B.0Aoe的取值范围是[-2,0]

C.当时，AB.。力为定值D.卜斗|,叫的最大值为12

【答案】AC

【分析】根据题设中的圆哥定理可判断AC的正误，取AC的中点为M,连接QW,利用向

量的线性运算可判断B的正误，根据直径的大小可判断D的正误.

【详解】

如图，设直线P。与圆。于E,F.

则PAPC=-|PA||PC|=-\EP\\PF\=-（|OE|-|PO|）（|OE|+|PO|）=|PO|2-|EO|2=-2,

故A正确.

取AC的中点为M,连接。w,则

OA.OC=（OM+M4）（OM+MC）=（）M2-MC，

=0M2=2OM2-4,

而0WOwl|O/f=2,故04。。的取值范围是[TO],故B错误.

当AC工80时，ABCD=[AP+PB^CP+PD）=APCP+PBPD

=一网/耳-同冏=-2阳阳=-4,故C正确.

因为卜小4,卜小4,故“,8*16,故D错误.

故选：AC

18.（2021春・江苏常州・高一常州市北郊高级中学校考阶段练习）（多选）占代中国的太极八

卦图是以同圆内的圆心为界，画出相等的两个阴阳鱼，阳鱼的头部有阴眼，阴鱼的头部有个

阳眼，表示万物都在相互转化，互相渗透，阴中有阳，阳中有阴，阴阳相合，相生相克，蕴

含现代哲学中的矛盾对立统一规律.图2（正八边形A8CDEFC"）是由图1（八卦模型图）

抽象而得到，并建立如下平面直角坐标系，设OA=1.则下述四个结论，正确结论是（）

A.以直线。〃为终边的角的集合可以表示为=7+

B.在以点。为圆心、QA为半径的圆中，弦A8所对的弧长为二

4

C.OA,OD———

2

D."=（_&,一闾

【答案】BD

【分析】根据终边相同的角的定义可判断A：利用扇形的弧长公式可判断B；利用平面向量

数量积的定义可判断C：利用平面向我的坐标运算可判断D.

3乃

【详解】对于A,以直线。〃为终边的角的集合可以表示为々。=下+女产次£2,故A错

4

误；

对于B'4"吟,以点。为圆心、3为半径的圆的弦A8所对的弧长为『会可,

故B正确;

对于C,由平