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文檔簡介
2024屆上海市松江區(qū)高三上學期期末質(zhì)量監(jiān)控數(shù)學試題
一、填空題
1.已知全集為R,集合P={x|x?l},則集合
【答案】{x|x<l}
【分析】根據(jù)補集的知識求得正確答案.
【詳解】由于P={x|x21},全集為R,
所以A={x|x<l}.
故答案為:{%|X<1}
2.雙曲線:-丁=1的右焦點坐標是.
【答案】(2,0)
【分析】根據(jù)雙曲線的定義求解.
【詳解】因為02=/+。2=4,所以C=2,
且焦點在x軸上,所以右焦點為(2,0).
故答案為:(2,0).
3.已知復數(shù)z=2+i(其中i是虛數(shù)單位),則F卜
【答案】非
【分析】根據(jù)共軌復數(shù)、復數(shù)的模等知識求得正確答案.
【詳解】依題意三=2-i,所以同=指+(一=卮
故答案為:V5
4.已知向量a=(l,2),6=(4,3),貝i]a?2a-b)=
【答案】0
【分析】根據(jù)向量的坐標運算求解即可.
【詳解】??"=(1,2),1=(4,3),.?.2"方=(—2,1),
".(2a-6)=1x(-2)+2x1=0.
故答案為:0.
5.已知sind=g,6?6(0,^),貝!Itan(。-;)的值為
【答案】-1
【分析】先求得tan。,然后利用兩角差的正切公式求得正確答案.
【詳解】由于sin6=13,ee(On$,
所以cos0—Vl-sin20—1,
八兀31
3tan6^-tan———1
所以sn°=“所以tan?-9=---------------yJ
4I八兀r37
1+tan3+tan—14—
44
故答案為:
6.已知lga+lg0=l,則〃+25的最小值為
【答案】475
【分析】根據(jù)對數(shù)運算求得的關(guān)系,利用基本不等式求得正確答案.
【詳解】依題意,lg〃+lg6=lg"=l,
所以"=10且。>0,6>0,
所以a+2bN2da-2b=4#,
當a=2b=24時等號成立.
故答案為:4如
7.二項式(3+x「的展開式中,龍2項的系數(shù)是常數(shù)項的5倍,則"=;
【答案】10
【分析】先寫出二項展開式的通項公式,令廠=2得/的系數(shù),令r=0得常數(shù)項,再由已知列出等
式,解出〃即可.
【詳解】由題知,當r=2時,d的系數(shù)為C:3"-z;當r=0時,常數(shù)項為C;3";
又V的系數(shù)是常數(shù)項的5倍,所以C;37=5C:3",解得〃=10.
故答案為:10
8.有5名同學報名參加暑期區(qū)科技館志愿者活動,共服務兩天,每天需要兩人參加活動,則恰有1人
連續(xù)參加兩天志愿者活動的概率為.
【答案】|3
【分析】由分布乘法計數(shù)原理的知識結(jié)合古典概型的概率公式可解.
【詳解】每天從5名同學中抽取2名參加志愿者活動,一共有C;C;=100種方式,
恰有一人連續(xù)參加兩天志愿者活動有C;C:C;=60種方式,
由古典概型的概率公式可得恰有1人連續(xù)參加兩天志愿者活動的概率為需=g,
3
故答案為:—.
9.在..ABC中,設角A3及。所對邊的邊長分別為〃/及。,若a=3,c=5,B=2A,則邊長
b=.
【答案】2m
【分析】利用正弦定理以及三角恒等變換求得cosA,再次利用正弦定理求得人
acc35
【詳解】由正弦定理得一^二一一./八3,即3="7,
smAsinCsin(A+B)sinAsin3A
5sinA=3sin3A=3sinAcos2A+3cosAsin2A
=3sinA(^2cos2A—1)+6sinAcos2A=12sinAcos2A—3sinA,
由于B=2A,所以A為銳角,sinA>0,
所以12cos2A=8,cosA=,
3
由正弦定理得=、=&=_-J,
sinAsinBsm2A2smAcosA
貝U〃=——-——,b=2acosA=2x3x=2A/6.
2cosA3
故答案為:2?
-7T兀
10.已知函數(shù)/(X)=T2+6X+7W,g(x)=2sin(2x+y).對任意x()e0,—,存在%,%e[-1,3],使得
/(再)<g(x。)</(x2),則實數(shù)m的取值范圍是.
【答案】[-7,8]
【分析】根據(jù)/'(x)和g(尤)的值域以及恒成立、存在性等知識求得機的取值范圍.
【詳解】0V尤V0V2x4紜,工V2無+巴V型,
42336
所以g(x)=2sin[2+1]e[l,2].
/(x)=-X2+6x+m的開口向下,對稱軸為%=3,
所以/(同在區(qū)間[T3]上單調(diào)遞增,/(-l)=m-7,/(3)-m+9,
所以/(%)£[加-7,/+9],
TT
由于任意無()e0,-,存在玉e[-1,3],使得/(占)4go(,)47(9),
fm-7<1「i
所以〃z+9>。'解得—74〃ZV8,所以機的取值范圍是[-7,8].
故答案為:[-7,8]
11.若函數(shù)y=/(x)是定義在R上的不恒為零的偶函數(shù),且對任意實數(shù)X都有
X"(X+2)=(X+2)?/(X)+2,則/(2023)=.
【答案】-1
【分析】利用賦值法,結(jié)合累加法求解.
【詳解】函數(shù)>=/(尤)是定義在R上的不恒為零的偶函數(shù),貝廳(T)=-/(X),
x-f(x+2)=(x+2)-/(x)+2中,令彳=一1,得一/(I)=/(-1)+2,
貝卜〃1)=/⑴+2,得/⑴=-1,
當x>0時,由x,/(x+2)=(x+2)?/(尤)+2,得———)+——,
x+2xx(x+2)
嗔〃元+2)/(x)11
即-------------=--------,
x+2xxx+2
./(2023)二/(2023)”2021)1/(2021)/(2019)??/(3)/(I)?/(I)
…2023—2023202120212019311
111111-111-11
2021202320192021131~2023112023'
”(2023)=2023x1人卜1.
故答案為:-1.
12.已知正四面體A-BCD的棱長為2應,空間內(nèi)任意點尸滿足卜8+尸4=2,則AP.A。的取值范
圍是.
【答案】[4-2后,4+2后]
【分析】先判斷出尸點在球上,然后根據(jù)數(shù)量積的運算求得APAD的表達式,結(jié)合三角函數(shù)值域的
知識求得AP.AD的取值范圍.
【詳解】設的中點為。.
因為動點P滿足|PB+PC|=2,所以|。4=1,
即點P落在以。為球心,以1為半徑的球上.
因為AP=AO+OP,
所以APAD=(AO+OP).">=AO-AO+OP-AZ).
因為正四面體A-3C£)的棱長為2垃,
所以AO=DO=2應xsin6(F=痛,
在三角形AOD中,AD=2-j2,AO=DO=s/6.
取4。的中點為E,OE,A。,
所以AO在AO上的射影為|A@,
所以40乂0=,£卜卜。卜立x20=4.
設(0尸,皿=6,
所以42?陋=40乂0+0「乂£>=4+|0尸卜,0卜05,=4+2垃<:0$氏
因為cos。w[—1,1],
所以APA0£[4-2"4+2VT|.
故答案為:[4-2應,4+20]
【點睛】本題主要考查空間向量線性運算和數(shù)量積的運算,形如|。尸卜廠的尸點,其運動軌跡在以。
點為球心,半徑為「的球面上.求解一個式子的最值,可以考慮的方向有:基本不等式、函數(shù)的單調(diào)
性、二次函數(shù)的性質(zhì)、三角函數(shù)的值域等知識.
二、單選題
13.英國數(shù)學家哈利奧特最先使用“〈”和“>”符號,并逐漸被數(shù)學界接受,不等號的引入對不等式的
發(fā)展影響深遠.對于任意實數(shù)以b、c、d,下列命題是真命題的是()
A.若a?<〃,貝qq<6B.若a<6,貝!Jac<be
C.若a<b,c<d,則acebdD.若a<b,c<d,則a+c<0+d
【答案】D
【分析】借助不等式的性質(zhì)判斷即可.
【詳解】對A:因為/<〃,可能6<。<0,故錯誤;
對B:當c<0時,若a<b,貝!Jac>bc,故錯誤;
對C:當a<Z?<0,c<d<0時,則ac>6d,故錯誤;
對D:若a<b,c<d,則a+c<6+d,故正確.
故選:D.
14.如圖所示的莖葉圖記錄了甲、乙兩支籃球隊各6名隊員某場比賽的得分數(shù)據(jù)(單位:分).則下
列說法正確的是()
甲隊乙隊
7089
26197
02278
13
A.甲隊數(shù)據(jù)的中位數(shù)大于乙隊數(shù)據(jù)的中位數(shù);
B.甲隊數(shù)據(jù)的平均值小于乙隊數(shù)據(jù)的平均值;
C.甲隊數(shù)據(jù)的標準差大于乙隊數(shù)據(jù)的標準差;
D.乙隊數(shù)據(jù)的第75百分位數(shù)為27.
【答案】D
【分析】根據(jù)中位數(shù)、平均數(shù)、方程、百分位數(shù)等知識對選項進行分析,從而確定正確答案.
【詳解】A選項,甲隊的中位數(shù)是今竺=18,乙隊的中位數(shù)是史=18,
兩者相等,所以A選項錯誤.
7+12+16+20+22+31度=18
B選項,甲隊的平均數(shù)為
66
8+9+17+19+27+28108
乙隊的平均數(shù)為-----------------------------=-----=118O,
兩者相等,所以B選項錯誤.
C選項,甲隊的標準差為:
|(7-18)2+(12-18)2+(16-18)2+(20-18)2+(22-18)2+(31-18)2_[175
V6-1亍,
乙隊的標準差為:
((8-18)2+(9-18)2+(17-18)2+(19-18)2+(27-18)2+(28-18)2_1182
所以甲隊數(shù)據(jù)的標準差小于乙隊數(shù)據(jù)的標準差,所以C選項錯誤.
D選項,乙隊的數(shù)據(jù)為8,9,17,19,27,28,6x0.75=4.5,
所以乙隊數(shù)據(jù)的第75百分位數(shù)為27,D選項正確.
故選:D
15.函數(shù)y=/(x)的圖象如圖所示,y=/(x)為函數(shù)y=/(x)的導函數(shù),則不等式的解集
為()
A.(-3,-1)B.(0,1)
C.(-3,-1)u(0,1)D.(—,-3)J(1,+<?)
【答案】C
【分析】先判斷((%)的符號,由此求得不等式/3<0的解集.
X
【詳解】由圖象可知,在區(qū)間(3,-3),(-1,1)上/'(力<0,
在區(qū)間(―3,—1),(1,內(nèi))上用勾>0,
所以不等式<0的解集為(-3,-1)u(0,l).
故選:C
16.關(guān)于曲線加:%+/=1,有下述兩個結(jié)論:①曲線〃上的點到坐標原點的距離最小值是日;
②曲線M與坐標軸圍成的圖形的面積不大于則下列說法正確的是()
A.①、②都正確B.①正確②錯誤C.①錯誤②正確D.①、②都錯誤
【答案】C
【分析】利用基本不等式判斷①的正確性,利用不等式的性質(zhì)判斷②的正確性.
【詳解】對于①,由1+,=1平方可得,x+y+2y[xy=1.因為左+丫會聲!',
所以又因為,Y+y2」,(x+y)N亨,
當且僅當=J時等號成立,故①錯誤;
4
對于②,由f+f=i知,%,ye[0,1],兩邊平方可得y=l+x-2?.
因為所以y=l+x-26<l+x-2x=1-x,
即曲線C在直線y=l-x的下方,
因此所圍圖形的面積不大于:,故②正確.
故選:C
【點睛】用基本不等式求最值時,要注意其必須滿足的三個條件:“一正,二定,三相等(1)“一
正”就是各項必須為正數(shù);(2)“二定”就是要求和的最小值,必須把構(gòu)成和的二項之積轉(zhuǎn)化成定值;
要求積的最大值,則必須把構(gòu)成積的因式的和轉(zhuǎn)化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值
時,必須驗證等號成立的條件,若不能取等號則這個定值就不是所求的最值,這也是最容易發(fā)生錯
誤的地方,注意多次運用不等式,等號成立條件是否一致.
三、證明題
17.如圖,在四棱錐尸-ABCD中,R4,底面ABCD,鉆,仞,點E在線段AD上,且CE〃AB.
(1)求證:CE_L平面RID;
(2)若四棱錐尸一ABCD的體積為3,AB=1,AD=3,CD=&,ZCDA=45,求二面角尸—CE-A
o
的大小.
【答案】(1)證明見解析
(2)arctan;
【分析】(1)利用線面垂直的性質(zhì)、判定推理即得.
(2)由(1)的信息確定二面角的平面角,利用錐體體積公式求出R4,再在直角三角形中求出解即
可.
【詳解】(1)由外,底面ABCD,CEu平面ABCD,得上4LCE,
由ABJLAZXCEV/AB,得CE_LAD,而PAcAD=A,PA,AOu平面上4£),
所以CE_L平面己4£).
(2)由(1)知,CE_L平面PAD,而PEu平面PAD,則CE_LPE,又CELAE,
因此NPE4是二面角尸-CE-A的平面角,
在RtAECD中,DE=CDcos45=1,CE=CDsin45=1,
顯然CE=AB=1,A3//C£,四邊形ABCE為矩形,于是BC=AE=2,
而四棱錐尸一ABCD的體積/_ABCO=:SABCZ<PA=2X](2+3)X1.PA=3,解得2=1,
3326
PA11
在Rt上4石中,tanZPEA=——=—,因此NP£A=arctan—,
AE22
所以二面角P-CE-A的大小為arctang.
18.已知數(shù)列{4}為等差數(shù)列,也}是公比為2的等比數(shù)列,且0-&=%-4=。4-4.
(1)證明:%=瓦;
⑵若集合/={左也=q“+?i,lVmW50},求集合A7中的元素個數(shù).
【答案】(1)證明見解析
(2)6
【分析】(1)借助數(shù)列的基本量運算即可得到;
(2)將條件轉(zhuǎn)換后計算出,〃與k的關(guān)系,再根據(jù)加的范圍要求代入計算即可得.
【詳解】⑴證明:設數(shù)列{叫的公差為則[q+d一2止跖-(4+3〃),
即尸
[4+2d-5bl=0
解得4=%=(,所以原命題得證.
(2)由(1)知4=%=:,所以4.=a“,+4o/=%+(7"-1)“+4,
因為。尸0,所以〃2=2"241,50],解得24心題250+2=3+1鳴25,
由24=15,25=32,^4<log225<5,即7<3+log?25<8,
所以滿足等式的解左=2,3,4,567.
故集合〃中的元素個數(shù)為6.
四、解答題
19.為了鼓勵居民節(jié)約用氣,某市對燃氣收費實行階梯計價,普通居民燃氣收費標準如下:
第一檔:年用氣量在。-31。(含)立方米,價格為。元/立方米;
第二檔:年用氣量在310-520(含)立方米,價格為6元/立方米;
第三檔:年用氣量在520立方米以上,價格為c元/立方米.
(1)請寫出普通居民的年度燃氣費用(單位:元)關(guān)于年度的燃氣用量(單位:立方米)的函數(shù)解析
式(用含6,c的式子表示);
(2)已知某戶居民2023年部分月份用氣量與繳費情況如下表,求”,4c的值.
月份1234591012
當月燃氣用量(立方米)5680665860535563
當月燃氣費(元)168240198174183174.9186264.6
ax,0<x<310
【答案】⑴"310〃+仇兄-310),31。<工工520
310^+210Z?+c(x-520),x>520
(2)a=3,b=3.3,c-4.2
【分析】(1)根據(jù)燃氣收費標準求得解析式.
(2)根據(jù)表格提供數(shù)據(jù)以及函數(shù)解析式求得
【詳解】(1)依題意,函數(shù)解析式為:
ax,0<x<310
y=^310?+&(x-310),310<x<520
310〃+210b+c(x-520),x>520
(2)解法一:
由一月份數(shù)據(jù)可得:。=警=3,
56
通過計算前5個月用量:56+80+66+58+60=320,
前5個月燃氣總費用:168+240+198+174+183=963,
由(1)中函數(shù)解析式,計算可得:963=310x3+^(320-310),
所以6=3.3,
又9月份,10月份,12月份的燃氣費均價分別為:3.3,3.38,4.2均不同,
所以12月份為第三檔,0=等=4.2.
63
解法二:
1月份,5月份,9月份,10月份,12月份的燃氣費均價分別為:3,3.05,3.3,3.38,4.2均不同.
所以1月份為第一檔,5月份為第一檔和第二檔,10月份與12月份不同,
則12月份為第三檔,10月份與9月份不同,10月份為第二檔與第三檔,9月份為第二檔.
從而得到,。=3,6=3.3,c=4.2.
20.己知橢圓+/=1(a>8>0)的離心率為,,其上焦點F與拋物線K:Y=4y的焦點
重合.
圖1
(1)求橢圓「的方程;
(2)若過點下的直線交橢圓r于點A,2,同時交拋物線K于點c,。(如圖1所示,點C在橢圓與拋物
線第一象限交點上方),試比較線段AC與8。長度的大小,并說明理由;
(3)若過點P的直線交橢圓「于點A,8,過點F與直線A3垂直的直線EG交拋物線K于點E,G(如
圖2所示),試求四邊形A£BG面積的最小值.
2
【答案】⑴『X』
(2)\AC\>\BE\,理由見解析
(3)4A/2
【分析】(1)根據(jù)已知條件求得。,仇c,從而求得橢圓的方程.
(2)設出直線A3的方程并與橢圓方程聯(lián)立,化簡寫出根與系數(shù)關(guān)系,由此求得|鉆|,聯(lián)立直線
的方程和拋物線的方程,化簡寫出根與系數(shù)關(guān)系,由此求得|CD|,利用差比較法求得|AC|>|比)|.
(3)對直線A3的斜率是否存在進行分類討論,由(2)求得|AB|,|EG|,進而求得四邊形AEBG面
積的表達式,根據(jù)不等式的性質(zhì)求得面積的最小值.
【詳解】(1)由題意得尸即:c=i,又£=變,所以°=夜,
a2
2
由"一k=。2,得討=[,所以橢圓的方程為工+/=1.
2
(2)由題意得過點尸的直線A3的斜率存在,設直線A3方程為丫=爪+1,
設3(蒼,%),C(F,%),。(々,%),
y=kx+1
聯(lián)立2消去y得:(2+k2)x2+2kx—1=0,
2-+x2=l''
12
ni12k1
則…=2=三百
2夜(1+陰
-2+,-
拋物線K的方程為:x2=4y,
\y=kx+1
聯(lián)立,消去y得:-4=。,
貝"x3+x4=4k,x3x4=-4,
所以\CD\=’(1+^(164+16)=4(1+Z:2),
所以|AC|-忸£>|=(|4。+|3|)-(忸必+|*|)=|8|-|他|
二2"2(l+^2)(2F+4-V2)
>0,
2+產(chǎn)
即M>|叫
(3)設8(孫、2),石優(yōu),%),G(%46),
當直線AB的斜率存在且不為零時,
設直線A3方程為、=履+1化片0),
則直線EG方程為尸-%+1,
由(2)的過程可知:.1=21(1+、),
112+k1
由|CD|=4(1+左2),以一:替換上,可得但G|=4(l+gj
所以%BG=g|ABHEG|=;x等等X440(1+4
〃(2+用
40(1+44忘
(l+)t2)2-l
1----
(1+用
4f>40
因為1+左2>1,所以消『江。,1),1-//武。,1),SAEBG
當直線4B的斜率不存在時,|AB|=20,|EG|=4,
所以男/=三人加忸3=gx2萬x4=40;
綜上所述:S碼G240,所以四邊形AEBG面積的最小值為40.
【點睛】求解橢圓的標準方程,關(guān)鍵是根據(jù)已知條件求得匕,〃和6是兩個未知參數(shù),要求出兩個
參數(shù)的值,需要兩個已知條件,如本題中“橢圓的離心率以及焦點”兩個已知條件,再結(jié)合/=62+02
即可求得。,6,從而求得橢圓的標準方程.
21.已知函數(shù)>=/(無),記/'(x)=^+sinx,x&D.
⑴若。=[0,2兀],判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若,不等式/*)>依對任意xe。恒成立,求實數(shù)上的取值范圍;
(3)若D=R,則曲線y=〃x)上是否存在三個不同的點A2,C,使得曲線y=〃x)在A,2,C三點處
的切線互相重合?若存在,求出所有符合要求的切線的方程;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)函數(shù)>=/(尤)在[0,22上是增函數(shù)
2
(2)k<—F1
71
(3)存在,滿足條件的切線方程為y=x±i
【分析】(1)利用導數(shù)判斷出〃x)在區(qū)間[0,2兀]上的單調(diào)性.
(2)由〃x)>H分離參數(shù)人,然后利用構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合多次求導來求得上的取值范圍.
(3)先設出切線方程,然后根據(jù)切線重合列方程,由此進行分類討論來求得切線方程.
【詳解】(1)因為/'(%)=l+cosx?0,當且僅當在x=兀時,r(x)=O,
所以函數(shù)y=f(x)在[。,2兀]上是增函數(shù).
QinV
(2)由題意得,(左—l)%vsinx,于是%—1<------.
x
令/1(兀)=包3,貝(]/(%)=xcosx—sinx
X
71
令〃(x)=xcosx-sinx,貝UMO)=-xsinx<0,x£(0,5],
JTIT
所以“(X)在(Oq]上是嚴格減函數(shù),于是a(X)<M(0)=0,XC(0,3],
由于〃(無)=xc°slnx<已?勺,于是/i(x)在(0,勺上是嚴格減函數(shù),
x22
所以%。(尤)=〃百=2,因止匕"1<工,即發(fā)<2+1?
2717171
(3)解法一:
設4芭,%)、5(々,為)、。(冗3,為),則曲線在ABC三點處的切線分別為直線
4:y=(1+cos%1)x-xxcosx{+sin石,
l2:y=(l+cosx2)x-x2cosx2+sinx2,
4:y=(1+cosx3)x-x3cosx3+sinx3.
因為直線4,,2,4互相重合,所以COS%=cosx2=cosx3,
且一再cosX]+sin玉=-x2cosx2+sinx2=-x3cosx3+sinx3.
因為cos再=cosx2=cosx3,
所以sin=±sinx2,sinx2=±sinx3,sinx3=±sin項.
①若sin再=-sin%,sinx2=-sinx3,sinx3=-sinxx.
貝Usin%]=0,sinx2=0,sin七=0,
于是一%1COSxx=-x2cosx2=-x3cosx3,
因為COSX=cosx2=cosx3=±1w0,
所以尤1=無2=鼻,與AB,C三點互不重合矛盾.
②若sin%=sin%,sinx2=sinx3,sin七=sin玉中至少一個成立,
不妨設sin%[=sin%2成立,則玉cosjq=x2cosx2,
若cos%=cosww。,貝!J%i=%2,矛盾,舍去,
于是cos%=cos%=°,sin=sinx2=±1,
所以滿足要求的切線方程為y=x+i或丁=尤-1
解法2:
假設存在三個不同點A&,M),5(9,%),C(%,為)在曲線>=/(%)上滿足條件,
貝U必=玉+sin玉,%-xi+sin%2,,3=%3+sin%3,且為,々,當互不相同.
曲線y=/(%)在A民c三點處的切線方程分別為:
4:y=(1+cosxjx+sin玉-石cos玉,
Z2:y=(14-cosx2)x+sinx2-x2cosx2,
l3:y=(1+cosx3)x+sinx3—x3cosx3,
cos石=cosx=cosx①
依題意,有23
sin玉一玉cos玉=sinx2-x2cosx2=sinx3-x3cosx3②
由①得,%2=2阮±%],工3=2〃兀±%1,左,〃£Z.
情形1:若%2=2攵兀+%,%3=2及兀+石,女,〃。0,左代入②得,
sin演-玉cos再=sin王-(2fai+玉)cos玉=sin玉-(2〃兀+再)cos王.
(2fai)cosx,=0
即,而N〃w。,故cos%=0,sin±=±l,
(2〃兀)cos芯=。
此時滿足條件的切線方程為y=x±i.
情形2:若%=2阮-%,%3=2河-玉/W",代入②得,
sin%-玉cos玉=-sin%-Qkit一玉)cos玉=-sin%-(2〃兀一%)cos玉.
sin玉+(E-F)COS玉=0
兩式相減,
sin玉+(〃兀一九1)cos玉=0
得(左一〃)7T-COS玉=。,由于左,幾,故COSM=0,
止匕時sin
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