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第05講平面向量與復(fù)
(新高考專用)
一、單項(xiàng)選擇題
1.(2024?北京?高考真題)設(shè)五,方是向量,則“@+分@一石)=0"是*=一:或3=1”的().
A.充分不必要條件B.必要不充分條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
【解題思路】根據(jù)向量數(shù)量積分析可知@+為?0-為=0等價(jià)于同=同,結(jié)合充分、必要條件分析判斷.
【解答過(guò)程】因?yàn)锧+了>@—石)=方2—京=0,可得珍2=京,即@=同,
可知@+刃),@-了)=0等價(jià)于可=同,
若3=了或五=一了,可得同=同,即@+了)?@一方)=0,可知必要性成立;
若0+b)?(3—b)=0,即同=也|,無(wú)法得出N=b或N=—6,
例如N=(1,0),h=(0,1),滿足同=同,但匯豐5且N4一反可知充分性不成立;
綜上所述,“@+為?Q-司=0”是*H石且方力-左的必要不充分條件.
故選:B.
2.(2024?全國(guó)?高考真題)設(shè)向量工=(久+l,x)I=(x,2),貝!|()
A."%=-3”是定的必要條件B.“久=-3”是%〃針的必要條件
C.氣=0”是%,物的充分條件D.“x=-1+g”是*//E”的充分條件
【解題思路】根據(jù)向量垂直和平行的坐標(biāo)表示即可得到方程,解出即可.
【解答過(guò)程】對(duì)A,當(dāng)方,了時(shí),貝皈?石=0,
所以x-(x+l)+2;c=0,解得x=0或一3,即必要性不成立,故A錯(cuò)誤;
對(duì)C,當(dāng)x=0時(shí),a=(1,0),b=(0,2),故N,b=0,
所以之,工,即充分性成立,故C正確;
對(duì)B,當(dāng)工〃石時(shí),則2(x+l)=/,解得x=l±V^,即必要性不成立,故B錯(cuò)誤;
對(duì)D,當(dāng)x=—1+百時(shí),不滿足2(久+1)=/,所以引/石不成立,即充分性不立,故D錯(cuò)誤.
故選:C.
3.(2024?全國(guó)?高考真題)已知向量小方滿足同=1,怔+2同=2,且佰-23)1瓦則同=()
A.-B.—C.—D.1
222
【解題思路】由歷一22)1了得京=2五.反結(jié)合同=1,忖+2同=2,得1+4方4+4京=1+6京=4,
由此即可得解.
【解答過(guò)程】因?yàn)?—2萬(wàn)),丸所以年一22)不=0,即京=2五及
又因?yàn)橥?1,\a+2b\=2,
所以1+4方,b+4爐=1+6b2—4,
從而同=當(dāng)
故選:B.
4.(2024?全國(guó)?高考真題)已知向量方=(0,1)1=(2,x),若了,0―4N),則%=()
A.-2B.-1C.1D.2
【解題思路】根據(jù)向量垂直的坐標(biāo)運(yùn)算可求”的值.
【解答過(guò)程】因?yàn)?,巧一4五),所以石—42)=0,
所以匕2—43?b=0即4+d—4久=0,故久=2,
故選:D.
5.(2023?北京?高考真題)已知向量落了滿足方+1=(2,3),N—1=(-2,1),則同2一的2=()
A.-2B.-1C.0D.1
【解題思路】利用平面向量數(shù)量積的運(yùn)算律,數(shù)量積的坐標(biāo)表示求解作答.
【解答過(guò)程】向量甚了滿足工+了=(2,3),a-b=(-2,1),
所以畫(huà)2-麗2=0+5).①―另)=2義(-2)+3x1=—1.
故選:B.
6.(2024?北京?高考真題)已知2=—l—i,貝!]z=()
1
A.-1-iB.-1+iC.1-iD.1+i
【解題思路】直接根據(jù)復(fù)數(shù)乘法即可得到答案.
【解答過(guò)程】由題意得z=i(-l—i)=1—i.
故選:C.
7.(2024?全國(guó)?高考真題)設(shè)z=V^i,則z-7=()
A.-2B.V2C.-V2D.2
【解題思路】先根據(jù)共軻復(fù)數(shù)的定義寫(xiě)出2,然后根據(jù)復(fù)數(shù)的乘法計(jì)算.
【解答過(guò)程】依題意得,z—V2i,故z2=—2i2=2.
故選:D.
8.(2024?全國(guó)?高考真題)若z=5+i,貝iji(2+z)=()
A.10iB.2iC.10D.2
【解題思路】結(jié)合共輾復(fù)數(shù)與復(fù)數(shù)的基本運(yùn)算直接求解.
【解答過(guò)程】由z=5+i=2=5-i,z+2=10,則i(2+z)=10i.
故選:A.
9.(2024?全國(guó)?高考真題)已知z=—l—i,貝ij|z|=()
A.0B.1C.V2D.2
【解題思路】由復(fù)數(shù)模的計(jì)算公式直接計(jì)算即可.
【解答過(guò)程】若Z=—1—i,貝“Z|=J(-1/+(-1)2=V2.
故選:C.
10.(2024?全國(guó)?高考真題)若3=i+i,則2=()
z—1
A.-1-iB.-1+iC.1-iD.1+i
【解題思路】由復(fù)數(shù)四則運(yùn)算法則直接運(yùn)算即可求解.
i
【解答過(guò)程】因?yàn)橐唬?y=l+27=l+i,所以z=l+L=l-i.
z—1z—1z—11
故選:C.
11.(2023?北京?高考真題)在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)z對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo)是(-1,遮),貝!|z的共根復(fù)數(shù)2=()
A.1+V3iB.1-V3i
C.-1+V3iD.-1一V3i
【解題思路】根據(jù)復(fù)數(shù)的幾何意義先求出復(fù)數(shù)z,然后利用共輒復(fù)數(shù)的定義計(jì)算.
【解答過(guò)程】z在復(fù)平面對(duì)應(yīng)的點(diǎn)是(-1,遮),根據(jù)復(fù)數(shù)的幾何意義,z-1+V3i,
由共輾復(fù)數(shù)的定義可知,z=-1-V3i.
故選:D.
12.(2023?全國(guó)?高考真題)已知向量訝=(3,1通=(2,2),則cos值+了,工一力=()
A.工B.旦C.或D.辿
171755
【解題思路】利用平面向量模與數(shù)量積的坐標(biāo)表示分別求得忖+同,忖-司+為?@-為,從而利用平面
向量余弦的運(yùn)算公式即可得解.
【解答過(guò)程】因?yàn)镋==(2,2),所以方+了=(5,3),五一石=(1,一1),
則忖+同=V52+32=V34,|a-b|=VlTT=V2,(a+b)-(a-h)=5x1+3x(-1)=2,
@+1)?@一萬(wàn))_2V17
所以cos值+b,~a—b)
|a+b||a-h|-V34xV217,
故選:B.
13.(2023?全國(guó)?高考真題)已知向量甚左2滿足同=\b\=l,|c|=V2,且/+1+2=6,則cos位一君另一0=
()
【解題思路】作出圖形,根據(jù)幾何意義求解.
【解答過(guò)程】因?yàn)槲?刃+下=6,所以五+1=一匕
即22+b2+Za-b=矛,即l+1+Za-b^2,所以工?了=0.
如圖,設(shè)成=蒼礪=了,而=下,
C
由題知,02=0B=1,0C=a,△0aB是等腰直角三角形,
AB邊上的高OD=',AD=y,
所以。。=。。+。。=魚(yú)+1=孚,
AJ-)IQ
tan乙4CD=-=-cos^ACD=心,
CD3'fVlO5
cos(a—~c,b—c)=cosZ-ACB=cos2z.ACD=2cos2Z-ACD-1
故選:D.
14.(2023?全國(guó)?高考真題)已知。。的半徑為1,直線E4與。。相切于點(diǎn)4,直線必與。。交于5,C
兩點(diǎn),。為8C的中點(diǎn),若伊。|=魚(yú),則而?雨的最大值為()
A1+V2「1+2V2
A.-----B.-------
22
C.1+V2D.2+V2
【解題思路】由題意作出示意圖,然后分類討論,利用平面向量的數(shù)量積定義可得西?麗=1-^sin(2a-
£),或可.而=[+乎sin(2a+:)然后結(jié)合三角函數(shù)的性質(zhì)即可確定可?方的最大直
【解答過(guò)程】如圖所示,|0*=1,|OP|=VL則由題意可知:乙4P。=夕
由勾股定理可得|P川=70P2—。力2=1
當(dāng)點(diǎn)4。位于直線P。異側(cè)時(shí)或P8為直徑時(shí),設(shè)NOPC=a,0<a<\
4
則:PA-PD=\PA\-|PP|cos(a+^)
^
=1xV2cosacos(a7
^
V-2
=V2coscr2
=cos2a—sinacosa
1+cos2a1
——sin2a
22
1V2/TC\
———sin[2a
22V4/
0<a<-,則一百工2。一百<2
4444
???當(dāng)2a-;=-:時(shí),麗?所有最大值1.
當(dāng)點(diǎn)4。位于直線P。同側(cè)時(shí),設(shè)NOPCa,0<a<J,
4
則:PA-PD=\PA\-\PD\cos(a-J)
=1xV2cost¥cos(a
V-2
=v2cosa2
=cos2^a+Is■inacosa
1+cos2a1
=----------1-2sin2a
=1+Tsin伽+》
0<a<-,貝仁W2a+E<啊
4444
???當(dāng)2a+3=弱寸,PA-而有最大值等.
綜上可得,麗?麗的最大值為等.
故選:A.
15.(2023?全國(guó)?高考真題)已知向量君=(1,1),了=(1,一1),若@+昉),@+而),則()
A.4+〃=lB.4+〃=—1
C.A/i=lD.X[i=-1
【解題思路】根據(jù)向量的坐標(biāo)運(yùn)算求出五+點(diǎn),a+tib,再根據(jù)向量垂直的坐標(biāo)表示即可求出.
【解答過(guò)程】因?yàn)榉?(1,1),b=(1,—1),所以方+AZ?=(1+A,1—A),工+=(1+出1一〃),
由0+4b)_L0+曲)可得,(a+Xb)-(a+gfe)=0,
即(1+/1)(1+〃)+(1—儲(chǔ)(1—〃)=0,整理得:4〃=—L
故選:D.
16.(2023?全國(guó)?高考真題)|2+i2+2i3|=()
A.1B.2C.V5D.5
【解題思路】由題意首先化簡(jiǎn)2+i?+2i3,然后計(jì)算其模即可.
【解答過(guò)程】由題意可得2+i2+2i3=2-1-2i=1-2i,
則|2+i2+2i3|=|1-2i|=JN+(一2尸=底
故選:C.
17.(2023?全國(guó)?高考真題)()
A.-1B.1C.1-iD.1+i
【解題思路】利用復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算求解即可.
【解答過(guò)程】=卓=1_
(2+i)(2—1)5
故選:C.
18.(2023?全國(guó)?高考真題)設(shè)aWR,3+i)國(guó)一山)=2,,則丁=(
【解題思路】根據(jù)復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算以及復(fù)數(shù)相等即可解出.
【解答過(guò)程】因?yàn)?a+i)(l—CLI)=a—/]+j+。=2a+(1—=2,
所以{l"jlo,解得:a=l.
故選:C.
19.(2023?全國(guó)?高考真題)設(shè)2=卓=,貝吃=()
l+r+r
A.l-2iB.l+2iC.2-iD.2+i
【解題思路】由題意首先計(jì)算復(fù)數(shù)z的值,然后利用共軌復(fù)數(shù)的定義確定其共輾復(fù)數(shù)即可.
【解答過(guò)程】由題意可得z==鼻=粵=與=1—2i,
l+r+rl—l+ir—1
則Z=1+2i.
故選:B.
20.(2023?全國(guó)?高考真題)已知Z=*T,貝!Jz—,=()
2+21
A.-iB.iC.0D.1
【解題思路】根據(jù)復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算求出z,再由共輒復(fù)數(shù)的概念得到2,從而解出.
故選:A.
21.(2023?全國(guó)?高考真題)在復(fù)平面內(nèi),(l+3i)(3-i)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于().
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
【解題思路】根據(jù)復(fù)數(shù)的乘法結(jié)合復(fù)數(shù)的幾何意義分析判斷.
【解答過(guò)程】因?yàn)?1+3i)(3一i)=3+8i-3i2=6+8i,
則所求復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為(6,8),位于第一象限.
故選:A.
22.(2022?全國(guó)?高考真題)已知向量H=(3,4),方=(1,0),下=H+房,若<心下>=〈下,下>,則土=()
A.-6B.-5C.5D.6
【解題思路】利用向量的運(yùn)算和向量的夾角的余弦公式的坐標(biāo)形式化簡(jiǎn)即可求得
【解答過(guò)程】解:/=(3+t,4),cosv5K>=cos<b,">,即t鬻,解得力=5,
5ml\c\
故選:C.
23.(2022?全國(guó)?高考真題)已知向量H=(2,1),萬(wàn)=(—2,4),則忖一可()
A.2B.3C.4D.5
【解題思路】先求得萬(wàn),然后求得怔一印
【解答過(guò)程】因?yàn)?-b=(2,1)—(-2,4)=(4,—3),所以忖―=54?+(-3尸=5.
故選:D.
24.(2022?全國(guó)?高考真題)已知向量乙方滿足同=1,向=b,口一2萬(wàn)|=3,則H?萬(wàn)=()
A.-2B.-1C.1D.2
【解題思路】根據(jù)給定模長(zhǎng),利用向量的數(shù)量積運(yùn)算求解即可.
【解答過(guò)程】解::耳一2H2=回2_狽.刃+4同2,
又:同=1,\b\=V3,|a-2b\=3,
.,.9=l-4a-fo+4x3=13-4a-fo,
a-b—1
故選:C.
25.(2022?全國(guó)?高考真題)在△ABC中,點(diǎn)。在邊N8上,BD=2DA.記@5=沅,而=五,則詬=()
A.3m—2nB.—2m+3nC.3m+2nD.2m+3n
【解題思路】根據(jù)幾何條件以及平面向量的線性運(yùn)算即可解出.
【解答過(guò)程】因?yàn)辄c(diǎn)。在邊上,BD=2DA,所以前=29,即,一歷=2(/一前),
所以CB=3CD-2c4=37?—2沅=—2m+3n.
故選:B.
26.(2022?浙江?高考真題)已知。/64£1+31=(6+)。為虛數(shù)單位),則()
A.a—l,b――3B.a-l,b—3C.a――1,b-3D.a—1,b—3
【解題思路】利用復(fù)數(shù)相等的條件可求a,6.
【解答過(guò)程】a+3i-1+bi,而a,b為實(shí)數(shù),故a=—1,b=3,
故選:B.
27.(2022?全國(guó)?高考真題)(2+2i)(l-2i)=()
A.-2+4iB.-2—4iC.6+2iD.6—2i
【解題思路】利用復(fù)數(shù)的乘法可求(2+2i)(l-2i).
【解答過(guò)程】(2+2i)(l一2i)=2+4-4i+2i=6-2i,
故選:D.
28.(2022?全國(guó)?高考真題)設(shè)(l+2i)a+b=2i,其中a,6為實(shí)數(shù),貝!I()
A.a=l,b=-1B.a=l,b=1C.a=—l,b=lD.a=-1,b=—1
【解題思路】根據(jù)復(fù)數(shù)代數(shù)形式的運(yùn)算法則以及復(fù)數(shù)相等的概念即可解出.
【解答過(guò)程】因?yàn)閍,6€R,(a+b)+2ai=2i,所以a+b=0,2a=2,解得:a=l,6=—l.
故選:A.
29.(2022?全國(guó)?高考真題)若z=1+i.貝!||iz+32|=()
A.4V5B.4V2C.2V5D.2V2
【解題思路】根據(jù)復(fù)數(shù)代數(shù)形式的運(yùn)算法則,共輒復(fù)數(shù)的概念以及復(fù)數(shù)模的計(jì)算公式即可求出.
【解答過(guò)程】因?yàn)閦=1+i,所以iz+32=i(l+i)+3(1—i)=2-2i,所以|iz+3團(tuán)=V4T4=2位.
故選:D.
30.(2022?全國(guó)?高考真題)若z=—l+Wi,則3=()
ZZ—1
A.-1+V3iB.-1-V3iC.-i+―iD.—i
3333
【解題思路】由共輾復(fù)數(shù)的概念及復(fù)數(shù)的運(yùn)算即可得解.
【解答過(guò)程】Z=—1-bi,zZ=(—1+Bi)(-1—Hi)=1+3=4.
z-1+V3i1V3
------------------------------1-----i
zz—1333
故選:C.
31.(2022?北京?高考真題)若復(fù)數(shù)z滿足i-z=3-4i,則|z|=()
A.1B.5C.7D.25
【解題思路】利用復(fù)數(shù)四則運(yùn)算,先求出z,再計(jì)算復(fù)數(shù)的模.
【解答過(guò)程】由題意有2=上曳=@渭N=—4—3i,故團(tuán)=〃一4)2+(-3)2=5.
故選:B.
32.(2022?全國(guó)?高考真題)若i(l—z)=l,貝物+%=()
A.—2B.-1C.1D.2
【解題思路】利用復(fù)數(shù)的除法可求z,從而可求z+Z.
【解答過(guò)程】由題設(shè)有1一Z=:=/=-i,故2=1+i,故Z+7=(1+i)+(1—i)=2,
故選:D.
二、填空題
33.(2024?上海?高考真題)已知彼=(2,5),石=(6,k),且五〃及則k的值為15
【解題思路】根據(jù)向量平行的坐標(biāo)表示得到方程,解出即可.
【解答過(guò)程】?■a//b,2fc=5x6)解得k=15.
故答案為:15.
34.(2024?天津?高考真題)在邊長(zhǎng)為1的正方形4BCD中,點(diǎn)E為線段CD的三等分點(diǎn),CE=加年=廊+
面,則%+〃=_二;F為線段BE上的動(dòng)點(diǎn),G為ZF中點(diǎn),則赤?瓦的最小值為—亮
31O
【解題思路】解法一:以{瓦i阮}為基底向量,根據(jù)向量的線性運(yùn)算求前,即可得4+〃,設(shè)品=卜鋸,求
AF.DG,結(jié)合數(shù)量積的運(yùn)算律求族?麗的最小值;解法二:建系標(biāo)點(diǎn),根據(jù)向量的坐標(biāo)運(yùn)算求戰(zhàn),即可得
2+4,設(shè)尸(a,-3a),a€求赤,麗,結(jié)合數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算求喬?麗的最小值.
【解答過(guò)程】解法一:因?yàn)镃E=[Z)E,即=則露=近+而=(瓦?+阮,
可得4='!,〃=1,所以%+〃=*
由題意可知:|前|=|瓦5|=1,瓦??近=o,
因?yàn)镕為線段BE上的動(dòng)點(diǎn),設(shè)麗=kBE=^kBA+kBC,ke[0,1],
則而^AB+BF^AB+kBE=-1)函+kBC,
又因?yàn)镚為力F中點(diǎn),則麗=DA+AG=-BC+^AF=|Qfc-1)+Q/c-1)BC,
可得存?而=l)51+fcBc]?Qfc-1)BC]
+fcQfc—
又因?yàn)閗e[0,1],可知:當(dāng)k=l時(shí),而?前取到最小值
1O
解法二:以8為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,如圖所示,
則4(一1,0),B(0,0),C(0,l),0(-1,1),E(—p1),
可得瓦5=(-1,0),BC=(0,1),BF=
因?yàn)槟?4瓦?+〃阮=(-4,4),貝J_4=_W,所以4+〃=3
I〃=13
因?yàn)辄c(diǎn)F在線段BE:y=_3與xe[—g,0]上,設(shè)F(a,-3a),aW[-g0卜
且G為中點(diǎn),則G
可得力F=(a+1,-3a),DG——|a-
則而-DG=史盧+(-3a)(―|a—1)=5(a+J—奈
且ae[—go],所以當(dāng)a=—1時(shí),4尸,DG取到最小值為—福;
故答案為:p-套
35.(2024?上海?高考真題)已知虛數(shù)z,其實(shí)部為1,且z+4=m(>neR),則實(shí)數(shù)?n為2.
Z
【解題思路】設(shè)z=l+歷力CR且bKO,直接根據(jù)復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算,再根據(jù)復(fù)數(shù)分類即可得到答案.
【解答過(guò)程】設(shè)z=1+bi,bGR且b豐0.
則z+j=i+bi+磊=(鬻+(睛i=m,
"=巾
mER,,解得ni=2,
【三t=。
故答案為:2.
36.(2024?天津?高考真題)已知i是虛數(shù)單位,復(fù)數(shù)(逐+i)?(逐—2i)=7—底.
【解題思路】借助復(fù)數(shù)的乘法運(yùn)算法則計(jì)算即可得.
【解答過(guò)程】(聲+i)?(代—2i)=5+代]一2V5i+2=7-V5i.
故答案為:7-V^i.
37.(2023?全國(guó)?高考真題)已知向量灑了滿足忖—同=百,忖+司=團(tuán)一司,則同=圓.
【解題思路】法一:根據(jù)題意結(jié)合向量數(shù)量積的運(yùn)算律運(yùn)算求解;法二:換元令下=E一及結(jié)合數(shù)量積的
運(yùn)算律運(yùn)算求解.
【解答過(guò)程】法一:因?yàn)殁?司=固一同,即0+司2=(2工一司之,
則22+Za-b+b2=4a2-4a-fe+b2,整理得聲-2a-0,
又因?yàn)殁庖煌?百,即@一司2=3,
貝(/一2萬(wàn).b+川=扶=3,所以也|=舊.
法二:設(shè)?=/一反則同=■3+1=2+252/一萬(wàn)=2乙+了,
由題意可得:(c+2b)=(2c+b),貝仔+4下?了+4京=4不+4??1+京,
整理得:c2=b2,即同=?=瘋
故答案為:V3.
38.(2023?天津?高考真題)已知i是虛數(shù)單位,化簡(jiǎn)甥的結(jié)果為」
【解題思路】由題意利用復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則,分子分母同時(shí)乘以2-3i,然后計(jì)算其運(yùn)算結(jié)果即可.
52+13i
【解答過(guò)程】由題意可得答4+L
2+31(2+31)(2-31)13
故答案為:4+i.
39.(2022?天津?高考真題)在△力BC中,&?=方,屈=反。是/C中點(diǎn),麗=2BE,試用五,石表示歷為_(kāi)|五二
氣,若同,爐,則乙4cB的最大值為_(kāi)g_.
Zo
【解題思路】法一:根據(jù)向量的減法以及向量的數(shù)乘即可表示出示,以低,可為基底,表示出南,既,由48,
DE可得3萬(wàn)2+/=4萬(wàn)也,再根據(jù)向量夾角公式以及基本不等式即可求出.
法二:以點(diǎn)E為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè)E(0,0),B(l,0),C(3,0),4Q:,y),由力B,DE可得點(diǎn)力的軌跡為以
M(-1,0)為圓心,以r=2為半徑的圓,方程為。+1)2+必=%即可根據(jù)幾何性質(zhì)可知,當(dāng)且僅當(dāng)C4
與OM相切時(shí),NC最大,即求出.
【解答過(guò)程】方法一:
A
D
___、___k、a----k1、、___k----9b、___、-h----k
DE=CE-CD=扣-扣,AB=CB-CA=b-a,AB1DEn(3h-a)?(b-a)=0,
3序+/=鉉不"os乙4cB=贏=褊2嘴臀=今當(dāng)且僅當(dāng)問(wèn)=遮忖時(shí)取等號(hào),而°<
AACB<TT,所以N4CB6(0,勺.
6
故答案為:—^a;g
226
方法二:如圖所示,建立坐標(biāo)系:
E(0,0),B(l,0),C(3,0)M(x,y)>加=(二,一(),而=(".y),
瓦1都今(學(xué))(x-l)+?=0=(x+l)2+y2=4,所以點(diǎn)A的軌跡是以M(—1,0)為圓心,以r=2為
半徑的圓,當(dāng)且僅當(dāng)C4與OM相切時(shí),NC最大,此時(shí)sinC=
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