高考数学大二轮复习第二部分专题1三角函数与解三角形增分强化练(七)文
高考数学二轮总复习第1篇核心专题提升多维突破专题1三角函数与解三角形第2讲三角恒等变换与解三角形课件

π 4 π 4
=
-3-1 1-3
=
2
,
则
tan
β = tan(α + β - α) =
1t+antaαn+αβ+-βttaannαα=1+3-3×2 2=17.故选 D.
3. (2023·怀仁市校级四模)已知 α 为锐角,且 sin α+sinα+π3+
sinα+23π= 3,则 tan α=_____3___.
2cos 40°+cos 80°+sin 80°tan θ=0,
所以
tan
θ=-2cos
40°+cos sin 80°
80°=-2cos120°s-in8800°°+cos
80°
=-2cos
120°cos
80°+sin 120°sin sin 80°
80°+cos
80°=-
3sin 80° sin 80°
2 α+3tan
≤ α2
2
1 tan
α·3tan
α
= 33,当且仅当tan1 α=3tan α,即 tan α= 33时,等号成立,tan β 取得最
大值 33.故选 B.
核心考点2 正弦定理、余弦定理的应用
核 心 知 识·精 归 纳
1.正弦定理:在△ABC 中,sina A=sinb B=sinc C=2R(R 为△ABC 的外 接圆半径).
第一篇
核心专题提升•多维突破
专题一 三角函数与解三角形
第2讲 三角恒等变换与解三角形
分析考情·明方向 真题研究·悟高考 考点突破·提能力
分析考情·明方向
高频考点
高考预测
三角函数的化简与求值(倍角公式、
两角和与差公式进行恒等变换,角 继续以选择、填空题形式考查三角
2020高考数学二轮复习第2部分专题一三角函数与解三角形必考点文1

(6)若求出2x -的范围,再求函数的最值,同样得分.1.已知函数f(x)=4cos ωx·sin(ω>0)的最小正周期为π.(1)求ω的值;(2)讨论f(x)在区间上的单调性.解:(1)f(x)=4cos ωxsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx+π4=2sin ωxcos ωx+2cos2ωx=(sin 2ωx+cos 2ωx)+ 2=2sin +.因为f(x)的最小正周期为π,且ω>0,所以=π,故ω=1.(2)由(1)知,f(x)=2sin +.若0≤x≤,则≤2x+≤.当≤2x+≤,即0≤x≤时,f(x)单调递增;当≤2x+≤,即≤x≤时,f(x)单调递减.综上可知,f(x)在上单调递增,在上单调递减.类型二 学会审题[例2] 已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象关于直线x =对称,且图象上相邻两个最高点的距离为π.(1)求ω和φ的值;(2)若f =,求cos 的值.审题路线图(1)条件:f x 图象上相邻两个最高点距离为π(2)条件:f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=343.已知在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,向量m =(2b,1),n =(2a -c ,cos C),且m∥n.(1)若b2=ac ,试判断△ABC 的形状;(2)求y =1-的值域.解:(1)由已知,m∥n,则2bcos C =2a -c ,由正弦定理,得2sin Bcos C =2sin(B +C)-sin C ,即2sin Bcos C =2sin Bcos C +2cos Bsin C -sin C , 在△ABC 中,sin C≠0,因而2cos B =1,则B =.又b2=ac ,b2=a2+c2-2accos B ,因而ac =a2+c2-2accos ,即(a -c)2=0,所以a =c ,△ABC 为等边三角形.(2)y =1-2cos 2A 1+tan A=1-2cos2A -sin2A1+sin A cos A=1-2cos A(cos A -sin A)=sin 2A -cos 2A=sin ,由已知条件B =知A∈.所以,2A -∈.因而所求函数的值域为(-1,].4.已知函数f(x)=2sinsin ,x∈R.(1)求函数f(x)的最小正周期;(2)在△ABC 中,若A =,c =2,且锐角C 满足f =,求△ABC 的面积S.解:(1)由题意得,。
高考数学二轮复习提高题专题复习三角函数与解三角形多选题练习题附解析

高考数学二轮复习提高题专题复习三角函数与解三角形多选题练习题附解析一、三角函数与解三角形多选题1.已知函数()2sin (0)6f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭且对于R x ∀∈都有144f x f x ππ⎛⎫-=- ⎪⎛⎫⎝⎭+ ⎪⎝⎭成立.现将函数()2sin 6f x x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象向右平移6π个单位长度,再把所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)得到函数()g x 的图象,则下列说法正确的是( ) A .函数066g x g x ππ⎛⎫⎛⎫-++=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B .函数()g x 相邻的对称轴距离为πC .函数23g x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭是偶函数 D .函数()g x 在区间,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增 【答案】ABCD 【分析】先利用已知条件求出()f x 的周期T π=,即可得2ω=,再利三角函数图象的平移伸缩变换得()g x 的解析式,在逐一判断四个选项的正误即可得正确选项. 【详解】因为对于R x ∀∈都有144f x f x ππ⎛⎫-=-⎪⎛⎫⎝⎭+ ⎪⎝⎭成立 所以()12f x f x π=-⎛⎫+ ⎪⎝⎭,()12f x f x ππ⎛⎫+=- ⎪+⎝⎭, 所以()()()11f x f x f x ππ=-=+-+对于R x ∀∈都成立, 可得()f x 的周期T π=,所以22Tπω==, 所以()2sin 26f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭, 将函数()2sin 26f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象向右平移6π个单位长度,可得 2sin 22sin 2666y x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦再把所有点的横坐标伸长到原来的2倍可得()2sin 6g x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,对于选项A:()2sin 2sin 2sin 2sin 0666666g x g x x x x x ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-++=--++-=-+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故选项A 正确;对于选项B :函数()g x 周期为221T ππ==,所以相邻的对称轴距离为2Tπ=,故选项B正确;对于选项C :222sin 2sin 2cos 3362g x x x x ππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+-=+=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭是偶函数,故选项C 正确; 对于选项D :当63x ππ≤≤,066x ππ≤-≤,所以函数()g x 在区间,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,故选项D 正确, 故选:ABCD 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是由144f x f x ππ⎛⎫-=-⎪⎛⎫⎝⎭+ ⎪⎝⎭恒成立得出 ()()f x f x π=+可得ω的值,求出()f x 的解析式.2.已知函数()()cos 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的部分图像如图所示,则下列关于函数()f x 的说法中正确的是( )A .函数()f x 最靠近原点的零点为3π-B .函数()f x 的图像在y 3C .函数56f x π⎛⎫-⎪⎝⎭是偶函数D .函数()f x 在72,3ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增 【答案】ABC 【分析】首先根据图象求函数的解析式,利用零点,以及函数的性质,整体代入的方法判断选项. 【详解】根据函数()()cos f x A x ωϕ=+的部分图像知,2A =, 设()f x 的最小正周期为T ,则24362T πππ=-=,∴2T π=,21T πω==. ∵2cos 266f ππϕ⎛⎫⎛⎫=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,且2πϕ<,∴6πϕ=-, 故()2cos 6f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭. 令()2cos 06f x x π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,得62x k πππ-=+,k Z ∈,即23x k ππ=+,k Z ∈,因此函数()f x 最靠近原点的零点为3π-,故A 正确;由()02cos 6f π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭()f x 的图像在y B 正确; 由()52cos 2cos 6f x x x ππ⎛⎫-=-=- ⎪⎝⎭,因此函数56f x π⎛⎫-⎪⎝⎭是偶函数,故C 正确; 令226k x k ππππ-≤-≤,k Z ∈,得52266k x k ππππ-≤≤+,k Z ∈,此时函数()f x 单调递增,于是函数()f x 在132,6ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在137,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,故D 不正确. 故选:ABC . 【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证此区间是否是函数sin y x =的增或减区间.3.已知函数()2sin()05,||2f x x πωϕωϕ⎛⎫=+<<< ⎪⎝⎭,且对任意x ∈R ,()12f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭恒成立,3y f x π⎛⎫=+⎪⎝⎭为奇函数,则下列说法正确的是( ) A .函数()f x 的图象关于原点对称 B .函数()f x 的最小正周期为π C .函数()f x 的图象关于直线2x π=对称D .函数()f x 的单调递增区间为5,()1212k k k ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦Z 【答案】BD 【分析】由()12f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭恒成立可得212f π⎛⎫=± ⎪⎝⎭,即()122k k ωππϕπ+=+∈Z ,由3y f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭为奇函数可得()3k k ωπϕπ''+=∈Z ,即可求出2n 2)3(si f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,再根据正弦函数的性质分别判断即可. 【详解】因为对任意x ∈R ,()12f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭恒成立,所以2sin 21212f πωπϕ⎛⎫⎛⎫=+=± ⎪⎪⎝⎭⎝⎭, 即sin 112ωπϕ⎛⎫+=±⎪⎝⎭,得()122k k ωππϕπ+=+∈Z ①. 2sin 2sin 333f x x x ππωπωϕωϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++=++ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,因为3y f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭为奇函数,所以()3k k ωπϕπ''+=∈Z ②.由①②可得()(),3122k k k k ωπωπππ''-=--∈Z ,即()(42,)k k k k ω''=--∈Z .又05ω<<,所以1k k '-=,2ω=, 则(2,)33k k k k ππϕππ=+=-'∈'Z ,得3πϕ=,所以2n 2)3(si f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,由于(0)0f =≠,故()f x 的图象不关于原点对称,所以A 不正确; ()f x 的最小正周期22T ππ==,所以B 正确;2sin 22sin 2sin 222333f ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+=+=-=± ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以C 不正确;令222232k x k πππππ-≤+≤+,k ∈Z ,得51212k x k ππππ-≤≤+,k ∈Z ,故函数() f x 的单调递增区间为5,()1212k k k ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦Z ,所以D 正确. 故选:BD. 【点睛】关键点睛:本题考查正弦型函数的性质,解题的关键是:(1)根据“对任意x ∈R ,()12f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭恒成立”得到“212f π⎛⎫=± ⎪⎝⎭”;(2)得到“2sin 33f x x πωπωϕ⎛⎫⎛⎫+=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭”后,能根据“3y f x π⎛⎫=+⎪⎝⎭为奇函数”得到“()3k k ωπϕπ''+=∈Z ”.4.已知函数()22sin cos f x x x x =+,则下列结论中正确的是( )A .()f x 的图象是由y= 2sin2x 的图象向左移3π个单位得到的 B .()f x 在,03π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增 C .()f x 的对称中心的坐标是(),026k k Z ππ⎛⎫-∈⎪⎝⎭D .函数()()g x f x =[]0,10内共有8个零点 【答案】BCD 【分析】A.化简得()2sin(2)3f x x π=+,利用函数的图象变换得该选项错误;B.利用复合函数的单调性原理分析得该选项正确;C. 由2,3x k k Z ππ+=∈得该选项正确;D.解方程sin 23x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭得该选项正确. 【详解】()2π2sin cos sin 222sin 22sin 236f x x x x x x x x π⎛⎫⎛⎫=+-=+=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,把2sin 2y x =的图象向左平移6π个单位,得到()f x ,所以选项A 不正确; 设23t x π=+,则t 在,03π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调增, ,03x π⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦2,333x πππ⎡⎤∴+∈-⎢⎥⎣⎦,,33t ππ⎡⎤∴∈-⎢⎥⎣⎦又sin y t =在,33ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增, ()2sin 23f x x π⎛⎫∴=+ ⎪⎝⎭在,03π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以选项B 正确;由2,3x k k Z ππ+=∈得对称中心为(),062k k Z ππ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭,所以选项C 正确;由sin 232x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭得2233x k πππ+=+或222,33x k k Z πππ+=+∈ 解得x k π=或,6x k k Z ππ=+∈,又[]0,10,x ∈0,1,2,3k ∴=时,713190,,,,2,,3,6666x πππππππ=,共8个零点,所以选项D 正确. 故选:BCD 【点睛】方法点睛:函数的零点问题的研究,常用的方法有:(1)方程法(解方程即得解);(2)图象法(直接画出函数的图象得解);(3)方程+图象法(令()=0f x 得()()g x h x =,再分析函数(),()g x h x 的图象得解). 要根据已知条件灵活选择方程求解.5.对于函数()sin cos 2sin cos f x x x x x =++,下列结论正确的是( ) A .把函数f (x )的图象上的各点的横坐标变为原来的12倍,纵坐标不变,得到函数g (x )的图象,则π是函数y =g (x )的一个周期 B .对123,,2x x ππ⎛⎫∀∈ ⎪⎝⎭,若12x x <,则()()12f x f x < C .对,44x f x f x ππ⎛⎫⎛⎫∀∈-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭R 成立D .当且仅当,4x k k Z ππ=+∈时,f (x )1【答案】AC 【分析】根据三角函数的变换规则化简即可判断A ;令sin cos 4t x x x π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,()21f t t t =+-,判断函数的单调性,即可判断B ;代入直接利用诱导公式化简即可;首先求出()f t 的最大值,从而得到x 的取值; 【详解】解:因为()2()sin cos 2sin cos sin cos sin cos 1f x x x x x x x x x =++=+++-,令sin cos 4t x x x π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,所以t ⎡∈⎣,所以()21f t t t =+-, 对于A :将()sin cos 2sin cos f x x x x x =++图象上的各点的横坐标变为原来的12倍,则()sin 2cos 22sin 2cos 2g x x x x x =++,所以()()()()()sin 2cos22sin 2cos2g x x x x x πππππ+=++++++()sin 2cos22sin 2cos2x x x x g x =++=,所以π是函数y =g (x )的一个周期,故A 正确;对于B :因为3,2x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以57,444x πππ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,则)14t x π⎛⎫⎡=+∈- ⎪⎣⎝⎭在5,4ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在53,42ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增, 又()2215124f t t t t ⎛⎫=+-=+- ⎪⎝⎭,对称轴为12t =-,开口向上,函数()21f t t t =+-在)1⎡-⎣上单调递减, 所以函数()f x 在5,4ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在53,42ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减, 故B 错误; 对于C :sin c 4os 2sin cos 4444f x x x x x πππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=----⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝+⎝⎭⎝⎭⎭⎝⎭+⎝⎭sin c 4os 2sin cos 4444f x x x x x πππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝+⎝⎭⎝⎭⎭⎝⎭+⎝⎭c 2424242sin os 2sin cos 4x x x x ππππππππ⎥++⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-------- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦4444sin cos 2sin cos 4x x x x f x πππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫----=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪=⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝+⎭+,故C 正确;因为()2215124f t t t t ⎛⎫=+-=+- ⎪⎝⎭,t ⎡∈⎣,当t =时()f t 取得最大值()max 1f t =,令4t x π⎛⎫=+= ⎪⎝⎭sin 14x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以2,42x k k Z πππ+=+∈,解得2,4x k k Z ππ=+∈,即当2,4x k k Z ππ=+∈时,函数()f x1,故D 错误;故选:AC 【点睛】本题考查三角函数的综合应用,解答的关键是换元令sin cos t x x =+,将函数转化为二次函数;6.已知函数()2sin 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则( )A .函数()f x 的最小正周期为πB .()f x 的图像关于直线6x π=对称C .()f x 的图象关于点,03π⎛⎫⎪⎝⎭对称 D .()f x 在区间(0,)π上有两个零点【答案】ABD 【分析】借助于()2sin 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图像及y =sin x 的性质,对ABCD 四个选项一一验证:对于A :利用2T πω=求周期;对于B :利用图像观察,也可以根据()26f π=判断;对于C :利用图像观察,也可以根据()13f π=否定结论;对于D :利用图像观察,可以得到()f x 在区间(0,)π上有两个零点. 【详解】对于A :函数()y f x =的周期222T πππω===故A 正确; 对于B :∵ ()2sin 22666f πππ⎛⎫=⨯+= ⎪⎝⎭,∴()f x 的图像关于直线6x π=对称,故B 正确;对于C :∵ 5()2sin 22sin 13366f ππππ⎛⎫⎛⎫=⨯+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故()f x 的图像不经过点,03π⎛⎫ ⎪⎝⎭,,03π⎛⎫⎪⎝⎭也不是其对称中心,故C 错误; 对于C :由图像显然可以观察出,()f x 在区间(0,)π上有两个零点.也可以令()()00f x x π=<<,即2sin 206x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,解得:512x π=或1112π,故()f x 在区间(0,)π上有两个零点,故D 正确.故选:ABD 【点睛】三角函数问题通常需要把它化为“一角一名一次”的结构,即()sin y A x B ωϕ=++的结构:(1)画出图像,利用图像分析性质;(2)用t x ωϕ=+借助于sin y x =或cos y x =的性质解题.7.设函数()sin()(0)4f x x πωω=+>,已知()f x 在[]02π,有且仅有5个零点,则下列结论成立的有( )A .()1y f x =+在()02π,有且仅有2个零点 B .()f x 在023π⎛⎫⎪⎝⎭,单调递增C .ω的取值范围是192388⎡⎫⎪⎢⎣⎭,D .将()f x 的图象先右移4π个单位,再纵坐标不变,横坐标扩大为原来的2倍,得到函数1()sin()2g x x ω=【答案】BC 【分析】首先利用图象直接判断A 选项;再利用函数()f x 在[]02π,有且仅有5个零点,求得ω的范围,并利用整体代入的方法判断B 选项;最后利用图象的变换规律,求得变换之后的解析式,判断D. 【详解】A.如图,[]0,2π上函数仅有5个零点,但有3个最小值点,这3个最小值点就是()1y f x =+在()0,2π上的3个零点;B.[]0,2x π∈时,,2444t x πππωωπ⎡⎤=+∈⋅+⎢⎥⎣⎦ 若函数()f x 在[]02π,有且仅有5个零点,则5264ππωππ≤⋅+<,得192388ω≤<,当023x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,时,,448t x πππω⎛⎫=+∈ ⎪⎝⎭,此时函数单调递增,故BC 正确; D. 函数()f x 的图象先右移4π个单位后得到sin sin 4444y x x ππωππωω⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,再将横坐标扩大为原来的2倍,得到()1sin 244g x x ωππω⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,故D 不正确;故选:BC 【点睛】关键点点睛:本题的关键是求出ω的取值范围,首先根据函数在区间[]0,2π有5个零点,首先求4t x πω=+的范围,再分析sin y t =的图象,求得ω的范围.8.已知函数()2sin (0)6f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,则下列结论正确的是( ) A .函数()f x 的初相为6π- B .若函数()f x 在,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,则(0,2]ω∈ C .若函数()f x 关于点,02π⎛⎫⎪⎝⎭对称,则ω可以为12D .将函数()f x 的图象向左平移一个单位得到的新函数是偶函数,则ω可以为2023 【答案】AB 【分析】根据选项条件一一判断即可得结果. 【详解】A 选项:函数()2sin (0)6f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的初相为6π-,正确; B 选项:若函数()f x 在,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,则2266k ππωππ-+≤-,2362k πωπππ-≤+,k Z ∈,所以21226k k ω-+≤≤+,k Z ∈,又因为0ω<,则02ω<≤,正确;C 选项:若函数()f x 关于点,02π⎛⎫ ⎪⎝⎭对称,则,26k k Z πωππ-=∈,所以12,3k k Z ω=+∈故ω不可以为12,错误; D 选项:将函数()f x 的图象向左平移一个单位得到()12sin 6f x x πωω⎛⎫+=+-⎪⎝⎭是偶函数,则,62k k Z ππωπ-=+∈,所以2,3k k Z πωπ=+∈故ω不是整数,则ω不可以为2023,错误;故选:AB【点睛】掌握三角函数图象与性质是解题的关键.9.已知函数)()lg 1( 2.7)x x f x x e e e -=+-+≈⋯,若不等式(sin cos )2(sin 2)f f t θθθ+<--对任意R θ∈恒成立,则实数t 的可能取值为( )A .1B C .3 D .4 【答案】CD【分析】令)()lg x x g x x e e -=+-,则()()1f x g x =+,可判断()g x 是奇函数且单调递增,不等式可变形可得(sin cos )(sin 2)g g t θθθ+<-,所以sin cos sin 2t θθθ>++,令()sin cos sin 2h θθθθ=++,换元法求出()h θ的最大值,()max t h θ>即可.【详解】令)()lg x x g x x e e -=+-,则()()1f x g x =+, ()g x 的定义域为R ,))()()lg lg x x x x g x g x x e e x e e ---+=+-++-0=, 所以()()g x g x -=-,所以()g x 是奇函数,不等式(sin cos )2(sin 2)f f t θθθ+<--等价于[](sin cos )1(sin 2)1f f t θθθ+-<---,即(sin cos )(sin 2)(sin 2)g g t g t θθθθ+<--=-,当0x >时y x =单调递增,可得)lg y x =单调递增, x y e =单调递增,x y e -=单调递减,所以)()lg x x g x x e e -=+-在()0,∞+单调递增,又因为)()lgx x g x x e e -=+-为奇函数,所以)()lg x x g x x e e -=+-在R 上单调递增,所以sin cos sin 2t θθθ+<-,即sin cos sin 2t θθθ>++,令()sin cos sin 2h θθθθ=++,只需()max t h θ>,令sin cos m θθ⎡+=∈⎣,则21sin 2m θ=+,2sin 21m θ=-,所以()21h m m m =+-,对称轴为12m =-,所以m =()max 211h m ==,所以1t >可得实数t 的可能取值为3或4,故选:CD【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是构造函数()g x 奇函数且是增函数,将原不等式脱掉f 转化为函数恒成立问题.10.已知函数()26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则下列结论正确的是( ) A .函数()f x 的最小正周期为πB .函数()f xC .函数()f x 的图象关于点,012π⎛⎫ ⎪⎝⎭对称 D .函数()f x 的图象关于直线712x π=对称【答案】BD【分析】首先要熟悉()26g x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象和性质,将()26g x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭在x 轴下方的图象沿x 轴翻折(x 轴上方的图象不变),可以得到函数()f x 的图象,并判断选项.【详解】由题意,将()26g x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭在x 轴下方的图象沿x 轴翻折(x 轴上方的图象不变),可以得到函数()f x 的图象,故函数()f x 的最小正周期为2π,故A 错误;函数()f x B 正确;函数()f x 的图象是由()26g x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭在x 轴下方的图象沿x 轴翻折(x 轴上方的图象不变),所以不是中心对称图形,故C 错误; 由7012f π⎛⎫= ⎪⎝⎭知D 正确, 故选:BD .【点睛】思路点睛:要判断函数()f x 的性质,需先了解函数()26g x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的性质,并且知道函数()26g x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭在x 轴下方的图象沿x 轴翻折(x 轴上方的图象不变),可以得到函数()f x 的图象,函数的周期变为原来的一半,()g x 的对称轴和对称中心都是函数()f x 的对称轴.。
2020版高三数学新课标大二轮增分攻略数学(理) 专题一三角函数与解三角形第一讲 三角函数的图象与性质

第三篇 重点热点、突破篇第一讲 三角函数的图象与性质[高考导航]1.三角函数的图象,主要涉及图象变换问题以及由图象确定函数解析式问题.2.三角函数的性质,通常是给出函数解析式,先进行三角变换,将其转化为y =A sin(ωx +φ)的形式再研究其性质(如单调性、值域、对称性),或知道某三角函数的图象或性质求其解析式,再研究其他性质.考点一 同角三角关系式及诱导公式1.三角函数:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),则sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx (x ≠0).各象限角的三角函数值的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦.2.同角基本关系式:sin 2α+cos 2α=1,sin αcos α=tan α⎝ ⎛⎭⎪⎫α≠k π+π2,k ∈Z . 3.诱导公式:在k π2+α,k ∈Z 的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”.1.(2019·广东惠州二调)已知sin x +cos x =15,x ∈[0,π],则tan x 的值为( )A .-34B .-43C .±43D .-34或-43[解析] ∵sin x +cos x =15,∴(sin x +cos x )2=125,即1+2sin x cos x =125.∴2sin x cos x =-2425<0.∵x ∈[0,π],∴sin x >0,cos x <0. ∴sin x -cos x >0.∴(sin x -cos x )2=1-2sin x cos x =4925,∴sin x -cos x =75. 又知sin x +cos x =15,∴sin x =45,cos x =-35,则tan x =sin x cos x =-43,故选B. [答案] B2.(2019·福州质检)已知P (sin40°,-cos140°)为锐角α终边上的点,则α=( )A .40°B .50°C .70°D .80°[解析] ∵P (sin40°,-cos140°)为角α终边上的点,因而tan α=-cos140°sin40°=-cos (90°+50°)sin (90°-50°)=sin50°cos50°=tan50°,又α为锐角,则α=50°,故选B.[答案] B3.(2019·唐山五校联考)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-5π6+x =15,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3=( )A .-15 B.15 C.25 D .-25 [解析] cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-x =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+x =-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π+π6+x =-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-5π6+x =-15.[答案] A4.(2019·河北六校第三次联考)若sin α是方程5x 2-7x -6=0的根,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-α-32πsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-αtan 2(2π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αsin (π+α)=( )A.35B.53C.45D.54[解析] ∵方程5x 2-7x -6=0的两根分别为x 1=2和x 2=-35,∴sin α=-35.则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-α-32πsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-αtan 2(2π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αsin (π+α)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α(-cos α)tan 2αsin α(-sin α)(-sin α)=-cos 2α·sin 2αcos 2αsin 3α=-1sin α=53,故选B. [答案] B5.(2019·云南师大附中月考)已知tan θ=2,则sin θ+cos θsin θ+sin 2θ的值为( )A.195B.165C.2310D.1710[解析] 解法一:sin θ+cos θsin θ+sin 2θ=sin θ+cos θsin θ+sin 2θsin 2θ+cos 2θ=tan θ+1tan θ+tan 2θtan 2θ+1,将tan θ=2代入,得原式=2310,故选C.解法二:tan θ=2=21,在平面直角坐标系xOy 中,不妨设θ为锐角,角θ的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,在终边上取点P (1,2),则|OP |=5,由三角函数的定义,得sin θ=25,cos θ=15,所以sin θ+cos θsin θ+sin 2θ=25+1525+⎝ ⎛⎭⎪⎫252=2310,故选C.[答案] C6.(2019·湘东六校联考)在平面直角坐标系xOy 中,点P (x 0,y 0)在单位圆O 上,设∠xOP =α,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4.若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=-45,则x 0的值为________.[解析] ∵点P (x 0,y 0)在单位圆O 上,且∠xOP =α,∴cos α=x 0,又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=-45,∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=35,∴x 0=cos α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫α+π4-π4=cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4cos π4+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4sin π4=-45×22+35×22=-210. [答案] -210(1)涉及与圆及角有关的函数建模问题,常常借助三角函数的定义求解.应用定义时,注意三角函数值仅与终边位置有关,与终边上点的位置无关.(2)应用诱导公式时要弄清三角函数在各个象限内的符号;利用同角三角函数的关系化简过程要遵循一定的原则,如切化弦、化异为同、化高为低、化繁为简等.考点二 三角函数的图象及变换1.“五点法”作函数y =A sin(ωx +φ)的图象设z =ωx +φ,令z =0,π2,π,3π2,2π,求出x 的值与相应的y 的值,描点、连线可得.2.两种图象变换【例1】 (1)(2019·南昌调研)函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象可由函数g (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象( )A .向左平移π2个单位长度得到 B .向右平移π2个单位长度得到 C .向左平移π4个单位长度得到 D .向右平移π4个单位长度得到(2)(2019·济南模拟)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2<φ<0的部分图象如图所示,则φ=________.[解题指导] (1)化f (x )为正弦形式→转化为x 上的变化量→确定结果(2)由对称中心及对称轴得周期T→由T =2πω得ω→利用f ⎝⎛⎭⎪⎫1112π=-2及φ的范围得φ值[解析] (1)∵f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+π2= sin ⎩⎨⎧⎭⎬⎫2⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+π4,∴只需将函数g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象向左平移π4个单位长度即可得到f (x )的图象.故选C.(2)由T 4=1112π-23π=π4,得T =π,又知T =2πω,∴ω=2,∴f (x )=2sin(2x +φ).又知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1112π=-2,∴2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫116π+φ=-2, 即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫116π+φ=-1.∴116π+φ=2k π+32π(k ∈Z ). ∴φ=2k π-π3(k ∈Z ),又∵-π2<φ<0,∴φ=-π3. [答案] (1)C (2)-π3解决三角函数图象问题的策略(1)已知函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象求解析式时,常采用待定系数法,由图中的最高点、最低点或特殊点求A ;由函数的周期确定ω;确定φ常根据“五点法”中的五个点求解,其中一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置.(2)在图象变换过程中务必分清是先相位变换,还是先周期变换,变换只是相对于其中的自变量x 而言的,如果x 的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.1.(2019·广东揭阳一模)将函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2≤φ<π2图象上每一点的横坐标先伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移π3个单位长度得到y =sin x 的图象,则函数f (x )的单调递增区间为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π12,2k π+5π12,k ∈Z B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π6,2k π+5π6,k ∈Z C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+5π6,k ∈Z [解析] 解法一:将函数f (x )=sin(ωx +φ)图象上每一点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),则函数变为y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12ωx +φ,再向左平移π3个单位长度得到的函数为y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+φ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12ωx +ωπ6+φ=sin x ,又ω>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧12ω=1,ωπ6+φ=2k π,k ∈Z ,又-π2≤φ<π2,所以ω=2,φ=-π3,所以f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3,由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,可得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z .故选C.解法二:将y =sin x 的图象向右平移π3个单位长度得到的函数为y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3,将函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3的图象上每一点的横坐标缩短为原来的12(纵坐标不变),则函数变为y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3=f (x ),由2k π-π2≤2x-π3≤2k π+π2,k ∈Z ,可得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z ,故选C.[答案] C2.(2019·太原3月联考)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,若x 1,x 2∈⎝⎛⎭⎪⎫-π6,π3,x 1≠x 2且f (x 1)=f (x 2),则f (x 1+x 2)=( )A .1B.12C.22D.32[解析] 由题图知A =1,函数f (x )的最小正周期T =2⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=π,所以2πω=π,即ω=2,所以f (x )=sin(2x +φ),又因为点⎝⎛⎭⎪⎫-π6,0在图象的上升段上,所以-π3+φ=2k π(k ∈Z ),所以φ=2k π+π3(k ∈Z ),又|φ|<π2,所以φ=π3,故f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,可知在⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3上,函数f (x )的图象关于x =π12对称,因为x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3,f (x 1)=f (x 2),所以x 1+x 2=π6,所以f (x 1+x 2)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+π3=32.故选D.[答案] D考点三 三角函数的性质1.三角函数的单调区间y =sin x 的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2(k ∈Z ),单调递减区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2(k ∈Z ); y =cos x 的单调递增区间是[2k π-π,2k π](k ∈Z ),单调递减区间是[2k π,2k π+π](k ∈Z );y =tan x 的递增区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2(k ∈Z ).2.三角函数的奇偶性与对称性y =A sin(ωx +φ),当φ=k π(k ∈Z )时为奇函数;当φ=k π+π2(k ∈Z )时为偶函数;对称轴方程可由ωx +φ=k π+π2(k ∈Z )求得.y =A cos(ωx +φ),当φ=k π+π2(k ∈Z )时为奇函数;当φ=k π(k ∈Z )时为偶函数;对称轴方程可由ωx +φ=k π(k ∈Z )求得.y =A tan(ωx +φ),当φ=k π(k ∈Z )时为奇函数. 角度1:研究三角函数的单调性、奇偶性、周期性【例2】 (2019·天津卷)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)是奇函数,将y =f (x )的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象对应的函数为g (x ).若g (x )的最小正周期为2π,且g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=2,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8=( ) A .-2 B .- 2 C. 2 D .2 [解题指导]由奇函数确定φ→由伸缩变换确定g (x )的解析式→由g (x )的周期确定ω→由g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=2确定A[解析] ∵f (x )=A sin(ωx +φ)为奇函数,∴φ=k π,k ∈Z ,又|φ|<π,∴φ=0,∴f (x )=A sin ωx ,则g (x )=A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ω2x .由g (x )的最小正周期T =2π,得ω2=2πT =1,∴ω=2.又g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=A sin π4=22A =2,∴A =2, ∴f (x )=2sin2x ,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8=2sin 3π4=2,故选C.[答案] C角度2:求三角函数的单调区间及最值【例3】 (2019·石家庄二中月考)已知函数f (x )=(23cos ωx +sin ωx )sin ωx -sin 2⎝⎛⎭⎪⎫π2+ωx (ω>0),且函数y =f (x )的图象的一个对称中心到最近的对称轴的距离为π4.(1)求ω的值和函数f (x )的单调递增区间; (2)求函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的值域.[解题指导] (1)化简函数解析式→利用周期性和对称性求ω值→写出f (x )解析式→求f (x )单调递增区间(2)由x 范围求出角整体范围→利用f (x )单调性和图象求出值域[解] (1)f (x )=23cos ωx ·sin ωx +sin 2ωx -cos 2ωx =3sin2ωx -cos2ωx =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2ωx -π6.由f (x )图象的一个对称中心,到最近的对称轴的距离为π4,知14·2π2ω=π4,即ω=1.所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, 令-π2+2k π≤2x -π6≤π2+2k π,k ∈Z . 解得k π-π6≤x ≤k π+π3,k ∈Z .所以f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6+k π,π3+k π(k ∈Z ).(2)因为0≤x ≤π2,所以-π6≤2x -π6≤5π6, 所以-12≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6≤1,所以-1≤f (x )≤2. 即函数f (x )的值域为[-1,2].三角函数性质问题的解题策略(1)讨论三角函数的单调性,研究函数的周期性、奇偶性与对称性,都必须首先利用辅助角公式,将函数化成一个角的一种三角函数.(2)求函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的单调区间,是将ωx +φ作为一个整体代入正弦函数增区间(或减区间),求出的区间即为y =A sin(ωx +φ)的增区间(或减区间),但是当A >0,ω<0时,需先利用诱导公式变形为y =-A sin(-ωx -φ),则y =-A sin(-ωx -φ)的增区间即为原函数的减区间,减区间即为原函数的增区间.(3)求函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)在某一区间的最值时,将ωx +φ视为整体,借助正弦函数的图象和性质求解.1.(2019·太原一模)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的最小正周期是π,若将其图象向右平移π3个单位后得到的图象关于原点对称,则函数f (x )的图象( )A .关于直线x =π12对称 B .关于直线x =5π12对称C .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0对称D .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0对称[解析] ∵f (x )的最小正周期为π,∴2πω=π,ω=2,∴f (x )的图象向右平移π3个单位后得到g (x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3+φ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -2π3+φ的图象,又g (x )的图象关于原点对称,∴-2π3+φ=k π,k ∈Z ,φ=2π3+k π,k ∈Z ,又|φ|<π2,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪2π3+k π<π2,∴k =-1,φ=-π3,∴f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,当x =π12时,2x -π3=-π6, ∴A 、C 错误,当x =5π12时,2x -π3=π2,∴B 正确,D 错误. [答案] B2.(2019·豫南九校4月联考)已知函数f (x )= sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-2x -2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3π4. (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,π3,且F (x )=-4λf (x )-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的最小值是-32,求实数λ的值. [解] (1)∵f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-2x - 2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3π4 =12cos2x +32sin2x +(sin x -cos x )(sin x +cos x ) =12cos2x +32sin2x +sin 2x -cos 2x =12cos2x +32sin2x -cos2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,∴函数f (x )的最小正周期T =2π2=π.由2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2(k ∈Z )得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ), ∴函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ).(2)F (x )=-4λf (x )-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3=-4λsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6-⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6=2sin 2⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6-4λsin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6-1=2⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6-λ2-1-2λ2. ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,π3,∴0≤2x -π6≤π2, ∴0≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6≤1.①当λ<0时,当且仅当sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6=0时,F (x )取得最小值,最小值为-1,这与已知不相符;②当0≤λ≤1时,当且仅当sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6=λ时,F (x )取得最小值,最小值为-1-2λ2,由已知得-1-2λ2=-32,解得λ=-12(舍)或λ=12;③当λ>1时,当且仅当sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6=1时,F (x )取得最小值,最小值为1-4λ,由已知得1-4λ=-32,解得λ=58,这与λ>1矛盾.综上所述,λ=12.1.(2019·全国卷Ⅱ)下列函数中,以π2为周期且在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2单调递增的是( )A .f (x )=|cos2x |B .f (x )=|sin2x |C .f (x )=cos|x |D .f (x )=sin|x |[解析] 对于选项A ,作出y =|cos2x |的部分图象,如图1所示,则f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2上单调递增,且最小正周期T =π2,故A 正确.对于选项B ,作出f (x )=|sin2x |的部分图象,如图2所示,则f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2上单调递减,且最小正周期T =π2,故B 不正确. 对于选项C ,∵f (x )=cos|x |=cos x ,∴最小正周期T =2π,故C 不正确.对于选项D ,作出f (x )=sin|x |的部分图象,如图3所示.显然f (x )不是周期函数,故D 不正确.故选A.[答案] A2.(2018·全国卷Ⅱ)若f (x )=cos x -sin x 在[-a ,a ]是减函数,则a 的最大值是( )A.π4B.π2C.3π4 D .π[解析] f (x )=cos x -sin x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,由题意得a >0,故-a +π4<π4,因为f (x )=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4在[-a ,a ]是减函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧-a +π4≥0,a +π4≤π,a >0,解得0<a ≤π4,所以a 的最大值是π4,故选A. [答案] A3.(2019·全国卷Ⅰ)关于函数f (x )=sin|x |+|sin x |有下述四个结论: ①f (x )是偶函数②f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π单调递增 ③f (x )在[-π,π]有4个零点 ④f (x )的最大值为2其中所有正确结论的编号是( ) A .①②④ B .②④ C .①④D .①③[解析] f (x )的定义域为(-∞,+∞),f (-x )=sin|-x |+|sin(-x )|=sin|x |+|sin x |=f (x ),故f (x )是偶函数,①正确;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π时,f (x )=sin x +sin x =2sin x 单调递减,②不正确; 当x ∈[0,π]时,sin x ≥0,f (x )=2sin x 有两个零点,当x ∈[-π,0)时,f (x )=-2sin x 仅有一个零点,故③不正确;当x ≥0时,f (x )=sin x +|sin x |,其最大值为2,又f (x )是R 上的偶函数,故f (x )在R 上的最大值为2,④正确.综上,①④正确,②③不正确.故选C. [答案] C4.(2019·浙江卷)设函数f (x )=sin x ,x ∈R .(1)已知θ∈[0,2π),函数f (x +θ)是偶函数,求θ的值; (2)求函数y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π122+⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π42的值域.[解] (1)因为f (x +θ)=sin(x +θ)是偶函数,所以,对任意实数x 都有sin(x +θ)=sin(-x +θ),即sin x cos θ+cos x sin θ=-sin x cos θ+cos x sin θ,故2sin x cos θ=0,所以cos θ=0.又θ∈[0,2π),因此θ=π2或3π2. (2)y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π122+⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π42=sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x +π12+sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x +π4=1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π62+1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π22=1-12⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos2x -32sin2x=1-32cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3.因此,函数的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-32,1+32.高考对此部分内容主要以选择、填空题的形式考查,难度为中等偏下,大多出现在6~12或第14~15题位置上,命题的热点主要集中于三角函数的定义、图象与性质,主要考查图象的变换,函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性及最值,并常与三角恒等变换交汇命题.专题强化训练(十一)一、选择题1.(2019·菏泽一模)若角α的终边过点A (2,1),则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π-α=( )A .-255B .-55 C.55 D.255[解析] 由题意知cos α=25=255,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π-α=-cos α=-255.[答案] A2.(2019·桂林一模)已知sin(5π-α)=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+α,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4sin α+2cos α=( )A.225 B.-25 C .-2 2 D .-2[解析] 由sin(5π-α)=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+α,得sin α=-3cos α,所以tan α=-3,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4sin α+2cos α=22(cos α-sin α)sin α+2cos α=22(1-tan α)tan α+2=22×4-1=-2 2.故选C.[答案] C3.(2019·湖南湘中高三联考)已知函数f (x )=sin(2x +φ),其中φ为实数,若f (x )≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6对x ∈R 恒成立,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2>f (π),则f (x )的单调递增区间是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π3,k π+π6(k ∈Z )B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π,k π+π2(k ∈Z ) C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π6,k π+2π3(k ∈Z )D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π2,k π(k ∈Z ) [解析] 因为f (x )≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6对x ∈R 恒成立,即⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎪⎫π3+φ=1,所以φ=k π+π6(k ∈Z ).因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2>f (π),所以sin(π+φ)>sin(2π+φ),即sin φ<0,所以φ=-56π+2k π(k ∈Z ),所以f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -56π,所以由三角函数的单调性知2x -5π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2(k ∈Z ),得x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π6,k π+2π3(k ∈Z ),故选C.[答案] C4.(2019·廊坊省级示范性高中联合体联考(一))已知函数f (x )=-2cos ⎝⎛⎭⎪⎫3x +π4,则( )A .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4上单调递增,其图象关于直线x =-π12对称B .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4上单调递减,其图象关于直线x =-π12对称C .f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫0,π4上单调递增,其图象关于直线x =-π6对称D .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4上单调递减,其图象关于直线x =-π6对称[解析] f (x )=-2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π4,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4时,3x +π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π,可得函数f (x )在x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4上单调递增,又由3x +π4=0,解得x =-π12,所以函数f (x )的图象关于直线x =-π12对称.故选A.[答案] A5.(2019·湖南省四校联考)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是( )A .1,3π4B .2,π4 C .π,3π4D .2π,π4[解析] 由题图知最小正周期T =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫54-14=2,所以ω=2πT =π,所以f (x )=2sin(πx +φ),把⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0代入,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+φ=0,即π4+φ=k π(k ∈Z ),所以φ=k π-π4(k ∈Z ).因为0<φ<π,所以φ=3π4,故选C.[答案] C6.(2019·福州质量检测)若将函数y =3cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2的图象向右平移π6个单位长度,则平移后图象的一个对称中心是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫π6,0 B.⎝⎛⎭⎪⎫-π6,0 C.⎝⎛⎭⎪⎫π12,0 D.⎝⎛⎭⎪⎫-π12,0 [解析] 将函数y =3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2的图象向右平移π6个单位长度,得y =3cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6+π2=3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象,由2x +π6=k π+π2(k ∈Z ),得x =k π2+π6(k ∈Z ),当k =0时,x =π6,所以平移后图象的一个对称中心是⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0,故选A. [答案] A 二、填空题7.(2019·河北沧州模拟)已知角θ的顶点在坐标原点,始边与x轴的正半轴重合,终边在直线2x -y =0上,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+θ+cos (π-θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ-sin (π-θ)=________.[解析] 设点P (a,2a )(a ≠0)为角θ终边上任意一点,根据三角函数的定义有tan θ=yx =2,再根据诱导公式,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+θ+cos (π-θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ-sin (π-θ)=-cos θ-cos θcos θ-sin θ=-21-tan θ=2.[答案] 28.(2019·安徽六安一中3月月考)若函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6(0<ω<1)在区间(π,2π)内有最值,则ω的取值范围为________.[解析] 函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6(0<ω<1)取最值时,ωx +π6=k π+π2,k ∈Z ,即x =1ω⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π3(k ∈Z ),因为f (x )在区间(π,2π)内有最值,所以1ω⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π3∈(π,2π)时,k 有解,所以1<1ω·⎝ ⎛⎭⎪⎫k +13<2,即⎩⎪⎨⎪⎧ω<k +13,k 2+16<ω⇒k 2+16<ω<k +13.由k 2+16<k +13得k >-13.当k =0时,16<ω<13,当k =1时,结合0<ω<1,得23<ω<1,所以ω的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫16,13∪⎝ ⎛⎭⎪⎫23,1.[答案] ⎝ ⎛⎭⎪⎫16,13∪⎝ ⎛⎭⎪⎫23,1 9.(2019·江西南昌重点中学段考测试)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫0<ω<3,|φ|<π2,若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12=0,则f (π)=________. [解析]解法一:因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12=0,所以⎩⎪⎨⎪⎧sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-πω12+φ=0,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5πω12+φ=0,得⎩⎪⎨⎪⎧-π12ω+φ=k 1π,5π12ω+φ=k 2π(k 1,k 2∈Z ),两式相减得,12ω=k 2-k 1(k 1,k 2∈Z ).因为0<ω<3,且k 2-k 1是整数,所以ω=2.将点⎝⎛⎭⎪⎫-π12,0看作“五点”中的第一点,则-π6+φ=0,所以φ=π6,满足|φ|<π2.所以f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,所以f (π)=12. 解法二:设f (x )的最小正周期为T ,由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫512π=0可得x=-π12和x =5π12是函数f (x )的两个零点,所以k 1·T 2=512π-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12=π2(k 1∈N ),即T =πk 1(k 1∈N ),又知T =2π|ω|(ω>0),所以2πω=πk 1(k 1∈N ),所以ω=2k 1(k 1∈N ),又0<ω<3,所以当k 1=1时,ω=2.所以f (x )=sin(2x+φ).由f ⎝⎛⎭⎪⎫-π12=0,得-π6+φ=k 2π(k 2∈Z ),所以φ=k 2π+π6(k 2∈Z ),又|φ|<π2,所以φ=π6,则f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,所以f (π)=12.[答案] 12 三、解答题10.(2019·北京西城二模)已知函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4.(1)求函数f (x )的定义域;(2)设β∈(0,π),且f (β)=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4,求β的值. [解] (1)由x +π4≠k π+π2,k ∈Z ,得x ≠k π+π4,k ∈Z .所以函数f (x )的定义域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ≠k π+π4,k ∈Z . (2)依题意,得tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4. 所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4cos ⎝⎛⎭⎪⎫β+π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4. 整理得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4·⎣⎢⎡⎦⎥⎤2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4-1=0,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4=0或cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4=12.因为β∈(0,π),所以β+π4∈⎝⎛⎭⎪⎫π4,5π4.由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4=0,得β+π4=π,即β=3π4; 由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4=12,即β+π4=π3,即β=π12.所以β=π12或β=3π4.11.(2019·云南曲靖一中模拟)已知函数f (x )=2cos x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3+3sin 2x +sin x cos x .(1)求函数f (x )的最小正周期.(2)若f (x )-m =0在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,2π3恰有一实数根,求m 的取值范围.[解] (1)函数f (x )=2cos x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3+3sin 2x +sin x cos x =2cos x⎝⎛⎭⎪⎫sin x cos π3-cos x sin π3+3sin 2x+sin x cos x=2cos x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x -32cos x +3sin 2x +sin x cos x =2sin x cos x -3cos 2x +3sin 2x =sin2x -3cos2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. 故函数f (x )的最小正周期为2π2=π.(2)在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,2π3时,f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的图象如下.∵f (0)=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫-π3=-3,f ⎝⎛⎭⎪⎫2π3=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫4π3-π3=0,∴当方程f (x )-m =0在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,2π3恰有一实数根时,m 的取值范围为[-3,0)∪{2}.12.(2019·山东济南一模)已知函数f (x )=sin(2π-x )·sin ⎝⎛⎭⎪⎫3π2-x -3cos 2x + 3.(1)求f (x )的最小正周期和图象的对称轴方程; (2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,7π12时,求f (x )的最小值和最大值.[解] (1)由题意,得f (x )=(-sin x )(-cos x )-3cos 2x +3=sin x cos x -3cos 2x +3=12sin2x -32(cos2x +1)+3=12sin2x -32cos2x +32=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+32,所以f (x )的最小正周期T =2π2=π;令2x -π3=k π+π2(k ∈Z ),则x =k π2+5π12(k ∈Z ), 故所求图象的对称轴方程为x =k π2+5π12(k ∈Z ). (2)当0≤x ≤7π12时,-π3≤2x -π3≤5π6.由函数图象(图略)可知,-32≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3≤1, 即0≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+32≤2+32.故f (x )的最小值为0,最大值为2+32.。
加强练(七) 三角函数、解三角形--备战2022年高考数学一轮复习配套word试题(创新设计版)

加强练(七) 三角函数、解三角形一、选择题(本大题共10小题,每小题4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.(2020·全国Ⅲ卷)在△ABC 中,cos C =23,AC =4,BC =3,则cos B =( ) A.19 B.13 C.12 D.23 答案 A解析 由余弦定理得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos C =42+32-2×4×3×23=9,所以AB =3,所以cos B =AB 2+BC 2-AC 22AB ·BC =9+9-162×3×3=19.故选A.2.(2021·镇海中学模拟)若y =f (x )·sin x 是周期为π的奇函数,则f (x )可以是( ) A .sin x B .cos x C .sin 2x D .cos 2x 答案 B解析 因为函数sin x cos x =12sin 2x 是周期为π的奇函数,所以可知f (x )=cos x ,故选B.3.设函数f (x )=sin 2x +b sin x +c ,则f (x )的最小正周期( ) A .与b 有关,且与c 有关 B .与b 有关,但与c 无关 C .与b 无关,且与c 无关 D .与b 无关,但与c 有关 答案 B解析 因为f (x )=sin 2x +b sin x +c =-cos 2x 2+b sin x +c +12,其中当b =0时,f (x )=-cos 2x 2+c +12,f (x )的周期为π;b ≠0时,f (x )的周期为2π,即f (x )的周期与b 有关但与c 无关,故选B.4.在△ABC 中,若sin A =35,cos B =513,则cos C 的值是( ) A.5665 B.1665C.5665或1665 D .以上都不对 答案 B解析 cos B =513>0,∴B 为锐角,sin B =1213,又sin A =35<sin B ,由正弦定理得0<A <B <π2,cos A =45,cos C =cos []π-(A +B )=-cos(A +B )=-cos A cos B + sin A sin B =-45×513+35×1213=1665.5.(2021·浙江十校联盟适考)将函数f (x )=3sin 2x -2cos 2x 图象上各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变),再向右平移π8个单位长度,则所得函数图象的一个对称中心为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8,0 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π8,-1 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π8,0 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8,-1 答案 D解析 将函数f (x )=3sin 2x -2cos 2x =3sin 2x -cos 2x -1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6-1的图象上各点的横坐标伸长到原来的3倍,得到函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x -π6-1的图象,再向右平移π8个单位长度得到函数g (x )=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤23⎝⎛⎭⎪⎫x -π8-π6-1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x -π4-1的图象,令23x -π4=k π,k ∈Z 得x =3π8+3k π2,k ∈Z ,则函数g (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x -π4-1的一个对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8,-1,故选D.6.函数y =sin(πx +φ)(φ>0)的部分图象如图所示,设P 是图象的最高点,A ,B 是图象与x 轴的交点,则tan ∠APB =( )A.47B.87 C .10 D .8 答案 D解析 过点P 作x 轴的垂线,垂足为点C ,则易得CP =1,AC =14T =14×2ππ=12,BC =34 T =32,则tan ∠APC =12,tan ∠BPC =32,则tan ∠APB =tan(∠APC +∠BPC )=12+321-12×32=8,故选D. 7.(2019·全国Ⅰ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a sin A -b sin B =4c sin C ,cos A =-14,则bc =( ) A .6 B .5 C .4 D .3 答案 A解析 ∵a sin A -b sin B =4c sin C ,∴由正弦定理得a 2-b 2=4c 2,即a 2=4c 2+b 2.由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc =b 2+c 2-(4c 2+b 2)2bc =-3c 22bc =-14,∴bc =6.故选A.8.(2021·台州期末评估)已知函数y =sin x +a cos x ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3的最小值为a ,则实数a 的取值范围是( ) A .[0,3] B .[-3,3] C .(-∞,3] D.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,33答案 C解析 设y =f (x )=sin x +a cos x ,则f (0)=a ,又函数f (x )的最小正周期是2π,所以此函数在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3的左端点处取到最小值,所以必有f (0)≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,即a ≤32+12a ,解得a ≤3,故选C.9.(2019·全国Ⅰ卷)关于函数f (x )=sin|x |+|sin x |有下述四个结论:①f (x )是偶函数;②f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π单调递增;③f (x )在[-π,π]有4个零点;④f (x )的最大值为2.其中所有正确结论的编号是( )A .①②④B .②④C .①④D .①③ 答案 C解析 f (-x )=sin|-x |+|sin(-x )|=sin|x |+|sin x |=f (x ),又f (x )的定义域为R ,∴f (x )是偶函数,①正确;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π时,f (x )=sin x +sin x =2sin x ,函数f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π单调递减,②错误.如图所示,由图可知函数f (x )在[-π,π]只有3个零点,故③不正确;∵y =sin|x |与y =|sin x |的最大值都为1且可以同时取到,∴f (x )可以取到最大值2,故④正确.综上,正确结论的序号是①④.故选C.10.(2021·浙江名师预测卷四)若不等式(|x -a |-b )×cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx -π3≤0在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-16,56上恒成立,则a +b 的最小值为( ) A.56 B .1 C.23 D .2 答案 A解析 当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-16,56时,πx -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx -π3≥0,所以|x -a |-b ≤0,则a -b ≤x ≤a +b ,所以a +b ≥56.故选A.二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分) 11.(2019·全国Ⅱ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b sin A +a cos B =0,则B =________. 答案 3π4解析 ∵b sin A +a cos B =0,∴asin A =b-cos B.又由正弦定理a sin A =bsin B ,故-cos B =sin B ,∴tan B =-1.又B ∈(0,π),∴B =3π4.12.(2021·嘉兴测试)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0)的最小正周期是4π,则ω=________,若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3=35,则cos θ=________.答案 12 -725解析 函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0)的最小正周期是2πω=4π,则ω=12,f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π3.若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ2+π2=cos θ2=35,则cos θ=2cos 2θ2-1=-725. 13.(2021·浙江“超级全能生”联考)如图,在△ABC 中,AB >AC ,BC =23,A =60°,△ABC 的面积等于23,则sin B =________,角平分线AM 的长为________.答案 12 433 解析由题意知⎩⎨⎧c >b ,bc =8,b 2+c 2-bc =12,解得⎩⎨⎧b =2,c =4,所以sin B =b sin A a =12.因为BC >AC ,所以B =30°,C =90°,在Rt △ACM 中,AM =AC cos 30°=433.14.(2021·宁波模拟)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2,将f (x )的图象向左平移π3个单位长度后得到函数g (x )的图象.若函数g (x )为偶函数,则φ的值为________,此时函数f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π3上的值域是________.答案 -π6 (-1,2)解析 由已知有π2=12·2πω,则ω=2,因此f (x )=2sin(2x +φ)向左平移π3个单位长度,得g (x )=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+φ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2π3+φ,因为g (x )为偶函数,则2π3+φ=π2+k π,k ∈Z ,|φ|<π2,故φ=-π6;由f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6知,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π3时,u =2x -π6∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π2,故f (x )=2sin u ∈(-1,2),即值域为 (-1,2).15.(2018·北京卷)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6(ω>0).若f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4对任意的实数x 都成立,则ω的最小值为________. 答案 23解析 由于对任意的实数都有f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4成立,故当x =π4时,函数f (x )有最大值,故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=1,πω4-π6=2k π(k ∈Z ),∴ω=8k +23(k ∈Z ),又ω>0,∴ωmin =23.16.(2021·湖州期末质检)设△ABC 的三边a ,b ,c 所对的角分别为A ,B ,C .若b 2+3a 2=c 2,则tan Ctan B =________;tan A 的最大值是________. 答案 -224解析 在△ABC 中,由余弦定理得c 2=a 2+b 2-2ab cos C .又因为c 2=b 2+3a 2,所以a =-b cos C ,结合正弦定理得-sin B cos C =sin A =sin(B +C ),化简得tan Ctan B =-2,则tan A =-tan(B +C )=-tan B +tan C 1-tan B tan C =tan B 1+2tan 2B=11tan B +2tan B≤121tan B ·2tan B =24,当且仅当tan B =22时等号成立,所以tan A 的最大值为24.17.在平面四边形ABCD 中,A =B =C =75°,BC =2,则AB 的取值范围是________. 答案 (6-2,6+2)解析 如图所示,延长BA 与CD 相交于点E ,过点C 作CF ∥AD 交AB 于点F ,则BF <AB <BE (利用CF 向左平移即可). 在等腰三角形CBF 中,∠FCB =30°,CF =BC =2, 所以BF =22+22-2×2×2cos 30°=6- 2. 在等腰三角形ECB 中,∠CEB =30°,∠ECB =75°,BE =CE ,BC =2,BE sin 75°=2sin 30°,所以BE =212×6+24=6+2,所以6-2<AB<6+ 2.三、解答题(本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)18.(本小题满分14分)(2021·绍兴适考)在△ABC中,已知内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且b=1,acos A=3sin B.(1)求角A;(2)若a=2,求△ABC的面积.解(1)由acos A=3sin B得a sin B=3cos A.又因为asin A=bsin B,所以a sin B=b sin A=3cos A.因为b=1,所以sin Acos A=3b=3,即tan A= 3因为0<A<π,所以A=π3.(2)由余弦定理a2=b2+c2-2bc cos A=4,得c2-c-3=0,解得c=1+132(舍负),所以S△ABC =12bc sin A=3+398.19.(本小题满分15分)(2021·镇海中学检测)已知函数f(x)=1+sin 2x+sin x-cos x.(1)求函数f(x)的值域;(2)在△ABC中,A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足f(B)=1,a=3,b=1,求c的值.解(1)由于f(x)=1+sin 2x+sin x-cos x,所以f(x)=|sin x+cos x|+sin x-cos x,去绝对值得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2sin x , x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π4,2k π+3π4(k ∈Z ),-2cos x ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+3π4,2k π+7π4(k ∈Z ),结合函数图象可知f (x )的值域为[-2,2]. (2)因为f (B )=1,0<B <π,所以B =π6,再由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =2+c 223c =32,解得c =1或2.20.(本小题满分15分)已知函数f (x )= a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 2x 2+sin x +b . (1)若a =-1,求函数f (x )的单调增区间;(2)若x ∈[0,π]时,函数f (x )的值域是[5,8],求a ,b 的值. 解 f (x )=a (1+cos x +sin x )+b =2a sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4+a +b .(1)当a =-1时,f (x )=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4+b -1,由2k π+π2≤x +π4≤2k π+3π2(k ∈Z ),得2k π+π4≤x ≤2k π+5π4(k ∈Z ),∴f (x )的单调增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π4,2k π+5π4(k ∈Z ).(2)∵0≤x ≤π,∴π4≤x +π4≤5π4,∴-22≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4≤1,依题意知a ≠0.①当a >0时,⎩⎨⎧2a +a +b =8,b =5,∴a =32-3,b =5.②当a <0时,⎩⎨⎧b =8,2a +a +b =5,∴a =3-32,b =8.综上所述,a =32-3,b =5或a =3-32,b =8.21.(本小题满分15分)(2019·江苏卷)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .(1)若a =3c ,b =2,cos B =23,求c 的值; (2)若sin A a =cos B 2b ,求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫B +π2的值.解 (1)因为a =3c ,b =2,cos B =23,由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac,即23=(3c )2+c 2-(2)22×3c ·c,解得c 2=13.所以c =33.(2)因为sin A a =cos B 2b ,由正弦定理a sin A =b sin B ,得cos B 2b =sin Bb ,所以cos B=2sin B .从而cos 2B =(2sin B )2,即cos 2B =4(1-cos 2B ),故cos 2B =45.因为sin B >0,所以cos B =2sin B >0,从而cos B =255.因此sin ⎝⎛⎭⎪⎫B +π2=cos B =255. 22.(本小题满分15分)(2021·湖州期末质检)已知函数f (x )=sin x ·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3-14(x ∈R ).(1)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3的值和函数f (x )的最小正周期;(2)设锐角△ABC 的三边a ,b ,c 所对的角分别为A ,B ,C ,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫A 2=14,a =2,求b +c 的取值范围.解 (1)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=32×32-14=12.因为f (x )=sin x ⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x +32cos x -14=12sin 2x +32sin x cos x -14 =1-cos 2x 4+34sin 2x -14=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,所以T =2π2=π,所以函数f (x )的最小正周期为π.(2)由(1)知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫A 2=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A -π6=14,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A -π6=12.因为A 为锐角△ABC 的内角,所以A -π6=π6,所以A =π3.由a sin A =b sin B =c sin C =c sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-B =2sin π3=43得b =43sin B ,c =43sin ⎝⎛⎭⎪⎫2π3-B ,所以b +c =43⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin B +sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-B=43⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin B +32cos B =4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫B +π6.因为△ABC 为锐角三角形, 所以⎩⎪⎨⎪⎧0<B <π2,0<C =2π3-B <π2⇒π6<B <π2,所以B +π6∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,2π3,所以b +c ∈(23,4].。
2023年高考数学二轮复习第二篇经典专题突破专题一三角函数和解三角形第2讲三角恒等变换与解三角形

第二篇 专题一 第2讲一、选择题1.已知α∈(0,π),且3cos 2α-8cos α=5,则sin α等于( A ) A .53B .23C .13D .59【解析】由3cos 2α-8cos α=5, 得3(2cos 2α-1)-8cos α=5, 即3cos 2α-4cos α-4=0, 解得cos α=-23或cos α=2(舍去).又因为α∈(0,π),所以sin α>0, 所以sin α=1-cos 2α=1-⎝⎛⎭⎫-232=53. 2.若sin α=-35,且a ∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,则1-tanα21+tanα2=( D ) A .12B .-12C .2D .-2【解析】sin α=-35,可得2sin α2cosα2sin 2α2+cos 2α2=-35,所以2tanα2tan 2α2+1=-35,解得tan α2=-3或tan α2=-13,又a ∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,∴α2∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4, ∴tan α2=-3,故1-tanα21+tanα2=1-(-3)1+(-3)=-2.故选D.3.△ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,已知b =2,且2a cos B -a cos C =c cos A +a -b ,则△ABC 面积的最大值是( B )A .32B .3C .2D .5【解析】由正弦定理得:2sin A cos B -sin A cos C =sin C cos A +sin A -sin B , 所以2sin A cos B =sin (A +C )+sin A -sin B =sin A , 又由0<A <π,可得sin A >0, 则有cos B =12,又0<B <π,则sin B =32, 由余弦定理得:cos B =a 2+c 2-b 22ac =12,所以a 2+c 2=ac +4≥2ac ,所以ac ≤4(当且仅当a =c =2时等号成立), 则S △ABC =12ac sin B ≤12×4×32=3,故选B.4.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a cos B +b cos A =2c cos C ,c =7,且△ABC 的面积为332,则△ABC 的周长为( D )A .1+7B .2+7C .4+7D .5+7【解析】在△ABC 中,a cos B +b cos A =2c cos C , 则sin A cos B +sin B cos A =2sin C cos C , 即sin (A +B )=2sin C cos C ,∵sin (A +B )=sin C ≠0,∴cos C =12,∴C =π3,由余弦定理可得,a 2+b 2-c 2=ab , 即(a +b )2-3ab =c 2=7,又S =12ab sin C =34ab =332,∴ab =6,∴(a +b )2=7+3ab =25,即a +b =5, ∴△ABC 的周长为a +b +c =5+7.5.设α,β为锐角,且2α-β=π2,tan αcos βx +sin β=1,则x =( A )A .1B .2C .3D .2【解析】∵2α-β=π2,∴β=2α-π2,∴tan αcos ⎝⎛⎭⎫2α-π2x +sin ⎝⎛⎭⎫2α-π2=1,即tan αsin 2αx -cos 2α=1,∴x =cos 2α+tan αsin 2α=cos 2α+2sin 2α=1,故选A.6.已知△ABC 的内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,且(a -b )·sin A =c sin C -b sin B ,若△ABC 的面积为33,则c 的最小值为( A )A .23B .43C .2D .4【解析】∵(a -b )·sin A =c sin C -b sin B ,∴a 2-ab =c 2-b 2,∴a 2+b 2-c 2=ab , ∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,∵0<C <π, ∴C =π3,∵S =12ab sin C =33,∴ab =12,∵c 2=a 2+b 2-ab ≥2ab -ab =12(当且仅当a =b =23时取等号), ∴c ≥23,∴c 的最小值为23, 故选A.7.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若b =23,c =3,A +3C =π,则下列结论正确的是( D )A .cos C =63B .sin B =23C .a =3D .S △ABC =2【解析】因为A +3C =π,A +B +C =π,所以B =2C .由正弦定理b sin B =c sin C ,得23sin 2C =3sin C ,即232sin C cos C =3sin C ,所以cos C =33,故A 错误;因为cos C =33,所以sin C =63,所以sin B =sin 2C =2sin C cos C =2×63×33=223,故B 错误;因为cos B =cos 2C =2cos 2C -1=-13,所以sin A =sin (B +C )=sin B cos C +cos B sin C =223×33+⎝⎛⎭⎫-13×63=69,则cos A =539,所以a 2=b 2+c 2-2bc cos A =(23)2+32-2×23×3×539=1,所以a =1,故C 错误;S △ABC =12bc sin A =12×23×3×69=2,故D 正确.8.已知f (x )=12(1+cos 2x )sin 2x (x ∈R ),则下面结论不正确的是( D )A .f (x )的最小正周期T =π2B .f (x )是偶函数C .f (x )的最大值为14D .f (x )的最小正周期T =π【解析】因为f (x )=14(1+cos2x )(1-cos 2x )=14(1-cos 22x )=14sin 22x =18(1-cos4x ),∵f (-x )=f (x ),∴T =2π4=π2,f (x )的最大值为18×2=14.故选D.二、填空题9.已知tan ⎝⎛⎭⎫π4+α=12,则sin 2α-cos 2α1+cos2α=__-56__. 【解析】因为tan ⎝⎛⎭⎫π4+α=12,所以tan π4+tan α1-tan π4tan α=12, 即1+tan α1-tan α=12,解得tan α=-13,所以sin 2α-cos 2α1+cos2α=2sin αcos α-cos 2α2cos 2α=tan α-12=-56.10.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是内角A ,B ,C 的对边,且b +a sin C =2a sin B -csin B -sin A ,则A=__π4__.【解析】由正弦定理a sin A =b sin B =c sin C, 得b +ac =2a sin B -cb -a, 整理得b 2-a 2=2ac sin B -c 2, 即b 2+c 2-a 2=2ac sin B =2bc sin A , 由余弦定理得,b 2+c 2-a 2=2bc cos A , ∴2bc cos A =2bc sin A ,即cos A =sin A , ∴tan A =1,∴A =π4.11.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知b =a ⎝⎛⎭⎫cos C +33sin C ,a =2,c =263,则角C =__π4__.【解析】由b =a ⎝⎛⎭⎫cos C +33sin C ,得sin B =sin A ⎝⎛⎭⎫cos C +33sin C .因为sin B =sin [π-(A +C )]=sin (A +C ),所以sin A cos C +cos A sin C =sin A cos C +33sin A sin C (sin C ≠0),所以cos A =33sin A ,所以tan A = 3.因为0<A <π,所以A =π3.由正弦定理a sin A =csin C,得sin C =22.因为0<C <2π3,所以C =π4. 12.(2022·山东省师范大学附中月考)在△ABC 中,设角A ,B ,C 对应的边分别为a ,b ,c ,记△ABC 的面积为S ,且4a 2=b 2+2c 2,则S a 2的最大值为6.【解析】由题意知,4a 2=b 2+2c 2⇒b 2=4a 2-2c 2=a 2+c 2-2ac cos B , 整理,得2ac cos B =-3a 2+3c 2⇒cos B =3(c 2-a 2)2ac, 因为⎝⎛⎭⎫S a 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫12ac sin B a 22=⎝⎛⎭⎫c sin B 2a 2=c 2(1-cos 2B )4a 2, 代入cos B =3(c 2-a 2)2ac,整理得⎝⎛⎭⎫S a 22=-116⎝⎛⎭⎫9×c 4a4-22×c 2a 2+9,令t =c 2a 2,则⎝⎛⎭⎫S a 22=-116(9t 2-22t +9)=-116⎝⎛⎭⎫3t -1132+1036,所以⎝⎛⎭⎫S a 22≤1036,所以S a 2≤106,故S a 2的最大值为106. 三、解答题13.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知3sin C cos A =22sin A sin B ,22b =3c .(1)求A ;(2)若D 是AB 边的中点,CD =5,求△ABC 的面积. 【解析】(1)因为3sin C cos A =22sin A sin B , 由正弦定理,可得3c cos A =22b sin A . 结合22b =3c ,则有sin A =cos A ,所以tan A =1, 又因为A ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以A =π4. (2)因为22b =3c ,D 是AB 边的中点,所以AD =2b 3. 在△ACD 中,由余弦定理得CD 2=AD 2+b 2-2AD ·b cos A ,即(5)2=⎝⎛⎭⎫2b 32+b 2-2·2b 3·b cos π4, 解得b =3或b =-3(舍去), 则c =2 2.故△ABC 的面积S =12bc sin A =12×3×22×22=3.。
新高考新教材数学二轮复习六大核心专题1三角函数与解三角形解答题专项1三角函数与解三角形pptx课件

π
φ=-6.
考点二
利用正弦、余弦定理解三角形
考向1 求三角形中的边或角
例 2(2023 北京海淀一模)在△ABC 中,bsin2A= 3asinB.
(1)求 A;
(2)若△ABC 的面积为 3 3,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择
一个作为已知,使△ABC 存在且唯一确定,求 a 的值.
1
∵0<B<π,∴sinB≠0,则 cosA=-2.
2π
∵0<A<π,∴A= . ........................................................................................ 10
3
1
1
2π
1
3
3
由(1)知 bc=1,故 S△ABC=2bcsinA=2×1×sin 3 = 2×1× 2 = 4 . ................... 12
4
2
3
4
π
3
π
π
π
2π
整理得 sin(2x+3)= 2 ,即 2x+3=2kπ+3或 2x+3=2kπ+ 3 (k∈Z),
π
π
2π
π
当 k=0 时,2x+ = 或 ,即 x=0 或 ;
3
3
3
6
7π
当 k=1 时,x=π 或 6 .
π
7π
7π
故所有零点之和为 0+ +π+ = .
6
6
3
增分技巧1.三角恒等变换在三角函数图象与性质中应用的基本思路:通过
2023届新高考数学二轮复习:专题(解三角形)提分练习 (附答案)

2023届新高考数学二轮复习:专题(解三角形)提分练习【总结】在解三角形的问题中,若已知条件同时含有边和角,但不能直接使用正弦定理或余弦定理得到答案,要选择“边化角”或“角化边”,变换原则如下:(1)若式子中含有正弦的齐次式,优先考虑正弦定理“角化边”;(2)若式子中含有a 、b 、c 的齐次式,优先考虑正弦定理“边化角”;(3)若式子中含有余弦的齐次式,优先考虑余弦定理“角化边”;(4)代数式变形或者三角恒等变换前置;(5)含有面积公式的问题,要考虑结合余弦定理求解;(6)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到三角形的内角和定理.【典型例题】例1.(2023秋ꞏ山西太原ꞏ高三统考期末)在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足22b bc a +=.(1)求证:2A B =;(2)求62cos b c b B+的取值范围.例2.(2023ꞏ浙江ꞏ统考一模)记ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知sin2sin 2C Aa b C Aa c -+=++. (1)若π4A =,求B ; (2)求c c a b+的取值范围.例3.(2023ꞏ河北衡水ꞏ河北衡水中学校考模拟预测)已知ABC ,D 为边AC 上一点,1AD =,2CD =. (1)若34BA BD ⋅= ,0BC BD ⋅= ,求ABC S ;(2)若直线BD 平分ABC ∠,求ABD △与CBD △内切圆半径之比的取值范围.例4.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在锐角ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,sinC a b =+. (1)求角B 的值;(2)若2a =,求ABC 的周长的取值范围.例5.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)设锐角三角形ABC 的内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,已知cos cos a b A a B =-.(1)求证:B =2A ;(2)求b c a+的取值范围.例6.(2023ꞏ全国ꞏ高三校联考阶段练习)ABC 中,D ,E 是边BC 上的点,BAD CAE ∠=∠,且13BD BE CD CE ⋅=⋅. (1)若3BC =,求ABC 面积的取值范围;(2)若1AB =,2BC =,平面内是否存在点P ,使得ABP BCP CAP ∠=∠=∠?若存在,求sin ABP ∠;若不存在,说明理由.例7.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在①2cos cos cos a A b C c B =+;②tan tan tan B C B C ++=这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.在ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,已知______.(1)求角A 的大小;(2)若ABC G 为ABC 重心,点M 为线段AC 的中点,点N 在线段AB上,且2AN NB =,线段BM 与线段CN 相交于点P ,求GP 的取值范围. 注:如果选择多个方案分别解答,按 第一个方案解答计分.【过关测试】1.(2023ꞏ湖南衡阳ꞏ校考模拟预测)已知ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,满足sin sin 1sin sin sin sin A b B B C b A c B+=++ (1)求角C ;(2)CD 是ACB ∠的角平分线,若CD =ABC 的面积为c 的值.2.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)ABC 中,已知1AB =,BC =D 为AC 上一点,2AD DC =,AB BD ⊥.(1)求BD 的长度;(2)若点P 为ABD △外接圆上任意一点,求2+PB PD 的最大值.3.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)如图,某城市有一条()MO 从正西方通过市中心O 后转向东偏北60°方向()ON 的公路,为了缓解城市交通压力,现准备修建一条绕城高速公路L ,并在MO ,NO 上分别设置两个出口A ,B ,B 在A 的东偏北θ的方向(A ,B 两点之间的高速路可近似看成直线段),由于A ,B 之间相距较远,计划在A ,B 之间设置一个服务区P .(1)若P 在O 的正北方向且2km OP =,求A ,B 到市中心O 的距离和最小时tan θ的值;(2)若B 到市中心O 的距离为10km ,此时P 设在AOB ∠的平分线与AB 的交点位置,且满足2211OP BP OP BP +≥⋅ ,则求A 到市中心O 的距离最大时tan θ的值.4.(2023秋ꞏ河北衡水ꞏ高三河北衡水中学校考阶段练习)已知ABC 的外心为O ,,M N 为线段,AB AC 上的两点,且O 恰为MN 中点.(1)证明:||||||||AM MB AN NC ⋅=⋅(2)若||AO ||1OM =,求AMN ABC S S V V 的最大值.5.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知2cos 2c B a b =-.(1)求C ;(2)若AB AC =,D 是ABC 外的一点,且2AD =,1CD =,则当D ∠为多少时,平面四边形ABCD 的面积S 最大,并求S 的最大值.6.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)如图,四边形ABCD 中,222AB BC AB BC AC ++⋅=.(1)若33AB BC ==,求△ABC 的面积;(2)若CD =,30CAD ∠= ,120BCD ∠= ,求∠ACB 的值.7.(2023ꞏ江苏苏州ꞏ苏州中学校考模拟预测)在PAB 中,PA PB =,点C ,D 分别在PB ,PA 边上.(1)若3APB π∠=,1CD =,求PCD 面积的最大值;(2)设四边形ABCD 的外接圆半径为R ,若,3APB π∠π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭,且AB BC CD DA ⋅⋅⋅的最大值为49,求R 的值.8.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)ABC 中,内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,满足222b a c ac =+-.(1)当A 为何值时,函数232sin cos 2C A y A -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭取到最大值,最大值是多少? (2)若c a -等于边AC 上的高h ,求sin 2C A ⎛⎫ ⎪⎝⎭-的值.9.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)如图,四边形ABCD 中,π2DAB DCB ∠=∠=,3AB =,2BC =,ABC S △ABC ∠为锐角.(1)求DB ;(2)求ACD 的面积.10.(2023秋ꞏ湖南长沙ꞏ高三长郡中学校考阶段练习)如图,在梯形ABCD 中,//AB CD ,2AB =,5CD =,23ABC π∠=.(1)若AC =ABCD 的面积;(2)若AC BD ⊥,求tan ABD ∠.11.(2023春ꞏ河南开封ꞏ高三统考开学考试)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,()sin tan sin sin B C A B C -=.(1)若A B =,求sin 2A 的值;(2)证明:222a b c +为定值.12.(2023春ꞏ江苏南通ꞏ高三校考开学考试)如图,ABC 是以BC 为斜边的等腰直角三角形,BCD △是等边三角形,2BC =,AD =(1)求证:BC AD ⊥;(2)求平面ABD 与平面BCD 夹角的余弦值.13.(2023秋ꞏ山东菏泽ꞏ高三统考期末)在①π1sin sin tan 22cos C C B B⎛⎫+-= ⎪⎝⎭;②S AB CA =⋅u r uu r ;③()tan 2tan c A c b C =-+. 三个条件中选一个,补充在下面的横线处,并解答问题.在ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,ABC 的面积为S .且满足______.(1)求A 的大小;(2)设ABC 的面积为6,点D 为边BC 的中点,求2AD 的最小值.14.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)如图,P 为ABC 内的一点,BAP ∠记为α,ABP ∠记为β,且α,β在ABP 中的对边分别记为m ,n ,()2sin cos m n ββ+=,α,π0,3β⎛⎫∈ ⎪⎝⎭.(1)求APB ∠;(2)若AB =2BP =,PC =,记APC θ∠=,求线段AP 的长和ABC 面积的最大值.15.(2023秋ꞏ湖南长沙ꞏ高三湖南师大附中校考阶段练习)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知4a =且()cos 2cos 22sin sin sin A B C B C -=-.(1)若3c =,求sin C ;(2)若BC 边上的高是AH ,求BH 的最大值.16.(2023秋ꞏ江苏南通ꞏ高三统考期末)已知四边形ABCD 内接于圆O ,3AB =,5AD =,120BAD ∠=︒,AC 平分BAD ∠.(1)求圆O 的半径;(2)求AC 的长.17.(2023秋ꞏ黑龙江哈尔滨ꞏ高三哈师大附中校考期末)在ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且22cos c a b A -=.(1)求B 的大小;(2)若3b =,①求a c +的取值范围; ②求ac a c+的最大值.18.(2023ꞏ安徽马鞍山ꞏ统考一模)已知条件:①tan tan 2tan B C a Bb +=;②1sin 2cos 21sin 2cos 2C C C C +-=++π2sin 3c B ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.在这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答.问题:在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,满足:______.注:如果选择多个条件分别作答,按第一个解答计分.(1)求角C 的大小;(2)若ABC 为锐角三角形,c =22a b +的取值范围.参考答案【总结】在解三角形的问题中,若已知条件同时含有边和角,但不能直接使用正弦定理或余弦定理得到答案,要选择“边化角”或“角化边”,变换原则如下:(1)若式子中含有正弦的齐次式,优先考虑正弦定理“角化边”;(2)若式子中含有a 、b 、c 的齐次式,优先考虑正弦定理“边化角”; (3)若式子中含有余弦的齐次式,优先考虑余弦定理“角化边”;(4)代数式变形或者三角恒等变换前置;(5)含有面积公式的问题,要考虑结合余弦定理求解;(6)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到三角形的内角和定理.【典型例题】例1.(2023秋ꞏ山西太原ꞏ高三统考期末)在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足22b bc a +=.(1)求证:2A B =;(2)求62cos b c b B+的取值范围. 【答案解析】(1)由余弦定理得2222cos a b c bc A =+-,2222cos a b c bc A -=-∵22b bc a +=,∴22a b bc -=∴22cos c bc A bc -=∴(12cos )b A c +=, 由正弦定理得sin sin b c B C=, ∴sin (12cos )sin sin()B A C A B +==+,∴sin sin()B A B =-,∵0,A B π<<,∴0B A π<<<,∴B A B =-,∴2A B =(2)由(1)得2,(12cos )A B c b A ==+, ∴()2624cos 16248cos cos cos cos B b c B b B B B+-+==+, ∵2A B =,又0180A B <+< ,∴03B π<<,∴1cos 12B <<,函数()48f x x x =+在1,22⎛ ⎝⎭上单调递减,在2⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭上单调递增()11122f f ⎛⎫== ⎪⎝⎭,2f ⎫=⎪⎪⎝⎭∴48cos 12cos B B ≤+<, ∴62cos b c b B +的取值范围为)⎡⎣. 例2.(2023ꞏ浙江ꞏ统考一模)记ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知sin2sin 2C Aa b C Aa c -+=++. (1)若π4A =,求B ; (2)求c c a b+的取值范围. 【答案解析】(1)由正弦定理得sin sin sin sin A B A a b a c C++=++, 又sin2sin 2C A a b C A a c -+=++,所以2sin sin sin sin sin 2sin C C A C A AB A -+=++, 因为2sin cos 22sin sin C A A A C C +-+=, 所以sin 22sin cos 22sin 2sin sin C AC A C A A B A C -+-+=⋅+()2cos sin sin 22C A C A C A --==-, 因为()()sin πsin sin B C A B =-=+,所以()()sin sin sin cos sin 2C A C A A C A =--+=-,因为0πA <<,所以sin 0A >,故1cos 2C =-, 又0πC <<,所以2π3C =, 因为π4A =,所以ππ12B AC =--=. (2)由(1)得2π3C =, 所以由余弦定理得222222cos c a b ab C a b ab =+-=++, 记()c a b c c T a b ab +=+=,则()22212a b c a b a b T ab ab b a b a +⎛⎫⎛⎫=⋅=++++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,因为0,0a b >>,所以2b a a b +≥=, 当且仅当b a ab=,即a b =时,等号成立,即2b aa b+≥, 故23412T ≥⨯=,则T ≥所以c c a b+≥,即)c ca b ⎡+∈+∞⎣. 例3.(2023ꞏ河北衡水ꞏ河北衡水中学校考模拟预测)已知ABC ,D 为边AC 上一点,1AD =,2CD =.(1)若34BA BD ⋅= ,0BC BD ⋅=,求ABC S ;(2)若直线BD 平分ABC ∠,求ABD △与CBD △内切圆半径之比的取值范围. 【答案解析】(1)如图1,1AD =,2CD =,所以()11312222BA BD DA BD CD BD BD BC BD BC =+=+=+-=-,因为34BA BD ⋅= ,0BC BD ⋅=,所以22313133222224BA BD BD BC BD BD BC BD BD ⎛⎫⋅=-⋅=-⋅== ⎪⎝⎭ , 故212BD =,则BD =BD =,又0BC BD ⋅= ,则BC BD ⊥,故BC ==不妨记ABD α∠=,AB m =,则2222211cos 2m AB BD AD AB BD α+-+-==⋅ 因为3cos 4BA BD BA BD α⋅== ,所以2324m ⨯=,解得m =3cos 4α==, 因为0πα<<,所以sin 4α==, 所以11sin 22ABC ABD BCD S S S AB BD BD BC α=+=⋅+⋅112242228=⨯+⨯=.(2)如图2,不妨设ABD △与CBD △内切圆的半径分别为r 与R , 因为直线BD 平分ABC ∠, 所以由角平分线性质定理得12AB AD BC CD ==,记AB c =,则2BC c =, 记ABC β∠=,则22222224959cos 2224AB BC AC c c c AB BC c c c β+-+--===⋅⨯⨯, 因为()11213333BD BA AD BA AC BA BC BA BA BC =+=+=+-=+,所以222222241441459cos 429999994c BD BA BC BA BC c c c c c β-=++=+⨯+⨯⨯ 222c =-, 因为AB BC AC +>,即23c c +>,则1c >,所以BD =,即BD =,因为112122ABD BCDAD hS S CD h ⋅==⋅ (h 为顶点B 到AC 的距离),又()()11122ABD S AB BD AD r c r =++= ,()()112222BCD S BC BD CD R c R =++= ,112c r+=,则11122r R ⎛⎫==⎝, 令1t c =+,则1c t =-,2t >,=, 因为2t >,所以1102t <<,则0<<111<<11<<11<<,所以11122⎛⎫<< ⎝1r R<<, 所以ABD △与CBD △内切圆半径之比的取值范围为2⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭..例4.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在锐角ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,sin Ca b =+. (1)求角B 的值;(2)若2a =,求ABC 的周长的取值范围.【答案解析】(1sin Ca b =+c a b =+,即222a c b +-=,由余弦定理得:222cos 222a c b B ac ac +-===, 因为()0,πB ∈, 所以π6B =;(2)锐角ABC 中,2a =,π6B =,由正弦定理得:2πsin sin sin 6b cAC ==,故π2sin 12sin 6,sin sin sin A C b c A A A ⎛⎫+ ⎪⎝⎭====,则11cos 11cos sin tan tan A A A b c A A A++++===+1tan A =+因为锐角ABC 中,π6B =,则π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,πππ0,62C A ⎛⎫=--∈ ⎪⎝⎭,解得:ππ,32⎛⎫∈ ⎪⎝⎭A ,故)tan A ∈+∞,1tan A ⎛∈ ⎝⎭,(11tan A ⎛ ⎝⎭,故(1b c +∈,(32a b c ++∈+所以三角形周长的取值范围是(32+.例5.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)设锐角三角形ABC 的内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,已知cos cos a b A a B =-. (1)求证:B =2A ; (2)求b ca+的取值范围. 【答案解析】(1)cos cos a b A a B =-, 由正弦定理得:sin sin cos sin cos A B A A B =-, 由积化和差公式可得:()()()()()()111111sin sin sin sin sin sin sin 222222A B A B A A B A B B A A B =++--+--=---,因为()()11sin sin 22A B B A -=--,所以()sin sin A B A =-,因为三角形ABC 为锐角三角形,故π,0,2A B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以ππ,22B A ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,故A B A =-,即2B A =; (2)由(1)知:2B A =, 由正弦定理得:()sin 2sin sin sin sin 2sin 3sin sin sin A B A b c B C A Aa A A A+++++===, 其中()2sin 3sin 2sin 2cos cos 2sin 2sin cos cos 2sin A A A A A A A A A A A =+=+=+,因为sin 0A ≠,所以222sin cos s cos 2c sin cos s co 2in os 2co 2s s 2in A A A A A A b c A A A a A +==++++222215cos 2cos 14cos 2cos 142cos 4cos 42A A A A A A =⎛⎫+-=+-=+ ⎭+-⎪⎝,由π20,2B A ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭得:4π0,A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,由πππ30,2C A B A ⎛⎫=--=-∈ ⎪⎝⎭,解得:ππ,63A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,结合π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭可得:ππ,64A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,cos 22A ⎛⎫∈ ⎪ ⎪⎝⎭, 故2154cos 44b A c a ⎛⎫=+- ⎪⎝+⎭在cos 22A ⎛⎫∈ ⎪ ⎪⎝⎭上单调递增,所以2134cos 2cos 141,4124b c A A a +⎛⎫=+-∈⨯⨯- ⎪⎝⎭,即)2b c a+∈+.例6.(2023ꞏ全国ꞏ高三校联考阶段练习)ABC 中,D ,E 是边BC 上的点,BAD CAE ∠=∠,且13BD BE CD CE ⋅=⋅.(1)若3BC =,求ABC 面积的取值范围;(2)若1AB =,2BC =,平面内是否存在点P ,使得ABP BCP CAP ∠=∠=∠?若存在,求sin ABP ∠;若不存在,说明理由.【答案解析】(1)由面积公式可得:1sin sin 21sin sin 2ABD ADCAD AB BADS BD AB BAD S CD AC CADAD AC CAD ⨯⨯⨯∠⨯∠===⨯∠⨯⨯⨯∠ , 1sin sin 21sin sin 2ABE AECAE AB BAES BE AB BAE S CE AC CAEAE AC CAE ⨯⨯⨯∠⨯∠===⨯∠⨯⨯⨯∠ , 因为BAD CAE ∠=∠,故CAD BAE ∠=∠, 由13BD BE CD CE ⋅=⋅可得sin sin 1sin sin 3AB BAD AB BAE AC CAD AC CAE ⨯∠⨯∠⨯=⨯∠⨯∠即AB AC = 建立如图所示的平面直角坐标系,则 ()()0,0,3,0B C ,则(),A x y ,2232724x y⎛⎫++=⎪⎝⎭,故ABC的BC边上的高的范围为⎛⎝⎦,故其面积的取值范围为:⎛⎝⎦(2)因为1AB=,故AC=2224AC AB BC+==,故ABC为直角三角形且60,30,ABC ACB∠=︒∠=︒如图,设ABPα∠=,则60CBPα∠=︒-,故120CPB∠=︒,同理30,150,90PCA APC APBα∠=︒-∠=︒∠=︒,故1cos cosPBαα=⨯=,而sin sinCPAPCα=∠,故CPα=,在PBC中,由余弦定理可得:2214cos12sin2cos2αααα⎛⎫=+-⨯⨯⨯- ⎪⎝⎭,整理得到:224cos12sin sinαααα=++⨯所以22224cos4sin cos12sin sinαααααα+=++⨯,整理得到:238tanαα=+,解得tan2α=-或tan4α=,但α为锐角,故tanα=sin19α=故P存在且sin ABP∠=.例7.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在①2cos cos cosa Ab Cc B=+;②tan tan tanB C B C++=这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.在ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,已知______.(1)求角A 的大小;(2)若ABC为锐角三角形,且其面积为2,点G 为ABC 重心,点M 为线段AC 的中点,点N 在线段AB 上,且2AN NB =,线段BM 与线段CN 相交于点P ,求GP 的取值范围. 注:如果选择多个方案分别解答,按 第一个方案解答计分. 【答案解析】(1)若选①2cos cos cos a A b C c B =+,由正弦定理可得()2sin cos sin cos sin cos sin A A B C C B B C =+=+ 即2sin cos sin A A A =,又sin 0A >,所以2cos 1A =,即1cos 2A =, 因为()0,A π∈,所以3A π=;若选②tan tan tan B C B C +=,即tan tan tan B C B C +=,即)tan tan 1tan tan B C B C +=-,所以tan tan 1tan tan B CB C+=-,即()tan B C +=()tan A π-=tan A =因为()0,A π∈,所以3A π=;(2)依题意23AN AB = ,12AM AC =,所以()222111333233AG AB BG AB BM AB AM AB AB AC AB AB AC ⎛⎫=+=+=+-=+-=+ ⎪⎝⎭,因为C 、N 、P 三点共线,故设()()2113AP AN AC AB AC λλλλ=+-=+-, 同理M 、B 、P 三点共线,故设()()1112AP AB AM AB AC μμμμ=+-=+-,所以()231112λμλμ⎧=⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩,解得3412λμ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以1124AP AB AC =+, 则()11111112243361212GP AP AG AB AC AB AC AB AC AB AC ⎛⎫=-=+-+=-=- ⎪⎝⎭,因为1sin 22ABC S bc A == ,所以2bc =,又ABC 为锐角三角形,当C 为锐角,则0AC BC ⋅>,即()0AC AC AB ⋅-> , 即20AC AC AB -⋅> ,即2102b bc ->,即22b c b >=,所以1b >,当B 为锐角,则0AB CB ⋅>,即()0AB AB AC ⋅-> , 即20AB AC AB -⋅> ,即2102c bc ->,即2c b >,即22b b ⋅>,所以02b <<,综上可得12b <<,又1212GP AB AC =⋅- ,则()2222144244GP AB ACAB AB AC AC =-=-⋅+2244AB AB AC AC =-⋅+2242c bc b =-+22164b b=-+ 因为12b <<,所以214b <<,而()164f x x x=-+在()1,4上单调递减,所以()()4,13f x ∈, 即()221644,13b b -+∈,即()21444,13GP ∈,所以(12GP ∈,则16GP ⎛∈ ⎝⎭. 【过关测试】1.(2023ꞏ湖南衡阳ꞏ校考模拟预测)已知ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,满足sin sin 1sin sin sin sin A b BB C b A c B+=++(1)求角C ;(2)CD 是ACB ∠的角平分线,若CD =ABC的面积为c 的值. 【答案解析】(1)由正弦定理得21a b b c ba cb+=++,即1a b b c a c +=++,整理得()()()()a a c b b c a c b c +++=++,化简得222a b c ab +-=,由余弦定理得2221cos 22a b c C ab +-==,又()0,C π∈,则3C π=;(2)由面积公式得11sin 222ab C ab =⨯=,解得8ab =,又CD 是ACB ∠的角平分线,则1sin261sin 26ACDBCDCA CD S CA AD S CB BD CB CD ππ⋅⋅⋅===⋅⋅⋅ ,即AD b BD a =,则()b b a b CD CA AD CA AB CA CB CA CA CB a b a b a b a b=+=+=+-=+++++ , 所以()()()2222222222a b a ab b CD CA CB CA CA CB CB a b a b a b a b a b ⎛⎫=+=+⋅+ ⎪++⎝⎭+++ ,即()()()2222222162132a b ab a b ab a b a b a b =+⋅⋅++++, 整理得()2221633a b a b =+,又8ab =,解得6a b +=,则()222220a b a b ab +=+-=, 由(1)知22220812c a b ab =+-=-=,则c =2.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)ABC 中,已知1AB =,BC =D 为AC 上一点,2AD DC =,AB BD ⊥. (1)求BD 的长度;(2)若点P 为ABD △外接圆上任意一点,求2+PB PD 的最大值.【答案解析】(1)设BD x =,CD y =,则2=AD y . 在ABD △与CBD △中,由余弦定理知:2222cos AB BD AD BD AD ADB =+-⋅⋅∠,即2244cos 1+-∠=x y xy ADB , 2222cos BC BD CD BD CD CDB =+-⋅⋅∠,即222cos 7+-∠=x y xy ADB.ADB CDB π∠+∠= ,cos cos 0ADB CDB ∴∠+∠=,可得2225x y +=. AB BD ⊥ ,222AD AB BD ∴=+,即2214+=x y .解得x =1y =.BD ∴=(2)由(1)知:ABD △中,2ABD π∠=,2AD =,AD 为ABD △外接圆的直径.P 为ABD △外接圆上任意一点,当P 在B 点时,22+==PB PD PD当P 在D 点时,2+==PB PD PB .当P 在优弧 BAD上时,3π∠=∠=BPD BAD , 设203π⎛⎫∠=<< ⎪⎝⎭PBD θθ,则23π∠=-PDB θ. PBD △中,由正弦定理知22sin 3π⎛⎫=- ⎪⎝⎭PB θ,2sin =PD θ. 22222sin 4sin 2sin cos cos sin 4sin 333πππ⎛⎫⎛⎫+=-+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭PB PD θθθθθ5sin )tan 2⎛⎫=+=+=<< ⎪ ⎪⎝⎭πθθθϕϕϕ,当2πθϕ+=时,2+PB PD 的最大值为当P 在劣弧 BD上时,23π∠=π-∠=BPD BAD , 设03π⎛⎫∠=<< ⎪⎝⎭PBD θθ,则3π∠=-PDB θ.PBD △中,由正弦定理知2sin 3π⎛⎫=- ⎪⎝⎭PB θ,2sin =PD θ.22sin 4sin 2sin cos cos sin 4sin 333ππ⎛⎫⎛⎫+=-+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭PB PD πθθθθθ3sin 6π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭θθθ.当62ππθ+=时,2+PB PD 的最大值为综上,2+PB PD 的最大值为3.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)如图,某城市有一条()MO 从正西方通过市中心O 后转向东偏北60°方向()ON 的公路,为了缓解城市交通压力,现准备修建一条绕城高速公路L ,并在MO ,NO 上分别设置两个出口A ,B ,B 在A 的东偏北θ的方向(A ,B 两点之间的高速路可近似看成直线段),由于A ,B 之间相距较远,计划在A ,B 之间设置一个服务区P .(1)若P 在O 的正北方向且2km OP =,求A ,B 到市中心O 的距离和最小时tan θ的值; (2)若B 到市中心O 的距离为10km ,此时P 设在AOB ∠的平分线与AB 的交点位置,且满足2211OP BP OP BP +≥⋅,则求A 到市中心O 的距离最大时tan θ的值.【答案解析】(1)由题意可知2,3AON OAB πθ∠=∠=, 若P 在O 的正北方向,则OP OA ⊥, 在Rt AOP △中,2tan OA θ=, 在OPB △中,,32B OPB ππθθ∠=-∠=+,由正弦定理可得sin sin OP OBB OPB=∠∠,所以2sin 2sin 322OB πθπθ⎛⎫+ ⎪⎝⎭===⎛⎫- ⎪⎝⎭则2tan OA OB θ+==()()222tan tan 6tan θθθ==⎛-+-- ⎝3≥=, 当且仅当tanθ,即tan θ=时,取等号,所以A ,B 到市中心O的距离和最小时tan θ=(2)因为2211OP BP OP BP +≥⋅,所以2292OP BP OP BP OP BP -+⋅≥⋅ ,即()29OP BP OP BP ≥-⋅ ,即()29OB OP OP OB ≥⋅- ,因为OP 平分AOB ∠, 所以3AOP BOP π∠=∠=,则2100945OP OP ≥-,所以2003OP <≤ ,因为AOB AOP BOP S S S =+ ,所以1211sinsin sin 232323OA OB OA OP OB OP πππ=+ , 即1010OA OA OP OP =+ , 所以101010101OP OA OP OP ==--, 因为2003OP <≤ ,所以当203OP = 时,OA 有最大值20,此时在AOP 中,202032sin sin 3πθθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭,13sin θ=,所以1cos sin 11223sin 2tan 2θθθθ+==⋅+,所以tan θ=, 所以当A 到市中心O的距离最大时tan θ=. 4.(2023秋ꞏ河北衡水ꞏ高三河北衡水中学校考阶段练习)已知ABC 的外心为O ,,M N 为线段,AB AC 上的两点,且O 恰为MN 中点.(1)证明:||||||||AM MB AN NC ⋅=⋅ (2)若||AO ||1OM =,求AMNABCS S V V 的最大值. 【答案解析】(1)证明:设1122,,,AM x BM y AN x CN y ====,由余弦定理知:22211cos 2x OM AO AMO x OM +-∠=⋅,22211cos 2y OM BO BMO y OM+-∠=⋅,由O 是ABC 外心知AO BO CO ==, 而cos cos 0AMO BMO ∠+∠=,所以2222221111022x OM AO y OM BO x OM y OM+-+-+=⋅⋅, 即221111()()0x y OM AO x y +-+=, 而110x y +≠,因此2211x y AO OM =-, 同理可知2222x y AO ON =-, 因此1122x y x y =,所以||||||||AM MB AN NC ⋅=⋅; (2)由(1)知11222x y x y ==,由余弦定理知:2221cos 2AO OM x AOM AO OM+-∠=⋅,2222cos 2AO ON x AON AO ON +-∠=⋅,代入cos cos 0AOM AON ∠+∠=得22128x x +=,设1212,x xy y μλ==,则2212422x x μλ+=+=, 因此11455(1)(1)9114AMN ABCS AM BM S AB AC μλμλμλ⋅===≤=⋅++++ , 当且仅当2μλ==时取到等号, 因此AMN ABC S S V V 的最大值为49. 5.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知2cos 2c B a b =-.(1)求C ;(2)若AB AC =,D 是ABC 外的一点,且2AD =,1CD =,则当D ∠为多少时,平面四边形ABCD 的面积S 最大,并求S 的最大值.【答案解析】(1) 在ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别是,,a b c ,已知2cos 2c B a b =-.∴由正弦定理得:2sin cos 2sin sin C B A B =-,又()A B C π=-+,()2sin cos 2sin sin 2sin cos 2cos sin sin C B B C B B C B C B ∴⋅=+-=+-, 2sin cos sin B C B =,sin 0B ≠ ,1cos 2C ∴=,0C π<< ,3C π∴=. (2)AB AC = ,3ACB π∠=,ABC ∴ 是等边三角形,设AC x =,D θ∠=,2AD = ,1CD =,24ABC S x ∴=,1sin sin 2ADC S AD CD D θ=⨯⨯⨯= ,由余弦定理得22144cos 54cos AC x θθ==+-=-,)2sin 54cos sin sin 2sin 44443ABC ADC S S S x πθθθθθθ⎛⎫∴=+=+=-+=+=+- ⎪⎝⎭ ,0θπ<<Q ,2333πππθ∴-<-<,∴当sin 13πθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即56πθ=时,平面四边形ABCD 的面积S 取最大值24max S =+. 6.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)如图,四边形ABCD 中,222AB BC AB BC AC ++⋅=.(1)若33AB BC ==,求△ABC 的面积;(2)若CD =,30CAD ∠= ,120BCD ∠= ,求∠ACB 的值.【答案解析】(1)在△ABC 中,2221cos 222AB BC AC AB BC B AB BC AB BC +--⋅===-⋅⋅, 因为0180B << ,所以120B = .11sin1203122ABC S AB BC =⋅=⨯⨯ △ (2)设ACB θ∠=,则120ACD θ∠=- ,30ADC θ∠=+,60BAC θ∠=- .在△ACD 中,由()sin 30sin 30AC CD θ=+ ,得()sin 30sin 30AC CD θ+= . 在△ABC 中,由()sin120sin 60AC BC θ=- ,得()sin120sin 60AC BC θ=-.联立上式,并由CD =()sin120sin 60θ=- , 整理得()()1sin 30sin 604θθ+-=,所以()1sin 6022θ+=, 因为060θ<< ,所以10062068θ<+< ,所以602150θ+= ,解得45θ= ,即∠ACB 的值为45 .7.(2023ꞏ江苏苏州ꞏ苏州中学校考模拟预测)在PAB 中,PA PB =,点C ,D 分别在PB ,PA 边上.(1)若3APB π∠=,1CD =,求PCD 面积的最大值;(2)设四边形ABCD 的外接圆半径为R ,若,3APB π∠π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭,且AB BC CD DA ⋅⋅⋅的最大值为49,求R 的值.【答案解析】(1)由已知3DPC APB π∠=∠=,在PCD 中,利用余弦定理知22212cos CD PC PD PC PD PDC ==+-⋅∠, 结合基本不等式有122cos3PC PD PC PD PC PD π≥⋅-⋅=⋅,当且仅当1PC PD ==时,等号成立,即PC PD ⋅的最大值为1,1sin 23PCD S PC PD PD π=⋅=⋅≤所以PCD 面积的最大值为4(2)四边形ABCD 存在外接圆,DAB DCB π∴∠+∠= 又PA PB =,DAB CBA ∴∠=∠,CBA DCB π∴∠+∠=,//AB CD ∴,所以四边形ABCD 为等腰梯形, 连接AC ,设CBA θ∠=,CAB x ∠=, 在BAC 中,由正弦定理得,2R sin()sin AB BCx xπθ==--,2R sin BC x ∴=,2R sin()2R sin()AB x x πθθ=--=+ 同理,在ACD 中,由正弦定理得,2R sin()CD x θ=-, 所以2216R sin sin()sin()AB BC CD DA x x x θθ⋅⋅⋅=-+()22222216R sin sin cos cos sin x x x θθ=-()22222216R sin sin 1sin cos sin x x x θθ⎡⎤=--⎣⎦()222216R sin sin sin x x θ=-,3APB π∠π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭,03x πθ∴<<≤,220sin sin x θ∴<≤()()22222222224sin sin sin 16R sin sin sin 16R 4R sin 2x xx x θθθ⎡⎤+-⎢⎥∴-≤=⎢⎥⎣⎦, 当且仅当222sin sin sin x x θ=-,即221sin sin 2x θ=0,3πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,23sin 4θ∴≤,当且仅当3πθ=时,等号成立,即22344R 49⎛⎫⨯= ⎪⎝⎭,即4R 9=8.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)ABC 中,内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,满足222b a c ac =+-.(1)当A 为何值时,函数232sin cos 2C A y A -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭取到最大值,最大值是多少?(2)若c a -等于边AC 上的高h ,求sin 2C A ⎛⎫⎪⎝⎭-的值.【答案解析】(1)由222b ac ac =+-得:2221cos 222a cb ac B ac ac +-===,因为()0,πB ∈,所以π3B =, 2ππ3332sin cos 1cos 2cos 22A A C A y A A ⎛⎫--- ⎪-⎛⎫=+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭ πππ1cos 2cos 21cos 2cos cos 2sin sin 2333A A A A A ⎛⎫=-+-=-++ ⎪⎝⎭1π12cos 21sin 226A A A ⎛⎫=+-=+- ⎪⎝⎭, 因为2π0,3A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以ππ7π2,666A ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,所以当ππ262A -=,即π3A =时,23π2sin cos 1sin 226C A y A A -⎛⎫⎛⎫=+=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭取得最大值,最大值为2;(2)由(1)知:π3B =, 由三角形面积公式得:()111sin 222ac B bh b c a ==-,从而()sin ac B b c a =-,由正弦定理得:()sin sin sin sin sin sin A C B B C A =-,因为sin 2B =,所以sin sin sin sin A C C A =-, 由和差化积得:πsin sin 2cos sin 2cos sin sin 22222C A C A BC A C A C A +-----===,因为()()221cos 1cos sin sin 2222C A C A C A C A -+--+--=-()()cos cos cos cos sin sin cos cos sin sin sin sin 222C A C A C A C A C A C AC A -++-+=-==,所以22222π3sin sin sin sin sin sin sin 222242C A C A B C A C AC A +----=-=-=-, 故23sinsin 242C A C A --=-,解得:1sin22C A -=或32-, 因为()sin 1,12C A-∈-, 所以1sin22C A -=. 9.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)如图,四边形ABCD 中,π2DAB DCB ∠=∠=,3AB =,2BC =,ABC S △ABC ∠为锐角.(1)求DB ;(2)求ACD 的面积.【答案解析】(1)由已知1sin 22ABC S AB BC ABC =⋅⋅∠=△,sin 2ABC ∴∠=∵ABC ∠是锐角,∴π3ABC∠=.由余弦定理可得2222cos7AC AB BC AB BC ABC=+-⋅⋅∠=,则AC.∵π2DAB DCB∠=∠=,∴BD是四边形ABCD外接圆的直径,∴BD是ABC外接圆的直径,利用正弦定理知3ACBDABC===∠(2)由π2DAB DCB∠=∠=,3BD=,3AB=,2BC=,则3AD=,3CD=,又π3ABC∠=,则2π3ADC∠=,因此11sin22ACDS AD CD ADC=⋅⋅∠==△故ACD的面积为3.10.(2023秋ꞏ湖南长沙ꞏ高三长郡中学校考阶段练习)如图,在梯形ABCD中,//AB CD,2AB=,5CD=,23ABCπ∠=.(1)若AC=ABCD的面积;(2)若AC BD⊥,求tan ABD∠.【答案解析】(1)设BC x=,在ABC中,由余弦定理2222cosAC AB BC AB BC ABC=+-⋅∠得:22228222cos3x xπ=+-⋅⋅⋅,即22240x x+-=,而x>0,解得4x=,所以4BC=,则ABC的面积11sin2422ABCS AB BC ABC=⋅⋅∠=⋅⋅=△,梯形ABCD中,//AB CD,ABC与ADC△等高,且52ABCD=,所以ADC△的面积52ABCADCSS==△△,则梯形ABCD的面积ABC ADCS S S=+=△△(2)在梯形ABCD中,设ABDα∠=,而AC BD⊥,则BDCα∠=,2BACπα∠=-,23DBC aπ∠=-,6BCAπα∠=-,在ABC中,由正弦定理sin sinAB BCBCA BAC=∠∠得:2sin()sin()62BCππαα=--,在BDC 中,由正弦定理sin sin CD BCDBC BDC=∠∠得:52sin sin()3BCπαα=-,两式相除得:212sin()2sin )sin sin 3cos 5sin()sin()62παααααππααα-⋅+=⇒=--,整理得227sin cos 0αααα--=,即27tan 0αα--=解得tan 3α=或tan 5α=, 因为(,)62ππα∈,则tan α=,即tan ABD ∠=11.(2023春ꞏ河南开封ꞏ高三统考开学考试)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,()sin tan sin sin B C A B C -=.(1)若A B =,求sin 2A 的值; (2)证明:222a b c +为定值. 【答案解析】(1)由()sin cos sin cos sin cos sin sin B A C B AC C A -=,∵0πA <<,∴sin 0A ≠,即sin cos sin cos cos sin B C C B A C -=, ∵A B =,所以sin cos sin cos cos sin A C C A A C -=, 所以sin cos 2cos sin A C A C =,又∵π2C A =-,∴()()sin cos π22cos sin π2A A A A -=-, sin cos 22cos sin 2A A A A -=,()22sin 12sin 4sin cos A A A A --=, 222sin 144sin A A -=-,解得25sin 6A =;(2)由已知条件得()sin cos sin cos sin cos sin sin B B C B AC C A -=,sin sin cos sin sin cos cos sin sin A B C A C B A B C -=, sin sin sin cos cos s si i in os n n s c B A B C A A C C B =+, ()sin sin cos c sin si os sin cos n C B A B C A A B +=, ()sin sin c sin sin os A B C C A B =+,∵πA B C +=-, ∴2sin sin cos sin A B C C =,由余弦定理得222cos 2a b c C ab +-=,由正弦定理得22222a b c ab c ab +-⋅=,整理得2223a b c += ,即222a b c +为定值.12.(2023春ꞏ江苏南通ꞏ高三校考开学考试)如图,ABC 是以BC 为斜边的等腰直角三角形,BCD △是等边三角形,2BC =,AD =(1)求证:BC AD ⊥;(2)求平面ABD 与平面BCD 夹角的余弦值.【答案解析】(1)取BC 中点O ,连接OA ,OD ,因为ABC 是以BC 为斜边的等腰直角三角形,所以OA BC ⊥. 因为BCD △是等边三角形,所以OD BC ⊥.OA OD O = ,OA ⊂平面AOD ,OD ⊂平面AOD ,所以BC ⊥平面AOD .因为AD ⊂平面AOD ,故BC AD ⊥.(2)在AOD △中,1AO =,OD =AD =,由余弦定理可得,cos AOD ∠=,故150AOD ∠=︒. 如图,以OA ,OB及过O 点垂直于平面ABC 的方向为x ,y ,z 轴的正方向建立空间直角坐标系O xyz -,可得322D ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,所以3,22BD ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭ ,()0,2,0CB =,()1,1,0AB =-uu u r , 设()111,,x n y z =为平面ABD 的一个法向量,则00n AB n BD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即111110302x y x y -+=⎧⎪⎨--=⎪⎩,令x =)n = .设()222,,m x y z = 为平面BCD 的一个法向量, 则00m CB m BD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即222220302y x y =⎧⎪⎨--=⎪⎩,令2x =)m =u r .所以cos ,n m == , 故平面ABD 与平面BCD13.(2023秋ꞏ山东菏泽ꞏ高三统考期末)在①π1sin sin tan 22cos C C B B ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭;②S AB CA =⋅u r uu r ;③()tan 2tan c A c b C =-+. 三个条件中选一个,补充在下面的横线处,并解答问题.在ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,ABC 的面积为S .且满足______.(1)求A 的大小;(2)设ABC 的面积为6,点D 为边BC 的中点,求2AD 的最小值.【答案解析】(1)选①,由π1sin sin tan 22cos C C B B⎛⎫+-= ⎪⎝⎭, 化简得:1sin cos sin 2cos cos B C C B B-=⋅, 所以2cos cos 12sin sin B C C B -=,即()1cos 2B C +=, 在ABC 中,()1cos cos 2B C A +=-=,1cos 2A =-, 因为()0,πA ∈,所以2π3A =;选②,()1cos πsin 222S AB CA bc A bc A =⋅=-=uu u r uu r ,所以tan A =因为()0,πA ∈,所以2π3A =; 选③,()tan 2tan c A c b C =--, 由正弦定理和切化弦得()sin sin sin sin 2sin cos cos A C CC B A C=--, 在ABC 中,sin 0C ≠,所以()2sin cos sin cos sin cos sin sin B A A C C A A C B -=+=+=,在ABC 中,sin 0B ≠,因为()0,πA ∈, 所以1cos 2A =-,得2π3A =;(2)由16sin 2ABC S bc A ==△,得bc =, 由12AD AB BC =+ ,有1122AD AB AC =+ , 所以22222111111111424442244AD AB AB AC AC c b bc bc bc ⎛⎫=+⋅+=++-≥== ⎪⎝⎭uuu r uu u r uu u r uuu r uuu r当且仅当22b c ==时,等号成立,所以2AD 的最小值为14.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)如图,P 为ABC 内的一点,BAP ∠记为α,ABP ∠记为β,且α,β在ABP 中的对边分别记为m ,n ,()2sin cos m n ββ+=,α,π0,3β⎛⎫∈ ⎪⎝⎭.(1)求APB ∠;(2)若AB =2BP =,PC =,记APC θ∠=,求线段AP 的长和ABC 面积的最大值.【答案解析】(1)已知()2sin cos m n ββ+,由正弦定理可得()2sin sin sin cos αββββ+=,由sin 0β≠,所以2sin sin αββ+=,即1sin sin 2αββ=-, 所以πsin sin 3αβ⎛⎫=- ⎪⎝⎭. 因为α,π0,3β⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,ππ0,33β⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭, 所以π3αβ=-,则π3αβ+=,所以()2ππ3APB αβ∠=-+=. (2)在APB △中,由余弦定理得知:2222cos AB AP BP AP BP APB =+-⋅⋅∠,即21242AP AP =++,因为0AP >,所以2AP =.因为2πAPB BPC APC ∠+∠+∠=,所以2π4π2π33BPC θθ∠=--=-. ABC APB APC BPC S S S S =++△△△△111sin sin sin 222AP BP APB AP CP APC BP CP BPC =⨯⨯⨯∠+⨯⨯⨯∠+⨯⨯⨯∠ 12π114π22sin 2sin 2sin 23223θθ⎛⎫=⨯⨯⨯+⨯+⨯- ⎪⎝⎭4πsin sin 3θθ⎤⎛⎫=+- ⎪⎥⎝⎭⎦4π4πsin sin cos cos sin 33θθθ⎫=+-⎪⎭1sin sin 2θθθ⎫=+⎪⎪⎭3sin 2θθ⎫=⎪⎪⎭ π3sin 6θ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,0πθ<<. 因为,ππ5π666θ-<-<, 所以,当ππ62θ-=,即2π3θ=时,ABC 3. 15.(2023秋ꞏ湖南长沙ꞏ高三湖南师大附中校考阶段练习)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知4a =且()cos 2cos 22sin sin sin A B C B C -=-.(1)若3c =,求sin C ;(2)若BC 边上的高是AH ,求BH 的最大值.【答案解析】(1)由()cos 2cos 22sin sin sin A B C B C -=-可得:22212sin 12sin 2sin sin 2sin A B C B C --+=-222sin sin sin sin sin B C A B C ⇒+-=, 即:222222122b c a b c a bc bc +-+-=⇒=.即1cos 2A =,又()0,πA ∈,∴π3A =,由正弦定理得:3sin 2sin 4c A C a ===(2)由题意,2πcos 2sin cos sin cos 33BH BA B R C B C C ⎛⎫===- ⎪⎝⎭2π4sin sin cos 2sin 22cos 22sin 23333C C C C C C ⎛⎫⎛⎫=-=-+=-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, ∵2πππ5π0,2,3333C C ⎛⎫⎛⎫∈⇒+∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, ∴π3π7π23212C C +=⇒=时,BH取得最大值216.(2023秋ꞏ江苏南通ꞏ高三统考期末)已知四边形ABCD 内接于圆O ,3AB =,5AD =,120BAD ∠=︒,AC 平分BAD ∠.(1)求圆O 的半径;(2)求AC 的长.【答案解析】(1)如图,在圆O 中,连接BD ,在ABD △中,由余弦定理得:22212cos120925235492BD AB AD AB AD ⎛⎫=+-⋅⋅︒=+-⨯⨯⨯-= ⎪⎝⎭, 所以7BD =,设圆О半径为R,由正弦定理得:∴2sin120BD R ===︒R = (2)由余弦定理得2222549913cos 225714AD BD AB ADB AD BD +-+-∠===⋅⨯⨯, 由于()0,πADB ∠∈,所以sin ADB ∠==。
高考数学二轮复习几何特征在解三角形中的应用

=sin 45°cos 30°+cos 45°sin 30°
= 面积6比+4 为2相,似比的平方,SS12=c-a2b2=sin
sin2A C-sin
B2
3
=sin 75s°in-26s0in°45°2=
4
6+ 4
2-
22
2
12345678
3 =8-44 3
16 =2-3 3=6+3 3.
12345678
5.(2022·长沙质检)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,其中A =60°,B=45°,若将六个和△ABC全等的三角形围成如图的正六边
形,设其面积为S1,阴影部分面积为S2,则
S1 S2
=_3___3_+__6_.
12345678
因为A=60°,B=45°,则C=75°,
所以sin C=sin 75°=sin(45°+30°)
12345678
设∠ABC=θ,则∠ADC=π-θ,
∵在△ABC中,AC2=AB2+BC2-2AB·BC·cos θ,
在△ACD中,AC2=AD2+CD2-2AD·CD·cos(π-θ),
∴AB2+BC2-2AB·BC·cos θ=AD2+CD2+2AD·CD·cos θ,
则61-60cos θ=25+24cos θ,
6.(2022·山东学期联考)在△ABC 中,内角 A,B,C 所对的边分别为 a,b, c,已知 3tan Atan B-tan A-tan B= 3,角 C 的平分线 CD 交 AB 于 D. (1)求证:CD3 =C1A+C1B;
12345678
∵ 3tan Atan B-tan A-tan B= 3, ∴ 3(tan Atan B-1)=tan A+tan B, ∴1t-antAan+AttaannBB=- 3, ∴tan(A+B)=- 3, ∴tan∠ACB= 3, ∵0<∠ACB<π,∴∠ACB=π3, ∵CD为角平分线,∴S△ABC=S△ACD+S△BCD,
2024届高考数学二轮复习专题1三角函数与解三角形课件

即 cos A=-12,
由 A 为三角形内角得 A=23π,
△ABC
面积
S=12bcsin
A=12×1×
23=
3 4.
专题一 三角函数与平面向量
类型四 平面向量及其应用
1.(2023·新课标Ⅰ卷)已知向量 a=(1,1),b=(1,-1).若(a+λb)⊥(a+μb),
则( )
A.λ+μ=1
B.λ+μ=-1
A.79 解析:因为
sin
B.19 (α-β)=sin
αcos
C.-19 β-sin βcos
α=13,
cos αsin β=16,
所以 sin αcos β=12,
所以 sin(α+β)=sin αcos β+sin βcos α=12+16=23,
则 cos(2α+2β)=1-2sin2(α+β)=1-2×49=19.
答案:-
3 2
专题一 三角函数与平面向量
3.(2023·全国甲卷)函数 y=f(x)的图象由函数 y=cos (2x+π6)的图象向左平移π6个
单位长度得到,则 y=f(x)的图象与直线 y=12x-12的交点个数为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析:把函数 y=cos(2x+π6)向左平移π6个单位可得 函数 f(x)=cos(2x+π2)=-sin 2x 的图象, 而直线 y=12x-12=12(x-1)经过点(1,0),且斜率为12,
Bcos Bcos
AA-ssiinn
CB=1,所以ssiinn
((AA-+BB))-
sin sin
CB=sin
(A-sinBC)-sinB=1,
专题一 三角函数与平面向量
三角函数与解三角形大题备考强化练-高三数学二轮专题复习

冲刺高考二轮 三角函数与解三角形大题备考强化练(原卷+答案)1.在△ABC 中,sin 2C =3 sin C . (1)求∠C ;(2)若b =6,且△ABC 的面积为63 ,求△ABC 的周长.2.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知4a =5 c ,cos C =35.(1)求sin A 的值;(2)若b =11,求△ABC 的面积.3.记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,分别以a ,b ,c 为边长的三个正三角形的面积依次为S 1,S 2,S 3.已知S 1-S 2+S 3=32 ,sin B =13.(1)求△ABC 的面积.(2)若sin A sin C =23,求b .4.记△ABC 是内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b 2=ac ,点D 在边AC 上,BD sin ∠ABC =a sin C .(1)证明:BD =b ;(2)若AD =2DC ,求cos ∠ABC .5.已知函数f (x )=A sin (ωx +π4 )(A >0,0<ω<1),f (π4 )=f (π2 ),且f (x )在(0,3π4)上的最大值为2 .(1)求f (x )的解析式;(2)将函数f (x )图象上所有点的横坐标缩小为原来的13,纵坐标不变,得到函数g (x )的图象,若g (α2 )=12 ,求sin 2α的值.6.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,点M 在边AC 上,BM 平分∠ABC ,△ABM 的面积是△BCM 面积的2倍.(1)求sin C sin A;(2)若cos B =14,b =2,求△ABC 的面积.7.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b =2,c sinB +C2=a sin C (1)求角A 的大小;(2)请在①sin B =217②a +c =7两个条件任选一个,求△ABC 的面积.注:如果分别选择多个条件进行解答,按第一个解答过程计分.8.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且b sin B +C2=a sin B .求:(1)角A ; (2)a -c b 的取值范围.参考答案1.解析:(1)由sin2C =3 sin C ,得2sin C cos C =3 sin C . 因为∠C ∈(0,π),所以sin C ≠0, 所以cos C =32 ,所以∠C =π6. (2)因为∠C =π6,b =6,所以△ABC 的面积S =12 ab sin C =12 a ×6×sin π6 =63 ,所以a =43 .在△ABC 中,由余弦定理,得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =(43 )2+62-2×43 ×6×32=12,解得c =23 .所以△ABC 的周长为a +b +c =43 +6+23 =6+63 . 2.解析:(1)依题意,在△ABC 中, ∵cos C =35,∴sin C =1-cos 2C =45.由4a =5 c ,结合正弦定理可得4sin A =5 sin C ,∴sin A =54 sin C =54 ×45 =55. (2)由(1)可知,sin C =45 >0,cos C =35 >0,a =54 c ,∴A <C <π2 ,cos A =1-sin 2A=255.在△ABC 中,sin B =sin (A +C )=sin A cos C +cos A sin C ,∴b =35 a +255 c =11.结合4a =5 c ,可求得a =5.∴△ABC 的面积S =12 ab sin C =12 ×5×11×45 =22.3.解析:(1)∵边长为a 的正三角形的面积为34a 2, ∴S 1-S 2+S 3=34 (a 2-b 2+c 2)=32. 结合余弦定理,得ac cos B =1,即cos B =1ac .由sin B =13 ,得cos B =223 ,∴ac =324 ,故S △ABC =12 ac sin B =12 ×324 ×13 =28.(2)由正弦定理,得b 2sin 2B =a sin A ·c sin C =ac sin A sin C =32423 =94 ,故b =32 sin B =12 .4.解析:(1)由题设,BD =a sin C sin ∠ABC ,由正弦定理知:c sin C =b sin ∠ABC ,即sin Csin ∠ABC=cb,∴BD =acb ,又b 2=ac ,∴BD =b ,得证.(2)由题意知:BD =b ,AD =2b 3 ,DC =b3,∴cos ∠ADB =b 2+4b 29-c 22b ·2b 3 =13b 29-c 24b 23 ,同理cos ∠CDB =b 2+b 29-a 22b ·b 3 =10b 29-a22b 23, ∵∠ADB =π-∠CDB ,∴13b 29-c 24b 23 =a 2-10b 292b 23 ,整理得2a 2+c 2=11b 23 ,又b 2=ac ,∴2a 2+b 4a 2 =11b 23 ,整理得6a 4-11a 2b 2+3b 4=0,解得a 2b 2 =13 或a 2b 2 =32, 由余弦定理知:cos ∠ABC =a 2+c 2-b 22ac =43 -a 22b2 ,当a 2b 2 =13 时,cos ∠ABC =76 >1不合题意;当a 2b 2 =32 时,cos ∠ABC =712 ; 综上,cos ∠ABC =712.5.解析:(1)因为0<ω<1,所以周期T =2πω >2π,又f (x )在(0,3π4 )上的最大值为2 ,且f (π4 )=f (π2),所以当x =12 (π4 +π2 )=3π8 时,f (x )取得最大值2 ,所以A =2 ,且f (3π8 )=2 ,即2 sin (3π8 ω+π4)=2 ,∵0<ω<1,∴π4 <3π8 ω+π4 <5π8 ,故3π8 ω+π4 =π2 ,解得ω=23 ,故f (x )=2 sin (23x +π4); (2)g (x )=f (3x )=2 sin (2x +π4 ),又g (α2 )=2 sin (α+π4 )=12 ,则sin (α+π4 )=122,sin 2α=-cos (2α+π2 )=2sin 2(α+π4 )-1=-34.6.解析:(1)S △ABM =12 AB ·BM ·sin ∠ABM ,S △BCM =12 BC ·BM ·sin ∠MBC ,因为S △ABM =2S △BCM ,∠ABM =∠MBC ,所以AB =2BC , 由正弦定理可得sin C sin A =ABBC=2.(2)由(1)知c =2a ,由余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,又cos B =14 ,b =2,所以4=a 2+4a 2-4a 2×14,所以a =1,c =2,因为cos B =14 ,且0<B <π,可得sin B =1-cos 2B =154 ,所以S △ABC =12 ac sin B =12 ×1×2×154 =154 .7.解析:(1)由c sin B +C 2 =a sin C 可得:sin C sin B +C2=sin A sin C , 即sin C sinπ-A2=sin A sin C , 即sin C cos A 2 =2sin A 2 cos A2 sin C ,因为0<C <π,0<A <π,所以sin C >0,0<A 2 <π2 ,cos A2 >0,所以sin A 2 =12 , 即A 2 =π6 , A =π3 .(2)选① :sin B =217 ,由正弦定理可得a sin A =bsin B, 即a 32 =2217,解得a =7 , 由余弦定理可得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,即7=4+c 2-2c ,解得c =3(负值舍), 所以S △ABC =12 bc sin A =12 ×2×3×32 =332.选② :a +c =7,由余弦定理可得a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 即(7-c )2=4+c 2-2c ,解得c =154,所以S △ABC =12 bc sin A =12 ×2×154 ×32 =1538 .8.解析:(1)∵b sinB +C2=a sin B , ∴sin B cos A2 =sin A sin B ,∵B ∈(0,π),∴sin B ≠0, ∴cos A 2 =2sin A 2 cos A 2,∵A ∈(0,π),∴cos A 2 ≠0,∴sin A 2 =12 ,∵0<A 2 <π2 ,∴A 2 =π6 ,∴A =π3.(2)由正弦定理,a -c b =sin A -sin Csin B =sin π3-sin (2π3-B )sin B=32-32cos B -12sin B sin B =32 ·1-cos B sin B -12=32 ·1-(1-2sin 2B 2)2sin B 2cosB 2 -12 =32 tan B 2 -12. 因为0<B <2π3 ,所以0<B 2 <π3 ,所以0<tan B2<3 ,所以-12 <32 tan B 2 -12 <1,所以a -c b 的取值范围是(-12 ,1).。
2018届人教版高三二轮复习理科数学(三角函数及解三角形)提升训练及解析

sin
≤1,于是 1≤2sin
ππ
π
2x+ = ,即 x= 时, f(x) 在
≤2,所以 0≤f(x) ≤1. 所以当且仅当
π
上取最大值,最大值为 f
=1.
答案: 1
10. 函数 f(x)=2sin( ω x+φ) ω
的部分图象如图所示,则
f(0) 的值是 ____________.
4
2018 届人教版高三二轮复习理科数学 ( 三角函数及解三角形) 提升训练及解析
= sinθ
=2sin θcos θ- sin 2θ
=sin2 θ+ cos2 θ- = sin
-,
π
π
π
π
令 2θ+ =2k π+ , k∈Z, 即θ=k π+ ,k∈Z,因为 0< θ< ,
π 所以当θ= 时, S(θ)取得最大值为 .
16. 设函数 f(x)=sin2x+a(1+cosx) - 2x在x= 处取得极值. 17. (1) 若f(x) 的导函数为 f ′(x) ,求 f ′(x) 的最值. (2) 当x∈[0 , π ] 时,求 f(x) 的最值. 【解题导引】 (1)求出 f′(x) ,结合二次函数知识和 sinx 本身范围可求解 . (2)根据导数求出单调区间,注意三角不 等式的求解 . 【解析】 (1)f ′(x)=2cos2x-asinx-2 ,因为 f(x) 在 x= 处取得极值,所以 f′ =1- a-2=0 ,所以 a=-2 ,所以 f′(x)=2(1-2sin 2x)+2sinx-2
8. 已知函数 f(x)=2sin(
ω x- φ)-1(
ω>0,
高中数学 金版学案 2022二轮复习专题强化练(一)三角函数与解三角形

专题强化练(一) 三角函数与解三角形1.(2021·山东省模拟)已知2cos(π+θ)=sin(-θ),则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=( )A .15 B .23 C .-1D .-3解析:因为2cos(π+θ)=sin(-θ),所以-2cos θ=-sin θ,所以tan θ=2,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=tan θ+11-tan θ=-3. 故选D. 答案:D2.已知tan α=3,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π2=( )A .-45 B .-35 C .35D .45解析:sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π2=cos 2α=cos 2 α-sin 2 α= cos 2 α-sin 2 αcos 2 α+sin 2 α=1-tan 2 α1+tan 2 α=-45. 故选A. 答案:A3.(2021·广州模拟)已知第二象限角θ的终边上有两点A (-1,a ),B (b ,2),且cos θ+3sin θ=0,则3a -b =( )A .-7B .-5C .5D .7解析:由题意得cos θ>0,sin θ<0, 因为cos θ+3sin θ=0,即tan θ=-13, 所以2-a b +1=-13,所以3a -b =7. 故选D. 答案:D4.(2020·大连模拟)函数f (x )=A sin (ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,为了得到y =sin 2x 的图象,只需将f (x )的图象( )A .向右平移π3个单位 B .向右平移π6个单位 C .向左平移π3个单位D .向左平移π6个单位解析:由图象知A =1,T 4=7π12-π3⇒T =π,2πω=π⇒ω=2,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12=-1⇒2·7π12+φ=3π2+2k π,|φ|<π2,得φ=π3,所以f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3,为了得到g (x )=sin 2x 的图象,所以只需将f (x )的图象向右平移π6个长度单位即可,故选B.答案:B5.(2021·梅州第一次模拟)已知直线x =π6是函数f (x )=sin(2x +φ) ⎝⎛⎭⎪⎫|φ|<π2的图象的一条对称轴,为了得到函数y =f (x )的图象,可把函数y =sin 2x 的图象( )A .向左平行移动π6个单位长度 B .向右平行移动π6个单位长度 C .向左平行移动π12个单位长度 D .向右平行移动π12个单位长度解析:令2x +φ=k π+π2,由x =π6是此方程的一个解,则φ=k π+π6, 又|φ|<π2,所以φ=π6,即y =f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π12,所以为了得到函数y =f (x )的图象,可把函数y =sin 2x 的图象向左平移π12个单位长度.故选C. 答案:C6.(多选题)(2021·潮州第二次模拟)已知直线x =π8是函数f (x )=sin(2x +φ)(0<φ<π)的一条对称轴,则( )A .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8是奇函数 B .x =3π8是f (x )的一个零点C .f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π8,π2上单调递减D .y =f (x )与g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的图象关于直线x =π4对称 解析:因为直线x =π8是函数f (x )=sin(2x +φ)(0<φ<π)的一条对称轴,所以2×π8+φ=k π+π2,k ∈Z ,所以φ=π4,函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4.所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=cos 2x 是偶函数,故A 错误;令x =3π8,求得f (x )=0,可得x =3π8是f (x )的一个零点,故B 正确;当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π8,π2,2x +π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,5π4,函数f (x )单调递减,故C 正确;显然,f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4与g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的图象关于直线x =π4对称,故D 正确,故选BCD. 答案:BCD7.已知函数f (x )=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx +π6-2(ω>0)在[0,π]内有且仅有两个零点,则ω的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤32,136 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,136 C.⎝ ⎛⎦⎥⎤34,1312 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,1312 解析:因为函数f (x )=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx +π6-2(ω>0)在[0,π]内有且仅有两个零点,则即 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx +π6=12在[0,π]内有且仅有两个解.当x ∈[0,π],则2ωx +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2ωπ+π6.所以由于cos π3=cos 5π3=cos 7π3,所以2ωπ+π6∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫5π3,7π3,所以ω∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,1312,故选D. 答案:D8.(多选题)(2020·泰安第三次模拟)已知函数f (x )=cos nxcos x (n ∈N *),则下列结论正确的是( )A .f (x )是周期函数B .f (x )的图象是轴对称图形C .f (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0对称D .f (x )≤n解析:由于f (x +2π)=cos n (x +2π)cos (x +2π)=cos (nx +2n π)cos (x +2π)=cos nxcos x =f (x ),所以f (x )是周期函数,故A 正确;由f (-x )=cos (-nx )cos (-x )=cos nxcos x =f (x ),从而f (x )为偶函数,其图象关于y 轴对称,故B 正确;由于f (x )+f (π-x )=cos nxcos x +cos (n π-nx )cos (π-x )=⎩⎨⎧2cos nx cos x(n 为奇数),0(n 为偶数),从而当n 为奇数时,f (x )的图象不一定关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0对称,故C 不正确; 当n =2时,f (x )=2cos 2 x -1cos x =2cos x -1cos x ,令cos x =-15,则此时f (x )>2,故D 不正确.答案:AB9.(2020·天一大联考“顶尖计划”联考)关于函数f (x )=|cos x |+cos|2x |,有下列三个结论:①π是f (x )的一个周期;②f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,5π4上单调递增;③f (x )的值域为[-2,2].则上述结论中,正确的个数为( )A .0B .1C .2D .3解析:①因为f (x )=f (x +π),所以π是f (x )的一个周期,①正确;②因为f (π)=2,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4=22<2,所以f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,5π4上不单调递增,②错误;③因为f (-x )=f (x ),所以f (x )是偶函数,又π是f (x )的一个周期,所以可以只考虑x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,f (x )的值域.当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,令t =cos x ∈[0,1],f (x )=|cos x |+cos|2x |=cos x +cos 2x =2cos 2 x +cos x -1=2t 2+t -1.y =2t 2+t -1在[0,1]在上单调递增,所以f (x )∈[-1,2],f (x )的值域为[-1,2],③错误;综上,正确的个数只有一个,故选B. 答案:B10.(2020·百校联考考前冲刺)我国古代数学家秦九韶在《数书九章》中记述了“三斜求积术”,用现代式子表示即为:在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,则△ABC 的面积S =14⎣⎢⎡⎦⎥⎤(ab )2-⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+b 2-c222.根据此公式,若a cos B +(b +3c )cos A =0,且a 2-b 2-c 2=2,则△ABC 的面积为( )A . 2B .2 2C . 6D .2 3解析:由a cos B +(b +3c )cos A =0得sin A cos B +cos A sin B +3sin C cos A =0,即sin(A +B )+3sin C cos A =0,即sin C (1+3cos A )=0, 因为sin C ≠0,所以cos A =-13,由余弦定理a 2-b 2-c 2=-2bc cos A =23bc =2,所以bc =3,由△ABC 的面积公式得S = 14⎣⎢⎡⎦⎥⎤(bc )2-⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2+b 2-a 222=14(32-12)=2,故选A. 答案:A11.(2021·西安第一次模拟)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c 且a sin A sin B =54b -b cos A ,b +c =10,△ABC 的面积为2534,则a =( )A .2 3B .5C .8D .2 2解析:由正弦定理,可将a sin A sin B =54b -b cos A 化为sin 2A sin B=54sin B -sin B cos A ,因为A ,B ,C 为三角形内角,所以sin B ≠0,因此sin 2A =54-cosA ,所以1-cos 2A =54-cos A ,解得cos A =12,又A ∈(0,π),所以A=π3;又△ABC 的面积为2534,所以12bc sin A =2534,则bc =25; 又b +c =10,所以由余弦定理可得:a 2=b 2+c 2-2bc cos A =(b +c )2-3bc =100-75=25, 所以a =5. 故选B. 答案:B12.(2021·广东一模)函数f (x )=cos 2x +6cos(π2-x )⎝⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2的最大值为( )A .4B .5C .6D .7解析:函数f (x )=cos 2x +6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x =1-2sin 2x +6sin x =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x -322+92+1=-2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x -322+112,由于x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,故sin x ∈[0,1],由于函数f (x )的对称轴为32,当sin x =1时,f (x )取得最大值f (x )max=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=5, 故选B.答案:B13.(2021·东阳模拟)在锐角△ABC 中,AB =3,AC =1,D 点在线段BC 上,且BD =2DC ,∠CAD =π6,则△ABC 的面积为________.解析:如图,由题意可知S △ACD S △ABD =12AC ·AD ·sin 30°12AB ·AD ·sin ∠DAB =1×123·sin ∠DAB =12,解得sin ∠DAB =33,cos ∠DAB =63,所以sin ∠CAB =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+∠DAB =12×63+32×33=6+36, 所以S △ABC =12AB ·AC ·sin ∠BAC =12×3×6+36=2+34. 故答案为2+34.答案:2+3414.已知函数f (x )=A sin(w x +φ)⎝⎛⎭⎪⎫A >0,w >0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则f (x )的解析是________.解析:因为函数图象经过点⎝⎛⎭⎪⎫π6,2,所以函数的最大值为2,可得A =2.又因为函数的周期T =4⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12-π6=π,所以2πw =π,可得w =2,因此函数解析式为f (x )=2sin ()2x +φ,再将点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,2代入,可得 2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ,解得φ=π6+2k π.(k ∈Z),因为|φ|<π2,所以取k =0,得φ=π6, 所以f (x )的解析式是f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.答案:f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π615.(2021·广东省第一次模拟)△ABC 中,内角A ,B ,C 对的边长分别为a ,b ,c ,且满足2cos B cos C (tan B +tan C )=cos B tan B +cos C tan C ,则cos A 的最小值是________.解析:2cos B cos C (tan B +tan C )=2cos B cos C ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin B cos B +sin C cos C=2sin B cos C +2sin C cos B =2sin(B +C ) =2sin A ,cos B tan B +cos C tan C =sin B +sin C , 所以sin B +sin C =2sin A , 由正弦定理得b +c =2a , 由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc =b 2+c 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫b +c 222bc=3(b 2+c 2)8bc-14≥3bc 4bc -14=12,当且仅当b =c =a 时取等号,此时A =π3.故答案为12.答案:1216.(2020·西安中学第三次模拟)如图平面四边形ABCD 的对角线的交点位于四边形的内部,AB =1,BC =3,AC =CD ,AC ⊥CD ,当∠ABC 变化时,对角线BD 的最大值为__________.解析:设∠ABC =α,∠ACB =β,则由余弦定理得,AC 2=1+3- 2×1×3×cos α=4-23cos α;由正弦定理得AC sin α=AB sin β,则sin β=sin α4-23cos α; 所以BD 2=3+(4-23cos α)-2×3×4-23cos α×cos(90°+β)=7-23cos α+23sin α=7+26sin (α-45°),所以α=135°时,BD 取得最大值,最大值为7+26=1+ 6.答案:1+ 6。
2020版高考数学大二轮复习专题 三角函数与解三角形增分强化练 文

增分强化练一、选择题1.(2019·湘潭模拟)已知θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,则2cos θ+1-2sin (π-θ)cos θ=( ) A .sin θ+cos θ B .sin θ-cos θ C .cos θ-sin θD .3cos θ-sin θ解析:因为θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,所以sin θ>cos θ,利用三角函数的诱导公式和三角函数的基本关系式,可得2cos θ+1-2sin (π-θ)cos θ=2cos θ+(sin θ-cos θ)2=2cos θ+sin θ-cos θ=sin θ+cos θ,故选A. 答案:A2.设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2,x ∈R ,则f (x )是( ) A .最小正周期为π的偶函数 B .最小正周期为π的奇函数 C .最小正周期为π2的偶函数D .最小正周期为π2的奇函数解析:∵函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=sin 2x ,x ∈R ,则f (x )是周期为2π2=π的奇函数,故选B. 答案:B3.(2019·安阳模拟)已知角α的顶点在坐标原点,始边与x 轴非负半轴重合,终边经过点(-4,3),则sin 2α-cos 2α=( ) A .-1725B .-3125C .-53D.75解析:∵角α的顶点在坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边经过点P (-4,3),∴x =-4,y =3,r =|OP |=5, ∴sin α=35,cos α=-45,∴sin 2α-cos 2α=2sin αcos α-1+2sin 2α=2×35×⎝ ⎛⎭⎪⎫-45-1+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫352=-3125.故选B.答案:B4.函数f (x )=cos(ωx +φ)的部分图象如图所示,则f (x )单调递减区间为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-14,k π+34,k ∈Z B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-14,2k π+34,k ∈Z C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k -14,k +34,k ∈ZD.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k -14,2k +34,k ∈Z 解析:由题意可得函数的周期为2×⎝ ⎛⎭⎪⎫54-14=2,∴2πω=2,解得ω=π,∴f (x )=cos(πx +φ),再根据函数的图象以及五点法作图,可得π4+φ=π2,解得φ=π4,f (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫πx +π4,令2k π≤πx +π4≤2k π+π,k ∈Z ,可解得2k -14≤x ≤2k +34,k ∈Z ,∴f (x )的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k -14,2k +34,k ∈Z.故选D.答案:D5.已知直线x =π6是函数f (x )=sin(2x +φ)的图象的一个对称轴,其中φ∈(0,2π),且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<f (π),则f (x )的单调递增区间是( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π6,k π+2π3(k ∈Z) B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π3,k π+π6(k ∈Z) C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π,k π+π2(k ∈Z)D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π2,k π(k ∈Z)解析:直线x =π6是函数f (x )=sin(2x +φ)的图象的对称轴,则2×π6+φ=π2+k π,k ∈Z ,解得φ=π6+k π,k ∈Z ,因为φ∈(0,2π),∴φ=π6或φ=7π6.又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<f (π),即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π2+φ<sin(2π+φ),-sin φ<sin φ,∴sin φ>0,∴φ=π6, f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.由-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-π3+k π≤x ≤π6+k π,k ∈Z.f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π3,k π+π6(k ∈Z).故选B.答案:B6.函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0)的图象在[0,1]上恰有两个最大值点,则ω的取值范围为( ) A .[2π,4π] B .[2π,9π2)C .[13π6,25π6)D .[2π,25π6)解析:由题意得ω+π3≥5π2,ω+π3<9π2,∴13π6≤ω<25π6,故选C. 答案:C7.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)相邻两条对称轴间的距离为3π2,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=0,则下列说法正确的是( ) A .ω=2B .函数y =f (x -π)是偶函数C .函数f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎪⎫3π4,0对称D .函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π,-π2上单调递增 解析:由题意可得,函数f (x )的周期为T =2×3π2=3π,则ω=2πT =23,故A 错误.当x =π2时,ωx +φ=23×π2+φ=k π,解得φ=k π-π3(k ∈Z),∵0<φ<π,故取k =1时,φ=2π3,函数的解析式为f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x +2π3,y =f (x -π)=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤23(x -π)+2π3=2sin 23x ,函数为奇函数,故B 错误. f ⎝⎛⎭⎪⎫3π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23×3π4+2π3=2sin 7π6≠0,则函数y =f (x )的图象不关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,0对称,故C 错误.当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π,-π2时,23x +23π∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3,故函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π,-π2上单调递增,故D 正确.故选D. 答案:D8.函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0)在[0,π]内的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12,则ω的取值范围为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,43B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,43C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,23 D.[]0,1 解析:函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0), 当x ∈[0,π]时,f (x )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12, ∴-1≤cos ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π3≤12,结合余弦函数的性质,则π≤ωπ+π3≤5π3,解得23≤ω≤43,故ω的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,43.故选A. 答案:A9.(2019·化州模拟)设ω>0,函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3-1的图象向左平移2π3个单位长度后与原图象重合,则ω的最小值是( ) A.23 B.43 C.32 D .3答案:D10.(2019·淮南模拟)已知函数y =A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫|φ|<π2,ω>0图象的一部分如图所示.若A ,B ,D 是此函数的图象与x 轴三个相邻的交点,C 是图象上A 、B 之间的最高点,点D 的坐标是⎝⎛⎭⎪⎫11π12,0,则数量积AB →·AC →=( )A.π22B.π24 C.π26D.π28解析:f (x )=A sin(ωx +φ).由图象可知A =2, 且f (0)=1,故sin φ=12,因|φ|<π2,故φ=π6,又ω×11π12+π6=k π,k ∈Z ,故ω=2(6k -1)11,k ∈Z ,由图象可知,⎩⎪⎨⎪⎧2πω>11π12ω>0,故0<ω<2411,故ω=2,所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,故A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,2,因此AB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0,AC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,2,故AB →·AC →=π28,故选D.答案:D11.(2019·株洲模拟)若函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4-a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,9π8恰有三个不同的零点x 1,x 2,x 3,则x 1+x 2+x 3的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫5π4,11π8B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫9π4,7π2C.⎝⎛⎦⎥⎤5π4,11π8 D.⎝⎛⎦⎥⎤9π4,7π2 解析:由题意得方程cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4=a ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,9π8有三个不同的实数根,令y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,9π8, 画出函数y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4的大致图象,如图所示.由图象得,当22≤a <1时,方程cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4=a 恰好有三个根.令2x -π4=k π,k ∈Z ,得x =π8+k π2,k ∈Z ,当k =0时,x =π8;当k =1时,x =5π8.不妨设x 1<x 2<x 3,由题意得点(x 1,0),(x 2,0)关于直线x =π8对称,所以x 1+x 2=π4.又结合图象可得π≤x 3<9π8,所以5π4≤x 1+x 2+x 3<11π8,即x 1+x 2+x 3的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫5π4,11π8.故选A. 答案:A12.(2019·开封模拟)已知函数f (x )=sin(ωx +φ) ⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|≤π2,x =-π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图象的对称轴,且∀x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫11π36,17π36,|f (x )|<1,则ω的最大值为( ) A .5 B .4 C .3D .2解析:因为x =-π4为f (x )的零点,所以ωx +φ=k 1π,(k 1∈Z),∴-π4ω+φ=k 1π,①因为x =π4为y =f (x )图象的对称轴,所以ωx +φ=k 2π+π2,(k 2∈Z),∴π4ω+φ=k 2π+π2,②①+②得2φ=(k 1+k 2)π+π2,∴φ=(k 1+k 2)π2+π4, 因为|φ|≤π2,∴φ=±π4.②-①得π2ω=(k 2-k 1)π+π2,∴ω=2(k 2-k 1)+1=2n +1(n ∈Z),当ω=5时,如果f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5x +π4,令5x +π4=k π+π2,k ∈Z ,∴x =15k π+120π,当k =2时,x =9π20∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1136π,1736π,与已知不符.如果f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫5x -π4,令5x -π4=k π+π2,k ∈Z ,∴x =15k π+320π,当k =1时,x =7π20∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1136π,1736π,与已知不符.如果ω=3,如果f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π4,令3x +π4=k π+π2,k ∈Z ,∴x =13k π+112π,当k =1时,x =5π12∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1136π,1736π,与已知不符.如果f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫3x -π4,令3x -π4=k π+π2,k ∈Z ,∴x =13k π+14π∉⎝ ⎛⎭⎪⎫1136π,1736π,与已知相符.故选C.答案:C 二、填空题13.若sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +3π2=13,则cos 2x =________.解析:由诱导公式得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3π2=-cos x =13,故cos x =-13.由二倍角公式得cos 2x =2cos 2x-1 =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-132-1=-79.答案:-7914.(2019·化州模拟)已知α为第一象限角,sin α-cos α=33,则cos(2 019π-2α)=________.解析:cos(2 019π-2α)=-cos 2α, 因为sin α-cos α=33,所以1-sin 2α=13, 所以sin 2α=23.因为sin α-cos α=33>0,α为第一象限角, 所以2k π+π4<α<2k π+π2,k ∈Z ,所以4k π+π2<2α<4k π+π,k ∈Z ,所以cos 2α=-53,所以cos(2 019π-2α)=53. 答案:5315.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,-π2<φ<0的图象的一个最高点为⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8,2,其图象的相邻两个对称中心之间的距离为π2,则φ=________.解析:∵函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,-π2<φ<0的图象的最高点为⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8,2,∴A = 2.∵其图象的相邻两个对称中心之间的距离为T 2=12·2πω=π2,∴ω=2.再根据2·3π8+φ=2k π+π2,k ∈Z ,即φ=2k π-π4,k ∈Z ,则φ=-π4.答案:-π416.已知函数f (x )=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6⎝ ⎛⎭⎪⎫0≤x ≤91π6,若函数F (x )=f (x )-3的所有零点依次记为x 1,x 2,x 3,…,x n ,x 1<x 2<x 3<…<x n ,则x 1+2x 2+2x 3+…+2x n -1+x n =________. 解析:令2x +π6=π2+k π得x =π6+k π2,k ∈Z ,即f (x )的对称轴方程为x =π6+k π2,k ∈Z. ∵f (x )的最小正周期为T =π,0≤x ≤91π6,∴f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,91π6上有30条对称轴,∴x 1+x 2=2×π6,x 2+x 3=2×2π3,x 3+x 4=2×7π6,…,x n -1+x n =2×44π3,将以上各式相加得:x 1+2x 2+2x 3+…+2x n -1+x n =2×(π6+2π3+7π6+…+44π3)=2×π6+443π2×30=445π.答案:445π增分强化练考点一 三角恒等变换及其应用1.(2019·宁德质检)cos 31°cos 1°+sin 149°sin 1°=( ) A .-32B.32C .-12D.12解析:cos 31°cos 1°+sin 149°sin 1°=cos 31°cos 1°+sin 31°sin 1°=cos(31°-1°)=cos 30°=32,故选B. 答案:B2.(2019·蚌埠模拟)函数f (x )=2sin x cos x +2cos 2x -1的图象的对称轴可能为( )A .x =π8B .x =π4C .x =π2D .x =-π4解析:f (x )=2sin x cos x +2cos 2x -1=sin 2x +cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,令2x +π4=k π+π2(k ∈Z),解得x =k π2+π8,(k ∈Z),当k =0时,x =π8,故选A. 答案:A3.(1+tan 20°)·(1+tan 25°)=________.解析:因为(1+tan 20°)·(1+tan 25°)=1+tan 25°+tan 20°+tan 20°tan 25°, 又tan 45°=tan 25°+tan 20°1-tan 20°tan 25°=1,所以tan 25°+tan 20°=1-tan 20°tan 25°,所以(1+tan 20°)·(1+tan 25°)=1+tan 25°+tan 20°+tan 20°tan 25°=2. 答案:24.(2019·北京西城区模拟)函数f (x )=sin 2x +cos 2x 的最小正周期T =________;如果对于任意的x ∈R 都有f (x )≤a ,那么实数a 的取值范围是________.解析:f (x )=sin 2x +cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,最小正周期T =π,依题意,知a ≥f (x )恒成立,所以,a ≥f (x )max =2,即a ≥ 2. 答案:π [2,+∞) 考点二 正弦定理与余弦定理1.(2019·湛江模拟)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a cos B =(4c -b )cos A ,则cos 2A =( ) A .-78B .-18C.78D.18解析:∵a cos B =(4c -b )cos A .∴sin A cos B =4sin C cos A -sin B cos A , 即sin A cos B +sin B cos A =4cos A sin C ,∴sin C =4cos A sin C , ∵0<C <π,sin C ≠0. ∴1=4cos A ,即cos A =14,则cos 2A =2cos 2A -1=-78.故选A. 答案:A2.(2019·蚌埠模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若2sin 2A +c (sin C -sin A )=2sin 2B ,且△ABC 的面积S =14abc ,则角B =________.解析:S =14abc ⇒14abc =12ab sin C ⇒c =2sin C ,代入2sin 2A +c (sin C -sin A )=2sin 2B 中,得sin 2A +sin 2C -sin A sin C =sin 2B , 由正弦定理a sin A =b sin B =csin C,可将上式化简为a 2+c 2-ac =b 2,由余弦定理可知b 2=a 2+c 2-2ac ·cos B ,所以有cos B =12,又因为B ∈(0,π),所以角B =π3.答案:π33.(2019·晋城模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且2sin 2(B +C )-3cosA =0.(1)求角A 的大小;(2)若B =π4,a =23,求边长c .解析:(1)因为A +B +C =π,2sin 2(B +C )-3cos A =0, 所以2sin 2A -3cos A =0,2(1-cos 2A )-3cos A =0, 所以2cos 2A +3cos A -2=0,即(2cos A -1)(cos A +2)=0. 因为cos A ∈(-1,1),所以cos A =12,因为A ∈(0,π),所以A =π3. (2)sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =32×22+12×22=6+24. 在△ABC 中,由正弦定理得c sin C =asin A,所以c6+24=2332,解得c =6+ 2. 考点三 解三角形与三角函数的交汇问题1.(2019·宁德质检)海洋蓝洞是地球罕见的自然地理现象,被喻为“地球留给人类保留宇宙秘密的最后遗产”,我国拥有世界上最深的海洋蓝洞,若要测量如图所示的蓝洞的口径A ,B 两点间的距离,现在珊瑚群岛上取两点C ,D ,测得CD =80,∠ADB =135°,∠BDC =∠DCA =15°,∠ACB =120°,则A ,B 两点的距离为________. 解析:由已知,△ACD 中,∠ACD =15°, ∠ADC =150°,∴∠DAC =15°.由正弦定理得AC =80sin 150°sin 15°=406-24=40(6+2),△BCD 中,∠BDC =15°,∠BCD =135°, ∴∠DBC =30°,由正弦定理,CD sin ∠CBD =BCsin ∠BDC ,所以BC =CD ·sin∠BDC sin ∠CBD =80×sin 15°12=160sin 15°=40(6-2);△ABC 中,由余弦定理AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos∠ACB =1 600(8+43)+1 600(8-43)+2×1 600(6+2)×(6-2)×12=1 600×16+1 600×4=1 600×20, 解得AB =805,则两目标A ,B 间的距离为80 5. 答案:80 52.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若sin A ,sin B ,sin C 成等差数列,且cos C =13.(1)求b a的值;(2)若c =11,求△ABC 的面积.解析:(1)因为sin A ,sin B ,sin C 成等差数列,所以2sin B =sin A +sin C , 由正弦定理得2b =a +c ,即c =2b -a . 又因为cos C =13,根据余弦定理有:cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2+b 2-(2b -a )22ab =2-3b 2a =13,所以b a =109. (2)因为c =11,cos C =13,根据余弦定理有a 2+b 2-2ab ·13=121,由(1)知b =109a ,所以a 2+10081a 2-2a ·109a ·13=121,解得a 2=81.由cos C =13得sin C =223,所以△ABC 的面积S =12ab sin C =59a 2sin C =59×81×223=30 2.增分强化练一、选择题1.(2019·葫芦岛质检)已知cos x =34,则cos 2x =( )A .-14B.14 C .-18D.18解析:由cos x =34得cos 2x =2cos 2x -1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫342-1=18,故选D.答案:D2.(2019·桂林、崇左模拟)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4,则sin 2θ=( )A.13B.310C.35D.45解析:由题得tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=2,∴1+tan θ1-tan θ=2, ∴tan θ=13.当θ在第一象限时,sin θ=1010,cos θ=31010, ∴sin 2θ=2×1010×31010=35. 当θ在第三象限时,sin θ=-1010,cos θ=-31010,∴sin 2θ=2×-1010×-31010=35.故选C. 答案:C3.已知sin α=-45,且α是第四象限角,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α的值为( ) A.5210 B.325 C.7210D.425解析:由同角三角函数基本关系可得: cos α=1-sin 2α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-452=35, 结合两角差的正弦公式可得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=sin π4cos α-cos π4sin α=22×⎝ ⎛⎭⎪⎫35+45=7210.故选C. 答案:C4.(2019·新余模拟)若sin x =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π2,则sin x cos(π+x )=( ) A.310 B .-310C.34D .-34解析:∵sin x =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π2,∴sin x =-3cos x ,即tan x =-3,又∵sin x ·cos(π+x )=sin x ·(-cos x )=-sin x ·cos x ,∴-sin x ·cos x =-sin x ·cos x sin 2x +cos 2x =-tan x tan 2x +1=-(-3)(-3)2+1=310,故选A. 答案:A5.(2019·泰安模拟)函数f (x )=sin x cos x +3cos 2x 的最小正周期为( ) A .4π B .3π C .2πD .π解析:函数f (x )=sin x cos x +3cos 2x =12sin 2x +3·1+cos 2x 2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+32,最小正周期为2π2=π,故选D.答案:D6.(2019·淮南模拟)在△ABC 中,三内角A 、B 、C 对应的边分别为a 、b 、c ,且a cos B +b cosA =2cos C ,c =1,则角C =( )A.π6B.π3C.2π3D.5π6解析:因为c =1,故a cos B +b cos A =2cos C =2c cos C , 由正弦定理可以得到sin A cos B +sin B cos A =2sin C cos C , 故sin C =2sin C cos C ,因C ∈(0,π),所以sin C >0, 故cos C =12,因C ∈(0,π),故C =π3,故选B.答案:B7.(2019·汕头模拟)函数f (x )=3cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π2+cos(π-x )的单调增区间为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6+2k π,π6+2k π,k ∈ZB.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2π3+2k π,π3+2k π,k ∈ZC.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3+2k π,2π3+2k π,k ∈ZD.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6+2k π,5π6+2k π,k ∈Z 解析:因为f (x )=3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π2+cos(π-x )=3sin x -cos x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6,由-π2+2k π≤x -π6≤π2+2k π,k ∈Z ,可得-π3+2k π≤x ≤2π3+2k π,k ∈Z ,即函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3+2k π,2π3+2k π,k ∈Z.故选C. 答案:C8.(2019·济宁模拟)要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象,只需将函数y =2sin x cos x 的图象( )A .向右平移π3个单位长度B .向左平移π3个单位长度C .向右平移π6个单位长度D .向左平移π6个单位长度解析:由于y =2sin x ·cos x =sin 2x ,且y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π6,故要得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象,只需将函数y =2sin x ·cos x 的图象向左平移π6个单位长度.故选D. 答案:D9.已知f (x )=4cos x cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3,则下列说法中错误的是( )A .函数f (x )的最小正周期为πB .函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π12上单调递减C .函数f (x )的图象可以由函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+1图象上各点的横坐标不变,纵坐标伸长为原来的2倍得到 D.⎝⎛⎭⎪⎫7π12,1是函数f (x )图象的一个对称中心解析:f (x )=4cos x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=2cos 2x -3sin 2x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+1,所以T =2π2=π,故A 正确;当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π12时,2x +π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,因t =2x +π3在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π12为增函数,y =2cos t +1在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上为减函数,故f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π12上为减函数,故B 正确;函数f (x )的图象可以由函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+12图象上各点的横坐标不变,纵坐标伸长为原来的2倍得到,而函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+1图象上各点的横坐标不变,纵坐标伸长为原来的2倍得到的是y =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+2的图象,故C 错误;令2x +π3=k π+π2,k ∈Z ,当k =1时,x =7π12,故⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12,1为f (x )图象的一个对称中心,故D 正确;故选C. 答案:C10.(2019·葫芦岛质检)△ABC 的周长为10+27,且满足sin A ∶sin B ∶sin C =2∶3∶7,则△ABC 的面积为( ) A .6 3 B .47 C .87D .12解析:由正弦定理及sin A ∶sin B ∶sin C =2∶3∶7,可得a ∶b ∶c =2∶3∶7, 于是可设a =2k ,b =3k ,c =7k (k >0),由余弦定理可得cos B =a 2+c 2-b 22ac =4k 2+7k 2-9k 22×2k ·7k =714,∴sin B =1-cos 2B =32114.又2k +3k +7k =10+27,∴k =2,即a =4,c =27,由面积公式S △ABC =12ac sin B ,得12×4×27·32114=63, △ABC 的面积为6 3.故选A.答案:A11.(2019·威海模拟)在△ABC 中,AC =3,向量AB →在AC →上的投影的数量为-2,S △ABC =3,则BC =( )A .5B .27 C.29D .4 2解析:∵向量AB →在AC →上的投影的数量为-2, ∴|AB →|cos A =-2.① ∵S △ABC =3,∴12|AB →||AC →|sin A =32|AB →|sin A =3, ∴|AB →|sin A =2.② 由①②得tan A =-1, ∵A 为△ABC 的内角,∴A =3π4,∴|AB →|=2sin3π4=2 2.在△ABC 中,由余弦定理得BC 2=AB 2+AC 2-2·AB ·AC ·cos 3π4=(22)2+32-2×22×3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-22=29,∴BC =29.故选C. 答案:C12.(2019·呼和浩特模拟)已知函数f (x )=sin x +3cos x ,把函数f (x )的图象向右平移π6个单位长度,再把图象上各点的横坐标缩小到原来的一半,纵坐标不变,得到函数g (x )的图象,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,方程g (x )-k =0恰有两个不同的实根,则实数k 的取值范围为( )A .[1,3]B .[1,2)C .(-2,0)∪(0,2)D .[3,2)解析:由题意,根据辅助角公式,可得函数f (x )=sin x +3cos x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3,把函数f (x )的图象向右平移π6个单位长度,得到f 1(x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6,再把函数f 1(x )图象上各点的横坐标缩小到原来的一半,得到函数g (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,则2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,7π6,令π6≤2x +π6≤π2,解得0≤x ≤π6,即函数g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π6上单调递增,令π2≤2x +π6≤7π6,解得π6≤x ≤π2,即函数g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2上单调递减,且g (0)=2sin π6=1,g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=2sin π2=2,g (π2)=2sin 7π6=-1,要使得方程g (x )-k =0恰好有两个不同的实数根,即y =g (x )与y =k 有两个不同的交点,结合图象,可得实数k 的取值范围是1≤k <2,即[1,2). 答案:B 二、填空题13.已知sin α=35,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π, tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=________.解析:因为sin α=35,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,所以cos α=-45,tan α=-34,因此tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=1+tan α1-tan α=1-341+34=17.答案:1714.(2019·南昌模拟)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2-π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2+π4=-34,则sin α=________. 解析:将sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2-π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2+π4=-34化简,可得⎣⎢⎡⎦⎥⎤22·⎝ ⎛⎭⎪⎫sin α2-cos α2· ⎣⎢⎡⎦⎥⎤22·⎝⎛⎭⎪⎫cos α2-sin α2=-34, 即12·⎝ ⎛⎭⎪⎫sin α2-cos α2·⎝ ⎛⎭⎪⎫cos α2-sin α2=-34,即⎝⎛⎭⎪⎫sin α2-cos α22=32,即sin2α2+cos2α2-2·cos α2·sin α2=32, 利用二倍角公式可得,sin α=-12.答案:-1215.(2019·开封模拟)已知在△ABC 中,AB =5,AC =7,∠ABC =2π3,则该三角形的面积是________.解析:由题得49=a 2+25-2·a ·5·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,所以a =3,所以三角形的面积为12×3×5·sin 2π3=1534.答案:153416.(2019·合肥模拟)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边长a ,b ,c 成等比数列,cos(A -C )-cos B =12,延长BC 至D ,若BD =2,则△ACD 面积的最大值为________.解析:∵cos(A -C )-cos B =cos(A -C )+cos(A +C )=12,∴cos A cos C =14,①又∵a ,b ,c 成等比数列,∴b 2=ac , 由正弦定理可得sin 2B =sin A sinC ,②①-②得14-sin 2B =cos A cosC -sin A sin C=cos(A +C )=-cos B ,∴14+cos 2B -1=-cos B ,解得cos B =12,B =π3, 由cos(A -C )-cos B =12,得cos(A -C )=12+cos B =1,A -C =0,A =B ,△ABC 为正三角形,设正三角形边长为a ,则CD =2-a ,S △ACD =12AC ·CD sin 120°=12a (2-a )×32=34a (2-a ) ≤34×[a +(2-a )]24=34,a =1时等号成立. 即△ACD 面积的最大值为34. 答案:34三、解答题17.(2019·兰州模拟)已知A ,B ,C 是△ABC 的内角,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边.若sin 2A +sin 2B -sin A sin B =sin 2C . (1)求角C 的大小;(2)若c =2,求△ABC 面积的最大值.解析:(1)由正弦定理及sin 2A +sin 2B -sin 2C =sin A sin B 得a 2+b 2-c 2=ab 由余弦定理cos C=a 2+b 2-c 22ab =ab 2ab =12.又0<C <π,则C =π3.(2)由(1)得C =π3,又c =2,a 2+b 2-c 2=ab 得a 2+b 2-4=ab ,又a 2+b 2≥2ab ,可得ab ≤4,∴S △ABC =12ab sin C =34ab ≤3,当a =b 时取得等号,∴△ABC 面积最大值为 3.18.(2019·泰安模拟)已知函数f (x )=cos x cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3-14,x ∈R. (1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,f (A )=12,c =2,且AB →·AC →=32,求a 的值.解析:(1)f (x )=cos x ⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos x +32sin x -14 =12()cos 2x +3cos x sin x -14 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+cos 2x2+32sin 2x -14 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 2x +32sin 2x =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,由2k π-π2≤2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z ,解得k π-π3≤x ≤k π+π6,k ∈Z ,∴f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π3,k π+π6(k ∈Z).(2)f (A )=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π6=12,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π6=1,∵A ∈(0,π),∴2A +π6∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,136π,∴2A +π6=π2,即A =π6.又AB →·AC →=2b cos π6=32,∴b =32,∴a 2=4+34-2×2×32×32=74, ∴a =72.。
高考数学二轮复习提高题专题复习三角函数与解三角形多选题练习题及答案

高考数学二轮复习提高题专题复习三角函数与解三角形多选题练习题及答案一、三角函数与解三角形多选题1.知函数()()sin 04f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,则下述结论中正确的是( )A .若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则()f x 在[]0,2π有且仅有2个极小值点B .若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则()f x 在20,15π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增 C .若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则ω的范是1519,88⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .若()f x 的图象关于4x π=对称,且在5,1836ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调,则ω的最大值为9 【答案】ACD 【分析】 令4t x πω=+,由[]0,2x π∈,可得出,244t ππωπ⎡⎤∈+⎢⎥⎣⎦,作出函数sin y t =在区间,244ππωπ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦上的图象,可判断A 选项正误;根据已知条件求出ω的取值范围,可判断C 选项正误;利用正弦型函数的单调性可判断B 选项的正误;利用正弦型函数的对称性与单调性可判断D 选项的正误. 【详解】 令4t x πω=+,由[]0,2x π∈,可得出,244t ππωπ⎡⎤∈+⎢⎥⎣⎦, 作出函数sin y t =在区间,244ππωπ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦上的图象,如下图所示:对于A 选项,若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则()f x 在[]0,2π有且仅有2个极小值点,A 选项正确;对于C 选项,若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则4254ππωππ≤+<,解得151988ω<≤,C 选项正确; 对于B 选项,若151988ω<≤,则2192154604πππππω≤+<+,所以,函数()f x 在区间20,15π⎛⎫⎪⎝⎭上不单调,B 选项错误; 对于D 选项,若()f x 的图象关于4x π=对称,则()442k k Z ωππππ+=+∈,()14k k Z ω∴=+∈.52361812T ππππω∴=≥-=,12ω∴≤,()41k k Z ω=+∈,max 9ω∴=. 当9ω=时,()sin 94f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,当5,1836x ππ⎛⎫∈⎪⎝⎭时,339442x πππ<+<, 此时,函数()f x 在区间5,1836ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,合乎题意,D 选项正确. 故选:ACD. 【点睛】方法点睛:求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成()sin y A ωx φ=+形式,再求()sin y A ωx φ=+的单调区间,只需把x ωϕ+看作一个整体代入sin y x =的相应单调区间内即可,注意要先把ω化为正数.2.ABC 中,2BC =,BC 边上的中线2AD =,则下列说法正确的有( ) A .AB AC →→⋅为定值B .2210AC AB += C .co 415s A << D .BAD ∠的最大值为30【答案】ABD 【分析】A 利用向量的加减法及向量的数量积公式运算即可,B 根据余弦定理及角的互补运算即可求值,C 利用余弦定理及基本不等式求出cos A 范围即可,D 根据余弦定理及基本不等式求出cos BAD ∠的最小值即可. 【详解】 对于A ,22413AB AC AD DB AD DB AD DB →→→→→→→→⎛⎫⎛⎫⋅=+-=-=-= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,AB AC →→∴⋅为定值,A 正确; 对于B ,cos cos ADC ADB∠=-∠2222222cos 2cos AC AB AD DC AD DC ADC AD DB AD DB ADB ∴+=+-⋅⋅∠++-⋅⋅∠2222AD DB DC =++ 2221110=⨯++=,故B 正确;对于C ,由余弦定理及基本不等式得224242122b c bc cosA bc bc bc+--=≥=-(当且仅当b c =时,等号成立),由A 选项知cos 3bc A =,22cos cos 1133cos AA A∴≥-=-, 解得3cos 5A ≥,故C 错误; 对于D,2222213cos 4442c c BAD c c c +-+∠==≥=(当且仅当c =立),因为BAD ABD ∠<∠, 所以(0,)2BAD π∠∈,又cos 2BAD ∠≥,所以BAD ∠的最大值30,D 选项正确. 故选:ABD 【点睛】本题主要考查了向量的数量积运算,余弦定理,基本不等式,考查了推理能力,属于难题.3.在ABC ∆中,角,,A B C 所对边分别为,,a b c .已知():():()4:5:6b c c a a b +++=,下列结论正确的是( ) A .::7:5:3a b c = B .0AC AB ⋅<C .753A B C == D .若8+=b c ,则ABC ∆面积是4【答案】ABD 【分析】设4,5,6(0)b c k c a k a b k k +=+=+=>,求出a ,b ,c 的值,可得A ;由正弦定理,sin :sin :sin ::7:5:3A B C a b c ==,可判定C ,由余弦定理1cos 2A =-,cos 0AC AB bc A ⋅=<,可判定B ;由8+=b c ,结合A 结论,可计算b ,c , 1sin 2ABC S bc A ∆=,可判定D【详解】设4,5,6(0)b c k c a k a b k k +=+=+=>,则753,,222a kb kc k === ,故 ::7:5:3a b c =,即A 选项正确;又222222259491444cos 5322222k k kb c a A bc k k +-+-===-⨯⨯,故cos 0AC AB bc A ⋅=<,B 选项正确;由正弦定理,sin :sin :sin ::7:5:3A B C a b c ==,C 选项错误;若8+=b c ,则2k =,故5,3,120ob c A ===,所以1sin 24ABC S bc A ∆==,D 选项正确 故选:ABD 【点睛】本题考查了正弦定理、余弦定理的综合应用,考查了学生综合分析,转化划归,数学运算能力,属于较难题4.在ABC 中,a ,b ,c 分别为A ∠,B ,C ∠的对边,下列叙述正确的是( ) A .若sin sin a bB A=,则ABC 为等腰三角形 B .若cos cos a bB A=,则ABC 为等腰三角形 C .若tan A tan tan 0B C ++<,则ABC 为钝角三角形 D .若sin cos a b C c B =+,则4C π∠=【答案】ACD 【分析】多项选择题,一个一个选项验证:对于A :利用正弦定理判断sin sin A B =,在三角形中只能A=B ,即可判断; 对于B :∵由正弦定理得 sin 2sin 2A B =,可以判断∴ABC 为等腰三角形或直角三角形;对于C :利用三角函数化简得tan A tan tan B C ++sin sin sin =cos cos cos A B CA B C,利用sin 0,sin 0,sin 0,A B C >>>判断cos cos cos A B C 、、必有一个小于0,即可判断; 对于D :利用正弦定理判断得cos sin C C =求出角C . 【详解】对于A :∵由正弦定理得:sin sin a bA B=,而sin sin a b B A =,∴sin sin A B =, ∵A+B+C=π,∴只能A=B ,即ABC 为等腰三角形,故A 正确;对于B :∵由正弦定理得:sin sin a bA B=, ∴若cos cos a bB A=可化为sin cos sin cos A A B B =,即sin 2sin 2A B =, ∴22A B =或22A B π+=∴ABC 为等腰三角形或直角三角形,故B 错误; 对于C :∵A+B+C=π,∴()()()()sin sin sin cos cos cos A B C C A B C C ππ+=-=+=-=,,∴tan A tan tan B C ++sin sin sin =cos cos cos A B CA B C++ sin cos sin cos sin =cos cos cos A B B A CA B C ++sin sin =cos cos cos C CA B C+11=sin cos cos cos C A B C ⎛⎫+ ⎪⎝⎭cos cos cos =sin cos cos cos C A B C A B C +⎛⎫ ⎪⎝⎭sin sin sin =cos cos cos A B CA B C.∵tan A tan tan 0B C ++<而sin 0,sin 0,sin 0,A B C >>> ∴cos cos cos A B C 、、必有一个小于0,∴ABC 为钝角三角形. 故C 正确;对于D :∵sin cos a b C c B =+,∴由正弦定理得:sin sin sin sin cos A B A C B =+, 即sin cos sin cos sin sin sin cos B C C B B C C B +=+ ∴cos sin C C = ∵()0,C π∈∴4C π.故D 正确. 故选:ACD 【点睛】在解三角形中,选择用正弦定理或余弦定理,可以从两方面思考: (1)从题目给出的条件,边角关系来选择; (2)从式子结构来选择.5.已知函数()()cos 2f x A x b ϕ=++(0A >,0ϕπ<<)的部分图像如图所示,则( )A .2A =B .点7,112π⎛⎫⎪⎝⎭是()f x 图像的一个对称中心 C .6π=ϕ D .直线3x π=是()f x 图像的一条对称轴【答案】ABD 【分析】由图知函数最大值为3,最小值为1-,且函数图像与y 轴的交点为()0,2,进而待定系数得()2cos 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,再整体换元讨论B,D 选项即可.【详解】因为0A >,所以31A b A b +=⎧⎨-+=-⎩,解得21A b =⎧⎨=⎩,故A 正确;()02cos 12f ϕ=+=,则1cos 2ϕ=.又0ϕπ<<,所以3πϕ=,故C 错误;()2cos 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,令23x k ππ+=,k ∈Z ,解得62πk πx =-+,k ∈Z , 所以()f x 图像的对称轴方程为62πk πx =-+, 令1k =,则3x π=,D 正确;令232x k πππ+=+,k ∈Z ,解得122k x ππ=+,k ∈Z , 令1k =,则712x π=且7112f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,故B 正确. 故选:ABD【点睛】本题考查三角函数图像求解析式,三角函数的对称轴,对称中心等,考查运算求解能力,是中档题.解题的过程中,需要注意形如()()sin 0y A x B A ωϕ=++>,()()cos 0y A x B A ωϕ=++>,max min ,y A B y A B =+=-+,ϕ的求解通常采用待定系数法求解.6.函数()sin 24f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,则( ) A .函数()y f x =的图象可由函数sin 2y x =的图象向右平移4π个单位得到 B .函数()y f x =的图象关于直线8x π=轴对称C .函数()y f x =的图象关于点,08π⎛⎫- ⎪⎝⎭中心对称D .函数2()y x f x =+在08π⎛⎫ ⎪⎝⎭,上为增函数 【答案】BCD 【分析】对四个选项,一一验证:对于选项A ,利用三角函数相位变化即可;对于选项B ,利用正弦函数的对称轴经过最高(低)点判断; 对于选项C ,利用正弦函数的对称中心直接判断; 对于选项D ,利用复合函数的单调性“同增异减”判断; 【详解】由题意,对于选项A ,函数sin 2y x =的图象向右平移4π个单位可得到()sin 2sin 2cos 242f x x x x ππ⎛⎫⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以选项A 错误;对于选项B ,sin 21884f πππ⎛⎫⎛⎫=⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,取到了最大值,所以函数()y f x =的图象关于直线8x π=轴对称,所以选项B 正确;对于选项C ,08f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,所以函数()y f x =的图象关于点,08π⎛⎫- ⎪⎝⎭中心对称,所以选项C 正确;对于选项D ,函数2yx 在08π⎛⎫ ⎪⎝⎭,上为增函数,08x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,时,2442x πππ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,,单调递增,所以函数2()y x f x =+在08π⎛⎫ ⎪⎝⎭,上为增函数,所以选项D 正确. 故选:BCD. 【点睛】(1)三角函数问题通常需要把它化为“一角一名一次”的结构,借助于sin y x =或cos y x =的性质解题;(2)求单调区间,最后的结论务必写成区间形式,不能写成集合或不等式.7.已知函数()()sin 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的部分图象如图所示,下列说法正确的是( )A .函数()y f x =的周期为πB .函数()y f x =在2,36ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦单调递减 C .函数()y f x =的图象关于直线512x π=-对称 D .该图象向右平移6π个单位可得2sin 2y x =的图象 【答案】ACD 【分析】先根据图像求出()y f x =的解析式,再分别验证A 、B 、C 、D 是否正确. 对于A :利用周期公式求周期;对于B :利用复合函数“同增异减”求单调区间; 对于C :计算512f π⎛-⎫⎪⎝⎭,看512x π=-是否经过顶点; 对于D :利用“左加右减”判断. 【详解】由图像可知:A =2,周期24,2312T T ππππω⎛⎫=-=∴==⎪⎝⎭;由=2sin 2212122f ππϕπϕ⎧⎛⎫⎛⎫⨯+= ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎨⎪<⎪⎩解得:3πϕ=故函数()2sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭对于A :4312T πππ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,故A 正确; 对于B :当236x ππ-≤≤- 时203x ππ-≤+≤,所以()y f x =在2,36ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上不单调.故B 错误; 对于C :当512x π=-时255s 2121232in f πππ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎭⎝-⎪⎭+⎝⨯,即直线512x π=-是()y f x =的一条对称轴.故C 正确;对于D :()y f x =向右平移6π个单位得到2sin 222sin 263y x x ππ⎛⎫=-⨯+= ⎪⎝⎭,故D 正确. 故选:ACD 【点睛】求三角函数解析式的方法: (1)求A 通常用最大值或最小值; (2)求ω通常用周期;()求φ通常利用函数上的点带入即可求解.8.已知函数()22sin cos f x x x x =+,则下列结论中正确的是( )A .()f x 的图象是由y= 2sin2x 的图象向左移3π个单位得到的 B .()f x 在,03π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增 C .()f x 的对称中心的坐标是(),026k k Z ππ⎛⎫-∈⎪⎝⎭D .函数()()g x f x =[]0,10内共有8个零点 【答案】BCD 【分析】A.化简得()2sin(2)3f x x π=+,利用函数的图象变换得该选项错误;B.利用复合函数的单调性原理分析得该选项正确;C. 由2,3x k k Z ππ+=∈得该选项正确;D.解方程sin 23x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭得该选项正确. 【详解】()2π2sin cos sin 222sin 22sin 236f x x x x x x x x π⎛⎫⎛⎫=+-=+=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,把2sin 2y x =的图象向左平移6π个单位,得到()f x ,所以选项A 不正确; 设23t x π=+,则t 在,03π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调增, ,03x π⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦2,333x πππ⎡⎤∴+∈-⎢⎥⎣⎦,,33t ππ⎡⎤∴∈-⎢⎥⎣⎦又sin y t =在,33ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增, ()2sin 23f x x π⎛⎫∴=+ ⎪⎝⎭在,03π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以选项B 正确;由2,3x k k Z ππ+=∈得对称中心为(),062k k Z ππ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭,所以选项C 正确;由sin 23x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭2233x k πππ+=+或222,33x k k Z πππ+=+∈ 解得x k π=或,6x k k Z ππ=+∈,又[]0,10,x ∈0,1,2,3k ∴=时,713190,,,,2,,3,6666x πππππππ=,共8个零点,所以选项D 正确. 故选:BCD 【点睛】方法点睛:函数的零点问题的研究,常用的方法有:(1)方程法(解方程即得解);(2)图象法(直接画出函数的图象得解);(3)方程+图象法(令()=0f x 得()()g x h x =,再分析函数(),()g x h x 的图象得解). 要根据已知条件灵活选择方程求解.9.已知函数()()sin 22sin cos 644f x x x x x πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--++∈ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭R ,现给出下列四个命题,其中正确的是( ) A .函数()f x 的最小正周期为2πB .函数()f xC .函数()f x 在,44ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增 D .将函数()f x 的图象向左平移512π个单位长度,得到的函数解析式为()()2g x x =【答案】BD【分析】首先利用三角恒等变形化简函数()23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,再根据函数的性质依次判断选项,AB 选项根据解析式直接判断,C 选项可以先求23x π-的范围,再判断函数的单调性,D 选项根据平移规律直接求解平移后的解析式.【详解】()12cos 2sin 2222f x x x x π⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭132cos 2cos 22cos 222x x x x x =--=-23x π⎫⎛=- ⎪⎝⎭,函数()f x 的周期22T ππ==,故A 不正确;B.B 正确; C.,44x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,52,366x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,当52,362x πππ⎡⎤-∈--⎢⎥⎣⎦时函数单调递减,即,412x ππ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦时函数单调递减,,124x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,函数单调递增,故C 不正确;D. ()23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭向左平移512π个单位长度,得到()52221232g x x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,故D 正确. 故选:BD【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证此区间是否是函数sin y x =的增或减区间.10.在ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知()()(::5:)4:6b c c a a b +++=,下列结论正确的是( )A .::7:5:3sinA sinB sinC =B .0AB AC ⋅>C .若6c =,则ABC 的面积是D .若8+=b c ,则ABC 的外接圆半径是3【答案】ACD【分析】先利用已知条件设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=,进而得到3.5, 2.5, 1.5a k b c k ===,利用正弦定理可判定选项A ;利用向量的数量积公式可判断选项B ;利用余弦定理和三角形的面积公式可判定选项C ;利用余弦定理和正弦定理可判断选项D.【详解】依题意,设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=,所以 3.5, 2.5, 1.5a k b c k ===,由正弦定理得:::::7:5:3sinA sinB sinC a b c ==,故选项A 正确;222222cos 22b c a b c a AB AC bc A bc bc +-+-⋅==⨯= 222222.5 1.5 3.515028k k +-==-<, 故选项B 不正确;若6c =,则4k =,所以14,10a b ==, 所以222106141cos 21062A +-==-⨯⨯,所以sin A =,故ABC 的面积是:11sin 61022bc A =⨯⨯= 故选项C 正确;若8+=b c ,则2k =,所以7,5,3a b c ===,所以2225371cos 2532A +-==-⨯⨯,所以sin A =, 则利用正弦定理得:ABC 的外接圆半径是:12sin a A ⨯=, 故选项D 正确;故选:ACD.【点睛】关键点睛:本题主要考查正余弦定理以及三角形面积公式. 利用已知条件设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=,再利用正余弦定理以及三角形面积公式求解是解决本题的关键.。
二轮专题复习(二):三角函数与解三角形

二轮专题复习(二):三角函数与解三角形•应知已会——熟练 •会而不对——巩固 •对而不全——强化 •全而不优——指导三角函数二轮复习的目标和方向(1)注重任意角三角函数的定义,深化公式的理解记忆 (2)二倍角公式和两角和差公式是化简的核心工具 (3)三角函数的图象与性质是核心(4)解三角形问题要充分利用正、余弦定理以及两角和与差的三角公式 典型例题:一.三角函数的概念、诱导公式与三角恒等变换例1.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的正半轴重合,终边在直线2y x =上,则cos2θ=( )A .45-B .35-C .35D .45变式1.已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有两点(1,)A a ,(2,)B b ,且2cos23α=,则||(a b -= )A .15B CD .1变式2.已知角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它的终边过点34(,)55P --.(1)求sin()απ+的值; (2)若角β满足5sin()13αβ+=,求cos β的值.例2.若角α的终边在第二象限,则下列三角函数值中大于零的是( )(A )πsin()2α+ (B )πcos()2α+(C )sin(π)α+ (D )cos(π)α+变式1.若tan 0α>,则( )A. sin 20α>B. cos 0α>C. sin 0α>D. cos20α>例3.已知α∈(0,),2sin 2α=cos 2α+1,则sin α=( )A . BCD变式1.若 ,则( ) A .B .C .1D . 变式2.若,则tan2α=( ) A .−B .C .−D . 变式3.已知,则( ) A .B .C .D .变式4.设(0,)2πα∈,(0,)2πβ∈,且1sin tan cos βαβ+=,则( ) A .32παβ-=B .22παβ-=C .32παβ+=D .22παβ+=变式5.已知sin cos 1αβ+=,cos sin 0αβ+=,则sin()αβ+= . 变式6. 已知4sin cos 3αα-=,则sin 2α=_________ 二. 三角函数的图象与性质例 1.动点(),A x y 在圆422=+y x 上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转,12秒旋转一周,已知时间0t =时,点A 的坐标是)3,1(,则动点A 的纵坐标y 关于t (秒)的函数的解析式为 .例2.若()cos sin =-f x x x 在[,]-a a 是减函数,则a 的最大值是( )A .π4B .π2C .3π4D .π变式1. 已知0>ω,函数)4sin()(πω+=x x f 在),2(ππ单调递减,则ω的取值范围是( ) 2π155353tan 4α=2cos 2sin 2αα+=642548251625sin cos 1sin cos 2αααα+=-34344343210cos 2sin ,=+∈αααR =α2tan 344343-34-A .]45,21[B .]43,21[C .]21,0(D .]2,0(变式2.函数()cos()f x x ωϕ=+的部分图像如图所示,则()f x 的单调递减区间为( ).A .13(,)44k k ππ-+,k Z ∈ B .13(2,2)44k k ππ-+,k Z ∈ C .13(,)44k k -+,k Z ∈ D .13(2,2)44k k -+,k Z ∈ 变式3.已知函数()sin(2)f x x ϕ=+,其中ϕ为实数,若()()6f x f π≤对x R ∈ 恒成立,且()()2f f ππ>,则()f x 的单调递增区间是_________________ 例3.函数3()sin(2)3cos 2f x x x π=+-的最小值为 ______ . 变式1.若x ∈(0,)则2tanx+tan(-x)的最小值为 . 变式2.若,则函数的最大值为 .变式3. 函数xxy cos 3sin 1--=的值域___________.变式4.当时,函数的最小值为__________.例4.函数图像可由函数图像至少向右平移____个单位长度得到.变式1.函数cos(2)()y x ϕπϕπ=+-≤≤的图象向右平移则ϕ=_________。
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增分强化练(七)
考点一 三角函数的定义、诱导公式及基本关系
1.已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π
2,则θ等于( )
A .-π
6
B .-π3
C.π6
D.π3
解析:sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π
2,
可得-sin θ=-3cos θ,|θ|<π
2,
即tan θ=3,|θ|<π2,所以θ=π
3,故选D.
答案:D
2.(2019·绵阳质检)若点P (-3,4)是角α的终边上一点,则sin 2α=( ) A .-24
25
B .-725
C.1625
D.85 解析:由题意,点P (-3,4)是角α的终边上一点,根据三角函数的定义,可得sin α=4
5,
cos α=-35,则sin 2α=2sin αcos α=2×45×(-35)=-24
25,故选A.
答案:A
3.若7cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π2=cos(π-α),则tan 2α=( )
A.37
7 B.73 C.77
D.
27
7
解析:由题意得,-7sin α=-cos α,则tan α=77
. ∴tan 2α=2tan α1-tan 2
α=2771-17=7
3
,故选B. 答案:B
4.(2019·合肥模拟)已知cos α-sin α=15,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π2=( ) A .-24
25
B .-45
C.2425
D.45
解析:因为cos α-sin α=15,所以cos 2α-2sin αcos α+sin 2
α=1-sin 2α=125,
所以sin 2α=2425,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π2=sin 2α=2425,故选C. 答案:C
考点二 三角函数的性质
1.已知函数y =4cos x 的定义域为⎣⎢⎡⎦
⎥⎤π3,π,值域为[a ,b ],则b -a 的值是( )
A .4
B .4-2 3
C .6
D .4+2 3
解析:当定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π时,函数y =cos x 的值域结合图象可知为⎣
⎢⎡⎦⎥⎤-1,12,所以y =4cos
x 的值域为[-4,2],所以b -a =6,故选C.
答案:C
2.(2019·山东安丘质检)函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6(ω>0)的图象与x 轴正半轴两交点之间的
最小距离为π2,若要将函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6的图象向左平移π12个单位长度得到g (x )的图象,则g (x )的单调递增区间为( )
A .⎣⎢⎡⎦
⎥⎤π
6+k π,
2π
3+k π(k ∈Z) B.⎣⎢
⎡⎦
⎥⎤π12+k π,7π12+k π(k ∈Z)
C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12+k π,π12+k π(k ∈Z)
D.⎣⎢⎡⎦
⎥⎤-π6+k π,π6+k π(k ∈Z) 解析:由函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6的图象与x 轴正半轴两交点之间的最小距离为π2,即T 2=π2,
即T =π,所以2πω=π,解得ω=2,即f (x )=sin ⎝
⎛⎭⎪⎫2x +π6,将函数f (x )的图象向左平移
π12
个单位长度得到g (x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π12+π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3, 令-
π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-5π12+k π≤x ≤π
12
+k π,k ∈Z ,即函数的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12+k π,π12+k π,k ∈Z ,故选C.
答案:C
3.将函数f (x )=cos 2x 的图象向右平移π
4个单位长度后得到函数g (x )的图象,则g (x )具有
性质( )
A .最大值为1,图象关于直线x =π
2
对称
B .在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4上单调递增,为奇函数
C .在⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π8
,π8上单调递增,为偶函数
D .周期为π,图象关于点⎝
⎛⎭
⎪
⎫3π8,0对称
解析:将函数f (x )=cos 2x 的图象向右平移π4个单位长度后得到函数g (x )=cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4=
sin 2x 的图象.A.当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4时,2x ∈⎣
⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,最大值为1,图象关于直线x =π4对称,
故A 不正确;B.当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4时,2x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,故函数g (x )在⎝
⎛⎭⎪⎫0,π4上单调递增,为奇函数,故正确;C.单调递增区间:-π2+2k π≤2x ≤π2+2k π⇒⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4+k π,π4+k π,k ∈Z ,
为奇函数,故不正确;D.周期为π,图象对称中心为:⎝ ⎛⎭
⎪⎫k π2,0k ∈Z.故D 不正确.故选B.
答案:B
4.已知函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4(ω>0)的最小正周期为4,则ω=________.
解析:f (x )=cos ⎝
⎛⎭⎪⎫ωx +π4(ω>0), 由周期计算公式可得T =2π|ω|=4,解得ω=π
2.
答案:π
2
考点三 三角函数的图象
1.已知将函数f (x )=sin(2x +φ)⎝
⎛⎭⎪⎫0<φ<π2的图象向左平移φ个単位长度后,得到函数g (x )的图象.若g (x )是偶函数,则f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫π3=( )
A.12
B.22
C.32
D .1
解析:由题意可得g (x )=sin(2x +3φ),因为g (x )是偶函数,所以3φ=π
2+k π(k ∈Z),即
φ=π6+k π3(k ∈Z),又0<φ<π2,故φ=π6;所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π3+π6=1
2.故选A.
答案:A
2.函数f (x )=A sin(ωx +φ)(其中A >0,ω>0,|φ|<π
2)的图象如图所示,为了得到g (x )
=sin ⎝
⎛⎭⎪⎫ωx +π6的图象,只需将f (x )的图象上所有点( )
A .向右平移π
12个单位长度
B .向左平移π
12个单位长度
C .向右平移π
6个单位长度
D .向左平移π
6
个单位长度
解析:根据函数f (x )=A sin(ωx +φ)(其中A >0,ω>0,|φ|<π
2)的图象,
可得A =1,14·2πω=7π12-π
3
,∴ω=2.
再利用五点法作图可得2·π3+φ=π,求得φ=π
3,
∴f (x )=sin ⎝
⎛⎭⎪⎫2x +π3.
为了得到g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6=sin ⎝
⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象,
只需将f (x )的图象上所有点向右平移π
12个单位长度即可,故选A.
答案:A
3.(2019·泉州质检)函数f (x )=A sin(ωx +φ)的部分图象如图中实线所示,图中圆C 与f (x )的图象交于M ,N 两点,且M 在y 轴上,则下列说法中正确的是( )
A .函数f (x )的最小正周期是2π
B .函数f (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭
⎪⎫43π,0成中心对称
C .函数f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-2π
3
,-π6单调递增
D .函数f (x )的图象向右平移5π
12
后关于原点成中心对称
解析:根据给定函数的图象,可得点C 的横坐标为π3,所以12T =π3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=π
2
,解得T =π,
所以f (x )的最小正周期T =π, 不妨令A >0,0<φ<π,由周期T =π,所以ω=2,又f ⎝ ⎛⎭
⎪
⎫-π6=0,所以φ=π3,所以f (x )=A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,令2x +π3=k π,k ∈Z ,解得x =k π2-π6,k ∈Z ,当k =3时,x =4π3,即函数f (x )的一个对称中心为(4
3π,0),即函数f (x )的图象关于
点(4
3π,0)成中心对称.故选B. 答案:B
4.(2019·石家庄模拟)将函数f (x )=sin 2x 的图象向左平移φ⎝ ⎛⎭⎪⎫0≤φ≤π2个单位长度,得到的函数为偶函数,则φ的值为( ) A.π12 B.π
6 C.π3 D.π4
解析:将函数f (x )=sin 2x 的图象向左平移φ个单位长度,
可得函数g (x )=sin[2(x +φ)]=sin(2x +2φ).又由函数g (x )为偶函数,所以2φ=π2
+k π,
k ∈Z ,解得φ=π4
+
k π
2
,k ∈Z ,
因为0≤φ≤π2,当k =0时,φ=π
4,故选D.
答案:D。