高中数学总复习专题三角函数与平面向量
三角函数与平面向量的知识总结
一.任意角三角函数 1.角:角可以看成由一条射线绕着端点从一个位置旋转 到另一个位置所形成的几何图形. 角可以任意大小,按 旋转的方向分类有正角、负角、零角.
2、象限角的概念:在直角坐标系中,使角的顶点与原点重合,角的始边与 x 轴的非负半轴重 合,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限的角。如果角的终边在坐标轴上,就认为这个角 不属于任何象限。 3. 终边相同的角的表示: 终边与 终边相同( 的终边在 终边所在射线上) 2k (k Z) , 注意:相等的角的终边一定相同,终边相同的角不一定相等.
5.平行向量(也叫共线向量) :方向相同或相反的非零向量 a 、 b 叫做平行向量, 记作: a ∥ b ,规定零向量和任何向量平行。 提醒: ①相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定相等; ②两个向量平行与与两条直线平行是不同的两个概念:两个向量平行包含两个向量共线, 但两 条直线平行不包含两条直线重合;
6.三角函数线的特征是:正弦线 MP“站在 x 轴上(起点在 x 轴上)” 、余弦线 OM“躺在 x 轴上(起 点是原点)” 、正切线 AT“站在点 A(1,0) 处(起点是 A )”.三角函数线的重要应用是比较三角函数值 的大小和解三角不等式。
y B P α O M A x S T
7. 同角三角函数的基本关系式: (1)平方关系: sin2 cos2 1,1 tan2 sec2 ,1 cot 2 csc2 (2)倒数关系:sin csc =1,cos sec =1,tan cot =1, sin cos ,cot (3)商数关系: tan cos sin
102 sin x (其中 角所在的象限由 a, b 的符号确定,
高考数学大一轮专题复习 专题二 三角函数与平面向量配套课件 文
则cos∠MNP=|NN→→MM|··N|→N→PP|=
Hale Waihona Puke -6 5×25=-35.
由∠MNP∈[0,π],得sin∠MNP= 1-cos2∠MNP=45.
2 值;最后由点M在图象上求得φ的值,进而得到函数的解析 式;先由x的范围,求得2x+ π 的范围,把ωx+φ看作一个整
6 体,再求得fx的值域.
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【互动(hù dònɡ)探究】
2.(2012年湖北八校联考)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ) A>0,ω>0,|φ|<π2,x∈R图象的一部分如图2-1.
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题型 2 三角变换与三角函数(sānjiǎhánshù)性质的整合 例2:(2012年陕西西安模拟)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ), x∈R 其中A>0,ω>0,0<φ<π2 的图象与x轴的交点中,相邻两 个交点之间的距离为π2,且图象上的一个最低点为M23π,-2. (1)求f(x)的解析式; (2)当x∈1π2,π2时,求f(x)的值域.
对广东的试题而言,2008 年、2009 年、2010 年、2011 年、 2012 年、2013 年连续六年都是考查三角变换及三角函数求值. 这个数据足以说明广东对该题型的情有独钟,但绝对不能因此
还有两个现象也应该引起(yǐnqǐ)我们备考时注意:①三角函数与 而放松对整章知识系统而全面地复习. 平面向量的综合,是近几年全国各地高考试题中的一种重要题 型,已成为热点.而广东高考仅在 2007 年、2009 年在三角函
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题型 1 三角变换(biànhuàn)与求值的整合
例1:(2012年广东)已知函数f(x)=Acos4x+π6
三角向量
三角函数和平面向量专题复习一.高考考试内容及要求:1.三角函数考试要求:(1)了解任意角的概念、弧度的意义,能正确地进行弧度与角度的换算.(2)理解任意角的正弦、余弦、正切的定义.了解余切、正割、余割的定义;掌握同角三角函数的基本关系式,掌握正弦、余弦的诱导公式,了解周期函数与最小正周期的意义;(3)掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式;掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式; (4)能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明;(5)理解正弦函数、余弦函数、正切函数的图像和性质,会用“五点法”画正弦函数、余弦函数和函数y=Asin(ωx+φ)的简图,理解A 、ω、φ的物理意义;(6)会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsinx arccosx arctanx 表示;(7)掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形。
2. 平面向量考试要求:(1)理解向量的概念,掌握向量的几何表示,了解共线向量的概念; (2)掌握向量的加法和减法;(3)掌握实数与向量的积,理解两个向量共线的充要条件;(4)了解平面向量的基本定理,理解平面向量的坐标的概念,掌握平面向量的坐标运算;(5)掌握平面向量的数量积及其几何意义,了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题,掌握向量垂直的条件;(6)掌握平面两点间的距离公式以及线段的定比分点和中点坐标公式,并且能熟练运用.掌握平移公式。
二.走进高考1.(05年1).函数f (x )=|sin x +cos x |的最小正周期是( C )A .4π B .2πC .πD .2π 2.(05年4)已知函数)2,2(tan ππω-=在x y 内是减函数,则( B )A .0<ω≤1B .-1≤ω<0C .ω≥1D .ω≤-13.(05年7)锐角三角形的内角A 、B 满足tanA -A2sin 1=tanB ,则有 ( A )A .sin2A -cosB=0B .sin2A+cosB=0C .sin2A -sinB=0D .sin2A+sinB=04.(05年8)已知点A (3,1),B (0,0)C (3,0).设∠BAC 的平分线AE 与BC 相交于E , 那么有λλ其中,CE BC =等于 ( C )A .2B .21 C .-3D .-315.(06年5)函数()tan f x x π⎛⎫=+⎪4⎝⎭的单调增区间为(C ) A.k k k ππ⎛⎫π-π+∈ ⎪22⎝⎭Z ,,B.()k k π(+1)π,,k ∈ZC.k k k 3ππ⎛⎫π-π+∈ ⎪44⎝⎭Z ,, D.k k k π3π⎛⎫π-π+∈ ⎪44⎝⎭Z,,6.(06年6)ABC △的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,若a 、b 、c 成等比数列,且2c a =,则cos B =(B )A .41 B .43 C .42 D .327.(06年文1).已知向量a 、b 满足|a |=1,|b |=4,且a ·b =2,则a 与b 的夹角为( C )A .6π B .4π C .3π D .2π8.(06年理9).设平面向量123,,a a a 的和1230++=a a a .如果平面向量123,,b b b ,满足2=i i b a ,且i a 顺时针旋转30 后与i b 同向,其中123i =,,,则(D ) A.123-++=0b b b B.123-+=0b b b C.123+-=0b b b D.123++=0b b b9.(07年1)α是第四象限角,5tan 12α=-,则sin α=( D )A .15B .15-C .513D .513-10.(07年文10)函数22cos y x =的一个单调增区间是(D )A.ππ44⎛⎫-⎪⎝⎭,B.π02⎛⎫ ⎪⎝⎭, C.π3π44⎛⎫⎪⎝⎭,D.ππ2⎛⎫⎪⎝⎭, 11.(07年理12)函数22()cos 2cos 2x f x x =-的一个单调增区间是(A )A .233ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭, B .62ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭, C .03π⎛⎫⎪⎝⎭,D .66ππ⎛⎫-⎪⎝⎭, 12.(07年3)已知向量(56)=-,a ,(65)=,b ,则a 与b (A ) A .垂直B .不垂直也不平行C .平行且同向D .平行且反向13.(08年3).在ABC △中,AB = c ,AC = b .若点D 满足2BD D C = ,则AD = ( A )A .2133+b c B .5233-c b C .2133-b c D .1233+b c答: A. 由()2AD AB AC AD -=- ,322AD AB AC c b =+=+ ,1233AD c b =+;14.(08年文6).2(s i n c o s )1y x x =--是( D )A .最小正周期为2π的偶函数B .最小正周期为2π的奇函数C .最小正周期为π的偶函数D .最小正周期为π的奇函数15.(08年8).为得到函数πcos 23y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图像,只需将函数sin 2y x =的图像( A ) A .向左平移5π12个长度单位 B .向右平移5π12个长度单位C .向左平移5π6个长度单位 D .向右平移5π6个长度单位答:A.55cos 2sin 2sin 2,3612y x x x πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=+=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭只需将函数s i n 2y x =的图像向左平移5π12个单位得到函数πcos 23y x ⎛⎫=+⎪⎝⎭的图像.16. (06年理16)设函数())(0)f x ϕϕ=+<<π,若()()f x f x '+是奇函数,则ϕ=π6.17. (06年17)ABC △的三个内角为A B C ,,,求当A 为何值时,cos 2cos 2B C A ++取得最大值,并求出这个最大值.解:由πA B C ++=,得π222B C A +=-,所以有cos sin 22B C A +=.23)212(sin22sin 22sin212sin 2cos 2cos2cos 22+--=+-=+=++A A A A A C B A当1sin22A =,即π3A =时,cos 2cos 2B C A ++取得最大值32.18.(07年文17)(本小题满分10分)设锐角三角形ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,2sin a b A =.(Ⅰ)求B 的大小;(Ⅱ)若a =5c =,求b .解:(Ⅰ)由2sin a b A =,根据正弦定理得sin 2sin sin A B A =,所以1sin 2B =,由ABC △为锐角三角形得π6B =.(Ⅱ)根据余弦定理,得2222cos b a c ac B =+-272545=+-7=.所以,b =19.(07年理17)设锐角三角形ABC 的内角A B C ,,的对边分别为a b c ,,,2sin a b A =. (Ⅰ)求B 的大小;(Ⅱ)求cos sin A C +的取值范围. 解:(Ⅰ)由2sin a b A =,根据正弦定理得sin 2sin sin A B A =,所以1sin 2B =,由ABC △为锐角三角形得π6B =.(Ⅱ)cos sin cos sin A C A A π⎛⎫+=+π-- ⎪6⎝⎭cos sin 6A A π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭1cos cos sin 22A A A =++3A π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.由ABC △为锐角三角形知,2B A π>+,A>2263B ππππ-=-=,653A 32π<π+<π,所以23)3A sin(21<π+<,由此有232A π⎛⎫<+< ⎪⎝⎭所以,cos sin A C +的取值范围为322⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,.20.(08年文17)设ABC △的内角A B C ,,所对的边长分别为a b c ,,,且cos 3a B =,sin 4b A =. (Ⅰ)求边长a ;(Ⅱ)若ABC △的面积10S =,求ABC △的周长l . 解:(1)由cos 3a B =与sin 4b A =两式相除,有:3cos cos cos cot 4sin sin sin a BaBb B B b A A bBb====又通过cos 3a B =知:cos 0B >, 则3cos 5B =,4sin 5B =,则5a =.(2)由1sin 2S ac B =,得到5c =.由222cos 2a c bB ac+-=,解得:b =10l =+.21.(08年理17).设ABC △的内角A B C ,,所对的边长分别为a b c ,,,且3cos cos 5a Bb Ac -=.(Ⅰ)求tan cot A B 的值;(Ⅱ)求tan()A B -的最大值. 解:(Ⅰ)在ABC △中,由正弦定理及3cos cos 5a B b A c -=可得3333sin cos sin cos sin sin()sin cos cos sin 5555A B B A C A B A B A B -==+=+即sin cos 4cos sin A B A B =,则tan cot 4A B =;(Ⅱ)由tan cot 4A B =得tan 4tan 0A B => 2tan tan 3tan 3tan()1tan tan 14tan cot 4tan A B BA B A BBB B--===+++≤34当且仅当14t a n c o t ,t a n,t a n 22B B B A ===时,等号成立,故当1tan 2,tan 2A B ==时,t a n ()A B -的最大值为34.三.例题精讲例1.(2006年安徽卷).已知310,tan cot 43παπαα<<+=-(Ⅰ)求tan α的值;(Ⅱ)求225sin8sincos11cos822222ααααπα++-⎛⎫- ⎪⎝⎭的值。
专题03 三角函数与平面向量综合问题(答题指导)(解析版)
专题03 三角函数与平面向量综合问题(答题指导)【题型解读】题型特点命题趋势▶▶题型一:三角函数的图象和性质1.注意对基本三角函数y =sin x ,y =cos x 的图象与性质的理解与记忆,有关三角函数的五点作图、图象的平移、由图象求解析式、周期、单调区间、最值和奇偶性等问题的求解,通常先将给出的函数转化为y =A sin(ωx +φ)的形式,然后利用整体代换的方法求解. 2.解决三角函数图象与性质综合问题的步骤 (1)将f (x )化为a sin x +b cos x 的形式. (2)构造f (x )=a 2+b 2⎝⎛⎭⎪⎫a a 2+b 2·sin x +b a 2+b 2·cos x . (3)和角公式逆用,得f (x )=a 2+b 2sin(x +φ)(其中φ为辅助角). (4)利用f (x )=a 2+b 2sin(x +φ)研究三角函数的性质. (5)反思回顾,查看关键点、易错点和答题规范.【例1】 (2017·山东卷)设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π2,其中0<ω<3.已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0.(1)求ω;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移π4个单位,得到函数y =g (x )的图象,求g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4上的最小值.【答案】见解析【解析】(1)因为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π2,所以f (x )=32sin ωx -12cos ωx -cos ωx =32sinωx -32cos ωx =3⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin ωx -32cos ωx =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π3.因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0,所以ωπ6-π3=k π,k ∈Z .故ω=6k +2,k ∈Z .又0<ω<3,所以ω=2.(2)由(1)得f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,所以g (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12.因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4,所以x -π12∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,当x -π12=-π3,即x =-π4时,g (x )取得最小值-32.【素养解读】本题中图象的变换考查了数学直观的核心素养,将复杂的三角函数通过变形整理得到正弦型函数,从而便于对性质的研究,考查数学建模的核心素养.【突破训练1】 设函数f (x )=32-3sin 2ωx -sin ωx cos ωx (ω>0),且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;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2上的最大值和最小值. 【答案】见解析 【解析】(1)f (x )=32-3·1-cos2ωx 2-12sin2ωx =32cos2ωx -12sin2ωx = -sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π3.因为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,故该函数的周期T =4×π4=π.又ω>0,所以2π2ω=π,因此ω=1.(2)由(1)知f (x )=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.当π≤x ≤3π2时,5π3≤2x -π3≤8π3,所以-32=sin 5π3≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3≤sin 5π2=1,所以-1≤f (x )≤32,即f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2上的最大值和最小值分别为32,-1.▶▶题型二 解三角形1.高考对解三角形的考查,以正弦定理、余弦定理的综合运用为主.其命题规律可以从以下两方面看:(1)从内容上看,主要考查正弦定理、余弦定理以及三角函数公式,一般是以三角形或其他平面图形为背景,结合三角形的边角关系考查学生利用三角函数公式处理问题的能力;(2)从命题角度看,主要是在三角恒等变换的基础上融合正弦定理、余弦定理,在知识的交汇处命题. 2.用正、余弦定理求解三角形的步骤第一步:找条件,寻找三角形中已知的边和角,确定转化方向.第二步:定工具,根据已知条件和转化方向,选择使用的定理和公式,实施边角之间的转化. 第三步:求结果,根据前两步分析,代入求值得出结果.第四步:再反思,转化过程中要注意转化的方向,审视结果的合理性.【例2】 在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边,且cos(C +B)cos(C -B)=cos2A -sin Csin B . (1)求A ;(2)若a =3,求b +2c 的最大值. 【答案】见解析【解析】(1)cos(C +B)cos(C -B)=cos2A -sinCsinB =cos2(C +B)-sinCsinB ,则cos(C +B)[cos(C -B)-cos(C +B)]=-sinCsinB ,则-cosA·2sinCsinB=-sinCsinB ,可得cosA =12,因为0<A <π,所以A=60°.(2)由a sinA =b sinB =csinC =23,得b +2c =23(sinB +2sinC)=23[sinB +2sin(120°-B)]=23(2sinB+3cosB)=221sin(B +φ),其中tanφ=32,φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2.由B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2π3得B +φ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,7π6,所以sin(B +φ)的最大值为1,所以b +2c 的最大值为221.【素养解读】试题把设定的方程与三角形内含的方程(三角形的正弦定理、三角形内角和定理等)建立联系,从而求得三角形的部分度量关系,体现了逻辑推理、数学运算的核心素养.【突破训练2】 (2017·天津卷)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a >b ,a =5,c =6,sin B =35.(1)求b 和sin A 的值; (2)求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π4的值.【答案】见解析【解析】(1)在△ABC 中,因为a >b ,故由sin B =35,可得cos B =45.由已知和余弦定理,有b 2=a 2+c 2-2ac cos B=13,所以b =13.由正弦定理得sin A =a sin B b =31313. (2)由(1)及a <c ,得cos A =21313,所以sin2A =2sin A cos A =1213,cos2A =1-2sin 2A =-513.故sin ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π4=sin2A cos π4+cos 2A ·sin π4=7226.▶▶题型三 三角函数与平面向量的综合1.三角函数、解三角形与平面向量的综合主要体现在以下两个方面:(1)以三角函数式作为向量的坐标,由两个向量共线、垂直、求模或求数量积获得三角函数解析式;(2)根据平面向量加法、减法的几何意义构造三角形,然后利用正、余弦定理解决问题.2.(1)向量是一种解决问题的工具,是一个载体,通常是用向量的数量积运算或性质转化成三角函数问题.(2)三角形中的三角函数要结合正弦定理、余弦定理进行转化,注意角的范围对变形过程的影响. 【例3】 (2019·佛山调考)已知函数f (x )=a ·b ,其中a =(2cos x ,-3sin2x ),b =(cos x,1),x ∈R .(1)求函数y =f (x )的单调递减区间;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,f (A )=-1,a =7,且向量m =(3,sin B )与n =(2,sin C )共线,求边长b 和c 的值. 【答案】见解析【解析】(1)f (x )=a ·b =2cos 2x -3sin2x =1+cos2x -3sin2x =1+2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,由2k π≤2x +π3≤2k π+π(k ∈Z ),解得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ),所以f (x )的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ).(2)因为f (A )=1+2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π3=-1,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π3=-1.因为0<A <π,所以π3<2A +π3<7π3,所以2A +π3=π,即A =π3.因为a =7,由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A =(b +c )2-3bc =7.①因为向量m =(3,sin B )与n =(2,sin C )共线,所以2sin B =3sinC . 由正弦定理得2b =3c ,② 由①②可得b =3,c =2.【突破训练3】(2019·湖北八校联考) 已知△ABC 的面积为S ,且32AB →·AC →=S ,|AC →-AB →|=3.(1)若f (x )=2cos(ωx +B )(ω>0)的图象与直线y =2相邻两个交点间的最短距离为2,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫16=1,求△ABC 的面积S ;(2)求S +3 3 cos B cos C 的最大值. 【答案】见解析【解析】设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c , 因为32AB →·AC →=S ,所以32bc cos A =12bc sin A , 解得tan A =3,所以A =π3.由|AC →-AB →|=3得|BC →|=a =3.(1)因为f (x )=2cos(ωx +B )(ω>0)的图象与直线y =2相邻两个交点间的最短距离T =2,即2πω=2,解得ω=π,故f (x )=2cos(πx +B ).又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫16=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫π6+B =1,即cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+B =12.因为B 是△ABC 的内角,所以B =π6,从而△ABC 是直角三角形,所以b =3,所以S △ABC =12ab =332.(2)由题意知A =π3,a =3,设△ABC 的外接圆半径为R ,则2R =a sin A = 332=23,解得R =3,所以S+33cos B cos C =12bc sin A +33cos B cos C =34bc +33cos B cos C =33sin B sin C +33cos B cos C =33cos(B -C ),故S +33cos B cos C 的最大值为3 3.。
高中数学知识点总结
高中数学知识点总结高考数学知识点总结1一、高考数学中有函数、数列、三角函数、平面向量、不等式、立体几何等九大章节主要是考函数和导数,因为这是整个高中阶段中最核心的部分,这部分里还重点考察两个方面:第一个函数的性质,包括函数的单调性、奇偶性;第二是函数的解答题,重点考察的是二次函数和高次函数,分函数和它的一些分布问题,但是这个分布重点还包含两个分析。
二、平面向量和三角函数对于这部分知识重点考察三个方面:是划减与求值,第一,重点掌握公式和五组基本公式;第二,掌握三角函数的图像和性质,这里重点掌握正弦函数和余弦函数的性质;第三,正弦定理和余弦定理来解三角形,这方面难度并不大。
高考数学知识点总结2三、数列数列这个板块,重点考两个方面:一个通项;一个是求和。
四、空间向量和立体几何在里面重点考察两个方面:一个是证明;一个是计算。
五、概率和统计概率和统计主要属于数学应用问题的范畴,需要掌握几个方面:……等可能的概率;……事件;独立事件和独立重复事件发生的概率。
高考数学知识点总结3六、解析几何这部分内容说起来容易做起来难,需要掌握几类问题,第一类直线和曲线的位置关系,要掌握它的通法;第二类动点问题;第三类是弦长问题;第四类是对称问题;第五类重点问题,这类题往往觉得有思路却没有一个清晰的答案,但需要要掌握比较好的算法,来提高做题的准确度。
七、压轴题同学们在最后的备考复习中,还应该把重点放在不等式计算的方法中,难度虽然很大,但是也切忌在试卷中留空白,平时多做些压轴题真题,争取能解题就解题,能思考就思考。
高考数学直线方程知识点:什么是直线方程从平面解析几何的角度来看,平面上的直线就是由平面直角坐标系中的一个二元一次方程所表示的图形。
求两条直线的交点,只需把这两个二元一次方程联立求解,当这个联立方程组无解时,两直线平行;有无穷多解时,两直线重合;只有一解时,两直线相交于一点。
常用直线向上方向与 X 轴正向的夹角( 叫直线的倾斜角 )或该角的正切(称直线的斜率)来表示平面上直线(对于X轴)的倾斜程度。
高考数学一轮复习之三角函数与平面向量
高考数学一轮复习之三角函数与平面向量
1.三角函数作为一种重要的基本初等函数,是中学数学的重要内容,也是高考命题的热点之一。
近几年对三角函数的要求基本未作调整,主要考察三角函数的定义、图象与性质以及同角三角函数的基本关系式、诱导公式、和角与倍角公式等。
高考对三角函数与三角恒等变换内容的考察,一是设置一道或两道客观题,考察三角函数求值、三角函数图象与性质或三角恒等变换等外容;二是设置一道解答题,考察三角函数的性质、三角函数的恒等变换或三角函数的实践运用,普通出如今前两个解答题的位置。
无论是客观题还是解答题,从难度来说均属于中高档标题,所占分值在20分左右,约占总分值的13.3%。
2.平面向量是衔接代数与几何的桥梁,是高考的重要内容之一。
高考常设置1个客观题或1个解答题,对平面向量知识停止片面的考察,其分值约为10分,约占总分的7%。
近年高考中平面向量与解三角形的试题是难易适中的基础题或中档题,一是直接考察向量的概念、性质及其几何意义;二是考察向量、正弦定理与余弦定理在代数、三角函数、几何等效果中的运用。
1.2021年高考试题预测
(1)剖析近几年高考对三角函数与三角恒等变换局部的命题特点及开展趋向,以下仍是今后高考的主要内容:
①三角函数的图象与性质是高考考察的中心内容,经过图象求解析式、经过解析式研讨函数性质是罕见题型。
②解三角函数标题的进程普通是经过三角恒等变换化简三角函数式,再研讨其图象与性质,所以熟练掌握三角恒等变换的方法和技巧尤为重要,比如升幂(降幂)公式、asinx+bcosx的常考内容。
③经过实践背景考察同窗们的数学建模才干和数学应意图识。
高考数学常考知识点总结
高考数学常考知识点总结(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高考数学二轮复习 专题二 三角函数、平面向量与复数 第3讲 平面向量与复数教案-高三全册数学教案
第3讲 平面向量与复数平面向量的概念与线性运算[核心提炼]1.在平面向量的化简或运算中,要根据平面向量基本定理选好基底,变形要有方向不能盲目转化;2.在用三角形加法法则时要保证“首尾相接”,结果向量是第一个向量的起点指向最后一个向量终点所在的向量;在用三角形减法法则时要保证“同起点”,结果向量的方向是指向被减向量.[典型例题](1)(2019·杭州模拟)如图所示,已知AB 是圆O 的直径,点C ,D 是半圆弧的两个三等分点,AB →=a ,AC →=b ,则AD →=( )A .a -12bB .12a -bC .a +12bD .12a +b(2)(2019·金华市十校联考)已知A 、B 、C 是平面上不共线的三点,O 是△ABC 的重心,点P 满足OP →=14(OA →+OB →+2OC →),则S △PAB S △OAB为( )A .32 B .23C .2D .12(3)(2019·嘉兴七校联考)在△ABC 中,点D 满足BD →=34BC →,当点E 在射线AD (不含点A )上移动时,若AE →=λAB →+μAC →,则(λ+1)2+μ2的取值范围为________.【解析】 (1)连接CD ,由点C ,D 是半圆弧的三等分点,得CD ∥AB 且CD →=12AB →=12a ,所以AD →=AC →+CD →=b +12a .(2)如图,延长CO ,交AB 中点D ,O 是△ABC 的重心,则OP →=14(OA →+OB →+2OC →)=14(2OD →+2OC →)=14(-OC →+2OC →)=14OC →,所以OP =14OC =14×23CD =16CD ;所以DP =DO +OP =13CD +16CD =12CD ,DO =13CD ;所以S △PAB S △OAB =DP DO =12CD13CD =32.(3)因为点E 在射线AD (不含点A )上,设AE →=kAD →(k >0),又BD →=34BC →,所以AE →=k (AB →+BD →)=k ⎣⎢⎡⎦⎥⎤AB →+34(AC →-AB →)=k 4AB →+3k 4AC →, 所以⎩⎪⎨⎪⎧λ=k 4μ=3k4,(λ+1)2+μ2=⎝ ⎛⎭⎪⎫k 4+12+916k 2=58⎝ ⎛⎭⎪⎫k +252+910>1,故(λ+1)2+μ2的取值范围为(1,+∞).【答案】 (1)D (2)A (3)(1,+∞)平面向量的线性运算技巧(1)对于平面向量的线性运算,要先选择一组基底,同时注意共线向量定理的灵活运用. (2)运算过程中重视数形结合,结合图形分析向量间的关系.[对点训练]1.(2019·瑞安市四校联考)设M 是△ABC 边BC 上的点,N 为AM 的中点,若AN →=λAB →+μAC →,则λ+μ的值为( )A.14B.13C.12D.1 解析:选C.因为M 在BC 边上,所以存在实数t ∈[0,1]使得BM →=tBC →. AM →=AB →+BM →=AB →+tBC →=AB →+t (AC →-AB →)=(1-t )AB →+tAC →,因为N 为AM 的中点, 所以AN →=12AM →=1-t 2AB →+t 2AC →,所以λ=1-t 2,μ=t 2,所以λ+μ=1-t 2+t 2=12,故C 正确.2.(2019·宁波诺丁汉大学附中期中考试)在△ABC 中,BC =7,AC =6,cos C =267.若动点P 满足AP →=(1-λ)AB →+2λ3AC →,(λ∈R ),则点P 的轨迹与直线BC ,AC 所围成的封闭区域的面积为( )A .5B .10C .2 6D .4 6解析:选A.设AD →=23AC →,因为AP →=(1-λ)AB →+2λ3AC →=(1-λ)AB →+λAD →,所以B ,D ,P 三点共线. 所以P 点轨迹为直线BC .在△ABC 中,BC =7,AC =6,cos C =267,所以sin C =57,所以S △ABC =12×7×6×57=15,所以S △BCD =13S △ABC =5.3.(2019·高考浙江卷)已知正方形ABCD 的边长为1.当每个λi (i =1,2,3,4,5,6)取遍±1时,|λ1AB →+λ2BC →+λ3CD →+λ4DA →+λ5AC →+λ6BD →|的最小值是________,最大值是________.解析:以点A 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,AD 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,如图,则A (0,0),B (1,0),C (1,1),D (0,1),所以λ1AB →+λ2BC →+λ3CD →+λ4DA →+λ5AC →+λ6BD →=(λ1-λ3+λ5-λ6,λ2-λ4+λ5+λ6),所以当⎩⎪⎨⎪⎧λ1-λ3+λ5-λ6=0λ2-λ4+λ5+λ6=0时,可取λ1=λ3=1,λ5=λ6=1,λ2=-1,λ4=1,此时|λ1AB →+λ2BC →+λ3CD →+λ4DA →+λ5AC →+λ6BD →|取得最小值0;取λ1=1,λ3=-1,λ5=λ6=1,λ2=1,λ4=-1,则|λ1AB →+λ2BC →+λ3CD →+λ4DA →+λ5AC →+λ6BD →|取得最大值22+42=2 5.答案:0 2 5平面向量的数量积 [核心提炼]1.平面向量的数量积的两种运算形式(1)数量积的定义:a ·b =|a ||b |cos θ(其中θ为向量a ,b 的夹角);(2)坐标运算:a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)时,a ·b =x 1x 2+y 1y 2. 2.平面向量的三个性质(1)若a =(x ,y ),则|a |=a·a =x 2+y 2. (2)若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 |AB →|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.(3)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),θ为a 与b 的夹角,则cos θ=a·b |a||b |=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21x 22+y 22. [典型例题](1)(2018·高考浙江卷)已知a ,b ,e 是平面向量,e 是单位向量.若非零向量a与e 的夹角为π3,向量b 满足b 2-4e·b +3=0,则|a -b |的最小值是( )A .3-1B .3+1C .2D .2- 3(2)(2019·浙江新高考研究联盟)已知向量a ,b ,c 满足|a |=1,|b |=k ,|c |=2-k 且a +b +c =0,则b 与c 夹角的余弦值的取值范围是________.【解析】 (1)设O 为坐标原点,a =OA →,b =OB →=(x ,y ),e =(1,0),由b 2-4e ·b +3=0得x 2+y 2-4x +3=0,即(x -2)2+y 2=1,所以点B 的轨迹是以C (2,0)为圆心,1为半径的圆.因为a 与e 的夹角为π3,所以不妨令点A 在射线y =3x (x >0)上,如图,数形结合可知|a -b |min =|CA →|-|CB →|=3-1.故选A. (2)设b 与c 的夹角为θ,由题b +c =-a , 所以b 2+c 2+2b ·c =1.即cos θ=2k 2-4k +32k 2-4k =1+32(k -1)2-2. 因为|a |=|b +c |≥|b -c |,所以|2k -2|≤1. 所以12≤k ≤32.所以-1≤cos θ≤-12.【答案】 (1)A (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-12(1)平面向量数量积的计算①涉及数量积和模的计算问题,通常有两种求解思路(ⅰ)直接利用数量积的定义; (ⅱ)建立坐标系,通过坐标运算求解.②在利用数量积的定义计算时,要善于将相关向量分解为图形中模、夹角和已知的向量进行计算.(2)求解向量数量积最值问题的两种思路①直接利用数量积公式得出代数式,依据代数式求最值.②建立平面直角坐标系,通过坐标运算得出函数式,转化为求函数的最值.[对点训练]1.(2019·嘉兴市高考一模)已知平面向量a 、b 满足|a |=|b |=1,a ·b =12,若向量c满足|a -b +c |≤1,则|c |的最大值为( )A .1B . 2C . 3D .2解析:选D.由平面向量a 、b 满足|a |=|b |=1,a ·b =12,可得|a|·|b |·cos 〈a ,b 〉=1·1·cos 〈a ,b 〉=12,由0≤〈a ,b 〉≤π,可得〈a ,b 〉=π3,设a =(1,0),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,c =(x ,y ),则|a -b +c |≤1,即有⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫12+x ,y -32≤1,即为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -322≤1,故|a -b +c |≤1的几何意义是在以⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32为圆心,半径等于1的圆上和圆内部分,|c |的几何意义是表示向量c 的终点与原点的距离,而原点在圆上,则最大值为圆的直径,即为2.2.如图,已知平面四边形ABCD ,AB ⊥BC ,AB =BC =AD =2,CD =3,AC 与BD 交于点O .记I 1=OA →·OB →,I 2=OB →·OC →,I 3=OC →·OD →,则( )A .I 1<I 2<I 3B .I 1<I 3<I 2C .I 3 < I 1<I 2D .I 2<I 1<I 3解析:选C.如图所示,四边形ABCE 是正方形,F 为正方形的对角线的交点,易得AO <AF ,而∠AFB =90°,所以∠AOB 与∠COD 为钝角,∠AOD与∠BOC 为锐角.根据题意,I 1-I 2=OA →·OB →-OB →·OC →=OB →·(OA →-OC →)=OB →·CA →=|OB →|·|CA →|·cos ∠AOB <0,所以I 1<I 2,同理得,I 2>I 3,作AG ⊥BD 于G ,又AB =AD ,所以OB <BG =GD <OD ,而OA <AF =FC <OC ,所以|OA →|·|OB →|<|OC →|·|OD →|,而cos ∠AOB =cos ∠COD <0,所以OA →·OB →>OC →·OD →,即I 1>I 3.所以I 3<I 1<I 2.3.(2019·金华十校高考模拟)若非零向量a ,b 满足:a 2=(5a -4b )·b ,则cos 〈a ,b 〉的最小值为________.解析:非零向量a ,b 满足:a 2=(5a -4b )·b ,可得a ·b =15(a 2+4b 2)=15(|a |2+4|b |2)≥15·2|a |2·4|b |2=45|a |·|b |,即有cos 〈a ,b 〉=a ·b |a |·|b |≥45·|a |·|b ||a |·|b |=45,当且仅当|a |=2|b |,取得最小值45.答案:45平面向量与其他知识的交汇[核心提炼]平面向量具有代数形式与几何形式的“双重身份”,常与三角函数、解三角形、平面解析几何、函数、数列、不等式等知识交汇命题,平面向量的“位置”为:一是作为解决问题的工具,二是通过运算作为命题条件.[典型例题](1)如图,已知点D 为△ABC 的边BC 上一点,BD →=3DC →,E n (n ∈N *)为边AC 上的列点,满足E n A →=14a n +1·E n B →-(3a n +2)E n D →,其中实数列{a n }中,a n >0,a 1=1,则数列{a n }的通项公式为a n =( )A .3·2n -1-2 B .2n-1 C .3n-1 D .2·3n -1-1(2)已知在锐角三角形ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,向量p =(cos B +sinB ,2sin B -2),q =(sin B -cos B ,1+sin B ),且p ⊥q .①求B 的大小;②若b =2,△ABC 的面积为3,求a ,c .【解】 (1)选D.因为BD →=3DC →,所以E n C →=E n B →+BC →=E n B →+43BD →=E n B →+43(BE n →+E n D →)=-13E n B→+43E n D →.设mE n C →=E n A →,则由E n A →=14a n +1E n B →-(3a n +2)E n D →,得(14a n +1+13m )E n B →-(43m +3a n +2)E n D →=0,则-13m =14a n +1,43m =-(3a n +2),所以14a n +1=14(3a n +2),所以a n +1+1=3(a n +1).因为a 1+1=2,所以数列{a n +1}是以2为首项,3为公比的等比数列,所以a n +1=2·3n -1,所以a n =2·3n -1-1.(2)①因为p ⊥q ,所以p ·q =(cos B +sin B )(sin B -cos B )+(2sin B -2)·(1+sin B )=0,即3sin 2B -cos 2B -2=0,即sin 2B =34,又角B 是锐角三角形ABC 的内角,所以sin B =32,所以B =60°. ②由①得B =60°,又△ABC 的面积为3, 所以S △ABC =12ac sin B ,即ac =4.①由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B , 又b =2,所以a 2+c 2=8,② 联立①②,解得a =c =2.平面向量与其他知识的交汇点主要体现在与三角函数、立体几何、解析几何,求最值. (1)利用平面向量的知识给出三角函数之间的一些关系,解题的关键还是三角函数的知识.在解析几何中只是利用向量知识给出一些几何量的位置关系和数量关系,在解题中要善于根据向量知识分析解析几何中几何量之间的关系,最后的解题还要落实到解析几何知识上.(2)因为向量是沟通代数、几何的工具,有着极其丰富的实际背景,对于某些代数问题,可构造向量,使其转化为向量问题求解.[对点训练]1.(2019·杭州市高三二模)△ABC 中,∠C =90°,AC =4,BC =3,D 是AB 的中点,E ,F 分别是边BC 、AC 上的动点,且EF =1,则DE →·DF →的最小值等于( )A.54 B.154 C.174D.174解析:选B.以三角形的直角边为坐标轴建立平面直角坐标系,如图所示:则A (0,4),B (3,0),C (0,0),D ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2. 设E (x ,0),则F (0,1-x 2),0≤x ≤1. 所以DE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32,-2,DF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,1-x 2-2.所以DE →·DF →=94-32x +4-21-x 2=254-3x 2-21-x 2.令f (x )=254-3x 2-21-x 2,当x ≠1时,则f ′(x )=-32+2x1-x 2. 令f ′(x )=0得x =35.当0≤x <35时,f ′(x )<0,当35<x <1时,f ′(x )>0.所以当x =35时,f (x )取得最小值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫35=154.当x =1时,f (1)=254-32=194>154,故选B.2.(2019·浙江新高考研究联盟联考)已知向量a ,b 满足|a +b |=4,|a -b |=3,则|a |+|b |的取值范围是( )A .[3,5]B .[4,5]C .[3,4]D .[4,7]解析:选B.|a |+|b |≥max{|a +b |,|a -b |}=4, (|a |+|b |)2≤|a +b |2+|a -b |2=25,所以|a |+|b |≤5.3.(2019·江苏常州武进区高三上学期期中考试改编)已知数列{a n }中,a 1=2,点列P n (n =1,2,…)在△ABC 内部,且△P n AB 与△P n AC 的面积比为2∶1.若对n ∈N *都存在数列{b n }满足b n P n A →+12a n +1P n B →+(3a n +2)P n C →=0,求a 4.解:在线段BC 上取点D ,使得BD =2CD ,则P n 在线段AD 上, 因为b n P n A →+12a n +1P n B →+(3a n +2)P n C →=0,所以-12a n +1BP n →=b n AP n →+(3a n +2)CP n →=b n (BP n →-BA →)+(3a n +2)(BP n →-BC →),所以⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a n +1-b n -3a n -2BP n →=-b n BA →-32×(3a n +2)BD →.因为A ,P n ,D 三点共线,所以-12a n +1-b n -3a n -2=-b n -32(3a n +2),即a n +1=3a n +2,所以a 2=3a 1+2=8,a 3=3a 2+2=26,a 4=3a 3+2=80.复 数 [核心提炼]1.复数的除法复数的除法一般是将分母实数化,即分子、分母同乘以分母的共轭复数再进一步化简. 2.复数运算中常见的结论(1)(1±i)2=±2i ,1+i 1-i =i ,1-i 1+i =-i.(2)-b +a i =i(a +b i). (3)i 4n=1,i 4n +1=i ,i4n +2=-1,i4n +3=-i.(4)i 4n+i4n +1+i 4n +2+i4n +3=0.[典型例题](1)(2019·杭州学军中学高考模拟)设复数z 满足1+z1-z =i ,则|z |=( )A .1B . 2C . 3D .2(2)设有下面四个命题p 1:若复数z 满足1z∈R ,则z ∈R ;p 2:若复数z 满足z 2∈R ,则z ∈R ; p 3:若复数z 1,z 2满足z 1z 2∈R ,则z 1=z 2; p 4:若复数z ∈R ,则z ∈R .其中的真命题为( ) A .p 1,p 3 B .p 1,p 4C .p 2,p 3D .p 2,p 4(3)(2019·浙江新高考冲刺卷)已知复数z =1+i ,其中i 为虚数单位,则复数1+z +z 2+…+z 2 017的实部为( )A .1B .-1C .21 009D .-21 009【解析】 (1)因为复数z 满足1+z1-z=i ,所以1+z =i -z i ,所以z (1+i)=i -1,所以z =i -1i +1=i ,所以|z |=1,故选A.(2)对于命题p 1,设z =a +b i(a ,b ∈R ),由1z =1a +b i =a -b ia 2+b 2∈R ,得b =0,则z ∈R成立,故命题p 1正确;对于命题p 2,设z =a +b i(a ,b ∈R ),由z 2=a 2-b 2+2ab i ∈R ,得ab =0,则a =0或b =0,复数z 可能为实数或纯虚数,故命题p 2错误;对于命题p 3,设z 1=a +b i(a ,b ∈R ),z 2=c +d i(c ,d ∈R ),由z 1·z 2=(ac -bd )+(ad +bc )i ∈R ,得ad +bc =0,不一定有z 1=z 2,故命题p 3错误;对于命题p 4,设z =a +b i(a ,b ∈R ),则由z ∈R ,得b =0,所以z =a ∈R 成立,故命题p 4正确.故选B.(3)因为z =1+i , 所以1+z +z 2+…+z2 017=1×(1-z 2 018)1-z=z 2 018-1z -1=(1+i )2 018-11+i -1=(2i )1 009-1i =(-1+21 009i )(-i )-i2=21 009+i. 所以复数1+z +z 2+…+z2 017的实部为21 009.故选C.【答案】 (1)A (2)B (3)C复数问题的解题思路(1)以复数的基本概念、几何意义、相等的条件为基础,结合四则运算,利用复数的代数形式列方程或方程组解决问题.(2)若与其他知识结合考查,则要借助其他的相关知识解决问题.[对点训练]1.(2019·福建省普通高中质量检查)若复数z 满足(1+i)z =|3+i|,则在复平面内,z 对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选A.由题意,得z =(3)2+121+i =2(1-i )(1+i )(1-i )=1-i ,所以z =1+i ,其在复平面内对应的点为(1,1),位于第一象限,故选A.2.(2019·金丽衢十二校联考)设z 是复数,|z -i|≤2(i 是虚数单位),则|z |的最大值是( )A .1B .2C .3D .4解析:选C.因为|z -i|≤2,所以复数z 在复平面内对应点在以(0,1)为圆心,以2为半径的圆及其内部.所以|z |的最大值为3.故选C.3.(2019·高考浙江卷)复数z =11+i (i 为虚数单位),则|z |=________.解析:通解:z =11+i =1-i 2=12-i2,所以|z |=⎝ ⎛⎭⎪⎫122+⎝ ⎛⎭⎪⎫-122=22. 优解:|z |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪11+i =1|1+i|=112+12=22.答案:22专题强化训练1.(2019·绍兴诸暨高考二模)已知复数z 满足z (1+i)=2i ,则z 的共轭复数z 等于( )A .1+iB .1-iC .-1+iD .-1-i解析:选B.由z (1+i)=2i ,得z =2i 1+i =2i (1-i )(1+i )(1-i )=1+i ,则z 的共轭复数z =1-i.故选B.2.在等腰梯形ABCD 中,AB →=-2CD →,M 为BC 的中点,则AM →=( ) A.12AB →+12AD → B.34AB →+12AD →C.34AB →+14AD → D.12AB →+34AD → 解析:选B.因为AB →=-2CD →,所以AB →=2DC →.又M 是BC 的中点,所以AM →=12(AB →+AC →)=12(AB →+AD →+DC →)=12(AB →+AD →+12AB →)=34AB →+12AD →,故选B.3.(2019·嘉兴一中高考模拟)复数z 满足z ·(2-i)=3-4i(其中i 为虚数单位),则复数|zi|=( )A.253 B.2C.553D. 5解析:选D.复数z 满足z ·(2-i)=3-4i(其中i 为虚数单位),所以z ·(2-i)(2+i)=(3-4i)(2+i),化为:5z =10-5i ,可得z =2-i.则复数|z i |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-i i =⎪⎪⎪⎪⎪⎪-i (2-i )-i·i=|-1-2i|=|1+2i|=12+22= 5.故选D.4.在边长为2的正方形ABCD 中,E ,F 分别为BC 和DC 的中点,则DE →·BF →=( )A .-52B .32C .-4D .-2解析:选C.通过建系求点的坐标,然后求解向量的数量积.在边长为2的正方形ABCD 中,E ,F 分别为BC 和DC 的中点,以A 为坐标原点,AB ,AD 为坐标轴,建立平面直角坐标系,则B (2,0),D (0,2),E (2,1),F (1,2).所以DE →=(2,-1),BF →=(-1,2),所以DE →·BF →=-4.5.(2019·台州市书生中学检测)已知点O 是△ABC 的外接圆圆心,且AB =3,AC =4.若存在非零实数x 、y ,使得AO →=xAB →+yAC →,且x +2y =1,则cos ∠BAC 的值为( )A.23B.33C.23D.13解析:选A.设线段AC 的中点为点D ,则直线OD ⊥AC .因为AO →=xAB →+yAC →,所以AO →=xAB →+2yAD →.又因为x +2y =1,所以点O 、B 、D 三点共线,即点B 在线段AC 的中垂线上,则AB =BC =3.在△ABC 中,由余弦定理得,cos ∠BAC =32+42-322×3×4=23.故选A.6.在△ABC 中,AB =3,BC =2,∠A =π2,如果不等式|BA →-tBC →|≥|AC →|恒成立,则实数t 的取值范围是( )A .[1,+∞)B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1C .⎝⎛⎦⎥⎤-∞,12∪[1,+∞) D .(-∞,0]∪[1,+∞)解析:选C.在直角三角形ABC 中,易知AC =1,cos ∠ABC =32,由|BA →-tBC →|≥|AC →|,得BA →2-2tBA →·BC →+t 2BC →2≥AC →2,即2t 2-3t +1≥0,解得t ≥1或t ≤12.7.称d (a ,b )=|a -b |为两个向量a ,b 间的“距离”.若向量a ,b 满足:①|b |=1;②a ≠b ;③对任意的t ∈R ,恒有d (a ,t b )≥d (a ,b ),则( )A .a ⊥bB .b ⊥(a -b )C .a ⊥(a -b )D .(a +b )⊥(a -b )解析:选B.由于d (a ,b )=|a -b |,因此对任意的t ∈R ,恒有d (a ,t b )≥d (a ,b ),即|a -t b |≥|a -b |,即(a -t b )2≥(a -b )2,t 2-2t a ·b +(2a ·b -1)≥0对任意的t ∈R 都成立,因此有(-2a ·b )2-4(2a ·b -1)≤0,即(a ·b -1)2≤0,得a ·b -1=0,故a ·b -b 2=b ·(a -b )=0,故b ⊥(a -b ).8.(2019·温州市高考模拟)记max{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥bb ,a <b ,已知向量a ,b ,c 满足|a |=1,|b |=2,a ·b =0,c =λa +μb (λ,μ≥0,且λ+μ=1,则当max{c ·a ,c ·b }取最小值时,|c |=( )A.255B.223 C.1D.52解析:选A.如图,设OA →=a ,OB =b ,则a =(1,0),b =(0,2), 因为λ,μ≥0,λ+μ=1,所以0≤λ≤1. 又c =λa +μb ,所以c ·a =(λa +b -λb )·a =λ;c ·b =(λa +b -λb )·b =4-4λ.由λ=4-4λ,得λ=45.所以max{c ·a ,c ·b }=⎩⎪⎨⎪⎧λ,45≤λ≤14-4λ,0≤λ<45.令f (λ)=⎩⎪⎨⎪⎧λ,45≤λ≤14-4λ,0≤λ<45.则f (λ)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,1. 所以f (λ)min =45,此时λ=45,μ=15,所以c =45a +15b =⎝ ⎛⎭⎪⎫45,25. 所以|c |=⎝ ⎛⎭⎪⎫452+⎝ ⎛⎭⎪⎫252=255.故选A.9.(2019·绍兴市柯桥区高三期中检测)已知平面向量a ,b ,c 满足|a |=4,|b |=3,|c |=2,b ·c =3,则(a -b )2(a -c )2-[(a -b )·(a -c )]2的最大值为( )A .43+37B .47+3 3C .(43+37)2D .(47+33)2解析:选D.设OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,a -b 与a -c 所成夹角为θ, 则(a -b )2(a -c )2-[(a -b )·(a -c )]2=|AB |2|AC |2-|AB |2|AC |2cos 2θ=|AB |2|AC |2sin 2θ=|AB |2|AC |2sin 2∠CAB =4S 2△ABC , 因为|b |=3,|c |=2,b ·c =3,所以b ,c 的夹角为60°, 设B (3,0),C (1,3),则|BC |=7,所以S △OBC =12×3×2×sin 60°=332,设O 到BC 的距离为h ,则12·BC ·h =S △OBC =332, 所以h =3217,因为|a |=4,所以A 点落在以O 为圆心,以4为半径的圆上, 所以A 到BC 的距离最大值为4+h =4+3217.所以S △ABC 的最大值为 12×7×⎝ ⎛⎭⎪⎫4+3217 =27+332, 所以(a -b )2(a -c )2-[(a -b )·(a -c )]2最大值为4⎝ ⎛⎭⎪⎫27+3322=(47+33)2.故选D.10.(2019·金华市东阳二中高三月考)若a ,b 是两个非零向量,且|a |=|b |=λ|a +b |,λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤33,1,则b 与a -b 的夹角的取值范围是( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,23πB.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3,5π6C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫2π3,πD.⎣⎢⎡⎭⎪⎫5π6,π 解析:选B.因为|a |=|b |=λ|a +b |,λ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤33,1, 不妨设|a +b |=1,则|a |=|b |=λ.令OA →=a ,OB →=b ,以OA 、OB 为邻边作平行四边形OACB ,则平行四边形OACB 为菱形.故有△OAB 为等腰三角形,故有∠OAB =∠OBA =θ,且0<θ<π2.而由题意可得,b 与a -b 的夹角,即OB →与BA →的夹角,等于π-θ,△OAC 中,由余弦定理可得|OC |2=1=|OA |2+|AC |2-2|OA |·|AC |·cos 2θ=λ2+λ2-2·λ·λcos 2θ,解得cos 2θ=1-12λ2.再由33≤λ≤1,可得12≤12λ2≤32,所以-12≤cos 2θ≤12,所以π3≤2θ≤2π3,所以π6≤θ≤π3,故2π3≤π-θ≤5π6,即b 与a -b 的夹角π-θ的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3,5π6.11.(2019·杭州市高考二模)已知复数z =1+a ii (a ∈R )的实部为1,则a =________,|z |=________.解析:因为z =1+a i i =(1+a i )(-i )-i 2=a -i 的实部为1, 所以a =1,则z =1-i ,|z |= 2. 答案:1212.(2019·嘉兴一中高考适应性考试)设e 1,e 2为单位向量,其中a =2e 1+e 2,b =e 2,且a 在b 上的投影为2,则a ·b =________,e 1与e 2的夹角为________.解析:设e 1,e 2的夹角为θ,因为a 在b 上的投影为2, 所以a ·b |b |=(2e 1+e 2)·e 2|e 2|=2e 1·e 2+|e 2|2=2|e 1|·|e 2|cos θ+1=2,解得cos θ=12,则θ=π3.a ·b =(2e 1+e 2)·e 2=2e 1·e 2+|e 2|2=2|e 1|·|e 2|cos θ+1=2. 答案:2π313.已知向量a ,b ,|a |=1,|b |=2.若对任意单位向量e ,均有|a ·e |+|b ·e |≤6,则a ·b 的最大值是________.解析:由题意,令e =(1,0),a =(cos α,sin α),b =(2cos β,2sin β),则由|a ·e |+|b ·e |≤6,可得|cos α|+2|cos β|≤ 6.①令sin α+2sin β=m ,②①2+②2得4[|cos αcos β|+sin αsin β]≤1+m 2对一切实数α,β恒成立,所以4[|cos αcos β|+sin αsin β]≤1,故a·b =2(cos αcos β+sin αsin β)≤2[|cos αcos β|+sin αsin β]≤12.答案:1214.(2019·温州市十五校联合体联考)已知坐标平面上的凸四边形ABCD 满足AC →=(1,3),BD →=(-3,1),则凸四边形ABCD 的面积为________;AB →·CD →的取值范围是________. 解析:由AC →=(1,3),BD →=(-3,1)得AC →⊥BD →,且|AC →|=2,|BD →|=2,所以凸四边形ABCD 的面积为12×2×2=2;因为ABCD 为凸四边形,所以AC 与BD 交于四边形内一点,记为M ,则AB →·CD →=(MB →-MA →)(MD →-MC →)=MB →·MD →+MA →·MC →-MB →·MC →-MA →·MD →,设AM →=λAC →,BM →=μBD →,则λ,μ∈(0,1),且MA →=-λAC →,MC →=(1-λ)AC →, MB →=-μBD →,MD →=(1-μ)BD →,所以AB →·CD →=-4μ(1-μ)-4λ(1-λ)∈[-2,0),所以有λ=μ=12时,AB →·CD →取到最小值-2.答案:2 [-2,0)15.(2019·嘉兴一中高考适应性考试)在△ABC 中,∠ACB 为钝角,AC =BC =1,CO →=xCA →+yCB →且x +y =1,函数f (m )=|CA →-mCB →|的最小值为32,则|CO →|的最小值为________.解析:在△ABC 中,∠ACB 为钝角,AC =BC =1,函数f (m )的最小值为32. 所以函数f (m )=|CA →-mCB →| =CA →2+m 2CB →2-2mCA →·CB →=1+m 2-2m cos ∠ACB ≥32, 化为4m 2-8m cos ∠ACB +1≥0恒成立.当且仅当m =8cos ∠ACB8=cos ∠ACB 时等号成立,代入得到cos ∠ACB =-12,所以∠ACB =2π3.所以|CO →|2=x 2CA →2+y 2CB →2+2xyCA →·CB →=x 2+y 2+2xy ×cos 2π3=x 2+(1-x )2-x (1-x )=3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+14, 当且仅当x =12=y 时,|CO →|2取得最小值14,所以|CO →|的最小值为12.答案:1216.在△OAB 中,已知|OB →|=2,|AB →|=1,∠AOB =45°,若OP →=λOA →+μOB →,且λ+2μ=2,则OA →在OP →上的投影的取值范围是________.解析:由OP →=λOA →+μOB →,且λ+2μ=2, 则OA →·OP →=OA →·⎣⎢⎡⎦⎥⎤λOA →+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-λ2OB →=λOA →2+⎝⎛⎭⎪⎫1-λ2OA →·OB →,又|OB →|=2,|AB →|=1,∠AOB =45°, 所以由余弦定理求得|OA →|=1,所以OA →·OP →=λ+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-λ2×1×2×22=1+λ2,|OP →|=⎣⎢⎡⎦⎥⎤λOA →+⎝ ⎛⎭⎪⎫1-λ2OB →2= λ2|OA →|2+2λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-λ2OA →·OB →+⎝⎛⎭⎪⎫1-λ22|OB →|2=λ22+2,故OA →在OP →上的投影OA →·OP →|OP →|=1+λ2λ22+2=22·λ+2λ2+4(*). 当λ<-2时,(*)式=-22·(λ+2)2λ2+4=-221+4λλ2+4=-221+4λ+4λ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0; 当λ≥-2时,(*)式可化为22(λ+2)2λ2+4;①λ=0,上式=22;②-2≤λ<0,上式=221+4λ+4λ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,22; ③λ>0,上式=221+4λ+4λ∈⎝⎛⎦⎥⎤22,1. 综上,OA →在OP →上的投影的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-22,1.答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤-22,1 17.已知OA →,OB →是非零不共线的向量,设OC →=1r +1·OA →+r r +1OB →,定义点集P =⎩⎪⎨⎪⎧K ⎪⎪⎪⎪KB →·KC →|KB →|=KA →·KC→|KA →|,⎭⎪⎬⎪⎫KC →≠0,当K 1,K 2∈P 时,若对于任意的r ≥3,不等式|K 1K 2→|≤c |AB→|恒成立,则实数c 的最小值为________.解析:由OC →=1r +1·OA →+r r +1OB →,可得A ,B ,C 三点共线,由KB →·KC →|KB →|=KA →·KC→|KA →|,可得|KC →|cos ∠AKC =|KC →|cos ∠BKC ,即有∠AKC =∠BKC ,则KC 为∠AKB 的角平分线. 由角平分线的性质定理可知|KA ||KB |=|AC ||BC |=r , 以AB 所在的直线为x 轴,以线段AB 上某一点为原点建立直角坐标系,设点K (x ,y ),A (-a ,0),B (b ,0),所以(x +a )2+y 2(x -b )2+y2=r 2,化简得(1-r 2)x 2+(1-r 2)y 2+(2a +2br 2)x +(a 2-b 2r 2)=0.由方程知K 的轨迹是圆心在AB 上的圆,当|K 1K 2|为直径时最大,方便计算,令K 1K 2与AB 共线,如图,由|K 1A |=r |K 1B |,可得|K 1B |=|AB |r +1,由|K 2A |=r |K 2B |,可得|K 2B |=|AB |r -1,可得|K 1K 2|=|AB |r +1+|AB |r -1=2r r 2-1|AB |=2r -1r|AB |,而易知r -1r ≥3-13=83,即有|K 1K 2|≤34|AB |,即|K 1K 2||AB |≤34,即c ≥⎝⎛⎭⎪⎫|K 1K 2||AB |max =34, 故c 的最小值为34.答案:3418.在△ABC 中,已知C =π6,向量p =(sin A ,2),q =(2,cos B ),且p ⊥q .(1)求角A 的值;(2)若BC →=2BD →,AD =7,求△ABC 的面积.解:(1)因为p ⊥q ,所以p ·q =0⇒p ·q =2sin A +2cos B =0,又C =π6,所以sin A +cos B =sin A +cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-A =0,化简得tan A =33,A ∈(0,π),所以A =π6. (2)因为BC →=2BD →,所以D 为BC 边的中点, 设|BD →|=x ,|BC →|=2x ,由(1)知A =C =π6,所以|BA →|=2x ,B =2π3,在△ABD 中,由余弦定理,得|AD →|2=|BA →|2+|BD →|2-2|BA →|·|BD →|·cos 2π3=(2x )2+x 2-2·2x ·x ·cos 2π3=7,所以x =1,所以AB =BC =2,所以S △ABC =12BA ·BC ·sin B =12×2×2×sin 2π3= 3.19.已知m =(2sin x ,sin x -cos x ),n =(3cos x ,sin x +cos x ),记函数f (x )=m ·n .(1)求函数f (x )的最大值以及取得最大值时x 的取值集合;(2)设△ABC 的角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若f (C )=2,c =3,求△ABC 面积的最大值.解:(1)由题意,得f (x )=m ·n =23sin x cos x +sin 2x -cos 2x =3sin 2x -(cos 2x -sin 2x )=3sin 2x -cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6,所以f (x )max =2;当f (x )取最大值时,即sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6=1,此时2x -π6=2k π+π2(k ∈Z ),解得x =k π+π3(k ∈Z ),所以x 的取值集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x =k π+π3,k ∈Z .(2)由f (C )=2,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2C -π6=1,又0<C <π,即-π6<2C -π6<11π6,所以2C -π6=π2,解得C =π3,在△ABC 中,由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,得3=a 2+b 2-ab ≥ab ,即ab ≤3,当且仅当a =b =3时,取等号,所以S △ABC =12ab sinC =34ab ≤334, 所以△ABC 面积的最大值为334.。
高考数学(文)二轮复习专题一 三角函数和平面向量 第2讲 平面向量、解三角形 Word版含答案
第2讲 平面向量、解三角形【课前热身】第2讲 平面向量、解三角形(本讲对应学生用书第4~6页)1.(必修4 P76习题7改编)在矩形ABCD 中,O 是对角线的交点,若BC u u u r =e 1,DC u u u r =e 2,则OC u u u r= .【答案】12(e 1+e 2)【解析】因为O 是矩形ABCD 对角线的交点,BCu u u r =e 1,DCu u u r =e 2,所以OCu u u r =12(BC u u u r +DC u u u r)=12(e 1+e 2).2.(必修4 P90习题19改编)已知向量a =(6,-3),b =(2,x+1),若a ⊥b ,则实数x= . 【答案】3【解析】因为a ⊥b ,所以a ·b =0,所以12-3x-3=0,解得x=3.3.(必修5 P10练习2改编)在锐角三角形ABC 中,设角A ,B 所对的边分别为a ,b.若2a sin B=3b ,则角A= .【答案】π3【解析】在△ABC 中,由正弦定理及已知得2sin A·sin B=3sin B ,因为B 为△ABC的内角,所以sin B ≠0,所以sinA=32.又因为△ABC 为锐角三角形,所以A ∈π02⎛⎫ ⎪⎝⎭,,所以A=π3.4.(必修4 P80例5改编)已知向量a =(1,0),b =(2,1),则当k= 时,向量k a -b 与a +3b 平行.【答案】-13【解析】由题设知向量a 与b 不平行,因为向量k a -b 与a +3b 平行,所以1k =-13,即k=-13.5.(必修5 P16习题1(3)改编)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a=7,b=43,c=13,则△ABC 最小的内角为 .【答案】π6【解析】因为13<43<7,所以C<B<A ,又因为cosC=222-2a b c ab +=2743⨯⨯=32,所以C=π6.【课堂导学】平面向量与三角函数综合例1 (2016·淮安5月信息卷)已知向量m =(cos α,sin α),n =(3,-1),α∈(0,π).(1)若m ⊥n ,求角α的大小; (2)求|m +n |的最小值.【解答】(1)因为m =(cos α,sin α),n =(3,-1),且m ⊥n ,所以3cos α-sin α=0,即tan α=3.又因为α∈(0,π),所以α=π3.(2)因为m +n =(cos α+3,sin α-1),所以|m +n |=22(cos 3)(sin -1)αα++=523cos -2sin αα+=π54cos 6α⎛⎫++ ⎪⎝⎭. 因为α∈(0,π),所以α+ππ7π666⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,故当α+π6=π,即α=5π6时,|m +n |取得最小值1.正弦定理、余弦定理的应用例2 (2016·苏州暑假测试)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c.已知sin2-2A B+sin A sin B=22+.(1)求角C 的大小;(2)若b=4,△ABC 的面积为6,求c 的值.【解答】(1)sin2-2A B+sin A sin B=1-cos(-)2A B+2sin sin2A B=1-cos cos-sin sin2A B A B+2sin sin2A B=1-cos cos sin sin2A B A B+=1-(cos cos-sin sin)2A B A B=1-cos()2A B+=1-cos(π-)2C=1cos2C+=22+,所以cos C=22.又0<C<π,所以C=π4.(2)因为S=12ab sin C=12a×4×sinπ4=2a=6,所以a=32.因为c2=a2+b2-2ab cos C=(32)2+42-2×32×4×22=10,所以c=10.变式1(2016·南通一调)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知(a+b-c)(a+b+c)=ab.(1)求角C的大小;(2)若c=2a cos B,b=2,求△ABC的面积.【解答】(1)在△ABC中,由(a+b-c)(a+b+c)=ab,得222-2a b cab+=-12,即cosC=-12.因为0<C<π,所以C=2π3.(2)方法一:因为c=2a cos B,由正弦定理,得sin C=2sin A cos B.因为A+B+C=π,所以sin C=sin(A+B ),所以sin(A+B )=2sin A cos B ,即sin A cos B-cos A sin B=0, 所以sin(A-B )=0.又-π3<A-B<π3,所以A-B=0,即A=B ,所以a=b=2. 所以△ABC 的面积为S △ABC =12ab sin C=12×2×2×sin 2π3=3.方法二:由c=2a cos B 及余弦定理,得c=2a×222-2a c b ac +,化简得a=b ,所以△ABC 的面积为S △ABC =12ab sin C=12×2×2×sin 2π3=3.变式2 (2016·南通、扬州、淮安、宿迁、泰州二调)在斜三角形ABC 中,tan A+tan B+tan A tan B=1.(1)求角C 的大小; (2)若A=15°,2,求△ABC 的周长.【解答】(1)因为tan A+tan B+tan A tan B=1, 即tan A+tan B=1-tan A tan B.因为在斜三角形ABC 中,1-tan A tan B ≠0,所以tan(A+B )=tan tan 1-tan tan A BA B +=1,即tan(180°-C )=1,tan C=-1. 因为0°<C<180°,所以C=135°.(2)在△ABC 中,A=15°,C=135°,则B=180°-A-C=30°.由正弦定理sin BC A =sin CAB =sin ABC ,得sin15BC o =°sin30CA=2=2,故BC=2sin 15°=2sin(45°-30°)=2(sin 45°cos 30°-cos 45°sin 30°)=6-2 2,CA=2sin 30°=1.所以△ABC的周长为AB+BC+CA=2+1+6-22=2622++.平面向量与解三角形综合例3(2016·无锡期末)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知向量a=(sin B-sin C,sin C-sin A),b=(sin B+sin C,sin A),且a⊥b.(1)求角B的大小;(2)若b=c·cos A,△ABC的外接圆的半径为1,求△ABC的面积.【解答】(1)因为a⊥b,所以a·b=0,即sin2B-sin2C+sin A(sin C-sin A)=0,即sin A sin C=sin2A+sin2C-sin2B,由正弦定理得ac=a2+c2-b2,所以cos B=222-2a c bac+=12.因为B∈(0,π),所以B=π3.(2)因为c·cos A=b,所以bc=222-2b c abc+,即b2=c2-a2,又ac=a2+c2-b2,b=2R sin3,解得a=1,c=2.所以S△ABC =12ac sin B=3.变式(2016·苏锡常镇二调)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知向量m=(cos B,cos C),n=(4a-b,c),且m∥n.(1)求cos C的值;(2)若c=3,△ABC的面积S=15,求a,b的值.【解答】(1)因为m∥n,所以c cos B=(4a-b)cos C,由正弦定理,得sin C cos B=(4sin A-sin B)cos C,化简得sin(B+C)=4sin A cos C.因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sin A.又因为A∈(0,π),所以sin A≠0,所以cos C=14.(2)因为C∈(0,π),cos C=14,所以sin C=21-cos C=11-16=15.因为S=12ab sin C=15,所以ab=2.①因为c=3,由余弦定理得3=a2+b2-12ab,所以a2+b2=4,②由①②,得a4-4a2+4=0,从而a2=2,a=2(a=-2舍去),所以a=b=2.【课堂评价】1.(2016·镇江期末)已知向量a=(-2,1),b=(1,0),则|2a+b|=. 【答案】13【解析】因为2a+b=(-3,2),所以|2a+b|=22(-3)2+=13.2.(2016·南京学情调研)已知向量a=(1,2),b=(m,4),且a∥(2a+b),则实数m=.【答案】2【解析】方法一:由题意得a=(1,2),2a+b=(2+m,8),因为a∥(2a+b),所以1×8-(2+m)×2=0,故m=2.方法二:因为a∥(2a+b),所以存在实数λ,使得λa=2a+b,即(λ-2)a=b,所以(λ-2,2λ-4)=(m,4),所以λ-2=m且2λ-4=4,解得λ=4,m=2.3.(2016·南京、盐城一模)在△ABC中,设a,b,c分别为内角A,B,C的对边,若a=5,A=π4,cos B=35,则c=.【答案】7【解析】因为cos B=35,所以B∈π2⎛⎫⎪⎝⎭,,从而sin B=45,所以sin C=sin(A+B)=sinA cos B+cos A sin B=2×35+2×45=72,又由正弦定理得sinaA=sincC,即52 =72c,解得c=7.4.(2016·全国卷Ⅲ)在△ABC中,B=π4,BC边上的高等于13BC,则cos A=.(第4题)【答案】-10【解析】如图,作AD ⊥BC交BC 于点D ,设BC=3,则AD=BD=1,AB=2,AC=5.由余弦定理得32=(2)2+(5)2-2×2×5×cos A ,解得cos A=-10.5.(2016·南通一调)已知在边长为6的正三角形ABC 中,BD u u u r =12BC u u u r ,AE u u u r=13AC u u u r ,AD 与BE 交于点P ,则PB u u u r ·PD u u ur 的值为 .(第5题)【答案】274【解析】如图,以BC 为x 轴,AD 为y 轴,建立平面直角坐标系,不妨设B (-3,0),C (3,0),则D (0,0),A (0,33),E (1,23),P 330⎛ ⎝⎭,,所以PB u u u r ·PD u u ur =|PD u u u r |2=233⎝⎭=274.温馨提示:趁热打铁,事半功倍.请老师布置同学们完成《配套检测与评估》第3~4页.【检测与评估】第2讲 平面向量、解三角形一、 填空题1.(2016·苏州暑假测试)设x ,y ∈R ,向量a =(x ,1),b =(2,y ),且a +2b =(5,-3),则x+y= .2.(2016·盐城三模)已知向量a ,b 满足a =(4,-3),|b |=1,|a -b |=21,则向量a ,b 的夹角为 .3.(2016·全国卷Ⅱ)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A=45,cos C=513,a=1,则b= .4.(2016·天津卷)在△ABC 中,若AB=13,BC=3,∠C=120°,则AC= .5.(2016·南京三模)如图,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB=4,AD=3,CD=2,AM u u u u r =2MD u u u u r .若AC u u u r ·BM u u u u r =-3,则AB u u u r ·AD u u u r = .(第5题)6.(2016·无锡期末)已知平面向量α,β满足|β|=1,且α与β-α的夹角为120°,则α的模的取值范围为 .7.在锐角三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c.若b a +ab =6cos C ,则tan tan C A +tan tan CB = .8.(2016·苏北四市摸底)在△ABC 中,AB=2,AC=3,角A 的平分线与AB 边上的中线交于点O ,若AO u u u r =x AB u u u r+y AC u u u r (x ,y ∈R ),则x+y 的值为 .二、 解答题9.(2016·苏北四市期末)已知在锐角三角形ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,sin A=35,tan(A-B )=-12.(1)求tan B 的值; (2)若b=5,求c 的值.10.(2016·徐州、连云港、宿迁三检)如图,在梯形ABCD 中,已知AD ∥BC ,AD=1,BD=210,∠CAD=π4,tan ∠ADC=-2.(1)求CD 的长; (2)求△BCD 的面积.(第10题)11.(2016·南京三模)在△ABC 中,已知a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边.若向量m =(a ,cos A ),向量n =(cos C ,c ),且m ·n =3b cos B.(1)求cos B 的值;(2)若a ,b ,c 成等比数列,求1tan A +1tan C 的值.【检测与评估答案】第2讲 平面向量、解三角形一、 填空题1. -1 【解析】由题意得a +2b =(x+4,1+2y )=(5,-3),所以4512-3x y +=⎧⎨+=⎩,,解得1-2x y =⎧⎨=⎩,,所以x+y=-1.2. π3【解析】设向量a ,b 的夹角为θ,由|a -b|=,得21=(a -b )2=a 2+b 2-2a ·b =25+1-2·5·cos θ,即cos θ=12,所以向量a ,b 的夹角为π3.3. 2113 【解析】因为cos A=45,cos C=513,且A ,C 为三角形的内角,所以sin A=35,sin C=1213,所以sin B=sin(A+C )=sin A cos C+cos A sin C=6365.由正弦定理得sin b B =sin aA ,解得b=2113.4. 1【解析】设AC=x,由余弦定理得cos 120°=29-13 23xx+⋅⋅=-12,即x2+3x-4=0,解得x=1或x=-4(舍去),所以AC=1.5.32【解析】方法一:设ABu u u r=4a,ADu u u r=3b,其中|a|=|b|=1,则DCu u u r=2a,AMu u u u r=2b.由ACu u u r·BMu u u u r=(ADu u u r+DCu u u r)·(BAu u u r+AMu u u u r)=-3,得(3b+2a)·(2b-4a)=-3,化简得a·b=18,所以ABu u u r·ADu u u r=12a·b=32.方法二:建立平面直角坐标系,使得A(0,0),B(4,0),设D(3cos α,3sin α),则C(3cos α+2,3sin α),M(2cos α,2sin α).由ACu u u r·BMu u u u r=-3,得(3cos α+2,3sin α)·(2cos α-4,2sin α)=-3,化简得cos α=18,所以ABu u u r·ADu u u r=12cos α=32.6.23⎛⎤⎥⎝⎦,【解析】如图,设α=ABu u u r,β=ACu u u r,则β-α=BCu u u r,∠ABC=60°,设α与β的夹角为θ,则0°<θ<120°,由正弦定理可得°||sin(120-)θα=°||sin60β,所以|α|=233sin(120°-θ).因为0°<θ<120°,所以0°<120°-θ<120°,所以0<sin(120°-θ)≤1,所以0<|α|≤23.(第6题)7. 4 【解析】b a +ab =6cos C ⇒6ab cos C=a 2+b 2⇒3(a 2+b 2-c 2)=a 2+b 2⇒a 2+b 2=232c ,所以tan tan C A +tan tan CB =sin cosC C ·cos sin sin cos sin sin B A B A A B +=sin cos C C ·sin()sin sin A B A B +=1cos C ·2sin sin sin C A B =2222-aba b c +·2c ab =22223-2c c c=2222c c =4.8. 58 【解析】如图,在△ABC 中,AD 为∠BAC 的平分线,CE 为AB 边上的中线,且AD ∩CE=O.在△AEO 中,由正弦定理得sin AE AOE ∠=sin EOEAO ∠.在△ACO 中,由正弦定理得sin AC AOC ∠=sin COCAO ∠,两式相除得AE AC =EO OC .因为AE=12AB=1,AC=3,所以EO OC =13,所以CO u u u r =3OE u u u r ,即AO u u u r -AC u u u r =3(AE u u u r -AO u u ur ),即4AO u u u r =3AE u u u r+AC u u u r ,所以4AO u u u r =32AB u u ur +AC u u u r ,从而AO u u u r =38AB u u u r +14AC u u u r .因为AO u u u r =x AB u u u r+y ACu u u r ,所以x=38,y=14,所以x+y=58.(第8题)二、 解答题9. (1) 方法一:在锐角三角形ABC 中,由sin A=35,得cos A=21-sin A =45,所以tan A=sin cos A A =34.由tan(A-B )=tan -tan 1tan ?tan A B A B +=-12,得tan B=2.方法二:在锐角三角形ABC 中,由sin A=35,得cos A=21-sin A =45,所以tanA=sin cos A A =34.又因为tan(A-B )=-12,所以tan B=tan[A-(A-B )]=tan -tan(-)1tan tan(-)A A B A A B +=31--42311-42⎛⎫ ⎪⎝⎭⎛⎫+⨯ ⎪⎝⎭=2. (2) 由(1)知tan B=2,得sin B=255,cos B=55, 所以sin C=sin(A+B )=sin A cos B+cos A sin B=11525,由正弦定理sin bB =sin cC ,得c=sin sin b C B =112.10. (1) 因为tan ∠ADC=-2,且∠ADC ∈(0,π),所以sin ∠ADC=255,cos ∠ADC=-55. 所以sin ∠ACD=sinππ--4ADC ∠⎛⎫ ⎪⎝⎭ =sin ∠ADC+π4=sin ∠ADC ·cos π4+cos ∠ADC ·sin π4=,在△ADC 中,由正弦定理得CD=·sin sin AD DACACD ∠∠=.(2) 因为AD ∥BC ,所以cos ∠BCD=-cos ∠ADC=,sin ∠BCD=sin ∠ADC=.在△BDC 中,由余弦定理得BD 2=BC 2+CD 2-2BC ·CD ·cos ∠BCD , 即BC 2-2BC-35=0,解得BC=7,所以S △BCD =12BC ·CD ·sin ∠BCD=12×7=7.11. (1) 因为m ·n =3b cos B ,所以a cos C+c cos A=3b cos B. 由正弦定理得sin A cos C+sin C cos A=3sin B cos B , 所以sin(A+C )=3sin B cos B , 所以sin B=3sin B cos B.因为B 是△ABC 的内角,所以sin B ≠0,所以cos B=13.(2) 因为a ,b ,c 成等比数列,所以b 2=ac. 由正弦定理得sin 2B=sin A ·sin C.因为cos B=13,B 是△ABC 的内角,所以sinB=,又1tan A +1tan C =cos sin A A +cos sin C C =cos ?sin sin ?cos sin sin A C A CA C +⋅ =sin()sin sin A C A C +⋅=sin sin sin B A C=2sin sin B B =1sin B=.。
1-4-11三角变换与解三角形、平面向量
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考情分析
相关的内容要予以高度重视,它们将是今后高考命题的 热点;同时将解三角形的知识与实际问题结合起来,也 将是今后命题的一个热点,复习时要给予重视.
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考情分析
2.平面向量在高考中的考查内容主要集中在三个 方面:一是向量的基本概念,二是向量的坐标运算,三 是向量的数量积,其中向量的数量积及其应用是考查的 重点内容.从试题形式上看主要以小题为主,一般为 1~2题,同时平面向量具有几何与代数形式的“双重
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a· b (3)向量的夹角:cosθ=cos〈a,b〉= |a|· |b| x1x2+y1y2 = 2 2 2 2. x1+y1· x2+y2 → (4)三点共线的充要条件:P,A,B 三点共线⇔OP= → → xOA+yOB(x+y=1).
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2sinxcosx+sinxcosx cosx+sinx = =sin2x· cosx-sinx cosx-sinx
π 4 - 2cos -x 7 5 28 4 =sin2x· = × =- . π 25 3 75 +x 2cos 5 4
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π π π [点评] 注意 +x, -x,2x 三个角的内在联系, + 4 4 4
π π π π x 与 -x 互余,2x= +x- -x, +2x= 4 4 4 2 π π π 2 +x, -2x=2 -x. 4 2 4
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(完整版)高中数学三角函数复习专题
高中数学三角函数复习专题一、知识点整理 :1、角的看法的推行:正负,范围,象限角,坐标轴上的角;2、角的会集的表示:①终边为一射线的角的会集:x x2k, k Z=|k 360o, k Z②终边为向来线的角的会集:x x k, k Z;③两射线介定的地域上的角的会集:x 2k x2k, k Z④两直线介定的地域上的角的会集:x k x k, k Z;3、任意角的三角函数:(1)弧长公式: l a R R 为圆弧的半径,a为圆心角弧度数, l 为弧长。
(2)扇形的面积公式:S 1lR R 为圆弧的半径, l 为弧长。
2(3)三角函数定义:角中边上任意一点 P 为 ( x, y) ,设 | OP |r 则:sin y, cos x ,tan y r= a 2b2 r r x反过来,角的终边上到原点的距离为r 的点P的坐标可写为:P r cos, r sin 比如:公式 cos()cos cossin sin的证明(4)特别角的三角函数值α032 64322sin α012310-10222cosα13210-101222tan α0313不存不存0 3在在(5)三角函数符号规律:第一象限全正,二正三切四余弦。
(6)三角函数线:(判断正负、比较大小,解方程或不等式等)y T 如图,角的终边与单位圆交于点P,过点 P 作 x 轴的垂线,P 垂足为 M ,则Ao 过点 A(1,0)作 x 轴的切线,交角终边OP 于点 T,则M x。
(7)同角三角函数关系式:①倒数关系: tana cot a 1sin a ②商数关系: tan acosa③平方关系: sin 2 a cos2 a1( 8)引诱公试sin cos tan三角函数值等于的同名三角函数值,前方-- sin+ cos- tan加上一个把看作锐角时,原三角函数值的- tan-+ sin- cos符号;即:函数名不变,符号看象限+- sin- cos+ tan2-- sin+ cos- tan2k++ sin+ cos+ tansin con tan2+ cos+ sin+ cot三角函数值等于的异名三角函数值,前方2+ cos- sin- cot加上一个把看作锐角时,原三角函数值的3- cos- sin+ cot2符号 ;3- cos+ sin- cot2即:函数名改变,符号看象限 : sin x cos x cos x比方444cos x sin x444.两角和与差的三角函数:(1)两角和与差公式:cos() cos a cos sin a sin sin( a) sin a coscosa sintan a(atan a tan注:公式的逆用也许变形)1 tan a tan.........(2)二倍角公式:sin 2a 2sin acosa cos 2a cos2 a sin 2 a12 sin2 a 2 cos2 a 12 tan atan 2a1 tan2 a(3)几个派生公式:①辅助角公式:a sinx bcosx a2b2 sin(x)a22 cos()b x比方: sinα± cosα= 2 sin4= 2 cos4.sinα±3 cosα= 2sin3=2cos3等.②降次公式: (sin cos) 21sin 2cos21cos2,sin 21cos222③ tan tan tan()(1 tan tan)5、三角函数的图像和性质:(此中 k z )三角函数y sin x定义域(- ∞, +∞)值域[-1,1]最小正周期T2奇偶性奇[ 2k,2k]22单调性单调递加[ 2k,2k3 ]22单调递减x k对称性2(k ,0)零值点x ky cosx(- ∞, +∞)[-1,1]T 2偶[( 2k 1) ,2k ]单调递加[( 2k , (2k 1) ]单调递减x k(k,0)2x k2y tan xx k2(-∞,+∞)T奇(k,k)22单调递加k(,0)x kx k2x 2 k,最值点y max1ymax 1;无x k2x(2k 1) ,y min1y min1 6、 .函数y Asin( x) 的图像与性质:(本节知识观察一般能化成形如y Asin( x) 图像及性质)( 1)函数 y Asin( x) 和 y Acos( x2 ) 的周期都是T( 2)函数y A tan( x) 和 y Acot( x) 的周期都是T( 3)五点法作y Asin( x) 的简图,设t x,取0、、、3、2来求相应x22的值以及对应的y 值再描点作图。
专题15 三角形的五心与向量-名师揭秘2020年高考数学(理)一轮总复习之三角函数、三角形、平面向量(解析版)
1专题15 三角形的五心与向量一【知识点】1.三角形的重心:三角形各边中线的交点2. 三角形的垂心:三角形各边高线的交点3. 三角形的内心:三角形各个内角平分线的交点4. 三角形的外心:三角形各边垂直平分线的交点5. 三角形的中心:正三角形四心合一为中心 二.【学习目标】1.理解三角形五心的概念. 2.掌握五心的向量表示.3.掌握五心的向量表示的轨迹问题. 三.【题型方法】 (一)三角形的内心例1. O 是平面上一定点,,,A B C 是平面上不共线的三个点,动点P 满足:,[0,)||||AB AC OP OA AB AC λλ⎛⎫=++∈+∞ ⎪ ⎪⎝⎭u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,则P 的轨迹一定通过ABC ∆的( ) A .内心 B .垂心 C .重心 D .外心【答案】A 【解析】Q ||AB AB u u u r u u u r 、AC ACu u u v u u u v 分别表示向量AB u u u v 、AC u u u v 方向上的单位向量 ∴AB AC AB AC +u u u v u u u vu u u v u u u v 的方向与BAC ∠的角平分线一致 又Q ()||||AB ACOP OA AB AC λ=++u u u r u u u r u u u r u u u r u u ur u u u r , ∴()||||AB ACOP OA AP AB AC λ-==+u u u r u u u ru u u r u u u r u u u r u u ur u u u r ∴向量AP uu u r的方向与BAC ∠的角平分线一致 ∴一定通过ABC ∆的内心故选:A .2练习1. 已知ABC ∆满足()0AB AC BC AB ACu u u v u u u vu u uv u u u v u u u v +⋅=,12AB AC AB AC ⋅=u u u r u u u ru u u r u u u r ,则ABC ∆为( ) A .顶角为120︒的等腰三角形 B .等腰直角三角形 C .有一个内角为60︒的直角三角形 D .等边三角形【答案】D【解析】设,AB AC AD AE AB AC==u u u r u u u ru u u v u u u vu u u v u u u v ,则AD AE AF +=u u u r u u u r u u u r,而1AD AE ==u u u r u u u r ,所以AF 是BAC ∠的角平分线,又0AF BC AF BC ⋅=⇒⊥u u u r u u u u u u v r u u u v,所以ABC ∆为等腰三角形,cos 11cos 21232AB AC AB AC AB AC BA AB A C BAC C CBA π⋅⋅⋅=⇒=∠∠=⇒∠⋅=⇒u u u r u u u r u u u r u u u ru u u r u u u r u u u r u u u r ,所以ABC ∆是等边三角形.练习2.O 是平面内的一定点,A,B ,C 是平面内不共线的三个点,动点P 满足则P 点的轨迹一定通过三角形ABC 的( )A .内心B .外心C .重心D .垂心 【答案】A 【解析】∵、分别表示向量、方向上的单位向量,∴的方向与∠BAC 的角平分线重合,又∵可得到 λ()∴向量的方向与∠BAC 的角平分线重合,∴一定通过△ABC 的内心故选:A .(二)三角形的重心例2.已知ABC ∆中,向量()()AP AB AC R λλ=+∈u u u r u u u r u u u r,则点P 的轨迹通过ABC ∆的( )3A .垂心B .内心C .外心D .重心【答案】D【解析】设D 为BC 中点,则2AB AC AD +=u u u r u u u r u u u r2AP AD λ∴=u u u r u u u r,即P 点在中线AD 上可知P 点轨迹必过ABC ∆的重心 本题正确选项:D 练习1.过的重心作直线,已知与、的交点分别为、,,若,则实数的值为( )A .或B . 或C .或D .或【答案】B 【解析】设,因为G 为的重心,所以,即.由于三点共线,所以,即.因为,,所以,即有,解之得或.故选B.练习2.已知O 是△ABC 所在平面上的一点,若= , 则O 点是△ABC 的( )A .外心B .内心C .重心D .垂心【答案】C【解析】作BD ∥OC ,CD ∥OB ,连结OD ,OD 与BC 相交于G ,则BG =CG ,(平行四边形对角线互相平分),∴,又∵,可得:,∴,∴A,O,G在一条直线上,可得AG是BC边上的中线,同理:BO,CO的延长线也为△ABC的中线.∴O为三角形ABC的重心.故选:C.练习3.已知是所在平面上的一定点,若动点满足,,则点的轨迹一定通过的( )A.内心B.外心C.重心D.垂心【答案】C【解析】∵=设它们等于t,∴而表示与共线的向量,而点D是BC的中点,所以即P的轨迹一定通过三角形的重心.故选:C.4练习4.已知O是平面上一定点,A,B,C是平面上不共线的三点,动点P 满足,,则点P 的轨迹一定通过的__________心.【答案】重.【解析】设D为BC 的中点,则,于是有,,P,D三点共线,又D是BC的中点,所以AD是边BC的中线,于是点P 的轨迹一定通过的重心.例4.是平面上不共线的三点,为所在平面内一点,是的中点,动点满足,则点的轨迹一定过____心(内心、外心、垂心或重心).【答案】重心【解析】∵动点P 满足[(2﹣2λ)(1+2λ)](λ∈R),且,∴P、C、D三点共线,又D是AB的中点,∴CD为中线,∴点P的轨迹一定过△ABC的重心.故答案为重心.(三)三角形的外心5例3. 已知点为外接圆的圆心,且,则的内角等于( )A .B .C .D .【答案】B【解析】因为,所以点为的重心,延长交于,则为的中点,又为外接圆的圆心,所以,则,同理可得,为等边三角形,,故选B.练习1.已知,点,为所在平面内的点,且,,,则点为的( )A.内心B.外心C.重心D.垂心【答案】B【解析】因为,所以,即又因为,所以,即所以即所以,所以,同理所以为的外心。
高中数学知识点总结全【推荐】
高中数学知识点总结全【推荐】一、函数与导数1. 函数概念(1)函数的定义及表示方法(2)函数的分类:常函数、一次函数、二次函数、分段函数、复合函数等(3)函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性等2. 函数图像(1)基本初等函数图像:正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数、指数函数、对数函数等(2)图像的平移、伸缩、翻转等变换3. 导数与微分(1)导数的定义及几何意义(2)导数的计算法则:四则运算、复合函数、隐函数、参数方程等(3)高阶导数(4)微分概念及运算法则4. 导数的应用(1)函数的单调性、极值、最值(2)函数的凹凸性、拐点(3)函数图像的近似计算二、三角函数与解三角形1. 三角函数概念(1)锐角三角函数的定义及关系(2)任意角的三角函数定义及图像(3)三角函数的周期性、奇偶性、单调性等性质2. 三角恒等变换(1)和差公式(2)倍角公式(3)半角公式(4)积化和差、和差化积(5)正弦定理、余弦定理3. 解三角形(1)正弦定理、余弦定理的应用(2)三角形面积公式(3)三角形形状的判断三、数列1. 数列概念(1)数列的定义及表示方法(2)数列的分类:等差数列、等比数列、斐波那契数列等2. 等差数列与等比数列(1)通项公式(2)求和公式(3)性质及判定3. 数列的极限(1)数列极限的定义(2)数列极限的性质及运算法则(3)无穷等比数列的极限4. 数列的收敛性(1)收敛数列的定义及性质(2)收敛数列的判定方法四、平面向量与复数1. 平面向量(1)向量的定义及表示方法(2)向量的线性运算:加法、减法、数乘(3)向量的坐标表示(4)向量共线、垂直的判定(5)向量的模、夹角、投影(6)向量的平移2. 平面向量的应用(1)平面几何问题的向量解法(2)物理中的向量问题3. 复数(1)复数的定义及表示方法(2)复数的运算:加法、减法、乘法、除法(3)复数的几何意义(4)共轭复数、复数的模、复数的平方(5)复数与实数、向量的关系五、立体几何1. 空间几何体(1)多面体的定义及性质(2)旋转体的定义及性质(3)空间几何体的表面积、体积2. 平面与空间直线、曲线(1)平面的定义及性质(2)空间直线的定义及性质(3)空间曲线的定义及性质(4)空间几何体的截线3. 空间向量(1)空间向量的定义及线性运算(2)空间向量的坐标表示(3)空间向量的数量积、向量积(4)空间向量的应用:平面几何、立体几何问题六、解析几何1. 坐标系与方程(1)直角坐标系(2)点、直线、圆的方程(3)参数方程、极坐标方程2. 直线与圆(1)直线的斜率、截距、距离公式(2)直线与直线的位置关系(3)直线与圆的位置关系(4)圆的弦长、切线、相交弦等问题3. 椭圆、双曲线、抛物线(1)椭圆的定义、方程、性质(2)双曲线的定义、方程、性质(3)抛物线的定义、方程、性质(4)圆锥曲线的应用七、概率与统计1. 概率(1)随机事件、概率的定义(2)等可能事件的概率计算(3)条件概率、独立事件(4)随机变量的定义及分布2. 统计(1)数据的收集、整理、描述(2)平均数、中位数、众数、方差等统计量(3)概率分布:二项分布、正态分布等(4)抽样调查、估计与假设检验。
专题三角函数与向量(学生版).docx
专题:三角函数与向量的交汇题型分析及解题策略主要考点如下:1.考查三角式化简、求值、证明及求角问题.2.考查三角函数的性质与图像,特别是y=Asin(cox+(p)的性质和图像及其图像变换.3.考查平面向量的基本概念,向量的加减运算及几何意义,此类题一般难度不大,主要用以解决有关长度、夹角、垂直、平行问题等.4.考查向量的坐标表示,向量的线性运算,并能正确地进行运算.5.考查平面向量的数量积及运算律(包括坐标形式及非坐标形式),两向量平行与垂直的充要条件等问题.6.考查利用正弦定理、余弦定理解三角形问题.题型一解斜三角形与向量的综合【例1】已知角A、B、C为^ABC的三个内角,其对边分别为a、b、c,京=(—cos成,sin*^"), / = (cos*^", sin*^"), a = 2^3? J E L= 2^*(I )若ZiABC的面积S=,,求b + c的值.(II )求b+c的取值范围.题型二三角函数与平面向量平行(共线)的综合【例2】已知A、B、C为三个锐角,且A+B +C=TI.若向量8 = (2sinA — 2, cosA + sinA)与向量2 =C — 3B(cosA—sinA, 1+sinA)是共线向量.(I )求角A; (II )求函数y=2sin2B+cos—-—的最大值.题型三三角函数与平面向量垂直的综合【例3】已知向量甘= (3sina,cosa), 3 = (2sina, 5sina—4cosa), aG(宇,2n),且甘_L言.Ct jr(I )求tana 的值; (II)求cos(y+~)的值.题型四三角函数与平面向量的模的综合此类题型主要是利用向量模的性质ltl2=t2,如果涉及到向量的坐标解答时可利用两种方法:(1)先进行向量运算,再代入向量的坐标进行求解;(2)先将向量的坐标代入向量的坐标,再利用向量的坐标运算进行求解.【例4】已知向量盲= (cosa,sina),言= (cosB,sir)B), |2 —言|=|>姑.TT TT 5(I )求cos(a—P)的值;(II )^—^<P<O<a<p 且sinP = ——,求sina 的值.题型五三角函数与平面向量数量积的综合此类题型主要表现为两种综合方式:(1)三角函数与向量的积直接联系;⑵利用三角函数与向量的夹角交汇,达到与数量积的综合.解答时也主要是利用向量首先进行转化,再利用三角函数知识求解.【例5】1.设函数f(x) = 4.含.其中向量冷= (m, cosx),言= (l+sinx, 1), x《R,且f(亨) = 2.(I )求实数m的值;(II)求函数f(x)的最小值.(3)求f(x)的对称中心和对称轴2.(山东)已知向量扁= (smx,l)〃(品cosx*s2W>0),函数/'(x) = M的最大值为6.JT(I)求刀;(II)将函数y = /(x)的图象向左平移g个单位,再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的5倍,纵坐标不变,得到函数V = g(x)的图象.(1)求g(x)在[0,芸]上的值域.(2)五点法做出g(x)在一个周期上的图像。
高考必备公式、结论、方法、细节二:三角函数与平面向量
□高考必备公式、结论、方法、细节二:三角函数与平面向量一、必备公式1.三角函数 (1)同角三角函数①平方关系: sin 2 α+cos 2 α=1 (又叫 1字替换式); ②商数关系:sin αcos α=tan α (又叫切弦互化式); (2)和差倍角关系 ①cos(α±β)=_____ cos αcos βsin αsin β___; ②sin(α±β)=_____ sin αcos β±cos αsin β____;③tan(α±β)= tan α±tan β1tan αtan β; ④sin 2α=____2sin αcos α__;⑤cos 2α= cos 2α-sin 2α = 1-2sin 2α = 2cos 2α-1 ;⑥tan 2α=________2tan α1-tan 2 α__________;(3)辅助角公式: a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ) ,其中, tan φ=b a , |φ|<π2, a >0 .2.正余弦定理(1)正弦定理:a sin A =b sin B =csin C=2R ,其中R 为 外接圆半径 ;注意:正弦定理变式与性质:①边化正弦:a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C ; ②正弦化边:sin A =a2R ,sin B =b2R ,sin C =c2R ; ③a ∶b ∶c =sin_A ∶sin_B ∶sin_C ;④a +b +csin A +sin B +sin C= 2R ; (2)余弦定理:①a 2=b 2+c 2-2bc cos_A ; ②b 2=c 2+a 2-2ca cos_B ; ③c 2=a 2+b 2-2ab cos_C注意:变式:①cos A =b 2+c 2-a 22bc ; ②cos B =c 2+a 2-b 22ac ; ③cos C =a 2+b 2-c 22ab(3)三角形面积 :①S △ABC =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B =abc 4R ②S △ABC =12(a +b +c )·r (r 是切圆的半径)3.平面向量:(1)两点间向量表示:若A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),则AB →= (x 2-x 1,y 2-y 1) ; (2)向量运算公式:若a =(x 1,y 1)、b =(x 2,y 2) ,则: ①a ±b = (x 1±x 2,y 1±y 2) ; ②λa = (λx 1,λy 1) ;③a·b = |a ||b |cos θ = x 1x 2+y 1y 2 ; ④|a |= a 2 = x 21+y 21 ;⑤cos 〈a ,b 〉= a ·b |a ||b | = x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21x 22+y 22 ; ⑥a 在b 方向上的投影为: |a |cos θ = a·b|b| ; (3)平行与垂直定理:①共线定理:a ∥b ⇔___ a =λb ___⇔___ x 1y 2=x 2y 1 _; ②垂直定理:a ⊥b ⇔___a ·b =0___⇔__ x 1x 2+y 1y 2=0_.二、必备结论1.三角函数符号判断口诀:一正二正弦,三切四余弦2.诱导公式:①口诀:奇变偶不变,符号看象限; ②原则:负化正、大化小、小化锐;3.函数y =tan x 的定义域是:{x |x ∈R 且x ≠π2+k π,k ∈Z }4.形如函数y =A sin(ωx +φ)的图像及性质 (1)图像变换:①相位变换:y =sin x →y =sin(x +φ)的规则是:左加(φ>0)或右减(φ<0)| φ|个单位;②周期变换:y =sin (x +φ)→y =sin(ωx +φ)的规则是:纵坐标不变,将横坐标缩小(伸长)为原来的|1ω|倍;③振幅变换: y =sin (ωx +φ) →y =A sin(ωx +φ) 的规则是:横坐标不变,将纵坐标缩小(伸长)为原来的|A |倍;注意:y =sin ωx→y =sin(ωx +φ)变换规则是:先提取后者x 的系数ω,然后在左(右)平移|φω|个单位;(2)基本性质:①定义域:解三角函数不等式用“数形结合” ②值域:由内向外 ③单调性:同增异减(3)周期公式:①y =A sin(ωx +φ)(或y =A cos(ωx +φ))的最小正周期T =2π|ω| ②y =|A sin(ωx +φ)|的周期T =π|ω|.(3)对称性: 换元思想,将y =A sin(ωx +φ)中的“ωx +φ”看成y =sin x 中的“x ”,采用整体代入求解.①对称轴:最值处,令sin(ωx +φ) =1,则ωx +φ=k π+π2(k ∈Z ),可求得对称轴方程;②对称中心:零点处,令sin(ωx +φ) =0,ωx +φ=k π(k ∈Z ),可求得对称中心的横坐标; (4)奇偶性:利用“反向诱导法”理解掌握①函数y =A sin(ωx +φ),x ∈R 是奇函数⇔φ=k π(k ∈Z );函数y =A sin(ωx +φ),x ∈R 是偶函数⇔φ=k π+π2(k ∈Z );②函数y =A cos(ωx +φ),x ∈R 是奇函数⇔φ=k π+π2(k ∈Z );函数y =A cos(ωx +φ),x ∈R 是偶函数⇔φ=k π(k ∈Z );③函数y =A tan(ωx +φ),x ∈R 是奇函数⇔φ=k π(k ∈Z ).5.平面向量: ①a|a |是与a 同方向的单位向量. ②共线第二定理:若A 、B 、C 三点共线⇔OC →=xOA →+yOB →且x +y =1.6.平面向量与三角形的心:①OA →+OB →+OC →=0⇔点O 为△ABC 的重心(中线交点); ②OA →·OB →=OB →·OC →=OC →·OA →⇔点O 是△ABC 的垂心(高线交点)③若动点P 满足OP →=OA →+λ⎝ ⎛⎭⎪⎫AB →|AB →|+AC →|AC →|,则点P 的轨迹一定通过△ABC 的内心(角平分线交点).7.三角形中:①sin(A +B )=sin C ,cos(A +B )=-cos C ; ②sin A +B 2=cos C 2, cos A +B 2=sin C2;③三角形中,任何一个角的正弦值恒大于0; ④a >b ⇔A >B ⇔sin A >sin B ⇔cos A <cos B .三、必备方法1.三角函数求值、化简时,常用方法有:(1)化简的基本原则是:①切化弦:公式tan x =sin xcos x ;②降次数:公式cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2;(2)和积转换法:运用公式(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ解决sin θ±cos θ与sin θcos θ关系的变形、转化;(3)巧用“1”的变换:1=sin 2θ+cos 2θ=cos 2θ(1+tan 2θ)=sin 2θ⎝⎛⎭⎫1+1tan 2θ=tan π4; (4)整角转化:运用相关角的互补、互余等特殊关系,如2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β,β=α+β2-α-β2等2.换元法:即整体思想,对于函数y =A sin(ωx +φ)的性质(定义域、值域、单调性、对称性、最值等)可以通过换元的方法令t =ωx +φ,将其转化为研究y =sin t 的性质.3.确定y =A sin(ωx +φ)+b (A >0,ω>0)的步骤和方法:(1)观察确定A ,b :确定函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m 2,b =M +m2.(2)通过周期公式求ω:即ω=2πT. (3)特殊点代入求φ:通常代入“最值点”或“零点”;四、必备细节1.角度制与弧度制不可混合使用;2.利用平方关系求值时,开方时要根据角的象限或范围,判断符号后,正确取舍.3.函数y =A sin(ωx +φ)的值域求解时,由内向外,先求t =ωx +φ的范围,再结合y =sin t 的图像;4.由函数y =sin x 的图象变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象,如先伸缩,再平移时,要把x 前面的系数提取出来. 5.平面向量:(1)相等向量具有传递性,但平行向量不一定具有传递性.(2)平行向量所在直线不一定平行. (3)向量平移后,起终点坐标改变,但向量坐标不变. 2.两个向量的夹角为锐角,则有a ·b >0,反之不成立;两个向量夹角为钝角,则有a ·b <0,反之不成立.。
2020高考数学核心突破《专题三 三角函数、解三角形与平面向量》(含往年真题分析)
专题三三角函数、解三角形与平面向量第1讲三角函数的图象与性质题型一三角函数的图象1.(1)要得到函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象,只需将函数g (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象( C ) A .向左平移π2个单位长度B .向右平移π2个单位长度C .向左平移π4个单位长度D .向右平移π4个单位长度(2) (2017·山西朔州模拟)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的最小值为__-1__.突破点拨(1)先利用诱导公式将两函数化为同名三角函数,再利用平移法则求解. (2)先求函数f (x )的解析式,再利用解析式求最值. 解析 (1)因为f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2-π6 =sin ⎝⎛⎭⎫π6-2x =sin ⎝⎛⎭⎫2x +5π6=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π4+π3, 所以要得到函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象,只需将函数g (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向左平移π4个单位长度.故选C. (2)由函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象,可得A =2,14·2πω=5π6-7π12,解得ω=2.再根据图象经过点⎝⎛⎭⎫7π12,0, 可得2·7π12+φ=π+2k π,k ∈Z .因为|φ|<π2,所以φ=-π6,故函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6. 因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6, 故函数f (x )的最小值为2×⎝⎛⎭⎫-12=-1. 2. 某同学用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,|φ|<π2在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(1)(2)将y =f (x )图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y =g (x )的图象.若y=g (x )图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫5π12,0,求θ的最小值.突破点拨(1)由表中数据先写出A ,ω,φ的值,再由ωx +φ=0,π,2π,求出其余值. (2)写出函数y =g (x )的解析式,由y =sin x 图象的对称中心为(k π,0),k ∈Z ,利用整体思想建立关于θ的方程,根据k ∈Z 及θ>0,求出θ的最小值.解析 (1)根据表中已知数据,解得A =5,ω=2,φ=-π6.数据补全如下表.且函数表达式为f (x )=5sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6. (2)由(1)知f (x )=5sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6, 得g (x )=5sin ⎝⎛⎭⎫2x +2θ-π6. 因为y =sin x 的对称中心为(k π,0),k ∈Z . 令2x +2θ-π6=k π,解得x =k π2+π12-θ,k ∈Z .由于函数y =g (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫5π12,0中心对称, 令k π2+π12-θ=5π12,解得θ=k π2-π3,k ∈Z . 由θ>0可知,当k =1时,θ取得最小值π6.(1)三角函数图象平移问题需注意三点:一是函数名称是否一致;二是弄清由谁平移得到谁;三是左右的平移是自变量本身的变化.(2)对于由三角函数的图象确定函数解析式的问题,一般由函数的最值可确定A ,由函数的周期可确定ω,由对称轴或对称中心和φ的范围确定φ.题型二 三角函数的性质1. 已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫π2-x sin x -3cos 2x . (1)求f (x )的最小正周期和最大值; (2)讨论f (x )在⎣⎡⎦⎤π6,2π3上的单调性. 突破点拨(1)先将已知解析式化简,然后求解.(2)根据y =A sin(ωx +φ)+k (A >0,ω>0)与y =sin x 的关系求解. 解析 (1)f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫π2-x sin x -3cos 2x =cos x sin x -32(1+cos 2x ) =12sin 2x -32cos 2x -32=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3-32. 因此f (x )的最小正周期为π,最大值为2-32.(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π6,2π3时,0≤2x -π3≤π,从而当0≤2x -π3≤π2,即π6≤x ≤5π12时,f (x )单调递增; 当π2<2x -π3≤π,即5π12<x ≤2π3时,f (x )单调递减.综上可知,f (x )在⎣⎡⎦⎤π6,5π12上单调递增;在⎝⎛⎦⎤5π12,2π3上单调递减. 2. 设函数f (x )=sin ωx +sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π2,x ∈R . (1)若ω=12,求f (x )的最大值及相应x 的集合;(2)若x =π8是f (x )的一个零点,且0<ω<10,求ω的值和f (x )的最小正周期.突破点拨(1)先用公式化简,再利用三角函数的性质求解. (2)将x =π8代入,求ω,则周期可求.解析 由已知得f (x )=sin ωx -cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π4. (1)若ω=12,则f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫12x -π4. 又x ∈R ,则2sin ⎝⎛⎭⎫12x -π4≤2,所以f (x )max =2,此时12x -π4=2k π+π2,k ∈Z ,即f (x )取最大值时,x 的取值集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =4k π+3π2,k ∈Z .(2)∵x =π8是函数f (x )的一个零点,∴2sin ⎝⎛⎭⎫π8ω-π4=0,∴π8ω-π4=k π,k ∈Z . 又0<ω<10,∴ω=2,∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4,其最小正周期为π.求解函数y =A sin(ωx +φ)的性质的三种意识(1)转化意识:利用三角恒等变换将所求函数转化为f (x )=A sin(ωx +φ)的形式. (2)整体意识:类比y =sin x 的性质,只需将y =A sin(ωx +φ)中的“ωx +φ”看成y =sin x 中的“x ”,采用整体代入的方法求解.(3)讨论意识:当A 为参数时,求最值应分情况讨论.三角函数的综合应用【预测】 已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2ωx -π6-4sin 2ωx +2(ω>0),其图象与x 轴相邻两个交点的距离为π2.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若将f (x )的图象向左平移m (m >0)个单位长度,得到的函数g (x )的图象恰好经过点⎝⎛⎭⎫-π3,0,求当m 取得最小值时,g (x )在⎣⎡⎦⎤-π6,7π12上的单调递增区间. 思维导航(1)解题导引:①先化简函数f (x )的解析式,再利用图象与x 轴相邻两个交点的距离是半个周期求解析式;②先求函数g (x )的解析式,再求在⎣⎡⎦⎤-π6,7π12上的单调递增区间. (2)方法指导:三角函数的综合应用主要是将三角函数的图象和性质与三角变换相结合,通过变换将函数化为y =A sin(ωx +φ)的形式再研究其性质,解题时注意观察角、名、结构等特征,注意整体思想的应用.规范解答(1)函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2ωx -π6-4sin 2ωx +2 =32sin 2ωx -12cos 2ωx -4×1-cos 2ωx 2+2 =32sin 2ωx +32cos 2ωx =3sin ⎝⎛⎭⎫2ωx +π3(ω>0). 根据函数f (x )的图象与x 轴相邻两个交点的距离为π2,可得函数f (x )的最小正周期为2×π2=2π2ω,得ω=1. 故函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3. (2)将f (x )的图象向左平移m (m >0)个单位长度得到函数 g (x )=3sin ⎣⎡⎦⎤2(x +m )+π3=3sin ⎝⎛⎭⎫2x +2m +π3的图象.根据g (x )的图象恰好经过点⎝⎛⎭⎫-π3,0, 可得3sin ⎝⎛⎭⎫-2π3+2m +π3=0, 即sin ⎝⎛⎭⎫2m -π3=0, 所以2m -π3=k π(k ∈Z ),m =k π2+π6(k ∈Z ).因为m >0,所以当k =0时,m 取得最小值,且最小值为π6.此时,g (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x +2π3. 令2k π-π2≤2x +2π3≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-7π12≤x ≤k π-π12,k ∈Z ,故函数g (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-7π12,k π-π12,k ∈Z . 结合x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,7π12,可得g (x )在⎣⎡⎦⎤-π6,7π12上的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤-π6,-π12和⎣⎡⎦⎤5π12,7π12. 【变式考法】 已知向量a =(m ,cos 2x ),b =(sin 2x ,n ),函数f (x )=a·b ,且y =f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫π12,3和点⎝⎛⎭⎫2π3,-2. (1)求m ,n 的值;(2)将y =f (x )的图象向左平移φ (0<φ<π)个单位后得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )图象上各最高点到点(0,3)的距离的最小值为1,求y =g (x )的单调递增区间.解析 (1)由题意,知 f (x )=a·b =m sin 2x +n cos 2x .因为y =f (x )的图象经过点⎝⎛⎭⎫π12,3和⎝⎛⎭⎫2π3,-2, 所以⎩⎨⎧3=m sin π6+n cos π6,-2=m sin 4π3+n cos 4π3,即⎩⎨⎧3=12m +32n ,-2=-32m -12n ,解得m =3,n =1.(2)由(1)知f (x )=3sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. 由题意知g (x )=f (x +φ)=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +2φ+π6. 设y =g (x )的图象上符合题意的最高点为(x 0,2),由题意知x 20+1=1,所以x 0=0,即y =g (x )的图象上到点(0,3)的距离为1的最高点为(0,2). 将其代入y =g (x )并整理得sin ⎝⎛⎭⎫2φ+π6=1, 因为0<φ<π,所以φ=π6.因此g (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2=2cos 2x . 由2k π-π≤2x ≤2k π,k ∈Z ,得k π-π2≤x ≤k π,k ∈Z ,所以函数y =g (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-π2,k π,k ∈Z .1.(教材回归)下列函数中,最小正周期为π且图象关于原点对称的函数是( A ) A .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2 B .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2 C .y =sin 2x +cos 2xD .y =sin x +cos x解析 y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2=-sin 2x ,符合题意,故选A. 2.(2017·广西南宁质检)将函数y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向左平移π6个单位长度后,得到f (x )的图象,则( B )A .f (x )=-sin 2xB .f (x )的图象关于直线x =-π3对称C .f ⎝⎛⎭⎫7π3=12D .f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫π12,0对称 解析 将函数y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向左平移π6个单位长度,得到的图象对应的解析式为f (x )=cos ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π6+π3=cos ⎝⎛⎭⎫2x +2π3.函数f (x )的图象的对称轴满足2x +2π3=k π(k ∈Z ),即对称轴方程为x =k π2-π3(k ∈Z ),所以f (x )的图象关于直线x =-π3对称;令2x +2π3=k π+π2,得x =k π2-π12(k ∈Z ),即f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫-π12,0对称;f ⎝⎛⎭⎫7π3=-12.故选B. 3.(2017·湖北襄阳模拟)同时具有性质“①最小正周期是4π;②直线x =π3是图象的一条对称轴;③在区间⎝⎛⎭⎫2π3,5π6上是减函数”的一个函数是( D )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6B .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6 C .y =cos ⎝⎛⎭⎫x 2+π3D .y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3解析 对于A 项,B 项,∵T =2π2=π,故A 项,B 项不正确.对于C 项,若直线x =π3为其图象的一条对称轴,则π3×12+π3=k π,k ∈Z ,得π2=k π,k ∈Z ,k 不存在,不满足题意,故C 项不正确.对于D 项,因为T =2π12=4π,且由x 2+π3=k π+π2,k ∈Z ,解得图象的对称轴方程为x =2k π+π3,k ∈Z ;当k =0时,x =π3为图象的一条对称轴.由2k π+π2≤x 2+π3≤2k π+3π2,k ∈Z ,解得单调递减区间为⎣⎡⎦⎤4k π+π3,4k π+7π3,k ∈Z ,所以函数在区间⎝⎛⎭⎫2π3,5π6上是减函数,故D 项正确.故选D.4.(2017·山西晋中考前测试)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,将函数y =f (x )的图象向左平移4π3个单位长度,得到函数y =g (x )的图象,则函数y =g (x )在区间⎣⎡⎦⎤π2,5π2上的最大值为( C )A .3B .332C.322D .22解析 由图象可知函数y =f (x )的周期为2⎝⎛⎭⎫7π3-π3=4π, ∴ω=12.又点⎝⎛⎭⎫π3,0,⎝⎛⎭⎫0,-32在函数y =f (x )的图象上, ∴⎩⎨⎧A sin ⎝⎛⎭⎫π6+φ=0,A sin φ=-32,且|φ|<π2.∴φ=-π6,A =3,则f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫12x -π6, ∴g (x )=3sin ⎣⎡⎦⎤12⎝⎛⎭⎫x +4π3-π6=3cos 12x . 由x ∈⎣⎡⎦⎤π2,5π2,可得12x ∈⎣⎡⎦⎤π4,5π4,则3cos 12x ∈⎣⎡⎦⎤-3,322,即g (x )的最大值为322.5.(书中淘金)某城市一年中12个月的平均气温与月份的关系可近似地用三角函数y =a +A cos ⎣⎡⎦⎤π6(x -6)(x =1,2,3,…,12)来表示,已知6月份的月平均气温最高,为28 ℃,12月份的平均气温最低,为18 ℃,则10月份的平均气温为__20.5__℃.解析 依题意知,a =28+182=23,A =28-182=5,所以y =23+5cos ⎣⎡⎦⎤π6(x -6),当x =10时,y =23+5cos ⎝⎛⎭⎫π6×4=20.5. 答案 20.56.(高考改编)把函数y =sin 2x 的图象沿x 轴向左平移π6个单位,纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变)后得到函数y =f (x )的图象,对于函数y =f (x )有以下四个判断:①该函数的解析式为y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6;②该函数图象关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称;③该函数在⎣⎡⎦⎤0,π6上是增函数;④若函数y =f (x )+a 在⎣⎡⎦⎤0,π2上的最小值为3,则a =2 3. 其中,正确判断的序号是__②④__.解析 将函数y =sin 2x 的图象向左平移π6个单位得到y =sin 2⎝⎛⎭⎫x +π6=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象,然后纵坐标伸长到原来的2倍得到y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象,所以①不正确.f ⎝⎛⎭⎫π3=2sin ⎝⎛⎭⎫2×π3+π3=2sin π=0,所以函数图象关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称,所以②正确.由-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π,k ∈Z ,得-5π12+k π≤x ≤π12+k π,k ∈Z ,∴函数的单调增区间为⎣⎡⎦⎤-5π12+k π,π12+k π,k ∈Z ,而⎣⎡⎦⎤0,π6⃘⎣⎡⎦⎤-512π+k π,π12+k π(k ∈Z ),所以③不正确.y =f (x )+a =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3+a ,当0≤x ≤π2时,π3≤2x +π3≤4π3,所以当2x +π3=4π3,即x =π2时,函数取得最小值,y min =2sin 4π3+a =-3+a ,令-3+a =3,得a =23,所以④正确.所以正确的判断为②④.7.(考点聚焦)设函数f (x )=32-3sin 2ωx -sin ωx ·cos ωx (ω>0),且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;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π,3π2上的最大值和最小值. 解析 (1)f (x )=32-3sin 2ωx -sin ωx cos ωx =32-3·1-cos 2ωx 2-12sin 2ωx =32cos 2ωx -12sin 2ωx =-sin ⎝⎛⎭⎫2ωx -π3=sin ⎝⎛⎭⎫2ωx +2π3. 因为图象的一个对称中心到最近的对称轴的距离为π4,又ω>0,所以2π2ω=4×π4.因此ω=1.(2)由(1)知f (x )=-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3. 当π≤x ≤3π2时,5π3≤2x -π3≤8π3,所以-32≤sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3≤1. 因此-1≤f (x )≤32.故f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π,3π2上的最大值和最小值分别为32,-1. 8.(2018·山东青岛调考)已知函数f (x )=2sin x sin ⎝⎛⎭⎫x +π6. (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间; (2)当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,求函数f (x )的值域. 解析 (1)f (x )=2sin x ⎝⎛⎭⎫32sin x +12cos x=3×1-cos 2x 2+12sin 2x=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+32. 函数f (x )的最小正周期为T =π. 由-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤-π12+k π,5π12+k π,k ∈Z . (2)当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,2x -π3∈⎣⎡⎦⎤-π3,2π3, sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3∈⎣⎡⎦⎤-32,1, 可得函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤0,1+32. 9.(母题营养)已知函数f (x )=sin x cos x +12cos 2x .(1)若tan θ=2,求f (θ)的值;(2)若函数y =g (x )的图象是由函数y =f (x )的图象上所有的点向右平移π4个单位长度而得到,且g (x )在区间(0,m )内是单调函数,求实数m 的最大值.解析 (1)因为tan θ=2,所以sin θ=2cos θ. 代入sin 2θ+cos 2θ=1,得cos 2θ=15.所以f (θ)=sin θcos θ+12cos 2θ=2cos 2θ+12(2cos 2θ-1)=3cos 2θ-12=110.(2)由已知得f (x )=12sin 2x +12cos 2x =22sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. 依题意,得g (x )=22sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π4+π4, 即g (x )=22sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4. 因为x ∈(0,m ),所以2x -π4∈⎝⎛⎭⎫-π4,2m -π4. 又因为g (x )在区间(0,m )内是单调函数,所以-π4<2m -π4≤π2,即0<m ≤3π8,故实数m的最大值为3π8.10.(母题营养)设函数f (x )=sin 2ωx +23sin ωx ·cos ωx -cos 2ωx +λ(x ∈R )的图象关于直线x =π对称,其中ω,λ为常数,且ω∈⎝⎛⎭⎫12,1.(1)求函数f (x )的最小正周期;(2)若y =f (x )的图象经过点⎝⎛⎭⎫π4,0,求函数f (x )在x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域. 解析 (1)因为f (x )=sin 2ωx +23sin ωx ·cos ωx -cos 2ωx +λ=-cos 2ωx +3sin 2ωx +λ=2sin ⎝⎛⎭⎫2ωx -π6+λ,由直线x =π是y =f (x )图象的一条对称轴,可得sin ⎝⎛⎭⎫2ωπ-π6=±1,所以2ωπ-π6=k π+π2(k ∈Z ),即ω=k 2+13(k ∈Z ).又ω∈⎝⎛⎭⎫12,1,k ∈Z ,所以k =1,从而ω=56. 所以f (x )的最小正周期是6π5.(2)由y =f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫π4,0,得f ⎝⎛⎭⎫π4=0, 即λ=-2sin ⎝⎛⎭⎫56×π2-π6=-2sin π4=-2, 即λ=- 2.故f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫53x -π6-2, ∵x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,∴53x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,2π3, ∴函数f (x )的值域为[-1-2,2-2].1.函数f (x )=cos(w x +φ)的部分图象如图所示,则f (x )的单调递减区间为( D )A.⎝⎛⎭⎫k π-14,k π+34,k ∈Z B.⎝⎛⎭⎫2k π-14,2k π+34,k ∈Z C.⎝⎛⎭⎫k -14,k +34,k ∈Z D.⎝⎛⎭⎫2k -14,2k +34,k ∈Z 解析 由题图可知T 2=54-14=1,所以T =2.结合题图可知,在⎣⎡⎦⎤-34,54(f (x )的一个周期)内,函数f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎫-14,34.由f (x )是以2为周期的周期函数可知,f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎫2k -14,2k +34,k ∈Z ,故选D. 2.下列函数中,最小正周期为π且图象关于原点对称的函数是( A ) A .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2 B .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2 C .y =sin 2x +cos 2xD .y =sin x +cos x解析 y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2=-sin 2x 是奇函数,图象关于原点对称,且最小正周期为π,A 项正确.y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2=cos 2x ,是偶函数,B 项错误.y =sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4,非奇非偶,C 项错误.y =sin x +cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4,非奇非偶,D 项错误.故选A. 3.为了得到函数y =sin(2x +1)的图象,只需把函数y =sin 2x 的图象上所有的点( A ) A .向左平行移动12个单位长度B .向右平行移动12个单位长度C .向左平行移动1个单位长度D .向右平行移动1个单位长度 解析 ∵y =sin(2x +1)=sin 2⎝⎛⎭⎫x +12, ∴只需把y =sin 2x 图象上所有的点向左平移12个单位长度即得到y =sin(2x +1)的图象.故选A.4.将函数y =sin(2x +φ)的图象沿x 轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能取值为( C )A.3π4 B .π2C.π4D .-π4解析 y =sin(2x +φ)――→左移π8sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π8+φ=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+φ是偶函数,即π4+φ=k π+π2(k ∈Z )⇒φ=k π+π4(k ∈Z ),当k =0时,φ=π4,故选C.5.如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ+k ,据此函数可知,这段时间水深的最大值为( C )A .5 mB .6 mC .8 mD .10 m解析 由题意可知,当sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ=-1时,函数取得最小值2,即3×(-1)+k =2,∴k =5.因此,函数的最大值是8,故水深的最大值为8 m.6.将函数y =3cos x +sin x (x ∈R )的图象向左平移m (m >0)个单位长度后,所得到的图象关于y 轴对称,则m 的最小值是( B )A.π12 B .π6C.π3D .5π6解析 y =3cos x +sin x =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3,向左平移m 个单位长度后得到y =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+m ,由它关于y 轴对称可得sin ⎝⎛⎭⎫π3+m =±1,∴π3+m =k π+π2,k ∈Z ,∴m =k π+π6,k ∈Z ,又m >0,∴m 的最小值为π6.7.已知函数f (x )=A sin(w x +φ)(A ,w ,φ均为正的常数)的最小正周期为π,当x =2π3时,函数f (x )取得最小值,则下列结论正确的是( A )A .f (2)<f (-2)<f (0)B .f (0)<f (2)<f (-2)C .f (-2)<f (0)<f (2)D .f (2)<f (0)<f (-2)解析 ∵ω>0,∴T =2πω=π,∴ω=2.又A >0,∴f ⎝⎛⎭⎫2π3=-A , 即sin ⎝⎛⎭⎫4π3+φ=-1,得φ+4π3=2k π+32π(k ∈Z ), 即φ=2k π+π6(k ∈Z ).又∵φ>0,∴可取f (x )=A sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, ∴f (2)=A sin ⎝⎛⎭⎫4+π6, f (-2)=A sin ⎝⎛⎭⎫-4+π6,f (0)=A sin π6. ∵π<4+π6<3π2,∴f (2)<0.∵-7π6<-4+π6<-π,且y =sin x 在⎝⎛⎭⎫-7π6,-π上为减函数, ∴sin ⎝⎛⎭⎫-4+π6<sin ⎝⎛⎭⎫-7π6=sin π6,且sin ⎝⎛⎭⎫-4+π6>sin(-π)=0,从而有0<f (-2)<f (0).故有f (2)<f (-2)<f (0).故选A.8.将函数f (x )=sin 2x 的图象向右平移φ⎝⎛⎭⎫0<φ<π2个单位后得到函数g (x )的图象.若对满足|f (x 1)-g (x 2)|=2的x 1,x 2,有|x 1-x 2|min =π3,则φ=( D )A.5π12B .π3C.π4D .π6解析 g (x )=sin[2(x -φ)] =sin(2x -2φ). ∵|f (x )|≤1,|g (x )|≤1, ∴|f (x )-g (x )|≤2,当且仅当f (x 1)=1,g (x 2)=-1或f (x 1)=-1,g (x 2)=1时,满足|f (x 1)-g (x 2)|=2. 不妨设A (x 1,-1)是函数f (x )图象的一个最低点,B (x 2,1)是函数g (x )图象的一个最高点, 于是x 1=k 1π+3π4(k 1∈Z ),x 2=k 2π+π4+φ(k 2 ∈Z ).∴|x 1-x 2|≥⎪⎪⎪⎪3π4-⎝⎛⎭⎫π4+φ=⎪⎪⎪⎪π2-φ. ∵φ ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,|x 1-x 2|min =π3, ∴π2-φ=π3,即φ=π6,故选D. 9.已知函数f (x )=2sin x +φ2cos x +φ2⎝⎛⎭⎫|φ|<π2,且对于任意的x ∈R ,f (x )≤f ⎝⎛⎭⎫π6,则( C ) A .f (x )=f (x +π) B .f (x )=f ⎝⎛⎭⎫x +π2 C .f (x )=f ⎝⎛⎭⎫π3-xD .f (x )=f ⎝⎛⎭⎫π6-x解析 f (x )=sin(x +φ).由题意,可知f (x )≤f ⎝⎛⎭⎫π6对于任意的x ∈R 恒成立,即sin(x +φ)≤sin ⎝⎛⎭⎫π6+φ.又因为|φ|<π2,所以π6+φ=π2,所以φ=π3,所以f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +π3.f ⎝⎛⎭⎫π3-x =sin ⎝⎛⎭⎫π3-x +π3=sin ⎣⎡⎦⎤-⎝⎛⎭⎫π3+x +π=sin ⎝⎛⎭⎫x +π3=f (x ).故选C. 10.已知函数f (x )=3sin w x +cos w x (w >0)的图象与x 轴的交点的横坐标可构成一个公差为π2的等差数列,把函数f (x )的图象沿x 轴向左平移π6个单位,得到函数g (x )的图象.下列说法正确的是( D )A .g (x )在⎣⎡⎦⎤π4,π2上是增函数B .g (x )的图象关于直线x =-π4对称C .函数g (x )是奇函数D .当x ∈⎣⎡⎦⎤π6,2π3时,函数g (x )的值域是[-2,1]解析 f (x )=3sin ωx +cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6,由题意知T 2=π2,∴T =π,∴ω=2πT=2,∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6.把函数f (x )的图象沿x 轴向左平移π6个单位,得到g (x )=2sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π6+π6=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2=2cos 2x 的图象,易知g (x )是偶函数且在⎣⎡⎦⎤π4,π2上是减函数,其图象不关于直线x =-π4对称,所以A 项,B 项,C 项错误.当x ∈⎣⎡⎦⎤π6,2π3时,2x ∈⎣⎡⎦⎤π3,4π3,则g (x )min =2cos π=-2,g (x )max =2cos π3=1,即函数g (x )的值域为[-2,1],故选D.11.函数f (x )=2x -4sin x ,x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2的图象大致是( D )解析 因为函数f (x )是奇函数,所以排除A ,B 项,f ′(x )=2-4cos x ,令f ′(x )=2-4cos x =0,得x =±π3,故选D.12.函数f (x )=A sin w x (A >0,w >0)的部分图象如图所示,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 018)的值为( A )A .2+2B .32C .62D .-2解析 由题图可知,A =2,T =8,2πω=8,ω=π4,∴f (x )=2sin π4x ,∴f (1)=2,f (2)=2,f (3)=2,f (4)=0,f (5)=-2,f (6)=-2,f (7)=-2,f (8)=0,而2 018=8×252+2,∴f (1)+f (2)+…+f (2 018)=f (1)+f (2)=2+ 2.故选A.第2讲 三角变换与解三角形题型一三角恒等变换1.(1)(2018·河南郑州模拟)若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β=( A )A.17 B .16C .57D .56(2) (2017·河北唐山中学模拟)已知α是三角形的内角,sin ⎝⎛⎭⎫α+π3=45,则cos ⎝⎛⎭⎫5π12-α=( D )A.210B .-210C .-7210D .7210突破点拨(1)注意到β=(α+β)-α,再结合已知条件求tan β的值. (2)注意到cos ⎝⎛⎭⎫5π12-α=-cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α+π3+π4,再实施运算. 解析 (1)tan β=tan[(α+β)-α] =tan (α+β)-tan α1+tan (α+β)·tan α=12-131+12×13=17.故选A.(2)∵α是三角形的内角,sin ⎝⎛⎭⎫α+π3=45<32, ∴α+π3是钝角,∴cos ⎝⎛⎭⎫α+π3=-35,cos ⎝⎛⎭⎫5π12-α=-cos ⎣⎡⎦⎤π-⎝⎛⎭⎫5π12-α=-cos ⎝⎛⎭⎫712π+α=-cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α+π3+π4=-cos ⎝⎛⎭⎫α+π3·cos π4+sin ⎝⎛⎭⎫α+π3sin π4=7210.故选D. 2. 已知cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·cos ⎝⎛⎭⎫π3-α=-14,α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2. (1)求sin 2α的值; (2)求tan α-1tan α的值. 突破点拨(1)利用诱导公式转化为二倍角公式,再利用同角三角函数基本关系式求解. (2)切化弦,转化为二倍角公式,再利用(1)的结论求解. 解析 (1)cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·cos ⎝⎛⎭⎫π3-α =cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·sin ⎝⎛⎭⎫π6+α=12sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-14, 即sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-12. ∵α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2,∴2α+π3∈⎝⎛⎭⎫π,4π3, ∴cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-32, ∴sin 2α=sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫2α+π3-π3=sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3cos π3-cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3sin π3=12. (2)∵α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2,∴2α∈⎝⎛⎭⎫2π3,π, 又由(1)知sin 2α=12,∴cos 2α=-32.∴tan α-1tan α=sin αcos α-cos αsin α=sin 2α-cos 2αsin α cos α=-2cos 2αsin 2α=-2×-3212=2 3.利用三角恒等变换公式解题的常用技巧(1)项的分拆与角的配凑:如sin 2α+2cos 2α=(sin 2α+cos 2α)+cos 2α,α=(α-β)+β等. (2)降幂与升幂:通过二倍角公式得到. (3)弦、切互化:一般是切化弦. 题型二 解三角形1. 已知a ,b ,c 分别为△ABC 内角A ,B ,C 的对边,sin 2B =2sin A sin C . (1)若a =b ,求cos B ;(2)设B =90°,且a =2,求△ABC 的面积. 突破点拨(1)根据正弦定理把已知条件转化为边的关系,然后利用余弦定理求解.(2)利用勾股定理得到边的一个方程,结合已知条件解方程组求得边长,然后求面积.解析 (1)由题设及正弦定理可得b 2=2ac . 又a =b ,可得b =2c ,a =2c . 由余弦定理可得cos B =a 2+c 2-b 22ac =14.(2)由(1)知b 2=2ac . 因为B =90°,由勾股定理得a 2+c 2=b 2,故a 2+c 2=2ac ,进而可得c =a = 2. 所以△ABC 的面积为12×2×2=1.【变式考法】 (1)在本例条件下,求角B 的范围. (2)在本例条件下,若B =60°,b =2,求a 的值. 解析 (1)因为b 2=2ac ,所以cos B =a 2+c 2-b 22ac ≥2ac -2ac2ac =0,又因为0<B <π,所以0<B ≤π2.(2)因为b 2=2ac ,b =2,所以ac =1, 又因为b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,所以a 2+c 2=3, 所以a +c =5, 所以a =5+12或5-12. 2. △ABC 中,D 是BC 上的点,AD 平分∠BAC ,△ABD 面积是△ADC 面积的2倍. (1)求sin ∠B sin ∠C; (2)若AD =1,DC =22,求BD 和AC 的长. 突破点拨(1)利用面积关系得边的关系,再利用正弦定理求解. (2)先利用面积比求BD ,再利用余弦定理求解. 解析 (1)S △ABD =12AB ·AD sin ∠BAD ,S △ADC =12AC ·AD sin ∠CAD .因为S △ABD =2S △ADC ,∠BAD =∠CAD ,所以AB =2AC . 由正弦定理可得sin ∠B sin ∠C =AC AB =12.(2)因为S △ABD ∶S △ADC =BD ∶DC ,所以BD = 2. 在△ABD 和△ADC 中,由余弦定理知 AB 2=AD 2+BD 2-2AD ·BD cos ∠ADB , AC 2=AD 2+DC 2-2AD ·DC cos ∠ADC . 故AB 2+2AC 2=3AD 2+BD 2+2DC 2=6. 由(1)知AB =2AC ,所以AC =1.利用正、余弦定理解三角形的技巧解三角形问题一般要利用正、余弦定理和三角形内角和定理,正弦定理可以将角转化为边,也可以将边转化成角,当涉及边的平方关系时,一般利用余弦定理,要根据题目特点和正、余弦定理的结构形式,灵活选用.有关解三角形的综合问题(1)求∠ACP ;(2)若△APB 的面积是332,求sin ∠BAP .思维导航(1)由已知条件选择余弦定理求得AP .(2)由三角形的面积和(1)结论解得PB ,再由余弦定理及正弦定理求得AB 和sin ∠BAP . 规范解答(1)在△APC 中,因为∠P AC =60°,PC =2,AP +AC =4, 由余弦定理得PC 2=AP 2+AC 2-2AP ·AC ·cos ∠P AC ,所以22=AP 2+(4-AP )2-2AP ·(4-AP )·cos 60°,整理得AP 2-4AP +4=0,解得AP =2,所以AC =2.所以△APC 是等边三角形,所以∠ACP =60°.(2)因为∠APB 是△APC 的外角,所以∠APB =120°.因为△APB 的面积是332,所以12AP ·PB ·sin ∠APB =332,所以PB =3.在△APB 中,AB 2=AP 2+PB 2-2AP ·PB ·cos ∠APB =22+32-2×2×3×cos 120°=19,所以AB =19.在△APB 中,由正弦定理得AB sin ∠APB =PBsin ∠BAP,所以sin ∠BAP =3sin 120°19=35738.【变式考法】 (2017·广州模拟)如图,在△ABC 中,∠ABC =30°,AB =3,AC =1,AC <BC ,P 为BC 右上方一点,满足∠BPC =90°.(1)若BP =2,求AP 的长; (2)求△BPC 周长的最大值.解析 由题意知1=AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos ∠ABC =3+BC 2-3BC ,解得BC =2(BC =1舍去,则∠CAB =90°.又∠BPC =90°,且BP =2,所以∠PBC =45°,从而∠ABP =75°.连接AP ,由余弦定理得AP =3+2-2×3×2×6-24=6+22. (2)由(1)可知BC =2或BC =1,又因为求△BPC 周长的最大值,所以BC =2,设BP =m ,PC =n ,则m 2+n 2=4.由于BC 长为定值,因此求△BPC 周长的最大值只需求BP +PC =m +n 的最大值即可. 又4=m 2+n 2≥(m +n )22,则m +n ≤22, 当且仅当m =n =2时取等号,此时△BPC 的周长取得最大值,为2+2 2.1.(教材回归)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=( D ) A .-32B .32C .-12D .12解析 原式=sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin(20°+10°)=sin 30°=12,故选D.2.(2017·“江南十校”模拟)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若C=2B ,则sin Bsin A=( D )A.c 2a 2+b 2-c 2 B .b 2a 2+b 2-c 2C.a 2a 2+b 2-c2 D .c 2a 2+c 2-b2解析 由已知,得sin C =sin 2B =2sin B cos B , 所以sin C sin B =2cos B .由正弦定理及余弦定理,得c b =2×a 2+c 2-b 22ac ,则b a =c 2a 2+c 2-b2. 再由正弦定理,得sin B sin A =c 2a 2+c 2-b 2,故选D.3.已知tan α=-2,tan(α+β)=17,则tan β的值为__3__.解析 tan β=tan[(α+β)-α]=tan (α+β)-tan α1+tan (α+β)tan α=17-(-2)1+17×(-2)=3.4.(2017·河南郑州调考)已知△ABC 中,角C 为直角,D 是边BC 上一点,M 是AD 上一点,且CD =1,∠DBM =∠DMB =∠CAB ,则MA =__2__.解析 如图,设∠DMB =θ,则∠ADC =2θ,∠DAC =π2-2θ,∠AMB =π-θ,∠ABM =π2-2θ,在Rt △ABC 中,cos θ=cos ∠CAB =ACAB ;在△CDA 中,由正弦定理得CD sin ⎝⎛⎭⎫π2-2θ=ACsin 2θ; 在△AMB 中,由正弦定理得MA sin ⎝⎛⎭⎫π2-2θ=ABsin (π-θ), ∴CD MA =AC ·sin θAB ·sin 2θ=AC ·sin θ2AB ·sin θcos θ=12,从而MA =2. 5.在△ABC 中,a =4,b =5,c =6,则sin 2Asin C=__1__.解析 在△ABC 中,由余弦定理的推论可得cos A =b 2+c 2-a 22bc =52+62-422×5×6=34,由正弦定理可知sin 2A sin C =2sin A cos A sin C =2a ·cos Ac =2×4×346=1.6.(书中淘金)如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A 处时测得公路北侧一山顶D 在西偏北30°的方向上,行驶600 m 后到达B 处,测得此山顶在西偏北75°的方向上,仰角为30°,则此山的高度CD解析 依题意有AB =600,∠CAB =30°,∠CBA =180°-75°=105°,∠DBC =30°,DC ⊥CB . ∴∠ACB =45°,在△ABC 中,由AB sin ∠ACB =CB sin ∠CAB ,得600sin 45°=CBsin 30°, 有CB =3002,在Rt △BCD 中,CD =CB ·tan 30°=1006, 则此山的高度CD =100 6 m.7.(考点聚焦)已知函数f (x )=2sin ωx +m cos ωx (ω>0,m >0)的最小值为-2,且图象上相邻两个最高点的距离为π.(1)求ω和m 的值;(2)若f ⎝⎛⎭⎫θ2=65,θ∈⎝⎛⎭⎫π4,3π4,求f ⎝⎛⎭⎫θ+π8的值. 解析 (1)易知f (x )=2+m 2sin(ωx +φ)(φ为辅助角), ∴f (x )min =-2+m 2=-2,∴m = 2.由题意知函数f (x )的最小正周期为π,∴2πω=π,∴ω=2.(2)由(1)得f (x )=2sin 2x +2cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4, ∴f ⎝⎛⎭⎫θ2=2sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=65, ∴sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=35, ∵θ∈⎝⎛⎭⎫π4,3π4,∴θ+π4∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴cos ⎝⎛⎭⎫θ+π4=-1-sin 2⎝⎛⎭⎫θ+π4=-45, ∴f ⎝⎛⎭⎫θ+π8=2sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫θ+π8+π4=2sin ⎝⎛⎭⎫2θ+π2 =2sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫θ+π4=4sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4cos ⎝⎛⎭⎫θ+π4 =4×35×⎝⎛⎭⎫-45=-4825. 8.(教材回归)在△ABC 中,已知AB =2,AC =3,A =60°. (1)求BC 的长; (2)求sin 2C 的值.解析 (1)由余弦定理知,BC 2=AB 2+AC 2-2AB ·AC ·cos A =4+9-2×2×3×12=7,所以BC =7.(2)由正弦定理知sin C =AB BC ·sin A =2sin 60°7=217.因为AB <BC ,所以C <A ,所以C 为锐角, 则cos C =1-sin 2C =1-37=277. 因此sin 2C =2sin C ·cos C =2×217×277=437. 9.(2017·河北唐山二模)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a 2+b 2=λab . (1)若λ=6,B =5π6,求sin A ;(2)若λ=4,AB 边上的高为3c6,求C . 解析 (1)已知B =5π6,a 2+b 2=6ab ,结合正弦定理得4sin 2A -26sin A +1=0,解得sin A =6±24. 因为0<A <π6,所以sin A <12,所以sin A =6-24.(2)由题意可知S △ABC =12ab sin C =312c 2,得12ab sin C =312(a 2+b 2-2ab cos C )=312(4ab -2ab cos C ). 从而有3sin C +cos C =2,即sin ⎝⎛⎭⎫C +π6=1. 又π6<C +π6<7π6,所以C =π3.10.(2017·山东淄博模拟)已知a ,b ,c 分别为△ABC 的内角A ,B ,C 的对边,且a cos C +3a sin C -b -c =0.(1)求A ;(2)若a =2,求△ABC 面积的最大值.解析 (1)由a cos C +3a sin C -b -c =0及正弦定理, 得sin A cos C +3sin A sin C -sin B -sin C =0. 因为B =π-A -C ,所以3sin A sin C -cos A sin C -sin C =0. 易知sin C ≠0,所以3sin A -cos A =1, 所以sin ⎝⎛⎭⎫A -π6=12.又0<A <π,所以A =π3. (2)方法一 由(1)得B +C =2π3⇒C =2π3-B ⎝⎛⎭⎫0<B <2π3,因为a sin A =2sin π3=43, 所以由正弦定理得b =43sin B ,c =43sin C . 所以S △ABC =12bc sin A =12×43sin B ×43sin C ·sin π3=433sin B ·sin C =433·sin B ·sin ⎝⎛⎭⎫2π3-B =433⎝⎛⎭⎫32sin B cos B +12sin 2B =sin 2B -33cos 2B +33=233sin ⎝⎛⎭⎫2B -π6+33.易知-π6<2B -π6<7π6, 故当2B -π6=π2,即B =π3时,S △ABC 取得最大值,最大值为233+33= 3.方法二 由(1)知A =π3,又a =2,由余弦定理得22=b 2+c 2-2bc cos π3,即b 2+c 2-bc =4⇒bc +4=b 2+c 2≥2bc ⇒bc ≤4,当且仅当b =c=2时,等号成立.所以S △ABC =12bc sin A =12×32bc ≤34×4=3,即当b =c =2时,S △ABC 取得最大值,最大值为 3.1.已知函数f (x )=2cos 2x -sin ⎝⎛⎭⎫2x -7π6. (1)求函数f (x )的最大值,并写出f (x )取最大值时x 的取值集合;(2)已知△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若f (A )=32,b +c =2,求实数a的取值范围.解析 (1)f (x )=(1+cos 2x )-⎝⎛⎭⎫sin 2x cos 7π6-cos 2x sin 7π6 =1+32sin 2x +12cos 2x =1+sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, ∴函数f (x )的最大值为2,当且仅当sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6=1, 即2x +π6=2k π+π2,k ∈Z ,即x =k π+π6,k ∈Z 时取到.∴函数f (x )取最大值时x 的取值集合为x ⎪⎪⎭⎬⎫x =k π+π6,k ∈Z . (2)由题意,f (A )=sin ⎝⎛⎭⎫2A +π6+1=32, 化简得sin ⎝⎛⎭⎫2A +π6=12. ∵A ∈(0,π),∴2A +π6∈⎝⎛⎭⎫π6,13π6, ∴2A +π6=5π6,∴A =π3.在△ABC 中,a 2=b 2+c 2-2bc cos π3=(b +c )2-3bc .由b +c =2,知bc ≤⎝⎛⎭⎫b +c 22= 1,即a 2≥1,当b =c =1时取等号. 又由b +c >a ,得a <2, ∴a 的取值范围是[1,2).2.已知a ,b ,c 分别是△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边,且c =2,C =π3.(1)若△ABC 的面积等于3,求a ,b ; (2)若sin C +sin(B -A )=2sin 2A ,求A 的值. 解析 (1)∵c =2,C =π3,∴由余弦定理得4=a 2+b 2-2ab cos π3=a 2+b 2-ab .∵△ABC 的面积等于3, ∴12ab sin C =3,∴ab =4, 联立⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2-ab =4,ab =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2.(2)∵sin C +sin(B -A )=2sin 2A , ∴sin(B +A )+sin(B -A )=4sin A cos A , ∴sin B cos A =2sin A cos A . ①当cos A =0时,A =π2;②当cos A ≠0时,sin B =2sin A ,由正弦定理得b =2a ,联立⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2-ab =4,b =2a ,解得⎩⎨⎧a =233,b =433,∴b 2=a 2+c 2,∵C =π3,∴A =π6.综上所述,A =π2或A =π6.3.(2017·浙江重点中学联考)已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c . (1)若C =2B ,求证:cos A =3cos B -4cos 3B ;(2)若b sin B -c sin C =a ,且△ABC 的面积S =b 2+c 2-a 24,求角B .解析 (1)证明:∵C =2B ,∴A =π-3B , ∴cos A =cos(π-3B )=-cos(B +2B ) =-cos B cos 2B +sin B sin 2B =-cos B (2cos 2B -1)+2sin 2B cos B=cos B -2cos 3B +2cos B (1-cos 2B )=3cos B -4cos 3B , ∴cos A =3cos B -4cos 3B .(2)在△ABC 中,∵S =b 2+c 2-a 24,∴S =b 2+c 2-a 24=12bc sin A .由余弦定理知b 2+c 2-a 24=12bc cos A ,∴12bc cos A =12bc sin A ,∴tan A =1, 而A ∈(0,π),∴A =π4.∵b sin B -c sin C =a ,由正弦定理,得 sin 2B -sin 2C =sin A =22, ∴cos 2C -cos 2B = 2.∵2C =2π-2A -2B =3π2-2B ,∴-sin 2B -cos 2B =2,∴sin ⎝⎛⎭⎫2B +π4=-1. ∵B ∈(0,π),∴2B +π4=3π2,∴B =5π8.4.(2017·武汉武昌五月调研)已和函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,0<φ<π2的图象经过点⎝⎛⎭⎫0,12,且相邻两条对称轴的距离为π2.(1)求函数f (x )的解析式及其在[0,π]上的单调递增区间;(2)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是内角A ,B ,C 的对边,若f ⎝⎛⎭⎫A 2-cos A =12,bc =1,b +c =3,求a 的值.解析 (1)将⎝⎛⎭⎫0,12代入f (x )的解析式,得sin φ=12. 又因为0<φ<π2,所以φ=π6.又因为最小正周期T =π2×2=π,所以ω=2.所以函数f (x )的解析式为f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. 因为x ∈[0,π], 所以π6≤2x +π6≤13π6,所以2x +π6∈⎣⎡⎦⎤π6,π2或2x +π6∈⎣⎡⎦⎤3π2,13π6时,f (x )递增,即x ∈⎣⎡⎦⎤0,π6或x ∈⎣⎡⎦⎤2π3,π时,f (x )递增.所以函数f (x )在[0,π]上的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤0,π6,⎣⎡⎦⎤2π3,π. (2)由(1)知f ⎝⎛⎭⎫A 2=sin ⎝⎛⎭⎫A +π6,代入已知等式得 sin ⎝⎛⎭⎫A +π6-cos A =32sin A +12cos A -cos A =32sin A -12cos A =sin ⎝⎛⎭⎫A -π6=12, 所以A -π6=π6或5π6,即A =π3或A =π(舍去).又因为bc =1,b +c =3,由余弦定理,得a 2=b 2+c 2-2bc ·cos A =b 2+c 2-bc =(b +c )2-3bc =6,所以a = 6. 5.(2018·山东青岛模拟)在△ABC 中,边a ,b ,c 的对角分别为A ,B ,C ,且b =4,A =π3,面积S =2 3. (1)求a 的值;(2)设f (x )=2(cos C sin x -cos A cos x ),将f (x )图象上所有点的横坐标变为原来的12(纵坐标不变)得到g (x )的图象,求g (x )的单调增区间.解析 (1)在△ABC 中,∵S =12bc sin A ,∴23=12×4×c ×32,∴c =2.∴a =b 2+c 2-2bc cos A =16+4-2×4×2×12=2 3.(2)∵a sin A =b sin B ,即2332=4sin B,∴sin B =1, 又0<B <π,∴B =π2,∴C =π6,∴f (x )=2(cos C sin x -cos A cos x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x -π6, 将f (x )图象上所有点的横坐标变为原来的12(纵坐标不变),得到的图象对应的函数解析式为g (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6, 令2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2(k ∈Z ),解得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ),故g (x )的单调增区间为⎣⎡⎦⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ). 6.(2018·辽宁协作体一模)设△ABC 是锐角三角形,三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且(sin A -sin B )(sin A +sin B )=sin ⎝⎛⎭⎫π3+B sin ⎝⎛⎭⎫π3-B . (1)求角A 的值;(2)若AB →·AC →=12,a =27,求b ,c (其中b <c ).解析 (1)∵(sin A -sin B )(sin A +sin B )=sin ⎝⎛⎭⎫π3+B ·sin ⎝⎛⎭⎫π3-B ,∴sin 2A -sin 2B =⎝⎛⎭⎫32cos B +12sin B⎝⎛⎭⎫32cos B -12sin B , 即sin 2A =34cos 2B -14sin 2B +sin 2B=34(cos 2B +sin 2B )=34, ∵角A 为锐角△ABC 的内角,∴sin A >0, ∴sin A =32,∴A =π3. (2)AB →·AC →=bc cos A =12,∴bc =24,又a 2=b 2+c 2-2bc cos A =(b +c )2-3bc =(27)2, ∴b +c =10,又∵b <c ,∴b =4,c =6.第3讲 平面向量题型一 向量的概念及线性运算高考中常从以下角度命题:1. (1)平面内给定三个向量a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1).若(a+k c)∥(2b-a),则k=-1613.(2)如图,E为平行四边形ABCD的边DC的中点,F为△ABD的重心,且AB→=a,AD→=b,则FE→=23b+16a.突破点拨(1)利用向量的坐标运算和向量共线定理求解.(2)利用向量加、减法的几何意义和重心公式求解.解析(1)因为(a+k c)∥(2b-a),又a+k c=(3+4k,2+k),2b-a=(-5,2),所以2×(3+4k)-(-5)×(2+k)=0,所以k=-1613.(2)由F为△ABD的重心,得AF→=23×12AC→=13(a+b).又AE→=AD→+DE→=b+12a,所以FE→=AE→-AF→=23b+16a.2.(1)在△ABC中,点M,N满足AM→=2MC→,BN→=NC→.若MN→=xAB→+yAC→,则x=12,y=-16.(2)已知向量a=(2,1),b=(1,-2),若m a+n b=(9,-8)(m,n∈R),则m-n的值为__-3__.突破点拨(1)画出图形,利用向量加减法则求解.(2)利用向量的坐标运算求解.。
高三数学复习知识点总结归纳
高三数学复习知识点总结归纳高三数学复习知识点总结第一、高考数学中有函数、数列、三角函数、平面向量、不等式、立体几何等九大章节。
主要是考函数和导数,这是我们整个高中阶段里最核心的板块,在这个板块里,重点考察两个方面:第一个函数的性质,包括函数的单调性、奇偶性;第二是函数的解答题,重点考察的是二次函数和高次函数,分函数和它的一些分布问题,但是这个分布重点还包含两个分析就是二次方程的分布的问题,这是第一个板块。
第二、平面向量和三角函数。
重点考察三个方面:一个是划减与求值,第一,重点掌握公式,重点掌握五组基本公式。
第二,是三角函数的图像和性质,这里重点掌握正弦函数和余弦函数的性质,第三,正弦定理和余弦定理来解三角形。
难度比较小。
第三、数列。
数列这个板块,重点考两个方面:一个通项;一个是求和。
第四、空间向量和立体几何,在里面重点考察两个方面:一个是证明;一个是计算。
第五、概率和统计。
这一板块主要是属于数学应用问题的范畴,当然应该掌握下面几个方面,第一……等可能的概率,第二………事件,第三是独立事件,还有独立重复事件发生的概率。
第六、解析几何。
这是我们比较头疼的问题,是整个试卷里难度比较大,计算量的题,当然这一类题,我总结下面五类常考的题型,包括:第一类所讲的直线和曲线的位置关系,这是考试最多的内容。
考生应该掌握它的通法;第二类我们所讲的动点问题;第三类是弦长问题;第四类是对称问题,这也是2008年高考已经考过的一点;第五类重点问题,这类题时往往觉得有思路,但是没有答案,当然这里我相等的是,这道题尽管计算量很大,但是造成计算量大的原因,往往有这个原因,我们所选方法不是很恰当,因此,在这一章里我们要掌握比较好的算法,来提高我们做题的准确度,这是我们所讲的第六大板块。
第七、押轴题。
考生在备考复习时,应该重点不等式计算的方法,虽然说难度比较大,我建议考生,采取分部得分整个试卷不要留空白。
这是高考所考的七大板块核心的考点。
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三角函数与平面向量
图象是
函数个
个
个个)上是增函数的个数是
,(,且在
其中周期在四个函数个单位
右移
个单位左移
个单位右移
个单位
左移
的图象的图象,只需将要得到函数的是
下列各式中值为一、选择题
)2
,230(cos |tan |.44.3.2.1.20|,|sin )4(2
cos
2tan )3(|sin |)2(sin )1(.34
.4
.8
.8
.2sin )4
2cos(.25.22tan 15.22tan .
2
6
cos 1.
12
sin 12
cos .15cos 15sin .21
.1222
2
π
ππ
ππ
π
π
π
π
π
π
π
≠<≤⋅===-====-=︒
-︒--︒︒x x x x y D C B A T x y x x y x y x
y D C B A x y x y D C B A
)
2
2,2.()
2,2.()
2
2,2
2.()
22,232.(0)(,cos )(],0[),()()(.7}
,4
34|.{}
,44|.{},4
524
2|.{}
,42432|.{,cos sin .63
.3
.6
..)3sin()3cos(3)(.522π
ππππππ
ππ
ππ
πππππππ
ππ
ππππππ
ππ
ππ
ππππ
ππ
ππ
ππ
θθθ+
++
-
+->=∈-=+∈+
<<+
∈+
<<-∈+
<<+∈+<<->-
+
+
---=k k D k k C k k B k k A x f x x f x x f x f x f R Z k k x k x D Z k k x k x C Z k k x k x B Z k k x k x A x x x k D k C k B k A x x x f 集是
的解
则时解析为若满足上的偶函数定义在的取值范围是
则若等于是奇函数,则函数
8.(2,8),(8,16),cos 636363
....6565659.(cos ,sin )(cos ,sin ),..()()..10.60|3|.4
a b a b a b A B C D a b A a b B a b a b C a b
D a b a b a b C D ααββαβ
+=--=-<⋅>-±==⊥+⊥-+︒+
已知则等于
其他
已知则
∥与夹角为已知、均为单位向量,它们的夹角为,那么等于二23
11.sin(),cos 225
12.14
sin sin ,sin cos 333sin(2)[,]()
4881sin cos ()1sin cos 1
tan 2sin 13.1,x y y x y x k k k Z x x
f x x x x y x
AB AB a BC πααπππ
πππ
+==
+=-=--+∈+-=++=-= 、填空题
若则下列命题正确的是
①若则的最大值是,
②函数的单调增区间是③函数是奇函数
④函数的最小正周期是已知正方形的边长为
,,,||14.||2||4515.16.0,cos 2sin 22,[0,],[51]2
b AC
c a b c a b a b kb a a k y a y a x x a b x a b π
==++===︒-==≠=--++∈-
则若,与的夹角为,要使与垂直,则三、解答题
求函数已知函数若函数值域为,,求常数、的值。
的夹角与的最小值及最小值时求函数的函数的数量积表示为关于与求将;
))求证:((为正实数)满足关系、且已知向量θββαβαb a k f k f k b a b a b a k kb a b ka b a b a )()3();
()2()(1(||3||),sin ,(cos ),sin ,(cos .17-⊥+-=+==
专题四 三角函数与平面向量
一、1.D 2.B 3.C [⑴⑵⑶] 4.D 5.D 6.D 7.B 8.B 9.B 10.A
二、2.1422.13.12257
.11①④
三、
.
3
1800.
21
||||cos 21)(112
141241
)(,0)3()
0(41
)(,41363121sin cos ,1sin cos 3632)(3)(|,
|3||)2()()(011||||)()(1.171
,253,13)2
(|)(,)6(|)(0)2(5
,25,13)6
(|)(3)2(|)(.0)1(1)6
2sin(21676
26
2
02)6
2sin(2)(.162
11)6
sin(2132662
0),6
sin(2sin 3cos )cos 1(3cos )2
0(cos .15222
2222222222222222222min max min max 222π
θθθββααπ
ππ
π
π
ππ
π
π
π
παππ
απ
π
απ
αααααπ
αα=
∴︒≤≤︒=⋅=====⨯≥+
=>>+=+=⋅+⋅-=+⋅+=+==+=+⋅-=+⋅+⇒-=+∴-=+-⊥+∴=-=-=-=-⋅+=-=-=+=+====<-==-==+==+==>≤+≤-⇒≤
+
≤⇒
≤
≤+++-=≤≤∴≤+≤∴≤
+
≤∴
≤
≤+=+=-+=≤
≤=,又,此时的最小值等于”,故时取“即当且仅当,
故得故又)证明解(得由时,当得由时当由解:,而则有
解:设b a b a k f k k k k k k k k f k k k
k k f k k b a k b ka b ka k b a b k b ka a b b ka a k kb a b ka kb a b ka b a b a b a b a b a b a b a b a b b
a f x f
b f x f a b a b b a b
f x f b a f x f a x x x b a x a x f y y x。