角函数、平面向量综合题九种类型
三角函数平面向量优秀数学复习题目精选(适合复习用)
D. ������
C【解析】 a 3b
2
a 3b
2
2
a 9 b 2 a 3b
1 9 213 1
13
2
4. 已知 ������������������ (������������ + ������) = ������,那么 ������������������������ = ( )
D. ������������ + ������������ = ������
C【解析】因为 ������,������,������ 三点共线,所以 ���⃗⃗⃗���⃗���⃗⃗��� = ���������⃗⃗���⃗⃗���⃗���(������ ≠ ������),即 ���������������⃗��� + ���⃗��� = ������(���⃗��� + ���������������⃗���) = ���������⃗��� + ���������������������⃗���(������ ≠ ������). 又因为 ���⃗���,���⃗��� 不共线,所以 {������������������==������������������,������. 所以 ������������������������ = ������. 7. 函数 ������(������) = ������������������������������ + √������������������������������������ 的最大值和周期分别为 ( )
������������������������
3. 已知 ���⃗���,���⃗��� 均为单位向量,它们的夹角为 ������������∘,那么 ∣ ���⃗��� + ���������⃗��� ∣ 等于 ( )
-三角函数三角形平面向量高考常考14种题型解题方法
三角函数三角形平面向量高考常考题型解题方法本专题要特别小心: 1.平面向量的几何意义应用 2. 平面向量与三角形的综合 3. 三角形的边角互化4.向量的数量积问题等综合问题5. 向量夹角为锐角、钝角时注意问题6.三角形中角的范围7.正余弦定理综合。
【题型方法】(一)考查平面向量基本定理例1. 设D 为ABC ∆所在平面内一点,若3BC CD =,则下列关系中正确的是( ) A .1433AD AB AC =-+ B .1433AD AB AC =- C .4133AD AB AC =+ D .4133AD AB AC =-【解析】∵3BC CD = ∴AC −−AB =3(AD −−AC ) ∴AD =43AC −−13AB . 选C练习1.设四边形ABCD 为平行四边形,,.若点M ,N 满足,,则( )A .20B .15C .9D .6【解析】不妨设该平行四边形为矩形,以为坐标原点建立平面直角坐标系 则,故练习2. 如图,在ABC 中,D 是BC 的中点,E 在边AB 上,BE =2EA ,AD 与CE 交于点O .若6AB AC AO EC ⋅=⋅,则ABAC的值是_____【解析】如图,过点D 作DF //CE ,交AB 于点F ,由BE =2EA ,D 为BC 中点,知BF =FE =EA ,AO =OD()()()3632AO EC AD AC AE AB AC AC AE =-=+-()223131123233AB AC AC AB AB AC AB AC AB AC ⎛⎫⎛⎫=+-=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭22223211323322AB AC AB AC AB AC AB AC AB AC ⎛⎫=-+=-+= ⎪⎝⎭得2213,22AB AC =即3,AB AC =故3AB AC=(二)考察数形结合思想(如:向量与圆等图形的结合) 例2. 已知点A ,B ,C 在圆上运动,且ABBC ,若点P 的坐标为(2,0),则的最大值为( )A .6B .7C .8D .9 【解析】由题意,AC 为直径,所以当且仅当点B 为(-1,0)时,取得最大值7选B练习1. 在平面内,定点A ,B ,C ,D 满足==, = = =–2,动点P ,M 满足=1,=,则的最大值是( )A .B .C .D .【解析】甴已知易得以为原点,直线为轴建立平面直角坐标系,如图所示则设由已知,得又,它表示圆上的点与点的距离的平方的,选B练习2. 在矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若AP =λAB +μAD ,则λ+μ的最大值为( ) A .3 B .22 C .5 D .2 【解析】如图,建立平面直角坐标系设()()()()0,1,0,0,2,1,,A B D P x y 根据等面积公式可得圆的半径是25,即圆的方程是()22425x y -+=()()(),1,0,1,2,0AP x y AB AD =-=-=若满足AP AB AD λμ=+,即21x y μλ=⎧⎨-=-⎩ ,,12x y μλ==- ,所以12xy λμ+=-+设12x z y =-+ ,即102xy z -+-= 点(),P x y 在圆()22425x y -+=上,所以圆心到直线的距离d r ≤,即221514z -≤+ ,解得13z ≤≤ 所以z 的最大值是3,即λμ+的最大值是3,选A(三).考查向量的数量积 例3. 已知向量,则ABC =( )A .30B .45C .60D .120 【解析】由题意,得,所以,选A【小结】(1)平面向量与的数量积为,其中是与的夹角,要注意夹角的定义和它的取值范围:;(2)由向量的数量积的性质知,,,因此,利用平面向量的数量积可以解决与长度、角度、垂直等有关的问题练习1. 已知是边长为4的等边三角形,为平面内一点,则的最小值是A .B .C .D .【解析】以BC 中点为坐标原点,建立如图所示的坐标系则A (0,2),B (﹣2,0),C (2,0),设P (x ,y )则=(﹣x ,2﹣y ),=(﹣2﹣x ,﹣y ),=(2﹣x ,﹣y )所以•(+)=﹣x •(﹣2x )+(2﹣y )•(﹣2y )=2x 2﹣4y +2y 2=2[x 2+(y ﹣)2﹣3]所以当x =0,y =时,•(+)取得最小值为2×(﹣3)=﹣6,选D练习2.在等腰梯形ABCD 中,已知//,2,1,60AB DC AB BC ABC ==∠= ,动点E 和F 分别在线段BC 和DC 上,且,1,,9BE BC DF DC λλ==则AE AF ⋅的最小值为 . 【解析】因为1,9DF DC λ=12DC AB = 119199918CF DF DC DC DC DC AB λλλλλ--=-=-==;AE AB BE AB BC λ=+=+19191818AF AB BC CF AB BC AB AB BC λλλλ-+=++=++=+ ()221919191181818AE AF AB BC AB BC AB BC AB BC λλλλλλλλλ+++⎛⎫⎛⎫⋅=+⋅+=+++⋅⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭19199421cos1201818λλλλ++=⨯++⨯⨯⨯︒21172117299218921818λλλλ=++≥⋅+= 当且仅当2192λλ=即23λ=时AE AF ⋅的最小值为2918BAD C E(四)考查三角形中的边角互化例 4. 在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为a , b , c .若ABC ∆为锐角三角形,且满足()sin 12cos 2sin cos cos sin B C A C A C +=+,则下列等式成立的是( )A .2a b =B .2b a =C .2A B =D .2B A = 【解析】()sin 2sin cos 2sin cos cos sin A C B C A C A C ++=+所以2sin cos sin cos 2sin sin 2B C A C B A b a =⇒=⇒=,选A练习1. 在中,角,,所对应的边分别为,,.已知,则()A.一定是直角三角形B.一定是等腰三角形C.一定是等腰直角三角形D.是等腰或直角三角形【解析】由题,已知,由正弦定理可得:即又因为所以即由余弦定理:,即所以所以三角形一定是等腰三角形,选B练习2. 在中,,为边上的一点,且,若为的角平分线,则的取值范围为()A.B.C.D.【解析】因为,为的角平分线,所以在中,,因为,所以在中,,因为,所以,所以则因为,所以所以,则即的取值范围为,选A练习3. 在锐角三角形ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知,,,则的面积( ) A .B .C .D .【解析】由题,,所以所以 又因为锐角三角形ABC ,所以 由题,即根据代入可得,,即再根据正弦定理: 面积故选D练习4. 在锐角ABC ∆中,角AB C ,,的对边分别为a b c ,,.且cos cos A B a b +=33Ca,23b =a c +的取值范围为_____.【解析】cos cos 33A B C a b a +=23cos cos sin 3b A a B C ∴+= ∴由正弦定理可得: 23sin cos sin cos sin 3B A A B BC +=,可得:23sin()sin sin A B C B C +==,3sin B ∴=, 又ABC ∆为锐角三角形,3B π∴=,∴可得:sin sin 24(sin sin )4sin 4sin sin sin 3b A b C a c A C A A B B π⎛⎫+=+=+=+- ⎪⎝⎭33A π⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 2,3A A π-均为锐角,可得:,62636A A πππππ<<-<-<,(6,43]a c ∴+∈.练习5. 在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若sin cos cos sin sin sin ab Ca Bb A a A b Bc C+=+-,且3a b +=,则c 的取值范围为________________. 【解析】因为()sin sin sin cos cos sin C A B A B A B =+=+ 所以由正弦定理可得cos cos a B b A c +=, 又因为sin cos cos sin sin sin ab C a B b A a A b B c C+=+-,所以由正弦定理可得222abcc a b c =+- 即222a b c ab +-=,所以222c a b =+-2()3ab a b ab =+-, 因为3a b +=,所以293c ab =-,因为29()24a b ab +≤=, 当且仅当23==b a 时取等号,所以27304ab -≤-<, 所以99394ab ≤-<,即2994c ≤<,所以332c ≤<,故c 的取值范围为3[,3)2(五)三角形与向量综合 例5. 在△中,为边上的中线,为的中点,则( )A .B .C .D .【分析】首先将图画出来,接着应用三角形中线向量的特征,求得,之后应用向量的加法运算法则-------三角形法则,得到,之后将其合并,得到,下一步应用相反向量,求得,从而求得结果.【解析】根据向量的运算法则,可得,所以,故选A .练习1. 已知中,为的重心,则()A.B.C.D.【解析】因为中,为的重心,所以,由余弦定理可得:且所以=练习2. 下列命题中,①在中,若,则为直角三角形;②若,则的最大值为;③在中,若,则;④在中,,若为锐角,则的最大值为.正确的命题的序号是______【解析】①在中,若,可得或,则为直角或钝角三角形,故①错;②若时,即,即垂直,则的最大值为,故②正确;③在中,若,,即,即,,即为,由,可得,故③正确;④在中,,即为,即为,可得,即,可得锐角,可得时,的最大值为,故④正确故答案为:②③④练习3. 在ABC 中, 60A ∠=︒, 3AB =, 2AC =. 若2BD DC =, ()AE AC AB R λλ=-∈,且4AD AE ⋅=-,则λ的值为______________. 【解析】01232cos603,33AB AC AD AB AC ⋅=⨯⨯==+ 则()1221233493433333311AD AE AB AC AC AB λλλλ⎛⎫⋅=+-=⨯+⨯-⨯-⨯=-⇒= ⎪⎝⎭(六)向量与三角函数综合例6. 自平面上一点O 引两条射线OA ,OB ,点P 在OA 上运动,点Q 在OB 上运动且保持PQ 为定值a (点P ,Q 不与点O 重合),已知3AOB π∠=,7a =,则3||||PQ PO QP QOPO QO ⋅⋅+的取值范围为( )A .1,72⎛⎤⎥⎝⎦B .7,72⎛⎤⎥ ⎝⎦C .1,72⎛⎤- ⎥⎝⎦D .7,72⎛⎤- ⎥ ⎝⎦【解析】设OPQ α∠=,则23PQO πα∠=- 322cos 3cos 7cos 3cos 33PQ PO QP QO PQ QP POQO ππαααα⋅⋅⎫⎛⎫⎛⎫+=+-=+- ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎭()3331337cos cos 7cos 7sin 22ααααααϕ⎫⎫=-=-+=-⎪⎪⎪⎪⎭⎭其中3tan 9ϕ=,则7sin 14ϕ=20,3πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,∴当()sin 1αϕ-=时,原式取最大值7 ()()7sin sin 0sin 14αϕϕϕ->-=-=-,∴()77sin 2αϕ->- 37,72PQ PO QP QO PO QO ⎛⎤⋅⋅+∈- ⎥ ⎝⎦∴,选D练习1. 在同一个平面内,向量的模分别为与的夹角为,且与的夹角为,若,则_________.【解析】以为轴,建立直角坐标系,则, 由的模为与与的夹角为,且知,,可得,,由可得 ,(七)三角形中的最值 例7. 在中,内角所对的边分别为.已知,,,设的面积为,,则的最小值为_______. 【解析】在中,由得, 因为利用正弦定理得,再根据,可得,,,由余弦定理得,求得,所以,所以 ,所以,当且仅当,即时取等,所以 的最小值为。
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.。
高中数学高一平面向量常见题型分类总结
平面向量常见题型题型一、利用平面向量待定系数求参数值(平面向量基本定理的应用)例题1: 在正方形中, 分别是的中点,若,则的值为( )变式1: 如图,两块斜边长相等直角三角板拼在一起.若AD →=xAB →+yAC →,则x =___y =___题型二、向量基本定理与不等式,、三角函数相结合例题2: 在Rt ABC ∆中,090A ∠=,点D 是边BC 上的动点,且3AB =,4AC =,(0,0)AD AB AC λμλμ=+>>,则当λμ取得最大值时, AD 的值为变式2: 已知点A 在线段BC 上(不含端点),O 是直线BC 外一点,且20OA aOB bOC −−= 则221a ba b b+++的最小值是___________变式3: 给定两个长度为1的平面向量,OA OB ,它们的夹角为120.如图1所示,点C 在以ABCD ,M N ,BC CD AC AM BN λμ=+λμ+O 为圆心的圆弧AB 上变动.若,OC xOA yOB =+其中,x y R ∈,则x y +的最大值是______.变式4:变式5: 若非零向量a b 、满足a b b −=,则下列不等式恒成立的为( ) A. 22b a b >− B. 22b a b <− C. 22a a b >− D. 22a a b <−题型三、坐标系法处理平面向量的数量积在处理向量数量积问题时,若几何图形特殊(如正方形,等边三角形等),易于建系并写出点的坐标,则考虑将向量坐标化解1. 数量积的定值问题例2.在边长为1的正三角形ABC 中,设2,3BC BD CA CE ==,则AD BE ⋅=____变式6: 如图,在矩形ABCD中,2AB BC ==,点E 为BC 中点,点F 在边CD 上,若2AB AF ⋅=AE BF ⋅的值是____________变式7: 如图,平行四边形ABCD 的两条对角线相交于M ,点P 是MD 的中点,若2AB =,1AD =,且60BAD ∠=,则AP CP ⋅=_________2. 数量积的最值问题例3.平面向量,,a b c 满足1,2,2,1a e b e a b e ⋅=⋅=−==,则a b ⋅最小值是______变式8.已知点M 为等边三角形ABC 的中心,2AB =,直线l 过点M 交边AB 于点P ,交边AC 于点Q ,则BQ CP ⋅的最大值为 .3. 数量积的范围问题例题3: 如图,在直角三角形ABC中,1AC BC ==,点,M N 分别是,AB BC 的中点,点P 是ABC 内及边界上的任一点,则AN MP ⋅的取值范围是_______变式8: 如图,四边形ABCD 是半径为1的圆O 的外切正方形,PQR 是圆O 的内接正三角形,当PQR 绕着圆心O 旋转时,AQ OR ⋅的取值范围是变式9: 在平面上,12AB AB ⊥ ,12121,OB OB AP AB AB ===+,若12OP <,则OA 的取值范围是题型四、平面向量的投影问题数量积投影定义的适用范围:作为数量积的几何定义,通常适用于处理几何图形中的向量问题。
三角函数平面向量一题多解 28题89解
题目及解答(a+-证法二:由正弦定理,sina b c A+≥⇒+2<三角函数图像变换问题的2,所以2BD =(0,)πθ∈,所以(2)由0[1,1]41010b a bb a b a >⎧⎪⎪-∉-⎪⎨⎪-+≥⎪++≥⎪⎩得44a b a b <->或若4,a b <-则302a b b +<-<<;若4,a b >则由10b a ++≥得1413b a b b <≤+⇒<,故51223a b b +≤+<<. (3)由20[1,1]442(1)0b a b a b b >⎧⎪⎪-∈-⎨⎪∆=-⨯-+≤⎪⎩得2218()22a b +-≤, 由柯西不等式,2222291112[8()]1()8282a b a b ⎛⎫⎛⎫ ⎪⨯≥+-+≥+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故13222a b a b +-≤⇒+≤, 当且仅当2218()2218()2a b a b ⎧+-=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩即4323a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩时取等号,此时满足1[1,1]42a b -=-∈-. 综上,a b +的最大值为2.第6题 三角形内角平分线定理的2种证法三角形内角平分线定理:△ABC 中,AD 平分BAC ∠交边BC 于D ,则AB DB AC DC=. 证法一:初中平面几何证法 利用平行线分线段成比例 证明:过D 作DE AC交AB 于E ,则ADE DAC ∠=∠,又DAE DAC ∠=∠,所以DAE DAC ∠=∠,所以AE DE =,又由DE AC 得,DB EB EB AB DC EA ED AC ===,所以AB DBAC DC =. 证法二:高中三角证法 正弦定理法 证明:在△ABD 和△ACD 中,sin sin AB ADBBD BAD ∠=∠, sin sin AC ADCCD CAD∠=∠, 而BAD CAD ∠=∠,ADB ADC π∠+∠=,所以sin sin ,BAD CAD ∠=∠sin sin ,ADB ADC ∠=∠所以AB DBAC DC=. 说明:还可以利用面积法第7题 三角形重心定理的2种证法三角形重心定理:三角形的三条中线交于一点,该点到每个顶点的距离等于它到该顶点对边中点距离的2倍.如图,AD BE CF 、、是△ABC 的三条中线,则它们交于一点G ,且2AG BG CGGD GE GF===. 证法一:初中平面几何证法,构造三角形中位线法连接EF ,由已知EF 为△ABC 的中位线, 所以,EFBC 12EF BC =, 设CF BE 、交于1G ,则再由EFBC 得11112BG CG BCG E G F EF===,同理可证AD BE 、的交点2G 满足同样的性质,所以12G G 、重合于G ,且2AG BG CGGD GE GF=== 证法二:高中向量几何证法,利用相等向量法在中线AD 上取点1G 满足112AG G D=,则112AG G D =,于是123AG AD =,又D 为BC 中点,所以1()2AD AB AC =+,所以11()3AG AB AC =+, 对于平面ABC 内任意点O ,11()3OG OA OB OA OC OA -=-+-所以11()3OG OA OB OC =++,同理在中线BE 上取点2G 满足222BG G E=,则21()3OG OA OB OC =++,在中线CF 上取点3G 满足332CG G F=,则31()3OG OA OB OC =++, 所以123OG OG OG ==,所以123G G G 、、重合于G 且 2.AG BG CG GD GE GF===第8题 垂心定理的2种证法若AD 、BE 、CF 是△ABC 的三条高,则AD 、BE 、CF 相交于一点H .H 叫做△ABC 的垂心.证法一:初中平面几何证法,运用四点共圆性质证明:设△ABC 的两条高AD 、BE 相交于点H ,连结CH 交AB 于点F . ∵AD ⊥BC 于E ,BE ⊥AC 于E ,∴A 、B 、D 、E 四点共圆,∴∠1=∠ABE , 同理∠2=∠1,∴∠2=∠ABE , ∵∠ABE+∠BAC =90°, ∴∠2+∠BAC =90°即CF ⊥AB .证法二:高中解析几何法,坐标法如图,以直线BC 为x 轴,高AD 为y 轴,建立直角坐标系, 设A(0 , a) , B(b , 0) , C(c , 0),由两条直线垂直的条件1,BE AC ck k a =-=1,CF AB b k k a=-=则三条高的直线方程为:解(2)和(3)得()(),c bx b x c aa-=-()0b c x -=,)0,0(><≠c b c b∴0=x ,这说明BE 和CF 得交点在AD 上,所以三角形的三条高相交于一点。
三角函数与平面向量综合题(合编打印)
三角函数与平面向量题型归类解析1.考查三角函数的化简或求值2.考查三角函数中的求角问题3. 考查三角形的边长或角的运算4. 考查三角函数的最值与向量运算5. 考查三角函数解析式的求法一、结合向量的数量积,考查三角函数的化简或求值 【例1】(2007年高考安徽卷)已知04πα<<,β为()cos(2)8f x x π=+的最小正周期,(tan(),1),(cos ,2),4a b a b m βαα=+-=⋅=,求22cos sin 2()cos sin ααβαα++-的值.【解答】因为β为()cos(2)8f x x π=+的最小正周期,故βπ=.因为a b m ⋅=,又cos tan()24a b βαα⋅=⋅+-,故cos tan()24m βαα⋅+=+.由于04πα<<,所以22cos sin 2()cos sin ααβαα++=-22cos sin(22)cos sin ααπαα++-22cos sin 2cos sin αααα+=-2cos (cos sin )cos sin ααααα+=-1tan 2cos 1tan ααα+=⋅-cos tan()24m βαα=⋅+=+.【评析】 合理选用向量的数量积的运算法则构建相关等式,然后运用三角函数中的和、差、半、倍角公式进行恒等变形,以期达到与题设条件或待求结论的相关式,找准时机代入求值或化简。
题型二:结合向量的夹角公式,考查三角函数中的求角问题 【例2】 (2006年高考浙江卷)如图,函数2sin(),y x x R πϕ=+∈(其中02πϕ≤≤)的图像与y 轴交于点(0,1)。
(Ⅰ)求ϕ的值;(Ⅱ)设P 是图像上的最高点,M 、N 是图像与x 轴的交点,求PM 与PN 的夹角。
【解答】(I )因为函数图像过点(0,1), 所以2sin 1,ϕ=即1sin .2ϕ= 因为02πϕ≤≤,所以6πϕ=.(II )由函数2sin()6y x ππ=+及其图像,得115(,0),(,2),(,0),636M P N -- 所以11(,2),(,2),22PM PN =-=-从而cos ,||||PM PNPM PN PM PN ⋅<>=⋅1517=,故,PM PN <>=15arccos 17.【评析】 此类问题的一般步骤是:先利用向量的夹角公式:cos ,a b a b a b⋅=⋅求出被求角的三角函数值,再限定所求角的范围,最后根据反三角函数的基本运算,确定角的大小;或者利用同角三角函数关系构造正切的方程进行求解。
三角函数与平面向量综合问题—6种类型
三角函数与平面向量综合问题—6种类型一、三角函数与平面向量综合问题经典回顾三角函数与平面向量是高中数学的两大重点内容,在近几年的数学高考中,除了单独考查三角函数问题和平面向量问题以外,还常常考查三角函数与平面向量的交汇问题.即一个问题中既涉及三角函数内容,又涉及平面向量知识,以此检测我们综合处理问题的能力.因此,在高三数学复习中,我们应当有意识地关注平面向量与三角函数的交汇,通过典型的综合问题的分析和研究,逐步掌握这类问题的求解策略.开心自测题一:设的三个内角,向量,,若,则=()A.B.C.D.题二:设两个向量和,其中为实数.若,则的取值范围是().A.B.C.D.金题精讲题一:平面上三点不共线,设,则的面积等于().A.B.C.D.题二:设向量(Ⅰ)若与垂直,求的值;(Ⅱ)求的最大值;(Ⅲ)若,求证:∥.题三:在中,角所对的边分别为,且满足,.(I)求的面积;(II)若,求的值.题四:设是锐角三角形,分别是内角所对边长,并且.(Ⅰ)求角的值;(Ⅱ)若,求(其中).三角函数与平面向量综合问题经典回顾参考答案开心自测题一:C.题二:A.金题精讲题一:C.题二:(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ)略.题三:(I);(II).题四:(Ⅰ);(Ⅱ).二、三角函数与平面向量综合问题—6种类型题型一:结合向量的数量积,考查三角函数的化简或求值【例1】已知,为的最小正周期,,求的值.【解答】因为为的最小正周期,故.因为,又,故.由于,所以.【评析】合理选用向量的数量积的运算法则构建相关等式,然后运用三角函数中的和、差、半、倍角公式进行恒等变形,以期达到与题设条件或待求结论的相关式,找准时机代入求值或化简。
题型二:结合向量的夹角公式,考查三角函数中的求角问题【例2】如图,函数(其中)的图像与轴交于点(0,1)。
(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)设是图像上的最高点,M、N是图像与轴的交点,求与的夹角。
【解答】(I)因为函数图像过点,所以即因为,所以.(II)由函数及其图像,得所以从而,故.【评析】此类问题的一般步骤是:先利用向量的夹角公式:求出被求角的三角函数值,再限定所求角的范围,最后根据反三角函数的基本运算,确定角的大小;或者利用同角三角函数关系构造正切的方程进行求解。
三角函数与平面向量综合问题的6种类型.doc
三角函数与平面向量综合问题一6种类型、三角函数与平面向量综合问题经典回顾开篇语三角函数与平面向量是高中数学的两大重点内容,在近几年的数学高考中,除了单独考查三角 函数问题和平面向量问题以外,还常常考查三•角函数与平面向量的交汇问题.即一个问题中•既涉及 三角函数内容,又涉及平面向量知识,以此检测我们综合处理•问题的能力.因此,在高三数学复习 屮,我们应当有意识•地关注平面向量与三角函数的交汇,通过典型的综合问题的分析•和研究,逐步 掌握这类问题的求解策略.开心自测题一:•设的三个内角 A ,B,C ,向 § m = (^/3 sin A,sin B), n = (cos B, >/3 cos A),若M = l + cos(4 + B),则C=()ao=2b,则一的取值范围是().m金题精讲TVB.-27Tc* T题二:设两个向M a = (^+2, ,一 cos 2 ⑵和",其中a m a 为实数.若B. [4,8]C. [71]D. [一1,6]题一:平面上三点不共线,设OA=a f OB = b,则△408的面积等于().A.(炉方)2c. *』胡肝-(小疔B .血Fi 肝+@劝2•7TA. _ 6题二:设向量0= (4 cos a, sin a),方=(sin 0,4cos "c= (cos 0,-4 sin P)(I )若a与b_2c垂直,求tan(a+0)的值;(ID求|A+c|.的最大值;(III)若tanatan 0=16,求证:a // b .题三:在△肋C中,角A f B f C所对的边分别为a,b,c ,且满足cos△二逵,AB AC = 3-2 5(I)求△45C的面积;• (II)若E+c = 6,求a的值.题四:设“ABC是锐角三角形,a,b9c分别是内角4B,C所对边长,并且sin2^ = sin(- + 5) sin(--5) + sin2B .3 3(I)求角A 的值;(II)若^5.^4C=12,a = 2>/7 ,求 (其中b<c).名师寄语本讲要点小结与建议:三角函数和平面向量的综合问题是近儿年数学高考的一个新的视角•求解这类问题,既要求我们具有娴熟的三角函数的恒等变换技能,乂要求我们熟练地进行平而向量的四种运算,特别是数乘运算和数量积运算.因此,在高三复习中,我们应当选择典型的综合性问题进行求解•训练,提高我们处理这类综合问题的能力.■.三角函数与平面向量综合问题经典回顾参考答案开心自测题_:C.题二:A.金题精讲 题一:C.题二:(I )tan(a+/S) = 2;(11)4迈;<ni)略. 题三:(I)= 2 ; di ) d — 2*^5 •题,四:(I) J 4 = —; (II) 6 = 4F c= 6.3二、三角函数与平面向量综合问题一6种类型题型一:结合向量的数量积,考查三角函数的化简或求值TT 7T【例1】己知0 <◎<二,0为/(x) = cos(2x + -)的最小正周期,4 8a = (tan(a+ —),-1),6 = (cosa,2),3 i =w,求2cos的值4cosa-sina【解答】因为0为/(X ) = COS (2X + 5的最小正周期,故 八兀.因为d b =O_ - J5 B 又a b = cosa tan(a+—)- 2,故COSQ tan(a+—) = w+2.4 4由于0 <a <兰 所以 2cos 2a+sin2(a+^) 2cos 2a+sin(2a+27T )4 cos a-sin a 2 cos 2 a+ sin 2a 2 cos a(cos a+ sin a) 宀 1 + tana= ---------- : ---------- --------------- =2 cos a cos a-sin a cos a- sin a 1-tana=cosa tan(a+—)=加+2.cos a- sin acos a-sin a【评析】合理选用向量的数量积的运算法则构建相关等式,然后运用三角函数川的和、差、半、倍角公式进行恒等变形,以期达到与题设条件或待求结论的相关式,找准时机代入求值或化简。
高考立体几何、数列、三角函数、不等式、平面向量综合经典试题练习(含答案)
cos
x
0
2
的部分图象如图所示,f
x0
f
0 ,
则正确的选项是( )
试卷第 2页,总 9页
A.
6
,
x0
1
C.
3
,
x0
1
B.
6
,
x0
4 3
D.
3
,
x0
2 3
20.已知 | a | 1,| b | 2, a 与 b 的夹角为 600,若 a kb 与 b 垂直,则 k 的值为( )
B. 2 2
C. 3 2
D.1
22 . . 设 G 是 ABC 的 重 心 , 且
(56 sin A)GA (40 sin B)GB (35 sin C)GC 0 ,则角 B 的大小为
()
A.45° B.60° C.30° D.1 5°
23.在△ABC 中,a=2,b=2 ,B=45°,则 A 等于( )
CC1 c 则A1B
(A) a+b-c
(B) a–b+c
(C)-a+b+c.
(D)-a+b-c
18.函数 f x sin 2 x
3
sin
x
cos
x
在区间
4
,
2
上的最大值为(
)
(A) 3 2
(B)1 3
(C)1
(D) 1 3 2
19.已知函数
(完整版)三角函数与平面向量综合题的六种类型
第1讲 三角函数与平面向量综合题3.17题型一:三角函数与平面向量平行(共线)的综合【例1】 已知A 、B 、C 为三个锐角,且A +B +C =π.若向量→p =(2-2sinA ,cosA +sinA)与向量→q =(cosA -sinA ,1+sinA)是共线向量.(Ⅰ)求角A ;(Ⅱ)求函数y =2sin 2B +cos C -3B2的最大值.题型二. 三角函数与平面向量垂直的综合 【例2】已知向量→a =(3sinα,cosα),→b =(2sinα,5sinα-4cosα),α∈(3π2,2π),且→a ⊥→b .(Ⅰ)求tanα的值;(Ⅱ)求cos(α2+π3)的值.题型三. 三角函数与平面向量的模的综合【例3】 已知向量→a =(cosα,sinα),→b =(cosβ,sinβ),|→a -→b |=25 5.(Ⅰ)求cos(α-β)的值;(Ⅱ)若-π2<β<0<α<π2,且sinβ=-513,求sinα的值.题型四 三角函数与平面向量数量积的综合【例4】设函数f(x)=→a ·→b .其中向量→a =(m ,cosx),→b =(1+sinx ,1),x ∈R ,且f(π2)=2.(Ⅰ)求实数m 的值;(Ⅱ)求函数f(x)的最小值.题型五:结合三角形中的向量知识考查三角形的边长或角的运算【例5】(山东卷)在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,tan 37C =.(1)求cos C ;(2)若52CB CA ⋅=u u u r u u u r ,且9a b +=,求c .题型六:结合三角函数的有界性,考查三角函数的最值与向量运算【例6】()f x a b =⋅r r ,其中向量(,cos 2)a m x =r,(1sin 2,1)b x =+r ,x R ∈,且函数()y f x =的图象经过点(,2)4π.(Ⅰ)求实数m 的值; (Ⅱ)求函数()y f x =的最小值及此时x 值的集合。
专题5.2 三角函数与平面向量综合题
专题5.2 三角函数与平面向量综合题近几年考点分布平面向量在高考试题中,主要考查有关的基础知识,突出向量的工具作用.平面向量的考查要求: 第一,主要考查平面向量的性质和运算法则,以及基本运算技能,考查学生掌握平面向量的和、差、数乘和数量积的运算法则,理解其直观的几何意义,并能正确地进行运算;第二,考察向量的坐标表示,及坐标形式下的向量的线性运算;第三,经常和函数、曲线、数列等知识结合,考察综合运用知识能力.在近几年的高考中,每年都有两道题目.其中小题以填空题或选择题形式出现,考查了向量的性质和运算法则,数乘、数量积、共线问题与轨迹问题.大题则以向量形式为条件,综合考查了函数、三角、数列、曲线等问题。
【考点预测】预计向量基本概念、向量基本运算等基础问题,通常为选择题或填空题出现;而用向量与三角函数、解三角形等综合的问题,通常为解答题,难度以中档题为主。
复习建议1、平面向量部分的复习应该注重向量的工具作用,紧紧围绕数形结合思想,扬长避短,解决问题;2、平面向量与三角函数的交汇是近年来的考查热点,一般都出现在解答题的前三大题里,在复习中,应加强这种类型试题的训练。
【考点pk 】【考点一 三角函数】1.(全国文7、理5)设函数()cos (0)f x x ωω=>,将()y f x =的图像向右平移3π个单位长度后,所得的图像与原图像重合,则ω的最小值等于(A )13(B )3 (C )6 (D )9 2.若函数()sin f x x ω= (ω>0)在区间0,3π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,在区间,32ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,则ω= (A)23 (B)32(C )2 (D)33.(课标卷文 11).设函数)42cos()42sin()(ππ+++=x x x f ,则( )A 函数上在)2,0(),(πx f 单调递增,其图像关于直线4π对称;B 函数上在)2,0(),(πx f 单调递增,其图像关于直线2π对称;C 函数上在)2,0(),(πx f 单调递减, 其图像关于直线4π对称;D 函数上在)2,0(),(πx f 单调递减,其图像关于直线2π对称;4.设函数()sin()cos()(0,)2f x x x πωϕωϕωϕ=+++><的最小正周期为π,且()()f x f x -=,则(A )()f x 在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递减 (B )()f x 在3,44ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减 (C )()f x 在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递增 (D )()f x 在3,44ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调递增5.已知函数()f x =Atan(x ωϕ+)(02πωϕ>,<), ()y f x =的部分图像如图,则24f π⎛⎫⎪⎝⎭=( )(A ) (C)(D)2 6.将函数()sin()f x x ωϕ=+的图像向左平移2π个单位。
三角函数平面向量综合问题
A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线
9.已知向量a=(cos x,- >,b=( sin x,cos 2x>,x∈R,则a·b在 上的最大值和最小值分别为(>
A. ,- B. ,- C.1, D.1,-
10.若函数y=Asin(ωx+φ> 在一个周期内的图象如图所示,M,N分别是这段图象的最高点与最低点,且 · =0,则A·ω=(>
在矩形ABCD中,AB=2,BC=1,E为BC的中点,若F为该矩形内(含边界>任意一点,则 · 的最大值为________.
已知两个单位向量a,b的夹角为60°,c=ta+(1-t>b,若b·c=0,则t=________.
申明:
所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。
申明:
所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。
A. B.பைடு நூலகம்C. πD. π
11.已知关于x的一元二次方程a·x2+b·x+c=0,其中a,b,c是非零平面向量,且a,b不共线,则该方程(>
A.可能有无穷多个实数解B.至多有两个实数解
C.至少有一个实数解D.至多有一个实数解
12.在△ABC中, · =1, · =-3,则 的值为________.
课题
三角函数、平面向量综合问题
学习目标
重点难点
导学过程
备注
1.已知函数f(x>=sin +cos ,g(x>=2sin2 .(1>若α是第一象限角,且f(α>= ,求g(α>的值;(2>求使f(x>≥g(x>成立的x的取值集合.
三角函数、平面向量综合题九种类型
三角函数与平面向量综合题的九种类型题型一:三角函数与平面向量平行(共线)的综合【例1】 已知A 、B 、C 为三个锐角,且A +B +C =π.若向量→p =(2-2sinA ,cosA +sinA)与向量→q =(sinA -cosA ,1+sinA)是共线向量.(Ⅰ)求角A ;(Ⅱ)求函数y =2sin 2B +cosC -3B 2的最大值.题型二. 三角函数与平面向量垂直的综合 【例2】已知向量→a =(3sin α,cos α),→b =(2sin α,5sin α-4cos α),α∈(3π2,2π),且→a ⊥→b .(Ⅰ)求tan α的值;(Ⅱ)求cos(α2+π3)的值.题型三. 三角函数与平面向量的模的综合【例3】 已知向量→a =(cos α,sin α),→b =(cos β,sin β),|→a -→b |=25 5.(Ⅰ)求cos(α-β)的值;(Ⅱ)若-π2<β<0<α<π2,且sin β=-513,求sin α的值.题型四:结合向量的数量积,考查三角函数的化简或求值 【例4】(2010年高考安徽卷)已知04πα<<,β为()cos(2)8f x x π=+的最小正周期,(tan(),1),(cos ,2),4a b a b m βαα=+-=⋅=,求22cos sin 2()cos sin ααβαα++-的值.练习:设函数f(x)=→a ·→b .其中向量→a =(m ,cosx),→b =(1+sinx ,1),x ∈R ,且f(π2)=2.(Ⅰ)求实数m 的值;(Ⅱ)求函数f(x)的最小值.题型五:结合向量的夹角公式,考查三角函数中的求角问题 【例5】 (浙江卷)如图,函数2sin(),y x x R πϕ=+∈(其中02πϕ≤≤)的图像与y 轴交于点(0,1)。
(Ⅰ)求ϕ的值;(Ⅱ)设P 是图像上的最高点,M 、N 是图像与x 轴的交点,求PM 与PN 的夹角。
高一三角函数与平面向量综合题
讲座 三角形内的三角函数问题○知识梳理1.内角和定理:三角形三角和为π,这是三角形中三角函数问题的特殊性,解题可不能忘记!任意两角和与第三个角总互补,任意两半角和与第三个角的半角总互余.,sin()sin ,sincos 22A B CA B C A B C π++=-+== 锐角三角形⇔三内角都是锐角⇔三内角的余弦值为正值⇔任两角和都是钝角⇔任意两边的平方和大于第三边的平方.A>B a>b sinA>sinB ⇔⇔,60⇔A,B,C 成等差数列B=2.正弦定理:2sin sin sin a b c R A B C===(R 为三角形外接圆的半径).注意:①正弦定理的一些变式:()sin sin sin i a b c A B C ::=::;()sin ,sin ,sin 222a b cii A B C R R R===; ()2sin ,2sin ,2sin iii a R A b R B b R C ===;②已知三角形两边一对角,求解三角形时,若运用正弦定理,则务必注意可能有两解.3.余弦定理:2222222cos ,cos 2b c a a b c bc A A bc+-=+-=等,常选用余弦定理鉴定三角形的形状.4.面积公式:222111222111sin sin sin 222sin sin sin sin sin sin 1112sin 2sin 2sin 1()2==========++=a b cS ah bh ch ab C bc A ca B B C C A A B a b a A B C r a b c (其中r 为三角形内切圆半径,2a b cp ++=).5.射影定理:a =b ·cos C +c ·cos B ,b =a ·cos C +c ·cos A ,c =a ·cos B +c ·cos A .特别提醒:求解三角形中含有边角混合关系的问题时,常运用正弦定理、余弦定理实现边角互化。
高中数学高考专题 (3)三角函数、平面向量的高考解答题型及求解策略
高中数学高考专题3三角函数、平面向量的高考解答题型及求解策略高考对本部分内容的考查主要有:三角恒等变换与三角函数图象和性质结合,解三角形与恒等变换、平面向量的综合,难度属于中低档题,但考生得分不高,其主要原因是公式不熟导致运算错误.考生在复习时,要熟练掌握三角公式,特别是二倍角的余弦公式,在此基础上掌握一些三角恒等变换.要注意公式的多样性和灵活性,注意题目中隐含的各种限制条件,选择合理的解决方法,灵活地实现问题的转化.题型一 三角函数的图象与性质题型概览:(1)三角函数的性质问题,往往都要先化成f (x )=A sin(ωx +φ)的形式再求解.要注意在进行此步骤之前,如果函数解析式中出现α及其二倍角、半角或函数值的平方,应根据变换的难易程度去化简,往往要利用到二倍角公式、升幂或降幂分式,把解析式统一化成关于同一个角的三角函数式.(2)要正确理解三角函数的性质,关键是记住三角函数的图象,根据图象并结合整体代入的基本思想即可求三角函数的单调性、最值与周期.已知函数f (x )=2a cos 2x +b sin x cos x -32,且f (0)=32,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=12.(1)求f (x )的最小正周期; (2)求f (x )的单调递减区间;(3)函数f (x )的图象经过怎样的平移才能使所得图象关于原点对称? [审题程序]第一步:确定f (x )的解析式;第二步:求f (x )的最小正周期及单调区间; 第三步:进行平移变换.[规范解答] (1)由f (0)=32,得2a -32=32, 故a =32.由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=12,得32+b 2-32=12,所以b =1.可得f (x )=3cos 2x +sin x cos x -32=32cos 2x +12sin 2x =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3.所以函数f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由π2+2k π≤2x +π3≤3π2+2k π,k ∈Z , 得π12+k π≤x ≤7π12+k π,k ∈Z .所以f (x )的单调递减区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12+k π,7π12+k π(k ∈Z ). (3)因为f (x )=sin2⎝⎛⎭⎪⎫x +π6,所以由奇函数y =sin 2x 的图象向左平移π6个单位即得到y =f (x )的图象,故函数f (x )的图象向右平移π6+k 2π(k ∈Z )个单位或向左平移π3+k2π(k ∈Z )个单位后,对应的函数即成为奇函数,图象关于原点对称.[答题模板] 解决这类问题的答题模板如下: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.[解] (1)f (x )=32-3sin 2ωx -sin ωx cos ωx =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.设t =2x -π3,则函数f (x )可转化为y =-sin t .当π≤x ≤3π2时,5π3≤t =2x -π3≤8π3,如图所示,作出函数y =sin t 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π3,8π3上的图象.由图象可知,当t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π3,8π3时,sin t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,1,故-1≤-sin t ≤32,因此-1≤f (x )=-sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3≤32.故f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2上的最大值和最小值分别为32,-1.题型二 解三角形题型概览:(1)已知两角A ,B 与一边a ,由A +B +C =π及a sin A =b sin B =csin C ,可先求出角C 及b ,再求出c .(2)已知两边b ,c 及其夹角A ,由a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,先求出a ,再求出角B ,C . (3)已知三边a ,b ,c ,由余弦定理可求出角A ,B ,C .(4)已知两边a ,b 及其中一边的对角A ,由正弦定理a sin A =bsin B 可求出另一边b 的对角B ,由C =π-(A +B ),可求出角C ,再由a sin A =c sin C 可求出c ,而通过a sin A =bsin B 求角B 时,可能有一解或两解或无解的情况.(2016·宁波统考)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且c sin C -b sin B =(a -b )sin A . (1)求角C ;(2)若c =5,求△ABC 的面积的最大值. [审题程序]第一步:依据正弦定理角化边; 第二步:依据余弦定理求角C ;第三步:由余弦定理和重要不等式求△ABC 面积的最大值.[规范解答] (1)由c sin C -b sin B =(a -b )sin A 及正弦定理,得a 2+b 2-c 2=ab , ∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =12 又C ∈(0,π),∴C =π3.(2)∵c =5,由(1)知C =π3,∴a 2+b 2-25=ab , 又a 2+b 2≥2ab (当且仅当a =b 时,等号成立), ∴a 2+b 2-25=ab ≥2ab -25,即ab ≤25,∴△ABC 的面积S △ABC =12ab sin C ≤12×25×32=2534.当且仅当a =b =c =5,即△ABC 为等边三角形时,面积取得最大值2534. [答题模板] 解决这类问题的答题模板如下:2.(2016·广东惠州三调)如图所示,在四边形ABCD 中,∠D =2∠B ,且AD =1,CD =3,cos B =33.(1)求△ACD 的面积; (2)若BC =23,求AB 的长. [解] (1)∵∠D =2∠B ,cos B =33, ∴cos D =cos2B =2cos 2B -1=-13.又∵∠D ∈(0,π), ∴sin D =1-cos 2D =223.∴S △ACD =12AD ·CD ·sin D =12×1×3×223= 2. (2)在△ACD 中,由余弦定理,得 AC 2=AD 2+CD 2-2AD ·CD cos D=12+32-2×1×3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=12, ∴AC =2 3.在△ABC 中,由余弦定理,得 AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos B , 12=AB 2+12-2×23×33×AB , 解得AB =4.题型三 正弦、余弦定理应用举例题型概览:实际问题经抽象概括后,已知量与未知量涉及两个或两个以上的三角形,这时需作出这些三角形,先解够条件的三角形,然后逐步求解其他三角形,有时需设出未知量,从几个三角形中列出方程(组),解方程(组)得出所要求的解.如图所示,一人在C 地看到建筑物A 在正北方向,另一建筑物B 在北偏西45°的方向,此人向北偏西75°的方向前进30 km 到达D ,看到A 在他的北偏东45°的方向,B 在他的北偏东75°的方向,试求建筑物A 与B 之间的距离.[审题程序]第一步:在△ABC 中,使用正弦定理求出BC ; 第二步:在△ADC 中使用正弦定理求出AC ; 第三步:在△ABC 中,使用余弦定理求出AB . [规范解答] 依题意得,在△BCD 中,DC =30 km , 易知∠BCD =∠BDC =30°, ∴∠DBC =120°, 由正弦定理可得BC =DC sin ∠BDC sin ∠DBC =30·sin30°sin120°=10 (km).在△ADC 中,易知∠ADC =60°,∠DAC =45°,由正弦定理可得 AC =DC sin ∠ADC sin ∠DAC =30·sin60°sin45°=35(km).在△ABC 中,AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos ∠ACB =(35)2+(10)2-2×35×10×cos45°=25, ∴AB =5(km).故建筑物A 与B 之间的距离为5 km. [答题模板] 解决这类问题的答题模板如下:3.(2016·辽宁沈阳一模)如图,A ,B ,C ,D 都在同一个与水平面垂直的平面内,B ,D 为两岛上的两座灯塔的塔顶.测量船于水面A 处测量B 点和D 点仰角分别为75°, 30°,于水面C 处测得B 点和D 点的仰角均为60°,AC =0.1 km.试探究图中B ,D 间距离与另外哪两点间距离相等,然后求B ,D 的距离(计算结果精确到0.01 km ,2≈1.414,6≈2.449).[解] 在△ACD 中,∠DAC =30°,∠ADC =60°-∠DAC =30°,所以CD =AC =0.1.又∠BCD =180°-60°-60°=60°, 故CB 是△CAD 底边AD 的中垂线, 所以BD =BA .在△ABC 中,AB sin ∠BCA =AC sin ∠ABC,即AB =ACsin60°sin15°,又sin15°=sin(60°-45°) =sin60°cos45°-cos60°sin45° =32×22-12×22=6-24, 所以AB =AC sin60°sin15°=32+620,因此,BD =32+620≈0.33 (km). 故B ,D 的距离约为0.33 km.题型四 三角函数、解三角形与平面向量的综合应用题型概览:(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.已知向量m =(3sin x 4,1),n =(cos x 4,cos 2x 4). (1)若m ·n =1,求cos(2π3-x )的值;(2)记f (x )=m ·n ,在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且满足(2a -c )cos B =b cos C ,求函数 f (A )的取值范围.[审题程序]第一步:化简m ·n =1;第二步:应用三角函数诱导公式求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-x ;第三步:由正弦定理求角; 第四步:求三角函数的值域.[规范解答] (1)m ·n =3sin x 4·cos x 4+cos 2x 4 =32sin x2+1+cos x22=sin(x 2+π6)+12,∵m ·n =1,∴sin(x 2+π6)=12. ∵cos(x +π3)=1-2sin 2(x 2+π6)=12, ∴cos(2π3-x )=-cos(x +π3)=-12. (2)∵(2a -c )cos B =b cos C ,由正弦定理得(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C , ∴2sin A cos B -sin C cos B =sin B cos C .∴2sin A cos B =sin(B +C ).∵A +B +C =π, ∴sin(B +C )=sin A ≠0.∴cos B =12,∵0<B <π,∴B =π3. ∴0<A <2π3.∴π6<A 2+π6<π2, sin(A 2+π6)∈(12,1). 又∵f (x )=sin(x 2+π6)+12. ∴f (A )=sin(A 2+π6)+12.故函数f (A )的取值范围是(1,32).[答题模板] 解决这类问题的答题模板如下:4.已知向量m =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x 2,-1,n =⎝ ⎛⎭⎪⎫3sin x 2,cos 2 x 2,设函数f (x )=m ·n +1. (1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足a 2+b 2=6ab cos C ,sin 2C =2sin A sin B ,求f (C )的值.[解] (1)f (x )=3sin x 2·cos x 2-cos 2 x2+1=32sin x -12cos x +12=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6+12.令2k π-π2≤x -π6≤2k π+π2, 2k π-π3≤x ≤2k π+2π3(k ∈Z ),所以所求增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+2π3(k ∈Z ).(2)由a 2+b 2=6ab cos C ,sin 2C =2sin A sin B ⇒c 2=2ab , ∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =6ab cos C -2ab2ab=3cos C -1, 即cos C =12,又∵0<C <π,C =π3,∴f (C )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=1.。
三角函数、平面向量题型专题
三角函数、平面向量题型专题三角函数、平面向量是高中数学教学中一个重要的知识点,在学习过程中,学生要对它们有一个清晰的认识,以达到有效的学习和掌握相关知识。
下文就是以三角函数、平面向量题型专题为标题,写一篇3000字的中文文章。
三角函数是一种有关三角形的函数,其特性与其他函数不同,是数学中重要的概念。
三角函数可以用来描述各种三角形的性质,形成三角形,可以进一步理解其中三直角和其他类型的三角形。
三角函数包括余弦定理、正弦定理、正切定理、反正切定理等,最常用的三角函数是正弦函数、余弦函数和正切函数。
这些函数的定义可以以三角形的内角算得,具体定义可以参考数学课本。
平面向量是一种二维的向量,可以使用平面内的一个点来描述和表示,它以直角坐标系为基础,具有长度和方向两个方面的特点。
平面向量由向量的起始点、终止点和边长组成,它可以表示平面上两个点之间的距离和方向。
平面向量可以用来表示多个物理和数学量,比如力、加速度、速度等,因此在高等数学和物理学的学习中,学习平面向量是非常重要的一部分。
三角函数和平面向量都是重要的知识点,因此在教学过程中需要学生充分理解和掌握。
首先应该清晰的认识三角函数的定义和含义,同时要掌握余弦定理、正弦定理、正切定理、反正切定理的概念和应用,熟练的掌握三角函数的基本概念。
其次要清楚地理解平面向量的概念,掌握向量的定义和表示,明确向量的长度和方向,熟练的掌握平面向量的运算。
为了更好地学习三角函数和平面向量,学生应该练习大量的题目,培养解答各类三角函数和平面向量题型的能力。
一般来说,三角函数和平面向量的题型有比较固定的模式,比如求给定三角形的部分边、角;用三角函数求解不等式;计算两个向量的和、差;求解向量方程等等。
学生在解答这类题型时,除了要正确理解题意,正确使用相应的公式等外,还要注意学会运用概念来分析问题、思考问题,而不是单纯的死记硬背。
最后,学生要充分利用计算机和信息技术的帮助,在学习三角函数和平面向量时,可以利用计算机上的三角函数程序,在平面向量上可以使用向量分析软件来模拟、求解各类问题,这样可以使这两个领域的学习变得更加具有趣味性和实用价值。
三角函数与平面向量结合问题-高考数学大题精做之解答题题型全覆盖高端精品
高考数学大题精做之解答题题型全覆盖高端精品第一篇三角函数与解三角形专题04三角函数与平面向量结合问题类型对应典例三角函数的定义与平面向量的运算相结合典例1三角恒等变换与平面向量运算相结合典例2三角函数的图象与平面向量相结合典例3三角函数的性质与平面向量、不等式相结合典例4三角函数图象的性质与平面向量运算相结合典例5平面向量的数量积运算与三角函数相结合典例6三角函数的性质与平面向量的数量积相结合典例7【典例1】如图,在平面直角坐标系中,已知点()2,0A 和单位圆上的两点()10B ,,34,55C ⎛⎫- ⎪⎝⎭,点P 是劣弧 BC上一点,BOC α∠=,BOP β∠=.(1)若OC OP ⊥,求()()sin sin παβ-+-的值;(2)设()f t OA tOP =+ ,当()f t 的最小值为1时,求OP OC ⋅的值.【思路引导】(1)根据任意角三角函数定义可求得sin ,cos αα,利用2πβα=-可求得sin cos βα=-,结合诱导公式可化简求出结果;(2)利用向量坐标表示可得到()2cos ,sin OA tOP t t ββ+=+ ,可求得224cos 4OA tOP t t β+=++ ,根据二次函数性质可求得22min44cos OA tOP β+=- ,从而利用()f t 的最小值构造方程可求得2cos β,根据角的范围可求得sin β和cos β,进而根据数量积的坐标运算可求得结果.【典例2】在平面直角坐标系xOy 中,设向量()cos sin a αα=,,()sin cos b ββ=-,,()12c =-.(1)若a b c +=,求sin ()αβ-的值;(2)设5π6α=,0πβ<<,且()//a b c + ,求β的值.【思路引导】(1)利用向量的数量积转化求解两角差的三角函数即可;(2)通过向量平行,转化求解角的大小即可.【典例3】已知向量a m x (,cos 2)= ,b x n (sin 2,)= ,设函数()f x a b =⋅ ,且()y f x =的图象过点(12π和点2(,2)3π-.(Ⅰ)求,m n 的值;(Ⅱ)将()y f x =的图象向左平移ϕ(0ϕπ<<)个单位后得到函数()y g x =的图象.若()y g x =的图象上各最高点到点(0,3)的距离的最小值为1,求()y g x =的单调增区间.【思路引导】(Ⅰ)利用向量的数量积坐标运算公式代入函数式整理化简,将函数过的点(12π和点2(,2)3π-代入就可得到关于,m n 的方程,解方程求其值;(Ⅱ)利用图像平移的方法得到()y g x =的解析式,利用最高点到点(0,3)的距离的最小值为1求得ϕ角,得()2cos 2g x x =,求减区间需令[]22,2x k k πππ∈+解x 的范围【典例4】已知函数()()f x a b c=+,其中向量()sin ,cos a x x =-,()sin ,3cos b x x =-,()cos ,sin c x x =-,x ∈R .(Ⅰ)若()52f α=,588ππα-<<-,求cos 2α的值;(Ⅱ)不等式()2f x m -<在,82x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上恒成立,求实数m 的取值范围.【思路引导】(Ⅰ)利用向量数量积公式得到()f x 后,再用二倍角公式以及两角和的正弦公式的逆用公式化成辅助角的形式,根据已知条件及同角公式解得3cos 244πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,再将所求变成33cos 2cos 244ππαα⎡⎤⎛⎫=+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦后,利用两角差的余弦公式求得;(Ⅱ)将不等式恒成立转化为最大最小值可解得.【典例5】已知向量()a cos x cos x ωω=-,,()b sin x xωω=(ω>0),且函数()f x a b=⋅的两个相邻对称中心之间的距离是4π.(1)求6f π⎛⎫⎪⎝⎭;(2)若函数()()1g x m x =+-在04π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上恰有两个零点,求实数m 的取值范围.【思路引导】(1)首先利用平面向量的数量积的应用求出函数的关系式,进一步把函数的关系式变形成正弦型函数,进一步利用函数的性质的应用求出结果.(2)利用函数的零点和方程之间的转换的应用,利用函数的定义域和值域之间的关系求出m 的范围.【典例6】已知实数0θπ≤≤,()cos ,sin a θθ= ,()0,1j = ,若向量b满足()0a b j +⋅= ,且0a b ⋅= .(1)若2a b -= ,求b;(2)若()()f x b x a b =+- 在1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上为增函数,求实数θ的取值范围.【思路引导】(1)设出b 的坐标,结合0a b ⋅= 、2a b -= 、()0a b j +⋅= ,解方程,先求得θ的值,再求得b的坐标.(2)利用向量模的运算、数量积的运算化简()f x 表达式,结合二次函数的性质列不等式,解不等式求得b的取值范围.设出b的坐标,结合()0a b j +⋅= 、0a b ⋅= ,解方程,用θ表示出2b ,根据b 的取值范围列不等式,解不等式求得cos θ的取值范围,进而求得θ的取值范围.【典例7】在平面直角坐标系xOy 中,已知向量()cos ,sin e αα=,设,(0)OA e λλ=>,向量ππcos ,sin 22OB ββ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ .(1)若π6βα=-,求向量OA 与OB 的夹角;(2)若2AB OB ≥对任意实数,αβ都成立,求实数λ的取值范围.【思路引导】(1)由题意结合平面向量的坐标表示,结合平面向量的数量积运算法则可得1cos sin 62πθ==.则向量OA 与OB的夹角为3π.(2)原问题等价于2230OA OB λ-⋅-≥任意实数,αβ都成立.分离参数可得()23sin 2λαβλ-≥-任意实数,αβ都成立.结合三角函数的性质求解关于实数λ的不等式可得3λ≥.1.已知向量)1,2sin a x xωω=+,)()0b x x ωωω=->r .(1)当2x k πωπ≠+,k Z ∈时,若向量()1,0c =r ,)d =u r ,且()()//a c b d -+r r r u r,求224sin cos x x ωω-的值;(2)若函数()f x a b =⋅ 的图象的相邻两对称轴之间的距离为4π,当,86x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,求函数()f x 的最大值和最小值.2.已知向量(sin ,1),cos ,cos 2)(0)2Am x n x x A ==>,函数()f x m n =⋅ 的最大值为6.(Ⅰ)求A ;(Ⅱ)将函数()y f x =的图象向左平移12π个单位,再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的12倍,纵坐标不变,得到函数()y g x =的图象.求()g x 在5[0,]24π上的值域.3.已知点()2,0A ,()0,2B -,()2,0F -,设AOC α∠=,[)0,2απ∈,其中O 为坐标原点.(1)设点C 在x 轴上方,到线段AF 3AFC π∠=,求α和线段AC 的大小;(2)设点D 为线段OA 的中点,若2OC =uuu r,且点C 在第二象限内,求)cos y OB BC OA α=⋅+⋅ 的取值范围.4.已知向量())2=+ a x ωϕ,22,22⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭ b ,其中0>ω,02πϕ<<,函数()f x a b =⋅ 的图像过点()1,2B ,点B 与其相邻的最高点的距离为4.(1)求函数()f x 的单调递减区间;(2)计算()()()122019f f f ++⋅⋅⋅+的值.5.已知向量)()2,1,cos ,cos 1m x n x x ωωω==+,设函数()f x m n b =⋅+ .(1)若函数()f x 的图象关于直线6x π=对称,[]0,3ω∈,求函数()f x 的单调递增区间;(2)在(1)的条件下,当70,12x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数()f x 有且只有一个零点,求实数b 的取值范围.6.已知(sin ,cos ),(sin ,sin )a x x b x x ==,函数()f x a b =⋅.(1)求()f x 的对称轴方程;(2)若对任意实数[,]63x ππ∈,不等式()2f x m -<恒成立,求实数m 的取值范围.7.在如图所示的平面直角坐标系中,已知点(1,0)A 和点(1,0)B -,1OC = ,且AOC=x ∠,其中O 为坐标原点.(1)若34x π=,设点D 为线段OA 上的动点,求||OC OD +uuu r uuu r 的最小值;(2)若0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,向量m BC = ,(1cos ,sin 2cos )n x x x =-- ,求m n ⋅ 的最小值及对应的x 值.8.已知向量(p = ,()cos ,sin q x x =.(1)若//p q u r r,求2sin 2cos x x -的值;(2)设函数()f x p q =⋅ ,将函数()f x 的图象上所有的点的横坐标缩小到原来的12(纵坐标不变),再把所得的图象向左平移3π个单位,得到函数()g x 的图象,求()g x 的单调增区间.9.已知向量(3sin ,cos )x x =m ,(cos )x x =-n ,3()2f x =⋅-m n .(1)求函数()f x 的最大值及取得最大值时x 的值;(2)若方程()f x a =在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的实数根,求实数a 的取值范围.10.已知O 为坐标原点,()22cos ,1OA x =,()OB x a=+()R,R x a a ∈∈且为常数,若()•f x OA OB =.(Ⅰ)求函数()f x 的最小正周期和单调递减区间;(Ⅱ)若0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数()f x 的最小值为2,求实数a 的值.参考答案【典例1】解:(1)由34,55C ⎛⎫- ⎪⎝⎭可知:4sin 5α=,3cos 5α=-OC OP⊥ 2πβα∴=-3sin sin cos 25πβαα⎛⎫∴=-=-=⎪⎝⎭()()431sin sin sin sin 555παβαβ∴-+-=-=-=(2)由题意得:()cos ,sin P ββ()2,0OA ∴= ,()cos ,sin OP ββ=()2cos ,sin OA tOP t t ββ∴+=+()()22222cos sin 4cos 4OA tOP t t t t βββ∴+=++=++ 当2cos t β=-时,22min44cos OA tOP β+=- ()min 1f t ∴==,解得:23cos 4β=1sin 2β∴==0βα<< 6πβ∴=3cos 2β∴=31,22P ⎛⎫∴ ⎪ ⎪⎝⎭3414525210OP OC -⎛⎫∴⋅=-⨯+⨯=⎪⎝⎭【典例2】解:(1)因为()cos sin a αα= ,,()sin cos b ββ=- ,,()12c =-,所以1a b c ===,且()cos sin sin cos sin a b αβαβαβ⋅=-+=-.因为a b c += ,所以22a b c +=,即2221a a b b +⋅+= ,所以12sin ()11αβ+-+=,即1sin ()2αβ-=-.(2)因为5π6α=,所以3122a ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,.依题意,1sin cos 22b c ββ⎛⎫+=--+ ⎪ ⎪⎝⎭,.因为()//a b c +,所以)()11cos sin 022ββ-+--=.化简得,11sin 22ββ-=,所以()π1sin 32β-=.因为0πβ<<,所以ππ2π333β-<-<.所以ππ36β-=,即π2β=.【典例3】试题解析:(1)由题意知.()y f x =的过图象过点(12π和2(,2)3π-,所以sincos ,66442sin cos ,33m n m n ππππ=+-=+即13,2212,22m n m n =+-=--解得{1.m n ==(2)由(1)知.由题意知()()2sin(22)6g x f x x πϕϕ=+=++.设()y g x =的图象上符合题意的最高点为0(,2)x ,1=,所以,即到点(0,3)的距离为1的最高点为(0,2).将其代入()y g x =得sin(216πϕ+=,因为0ϕπ<<,所以6πϕ=,因此()2sin(22cos 22g x x x π=+=.由222,k x k k πππ-+≤≤∈Z 得,2k x k k πππ-+≤≤∈Z ,所以函数()y f x =的单调递增区间为[,],2k k k Zπππ-+∈【典例4】解:()()f x a b c=+()()sin ,cos sin cos ,sin 3cos x x x x x x =--- 222sin 2sin cos 3cos 1sin 22cos x x x x x x=-+=-+32cos 2sin 2224x x x π⎛⎫=+-=++ ⎪⎝⎭(Ⅰ)若()52f α=,则352242πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,即3sin(244πα+=,由588ππα-<<-∴544ππα-<2<-,即3242πππα-<2+<,则3cos 244πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则333333cos 2cos 2cos 2cos sin 2sin444444ππππππαααα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-=+++ ⎪ ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦142424⎛⎫=⨯-+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭.(Ⅱ)∵不等式()2f x m -<在,82x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上恒成立,∴()22f x m -<-<,即()()22f x m f x -<<+在,82x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上恒成立,当,82x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则2,4x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,372,44x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,则当324x ππ+=,即8x π=时,()f x 取得最大值,最大值为()max 2f x =,当33242x ππ+=,即38x π=时,()f x 取得最小值,最小值为()min 322f x π=+2=,则2222m m >-⎧⎪⎨<-+⎪⎩,得04m <<,即实数m的取值范围是(0,4-.【典例5】解:(1)向量()a cos x cos x ωω=-,,()b sin x x ωω= ,所以()f x a b =⋅= sinωx •cosωx cos 2ωx ()121222232sin x cos x sin x πωωω⎛⎫=-+=-- ⎪⎝⎭.函数的两个相邻对称中心之间的距离是4π.所以函数的最小正周期为2π,由于ω>0,所以242πωπ==,所以f (x )=sin (4x 3π-).则f (6π)4632sin ππ⎛⎫=⋅--= ⎪⎝⎭sin 332π-=0.(2)由于f (x )=sin (4x 3π-).则()()1g x m x =+-在04π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上恰有两个零点,即31432m x π⎛⎫+--= ⎪⎝⎭0,即m 1432x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,由于04x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,,所以24333x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,,在24333x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,时,函数的图象与y =m 有两个交点,最高点除外.当433x ππ-=时,m 31222=+=,当432x ππ-=时,m 12=,所以当m 122⎡⎫∈+⎪⎢⎣⎭时,函数的图象在在04π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上恰有两个零点.【典例6】解:(1)设()00,b x y = ,则()00cos ,sin b x a y θθ=+++ ,∵0a b ⋅=,由2a b -= 得()24a b-= ,得2224a a b b -⋅+= ,得2104b -+= ,得b =,∵()0a b j +⋅=,∴0sin 0y θ+=,∴0sin y θ=-,∵0a b ⋅= ,∴00cos sin 0x y θθ+=,∴20sin cos x θθ=,∴()22222002sin 3sin cos x y b θθθ⎛⎫=+=⇒+- ⎪⎝⎭3tan θ=⇒=,∵[]0,θπ∈,∴3πθ=,或23πθ=,∴当3πθ=时,032x =,032y =-,当23πθ=时,032x =-,032y =-,所以3,22b ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭或3,22b ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭.(2)()()()1f x b x a b xa x b =+-=+-==∵()f x 在1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上为增函数,所以对称轴()2221221b b--≤+ ,即1b ≤ ,设()00,b x y = ,则()00cos ,sin b x a y θθ=+++,又∵()0a b j +⋅= ,且0a b ⋅= ,∴0sin y θ=-,20sin cos x θθ=.∴22222020sin sin 1cos x b y θθθ⎛⎫=+=+≤ ⎪⎝⎭,即22sin cos θθ≤,21cos 2θ≥,∴,11,22cos θ⎤⎡∈--⎥⎢⎣⎦⎣⎦ ,∴30,,44ππθπ⎡⎤⎡⎤∈⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ .【典例7】解析:(1)由题意,()cos ,sin (0)OA λαλαλ=> ,()sin ,cos OB ββ=-,所以OA λ= ,1OB =,设向量OA 与OB的夹角为θ,所以()()cos sin sin cos cos sin 1OA OB OA OBλαβλαβθαβλ-+⋅===-⋅⋅.因为6πβα=-,即6παβ-=,所以1cos sin 62πθ==.又因为[]0,θπ∈,所以3πθ=,即向量OA 与OB 的夹角为3π.(2)因为2AB OB ≥ 对任意实数,αβ都成立,而1OB =,所以24AB ≥,即()24OB OA-≥任意实数,αβ都成立..因为OA λ= ,所以2230OA OBλ-⋅-≥任意实数,αβ都成立.所以()22sin 30λλαβ---≥任意实数,αβ都成立.因为0λ>,所以()23sin 2λαβλ-≥-任意实数,αβ都成立.所以2312λλ-≥,即2230λλ--≥,又因为0λ>,所以3λ≥1.【思路引导】(1)先将a c -r r 和b d +r u r用坐标形式表示出来,然后根据向量平行对应的坐标表示得到tan x ω的值,然后利用22sin cos 1x x ωω+=将224sin cos x x ωω-进行变形即可求值;(2)计算并化简()f x ,根据相邻两对称轴之间的距离为4π求解出ω的值,然后根据x 范围即可求解出()f x 的最大值和最小值.解:(1)因为),2sin a c x x ωω-=r r,),cos b d x x ωω+=r u r,又因为()()//a c b d -+r r r u r,2cos x x x ωωω=,又因为()2x k k Z πωπ≠+∈,所以3tan 6x ω=,所以22222222114sin cos 4tan 1834sin cos 1sin cos tan 113112x x x x x x x x ωωωωωωωω----====-+++;(2)()))112sin cos f x a b ωx ωx ωx ωx=⋅=+-+)22cos 1sin 2sin 222sin 23x x x x x πωωωωω⎛⎫=-+==+ ⎪⎝⎭,因为相邻两对称轴之间的距离为4π,所以242T ππ=⨯=,所以224Tπω==,所以2ω=,所以()2sin 43πf x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭,因为,86x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,所以4,36ππx π⎛⎫⎡⎤+∈- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,所以()max 2sin 22f x π==,此时24x π=,()min 2sin 16f x π⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,此时8x π=-.2.【解析】(Ⅰ)()(sin ,1)cos ,cos 2)sin 2.26A f x m n x x x A x π⎛⎫=⋅=⋅=+ ⎪⎝⎭因为()f x m n =⋅的最大值为6,所以 6.A =(Ⅱ)将函数()y f x =的图象向左平移12π个单位,得到()6sin 26sin 2.1263t x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的12倍,纵坐标不变,得到()6sin 4.3g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭因为5[0,24x π∈所以74,336x πππ≤+≤()6sin 43g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的最小值为76sin 3,6π⨯=-最大值为6sin 6,2π⨯=所以()g x 在5[0,]24π上的值域为[]3,6.-3.【思路引导】(1)过点C 作AF 的垂线,垂足为点E ,可得出CE =2CF =,可得出OCF ∆为等边三角形,可求出α的值,然后在ACF ∆中利用余弦定理求出AC ;(2)由题中条件求出DC 、OB 、OA的坐标,化简)cos y OB BC OA α=⋅+⋅ 的解析式为4cos 223y πα⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,再根据α的取值范围,结合余弦函数的定义域与基本性质可求出y 的取值范围.解:(1)过C 作AF 的垂线,垂足为E ,则CE =在直角三角形FCE 中,2sin CEFC CFE==∠,又2OF =,3OFC π∠=,所以OFC ∆为正三角形.所以3FOC π∠=,从而23FOC παπ=-∠=.在AFC ∆中,AC ===;(2)()2,0A ,点D 为线段OA 的中点,()1,0D ∴,2OC = 且点C 在第二象限内,()2cos ,2sin C αα∴,,2παπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,从而()2cos 1,2sin DC αα=- ,()2cos ,2sin 2BC αα=+ ,()2,0OA = ,()0,2OB =-,则)2cos cos 4cos y OB BC OA αααα=⋅+⋅=-+()221cos 24cos 223πααα⎛⎫=-++=++ ⎪⎝⎭,因为,2παπ⎛⎫∈⎪⎝⎭,所以472,333πππα⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,从而1cos 2123πα⎛⎫-<+≤ ⎪⎝⎭,04cos 2263πα⎛⎫∴<++≤ ⎪⎝⎭,因此,)cos y OB BC OA α=⋅+⋅的取值范围为(]0,6.4.【思路引导】(1)先求出()1cos 2()f x x ωϕ=-+,则()1,2B 为函数()f x 的图象的一个最高点,又点B 与其相邻的最高点的距离为4,所以242πω=,可得4πω=,再将点()1,2B 代入求出4πϕ=即可求出()1sin 2f x x π=+,最后令322222k x k πππππ+≤≤+解之即可求出函数()f x 的单调递减区间;(2)根据函数()f x 的最小正周期4,则()()()()()()()()()()1220195041234123f f f f f f f f f f ++⋅⋅⋅+=++++++⎡⎤⎣⎦求出()1f 、()2f 、()3f 、()4f 的值代入计算即可.解:(1)因为())2=+a x ωϕ,22,22⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭b ())1cos2()22∴=⋅=-+=-+ f x a b x x ωϕωϕ()max 2∴=f x ,则点()1,2B 为函数()f x 的图象的一个最高点.点B 与其相邻的最高点的距离为4,242∴=πω,得4πω=. 函数()f x 的图象过点()1,2B ,1cos 222⎛⎫∴-+=⎪⎝⎭πϕ即sin 21=ϕ.02πϕ<<,4πϕ∴=.()1cos 21sin 442⎛⎫∴=-+=+ ⎪⎝⎭f x x x πππ,由322222k x k πππππ+≤≤+,得4143k x k +≤≤+,k Z ∈.()f x ∴的单调递减区间是[]41,43++k k ,k Z ∈.(2)由(1)知,()1sin2=+f x x π,()f x ∴是周期为4的周期函数,且()12f =,()21f =,()30f =,()41f =()()()()12344∴+++=f f f f 而201945043=⨯+,()()()12201945042102019∴++⋅⋅⋅+=⨯+++=f f f 5.思路引导:(1)根据平面向量数量积运算求解出函数()•f x m n b =+,利用函数()f x 的图象关于直线6x π=对称,且[]0,3ω∈可得1ω=,结合三角函数的性质可得其单调区间;(2)当70,12x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求出函数()f x 的单调性,函数()f x 有且只有一个零点,利用其单调性求解求实数b 的取值范围.试题解析:解:向量),1m x ω=,()cos ,cos21n x x ωω=+,()2•cos cos 1f x m n b x x x bωωω=+=+++133sin2cos2sin 222262x x b x b πωωω⎛⎫=+++=+++ ⎪⎝⎭(1)∵函数()f x 图象关于直线6x π=对称,∴()2•662k k Z πππωπ+=+∈,解得:()31k k Z ω=+∈,∵[]0,3ω∈,∴1ω=,∴()3sin 262f x x b π⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭,由222262k x k πππππ-≤+≤+,解得:()36k x k k Z ππππ-≤≤+∈,所以函数()f x 的单调增区间为(),36k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦.(2)由(1)知()3sin 262f x x b π⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭,∵70,12x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴42,663x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,∴2,662x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,即0,6x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数()f x 单调递增;42,663x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,即7,612x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数()f x 单调递减.又()03f f π⎛⎫=⎪⎝⎭,∴当70312f f ππ⎛⎫⎛⎫>≥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或06f π⎛⎫= ⎪⎝⎭时函数()f x 有且只有一个零点.即435sinsin326b ππ≤--<或3102b ++=,所以满足条件的3352,22b ⎛⎤-⎧⎫∈-⋃- ⎨⎬⎥ ⎩⎭⎝⎦.6.【详解】(I )()21cos21sin sin cosx sin222x f x a b x x x -=⋅=+⋅=+ 21sin 2242x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,令242x k k Z πππ-=+∈,,解得328k x k Z ππ=+∈.∴f x ()的对称轴方程为328k x k Z ππ=+∈,.(II )由1f x ()≥得1sin 21242x π⎛⎫-+≥ ⎪⎝⎭,即sin 242x π⎛⎫-≥⎪⎝⎭,∴3222444k x k k Z πππππ+≤-≤+∈,.故x 的取值集合为42xk x k k Z ππππ⎧⎫+≤≤+∈⎨⎬⎩⎭,.(Ⅲ)∵63x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,,∴5212412x πππ≤-≤,又∵sin y x =在02π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上是增函数,∴5sinsin 212412x sin πππ⎛⎫≤-≤ ⎪⎝⎭,又5sinsin 12644πππ⎛⎫=+=⎪⎝⎭,∴()f x 在63x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,时的最大值是()2621332424max f x ++=⨯+=,∵2f x m -()<恒成立,∴2max m f x ->(),即354m ->,∴实数m 的取值范围是35,4⎛⎫-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭.7.【思路引导】(1)设D (t ,0)(0≤t ≤1),利用二次函数的性质求得它的最小值.(2)由题意得⋅=m n1sin (2x 4π+),再利用正弦函数的定义域和值域求出它的最小值.解:(I )设(,0)(01)D t t ≤≤,又22,22C ⎛⎫-⎪ ⎪⎝⎭所以22OC OD t ⎛⎫+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭所以22211||122OC OD t t +=-++=-+21(01)22t t ⎛=-+≤≤ ⎪⎝⎭所以当2t =时,||OC OD +uuu r uuu r最小值为2.(II )由题意得(cos ,sin )C x x ,(cos 1,sin )m BC x x ==+则221cos sin 2sin cos 1cos 2sin 2m n x x x x x x⋅=-+-=--124x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭因为0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以52444x πππ≤+≤所以当242x ππ+=时,即8x π=时,sin 24x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭取得最大值1所以8x π=时,124m n x π⎛⎫⋅=-+ ⎪⎝⎭取得最小值1所以m n ⋅的最小值为18x π=8.解:(1)(p = ,()cos ,sin q x x = ,且//p q u r r,sin x x ∴=,则tan x =222222sin cos cos 2tan 1231sin 2cos sin cos tan 14x x x x x x x x x ---∴-===++;(2)()cos 2sin 6f x p q x x x π⎛⎫=⋅=+=+ ⎪⎝⎭ ,由题意可得()52sin 22sin 2366g x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,由()5222262k x k k Z πππππ-+≤+≤+∈,得()236k x k k Z ππππ-+≤≤-+∈.∴函数()y g x =的单调递增区间为()2,36k k k Z ππππ⎡⎤-+-+∈⎢⎥⎣⎦.9.【思路引导】(1)先通过数量积求出5()26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再根据三角函数即可求出最大值.(2)方程()f x a =在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的实数根表示()f x a =与y 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的交点,画出()f x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦的图像易得a 的取值范围.【详解】(1)2333()3sin cos sin 2222f x x x x x =⋅-=--=-+m n 35(1cos 2)sin 2cos 2222226x x x x π⎛⎫+-=-+=+ ⎪⎝⎭.当52262x k πππ+=+,即6x k ππ=-,k ∈Z 时,函数f (x )取得最大值.(2)由于0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,55112,666x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦.而函数()g x x =在区间53,62ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在区间311,26ππ⎡⎤⎢⎣⎦上单调递增.又113,622g g ππ⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,562g π⎛⎫= ⎪⎝⎭.结合图象(如图),所以方程()f x a =在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的实数根时,2a ⎛∈- ⎝⎦.故实数a 的取值范围为2⎛- ⎝⎦.10.【思路引导】(1)通过向量的数量积,把OA ,OB的坐标,代入函数解析式,利用向量积的运算求得函数解析式,进而得到函数()f x 的最小正周期和单调递减区间;(2)通过x ∈[0,2π],求出相位的范围,然后求出函数的最大值,利用最大值为2,直接求得a .解:(1)由题意()()22cos ,1,(,,OA x OB x a x R a R a ==-∈∈ 是常数)所以()22cos cos212sin 216f x x x a x x a x a π⎛⎫=++=+++=+++ ⎪⎝⎭,∴()f x 的最小正周期为22ππ=,令3222,262k x k k Z πππππ+≤+≤+∈,得2,63k x k k Z ππππ+≤≤+∈,所以()f x 的单调递减区间为2,,63k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦.(2)当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,72,666x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,∴当7266x ππ+=,即2x π=时,()f x 有最小值a ,所以2a =.。
例说平面向量与三角函数的综合性问题
说 :题 以线 量 载 , 、 , . 明本 是 共 向 为体利 / 求 t 0 丁
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…
2015高考数学平面向量部分常见的考试题型总结
2015高考数学平面向量部分常见的考试题型总结平面向量部分常见的题型练习类型(一):向量的夹角问题1.平面向量,41==且满足2.=,则b a 与的夹角为2.已知非零向量b a ,)(a b b 2-⊥=,则b a 与的夹角为3.已知平面向量,满足424)2.(==-=+-b a b a )(且,则与的夹角为4.设非零向量、、满足=+==|,|||||,则>=<,5.的夹角。
与求,732=+==6.若非零向量,,0).2(=+=b b a 则与的夹角为类型(二):向量共线问题1. 已知平面向量),(x 32=,平面向量),,(182--=b 若a ∥b ,则实数x2. 设向量),(),,(3212==b a 若向量b a +λ与向量)74(--=,共线,则=λ3.已知向量),(,(x 211==若24-+平行,则实数x 的值是() A .-2B .0C .1D .2_____)10,(),54(),12,(.4=-===k C B A k OC OB k OA 则三点共线,,,,且,已知向量5.已知),(),,(),,(73231x C B A --,设=,=且∥,则x 的值为 ( )(A) 0 (B) 3 (C) 15 (D) 186.已知a =(1,2),=(-3,2)若k +2与2-4共线,求实数k 的值;7.已知a ,c 是同一平面内的两个向量,其中=(1,252=,且∥c ,求c 的坐标 8.n 为何值时,向量),(1n a =与),4(n =共线且方向相同?9.且),2,1(,3==∥,求的坐标。
10.已知向量)2,1(,112-=-=-=c m b a ),(),,(,若(b a +)∥c ,则m=11.已知b a ,不共线,k -=+=,,如果c ∥d ,那么k= ,c 与d 的方向关系是12. 已知向量且),(,(,221m -==∥,则=+32 类型(三): 向量的垂直问题1.已知向量x ⊥==且),()6,3(,1,则实数x 的值为2.已知向量=--==n n 与),若,(,(211 3.已知=(1,2),=(-3,2)若k +2与2-4垂直,求实数k 的值442==,且与的夹角为3π,若的值垂直,求与k k k 22-+。
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三角函数与平面向量综合题的九种类型题型一:三角函数与平面向量平行(共线)的综合【例 1】 已知 A、B、C 为三个锐角,且 A+B+C=π.若向量→p =(2-2sinA,cosA+sinA)与向量→q =(sinA -cosA,1+sinA)是共线向量.(Ⅰ)求角 A;(Ⅱ)求函数 y=2sin2B+cosC-23B的最大值.题型二. 三角函数与平面向量垂直的综合 【例2】 已知向量→a =(3sinα,cosα),→b =(2sinα,5sinα-4cosα),α∈(32 ,2π),且→a ⊥→b .α (Ⅰ)求 tanα 的值;(Ⅱ)求 cos( 2 + 3 )的值.题型三. 三角函数与平面向量的模的综合 【例 3】 已知向量→a =(cosα,sinα),→b =(cosβ,sinβ),|→a -→b |=25 5.(Ⅰ)求 cos(α-β)的值;(Ⅱ) 若- 2 <β<0<α< 2 ,且 sinβ=-153,求 sinα 的值.题型四:结合向量的数量积,考查三角函数的化简或求值【例 4】(2010 年高考安徽卷)已知 0 , 为 f (x) cos(2x ) 的最小正周期,48ar(tan(r ), 1),b(cos, 2), arr bm,求2 cos2sin2()的值.4cos sin练习:设函数 f(x)=→a ·→b .其中向量→a =(m,cosx),→b =(1+sinx,1),x∈R,且 f( 2 )=2.(Ⅰ)求实数 m 的值;(Ⅱ)求函数 f(x)的最小值.题型五:结合向量的夹角公式,考查三角函数中的求角问题【例 5】 (浙江卷)如图,函数 y 2sin( x ), x R (其中 0 )的图像与 y 轴交于点(0,1)。
2(Ⅰ)求 的值;uuuur uuur (Ⅱ)设 P 是图像上的最高点,M、N 是图像与 x 轴的交点,求 PM 与 PN 的夹角。
题型六:结合三角形中的向量知识考查三角形的边长或角的运算【例 6】(山东卷)在 ABC 中,角 A, B,C 的对边分别为 a,b, c , tan C 3 7 .(1)求 cosC ;uuur uuur (2)若 CB CA 5,且 a b 9,求 c .2题型七:结合三角函数的有界性,考查三角函数的最值与向量运算【例 7】(陕西卷)f(x)arr b,其中向量arr (m, cos 2x) ,b (1 sin 2x,1) , x R ,且函数yf (x) 的图象经过点 ( , 2) . 4(Ⅰ)求实数 m 的值;(Ⅱ)求函数 y f (x) 的最小值及此时 x 值的集合。
题型八:结合向量平移问题,考查三角函数解析式的求法【例8】(湖北卷)将y2cos x 3π 6 的图象向左平移π/4,向下平移2个单位,则平移后所得图象的解析式为A.y2cos x 3 4 2B.y2cos x 3π 4 2C.y2cos x 3π 12 2D.y2cos x 3π 12 2题型九:结合向量的坐标运算,考查与三角不等式相关的问题【例9】(湖北卷)设向量 ar(sinx, cosr x), b(cosx, cosx), x R,函数f(x)ar (arr b).(Ⅰ)求函数 f (x) 的最大值与最小正周期;(Ⅱ)求使不等式 f (x) 3 成立的 x 的取值集. 2【专题训练】 一、选择题 1.已知→a =(cos40 ,sin40),→b =(cos20,sin20),则→a ·→b =()A.131B. 2C.22 D. 22.将函数 y=2sin2x-π2 的图象按向量(π2 ,π2 )平移后得到图象对应的解析式是 ()A.2cos2xB.-2cos2xC.2sin2xD.-2sin2x3.已知△ABC 中,A→B=→a ,A→C=→b ,若→a ·→b <0,则△ABC 是()A.钝角三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形 D.任意三角形4.设→a =(32,sin ),→b =(cos ,13),且→a ∥→b ,则锐角 为()A.30B.45C.60D.755.已知→a =(sinθ, 1+cosθ),→b =(1, 1-cosθ),其中 θ∈(π,32 ),则一定有 ()A.→a ∥→bB.→a ⊥→bC.→a 与→b 夹角为 45°D.|→a |=|→b |6.已知向量→a =(6,-4),→b =(0,2),→c =→a +→b ,若C点在函数π y=sin12x的图象上,实数=5353A.2B.2C.-2D.-27.设 0≤θ≤2π 时,已知两个向量O→P1=(cosθ,sinθ),O→P2=(2+sinθ,2-cosθ),则向量P→1P2长度的最大值是()A. 2B. 38.若向量→a =(cos ,sin ),→b =(cosA.→a 与→b 的夹角等于 -C.→a ∥→bC.3 2D.2 3,sin ),则→a 与→b 一定满足B.→a ⊥→bD.(→a +→b )⊥(→a -→b )()9.已知向量→a =(cos25 ,sin25 ),→b =(sin20 ,cos20 ),若 t 是实数,且→u =→a +t→b ,则|→u |的最小值为 A. 2B.1C.2 2D.12()10.O 是平面上一定点,A、B、C 是该平面上不共线的 3 个点,一动点 P 满足:→OP=O→A+ (A→B+A→C), ∈(0,+∞),则直线 AP 一定通过△ABC 的()A.外心B.内心C.重心D.垂心二、填空题11.已知向量→m =(sin ,2cos ),→n =( 3,-12).若→m ∥→n ,则 sin2 的值为____________.12.已知在△OAB(O 为原点)中,→OA=(2cos ,2sin ),→OB=(5cos ,5sin ),若→OA·→OB=-5,则 S△AOB的值为_____________. 13.已知向量→m =(1,1)向量→n 与向量→m 夹角为3π4 ,且→m ·→n =-1.则向量→n =__________.三、解答题14.已知向量→m =(sinA,cosA),→n =( 3,-1),→m ·→n =1,且 A 为锐角.(Ⅰ)求角 A 的大小;(Ⅱ)求函数 f(x)=cos2x+4cosAsinx(x∈R)的值域.15.在△ABC 中,A、B、C 所对边的长分别为 a、b、c,已知向量→m =(1,2sinA),→n =(sinA,1+cosA),满 足→m ∥→n ,b+c= 3a.(Ⅰ)求 A 的大小;(Ⅱ)求 sin(B+ 6 )的值.16.△ABC 的角 A、B、C 的对边分别为 a、b、c,→m =(2b-c,a),→n =(cosA,-cosC),且→m ⊥→n . (Ⅰ)求角 A 的大小;(Ⅱ)当 y=2sin2B+sin(2B+ 6 )取最大值时,求角 B 的大小.17.已知→a =(cosx+sinx,sinx),→b =(cosx-sinx,2cosx), (Ⅰ)求证:向量→a 与向量→b 不可能平行; (Ⅱ)若 f(x)=→a ·→b ,且 x∈[- 4 , 4 ]时,求函数 f(x)的最大值及最小值.18.设函数f(x)arr (bcr ),其中向量ar(sinx,cosr x), b(sinx,3 cosx),cr ( cos x,sin x), x R .(Ⅰ)求函数 f x 的最大值和最小正周期;r(Ⅱ)将函数 y f x的图像按向量 d 平移,使平移后得到的图像关于坐标原点成中心对称,求长度最小r 的d .19.已知向量 arr (sin ,1),b(1, cos ), .22(Ⅰ)若arr b,求;(Ⅱ)求arr b的最大值.【参考答案】三角函数与平面向量综合题的九种类型【例 1】【解】(Ⅰ)∵→p 、→q 共线,∴(2-2sinA)(1+sinA)=(cosA+sinA)(cosA-sinA), 则 sin2A=34,又 A 为锐角,所以 sinA= 23,则 A= 3 .(Ⅱ)y=2sin2B+cosC-23B=2sin2B+cos(π-3-B)-3B2=2sin2B+cos(31 -2B)=1-cos2B+2cos2B+3 2sin2B315= 2 sin2B-2cos2B+1=sin(2B- 6 )+1.∵B∈(0, 2 ),∴2B- 6 ∈(- 6 , 6 ),∴2B- 6 = 2 ,解得 B=3,ymax=2. 2、【解】 (Ⅰ)∵→a ⊥→b ,∴→a ·→b =0.而→a =(3sinα,cosα),→b =(2sinα, 5sinα-4cosα),故→a ·→b =6sin2α+5sinαcosα-4cos2α=0. 由于 cosα≠0,∴6tan2α+5tanα-4=0.解之,得 tanα=-43,或 tanα=12.∵α∈(32 ,2π),tanα<0,故 tanα=12(舍去).∴tanα=-43.3α34α1 αα(Ⅱ)∵α∈( 2 ,2π),∴ 2 ∈( 4 ,π).由 tanα=-3,求得 tan 2 =-2,tan 2 =2(舍去).∴sin 25 α 25ααα2 5 1 5 3 2 5+ 15= 5 ,cos 2 =- 5 ,∴cos( 2 + 3 )=cos 2 cos 3 -sin 2 sin 3 =- 5 ×2- 5 × 2 =- 103、【解】 (Ⅰ)∵|→a -→b |=25 5,∴→a 2-2→a ·→b +→b 2=45,将向量→a =(cosα,sinα),→b =(cosβ,sinβ)代入上式得 12-2(cosαcosβ+sinαsinβ)+12=45,∴cos(α-β)=35.(Ⅱ)∵- 2 <β<0<α< 2 ,∴0<α-β<π,由 cos(α-β)=-35,得 sin(α-β)=45,又 sinβ=-153,∴cosβ=1123,∴sinα=sin[(α-β)+β]=sin(α-β)cosβ+cos(α-β)sinβ=3635.4、【解答】因为为f(x)cos(2x)的最小正周期,故 .因为arr bm,8又arr bcostan()2,故costan()m2.44由于 0 ,所以 2 cos2 sin 2( ) 2 cos2 sin(2 2 )4cos sincos sin 2 cos2 sin 2 2cos (cos sin ) 2cos 1 tancos sincos sin1 tan cos tan( ) m 2 . 4练习解:(Ⅰ)f(x)=→a ·→b =m(1+sinx)+cosx,由 f( 2 )=2,得 m(1+sin 2 )+cos 2 =2,解得 m=1.(Ⅱ)由(Ⅰ)得 f(x)=sinx+cosx+1= 2sin(x+ 4 )+1,当 sin(x+ 4 )=-1 时,f(x)的最小值为 1- 2.5、【解答】(I)因为函数图像过点 (0,1) ,所以 2sin 1, 即 sin 1 . 2因为 0 ,所以 .26(II)由函数 y 2sin( x ) 及其图像,得 M ( 1 , 0), P(1 , 2), N(5 , 0),6636所以uuuur PM(1,2),uuur PN(1, 2),从而22uuuur uuur cos PM , PN uuuur uuur uuPuMur PuNuur15,故uuuur PM ,uuur PNarccos15.| PM | | PN | 17176、【解答】(1)Q tan C 3 7 , sin C 3 7 ,又Q sin2 C cos2 C 1,解得: cos C 1 ,cos C8Q tan C 0 , C 是锐角, cos C 1 .8(2)Quuur uuur CB CA5,ab cos C5,ab 20 ,又Qab 9 ,a2 2ab b2 81,a2 b241,22c2 a2 b2 2ab cosC 36 ,c 6 .7、【解答】(Ⅰ)f(x)arr b m(1 sin 2x) cos 2x 由已知f ( ) m(1 sin ) cos 2 ,得 m 1.422(Ⅱ)由(Ⅰ)得 f (x) 1 sin 2x cos 2x 1 2 sin(2x ) 4∴当 sin(2x ) 1时, y f (x) 的最小值为1 2 , 4由 sin(2x) 41,得x值的集合为 x|xk3 8,kZ .8、【解答】∵a 9、【解答】(Ⅰ)∵f(4x,)2ar, (∴ar 平br移) 后 a的r 解ar 析ar式b为r ysin22coxsx 3π 6 12 22cos x 3cos2 x sin x cos x cos2 4 x 2,选A. 1 1 sin 2x 1 (cos 2x 1) 3 2 sin(2x )22224∴ f (x) 的最大值为 3 2 ,最小正周期是 2 222(Ⅱ)要使 f (x) 3 成立,当且仅当 3 2 sin(2x ) 3 ,22242即 sin(2x ) 0 2k 2x 2k k x k 3 , k Z ,4488即f(x)3 2成立的x的取值集合是 x|k 8xk3 8,kZ .【专题训练】参考答案 一、选择题1.B 解析:由数量积的坐标表示知→a ·→b =cos40sin20+sin40cos20=sin603 =2.2.D 【解析】y=2sin2x-π2 →y=2sin2(x+ 2 )-π2 +π2 ,即 y=-2sin2x.→AB·A→C→a ·→b3.A 【解析】因为 cos∠BAC=|A→B|·|A→C|=|→a |·|→b |<0,∴∠BAC 为钝角.31 4.B 【解析】由平行的充要条件得2×3-sin cos =0,sin2 =1,2 =90 , =45 . 5.B 【解析】→a ·→b =sinθ+|sinθ|,∵θ∈(π,32 ),∴|sinθ|=-sinθ,∴→a ·→b =0,∴→a ⊥→b . 6.A →c =→a + →b =(6,-4+2 ),代入 y=sinπ12x 得,-4+2 =sin 2 =1,解得 =52.7.C 【解析】|→ P1P2|= (2+sinθ-cosθ)2+(2-cosθ-sinθ)2= 10-8cosθ≤3 2.8.D 【解析】→a +→b =(cos +cos ,sin +sin ),→a -→b =(cos +cos ,sin -sin →b )·(→a -→b )=cos2 -cos2 +sin2 -sin2 =0,∴(→a +→b )⊥(→a -→b ).),∴(→a +9.C 【解析】|→u |2=|→a |2+t2|→b |2+2t→a ·→b =1+t2+2t(sin20 cos25 +cos20 sin25 )=t2+ 2t+1=(t+ 22)2+12,|→u |2min=12,∴|→u |min= 22.10.C 【解析】设 BC 的中点为 D,则→AB+→AC=2→AD,又由→OP=O→A+ (A→B+A→C),A→P=2 A→D,所以A→P与A→D共线,即有直线 AP 与直线 AD 重合,即直线 AP 一定通过△ABC 的重心.二、填空题11.-8493【解析】由→m ∥→n ,得-12sin=2 3cos,∴tan=-4 3,∴sin22sin cos =sin2 +cos2=2tan83tan2 +1=- 49 .12.5 2 3 【解析】→OA·→OB=-5 10cos co s+10sin sin =-5 10cos( - )=-5 cos( - )1 =-2,∴sin∠AOB=23,又|→OA |=2,|→OB |=5,∴S△AOB=12×2×5×3 53 2= 2 .13.(-1,0)或(0,-1) 【解析】设→n =(x,y),由→m ·→n =-1,有 x+y=-1 ①,由→m 与→n 夹角为34π,有→m ·→n =|→m |·|→n |cos34π,∴|→n |=1,则 x2+y2=1 (-1,0)或→n =(0,-1) .②,由①②解得xy==﹣0 1或x=0 y=-1∴即→n =三、解答题14.【解】(Ⅰ)由题意得→m ·→n =1 3sinA-cosA=1,2sin(A- 6 )=1,sin(A- 6 )=2,由 A 为锐角得 A- 6 = 6 ,A= 3 .(Ⅱ)由(Ⅰ)知1 cosA=2,所以f(x)=cos2x+2sinx=1-2sin2x+2sinx=-2(sinx-12)2+32,因为 x∈R,所以 sinx∈[-1,1],因此,当 sinx=12时,f(x)有最大值32.当 sinx=-1 时,f(x)有最小值-3,所以所求函数 f(x)的值域是[-3,32].15.【解】(Ⅰ)由→m ∥→n ,得 2sin2A-1-cosA=0,即 2cos2A+cosA-1=0,∴cosA=12或 cosA=-1.∵A 是△ABC 内角,cosA=-1 舍去,∴A= 3 .(Ⅱ)∵b+c= 3a,由正弦定理,sinB+sinC= 3sinA=32,223∵B+C= 3 ,sinB+sin( 3 -B)=2,3333∴ 2 cosB+2sinB=2,即 sin(B+ 6 )= 2 .16.【解】(Ⅰ)由→m ⊥→n ,得→m ·→n =0,从而(2b-c)cosA-acosC=0,由正弦定理得 2sinBcosA-sinCcosA-sinAcosC=0∴2sinBcosA-sin(A+C)=0,2sinBcosA-sinB=0,∵A、B∈(0,π),∴sinB≠0,cosA=12,故 A= 3 .(Ⅱ)y=2sin2B+2sin(2B+ 6 )=(1-cos2B)+sin2Bcos 6 +cos2Bsin 631=1+ 2 sin2B-2 cos2B=1+sin(2B- 6 ).由(Ⅰ)得,0<B<23 ,- 6 <2B- 6 <76 ,∴当 2B- 6 = 2 ,即 B= 3 时,y 取最大值 2. 17.【解】(Ⅰ)假设→a ∥→b ,则 2cosx(cosx+sinx)-sinx(cosx-sinx)=0,∴2cos2x+sinxcosx+sin2x=0,2·1+c2os2x+12sin2x+1-c2os2x=0, 即 sin2x+cos2x=-3,∴ 2(sin2x+ 4 )=-3,与| 2(sin2x+ 4 )|≤ 2矛盾,故向量→a 与向量→b 不可能平行.(Ⅱ)∵f(x)=→a ·→b =(cosx+sinx)·(cosx-sinx)+sinx·2cosx=cos2x-sin2x+2sinxcosx=cos2x+sin2x = 2( 22cos2x+ 22sin2x)= 2(sin2x+ 4 ),3 ∵- 4 ≤x≤ 4 ,∴- 4 ≤2x+ 4 ≤ 4 ,∴当 2x+ 4 = 2 ,即 x= 8 时,f(x)有最大值 2;当 2x+ 4 =- 4 ,即 x=- 4 时,f(x)有最小值-1.18.解:(Ⅰ)由题意得,f(x)arr (bcr )(sinx, cosx) (sinxcosx, sinx3 cosx) sin2 x 2sin x cos x 3cos2 2 cos 2x sin 2x 2 最大值为 2 2 ,最小正周期是 2 .22 sin(2x 3 ) , 4所以, f (x) 的(Ⅱ)由 sin(2x 3 ) 0 得 2x 3 k ,即 x k 3 , k Z ,4428于是r d(k3,2),r d( k 3 )2 4, k Z .2828因为 k 为整数,要使r d最小,则只有 kr 1,此时 d ( , 2) 即为所求.819.解:(Ⅰ)若 arr b,则 sin cos 0 ,由此得: tan 1, ( ),22所以, . 4(Ⅱ)由ar(sin r ,1), b(1,cos),得:arr b(sin 1)2 (1 cos )2 3 2(sin cos ) 3 2 2 sin( ) 4当 sin( ) 1 时,arr b取得最大值,即当时,arr b的最大值为2 1.44。