高三一轮复习解三角形近几年高考题
三角函数、解三角形——2024届高考数学试题分类汇编(解析版)

2024高考复习·真题分类系列2024高考试题分类集萃·三角函数、解三角形
微专题总述:三角函数的图像与性质
【扎马步】2023高考三角函数的图像与性质方面主要考察“卡根法”的运用,是最为基础的表现
【雕龙头】在稳中求新的过程中,2023高考试题也透露出了新的风向,加强图像考察与其他知识点如几何、函数的结合,对称思想的隐含
微专题总述:正弦定理与余弦定理的应用
【扎马步】2023高考解三角形小题部分紧抓“教考衔接”基础不放,充分考察正余弦定理的运用
【雕龙头】在稳中求新的过程中,2023高考试题也透露出了新的风向,在考察正余弦定理时与角平分线定理结合(初中未涉及此定理)
微专题总述:解三角形综合问题
【扎马步】2023高考解三角形大题部分仍然与前几年保持一直模式,结构不良题型日益增多,但方向不变,均是化为“一角一函数”模式是达到的最终目的,考察考生基本计算与化简能力
【雕龙头】在稳中求新的过程中,2023高考试题也透露出了新的风向,如新高考卷中出现的数形结合可加快解题速度,利用初中平面几何方法快速求出对应参量在近几年高考题中频繁出现,可见初高中结合的紧密 2023年新课标全国Ⅰ卷数学
16.已知在ABC 中,
()3,2sin sin A B C A C B +=−=. (1)求sin A ;
(2)设5AB =,求AB 边上的高.
2023高考试题分类集萃·三角函数、解三角形参考答案
2。
2023年高考数学一轮复习第四章三角函数与解三角形7正弦定理余弦定理练习含解析

正弦定理、余弦定理考试要求 1.掌握正弦定理、余弦定理及其变形.2.能利用正弦定理、余弦定理解决一些简单的三角形度量问题.知识梳理1.正弦定理与余弦定理定理正弦定理余弦定理内容asin A=b sin B =csin C=2R a 2=b 2+c 2-2bc cos A ;b 2=c 2+a 2-2ca cos B ; c 2=a 2+b 2-2ab cos C变形(1)a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C ;(2)a sin B =b sin A ,b sin C =c sin B , a sin C =c sin Acos A =b 2+c 2-a 22bc ;cos B =c 2+a 2-b 22ac ;cos C =a 2+b 2-c 22ab2.三角形中常用的面积公式 (1)S =12ah a (h a 表示边a 上的高);(2)S =12ab sin C =12ac sin B =12bc sin A ;(3)S =12r (a +b +c )(r 为三角形的内切圆半径).常用结论在△ABC 中,常有以下结论: (1)∠A +∠B +∠C =π.(2)任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边. (3)a >b ⇔A >B ⇔sin A >sin B ,cos A <cos B .(4)sin(A +B )=sin C ;cos(A +B )=-cos C ;tan(A +B )=-tan C ;sinA +B2=cosC2;cosA +B2=sin C2. (5)三角形中的射影定理在△ABC 中,a =b cos C +c cos B ;b =a cos C +c cos A ;c =b cos A +a cos B . 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)三角形中三边之比等于相应的三个内角之比.( × ) (2)在△ABC 中,若sin A >sin B ,则A >B .( √ )(3)在△ABC 的六个元素中,已知任意三个元素可求其他元素.( × ) (4)当b 2+c 2-a 2>0时,△ABC 为锐角三角形.( × ) 教材改编题1.在△ABC 中,AB =5,AC =3,BC =7,则∠BAC 等于( ) A.π6 B.π3 C.2π3D.5π6答案 C解析 因为在△ABC 中,设AB =c =5,AC =b =3,BC =a =7, 所以由余弦定理得cos∠BAC =b 2+c 2-a 22bc =9+25-4930=-12,因为∠BAC 为△ABC 的内角, 所以∠BAC =2π3.2.在△ABC 中,若A =60°,a =43,b =42,则B =. 答案 45°解析 由正弦定理知a sin A =bsin B ,则sin B =b sin A a =42×3243=22.又a >b ,则A >B ,所以B 为锐角,故B =45°.3.在△ABC 中,a =2,b =3,C =60°,则c =,△ABC 的面积=. 答案7 332解析 易知c =4+9-2×2×3×12=7,△ABC 的面积等于12×2×3×32=332.题型一 利用正弦定理、余弦定理解三角形例1 (12分)(2021·新高考全国Ⅰ)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b 2=ac ,点D 在边AC 上,BD ·sin∠ABC =a sin C . (1)证明:BD =b ;[切入点:角转化为边](2)若AD =2DC ,求cos∠ABC .[关键点:∠BDA 和∠BDC 互补]高考改编在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知b sin C +a sin A =b sin B +c sin C . (1)求A ;(2)设D 是线段BC 的中点,若c =2,AD =13,求a . 解 (1)根据正弦定理,由b sin C +a sin A =b sin B +c sin C , 可得bc +a 2=b 2+c 2, 即bc =b 2+c 2-a 2,由余弦定理可得,cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,因为A 为三角形内角,所以A =π3.(2)因为D 是线段BC 的中点,c =2,AD =13, 所以∠ADB +∠ADC =π, 则cos∠ADB +cos∠ADC =0,所以AD 2+BD 2-AB 22AD ·BD +AD 2+DC 2-AC 22AD ·DC=0,即13+a 24-22213·a 2+13+a 24-b2213·a2=0,整理得a 2=2b 2-44,又a 2=b 2+c 2-2bc cos A =b 2+4-2b , 所以b 2+4-2b =2b 2-44, 解得b =6或b =-8(舍), 因此a 2=2b 2-44=28, 所以a =27.思维升华 解三角形问题的技巧(1)解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理,以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.(2)三角形解的个数的判断:已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.跟踪训练1 (2021·北京)已知在△ABC 中,c =2b cos B ,C =2π3.(1)求B 的大小;(2)在下列三个条件中选择一个作为已知,使△ABC 存在且唯一确定,并求出BC 边上的中线的长度.①c =2b ;②周长为4+23;③面积为S △ABC =334.解 (1)∵c =2b cos B ,则由正弦定理可得sin C =2sin B cos B , ∴sin2B =sin2π3=32,∵C =2π3, ∴B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π3,2B ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,2π3, ∴2B =π3,解得B =π6.(2)若选择①:由正弦定理结合(1)可得 c b =sin C sin B =3212=3, 与c =2b 矛盾,故这样的△ABC 不存在; 若选择②:由(1)可得A =π6,设△ABC 的外接圆半径为R , 则由正弦定理可得a =b =2R sinπ6=R , c =2R sin2π3=3R , 则周长为a +b +c =2R +3R =4+23, 解得R =2,则a =2,c =23, 由余弦定理可得BC 边上的中线的长度为232+12-2×23×1×cosπ6=7; 若选择③:由(1)可得A =π6,即a =b ,则S △ABC =12ab sin C =12a 2×32=334,解得a =3,则由余弦定理可得BC 边上的中线的长度为b 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22-2×b ×a 2×cos 2π3=3+34+3×32=212. 题型二 正弦定理、余弦定理的简单应用 命题点1 三角形形状判断 例2 在△ABC 中,c -a 2c =sin 2 B 2(a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边),则△ABC 的形状为( )A .直角三角形B .等边三角形C .等腰三角形或直角三角形D .等腰直角三角形 答案 A解析 由cos B =1-2sin 2B2,得sin 2B 2=1-cos B2,所以c -a 2c =1-cos B2, 即cos B =ac.方法一 由余弦定理得a 2+c 2-b 22ac =ac,即a 2+c 2-b 2=2a 2,所以a 2+b 2=c 2.所以△ABC 为直角三角形,无法判断两直角边是否相等. 方法二 由正弦定理得cos B =sin Asin C ,又sin A =sin(B +C )=sin B cos C +cos B sin C , 所以cos B sin C =sin B cos C +cos B sin C , 即sin B cos C =0,又sin B ≠0,所以cos C =0,又角C 为三角形的内角,所以C =π2,所以△ABC 为直角三角形,无法判断两直角边是否相等.延伸探究将“c -a 2c =sin 2 B 2”改为“sin A sin B =a c,(b +c +a )(b +c -a )=3bc ”,试判断△ABC 的形状.解 因为sin A sin B =ac ,所以a b =a c,所以b =c . 又(b +c +a )(b +c -a )=3bc , 所以b 2+c 2-a 2=bc ,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =bc 2bc =12.因为A ∈(0,π),所以A =π3, 所以△ABC 是等边三角形.思维升华 判断三角形形状的两种思路(1)化边:通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.(2)化角:通过三角恒等变形,得出内角的关系,从而判断三角形的形状.此时要注意应用A +B +C =π这个结论. 命题点2 三角形的面积例3 (2022·沧州模拟)在①sin A ,sin C ,sin B 成等差数列;②a ∶b ∶c =4∶3∶2;③b cos A =1这三个条件中任选一个,补充在下面问题中.若问题中的三角形存在,求该三角形面积的值;若问题中的三角形不存在,说明理由.问题:是否存在△ABC ,它的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a (sin A -sin B )+b sinB =c sinC ,c =1,?注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. 解 因为a (sin A -sin B )+b sin B =c sin C , 由正弦定理得a (a -b )+b 2=c 2, 即a 2+b 2-c 2=ab ,所以cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,又C ∈(0,π), 所以C =π3.选择①:因为sin A ,sin C ,sin B 成等差数列, 所以sin A +sin B =2sin C ,即a +b =2c =2, 由a 2+b 2-c 2=a 2+b 2-1=ab , 得(a +b )2-3ab =1,所以ab =1, 故存在满足题意的△ABC ,S △ABC =12ab sin C =12×1×sin π3=34. 选择②:因为a ∶b ∶c =4∶3∶2, 所以A >B >C =π3,这与A +B +C =π矛盾,所以△ABC 不存在. 选择③: 因为b cos A =1,所以b ·b 2+1-a 22b=1,得b 2=1+a 2=c 2+a 2, 所以B =π2,此时△ABC 存在.又C =π3,所以A =π6,所以a =1×tanπ6=33, 所以S △ABC =12ac =36.思维升华 三角形面积公式的应用原则(1)对于面积公式S =12ab sin C =12ac sin B =12bc sin A ,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化. 命题点3 与平面几何有关的问题例4 如图,在平面四边形ABCD 中,已知A =π2,B =2π3,AB =6.在AB 边上取点E ,使得BE=1,连接EC ,ED .若∠CED =2π3,EC =7.(1)求sin∠BCE 的值; (2)求CD 的长.解 (1)在△BEC 中,由正弦定理, 知BE sin∠BCE =CEsin B.∵B =2π3,BE =1,CE =7,∴sin∠BCE =BE ·sin B CE =327=2114. (2)∵∠CED =B =2π3,∴∠DEA =∠BCE ,∴cos∠DEA =1-sin 2∠DEA =1-sin 2∠BCE =1-328=5714. ∵A =π2,∴△AED 为直角三角形,又AE =5,∴ED =AE cos∠DEA =55714=27.在△CED 中,CD 2=CE 2+DE 2-2CE ·DE ·cos∠CED=7+28-2×7×27×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=49. ∴CD =7. 教师备选1.在△ABC 中,已知a 2+b 2-c 2=ab ,且2cos A sin B =sin C ,则该三角形的形状是( ) A .直角三角形 B .等腰三角形 C .等边三角形 D .钝角三角形答案 C解析 ∵a 2+b 2-c 2=ab ,∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,又C ∈(0,π), ∴C =π3,由2cos A sin B =sin C ,得cos A =sin C 2sin B =c 2b =c 2+b 2-a22bc ,∴b 2=a 2,即b =a ,又C =π3,故三角形为等边三角形.2.已知△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a cos C -c cos(B +C )=-b3cos A +B .(1)求tan C ;(2)若c =3,sin A sin B =1627,求△ABC 的面积.解 (1)∵a cos C -c cos(B +C ) =-b3cos A +B ,∴a cos C +c cos A =b3cos C.由正弦定理得sin A cos C +sin C cos A =sin B3cos C ,∴sin(A +C )=sin B3cos C ,即sin B =sin B3cos C ,又∵sin B ≠0, ∴cos C =13,∴sin C =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=223, tan C =sin Ccos C =2 2.(2)若c =3,由正弦定理asin A =bsin B =csin C,得asin A =b sin B =3223=924, 则a =924sin A ,b =924sin B ,则ab =924sin A ·924sin B =16216sin A sin B=16216×1627=6, ∴S △ABC =12ab sin C =12×6×223=2 2.思维升华 平面几何图形中研究或求与角有关的长度、角度、面积的最值、优化设计等问题,通常是转化到三角形中,利用正、余弦定理通过运算的方法加以解决.在解决某些具体问题时,常先引入变量,如边长、角度等,然后把要解三角形的边或角用所设变量表示出来,再利用正、余弦定理列出方程,解之,若研究最值,常使用函数思想.跟踪训练 2 (1)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,若c -a cos B = (2a -b )cos A ,则△ABC 的形状为( )A .等腰三角形B .直角三角形C .等腰直角三角形D .等腰或直角三角形答案 D解析 因为c -a cos B =(2a -b )cos A ,C =π-(A +B ),所以由正弦定理得sin C -sin A cos B=2sin A cos A -sin B cos A ,所以sin A cos B +cos A sin B -sin A cos B=2sin A cos A -sin B cos A ,所以cos A (sin B -sin A )=0,所以cos A =0或sin B =sin A ,所以A =π2或B =A 或B =π-A (舍去), 所以△ABC 为等腰或直角三角形.(2)(2022·郑州模拟)如图,在△ABC 中,AB =9,cos B =23,点D 在BC 边上,AD =7,∠ADB 为锐角.①求BD ;②若∠BAD =∠DAC ,求sin C 的值及CD 的长.解 ①在△ABD 中,由余弦定理得AB 2+BD 2-2AB ·BD ·cos B =AD 2,整理得BD 2-12BD +32=0,所以BD =8或BD =4.当BD =4时,cos∠ADB =16+49-812×4×7=-27,则∠ADB >π2,不符合题意,舍去; 当BD =8时,cos∠ADB =64+49-812×8×7=27,则∠ADB <π2,符合题意,所以BD =8.②在△ABD 中,cos∠BAD =AB 2+AD 2-BD 22AB ·AD =92+72-822×9×7=1121,所以sin∠BAD =8521,又sin∠ADB =357,所以sin C =sin(∠ADB -∠CAD )=sin(∠ADB -∠BAD )=sin∠ADB cos∠BAD -cos∠ADB sin∠BAD=357×1121-27×8521=175147,在△ACD 中,由正弦定理得CD sin∠CAD =ADsin C ,即CD =ADsin C ·sin∠CAD =7175147×8521=39217.课时精练1.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若△ABC 的面积为a 2+b 2-c 24,则C 等于() A.π2 B.π3C.π4D.π6答案 C 解析 根据题意及三角形的面积公式知12ab sin C =a 2+b 2-c 24, 所以sin C =a 2+b 2-c 22ab=cos C , 所以在△ABC 中,C =π4. 2.(2022·北京西城区模拟)在△ABC 中,C =60°,a +2b =8,sin A =6sin B ,则c 等于( ) A.35 B.31 C .6D .5答案 B解析 因为sin A =6sin B ,由正弦定理可得a =6b ,又a +2b =8,所以a =6,b =1,因为C =60°,所以c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,即c 2=62+12-2×1×6×12, 解得c =31.3.(2022·济南质检)已知△ABC 的内角A ,B ,C 对应的边分别为a ,b ,c ,a =4,cos2A = -725,则△ABC 外接圆半径为( ) A .5B .3C.52D.32答案 C解析 因为cos2A =-725, 所以1-2sin 2A =-725, 解得sin A =±45, 因为A ∈(0,π),所以sin A =45,又a =4,所以2R =a sin A =445=5, 所以R =52. 4.(2022·河南九师联盟联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若c =2b ,sin 2A -3sin 2B =12sin A sin C ,则角C 等于( ) A.π6B.π3C.π2D.2π3答案 B解析 ∵sin 2A -3sin 2B =12sin A sin C , 由正弦定理可得a 2-3b 2=12ac , ∵c =2b ,∴a 2-3b 2=12a ·2b =ab , 由余弦定理可得cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2-3b 22ab =12, ∵0<C <π,∴C =π3. 5.(多选)(2022·山东多校联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,2b sin A =5a cos B ,AB =2,AC =26,D 为BC 的中点,E 为AC 上的点,且BE 为∠ABC 的平分线,下列结论正确的是( )A .cos∠BAC =-66 B .S △ABC =3 5 C .BE =2D .AD = 5答案 AD解析 由正弦定理可知2sin B sin A =5sin A cos B ,∵sin A ≠0,∴2sin B =5cos B .又sin 2B +cos 2B =1,∴sin B =53,cos B =23,在△ABC 中,AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC cos B ,得BC =6.A 项,cos∠BAC =AB 2+AC 2-BC 22AB ·AC =4+24-362×2×26=-66;B 项,S △ABC =12AB ·BC sin B =12×2×6×53=25;C 项,由角平分线性质可知AEEC =AB BC =13,∴AE =62.BE 2=AB 2+AE 2-2AB ·AE cos A =4+32-2×2×62×⎝ ⎛⎭⎪⎫-66=152,∴BE =302;D 项,在△ABD 中,AD 2=AB 2+BD 2-2AB ·BD cos B=4+9-2×2×3×23=5,∴AD = 5.6.(多选)(2022·张家口质检)下列命题中,正确的是( )A .在△ABC 中,A >B ,则sin A >sin BB .在锐角△ABC 中,不等式sin A >cos B 恒成立C .在△ABC 中,若a cos A =b cos B ,则△ABC 必是等腰直角三角形D .在△ABC 中,若B =60°,b 2=ac ,则△ABC 必是等边三角形答案 ABD解析 对于A ,由A >B ,可得a >b ,利用正弦定理可得sin A >sin B ,正确;对于B ,在锐角△ABC 中,A ,B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∵A +B >π2, ∴π2>A >π2-B >0, ∴sin A >sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-B =cos B , ∴不等式sin A >cos B 恒成立,正确;对于C ,在△ABC 中,由a cos A =b cos B ,利用正弦定理可得sin A cos A =sin B cos B ,∴sin2A =sin2B ,∵A ,B ∈(0,π),∴2A =2B 或2A =π-2B ,∴A =B 或A +B =π2, ∴△ABC 是等腰三角形或直角三角形,∴是假命题,错误;对于D ,由于B =60°,b 2=ac ,由余弦定理可得b 2=ac =a 2+c 2-ac ,可得(a -c )2=0,解得a =c ,可得A =C =B =60°,故正确.7.(2022·潍坊质检)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且b =3,a -c =2,A =2π3.则△ABC 的面积为. 答案 1534解析 由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,∵b =3,a -c =2,A =2π3, ∴(c +2)2=32+c 2-2×3c ×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12, 解得c =5,则△ABC 的面积为S =12bc sin A =12×3×5×32=1534. 8.(2021·全国乙卷)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,面积为3,B =60°,a 2+c 2=3ac ,则b =.答案 2 2解析 由题意得S △ABC =12ac sin B =34ac =3,则ac =4,所以a 2+c 2=3ac =3×4=12,所以b 2=a 2+c 2-2ac cos B =12-2×4×12=8,则b =22(负值舍去).9.(2022·南平模拟)在①2c cos B =2a -b ,②△ABC 的面积为34(a 2+b 2-c 2),③cos 2A -cos 2C =sin 2B -sin A sin B ,这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.(如果选择多个条件作答,则按所选的第一个条件给分)已知△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且.(1)求角C 的大小;(2)若c =2且4sin A sin B =3,求△ABC 的面积.解 (1)若选条件①2c cos B =2a -b ,则2c ·a 2+c 2-b 22ac=2a -b , 即a 2+b 2-c 2=ab ,所以cos C =12, 又因为C ∈(0,π),所以C =π3. 若选条件②△ABC 的面积为34(a 2+b 2-c 2), 则34(a 2+b 2-c 2)=12ab sin C , 即sin C =3cos C ,所以tan C =3,又因为C ∈(0,π),所以C =π3. 若选条件③cos 2A -cos 2C =sin 2B -sin A sin B ,则(1-sin 2A )-(1-sin 2C )=sin 2B -sin A sin B ,即sin 2A +sin 2B -sin 2C =sin A sin B ,即a 2+b 2-c 2=ab ,所以cos C =12,又因为C ∈(0,π),所以C =π3. (2)因为c =2, 所以a sin A =b sin B =c sin C =2sin π3=43, 所以sin A =34a ,sin B =34b , 又因为4sin A sin B =3,所以ab =4,△ABC 的面积为12ab sin C = 3. 10.(2022·湘豫联盟联考)如图,在△ABC 中,∠B =60°,AB =8,AD =7,点D 在BC 上,且cos∠ADC =17.(1)求BD ;(2)若cos∠CAD =32,求△ABC 的面积. 解 (1)∵cos∠ADB =cos(π-∠ADC )=-cos∠ADC =-17. 在△ABD 中,由余弦定理得82=BD 2+72-2·BD ·7·cos∠ADB ,解得BD =3或BD =-5(舍).(2)由已知sin∠ADC =437,sin∠CAD =12, ∴sin C =sin(∠ADC +∠CAD )=437×32+17×12=1314. 由正弦定理得CD =AD sin∠CAD sin C =7×121314=4913, ∴BC =3+4913=8813,∴S △ABC =12×8×8813×32=176313.11.在△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为S ,且4S =(a+b )2-c 2,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+C 等于 ( ) A .1B .-22C.22D.32 答案 C解析 因为S =12ab sin C , cos C =a 2+b 2-c 22ab, 所以2S =ab sin C ,a 2+b 2-c 2=2ab cos C .又4S =(a +b )2-c 2=a 2+b 2-c 2+2ab ,所以2ab sin C =2ab cos C +2ab .因为ab ≠0,所以sin C =cos C +1.因为sin 2C +cos 2C =1,所以(cos C +1)2+cos 2C =1,解得cos C =-1(舍去)或cos C =0,所以sin C =1,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+C =22(sin C +cos C )=22. 12.(2022·焦作模拟)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边a ,b ,c 依次成等差数列,△ABC 的周长为15,且(sin A +sin B )2+cos 2C =1+sin A sin B ,则cos B 等于( )A.1314B.1114C.12D .-12答案 B解析 因为(sin A +sin B )2+cos 2C=1+sin A sin B ,所以sin 2A +sin 2B +2sin A ·sin B +1-sin 2C=1+sin A ·sin B ,所以由正弦定理得a 2+b 2-c 2=-ab ,又a ,b ,c 依次成等差数列,△ABC 的周长为15,即a +c =2b ,a +b +c =15, 由⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+b 2-c 2=-ab ,a +c =2b ,a +b +c =15,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =3,b =5,c =7.cos B =a 2+c 2-b 22ac =32+72-522×3×7=1114. 13.(2022·开封模拟)在平面四边形ABCD 中,BC ⊥CD ,∠B =3π4,AB =32,AD =210,若AC =35,则CD 为.答案 1或5解析 因为在△ABC 中,∠B =3π4,AB =32, AC =35,由正弦定理可得AC sin B =AB sin∠ACB, 所以sin∠ACB =AB ·sin B AC =32×2235=55, 又BC ⊥CD ,所以∠ACB 与∠ACD 互余,因此cos∠ACD =sin∠ACB =55, 在△ACD 中,AD =210,AC =35,由余弦定理可得cos∠ACD =55=AC 2+CD 2-AD 22AC ·CD =5+CD 265CD, 所以CD 2-6CD +5=0,解得CD =1或CD =5.14.(2022·大连模拟)托勒密(Ptolemy)是古希腊天文学家、地理学家、数学家,托勒密定理就是由其名字命名,该定理指出:圆的内接凸四边形两组对边乘积的和等于两条对角线的乘积.已知凸四边形ABCD 的四个顶点在同一个圆的圆周上,AC ,BD 是其两条对角线,AB =AD ,∠BAD =120°,AC =6,则四边形ABCD 的面积为.答案 9 3 解析 在△ABD 中,设AB =a ,由余弦定理得BD 2=AB 2+AD 2-2AB ·AD ·cos∠BAD =3a 2,所以BD =3a ,由托勒密定理可得a (BC +CD )=AC ·3a ,即BC +CD =3AC ,又∠ABD =∠ACD =30°,所以四边形ABCD 的面积 S =12BC ·AC sin30°+12CD ·AC sin30°=14(BC +CD )·AC =34AC 2=9 3.15.(多选)中国南宋时期杰出数学家秦九韶在《数书九章》中提出了“三斜求积术”,即以小斜幂,并大斜幂,减中斜幂,余半之,自乘于上;以小斜幂乘大斜幂,减上,余四约之,为实;一为从隅,开平方得积.把以上文字写成公式,即S =14⎣⎢⎡⎦⎥⎤c 2a 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2+a 2-b 222(S 为三角形的面积,a ,b ,c 为三角形的三边).现有△ABC 满足sin A ∶si n B ∶sin C =2∶3∶7,且△ABC 的面积S △ABC =63,则下列结论正确的是( )A .△ABC 的周长为10+27B .△ABC 的三个内角满足A +B =2CC .△ABC 的外接圆半径为4213D .△ABC 的中线CD 的长为3 2答案 AB解析 A 项,设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,因为sin A ∶sin B ∶sin C =2∶3∶7,所以由正弦定理可得a ∶b ∶c =2∶3∶7,设a =2t ,b =3t ,c =7t (t >0),因为S △ABC =63,所以63=14⎣⎢⎡⎦⎥⎤7t 2×4t 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫7t 2+4t 2-9t 222,解得t =2,则a =4,b =6,c =27,故△ABC 的周长为10+27,A 正确;B 项,因为cos C =a 2+b 2-c 22ab =16+36-282×4×6=12, 所以C =π3,A +B =π-π3=2π3=2C , 故B 正确;C 项,因为C =π3,所以sin C =32, 由正弦定理得2R =c sin C =2732=4213, R =2213, C 错误;D 项,由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =16+28-362×4×27=714, 在△BCD 中,BC =4,BD =7,由余弦定理得cos B =16+7-CD 22×4×7=714, 解得CD =19,D 错误.16.(2021·新高考全国Ⅱ)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,b =a +1,c =a +2.(1)若2sin C =3sin A ,求△ABC 的面积;(2)是否存在正整数a ,使得△ABC 为钝角三角形?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由. 解 (1)因为2sin C =3sin A ,则2c =2(a +2)=3a ,则a =4,故b =5,c =6,cos C =a 2+b 2-c 22ab =18,所以C 为锐角, 则sin C =1-cos 2C =378,因此, S △ABC =12ab sin C =12×4×5×378=1574. (2)显然c >b >a ,若△ABC 为钝角三角形,则C 为钝角,由余弦定理可得cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2+a +12-a +222a a +1=a 2-2a -32a a +1<0,则0<a <3,由三角形三边关系可得a +a +1>a +2, 可得a >1,因为a ∈N *,故a =2.。
2024届高三数学一轮复习-三角函数与解三角形 第4练 二倍角公式及应用(解析版)

B. cos A cos B
C. sin 2A sin 2B
D. cos 2A cos 2B
12.(2023·全国·高三专题练习)给出下列说法,其中正确的是( )
A.若 cos 1 ,则 cos 2 7
3
9
C.若 x 1 ,则 x 1 的最小值为 2
2
x
B.若 tan 2 4 ,则 tan 1
D. 5 或
5
5
)
D. 24 25
7.(2023·全国·高三专题练习)下列四个函数中,最小正周期与其余三个函数不同的是( )
A. f x cos2 x sin x cos x
B. f x 1 cos 2 x
2sin x cos x
C.
f
x
cos
x
π 3
cos
x
π 3
D.
f
x
sin
D
不
正确,
故选:BC.
10.AD
【分析】根据二倍角正弦公式、辅助角公式,结合正弦型函数的单调性、平移的性质、对称
性、换元法逐一判断即可.
【详解】 f (x) sin x cos x 1 sin 2x, g(x) sin x cos x 2 sin(x π ) ,
2
4
当
x
0,
π 4
时,
3 5 8
2
5 1 5 1.
16
4
故选:D.
2.B 【分析】根据三角恒等变换公式求解.
【详解】
sin
π 6
cos
3 sin 1 cos cos 3 ,
2
2
5
所以 3 sin 1 cos 3 ,
2023年高考数学一轮复习第四章三角函数与解三角形5三角函数的图象与性质练习含解析

三角函数的图象与性质考试要求 1.能画出三角函数的图象.2.了解三角函数的周期性、奇偶性、最大(小)值.3.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上,正切函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2上的性质.知识梳理1.用“五点法”作正弦函数和余弦函数的简图(1)在正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,1,(π,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,-1,(2π,0).(2)在余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0,(π,-1),⎝⎛⎭⎪⎫3π2,0,(2π,1).2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中k ∈Z )函数y =sin x y =cos x y =tan x图象定义域 R R ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ≠k π+π2值域 [-1,1] [-1,1] R 周期性 2π 2π π 奇偶性 奇函数偶函数奇函数递增区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2 [2k π-π,2k π] ⎝⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2递减区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2 [2k π,2k π+π]对称中心 (k π,0)⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2,0⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2,0对称轴方程x =k π+π2x =k π常用结论1.对称性与周期性(1)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是12个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14个周期.(2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期. 2.奇偶性若f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω≠0),则(1)f (x )为偶函数的充要条件是φ=π2+k π(k ∈Z ).(2)f (x )为奇函数的充要条件是φ=k π(k ∈Z ). 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)正切函数y =tan x 在定义域内是增函数.( × ) (2)已知y =k sin x +1,x ∈R ,则y 的最大值为k +1.( × ) (3)y =sin|x |是偶函数.( √ )(4)若非零实数T 是函数f (x )的周期,则kT (k 是非零整数)也是函数f (x )的周期.( √ ) 教材改编题1.若函数y =2sin2x -1的最小正周期为T ,最大值为A ,则( ) A .T =π,A =1 B .T =2π,A =1 C .T =π,A =2 D .T =2π,A =2答案 A2.函数f (x )=-2tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6的定义域是( ) A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪⎪x ≠π6B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪⎪x ≠-π12 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪⎪x ≠k π+π6k ∈Z D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪⎪x ≠k π2+π6k ∈Z答案 D解析 由2x +π6≠k π+π2,k ∈Z ,得x ≠k π2+π6,k ∈Z . 3.函数y =3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的单调递减区间是________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π6,k π+2π3,k ∈Z解析 因为y =3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,令2k π≤2x -π3≤2k π+π,k ∈Z ,求得k π+π6≤x ≤k π+2π3,k ∈Z ,可得函数的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π6,k π+2π3,k ∈Z .题型一 三角函数的定义域和值域例1 (1)函数y =1tan x -1的定义域为________.答案 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ≠π4+k π,且x ≠π2+k π,k ∈Z 解析 要使函数有意义, 则⎩⎪⎨⎪⎧tan x -1≠0,x ≠π2+k π,k ∈Z ,即⎩⎪⎨⎪⎧x ≠π4+k π,k ∈Z ,x ≠π2+k π,k ∈Z .故函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ≠π4+k π,且x ≠π2+k π,k ∈Z .(2)函数y =sin x -cos x +sin x cos x 的值域为________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1+222,1解析 设t =sin x -cos x ,则t 2=sin 2x +cos 2x -2sin x ·cos x ,sin x cos x =1-t22,且-2≤t ≤ 2.∴y =-t 22+t +12=-12(t -1)2+1,t ∈[-2,2].当t =1时,y max =1;当t =-2时,y min =-1+222.∴函数的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1+222,1.教师备选1.函数y =sin x -cos x 的定义域为________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π4,2k π+5π4(k ∈Z )解析 要使函数有意义,必须使sin x -cos x ≥0.利用图象,在同一坐标系中画出[0,2π]上y =sin x 和y =cos x 的图象,如图所示.在[0,2π]内,满足sin x =cos x 的x 为π4,5π4,再结合正弦、余弦函数的周期是2π,所以原函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪2k π+π4≤x ≤2k π+5π4,k ∈Z .2.函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2的最大值是________.答案 1解析 由题意可得f (x )=-cos 2x +3cos x +14=-⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x -322+1. ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴cos x ∈[0,1]. ∴当cos x =32,即x =π6时,f (x )取最大值为1. 思维升华 (1)三角函数定义域的求法求三角函数的定义域实际上是构造简单的三角不等式(组),常借助三角函数的图象来求解.(2)三角函数值域的不同求法①把所给的三角函数式变换成y =A sin(ωx +φ)的形式求值域. ②把sin x 或cos x 看作一个整体,转换成二次函数求值域. ③利用sin x ±cos x 和sin x cos x 的关系转换成二次函数求值域.跟踪训练 1 (1)(2021·北京)函数f (x )=cos x -cos2x ,试判断函数的奇偶性及最大值( )A .奇函数,最大值为2B .偶函数,最大值为2C .奇函数,最大值为98D .偶函数,最大值为98答案 D 解析 由题意,f (-x )=cos (-x )-cos (-2x )=cos x -cos2x =f (x ), 所以该函数为偶函数,又f (x )=cos x -cos2x =-2cos 2x +cos x +1=-2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x -142+98,所以当cos x =14时,f (x )取最大值98.(2)函数y =lg(sin2x )+9-x 2的定义域为________. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫-3,-π2∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2 解析 ∵函数y =lg(sin2x )+9-x 2,∴应满足⎩⎪⎨⎪⎧sin2x >0,9-x 2≥0,解得⎩⎪⎨⎪⎧k π<x <π2+k π,-3≤x ≤3,其中k ∈Z ,∴-3≤x <-π2或0<x <π2,∴函数的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-3,-π2∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2.题型二 三角函数的周期性、奇偶性、对称性例2 (1)(2019·全国Ⅱ)下列函数中,以π2为周期且在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2上单调递增的是( )A .f (x )=|cos2x |B .f (x )=|sin2x |C .f (x )=cos|x |D .f (x )=sin|x |答案 A解析 A 中,函数f (x )=|cos2x |的周期为π2,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2时,2x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,函数f (x )单调递增,故A 正确;B 中,函数f (x )=|sin2x |的周期为π2,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2时,2x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,函数f (x )单调递减,故B 不正确;C 中,函数f (x )=cos|x |=cos x 的周期为2π,故C 不正确;D 中,f (x )=sin|x |=⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,x ≥0,-sin x ,x <0,由正弦函数图象知,在x ≥0和x <0时,f (x )均以2π为周期,但在整个定义域上f (x )不是周期函数,故D 不正确.(2)函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+φ+1,φ∈(0,π),且f (x )为偶函数,则φ=________,f (x )图象的对称中心为________.答案5π6⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+k π2,1,k ∈Z 解析 若f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+φ+1为偶函数,则-π3+φ=k π+π2,k ∈Z ,即φ=5π6+k π,k ∈Z ,又∵φ∈(0,π), ∴φ=5π6.∴f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2+1=3cos2x +1, 由2x =π2+k π,k ∈Z 得x =π4+k π2,k ∈Z ,∴f (x )图象的对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+k π2,1,k ∈Z .教师备选1.下列函数中,是周期函数的为( ) A .y =sin|x | B .y =cos|x | C .y =tan|x | D .y =(x -1)0答案 B解析 ∵cos|x |=cos x ,∴y =cos|x |是周期函数.其余函数均不是周期函数. 2.函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+φ,φ∈(0,π),若f (x )为奇函数,则φ=________.答案π3解析 若f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+φ为奇函数, 则-π3+φ=k π,k ∈Z ,即φ=π3+k π,k ∈Z ,又∵φ∈(0,π), ∴φ=π3.思维升华 (1)奇偶性的判断方法:三角函数中奇函数一般可化为y =A sin ωx 或y =A tan ωx 的形式,而偶函数一般可化为y =A cos ωx 的形式.(2)周期的计算方法:利用函数y =A sin(ωx +φ),y =A cos(ωx +φ)(ω>0)的周期为2πω,函数y =A tan(ωx +φ)(ω>0)的周期为πω求解.跟踪训练2 (1)(2021·全国乙卷)函数f (x )=sin x3+cos x3最小正周期和最大值分别是( ) A .3π和 2 B .3π和2 C .6π和 2 D .6π和2答案 C解析 因为函数f (x )=sin x 3+cos x3=2⎝⎛⎭⎪⎫22sin x 3+22cosx 3=2⎝⎛⎭⎪⎫sin x 3cos π4+cos x 3sin π4 =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3+π4, 所以函数f (x )的最小正周期T =2π13=6π,最大值为 2.(2)已知f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)是定义域为R 的奇函数,且当x =3时,f (x )取得最小值-3,当ω取得最小正数时,f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2022)的值为( )A.32 B .-6-3 3 C .1 D .-1答案 B解析 ∵f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)是定义域为R 的奇函数, ∴φ=π2+k π,k ∈Z ,则φ=π2,则f (x )=-A sin ωx .当x =3时,f (x )取得最小值-3, 故A =3,sin3ω=1, ∴3ω=π2+2k π,k ∈Z .∴ω的最小正数为π6,∴f (x )=-3sin π6x ,∴f (x )的周期为12,∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (12)=0, ∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2022) =168×0+f (1)+f (2)+…+f (6) =-6-3 3.(3)(2022·杭州模拟)设函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+34,则下列叙述正确的是( ) A .f (x )的最小正周期为2π B .f (x )的图象关于直线x =π12对称 C .f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π上的最小值为-54 D .f (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,0对称答案 C解析 对于A ,f (x )的最小正周期为2π2=π,故A 错误;对于B ,∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π12-π3=-12≠±1, 故B 错误;对于C ,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π时,2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3,5π3,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,32,∴2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3+34∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-54,3+34, ∴f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π上的最小值为-54,故C 正确;对于D ,∵f ⎝⎛⎭⎪⎫2π3=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2×2π3-π3+34=34,∴f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎪⎫2π3,34对称,故D 错误.题型三 三角函数的单调性 命题点1 求三角函数的单调区间例3 函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x +π3的单调递减区间为________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z )解析 f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x +π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3=-sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3, 由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z .故所求函数的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z ).延伸探究 f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫-2x +π3在[0,π]上的单调递减区间为________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,5π12和⎣⎢⎡⎦⎥⎤11π12,π解析 令A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z ,B =[0,π],∴A ∩B =⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,5π12∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤11π12,π,∴f (x )在[0,π]上的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,5π12和⎣⎢⎡⎦⎥⎤11π12,π. 命题点2 根据单调性求参数例4 (1)若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π2上单调递减,则ω=________. 答案 32解析 ∵f (x )=sin ωx (ω>0)过原点, ∴当0≤ωx ≤π2,即0≤x ≤π2ω时,y =sin ωx 单调递增;当π2≤ωx ≤3π2, 即π2ω≤x ≤3π2ω时,y =sin ωx 单调递减. 由f (x )=sin ωx (ω>0)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3上单调递增,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π2上单调递减,知π2ω=π3,∴ω=32.(2)已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递减,则ω的取值范围是________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,54解析 由π2<x <π,ω>0,得ωπ2+π4<ωx +π4<ωπ+π4, 因为y =sin x 的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2,k ∈Z ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ωπ2+π4≥π2+2k π,ωπ+π4≤3π2+2k π,k ∈Z ,解得4k +12≤ω≤2k +54,k ∈Z .又由4k +12-⎝⎛⎭⎪⎫2k +54≤0,k ∈Z ,且2k +54>0,k ∈Z ,解得k =0,所以ω∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,54. 教师备选(2022·长沙模拟)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|≤π2,x =-π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图象的对称轴,且f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调,则ω的最大值为( )A .11B .9C .7D .1 答案 B解析 因为x =-π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图象的对称轴,所以2n +14·T =π2(n ∈N ),即2n +14·2πω=π2(n ∈N ), 所以ω=2n +1(n ∈N ),即ω为正奇数.因为f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调, 则5π36-π18=π12≤T 2, 即T =2πω≥π6,解得ω≤12.当ω=11时,-11π4+φ=k π,k ∈Z ,因为|φ|≤π2,所以φ=-π4,此时f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫11x -π4. 当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫π18,5π36时,11x -π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫13π36,46π36,所以f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上不单调,不满足题意; 当ω=9时,-9π4+φ=k π,k ∈Z ,因为|φ|≤π2,所以φ=π4,此时f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫9x +π4. 当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫π18,5π36时, 9x +π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,3π2,此时f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调递减,符合题意. 故ω的最大值为9.思维升华 (1)已知三角函数解析式求单调区间求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)(其中ω>0)的单调区间时,要视“ωx +φ”为一个整体,通过解不等式求解.但如果ω<0,可借助诱导公式将ω化为正数,防止把单调性弄错.(2)已知三角函数的单调区间求参数.先求出函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解.跟踪训练3 (1)(2021·新高考全国Ⅰ)下列区间中,函数f (x )=7sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6的单调递增区间是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫0,π2B.⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,πC.⎝ ⎛⎭⎪⎫π,3π2D.⎝⎛⎭⎪⎫3π2,2π答案 A解析 令-π2+2k π≤x -π6≤π2+2k π,k ∈Z ,得-π3+2k π≤x ≤2π3+2k π,k ∈Z .取k=0,则-π3≤x ≤2π3.因为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,所以区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2是函数f (x )的单调递增区间.(2)(2022·济南模拟)已知函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0)在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3上单调递增,则ω的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1C.⎝ ⎛⎦⎥⎤13,23 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,2 答案 A解析 当-π6<x <π3时,-πω6+π3<ωx +π3<πω3+π3, 当x =0时,ωx +π3=π3.因为函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0)在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3上单调递增,所以⎩⎪⎨⎪⎧-πω6+π3≥-π2,πω3+π3≤π2,解得ω≤12,因为ω>0,所以ω的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12.课时精练1.y =|cos x |的一个单调递增区间是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2 B .[0,π] C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π2,2π答案 D解析 将y =cos x 的图象位于x 轴下方的部分关于x 轴对称向上翻折,x 轴上方(或x 轴上)的图象不变,即得y =|cos x |的图象(如图).故选D.2.函数f (x )=2sin π2x -1的定义域为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3+4k π,5π3+4k π(k ∈Z )B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤13+4k ,53+4k (k ∈Z )C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6+4k π,5π6+4k π(k ∈Z )D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤16+4k ,56+4k (k ∈Z )答案 B解析 由题意,得2sinπ2x -1≥0, π2x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6+2k π,5π6+2k π(k ∈Z ), 则x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13+4k ,53+4k (k ∈Z ). 3.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +5π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12是( )A .最小正周期为π的奇函数B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为2π的非奇非偶函数D .最小正周期为π的非奇非偶函数 答案 D解析 由题意可得f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +5π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12 =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +5π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +5π12-π2 =sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x +5π12, ∴f (x )=12-12cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +5π6,故f (x )的最小正周期T =2π2=π,由函数奇偶性的定义易知,f (x )为非奇非偶函数.4.函数f (x )=sin x +xcos x +x2在[-π,π]的图象大致为( )答案 D解析 由f (-x )=sin -x +-xcos -x +-x 2=-sin x -xcos x +x2=-f (x ),得f (x )是奇函数,其图象关于原点对称,排除A ;又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=1+π2⎝ ⎛⎭⎪⎫π22=4+2ππ2>1, f (π)=π-1+π2>0,排除B ,C.5.(多选)关于函数f (x )=sin2x -cos2x ,下列命题中为真命题的是( ) A .函数y =f (x )的周期为πB .直线x =π4是y =f (x )图象的一条对称轴C .点⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,0是y =f (x )图象的一个对称中心 D .y =f (x )的最大值为 2 答案 ACD解析 因为f (x )=sin2x -cos2x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4,所以f (x )最大值为2,故D 为真命题. 因为ω=2,故T =2π2=π,故A 为真命题;当x =π4时,2x -π4=π4,终边不在y 轴上,故直线x =π4不是y =f (x )图象的一条对称轴,故B 为假命题;当x =π8时,2x -π4=0,终边落在x 轴上,故点⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,0是y =f (x )图象的一个对称中心,故C 为真命题. 6.(多选)(2022·广州市培正中学月考)关于函数f (x )=sin|x |+|sin x |,下列叙述正确的是( ) A .f (x )是偶函数B .f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递增C .f (x )的最大值为2D .f (x )在[-π,π]上有4个零点 答案 AC解析 f (-x )=sin|-x |+|sin(-x )| =sin|x |+|sin x |=f (x ),f (x )是偶函数,A 正确;当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫π2,π时,f (x )=sin x +sin x =2sin x , 单调递减,B 错误;f (x )=sin|x |+|sin x |≤1+1=2,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=2,C 正确; 在[-π,π]上,当-π<x <0时,f (x )=sin(-x )+(-sin x )=-2sin x >0,当0<x <π时,f (x )=sin x +sin x =2sin x >0,f (x )的零点只有π,0,-π共三个,D 错.7.写出一个周期为π的偶函数f (x )=________.(答案不唯一) 答案 cos2x8.(2022·鞍山模拟)若在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2内有两个不同的实数值满足等式cos2x +3sin2x =k +1,则实数k 的取值范围是________. 答案 0≤k <1解析 函数f (x )=cos2x +3sin2x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π6时, f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6单调递增;当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2时,f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6单调递减,f (0)=2sin π6=1, f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=2sin π2=2, f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=2sin 7π6=-1, 所以在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2内有两个不同的实数值满足等式cos2x +3sin2x =k +1,则1≤k +1<2, 所以0≤k <1.9.已知函数f (x )=4sin ωx sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3-1(ω>0)的最小正周期为π.(1)求ω及f (x )的单调递增区间; (2)求f (x )图象的对称中心.解 (1)f (x )=4sin ωx ⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin ωx +32cos ωx -1=2sin 2ωx +23sin ωx cos ωx -1 =1-cos 2ωx +3sin 2ωx -1 =3sin 2ωx -cos 2ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π6.∵最小正周期为π, ∴2π2ω=π, ∴ω=1,∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6, 令-π2+2k π≤2x -π6≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-π6+k π≤x ≤π3+k π,k ∈Z ,∴f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6+k π,π3+k π(k ∈Z ).(2)令2x -π6=k π,k ∈Z ,解得x =π12+k π2,k ∈Z ,∴f (x )图象的对称中心为⎝⎛⎭⎪⎫π12+k π2,0,k ∈Z .10.(2021·浙江)设函数f (x )=sin x +cos x (x ∈R ).(1)求函数y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π22的最小正周期;(2)求函数y =f (x )f ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最大值.解 (1)因为f (x )=sin x +cos x ,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2+cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2=cos x -sin x ,所以y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π22=(cos x -sin x )2=1-sin2x .所以函数y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π22的最小正周期T =2π2=π.(2)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4+cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4=2sin x ,所以y =f (x )f ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4=2sin x (sin x +cos x ) =2(sin x cos x +sin 2x ) =2⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin2x -12cos2x +12=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4+22. 当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,2x -π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4, 所以当2x -π4=π2,即x =3π8时,函数y =f (x )f ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上取得最大值,且y max =1+22.11.(多选)(2022·苏州模拟)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3,则( )A .函数f ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3是偶函数B .x =-π6是函数f (x )的一个零点C .函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,π12上单调递增 D .函数f (x )的图象关于直线x =π12对称答案 BCD解析 对于A 选项,令g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π3+π3=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3,则g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0,g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2π3≠0, 故函数f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3不是偶函数,A 错;对于B 选项,因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=sin0=0,故x =-π6是函数f (x )的一个零点,B 对;对于C 选项,当-5π12≤x ≤π12时,-π2≤2x +π3≤π2, 所以函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,π12上单调递增,C 对;对于D 选项,因为对称轴满足2x +π3=π2+k π,k ∈Z ,解得x =π12+k π2,k ∈Z ,k =0时,x =π12,D 对.12.(多选)(2022·厦门模拟)已知函数f (x )=cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6-cos2x ,则( )A .f (x )的最大值为1+32B .f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎪⎫7π6,0对称C .f (x )图象的对称轴方程为x =5π12+k π2(k ∈Z )D .f (x )在[0,2π]上有4个零点 答案 ACD解析 f (x )=1+cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π32-cos2x=12+12⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos2x +32sin2x -cos2x =34sin2x -34cos2x +12 =32sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3+12,则f (x )的最大值为1+32,A 正确;易知f (x )图象的对称中心的纵坐标为12,B 错误;令2x -π3=π2+k π(k ∈Z ),得x =5π12+k π2(k ∈Z ),此即f (x )图象的对称轴方程,C 正确; 由f (x )=32sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3+12=0,得sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3=-33,当x ∈[0,2π]时,2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,11π3,作出函数y =sin x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,11π3的图象,如图所示.所以方程sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3=-33在[0,2π]上有4个不同的实根, 即f (x )在[0,2π]上有4个零点,D 正确.13.(2022·唐山模拟)已知sin x +cos y =14,则sin x -sin 2y 的最大值为______. 答案 916解析 ∵sin x +cos y =14,sin x ∈[-1,1], ∴sin x =14-cos y ∈[-1,1], ∴cos y ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,54, 即cos y ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,1, ∵sin x -sin 2y =14-cos y -(1-cos 2y ) =cos 2y -cos y -34=⎝⎛⎭⎪⎫cos y -122-1, 又cos y ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,1, 利用二次函数的性质知,当cos y =-34时, (sin x -sin 2y )max =⎝ ⎛⎭⎪⎫-34-122-1=916. 14.(2022·苏州八校联盟检测)已知f (x )=sin x +cos x ,若y =f (x +θ)是偶函数,则cos θ=________.答案 ±22解析 因为f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4, 所以f (x +θ)=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +θ+π4, 又因为y =f (x +θ)是偶函数,所以θ+π4=π2+k π,k ∈Z ,即θ=π4+k π,k ∈Z , 所以cos θ=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+k π=±22.15.(多选)(2022·邯郸模拟)设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π4(ω>0),已知f (x )在[0,2π]内有且仅有2个零点,则下列结论成立的有( ) A .函数y =f (x )+1在(0,2π)内没有零点B .y =f (x )-1在(0,2π)内有且仅有1个零点C .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2π3上单调递增D .ω的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫58,98答案 BCD解析 如图,由函数f (x )的草图可知,A 选项不正确,B 选项正确;若函数f (x )在[0,2π]内有且仅有2个零点,则5π4ω≤2π<9π4ω, 得58≤ω<98,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2π3时,t =ωx -π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4,2π3ω-π4⊆⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4,π2,此时函数单调递增,故CD 正确.16.已知f (x )=sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-12.(1)求f (x )的单调递增区间;(2)若函数y =|f (x )|-m 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π24,3π8上恰有两个零点x 1,x 2.①求m 的取值范围;②求sin(x 1+x 2)的值.解 (1)f (x )=sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-12 =1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π42+22sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2-12 =12-24cos 2x +24sin 2x +22cos 2x -12=24sin 2x +24cos 2x =12sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4, 结合正弦函数的图象与性质,可得当-π2+2k π≤2x +π4≤π2+2k π(k ∈Z ), 即-3π8+k π≤x ≤π8+k π(k ∈Z )时,函数单调递增, ∴函数y =f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π8+k π,π8+k π(k ∈Z ). (2)①令t =2x +π4,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π24,3π8时, t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π,12sin t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,12, ∴y =⎪⎪⎪⎪⎪⎪12sin t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12(如图).∴要使y =|f (x )|-m 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π24,3π8上恰有两个零点,m 的取值范围为14<m <12或m =0. ②设t 1,t 2是函数y =⎪⎪⎪⎪⎪⎪12sin t -m 的两个零点⎝⎛⎭⎪⎫即t 1=2x 1+π4,t 2=2x 2+π4, 由正弦函数图象性质可知t 1+t 2=π,即2x 1+π4+2x 2+π4=π. ∴x 1+x 2=π4,∴sin(x 1+x 2)=22.。
2022届高三数学(理)一轮总复习练习-第三章 三角函数、解三角形 3-6 Word版含答案

课时规范训练[A级基础演练]1.在锐角△ABC中,角A,B所对的边长分别为a,b,若2a sin B=3b,则角A等于()A.π12 B.π6C.π4D.π3解析:选D.在△ABC中,利用正弦定理得2sin A sin B =3sin B,∴sin A=3 2.又A为锐角,∴A=π3.2.(2022·高考天津卷)在△ABC中,若AB=13,BC=3,∠C=120°,则AC=() A.1 B.2C.3 D.4解析:选A.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,则a=3,c=13,∠C=120°,由余弦定理得13=9+b2+3b,解得b=1,即AC=1.3.在△ABC,已知∠A=45°,AB=2,BC=2,则∠C等于()A.30°B.60°C.120°D.30°或150°解析:选A.在△ABC中,ABsin C=BCsin A,∴2sin C=2sin 45°,∴sin C=12,又AB<BC,∴∠C<∠A,故∠C=30°.4.一艘海轮从A处动身,以每小时40海里的速度沿南偏东40°的方向直线航行,30分钟后到达B处,在C处有一座灯塔,海轮在A处观看灯塔,其方向是南偏东70°,在B处观看灯塔,其方向是北偏东65°,那么B,C两点间的距离是()A.102海里B.103海里C.203海里D.202海里解析:选A.如图所示,易知,在△ABC中,AB=20海里,∠CAB=30°,∠ACB=45°,依据正弦定理得BCsin 30°=ABsin 45°,解得BC=102(海里).5.(2022·高考山东卷)△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c.已知b=c,a2=2b2(1-sin A),则A=()A.3π4B.π3C.π4D.π6解析:选C.由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos A=2b2-2b2cos A,所以2b2(1-sin A)=2b2(1-cos A),所以sin A=cos A,即tan A=1,又0<A<π,所以A=π4.6.(2022·高考北京卷)在△ABC中,∠A=2π3,a=3c,则bc=.解析:∵a=3c,∴sin A=3sin C,∵∠A=2π3,∴sin A=32,∴sin C=12,又∠C必为锐角,∴∠C=π6,∵∠A+∠B+∠C=π,∴∠B=π6,∴∠B=∠C,∴b=c,∴bc=1.答案:17.在△ABC中,已知AB=3,A=120°,且△ABC的面积为1534,则BC边的长为.解析:由S△ABC=1534得12×3×AC sin 120°=1534,所以AC=5,因此BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos 120°=9+25+2×3×5×12=49,解得BC=7.答案:78.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c-bc-a=sin Asin C+sin B,则B=() A.π6B.π4C.π3 D .3π4解析:选C.依据正弦定理:a sin A =b sin B =csin C =2R ,得c -b c -a=sin Asin C +sin B =a c +b,即a 2+c 2-b 2=ac ,得cos B =a 2+c 2-b 22ac =12,故B =π3,故选C.9.△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .(1)若a ,b ,c 成等差数列,证明:sin A +sin C =2sin(A +C ); (2)若a ,b ,c 成等比数列,且c =2a ,求cos B 的值. 解:(1)证明:∵三角形的三边a ,b ,c 成等差数列, ∴a +c =2b .由正弦定理得sin A +sin C =2sin B . ∵sin B =sin [π-(A +C )]=sin(A +C ), ∴sin A +sin C =2sin(A +C ).(2)由题设有b 2=ac ,c =2a ,∴b =2a ,由余弦定理得cos B =a 2+c 2-b 22ac =a 2+4a 2-2a 24a 2=34.10.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知4sin 2A -B2+4sin A sin B =22.(1)求角C 的大小;(2)已知b =4,△ABC 的面积为6,求边长c 的值.解:(1)由已知得2[1-cos(A -B )]+4sin A sin B =2+2,化简得-2cos A cos B +2sin A sin B 2,故cos(A +B )=-22,所以A +B =3π4,从而C =π4. (2)由于S △ABC =12ab sin C ,由S △ABC =6,b =4,C =π4,得a =3 2.由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,得c =10. [B 级 力量突破]1.(2021·辽宁五校联考)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,若b +c =2a ,3sin A =5sin B ,则角C =( )A.2π3 B .π3 C.3π4D .5π6解析:选A.由3sin A =5sin B ,得3a =5b . 又由于b +c =2a , 所以a =53b ,c =73b ,所以cos C =a 2+b 2-c 22ab =⎝ ⎛⎭⎪⎫53b 2+b 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫73b 22×53b ×b=-12.由于C ∈(0,π),所以C =2π3.2.(2021·北京东城一模)在锐角△ABC 中,AB =3,AC =4,S △ABC =33,则BC =( ) A .5 B .13或37 C.37D .13解析:选D.由S △ABC =12AB ·AC ·sin ∠BAC =12×3×4×sin ∠BAC =33,得sin ∠BAC =32,由于△ABC 为锐角三角形,所以∠BAC ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,故∠BAC =π3,在△ABC 中,由余弦定理得,BC 2=AC 2+AB 2-2AC ·AB ·cos ∠BAC =42+32-2×4×3×cos π3=13.所以BC =13,故选D.3.(2021·厦门模拟)在不等边三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,其中a 为最大边,假如sin 2(B +C )<sin 2B +sin 2C ,则角A 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2 B .⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2C.⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3 D .⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2解析:选D.由题意得sin 2A <sin 2B +sin 2C , 再由正弦定理得a 2<b 2+c 2, 即b 2+c 2-a 2>0. 则cos A =b 2+c 2-a 22bc >0, ∵0<A <π,∴0<A <π2.又a 为最大边,∴A =A ,A >B ,A >C , 即3A >A +B +C =π,∴A >π3. 因此得角A 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2.4.(2021·云南第一次检测)已知a 、b 、c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,若cos B =45,a =10,△ABC 的面积为42,则b +asin A的值等于 . 解析:依题意可得sin B =35,又S △ABC =12ac sin B =42,则c =14.故b =a 2+c 2-2ac cos B =62,所以b +a sin A =b +bsin B =16 2.答案:16 25.海上一观测站测得方位角240°的方向上有一艘停止待修的商船,在商船的正东方有一艘海盗船正向它靠近,速度为每小时90海里.此时海盗船距观测站107海里,20分钟后测得海盗船距观测站20海里,再过 分钟,海盗船即可到达商船.解析:如图,设开头时观测站、商船、海盗船分别位于A 、B 、C 处,20分钟后,海盗船到达D 处,在△ADC 中,AC =107,AD =20,CD =30,由余弦定理得cos ∠ADC =AD 2+CD 2-AC 22AD ·CD=400+900-7002×20×30=12.∴∠ADC =60°,在△ABD 中由已知得∠ABD =30°. ∠BAD =60°-30°=30°,∴BD =AD =20,2090×60=403(分钟). 答案:4036.(2021·成都外国语学校模拟)已知函数f (x )=23sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x +2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x ·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x . (1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c 且角A 满足f (A )=3+1.若a =3,BC 边上的中线长为3,求△ABC 的面积S .解:(1)由题意知,f (x )=3⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x +sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x=3()1+sin 2x +cos 2x =3+3sin 2x +cos 2x =3+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,由2k π-π2≤2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z ,解得 k π-π3≤x ≤k π+π6,k ∈Z ,∴函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π3,k π+π6,k ∈Z .(2)由f (A )=3+1,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π6=12,∴2A +π6=π6或5π6,即A =0或π3. 又A 为△ABC 的内角,∴A =π3. 由A =π3,a =3.得|BC→|=|AC →-AB →|=a =3,① 又BC 边上的中线长为3,知|AB →+AC →|=6.②联立①②,解得AB →·AC→=274,即|AB →|·|AC →|·cos π3=274, ∴|AB →|·|AC →|=272. ∴△ABC 的面积为S =12|AB →|·|AC →|·sin π3=2738.。
2024年高考数学一轮复习课件(新高考版) 第4章 必刷大题9 解三角形

(2)若c=6,△ABC的面积S=6bsin B,求S.
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由 S=6bsin B,根据面积公式得 6bsin B=12acsin B=3asin B, 所以a=2b. 由余弦定理得 cos C=a2+2ba2b-c2=12, 整理得a2+b2-ab=36,即3b2=36, 所以 b=2 3,a=4 3. 所以△ABC 的面积 S=12absin C=12×4 3×2 3sin π3=6 3.
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(2)若△ABC是锐角三角形,且AB=4 km,求养殖区△ABC面积(单位: km2)的取值范围.
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因为AB=4,∠BAC=60°, 所以△ABC 的面积 S=12AB·ACsin∠BAC= 3AC. 在△ABC 中,由正弦定理可得sin∠ABACB=sin∠ACABC, 则 AC=ABsisni∠n∠ACABBC=4sin1si2n0∠°-AC∠BACB=tan∠ 2 A3CB+2. 因为△ABC 是锐角三角形,所以00°°<<∠ 12A0°C-B<∠9A0°C,B<90°,
1-2
5
52=
55,
sin∠ADC=sin∠ACB-4π
= 22(sin∠ACB-cos∠ACB)= 22×255- 55= 1100,
在△ACD 中,由正弦定理得sin∠CDDAC=sinπ-A∠D ACB=sin∠ACADC,
123456
即CD2 = A1C0=2105=5 5,解得 CD=5 210,AC=522, 2 10 5
123456
2.(2023·唐山模拟)如图,在锐角△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为 a,b,c,4 5 a=bsin 2C+2c(sin A-sin Bcos C).
高考数学一轮复习 第3章 三角函数、解三角形 热点探究课2 三角函数与解三角形中的高考热点问题教师用

热点探究课(二) 三角函数与解三角形中的高考热点问题[命题解读] 从近五年全国卷高考试题来看,解答题第1题(全国卷T 17)交替考查三角函数、解三角形与数列,本专题的热点题型有:一是三角函数的图像与性质;二是解三角形;三是三角恒等变换与解三角形的综合问题,中档难度,在解题过程中应挖掘题目的隐含条件,注意公式的内在联系,灵活地正用、逆用、变形应用公式,并注重转化思想与数形结合思想的应用.热点1 三角函数的图像与性质(答题模板)要进行五点法作图、图像变换,研究三角函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性,求三角函数的单调区间、最值等,都应先进行三角恒等变换,将其化为一个角的一种三角函数,求解这类问题,要灵活利用两角和(差)公式、倍角公式、辅助角公式以及同角关系进行三角恒等变换.(本小题满分12分)已知函数f (x )=23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4-sin(x +π).(1)求f (x )的最小正周期;(2)若将f (x )的图像向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图像,求函数g (x )在区间[0,π]上的最大值和最小值. 【导学号:66482187】[思路点拨] 1.先逆用倍角公式,再利用诱导公式、辅助角公式将f (x )化为正弦型函数,然后求其周期.2.先利用平移变换求出g (x )的解析式,再求其在给定区间上的最值.[规X 解答] (1)f (x )=23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4-sin(x +π)3分 =3cos x +sin x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3,5分 于是T =2π1=2π. 6分 (2)由已知得g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6. 8分 ∵x ∈[0,π],∴x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,7π6, ∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1,10分 ∴g (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6∈[-1,2]. 11分故函数g (x )在区间[0,π]上的最大值为2,最小值为-1. 12分[答题模板] 解决三角函数图像与性质的综合问题的一般步骤为:第一步(化简):将f (x )化为a sin x +b cos x 的形式.第二步(用辅助角公式):构造f (x )=a 2+b 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x ·a a 2+b 2+cos x ·b a 2+b 2. 第三步(求性质):利用f (x )=a 2+b 2sin(x +φ)研究三角函数的性质.第四步(反思):反思回顾,查看关键点、易错点和答题规X .[温馨提示] 1.在第(1)问的解法中,使用辅助角公式a sin α+b cos α=a 2+b 2 sin(α+φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫其中tan φ=b a ,在历年高考中使用频率是相当高的,几乎年年使用到、考查到,应特别加以关注.2.求g (x )的最值一定要重视定义域,可以结合三角函数图像进行求解.[对点训练1] (2016·某某模拟)已知函数f (x )=A sin ωx +B cos ωx (A ,B ,ω是常数,ω>0)的最小正周期为2,并且当x =13时,f (x )max =2. (1)求f (x )的解析式; (2)在闭区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤214,234上是否存在f (x )的对称轴?如果存在,求出其对称轴方程;如果不存在,请说明理由.[解] (1)因为f (x )=A 2+B 2sin(ωx +φ),由它的最小正周期为2,知2πω=2,ω=π. 2分又因为当x =13时,f (x )max =2,知13π+φ=2k π+π2(k ∈Z ),φ=2k π+π6(k ∈Z ),4分所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +2k π+π6=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫πx +π6(k ∈Z ). 故f (x )的解析式为f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫πx +π6. 5分 (2)当垂直于x 轴的直线过正弦曲线的最高点或最低点时,该直线就是正弦曲线的对称轴,令πx +π6=k π+π2(k ∈Z ),解得x =k +13(k ∈Z ). 7分 由214≤k +13≤234,解得5912≤k ≤6512,9分 又k ∈Z ,知k =5,10分由此可知在闭区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤214,234上存在f (x )的对称轴,其方程为x =163. 12分热点2 解三角形从近几年全国卷来看,高考命题强化了解三角形的考查力度,着重考查正弦定理、余弦定理的综合应用,求解的关键是实施边角互化,同时结合三角恒等变换进行化简与求值.(2015·全国卷Ⅱ)△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. [解] (1)S △ABD =12AB ·AD sin ∠BAD , S △ADC =12AC ·AD sin ∠CAD . 2分因为S △ABD =2S △ADC ,∠BAD =∠CAD ,所以AB =2AC . 由正弦定理,得sin B sin C =AC AB =12. 5分 (2)因为S △ABD ∶S △ADC =BD ∶DC ,所以BD = 2. 7分在△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 . 9分故AB 2+2AC 2=3AD 2+BD 2+2DC 2=6.由(1),知AB =2AC ,所以AC =1. 12分[规律方法] 解三角形问题要关注正弦定理、余弦定理、三角形内角和定理、三角形面积公式,要适时、适度进行“角化边”或“边化角”,要抓住能用某个定理的信息.一般地,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则两个定理都有可能用到.[对点训练2] (2016·某某高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a sin2B =3b sin A .(1)求B ;(2)若cos A =13,求sin C 的值. [解] (1)在△ABC 中,由a sin A =bsin B, 可得a sin B =b sin A .2分又由a sin2B =3b sin A ,得2a sin B cos B =3b sin A =3a sin B ,所以cos B =32,得B =π6. 5分 (2)由cos A =13,可得sin A =223,则 sin C =sin[π-(A +B )]=sin(A +B )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫A +π6 =32sin A +12cos A =26+16. 12分 热点3 三角恒等变换与解三角形的综合问题以三角形为载体,三角恒等变换与解三角形交汇命题,是近几年高考试题的一大亮点,主要考查和、差、倍角公式以及正、余弦定理的综合应用,求解的关键是根据题目提供的信息,恰当地实施边角互化.(2017·东北三省四市一联)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知cos B -2cos A 2a -b =cos C c . (1)求ab 的值;(2)若角A 是钝角,且c =3,求b 的取值X 围.[解] (1)由题意及正弦定理得sin C cos B -2sin C cos A =2sin A cos C -sin B cos C ,2分 ∴sin C cos B +sin B cos C =2(sin C cos A +sin A cos C ).∴sin(B +C )=2sin(A +C ).∵A +B +C =π,∴sin A =2sin B ,∴ab=2. 5分 (2)由余弦定理得cos A =b 2+9-a 22b ·3=b 2+9-4b 26b =9-3b 26b<0, ∴b > 3. ①7分∵b +c >a ,即b +3>2b ,∴b <3, ②由①②得b 的X 围是(3,3). 12分[规律方法] 1.以三角形为载体,实质考查三角形中的边角转化,求解的关键是抓住边角间的关系,恰当选择正、余弦定理.2.解三角形常与三角变换交汇在一起(以解三角形的某一结论作为条件),此时应首先确定三角形的边角关系,然后灵活运用三角函数的和、差、倍角公式化简转化.[对点训练3] 在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+A =2.(1)求sin 2Asin 2A +cos 2A 的值;(2)若B =π4,a =3,求△ABC 的面积.【导学号:66482188】 [解] (1)由tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+A =2,得tan A =13,所以sin 2A sin 2A +cos 2A =2tan A2tan A +1=25. 5分(2)由tan A =13,A ∈(0,π),得sin A =1010,cos A =31010. 7分由a =3,B =π4及正弦定理a sin A =bsin B ,得b =3 5. 9分 由sin C =sin(A +B )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π4,得sin C =255.设△ABC 的面积为S ,则S =12ab sin C =9. 12分。
解三角形的综合问题(高三一轮复习)

数学 N
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思维点睛►
三角形中的最值或范围问题的解法 (1)三角函数法:通过正、余弦定理将边转化为角,再根据三角恒等变换及三角 形内角和定理转化为“一角一函数”的形式,最后结合角的范围利用三角函数的单 调性和值域求解. (2)基本不等式法:利用正、余弦定理,面积(周长)公式建立a+b,ab,a2+b2之 间的等量关系,然后利用基本不等式求解.
79× 22=8+178
2 .
数学 N
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命题点2 解三角形中的最值(范围)问题
例2 (2022·新高考Ⅰ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 1+cossinAA=1+sinco2sB2B.
(1)若C=23π,求B; (2)求a2+c2 b2的最小值.
数学 N 解 (1)因为1+cossinAA=1+sinco2sB2B, 所以1+cossinAA=1+2si2ncoBsc2oBs-B1, 所以1+cossinAA=csoins BB, 所以cos Acos B=sin B+sin Asin B, 所以cos(A+B)=sin B, 所以sin B=-cos C=-cos23π=12, 因为B∈0,3π,所以B=6π.
第四章 三角函数、解三角形
第6讲 正弦定理和余弦定理 第2课时 解三角形的综合问题
数学 N
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命题点1 平面多边形中的解三角形问题 例1 从①BD·sin∠ABD=3sin A,②S△ABD=3 3 这两个条件中任选一个,补充 在下面的问题中,并作答.
数学 N
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问题:如图,在平面四边形ABCD中,已知AB=4,A=3π,且
数学 N
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证法二:因为a2=3(b+c),且b=3,
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高三一轮复习解三角形
近几年高考题
Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
解
三角形
相关公式 (1)内角和:A B C π++=;
(2)正弦定理:R C
c B b A a 2sin sin sin ===(边角相对用正弦) 常用推论:⎪⎩
⎪⎨⎧===C R C B R b A R a sin 2sin 2sin 2
(3)余弦定理:⎪⎩
⎪⎨⎧-+=-+=-+=C ab b a c B ac c a b A bc c b a cos 2cos 2cos 2222222222(两边夹角用余弦)
(4)三边求角:⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧-+-+=-+=ab c b a C ac b c a B bc a c b A 2cos 2cos 2cos 2
222
222
2(已知三边求角) (5)面积公式:B ac A bc C ab sin 2
1sin 21sin 21S ABC ===∆ 练习题:
1.在ABC ∆中,已知下列条件,解三角形
(1)45,30,10A C c ︒︒===,求a 及ABC S ;(2)6,4,60b c A ︒===,求ABC S 及a
2.在△ABC 中,角A 、B 、C
的对边分别为,,,,1,3a b c A a b π=
==则c =(). A ..3—1D.3
3.ABC ∆中,3A π∠=
,3BC =
,AB =C ∠= A .6π B .4π C .34π D .4
π或34π 4.在锐角中ABC ∆,角,A B 所对的边长分别为,a b .
若2sin ,a B A =
则角等于() 12π6π4π3π在ABC ∆,内角,,A B C 所对的边长分别为,,.a b c 1sin cos sin cos ,2a B C c B A b +=且a b >,则B ∠=() 6π3π23π56π已知:在⊿ABC 中,B
C b c cos cos =,则此三角形为() A.直角三角形B.等腰直角三角形C.等腰三角形D.等腰或直角三角形
7.在ABC ∆中,已知3AC =,sin cos 2A A +=.
(Ⅰ)求sin A 的值;
(Ⅱ)若ABC ∆的面积3S =,求BC 的值. 8.设△ABC 的内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且6a c +=,2b =,7cos 9B =. (Ⅰ)求,a c 的值;(Ⅱ)求sin()A B -的值. 9.△ABC 在内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知cos sin a b C c B =+. (Ⅰ)求B ;(Ⅱ)若2b =,求△ABC 面积的最大值.
北京高考题
2013年
15.在ABC △中,3a =,26b =,2B A ∠=∠.
(Ⅰ)求cos A 的值;
(Ⅱ)求c 的值.
2014年
15.如图,在△ABC 中,∠B =
3
π,AB =8,点D 在BC 边上,且CD =2,cos ∠ADC =17 (1)求sin ∠BAD
(2)求BD ,AC 的长
2016年
15.在△ABC 中,a 2+c 2=b 2+ac .
(Ⅰ)求∠B 的大小;
(Ⅱ)求cosA+cosC 的最大值.。