专题13 结构不良题(三角函数与解三角形)(原卷版)
高中数学数学三角函数与解三角形多选题的专项培优易错试卷练习题及解析
高中数学数学三角函数与解三角形多选题的专项培优易错试卷练习题及解析一、三角函数与解三角形多选题1.在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且2a =,sin 2sin B C =,有以下四个命题中正确的是( )A .满足条件的ABC 不可能是直角三角形B .ABC 面积的最大值为43C .当A =2C 时,ABC 的周长为2+D .当A =2C 时,若O 为ABC 的内心,则AOB 【答案】BCD 【分析】对于A ,利用勾股定理的逆定理判断;对于B ,利用圆的方程和三角形的面积公式可得答案; 对于C ,利用正弦定理和三角函数恒等变形公式可得答案对于D ,由已知条件可得ABC 为直角三角形,从而可求出三角形的内切圆半径,从而可得AOB 的面积 【详解】对于A ,因为sin 2sin B C =,所以由正弦定理得,2b c =,若b 是直角三角形的斜边,则有222a c b +=,即2244c c +=,得3c =,所以A 错误; 对于B ,以BC 的中点为坐标原点,BC 所在的直线为x 轴,建立平面直角坐标系,则(1,),(1,0)B C -,设(,)A m n ,因为2b c ==, 化简得22516()39m n ++=,所以点A 在以5,03⎛⎫- ⎪⎝⎭为圆心,43为半径的圆上运动, 所以ABC 面积的最大值为1442233⨯⨯=,所以B 正确; 对于C ,由A =2C ,可得3B C π=-,由sin 2sin B C =得2b c =,由正弦定理得,sin sin b cB C=,即2sin(3)sin c c C C π=-,所以sin32sin C C =,化简得2sin cos 22cos sin 2sin C C C C C +=, 因为sin 0C ≠,所以化简得23cos 4C =,因为2b c =,所以B C >,所以cos C =,则1sin 2C =,所以sin 2sin 1B C ==,所以2B π=,6C π=,3A π=,因为2a =,所以c b ==,所以ABC 的周长为2+,所以C 正确; 对于D ,由C 可知,ABC 为直角三角形,且2B π=,6C π=,3A π=,c b ==,所以ABC 的内切圆半径为1212r ⎛=+= ⎝⎭,所以AOB 的面积为111122333cr ⎛=⨯-= ⎝⎭所以D 正确, 故选:BCD 【点睛】此题考查三角形的正弦定理和面积公式的运用,考查三角函数的恒等变换,考查转化能力和计算能力,属于难题.2.在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且::4:5:6a b c =,则下列结论正确的是( )A .sin :sin :sin 4:5:6ABC = B .ABC 是钝角三角形C .ABC 的最大内角是最小内角的2倍D .若6c =,则ABC 【答案】ACD 【分析】由正弦定理可判断A ;由余弦定理可判断B ;由余弦定理和二倍角公式可判断C ;由正弦定理可判断D. 【详解】解:由::4:5:6a b c =,可设4a x =,5b x =,6c x =,()0x >, 根据正弦定理可知sin :sin :sin 4:5:6A B C =,选项A 描述准确;由c 为最大边,可得2222221625361cos 022458a b c x x x C ab x x +-+-===>⋅⋅,即C 为锐角,选项B 描述不准确;2222222536163cos 22564b c a x x x A bc x x +-+-===⋅⋅,291cos 22cos 121cos 168A A C =-=⨯-==, 由2A ,C ()0,π∈,可得2A C =,选项C 描述准确;若6c =,可得2sin 7c R C===,ABC外接圆半径为7,选项D 描述准确. 故选:ACD. 【点睛】本题考查三角形的正弦定理和余弦定理,二倍角公式,考查化简运算能力,属于中档题.3.设函数()sin 6f x M x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(0,0)M ω>>的周期是π,则下列叙述正确的有( )A .()f x 的图象过点10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭B .()f x 的最大值为MC .()f x 在区间2,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减D .5,012π⎛⎫⎪⎝⎭是()f x 的一个对称中心 【答案】BCD 【分析】已知只有周期的条件,只能求出ω,其中M 未知;A 选项代值判定;B 选项由解析式可知;C 选项由()f x 的单调递减区间在32,2,22k k k Z ππππ⎛⎫++∈ ⎪⎝⎭上化简可得;D 选项由()f x 的对称中心为(),0,k k Z π∈化简可得. 【详解】 由题可知2T ππω==,解得2ω=,即()sin 26f x M x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭当0x =时,()0sin 20sin 662Mf M M ππ⎛⎫=⨯+== ⎪⎝⎭,故选项A 错误; 因为()sin 26f x M x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以最大值为M ,故选项B 正确;由解析式可知()f x 在3222,262k x k k Z πππππ+≤+≤+∈ 即2,63x k k ππππ⎡⎤∈++⎢⎥⎣⎦上单调递减,当0k =时,选项C 正确;由解析式可知()f x 的对称中心的横坐标满足26x k ππ+=,即212k x ππ=- 当1k =时,512x π=,对称中心为5,012π⎛⎫⎪⎝⎭,故选项D 正确. 故选:BCD 【点睛】本题考查()()sin f x A x =+ωϕ型三角函数的性质,其中涉及最值、对称轴、对称中心,属于较难题.4.在ABC 中,a ,b ,c 分别为A ∠,B ,C ∠的对边,下列叙述正确的是( ) A .若sin sin a bB A=,则ABC 为等腰三角形 B .若cos cos a bB A=,则ABC 为等腰三角形 C .若tan A tan tan 0B C ++<,则ABC 为钝角三角形 D .若sin cos a b C c B =+,则4C π∠=【答案】ACD 【分析】多项选择题,一个一个选项验证:对于A :利用正弦定理判断sin sin A B =,在三角形中只能A=B ,即可判断; 对于B :∵由正弦定理得 sin 2sin 2A B =,可以判断∴ABC 为等腰三角形或直角三角形;对于C :利用三角函数化简得tan A tan tan B C ++sin sin sin =cos cos cos A B CA B C,利用sin 0,sin 0,sin 0,A B C >>>判断cos cos cos A B C 、、必有一个小于0,即可判断; 对于D :利用正弦定理判断得cos sin C C =求出角C . 【详解】对于A :∵由正弦定理得:sin sin a bA B=,而sin sin a b B A =,∴sin sin A B =, ∵A+B+C=π,∴只能A=B ,即ABC 为等腰三角形,故A 正确;对于B :∵由正弦定理得:sin sin a bA B=, ∴若cos cos a bB A=可化为sin cos sin cos A A B B =,即sin 2sin 2A B =, ∴22A B =或22A B π+=∴ABC 为等腰三角形或直角三角形,故B 错误; 对于C :∵A+B+C=π,∴()()()()sin sin sin cos cos cos A B C C A B C C ππ+=-=+=-=,, ∴tan A tan tan B C ++sin sin sin =cos cos cos A B CA B C++ sin cos sin cos sin =cos cos cos A B B A CA B C ++sin sin =cos cos cos C CA B C+11=sin cos cos cos C A B C ⎛⎫+ ⎪⎝⎭cos cos cos =sin cos cos cos C A B C A B C +⎛⎫ ⎪⎝⎭sin sin sin =cos cos cos A B CA B C.∵tan A tan tan 0B C ++<而sin 0,sin 0,sin 0,A B C >>> ∴cos cos cos A B C 、、必有一个小于0,∴ABC 为钝角三角形. 故C 正确;对于D :∵sin cos a b C c B =+,∴由正弦定理得:sin sin sin sin cos A B A C B =+, 即sin cos sin cos sin sin sin cos B C C B B C C B +=+ ∴cos sin C C = ∵()0,C π∈∴4C π.故D 正确. 故选:ACD 【点睛】在解三角形中,选择用正弦定理或余弦定理,可以从两方面思考: (1)从题目给出的条件,边角关系来选择; (2)从式子结构来选择.5.已知函数()()cos 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的部分图像如图所示,则下列关于函数()f x 的说法中正确的是( )A .函数()f x 最靠近原点的零点为3π-B .函数()f x 的图像在y 3C .函数56f x π⎛⎫-⎪⎝⎭是偶函数 D .函数()f x 在72,3ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增 【答案】ABC 【分析】首先根据图象求函数的解析式,利用零点,以及函数的性质,整体代入的方法判断选项. 【详解】根据函数()()cos f x A x ωϕ=+的部分图像知,2A =, 设()f x 的最小正周期为T ,则24362T πππ=-=,∴2T π=,21T πω==. ∵2cos 266f ππϕ⎛⎫⎛⎫=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,且2πϕ<,∴6πϕ=-, 故()2cos 6f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭. 令()2cos 06f x x π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,得62x k πππ-=+,k Z ∈, 即23x k ππ=+,k Z ∈,因此函数()f x 最靠近原点的零点为3π-,故A 正确; 由()02cos 36f π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭()f x 的图像在y 3B 正确; 由()52cos 2cos 6f x x x ππ⎛⎫-=-=- ⎪⎝⎭,因此函数56f x π⎛⎫-⎪⎝⎭是偶函数,故C 正确; 令226k x k ππππ-≤-≤,k Z ∈,得52266k x k ππππ-≤≤+,k Z ∈,此时函数()f x 单调递增,于是函数()f x 在132,6ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在137,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,故D 不正确. 故选:ABC . 【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证此区间是否是函数sin y x =的增或减区间.6.已知函数22()(sin cos )2cos f x x x x =++,则( ) A .()f x 的最小正周期是πB .()f x 的图像可由函数()22g x x =+的图像向左平移8π个单位而得到 C .4x π=是()f x 的一条对称轴D .()f x 的一个对称中心是,08π⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】AB 【分析】首先化简函数()224f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,再根据三角函数形式的公式,以及代入的方法判断选项. 【详解】()1sin 2cos 21224f x x x x π⎛⎫=+++=++ ⎪⎝⎭,A.函数的最小正周期22T ππ==,故A 正确;B.根据图象的平移变换规律,可知函数()22g x x =+的图像向左平移8π个单位而得到()222284f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故B 正确;C.当4x π=时,32444πππ⨯+=,不是函数的对称轴,故C 不正确; D.当8x π=-时,2084ππ⎛⎫⨯-+= ⎪⎝⎭,此时函数值是2,故函数的一个对称中心应是,28π⎛⎫- ⎪⎝⎭,故D 不正确.故选:AB 【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证此区间是否是函数sin y x =的增或减区间.7.已知函数()()sin 22sin cos 644f x x x x x πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--++∈ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭R ,现给出下列四个命题,其中正确的是( ) A .函数()f x 的最小正周期为2πB .函数()f xC .函数()f x 在,44ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增 D .将函数()f x 的图象向左平移512π个单位长度,得到的函数解析式为()()2g x x =【答案】BD 【分析】首先利用三角恒等变形化简函数()23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,再根据函数的性质依次判断选项,AB 选项根据解析式直接判断,C 选项可以先求23x π-的范围,再判断函数的单调性,D 选项根据平移规律直接求解平移后的解析式. 【详解】()12cos 2sin 222f x x x x π⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭132cos 2cos 22cos 222x x x x x =--=-23x π⎫⎛=- ⎪⎝⎭,函数()f x 的周期22T ππ==,故A 不正确;B.B 正确; C.,44x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,52,366x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,当52,362x πππ⎡⎤-∈--⎢⎥⎣⎦时函数单调递减,即,412x ππ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦时函数单调递减,,124x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,函数单调递增,故C 不正确;D. ()23f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭向左平移512π个单位长度,得到()52221232g x x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,故D 正确. 故选:BD 【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证此区间是否是函数sin y x =的增或减区间.8.在ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知()()(::5:)4:6b c c a a b +++=,下列结论正确的是( )A .::7:5:3sinA sinB sinC = B .0AB AC ⋅>C .若6c =,则ABC 的面积是D .若8+=b c ,则ABC 的外接圆半径是3【答案】ACD 【分析】先利用已知条件设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=,进而得到3.5, 2.5, 1.5a k b c k ===,利用正弦定理可判定选项A ;利用向量的数量积公式可判断选项B ;利用余弦定理和三角形的面积公式可判定选项C ;利用余弦定理和正弦定理可判断选项D. 【详解】依题意,设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=, 所以 3.5, 2.5, 1.5a k b c k ===,由正弦定理得:::::7:5:3sinA sinB sinC a b c ==, 故选项A 正确;222222cos 22b c a b c a AB AC bc A bc bc +-+-⋅==⨯=222222.5 1.5 3.515028k k +-==-<,故选项B 不正确;若6c =,则4k =, 所以14,10a b ==,所以222106141cos 21062A +-==-⨯⨯,所以sin 2A =, 故ABC的面积是:11sin 610222bc A =⨯⨯⨯= 故选项C 正确;若8+=b c ,则2k =, 所以7,5,3a b c ===,所以2225371cos 2532A +-==-⨯⨯,所以sin 2A =, 则利用正弦定理得:ABC的外接圆半径是:12sin 3a A ⨯=, 故选项D 正确; 故选:ACD. 【点睛】关键点睛:本题主要考查正余弦定理以及三角形面积公式. 利用已知条件设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=,再利用正余弦定理以及三角形面积公式求解是解决本题的关键.二、数列多选题9.设数列{}{},n n a b 的前n 项和分别为,n n S T ,1121,n n n S S S n++==,且212n n n n a b a a ++=,则下列结论正确的是( ) A .20202020a = B .()12n n n S += C .()112n b n n =-+D .1334n T n ≤-< 【答案】ABD【分析】可由累乘法求得n S 的通项公式,再由()12n n n S +=得出n a n =,代入212n n n n a b a a ++=中可得()112n b n n =++.由裂项相消法求出n T ,利用数列的单调性证明1334n T n ≤-<. 【详解】 由题意得,12n n S n S n ++=, ∴当2n ≥时,121121112n n n n n S S S n n S S S S S n n ---+=⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅--()13112n n +⋅=,且当1n =时也成立, ∴ ()12n n n S +=,易得n a n =,∴ 20202020a =,故,A B 正确; ∴ ()()()211111112222n n b n n n n n n +⎛⎫==+=+- ⎪+++⎝⎭, ∴11111111111111112324351122212n T n n n n n n n n ⎛⎫⎛⎫=+-+-+-++-+-=++-- ⎪ ⎪-++++⎝⎭⎝⎭3111342124n n n n ⎛⎫=+-+<+ ⎪++⎝⎭, 又n T n -随着n 的增加而增加,∴1113n T n T -≥-=,∴1334n T n ≤-<,C 错误,D 正确, 故选:ABD.【点睛】使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.10.下列说法中正确的是( )A .数列{}n a 成等差数列的充要条件是对于任意的正整数n ,都有122n n n a a a ++=+B .数列{}n a 成等比数列的充要条件是对于任意的正整数n ,都有212n n n a a a ++=C .若数列{}n a 是等差数列,则n S 、2n n S S -、32n n S S -也是等差数列D .若数列{}n a 是等比数列,则n S 、2n n S S -、32n n S S -也是等比数列【答案】AC【分析】利用等差中项法可判断A 选项的正误;取0n a =可判断B 选项的正误;利用等差数列求和公式以及等差中项法可判断C 选项的正误;取1q =-,n 为偶数可判断D 选项的正误.【详解】对于A 选项,充分性:若数列{}n a 成等差数列,则对任意的正整数n ,n a 、1n a +、2n a +成等差数列,则121n n n n a a a a +++-=-,即122n n n a a a ++=+,充分性成立; 必要性:对任意的正整数n ,都有122n n n a a a ++=+,则121n n n n a a a a +++-=-, 可得出2132431n n a a a a a a a a +-=-=-==-=,所以,数列{}n a 成等差数列,必要性成立.所以,数列{}n a 成等差数列的充要条件是对于任意的正整数n ,都有122n n n a a a ++=+,A 选项正确;对于B 选项,当数列{}n a 满足0n a =时,有212n n n a a a ++=,但数列{}n a 不是等比数列,B选项错误;对于C 选项,设等差数列{}n a 的公差为d ,则()112n n n d S na -=+,()2122122n n n d S na -=+,()3133132n n n d S na -=+, 所以,()()()22111322112222n n n n d n n d n n d S S na na na ---⎡⎤⎡⎤-=+-+=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, ()()()232111533122132222n n n n d n n d n n d S S na na na ---⎡⎤⎡⎤-=+-+=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 所以,()()()()22232111532222n n n n n d n n d n n d S S S na na na ⎡⎤⎡⎤⎡⎤---⎢⎥⎢⎥⎢⎥-+=+++=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦()22n n S S =-,所以,n S 、2n n S S -、32n n S S -是等差数列,C 选项正确;对于D 选项,当公比1q =-,且n 是偶数时,n S 、2n n S S -、32n n S S -都为0, 故n S 、2n n S S -、32n n S S -不是等比数列,所以D 选项错误.故选:AC.【点睛】方法点睛;1.判断等差数列有如下方法:(1)定义法:1n n a a d +-=(d 为常数,n *∈N );(2)等差中项法:()122n n n a a a n N *++=+∈;(3)通项法:n a p n q =⋅+(p 、q 常数);(4)前n 项和法:2n S p n q n =⋅+⋅(p 、q 常数).2.判断等比数列有如下方法:(1)定义法:1n na q a +=(q 为非零常数,n *∈N ); (2)等比中项法:212n n n a a a ++=⋅,n *∈N ,0n a ≠;(3)通项公式法:n n a p q =⋅(p 、q 为非零常数); (4)前n 项和法:n n S p q p =⋅-,p 、q 为非零常数且1q ≠.。
专题13 结构不良题(三角函数与解三角形)(解析版)
1 专题13 结构不良题(三角函数与解三角形)
结构不良题型是新课改地区新增加的题型,所谓结构不良题型就是给出一些条件,另外的条件题目中给出三个,学生可以从中选择1个或者2个作为条件,进行解题。
一、题型选讲
题型一 、研究三角形是否存在的问题
例1、【2020年新高考全国Ⅰ
卷】在①ac =sin 3c A =
,③c =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c 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sin A B =,6
C π=,________? 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【解析】方案一:选条件①. 由6C π=
和余弦定理得2222a b c ab +-=.
由sin A B =
及正弦定理得a .
222
=b c =.
由①ac =
1a b c ==.
因此,选条件①时问题中的三角形存在,此时1c =.
方案二:选条件②. 由6C π=
和余弦定理得2222a b c ab +-=.
由sin A B =
及正弦定理得a .
222
=b c =,6B C π==,23
A π=. 由②sin 3c A =
,所以6c b a ===.
因此,选条件②时问题中的三角形存在,此时c =
方案三:选条件③. 由6C π=
和余弦定理得2222a b c ab +-=.
由sin A B =
及正弦定理得a .
222
=b c =.。
考前增分微课(三) 三角函数中的结构不良问题
故只需令φπ-ω6 +21取整数即。
当 ω=3,φ=0 时,π0-36+12=0,显然 0∈Z,符合题意;
π 当 ω=1,φ=π6时,6π-61+21=21,21∉Z,故不符合题意;
2π
当
ω=1,φ=23π时,
3 π
-16+12=1,1∈Z,符合题意;
5π
当
ω=2,φ=56π时,
6 π
-26+12=1,1∈Z,符合题意。
故选 ACD。
解法二:因为函数 f(x)的图象向右平移π6个单位长度后得到的图象关于 y 轴对称, 所以函数 f(x)的图象关于直线 x=-π6对称。 所以 ω×-π6+φ=kπ-π2(k∈Z),即 k=φπ-ω6 +21(k∈Z)。 下同解法一。 【答案】 ACD
【解后反思】 本题中有两个参数 ω,φ,根据已知条件只能确定两个参数之间的 关系,而不能准确求出两个参数的值,故该题的条件具有开放性。本题另外一个特征 就是 ω,φ 这两个参数之间的关系也不是唯一确定的,关系式中还存在一个整数 k,这 使得条件的开放性更强。
答 案
【解析】 解法一:将函数 f(x)=sin(ωx+φ)的图象向右平移π6个单位长度,所得的
与 解 析
图象对应的函数为
g(x)=fx-π6=sinωx-π6+φ=sinωx+φ-ω6π。
由 g(x)的图象关于 y 轴对称知函数 g(x)为偶函数,可得 φ-ω6π=kπ-π2(k∈Z),
解得 k=φπ-ω6+12(k∈Z)。
解 (1)所满足的三个条件是②③④。 因为 f(x)的最小正周期 T=π,所以 ω=2, 所以 f(x)=sin(2x+φ)+m。
又 f(x)的图象过点(0,0),且 fπ3=23, 所以 sin φ+m=0,sin23π+φ+m=23, 所以 sin23π+φ-sin φ=32,
高中数学三角函数与解三角形真题(原卷版)
专题04 高中数学三角函数与解三角形真题1.对任意闭区间I ,用表示函数y =sinx 在I 上的最大值.若正数a 满足,则a 的值为 .2.已知x 、y 满足.则的取值范围是___________。
3.设函数.若对任意实数a ,均有 ,则k 的最小值为________. 4.若tan cos αα=,则41cos sin αα+=__________. 5.设为正实数.若存在,使得,则的取值范围是______. 6.在中,已知,则______.7.设的内角的对边分别为,且满足.则______.8.满足的所有正整数的和是______.9.若,则的取值范围为______. 10.已知函数的最小值为.则实数的取值范围是________.11.在△ABC 中,BC =a ,CA =b ,AB =c .若b 是a 与c 的等比中项,且sinA 是sin (B -A )与sinC 的等差中项,求cosB 的值.12.已知函数,其中,,且.(1)若对任意,都有,求的取值范围. (2)若,且存在,使,求的取值范围.1.已知,得,所以___ __2.在△ABC中,AB+AC=7,且三角形的面积为4,则sin∠A的最小值为________.3.设满足,则x的取值范围为________.4.计算的值为________.5.函数的值域是________.6.如图,在△ABD中,点C在AD上,,AB=CD=1.则AC=____.7.若边长为6的正△ABC的三个顶点到平面α的距离分别为1,2,3,则△ABC的重心G到平面α的距离为_______.8.函数的所有零点之和等于________.9.在△ABC中,,则________.10.设的内角所对的边分别为,且成等差数列,则________. 11.设的内角所对的边分别为,且成等差数列,则________. 12.设的内角所对的边分别为,且成等差数列,则________. 13.函数的所有零点之和等于__________.14.设.则________.15.函数的最小正周期=_________.16.函数的图象与直线y=k有且仅有两个不同的交点,则k的取值范围是_____.17.已知△ABC的三个角A、B、C成等差数列,对应的三边为a、b、c,且a、c、成等比数列,则___________.18.如图,在△ABD中,点C在AD上,,AB=CD=1.则AC=____.19.若对任意的,不等式恒成立,则实数的最小值为______. 20.设的重心,若,则的最大值为______.21.在△ABC中,∠A、∠B、∠C的对边长分别为a、b、c.命题,且b+c=2a;命题为正三角形.则命题P是命题q的()条件.A.充分必要B.充分但不必要C.必要但不充分D.既不充分又不必要22.设A、B、C为抛物线上不同的点,R为△ABC外接圆的半径.求R的取值范围.23.在非等腰中,的对边分别为a、b、c,且满足.(1)求的大小; (2)若,求面积的取值范围.24.设x y 、均为非零实数,且满足sin cos 955tan 20cos sin 55x y x y πππππ+=-. (Ⅰ)求y x的值; (Ⅱ)在ABC ∆中,若tan y C x=,求sin 22cos A B +的最大值. 25.【2016年吉林预赛】在中,a 、b 、c 分别为的对边,,且. 求(1); (2)的最大值.。
高三数学易错三角函数与解三角形多选题 易错题难题同步练习试题
高三数学易错三角函数与解三角形多选题 易错题难题同步练习试题一、三角函数与解三角形多选题1.在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,面积为S ,有以下四个命题中正确的是( ) A .22S a bc +的最大值为3B .当2a =,sin 2sin BC =时,ABC 不可能是直角三角形 C .当2a =,sin 2sin B C =,2A C =时,ABC 的周长为223+D .当2a =,sin 2sin B C =,2A C =时,若O 为ABC 的内心,则AOB 的面积为31- 【答案】ACD 【分析】利用三角形面积公式,余弦定理基本不等式,以及三角换元,数形结合等即可判断选项A ;利用勾股定理的逆定理即可判断选项B ;利用正弦定理和三角恒等变换公式即可判断选项C ;由已知条件可得ABC 是直角三角形,从而可以求出其内切圆的半径,即可得AOB 的面积即可判断选项D. 【详解】 对于选项A :2221sin 1sin 222cos 2222cos bc AS A b c a bc b c bc A bc Ac b==⨯++-+++- 1sin 4cos 2A A ≤-⨯-(当且仅当b c =时取等号).令sin A y =,cos A x =,故21242S ya bc x ≤-⨯+-, 因为221x y +=,且0y >,故可得点(),x y 表示的平面区域是半圆弧上的点,如下图所示:目标函数2yz x =-上,表示圆弧上一点到点()2,0A 点的斜率,数形结合可知,当且仅当目标函数过点12H ⎛ ⎝⎭,即60A =时,取得最小值-故可得,023yz x ⎡⎫=∈-⎪⎢⎪-⎣⎭,又21242S yx bc x ≤-⨯+-,故可得2124S a bc ⎛≤-⨯= +⎝⎭, 当且仅当60A =,b c =,即三角形为等边三角形时,取得最大值,故选项A 正确; 对于选项B :因为sin 2sin B C =,所以由正弦定理得2b c =,若b 是直角三角形的斜边,则有222a c b +=,即2244c c +=,得c =,故选项B 错误; 对于选项C ,由2A C =,可得π3B C =-,由sin 2sin B C =得2b c =,由正弦定理得,sin sin b c B C=,即()2sin π3sin c c C C =-, 所以sin32sin C C =,化简得2sin cos 22cos sin 2sin C C C C C +=, 因为sin 0C ≠,所以化简得23cos 4C =,因为2b c =,所以B C >,所以cos C =,则1sin 2C =,所以sin 2sin 1B C ==,所以π2B =,π6C =,π3A =,因为2a =,所以3c =,b =,所以ABC 的周长为2+,故选项C 正确; 对于选项D ,由C 可知,ABC 为直角三角形,且π2B =,π6C =,π3A =,3c =,b =,所以ABC 的内切圆半径为1212333r ⎛⎫=+-=- ⎪ ⎪⎝⎭,所以ABC 的面积为11122cr ⎛== ⎝⎭所以选项D 正确, 故选:ACD 【点睛】关键点点睛:本题的关键点是正余弦定理以及面积公式,对于A 利用面积公式和余弦定理,结合不等式得21sin 1sin 224cos 222cos S A Ab c a bc A A c b=⨯≤-⨯+-++-,再利用三角换元、数形结合即可得证,综合性较强,属于难题.2.在单位圆O :221x y +=上任取一点()P x y ,,圆O 与x 轴正向的交点是A ,将OA 绕原点O 旋转到OP 所成的角记为θ,若x ,y 关于θ的表达式分别为()x fθ=,()y g θ=,则下列说法正确的是( )A .()x f θ=是偶函数,()y g θ=是奇函数;B .()x f θ=在()0,π上为减函数,()y g θ=在()0,π上为增函数;C .()()1fg θθ+≥在02πθ⎛⎤∈⎥⎝⎦,上恒成立; D .函数()()22t f g θθ=+的最大值为2.【答案】ACD 【分析】依据三角函数的基本概念可知cos x θ=,sin y θ=,根据三角函数的奇偶性和单调性可判断A 、B;根据辅助角公式知()()4f g πθθθ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,再利用三角函数求值域可判断C ;对于D ,2cos sin2t θθ=+,先对函数t 求导,从而可知函数t 的单调性,进而可得当1sin 2θ=,cos 2θ=时,函数t 取得最大值,结合正弦的二倍角公式,代入进行运算即可得解. 【详解】由题意,根据三角函数的定义可知,x cos θ=,y sin θ=, 对于A ,函数()cos fθθ=是偶函数,()sin g θθ=是奇函数,故A 正确;对于B ,由正弦,余弦函数的基本性质可知,函数()cos f θθ=在()0,π上为减函数,函数()sin g θθ=在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭为增函数,在,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭为减函数,故B 错误; 对于C ,当0θπ⎛⎤∈ ⎥2⎝⎦,时,3,444πππθ⎛⎤+∈ ⎥⎝⎦()()cos sin 4f g πθθθθθ⎛⎫+=+=+∈ ⎪⎝⎭,故C 正确;对于D ,函数()()222cos sin2t fg θθθθ=+=+,求导22sin 2cos22sin 2(12sin )2(2sin 1)(sin 1)t θθθθθθ'=-+=-+-=--+,令0t '>,则11sin 2θ-<<;令0t '<,则1sin 12θ<<, ∴函数t 在06,π⎡⎤⎢⎥⎣⎦和5,26ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,在5,66ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减, 当6πθ=即1sin 2θ=,3cos 2θ=时,函数取得极大值31333222t =⨯+⨯⨯=, 又当2θπ=即sin 0θ=,cos 1θ=时,212012t =⨯+⨯⨯=, 所以函数()()22t f g θθ=+取得最大值332,故D 正确.故选:ACD. 【点睛】方法点睛:考查三角函数的值域时,常用的方法:(1)将函数化简整理为()()sin f x A x ωϕ=+,再利用三角函数性质求值域; (2)利用导数研究三角函数的单调区间,从而求出函数的最值.3.已知函数()()cos 2f x A x b ϕ=++(0A >,0ϕπ<<)的部分图像如图所示,则( )A .2A =B .点7,112π⎛⎫⎪⎝⎭是()f x 图像的一个对称中心 C .6π=ϕ D .直线3x π=是()f x 图像的一条对称轴【答案】ABD 【分析】由图知函数最大值为3,最小值为1-,且函数图像与y 轴的交点为()0,2,进而待定系数得()2cos 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,再整体换元讨论B,D 选项即可.【详解】 因为0A >,所以31A b A b +=⎧⎨-+=-⎩,解得21A b =⎧⎨=⎩,故A 正确;()02cos 12f ϕ=+=,则1cos 2ϕ=.又0ϕπ<<,所以3πϕ=,故C 错误;()2cos 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,令23x k ππ+=,k ∈Z ,解得62πk πx =-+,k ∈Z , 所以()f x 图像的对称轴方程为62πk πx =-+, 令1k =,则3x π=,D 正确;令232x k πππ+=+,k ∈Z ,解得122k x ππ=+,k ∈Z , 令1k =,则712x π=且7112f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,故B 正确.故选:ABD 【点睛】本题考查三角函数图像求解析式,三角函数的对称轴,对称中心等,考查运算求解能力,是中档题.解题的过程中,需要注意形如()()sin 0y A x B A ωϕ=++>,()()cos 0y A x B A ωϕ=++>,max min ,y A B y A B =+=-+,ϕ的求解通常采用待定系数法求解.4.已知函数()()sin 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的部分图象如图所示,下列说法正确的是( )A .函数()y f x =的周期为πB .函数()y f x =在2,36ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦单调递减 C .函数()y f x =的图象关于直线512x π=-对称 D .该图象向右平移6π个单位可得2sin 2y x =的图象 【答案】ACD 【分析】先根据图像求出()y f x =的解析式,再分别验证A 、B 、C 、D 是否正确. 对于A :利用周期公式求周期;对于B :利用复合函数“同增异减”求单调区间; 对于C :计算512f π⎛-⎫⎪⎝⎭,看512x π=-是否经过顶点; 对于D :利用“左加右减”判断. 【详解】由图像可知:A =2,周期24,2312T T ππππω⎛⎫=-=∴==⎪⎝⎭; 由=2sin 2212122f ππϕπϕ⎧⎛⎫⎛⎫⨯+= ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎨⎪<⎪⎩解得:3πϕ=故函数()2sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭对于A :4312T πππ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,故A 正确; 对于B :当236x ππ-≤≤- 时203x ππ-≤+≤,所以()y f x =在2,36ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上不单调.故B 错误; 对于C :当512x π=-时255s 2121232in f πππ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎭⎝-⎪⎭+⎝⨯,即直线512x π=-是()y f x =的一条对称轴.故C 正确;对于D :()y f x =向右平移6π个单位得到2sin 222sin 263y x x ππ⎛⎫=-⨯+= ⎪⎝⎭,故D 正确. 故选:ACD 【点睛】求三角函数解析式的方法: (1)求A 通常用最大值或最小值;(2)求ω通常用周期;()求φ通常利用函数上的点带入即可求解.5.已知函数22()(sin cos )2cos f x x x x =++,则( ) A .()f x 的最小正周期是πB .()f x 的图像可由函数()22g x x =+的图像向左平移8π个单位而得到 C .4x π=是()f x 的一条对称轴D .()f x 的一个对称中心是,08π⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】AB 【分析】首先化简函数()224f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,再根据三角函数形式的公式,以及代入的方法判断选项. 【详解】()1sin 2cos 21224f x x x x π⎛⎫=+++=++ ⎪⎝⎭,A.函数的最小正周期22T ππ==,故A 正确;B.根据图象的平移变换规律,可知函数()22g x x =+的图像向左平移8π个单位而得到()222284f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=++=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故B 正确;C.当4x π=时,32444πππ⨯+=,不是函数的对称轴,故C 不正确; D.当8x π=-时,2084ππ⎛⎫⨯-+= ⎪⎝⎭,此时函数值是2,故函数的一个对称中心应是,28π⎛⎫- ⎪⎝⎭,故D 不正确. 故选:AB 【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证此区间是否是函数sin y x =的增或减区间.6.已知4παπ≤≤,32ππβ≤≤,4sin 25α=,cos()αβ+= )A .cos α=B .sin cos αα-=C .34πβα-= D .cos cos 5αβ=-【答案】BC 【分析】先根据4sin 25α=,判断角α的范围,再根据cos2α求cos α; 根据平方关系,判断sin cos αα-的值;利用公式cos()cos[()2]βααβα-=+-求值,并根据角的范围判断角βα-的值;利用公式()cos βα+和()cos βα-,联合求cos cos αβ.【详解】 ①因为4παπ≤≤,所以222παπ≤≤,又4sin 205α=>,故有22παπ≤≤,42ππα≤≤,解出2231cos 22cos 1cos cos 55αααα=-=-⇒=⇒=,故A 错误; ②()21sin cos 1sin 25ααα-=-=, 由①知:42ππα≤≤,所以sin cos αα>,所以sin cos 5αα-=,故B 正确; ③由①知:42ππα≤≤,而32ππβ≤≤,所以524παβπ≤+≤,又cos()010αβ+=-<,所以5342ππαβ≤+≤,解得sin()αβ+=所以34cos()cos[()2]55βααβα⎛⎛⎫-=+-=-+⨯= ⎪ ⎝⎭⎝⎭又因为5342ππαβ≤+≤,22ππα-≤-≤-, 所以4πβαπ≤-≤,有34πβα-=,故C 正确;④由cos()cos cos sin sin 1010αβαβαβ+=-⇒-=-,由③知,cos()cos cos sin sin 2βααβαβ-=+=-,两式联立得:cos cos 10αβ=-,故D 错误. 故选:BC 【点睛】关键点点睛:本题的关键是三角函数恒等变形的灵活应用,尤其是确定角的范围,根据三角函数值4sin 25α=,确定22παπ≤≤,且cos()010αβ+=-<,进一步确定5342ππαβ≤+≤,这些都是确定函数值的正负,以及角的大小的依据.7.设函数()()1sin 0222f x x x πωωω⎛⎫=++> ⎪⎝⎭,已知()f x 在[]0,π有且仅有3个零点,则( )A .在()0,π上存在1x 、2x ,满足()()122f x f x -=B .()f x 在()0,π有且仅有1个最小值点C .()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增 D .ω的取值范围是1723,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】AD 【分析】化简函数()f x 的解析式为()sin 6f x x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,令6t x πω=+,由[]0,x π∈可求得,66t ππωπ⎡⎤∈+⎢⎥⎣⎦,作出函数sin ,066y t t ππωπω⎛⎫=≤≤+> ⎪⎝⎭的图象,可判断AB 选项的正误;由图象得出346ππωππ≤+<可判断D 选项的正误;取3ω=,利用正弦型函数的单调性可判断C 选项的正误. 【详解】()3131sin sin sin cos sin 2226f x x x x x x ππωωωωω⎛⎫⎛⎫=++=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 当[]0,x π∈时,,666x πππωωπ⎡⎤+∈+⎢⎥⎣⎦,令6t x πω=+,则,66t ππωπ⎡⎤∈+⎢⎥⎣⎦,作出函数sin ,066y t t ππωπω⎛⎫=≤≤+>⎪⎝⎭的图象如下图所示:对于A 选项,由图象可知,max 1y =,min 1y =-,所以,在()0,π上存在1x 、2x ,满足()()122f x f x -=,A 选项正确; 对于B 选项,()f x 在()0,π上有1个或2个最小值点,B 选项错误; 对于D 选项,由于函数()f x 在[]0,π有且仅有3个零点,则346ππωππ≤+<,解得172366ω≤<,D 选项正确; 对于C 选项,由于172366ω≤<,取3ω=,当0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,53663x πππ<+<,此时,函数()f x 在区间0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上不单调,C 选项错误. 故选:AD. 【点睛】关键点点睛:本题考查利用正弦型函数在区间上的零点个数判断正弦型函数的基本性质,解本题的关键在于换元6t x πω=+,将问题转化为函数sin y t =在区间,66ππωπ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦上的零点个数问题,数形结合来求解.8.已知函数()()cos 22f x x πϕϕ⎛⎫=+<⎪⎝⎭,()()1324F x f x f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭为奇函数,则下述四个结论中说法正确的是( ) A .3tan ϕ=B .()f x 在[],a a -上存在零点,则a 的最小值为6π C .()F x 在3,44ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增 D .()F x 的图象可由()f x 的图象向左平移2π个单位得到 【答案】ABC【分析】首先得到()()124F x f x f x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭的解析式,再根据函数的奇偶性求出参数ϕ,最后结合三角函数的性质一一验证即可.【详解】 解:因为()cos(2)f x x ϕ=+,所以11()()+cos(2)sin(2)cos 2224223F x f x f x x x x ππϕϕϕ⎛⎫⎛⎫=+=+-+=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因为()F x 为奇函数,则(0)0F =,即cos 03πϕ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以32k ππϕπ+=+,k Z ∈,因为||2ϕπ<,所以6π=ϕ;对于A ,tan tan 6πϕ==,故A 正确; 对于B ,令()cos 206f x x π⎛⎫=+= ⎪⎝⎭,得26k x ππ=+,k ∈Z ,若()f x 在[,]a a -上存在零点,则0a >且a 的最小值为6π,故B 正确; 对于C ,()cos 2sin 263F x x x ππ⎛⎫=++=- ⎪⎝⎭,当3,44x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,2,232x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()F x 在3,44ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,故C 正确. 对于D ,因为()cos 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, ()cos 266F x x ππ⎡⎤⎛⎫=++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,根据“左加右减”,()F x 的图象可由()f x 的图象向左平移6π个单位得到,故D 错误. 故选:ABC .【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是先根据()()1224F x f x f x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭为奇函数,确定参数ϕ的值,再结合三角函数的性质逐一判断即可.二、数列多选题9.两个等差数列{}n a 和{}n b ,其公差分别为1d 和2d ,其前n 项和分别为n S 和n T ,则下列命题中正确的是( )A .若为等差数列,则112d a =B .若{}n n S T +为等差数列,则120d d +=C .若{}n n a b 为等差数列,则120d d ==D .若*n b N ∈,则{}n b a 也为等差数列,且公差为12d d + 【答案】AB【分析】对于A ,利用=对于B ,利用()2211332S T S T S T +=+++化简可得答案; 对于C ,利用2211332a b a b a b =+化简可得答案;对于D ,根据112n n b b a a d d +-=可得答案.【详解】对于A ,因为为等差数列,所以=即== 化简得()21120d a -=,所以112d a =,故A 正确;对于B ,因为{}n n S T +为等差数列,所以()2211332S T S T S T +=+++, 所以()11121111122223333a d b d a b a d b d +++=+++++, 所以120d d +=,故B 正确;对于C ,因为{}n n a b 为等差数列,所以2211332a b a b a b =+, 所以11121111122()()(2)(2)a d b d a b a d b d ++=+++, 化简得120d d =,所以10d =或20d =,故C 不正确;对于D ,因为11(1)n a a n d =+-,且*n b N ∈,所以11(1)n b n a a b d =+-()112111a b n d d =++--⎡⎤⎣⎦,所以()()1111211n b a a b d n d d =+-+-,所以()()()11111211112111n n b b a a a b d nd d a b d n d d +-=+-+-----12d d =, 所以{}n b a 也为等差数列,且公差为12d d ,故D 不正确. 故选:AB【点睛】关键点点睛:利用等差数列的定义以及等差中项求解是解题关键.10.设首项为1的数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知121n n S S n +=+-,则下列结论正确的是( )A .数列{}n a 为等比数列B .数列{}n S n +为等比数列C .数列{}n a 中10511a =D .数列{}2n S 的前n 项和为2224n n n +---【答案】BCD【分析】 由已知可得11222n n n n S n S n S n S n++++==++,结合等比数列的定义可判断B ;可得2n n S n =-,结合n a 和n S 的关系可求出{}n a 的通项公式,即可判断A ;由{}n a 的通项公式,可判断C ;由分组求和法结合等比数列和等差数列的前n 项和公式即可判断D.【详解】因为121n n S S n +=+-,所以11222n n n n S n S n S n S n++++==++. 又112S +=,所以数列{}n S n +是首项为2,公比为2的等比数列,故B 正确;所以2n n S n +=,则2n n S n =-.当2n ≥时,1121n n n n a S S --=-=-,但11121a -≠-,故A 错误;由当2n ≥时,121n n a -=-可得91021511a =-=,故C 正确;因为1222n n S n +=-,所以2311222...2221222...22n n S S S n ++++=-⨯+-⨯++- ()()()23122412122...2212...224122n n n n n n n n n ++--⎡⎤=+++-+++=-+=---⎢⎥-⎣⎦ 所以数列{}2n S 的前n 项和为2224n n n +---,故D 正确. 故选:BCD .【点睛】关键点点睛:在数列中,根据所给递推关系,得到等差等比数列是重难点,本题由121n n S S n +=+-可有目的性的构造为1122n n S S n n +++=+,进而得到11222n n n n S n S n S n S n++++==++,说明数列{}n S n +是等比数列,这是解决本题的关键所在,考查了推理运算能力,属于中档题,。
(11)解三角形 结构不良题——2023届新高考数学二轮复习攻破新题型
(11)解三角形结构不良题——2023届新高考数学二轮复习攻破新题型1.在①5cos cos cos 4a C c Ab B +=,②π5sin()5sin()12B B ++-=,③π(0,)2B ∈,13cos2cos 25B B =-.这三个条件中任进一个,补充在下面问题中并作答.已知ABC △中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且________. (1)求tan2B 的值; (2)若1211tan ,54A c =-=,求ABC △的周长与面积. 2.记ABC △的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c .已知(2)cos cos 0c b A a C -+=. (1)求A ;(2)从下面的三组条件中选择一组作为已知条件,使得ABC △存在且唯一确定,求ABC △的面积.①2,3a b ==;②π2,6a B ==;③AB 边上的高3h a ==.3.在①tan tan tan A B A B ++;②()(sin sin sin )sin c a b C A B a B +--+=;sin (cos 1)B b C =+;这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并进行解答.问题:在ABC △中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且_______. (1)求角C ;(2)若ABC △4b =,求a c -. 4.已知ABC △中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且3π3π10,cos(cos()0)cos()022b a b A b A =+=++=. (1)求角B ;(2)若________,求ABC △的面积.请在①2sin sin sin1sin sin sin sin B C A C B B C +=+sin ;②3πtan()24A +=tan 3A =这三个条件中任选一个,补充在上面的问题中,并加以解答. 5.在①3(cos )sin b c A C -=,②1tan 12tan a C b B ⎛⎫=+⎪⎝⎭,③πsin cos 6c B b C ⎛⎫=- ⎪⎝⎭这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答问题.在ABC △中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足__________. (1)求C ;(2)若ABC △的面积为,D 为AC 的中点,求BD 的最小值. 6.已知ABC △的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,5()sin 12sin a c B c A +=. (1)若a c =,求sin A 的值.(2)从下面两个条件中任选一个作为已知条件,判断满足条件的三角形是否存在.若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由. ①π2B =;②3sin sin sin 2A CB +=.7.从①π4ABC ∠=,1tan 2ABD ∠=,②3π4ABC ∠=,tan 3tan 2ABD CBD ∠=∠,③π3ABD CBD ∠=∠=这三个条件中任选一个,补充在下面问题中并作答. 在ABC △中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,5b =.(1)若ππ12sin 10sin 22c B C ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦且1sin 3A =,求sin C 的值; (2)若D 是线段AC 上的一点,23AD DC =,________________,求BD 的长. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.8.在①ac =sin 3c A =,③c =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c 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sin A B =,π6C =,_______________? 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.9.在ABC △中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知ABC △的面积cos S B =,在下列三个条件中任选一个填在横线上,并解答问题. ①30A B -=︒;②60B A -=︒;③sin sin A B =. (1)若________________,求tan B ;(2)若b =sin A =,求c . 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.10.在①sin sin tan cos cos B CA B C+=+cos )sin c a B b A -=,③(2)cos cos 0c b A a C -+=这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.在ABC △中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,______________. (1)求角A 的大小;(2)若D 为AC 边上一点,AB BD ⊥,CD BD =,a =ABC △的面积. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.答案以及解析1.答案:(1)247(2)338解析:本题考查正弦定理、余弦定理、三角形的面积公式、三角恒等变换. (1)若选①:由正弦定理得5sin cos sin cos sin cos 4A C C AB B +=, 故5sin()sin cos 4A CB B +=,而在ABC △中,sin()sin(π)sin A C B B +=-=, 故5sin sin cos 4B B B =,又(0,π)B ∈, 所以sin 0B ≠,则4cos 5B =,则3sin 3sin ,tan 5cos 4B B B B ===, 故22tan 24tan 21tan 7B B B ==-. 若选②:由π5sin()5sin()12B B ++-=,化简得1cos sin 5B B -=,代入22cos sin 1B B +=中,整理得225sin 5sin 120B B +-=, 即(5sin 3)(5sin 4)0B B -+=,因为(0,π)B ∈,所以sin 0B >,所以3sin 5B =, 则4sin 3cos ,tan 5cos 4B B B B ===, 故22tan 24tan 21tan 7B B B ==-. 若选③:因为13cos2cos 25B B =-, 所以2132cos 1cos 25B B -=-,即2122cos cos 025B B --=,则34(2cos )(cos )055B B +-=. 因为π(0,)2B ∈,所以4cos 5B =,则3sin 3sin ,tan 5cos 4B B B B ===, 故22tan 24tan 21tan 7B B B ==-. (2)因为sin 12tan cos 5A A A ==-,且22sin cos 1,(0,π)A A A +=∈, 所以512cos ,sin 1313A A =-=.由(1)得43cos ,sin 55B B ==,则1245333sin sin()sin cos cos sin 13513565C A B A B A B =+=+=⨯-⨯=, 由正弦定理得65sin sin sin 12a b c A B C ===,则135,4a b ==. 故ABC △的周长为11a b c ++=,ABC △的面积为11133333sin 5224658ABCSab C ==⨯⨯⨯=. 2.答案:(1)π3(2) 解析:本题考查正弦定理、余弦定理在解三角形中的应用. (1)已知(2)cos cos 0c b A a C -+=,由正弦定理得(sin 2sin )cos sin cos 0C B A A C -+=, 化简得2sin cos sin()sin B A A C B =+=.因为sin 0B >,所以1cos 2A =,因为0πA <<,所以π3A =.(2)若选①:2,3a b ==.由正弦定理sin sin a bA B=得sin sin 1b A B a ==>, 无解.若选②:π2,6a B ==.已知π3A =,则π2C =,此时ABC △存在且唯一确定,此时sin 1sin 2ABC a B b S ab A ===△若选③:AB 边上的高3h a ==.可得sin hA b=,解得2b =.又3a =,由余弦定理可得2222cos bc A b c a =+-,解得1c =1c =舍去),此时ABC △存在且唯一确定.11sin 2(122ABC S bc A ==⨯⨯=△. 3.答案:(1)π3C =.(2)1a c -=-.解析:(1)选择①:由已知得tan tan tan 1)A B A B +=-,所以tan tan tan tan()1tan tan A BC A B A B+=-+=-=-,在ABC △中,(0,π)C ∈,所以π3C =.选择②:由已知及正弦定理得()()c a b c a b ab +--+=,所以222a b c ab +-=,所以2221cos 22a b c C ab +-==,因为0πC <<,所以π3C =.sin sin (cos 1)B C B C =+,又(0,π)B ∈,所以sin 0B >cos 1C C -=,则π2sin 16C ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,故π1sin 62C ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.又因为ππ5π666C -<-<,所以ππ66C -=, 解得π3C =.(2)由余弦定理得2222164c a b ab a a =+-=+-,① 由等面积公式得11()sin 22a b c r ab C ++=.即11()422a b c a ++=⨯. 整理得34a c =+,② 联立①②,解得57,22a c ==, 所以1a c -=-. 4.答案:(1)π3(2)见解析解析:本题考查正弦定理、余弦定理、三角形的面积公式、三角恒等变换. (1)依题意,得cos sin 02B a b A -+=. 由正弦定理sin cossin sin 2B A B A ⋅=⋅,又因为sin 0A ≠,所以cos sin 2BB =,故cos2sin cos 222B B B =. 因为(0,π),cos02B B ∈≠,所以1sin 22B =, π3B =. (2)若选①:依题意,得222sin sin sin sin sin B C A B C +=+, 由正弦定理得222b c a bc +=+,所以2221cos 22b c a A bc +-==,又因为(0,π)A ∈,所以π3A =,又π3B =,所以ABC △为等边三角形, 故ABC △的面积2S =若选②:3πtan tan3πtan 14tan()23π41tan 1tan tan 4A A A A A +-+===+-解得tan A =.因为(0,π)A ∈,所以π3A =又π3B =,所以ABC △为等边三角形, 故ABC △的面积2S =若选③: 由22sin tan 3,sin cos 1cos AA A A A ==+=,解得sin A A ==由正弦定理sin sin a bA B =a = 而sin sin()sin cos cos sin C A B A B A B =+=+12=+=, 故ABC △的面积11sin 101522S ab C ==⨯=. 5.答案:(1)π3C =;(2)解析:(1)方案一:选条件①.由3(cos )sin b c A C -可得cos sin b c A C -,由正弦定理得sin sin cos sin ,B C A A C - 因为π()B A C =-+,所以sin sin()B A C =+,所以sin cos cos sin sin cos sin A C A C C A A C +-=,故sin cos sin A C A C =, 又sin 0A ≠,于是sin C C ,即tan C = 因为(0,π)C ∈,所以π3C =. 方案二:选条件②.因为1tan 12tan aCb B ⎛⎫=+⎪⎝⎭, 所以由正弦定理及同角三角函数的基本关系式,得sin 1sin cos 1sin 2cos sin A C B B C B ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, 即sin sin cos cos sin sin(),sin 2cos sin 2cos sin A C B C B C B B C B C B++== 因为πA B C ++=,所以πB C A +=-,sin()sin B C A +=, 又sin 0A ≠,所以1cos 2C =,因为(0,π)C ∈,所以π3C =. 方案三:选条件③.在ABC △中,由正弦定理得sin sin b C c B =, 又πsin cos 6c B b C ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,所以πsin cos 6b C b C ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,所以π1sin cos sin 62C C C C ⎛⎫=-=+ ⎪⎝⎭,所以sin C C ,即tan C = 又(0,π)C ∈,所以π3C =.(2)由题意知11sin 22ABC S ab C ab ===△40ab =. 由余弦定理得22222111cos 220442222b b b BD a ab C a ab a ab ab =+-=+-≥⋅-==,当且仅当12a b =且40ab =,即a =b =BD 的最小值为6.答案:(1)45(2)不存在解析:(1)方法一:因为5()sin 12sin a c B c A +=, 所以结合正弦定理,得5()12a c b ac +=.又因为a c =,所以1012ab ac =,即56b c =.由余弦定理,得2222226()35cos 62525c c c b c a A bc c c +-+-===⋅⋅.又0πA <<,所以4sin 5A =. 方法二:因为a c =,所以52sin 12sin ,c B c A A C ⋅⋅==,所以10sin 12sin B A =,所以5sin 6sin B A =, 所以5sin(π2)6sin A A -=,所以5sin26sin A A =, 所以10sin cos 6sin A A A =. 因为sin 0A ≠,所以3cos 5A =. 又0πA <<,所以4sin 5A =. (2)选条件①.不存在满足条件的三角形.理由如下: 因为5()sin 12sin a c B c A +=,所以结合正弦定理,得5(sin sin )sin 12sin sin A C B A C +=. 若π2B =,则sin 1B =,且sin cosC A =, 所以12sin cos sin cos 5A A A A +=, 所以6sin cos sin 25A A A +=. 将上式两边平方,得2361sin 2sin 225A A +=. 整理,得(9sin 25)(4sin 25)0A A +-=. 因为0sin21A <<,所以9sin250A +>,且4sin250A -<, 故不存在满足条件的三角形. 选条件②.不存在满足条件的三角形.理由如下: 因为3sin sin sin 2A CB +=,所以结合正弦定理,得32a cb +=. 由正弦定理,得5()12ac b ac +=.联立得方程组3,25()12,a cb ac b ac ⎧+=⎪⎨⎪+=⎩所以285b ac =. 由余弦定理,得22222()2cos 22a c b a c ac b B ac ac+-+--===222235()225582*********b ac b b acb ac ac ac ---==-=⨯-=,故π2B =,且sin 1B =.所以3sin sin sin cos 2A C A A +=+=.而πsin cos )4A A A ++ 故不存在满足条件的三角形. 7.答案:(1)2sin 3C = (2)见解析解析:(1)在ABC △中,由5b =及ππ12sin 10sin 22c B C ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦, 得(12cos )2cos c B b C -=,所以2222222(cos cos )2222a c b a b c c c B b C c b a ac ab ⎛⎫+-+-=+=⋅+⋅= ⎪⎝⎭, 由正弦定理得sin 2sin C A =, 又1sin 3A =,所以2sin 3C =. (2)方案一:选条件①.由5AD DC b +==及23AD DC =,得3AD =,2CD =.设ABD α∠=,CBD β∠=,BD x =,则1tan 2α=,11π1tan 12tan tan 141tan 312αβαα--⎛⎫=-=== ⎪+⎝⎭+,所以sin α=sin β=所以1sin 2ABD S cx α==△,1sin 2CBD S ax β==△.因为3AD =,2CD =,所以:3:2ABD CBD S S =△△,所以3a =,由余弦定理得22π2cos 254a c ac +-=,得c =,a =.由ABC BCD ABD S S S =+△△△=, 得6x =,即6BD =.方案二:选条件②.由5AD DC b +==及23AD DC =,得3AD =,2CD =. 设ABD α∠=,CBD β∠=,BD x =, 因为3π4ABC ∠=,所以3π4αβ+=, 所以tan tan tan()11tan tan αβαβαβ++==--, 又tan tan 3tan tan 2ABD CBD αβ∠==∠,所以tan 3α=,tan 2β=(负值舍去),所以sin α=sin β=所以1sin 2ABD S cx α=△,1sin 2CBD S ax β==△.因为3AD =,2CD =,所以:3:2ABD CBD S S =△△c =,由余弦定理得223π2cos254a c ac +-=,得a ,c =由ABC BCD ABD S S S =+△△△, 得1x =,即1BD =.方案三:选条件③.由5AD DC b +==及23AD DC =,得3AD =,2CD =. 由π3ABD CBD ∠=∠=,得线段BD 平分ABC ∠且2π3ABC ∠=. 由ABC ABD ACD S S S =+△△△得1π1π12πsin sin sin232323AB BD BC BD BC BA ⨯+⨯=⨯, 设BD x =,则()x a c ac +=. 由三角形内角平分线的性质可得BA AD BC CD =,即32c a =. 由余弦定理得2222π2cos3b a c ac =+-,即2225a c ac ++=,得a ,c =()x a c ac +=,得x =BD =8.答案:见解析解析:方案一:选条件①.由π6C =和余弦定理得2222a b c ab +-=由sin A B =及正弦定理得a =.222=,由此可得b c =. 由①ac =a =1b c ==.因此,选条件①时问题中的三角形存在,此时1c =. 方案二:选条件②.由π6C =和余弦定理得2222a b c ab +-=由sin A B =及正弦定理得a =.222=,由此可得b c =,π6B C ==,2π3A =. 由②sin 3c A =,所以c b ==,6a =.因此,选条件②时问题中的三角形存在,此时c =方案三:选条件③.由π6C =和余弦定理得2222a b c ab +-=由sin A B =及正弦定理得a =.222=,由此可得b c =.由③c =,与b c =矛盾.因此,选条件③时问题中的三角形不存在.9.答案:(1)见解析(2)5c =或-3解析:(1)由三角形面积公式得1cos sin 2S B bc A =,所以sin A B .选①30A B -=︒,则30A B =+︒,所以()sin sin 30A B B =+=︒,1cos 2B B B +=,B B,解得tan B . 选②60B A -=︒,则60A B =-︒,所以()sin sin 60A B B =-=︒,整理得1sin 2B B B =,即1sin 2B B,解得tan B =选③sin sin A B =-sin B B =,所以sin B B ,()2sin 60B +=︒,()sin 60B +︒=. 因为0180B <<︒︒,所以6060240B <+<︒︒︒, 所以60120B +=︒︒,所以60B =︒,所以tan B =.(2)由(1)知sin A B ,又sin A =1cos 3B =. 又0180B <<︒︒,所以sin B =. 由正弦定理sin sin a b A B =,得sin 3sin b A a B ===. 由余弦定理2222cos b a c ac B =+-,得22213233c c =+-⨯⨯,即22150c c --=, 解得5c =或-3(舍去).10.答案:(1)见解析(2解析:(1)方案一:选条件①. 因为sin sin sin tan cos cos cos A B C A A B C+==+, 所以sin (cos cos )cos (sin sin )A B C A B C +=+, 即sin cos cos sin cos sin sin cos A B A B A C A C -=-,所以sin()sin()A B C A -=-,故A B C A -=-或π()A B C A -=--, 得2B C A +=或πC B -=(舍去).又πA B C ++=,所以π3A =.方案二:选条件②.cos )sin c a B b A -=,sin cos )sin sin C A B B A -=,所以sin sin cos .B A A B C 因为sin sin()sin cos cos sin C A B A B A B =+=+, 所以sin sin cos cos sin B A A B A B A B =,即sin sin sin .B A A B =因为sin 0B ≠,所以sin A A =,即tan A =. 因为(0,π)A ∈,所以π3A =.方案三:选条件③.因为(2)cos cos 0c b A a C -+=,所以由正弦定理,得sin cos 2sin cos sin cos 0C A B A A C -+=, 得sin cos sin cos 2sin cos C A A C B A +=, 所以sin()2sin cos A C B A +=,因为πA B C ++=,所以πA C B +=-, 所以sin()sin 2sin cos A C B B A +==.因为sin 0B ≠,所以1cos 2A =,因为(0,π)A ∈,所以π3A =.(2)因为AB BD ⊥,所以π2ABD ∠=, 所以5π6BDC ABD A ∠=∠+∠=,在BDC △中,BD CD =,BC = 所以由余弦定理得222cos 2BD CD BC BDC BD CD+-∠=⋅,得222182BD BD -=,得1)BD =.在Rt ABD △中,3πtan 3BD AB ==2(3πsin 3BD AD ==-,所以1)2(33AC CD AD =+=-+=+ 所以ABC △的面积11sin (3(322S AB AC A =⋅=⨯⨯+=。
专题13 结构不良题(三角函数与解三角形)-高考数学微专题复习(新高考地区专用)
专题13 结构不良题(三角函数与解三角形)结构不良题型是新课改地区新增加的题型,所谓结构不良题型就是给出一些条件,另外的条件题目中给出三个,学生可以从中选择1个或者2个作为条件,进行解题。
一、题型选讲题型一 、研究三角形是否存在的问题例1、【2020年新高考全国Ⅰ卷】在①ac =sin 3c A =,③c =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c 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sin A B =,6C π=,________? 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. 【解析】方案一:选条件①.由6C π=和余弦定理得2222a b c ab +-=.由sin A B =及正弦定理得a .222=b c =.由①ac =1a b c ==.因此,选条件①时问题中的三角形存在,此时1c =. 方案二:选条件②.由6C π=和余弦定理得2222a b c ab +-=.由sin A B =及正弦定理得a .222=b c =,6B C π==,23A π=.由②sin 3c A =,所以6c b a ===.因此,选条件②时问题中的三角形存在,此时c = 方案三:选条件③.由6C π=和余弦定理得2222a b c ab +-=.由sin A B =及正弦定理得a .222=b c =.由③c =,与b c =矛盾.因此,选条件③时问题中的三角形不存在.例2、(2021年徐州联考)在①cos cos 2c B b C +=,②πcos()cos 2b Cc B -=,③sin cos B B +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ABC △的面积;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π6A =,______________,4b =?注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. 【解析】选择①:由余弦定理可知,222222cos cos 222a c b a b c c B b B c b a ac ab+-+-+=⋅+⋅==,……4分由正弦定理得,sin sin 1b A B a ==,又(0,π)B ∈,所以π2B =,…………………6分所以ABC △是直角三角形,则c =ABC △的面积12S ac ==…10分 选择②:由正弦定理得,πsin cos()sin cos 2B C C B -=,即sin sin sin cos B C C B =, 又(0,π)C ∈,所以sin 0C ≠,所以sin cos B B =,即tan 1B =, 又(0,π)B ∈,所以π4B =.……………………………………………………………4分由正弦定理得,sin sin b Aa B==,…………………………………………………6分所以ABC △的面积1ππsin )sin()2246S ab C A B ==+=+=+.…10分 选择③:因为πsin cos )4B B B ++=πsin()14B +=, 又(0,π)B ∈,所以ππ5π(,)444B +∈,所以ππ42B +=,即π4B =.…………………4分由正弦定理得,sin sin b Aa B==,…………………………………………………6分所以ABC △的面积1ππsin )sin()2246S ab C A B ==+=+=+.…10分 题型二、运用正余弦定理研究边、角及面积例3、【2020年高考北京】在ABC 中,11a b +=,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为己知,求: (Ⅰ)a 的值:(Ⅱ)sin C 和ABC 的面积.条件①:17,cos 7c A ==-; 条件②:19cos ,cos 816A B ==.注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分. 【解析】选择条件①(Ⅰ)17,cos 7c A ==-,11a b +=22222212cos (11)72(11)7()7a b c bc A a a a =+-∴=-+--⋅⋅-8a ∴=(Ⅱ)1cos (0,)sin 77A A A π=-∈∴==,由正弦定理得:7sin sin sin sin 7a c C A C C ==∴=11sin (118)8222S ba C ==-⨯⨯=选择条件②(Ⅰ)19cos ,cos ,(0,)816A B A B π==∈,sin 816A B ∴====由正弦定理得:6sin sin a b a A B === (Ⅱ)91sin sin()sin cos sin cos 8161684C A B A B B A =+=+=+⨯=11sin (116)622S ba C ==-⨯=例4、(2020届山东省日照市高三上期末联考)在①ABC ∆面积2ABC S ∆=,②6ADC π∠=这两个条件中任选一个,补充在下面问题中,求AC . 如图,在平面四边形ABCD 中,34ABC π∠=,BAC DAC ∠=∠,______,24CD AB ==,求AC .【解析】 选择①:113sin 2sin 2224ABC S AB BC ABC BC π∆=⋅⋅⋅∠=⋅⋅⋅=所以BC = 由余弦定理可得2222cos AC AB BC AB BC ABC =+-⋅⋅∠482220⎛=+-⨯⨯= ⎝⎭所以AC ==选择②设BAC CAD θ∠=∠=,则04πθ<<,4BCA πθ∠=-,在ABC ∆中sin sin AC ABABC BCA =∠∠,即23sin sin 44AC ππθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭所以sin 4AC πθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭在ACD ∆中,sin sin AC CD ADC CAD=∠∠,即4sin sin 6AC πθ=所以2sin AC θ=.所以2sin sin 4πθθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭,解得2sin cos θθ=, 又04πθ<<,所以sin 5θ=,所以2sin AC θ==例5、(湖北黄冈高三联考)在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并加以解答.已知的内角,,所对的边分别是,,,若______.(1)求角;(2)若,求周长的最小值,并求出此时的面积.【解析】(1)选①,由正弦定理得,∵,即,∵,∴,∴,∴. ··········································5分选②,∵,,由正弦定理可得,∵,∴,∵,∴. ·················································5分 选③,∵,由已知结合正弦定理可得, ∴,∴,∵,∴. ·················································5分 (2)∵,即,∴,解得,当且仅当时取等号,b a =2sin tan b A a B =()()sin sin sin ac A c A B b B -++=ABC A B C a b c B 4a c +=ABC ABC sin sin B A =sin 0A ≠cos 1B B -=π1sin 62B ⎛⎫-= ⎪⎝⎭0πB <<ππ5π666B -<-<ππ66B -=π3B =2sin tan b A a B =sin 2sin cos a Bb A B =sin 2sin sin sin cos BB A A B=⋅sin 0A ≠1cos 2B =()0,πB ∈π3B =()()sin sin πsin A BC C +=-=()22a c a cb -+=222a cb ac +-=2221cos 222a cb ac B ac ac +-===()0,πB ∈π3B =()22222cos 3163ba c ac B a c ac ac =+-=+-=-2316acb =-221632a c b +⎛⎫-≤ ⎪⎝⎭2b ≥2a c ==∴,周长的最小值为6,此时的面积. ··········10分 例6、(2021年南京金陵中学联考)现给出两个条件:①2c -3b =2a cos B ,②(2b -3c )cos A =3a cos C ,从中选出一个条件补充在下面的问题中,并以此为依据求解问题.在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 所对的边,________. (1)求A ;(2)若a =3-1,求△ABC 周长的最大值.【解析】若选择条件①2c -3b =2a cos B .(1)由余弦定理可得2c -3b =2a cos B =2a ·a 2+c 2-b 22ac ,整理得c 2+b 2-a 2=3bc ,………2分可得cos A =b 2+c 2-a 22bc =3bc 2bc =32.…………………………………………………3分 因为A ∈(0,π),所以A =π6. …………………………………………………………5分 (2)由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,得(3-1)2=b 2+c 2-2bc ·32,………6分即4-23=b 2+c 2-3bc =(b +c )2-(2+3)bc ,亦即(2+3)bc =(b +c )2-(4-23), 因为bc ≤(b +c )24,当且仅当b =c 时取等号, 所以(b +c )2-(4-23)≤(2+3)×(b +c )24,解得b +c ≤22,…………………………………………………………8分 当且仅当b =c =2时取等号. 所以a +b +c ≤22+3-1,即△ABC周长的最大值为22+3-1.…………………………………………………10分 若选择条件②(2b -3c )cos A =3a cos C . (1)由条件得2b cos A =3a cos C +3c cos A ,由正弦定理得2sin B cos A =3(sin A cos C +sin C cos A )=3sin(A +C )=3sin B .………2分 因为sin B ≠0,所以cos A =32,…………………………………………………3分 因为A ∈(0,π),所以A =π6. (2)同上例7、(2020·全国高三专题练习(文))在ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且满()(sin sin )sin )b a B A c B C -+=-.(1)求A 的大小; (2)再在①2a =,②4B π=,③=c 这三个条件中,选出两个使ABC 唯一确定的条件补充在下面的问题中,并解答问题.若________,________,求ABC 的面积.min 2b =ABCABC 1sin 2S ac B ==【答案】(1)6A π=;(2)见解析【解析】(1)因为()(sin sin )sin )b a B A c B C -+=-, 又由正弦定理sin sin sin a b cA B C==,得()())b a b a c c -+=-,即222b c a +-=,所以222cos 222b c A bc bc a +===-, 因为0A π<<, 所以6A π=.(2)方案一:选条件①和②.由正弦定理sin sin a b A B=,得sin sin ab B A ==由余弦定理2222cos b a c ac B =+-,得222222cos4c c π=+-⨯,解得c =所以ABC 的面积11sin 2122S ac B ==⨯⨯=. 方案二:选条件①和③.由余弦定理2222cos a b c bc A =+-,得222433b b b =+-,则24b =,所以2b =.所以c =,所以ABC 的面积111sin 2222S bc A ==⨯⨯=题型三、考查三角函数的图像与性质例8、(2020届山东省泰安市高三上期末)在①函数()()1sin 20,22f x x πωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭的图象向右平移12π个单位长度得到()g x 的图象,()g x 图象关于原点对称;②向量()3sin ,cos 2m x x ωω=,()11cos ,,0,24n x f x m n ωω⎛⎫=>=⋅ ⎪⎝⎭;③函数()1cos sin 64f x x x πωω⎛⎫=+- ⎪⎝⎭()0ω>这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.已知_________,函数()f x 的图象相邻两条对称轴之间的距离为2π.(1)若02πθ<<,且sin 2θ=,求()f θ的值; (2)求函数()f x 在[]0,2π上的单调递减区间. 【解析】解:方案一:选条件① 由题意可知,22T ππω==,1ω∴= ()()1sin 22f x x ϕ∴=+,()1sin 226g x x πϕ⎛⎫∴=+- ⎪⎝⎭,又函数()g x 图象关于原点对称,,6k k Z πϕπ∴=+∈,2πϕ<,6πϕ∴=,()1sin 226f x x π⎛⎫∴=+ ⎪⎝⎭,(1)0,sin 2πθθ<<=,4πθ∴=,()4f f πθ⎛⎫∴= ⎪⎝⎭12sin 23π=4=; (2)由3222,262k x k k Z πππππ+≤+≤+∈,得2,63k x k k Z ππππ+≤≤+∈,令0k =,得263x ππ≤≤,令1k =,得7563x ππ≤≤,∴函数()f x 在[]0,2π上的单调递减区间为275,,,6363ππππ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦.方案二:选条件②()113sin ,cos 2,cos ,24m x x n x ωωω⎛⎫== ⎪⎝⎭,()f x m n ∴=⋅1cos cos 24x x x ωωω=+112cos 222x x ωω⎫=+⎪⎪⎝⎭1sin 226x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, 又22T ππω==,1ω∴=,()1sin 226f x x π⎛⎫∴=+ ⎪⎝⎭,(1)0,sin 2πθθ<<=,4πθ∴=,()4f f πθ⎛⎫∴= ⎪⎝⎭12sin 23π=4=; (2)由3222,262k x k k Z πππππ+≤+≤+∈,得2,63k x k k Z ππππ+≤≤+∈,令0k =,得263x ππ≤≤,令1k =,得7563x ππ≤≤,∴函数()f x 在[]0,2π上的单调递减区间为275,,,6363ππππ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦.方案三:选条件③()1cos sin 64f x x x πωω⎛⎫=+- ⎪⎝⎭1cos sin cos cos sin 664x x x ππωωω⎛⎫=+- ⎪⎝⎭211cos cos 24x x x ωω=+-12cos 24x x ωω=+112cos 2222x x ωω⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭1sin 226x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, 又22T ππω==,1ω∴=,()1sin 226f x x π⎛⎫∴=+ ⎪⎝⎭,(1)0,sin 22πθθ<<=,4πθ∴=,()4f f πθ⎛⎫∴= ⎪⎝⎭12sin 23π==; (2)由3222,262k x k k Z πππππ+≤+≤+∈,得2,63k x k k Z ππππ+≤≤+∈,令0k =,得263x ππ≤≤,令1k =,得7563x ππ≤≤.∴函数()f x 在[]0,2π上的单调递减区间为275,,,6363ππππ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦.二、达标训练1、(2021年江苏连云港联考)已知有条件①(2)cos cos b c A a C -=, 条件②45cos 2cos 2=+⎪⎭⎫⎝⎛+A A π;请在上述两个条件中任选一个,补充在下面题目中,然后解答补充完整的题目.在锐角△ABC 中,内角 A , B , C 所对的边分别为a , b,c , a =7, b +c =5, 且满足.(1) 求角A 的大小; (2) 求△ABC 的面积.(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.)【解析】(1)选择条件①()2cos cos b c A a C -=,…………………………………1分 法1:由正弦定理得()2sin sin cos sin cos B C A A C -=, ………2分所以()2sin cos sin sin B A A C B =+=,………………………3分 因为sin 0B ≠, 所以1cos 2A =………………………………4分 又π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,…………………5分 所以3A π=. ………………………………………………………6分法2:由余弦定理得()222222222b c a a b c b c abc ab+-+--=,……2分 化简得222b c a bc +-=………………………………………3分则2221cos 22b c a A bc +-==, ………………………………4分又π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,……………………5分 所以3A π=. ………………………………………………6分(1)选择条件②25cos cos 24A A π⎛⎫++= ⎪⎝⎭………………………………………1分 法3:因为cos sin 2A A π⎛⎫+=-⎪⎝⎭,所以25sin cos 4A A += ……………2分因为22sin cos 1A A +=,所以251cos cos 4A A -+=…………3分化简得21cos 02A ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,解得1cos 2A =, ………………………4分 又()0,A π∈,………………………5分 所以3A π=. ……………………………………………………6分 (2)由余弦定理2222cos3a b c bc π=+-, ……………………………7分 得()273b c bc =+-,…………………………………………………8分所以()2763b c bc bc +-=⇒=, ……………………………10分于是ABC ∆的面积11sin 62222S bc A ==⨯⨯=.………12分 2、(2021年泰州高三期中)在①a=√2,②S=C 2 cosB , ③C=π3这三个条件中任选-一个,补充在下面问题中,并对其进行求解.问题:在∆A BC 中,内角A, B,C 的对边分别为a,b,c,面积为S ,√3bcosA=acosC+ccosA ,b=1,____________,求 c 的值.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分。
高三数学易错三角函数与解三角形多选题 易错题学能测试试卷
高三数学易错三角函数与解三角形多选题 易错题学能测试试卷一、三角函数与解三角形多选题1.在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且2a =,sin 2sin B C =,有以下四个命题中正确的是( )A .满足条件的ABC 不可能是直角三角形B .ABC 面积的最大值为43C .当A =2C 时,ABC 的周长为2+D .当A =2C 时,若O 为ABC 的内心,则AOB 【答案】BCD 【分析】对于A ,利用勾股定理的逆定理判断;对于B ,利用圆的方程和三角形的面积公式可得答案; 对于C ,利用正弦定理和三角函数恒等变形公式可得答案对于D ,由已知条件可得ABC 为直角三角形,从而可求出三角形的内切圆半径,从而可得AOB 的面积 【详解】对于A ,因为sin 2sin B C =,所以由正弦定理得,2b c =,若b 是直角三角形的斜边,则有222a c b +=,即2244c c +=,得3c =,所以A 错误; 对于B ,以BC 的中点为坐标原点,BC 所在的直线为x 轴,建立平面直角坐标系,则(1,),(1,0)B C -,设(,)A m n ,因为2b c ==, 化简得22516()39m n ++=,所以点A 在以5,03⎛⎫- ⎪⎝⎭为圆心,43为半径的圆上运动, 所以ABC 面积的最大值为1442233⨯⨯=,所以B 正确; 对于C ,由A =2C ,可得3B C π=-,由sin 2sin B C =得2b c =,由正弦定理得,sin sin b cB C=,即2sin(3)sin c c C C π=-,所以sin32sin C C =,化简得2sin cos 22cos sin 2sin C C C C C +=, 因为sin 0C ≠,所以化简得23cos 4C =,因为2b c =,所以B C >,所以cos C =,则1sin 2C =,所以sin 2sin 1B C ==,所以2B π=,6C π=,3A π=,因为2a =,所以c b ==,所以ABC 的周长为2+,所以C 正确; 对于D ,由C 可知,ABC 为直角三角形,且2B π=,6C π=,3A π=,c b ==,所以ABC 的内切圆半径为1212r ⎛=+= ⎝⎭,所以AOB 的面积为111122333cr ⎛=⨯-= ⎝⎭所以D 正确, 故选:BCD 【点睛】此题考查三角形的正弦定理和面积公式的运用,考查三角函数的恒等变换,考查转化能力和计算能力,属于难题.2.已知函数()(|sin |cos )(sin cos )f x x x x x =-+,x ∈R ,则( ) A .()f x 在0,3π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减B .()f x 是周期为2π的函数C .()f x 有对称轴D .函数()f x 在(0,2)π上有3个零点【答案】BD 【分析】先判断出()f x 是周期为2π的函数,再在给定的范围上研究()f x 的单调性和零点,从而可判断BCD 的正误,再利用反证法可判断C 不正确. 【详解】因为[][]()(2)|sin(2)|cos(2)(sin(2)cos(2))f x x x x x f x πππππ+=+-+⋅+++=, 故()f x 是周期为2π的函数,故B 正确. 当0,3x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,22()sin cos cos 2f x x x x =-=-, 因为220,3x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,而cos y u =-在20,3π⎛⎫⎪⎝⎭为增函数, 故()cos2f x x =-在0,3π⎛⎫⎪⎝⎭为增函数,故A 错误.由(sin cos )(sin cos )002x x x x x π⎧-+=⎨<<⎩可得4x π=或34x π=或74x π=,故D 正确. 若()f x 的图象有对称轴x a =,因为()f x 的周期为2π,故可设[)0,2a π∈, 则()()2f x f a x =-对任意的x ∈R 恒成立,所以()()02f f a =即1(|sin 2|cos 2)(sin 2cos 2)a a a a -=-+①, 也有222f f a ππ⎛⎫⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭即1(|cos 2|sin 2)(cos 2sin 2)a a a a =--+②,也有222f f a ππ⎛⎫⎛⎫-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭即1(|cos 2|sin 2)(cos 2sin 2)a a a a -=+-③,由②③可得cos 2sin 20cos 2sin 2cos 2sin 2a a a a a a -≠⎧⎨+=-⎩, 故sin 20a =,由①②可得cos21a =-,故π2a或32a π=.若π2a,则21116222f π⎛⎛⎛⎫-=-+=- ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,而2711162226f f ππ⎛⎛⎛⎫⎛⎫=-=-+≠- ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,若32a π=,则21911162226f f ππ⎛⎛⎛⎫⎛⎫=+-=-+≠-⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭这与()()2f x f a x =-对任意的x ∈R 恒成立矛盾, 故D 不成立. 故选:BD. 【点睛】方法点睛:与三角函数相关的函数性质的研究,应该依据一定次序,比如先研究函数的奇偶性或周期性,再根据前者把函数的研究限制在一定的范围内进行讨论.3.设函数()2sin 1xf x x x π=-+,则( ) A .()43f x ≤B .()5f x x ≤C .曲线()y f x =存在对称轴D .曲线()y f x =存在对称中心【答案】ABC 【分析】通过()22sin sin11324x xf xx xxππ==-+⎛⎫-+⎪⎝⎭可发现函数()y f x=具有对称轴及最大值,再利用函数对称中心的特点去分析()y f x=是否具有对称中心,再将()5f x x≤化为32sin555x x x xπ≤-+,通过数形结合判断是否成立.【详解】函数解析式可化为:()22sin sin11324x xf xx xxππ==-+⎛⎫-+⎪⎝⎭,因为函数siny x=π的图象关于直线12x=对称,且函数21324y x⎛⎫=-+⎪⎝⎭的图象也关于直线12x=对称,故曲线()y f x=也关于直线12x=对称,选项C正确;当12x=时,函数siny x=π取得最大值1,此时21324y x⎛⎫=-+⎪⎝⎭取得最小值34,故()14334f x≤=,选项A正确;若()5f x x≤,则32sin555x x x xπ≤-+,令()32555g x x x x=-+,则()()221510553210g x x x x x'=-+=-+>恒成立,则()g x在R上递增,又()00g=,所以当0x<时,()00g<;当0x>时,()0g x>;作出sin xπ和32555x x x-+的图象如图所示:由图象可知32sin555x x x xπ≤-+成立,即()5f x x≤,选项B正确;对于D选项,若存在一点(),a b使得()f x关于点(),a b对称,则()()2f a x f a x b-++=,通过分析发现()()f a x f a x-++不可能为常数,故选项D错误.【点睛】本题考查函数的综合应用,涉及函数的单调性与最值、对称轴于对称中心、函数与不等式等知识点,难度较大. 对于复杂函数问题一定要化繁为简,利用熟悉的函数模型去分析,再综合考虑,注意数形结合、合理变形转化.4.设函数g (x )=sinωx (ω>0)向左平移5πω个单位长度得到函数f (x ),已知f (x )在[0,2π]上有且只有5个零点,则下列结论正确的是( )A .f (x )的图象关于直线2x π=对称B .f (x )在(0,2π)上有且只有3个极大值点,f (x )在(0,2π)上有且只有2个极小值点C .f (x )在(0,)10π上单调递增 D .ω的取值范围是[1229,510) 【答案】CD 【分析】利用正弦函数的对称轴可知,A 不正确;由图可知()f x 在(0,2)π上还可能有3个极小值点,B 不正确;由2A B x x π≤<解得的结果可知,D 正确;根据()f x 在3(0,)10πω上递增,且31010ππω<,可知C 正确. 【详解】依题意得()()5f x g x πω=+sin[()]5x πωω=+sin()5x πω=+, 2T πω=,如图:对于A ,令52x k ππωπ+=+,k Z ∈,得310k x ππωω=+,k Z ∈,所以()f x 的图象关于直线310k x ππωω=+(k Z ∈)对称,故A 不正确; 对于B ,根据图象可知,2A B x x π≤<,()f x 在(0,2)π有3个极大值点,()f x 在(0,2)π有2个或3个极小值点,故B 不正确, 对于D ,因为5522452525A x T ππππωωωω=-+=-+⨯=,22933555B x T ππππωωωω=-+=-+⨯=,所以2429255πππωω≤<,解得1229510ω≤<,对于C ,因为1123545410T ππππωωωω-+=-+⨯=,由图可知()f x 在3(0,)10πω上递增,因为29310ω<<,所以33(1)0101010πππωω-=-<,所以()f x 在(0,)10π上单调递增,故C 正确;故选:CD. 【点睛】本题考查了三角函数的相位变换,考查了正弦函数的对称轴和单调性和周期性,考查了极值点的概念,考查了函数的零点,考查了数形结合思想,属于中档题.5.已知2π-<θ2π<,且sin θ+cos θ=a ,其中a ∈(0,1),则关于tan θ的值,在以下四个答案中,可能正确的是( ) A .﹣3 B .13C .13-D .12-【答案】CD 【分析】先由已知条件判断cos 0θ>,sin 0θ<,得到sin 1tan 0cos θθθ-<=<,对照四个选项得到正确答案. 【详解】∵sin θ+cos θ=a ,其中a ∈(0,1),∴两边平方得:1+22sin cos =a θθ,∴21sin cos =02a θθ-<,∵22ππθ-<<,∴可得cos 0θ>,sin 0θ<,∴sin tan 0cos θθθ=<, 又sin θ+cos θ=a 0>,所以cos θ>﹣sin θ,所以sin tan 1cos θθθ=>- 所以sin 1tan 0cos θθθ-<=<, 所以tan θ的值可能是13-,12-.故选:CD 【点睛】关键点点睛:求出tan θ的取值范围是本题解题关键.6.已知函数()()cos 2f x A x b ϕ=++(0A >,0ϕπ<<)的部分图像如图所示,则( )A .2A =B .点7,112π⎛⎫⎪⎝⎭是()f x 图像的一个对称中心 C .6π=ϕ D .直线3x π=是()f x 图像的一条对称轴【答案】ABD 【分析】由图知函数最大值为3,最小值为1-,且函数图像与y 轴的交点为()0,2,进而待定系数得()2cos 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,再整体换元讨论B,D 选项即可.【详解】因为0A >,所以31A b A b +=⎧⎨-+=-⎩,解得21A b =⎧⎨=⎩,故A 正确;()02cos 12f ϕ=+=,则1cos 2ϕ=.又0ϕπ<<,所以3πϕ=,故C 错误;()2cos 213f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,令23x k ππ+=,k ∈Z ,解得62πk πx =-+,k ∈Z , 所以()f x 图像的对称轴方程为62πk πx =-+, 令1k =,则3x π=,D 正确;令232x k πππ+=+,k ∈Z ,解得122k x ππ=+,k ∈Z ,令1k =,则712x π=且7112f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,故B 正确. 故选:ABD 【点睛】本题考查三角函数图像求解析式,三角函数的对称轴,对称中心等,考查运算求解能力,是中档题.解题的过程中,需要注意形如()()sin 0y A x B A ωϕ=++>,()()cos 0y A x B A ωϕ=++>,max min ,y A B y A B =+=-+,ϕ的求解通常采用待定系数法求解.7.已知函数()()sin 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的部分图象如图所示,下列说法正确的是( )A .函数()y f x =的周期为πB .函数()y f x =在2,36ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦单调递减 C .函数()y f x =的图象关于直线512x π=-对称 D .该图象向右平移6π个单位可得2sin 2y x =的图象 【答案】ACD 【分析】先根据图像求出()y f x =的解析式,再分别验证A 、B 、C 、D 是否正确. 对于A :利用周期公式求周期;对于B :利用复合函数“同增异减”求单调区间; 对于C :计算512f π⎛-⎫⎪⎝⎭,看512x π=-是否经过顶点; 对于D :利用“左加右减”判断. 【详解】由图像可知:A =2,周期24,2312T T ππππω⎛⎫=-=∴==⎪⎝⎭; 由=2sin 2212122f ππϕπϕ⎧⎛⎫⎛⎫⨯+= ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎨⎪<⎪⎩解得:3πϕ=故函数()2sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭对于A :4312T πππ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,故A 正确; 对于B :当236x ππ-≤≤- 时203x ππ-≤+≤,所以()y f x =在2,36ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上不单调.故B 错误; 对于C :当512x π=-时255s 2121232in f πππ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎭⎝-⎪⎭+⎝⨯,即直线512x π=-是()y f x =的一条对称轴.故C 正确;对于D :()y f x =向右平移6π个单位得到2sin 222sin 263y x x ππ⎛⎫=-⨯+= ⎪⎝⎭,故D 正确. 故选:ACD 【点睛】求三角函数解析式的方法: (1)求A 通常用最大值或最小值; (2)求ω通常用周期;()求φ通常利用函数上的点带入即可求解.8.已知函数()()3sin 222f x x ππϕϕ⎛⎫=+-<< ⎪⎝⎭的图象关于直线3x π=对称,则( )A .函数12f x π⎛⎫+⎪⎝⎭为奇函数 B .函数()f x 在,32ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增C .函数()f x 的图象向右平移()0a a >个单位长度得到的函数的图象关于6x π=对称,则a 的最小值是3πD .若方程()f x a =在2,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有2个不同实根1x ,2x ,则12x x -的最大值为3π【答案】ACD 【分析】 由条件可得13f π⎛⎫=±⎪⎝⎭,可得6πϕ=-从而得出()f x 的解析式, 选项A 先得出12f x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭的表达式,可判断;选项B 求出函数的单调区间,可判断;选项C 根据图象平移变换得出解析式,可得答案;选项D 作出函数的图像,根据图象可判断. 【详解】 根据条件可得23sin 333f ππϕ⎛⎫⎛⎫=+=± ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以2,32k k Z ππϕπ+=+∈ 则,6k k Z πϕπ=-∈,由22ππϕ-<<,所以6πϕ=-所以()3sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭选项A. 3sin 212f x x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭为奇函数,故A 正确. 选项B. 由3222262k x k k Z πππππ+≤-≤+∈, 2522233k x k k Z ππππ+≤≤+∈, 536k x k k Z ππππ+≤≤+∈, 当0k =时,536x ππ≤≤,所以函数()f x 在,32ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,故选项B 不正确. 选项C. 函数()f x 的图象向右平移()0a a >个单位长度得到, ()3sin 23sin 2266y x a x a ππ⎡⎤⎛⎫=--=-- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭ 根据条件可得当6x π=时,3sin 23sin 23366a a πππ⎛⎫⎛⎫--=-=± ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭所以2,62a k k Z πππ-=+∈,则1,26a k k Z ππ=--∈ 由0a >,则当1k =-时,a 有的最小值是3π,故C 正确. 选项D. 作出()3sin 26f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭的图象,如图当2,63x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,由()3f x =,可得3x π= 由33sin 662f ππ⎛⎫== ⎪⎝⎭,当2,63x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,由()32f x =,可得2x π= 当332a ≤<时,方程()f x a =在2,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有2个不同实根1x ,2x ,则1x +223x π= 设1x <2x ,则1211122233x x x x x ππ⎛⎫-=--=-⎪⎝⎭,162x ππ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭, 如图当32a =时,1x ,2x 分别为6π,2π时,12x x -最大,最大值为3π,故D 正确. 故选:ACD【点睛】关键点睛:本题考查三角函数()sin y A x ωϕ=+的图像性质,考查三角函数的图象变换,解答本题的关键是根据正弦型函数的对称性求出ϕ的值,根据三角函数的对称性得到1211122233x x x x x ππ⎛⎫-=--=- ⎪⎝⎭,162x ππ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭,,属于中档题.二、数列多选题9.已知等比数列{}n a 的公比为q ,前n 项和0n S >,设2132n n n b a a ++=-,记{}n b 的前n 项和为n T ,则下列判断正确的是( )A .若1q =,则n n T S =B .若2q >,则n n T S >C .若14q =-,则n n T S >D .若34q =-,则n n T S >【分析】先求得q 的取值范围,根据q 的取值范围进行分类讨论,利用差比较法比较出n T 和n S 的大小关系.【详解】由于{}n a 是等比数列,0n S >,所以110,0a S q =>≠,当1q =时,10n S na =>,符合题意;当1q ≠时,()1101n n a q S q -=>-,即101n q q ->-,上式等价于1010n q q ⎧->⎨->⎩①或1010n q q ⎧-<⎨-<⎩②.解②得1q >.解①,由于n 可能是奇数,也可能是偶数,所以()()1,00,1q ∈-.综上所述,q 的取值范围是()()1,00,-+∞. 2213322n n n n b a a a q q ++⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,所以232n n T q q S ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,所以()2311222n n n n T S S q q S q q ⎛⎫⎛⎫-=⋅--=⋅+⋅- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,而0n S >,且()()1,00,q ∈-⋃+∞. 所以,当112q -<<-,或2q >时,0n n T S ->,即n n T S >,故BD 选项正确,C 选项错误. 当12(0)2q q -<<≠时,0n n T S -<,即n n T S <. 当12q =-或2q 时,0,n n n n T S T S -==,A 选项错误.综上所述,正确的选项为BD.故选:BD【点睛】本小题主要考查等比数列的前n 项和公式,考查差比较法比较大小,考查化归与转化的数学思想方法,考查分类讨论的数学思想方法,属于中档题.10.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若981S =,713a =,3S ,1716S S -,k S 成等比数列,则( )A .2n S n =B .122310*********a a a a a a ++⋅⋅⋅+= C .11k =D .21n a n =-【答案】ACD先根据题意求出等差数列的首项和公差,再根据等差数列的通项公式和求和公式求得,n n a S ,再由3S ,1716S S -,k S 成等比数列列出式子求解得出k 的值,再利用裂项相消法求和,得到122310*********a a a a a a ++⋅⋅⋅+=,从而判断各项的正误. 【详解】依题意,95981S a ==,解得59a =;而713a =,故75275a a d -==-,则1541a a d =-=, 则21n a n =-,2n S n =,故D 、A 正确:因为3S ,1716S S -,k S 成等比数列,故()223171617k S S S S a =-=, 则22933k =,解得11k =,故C 正确; 而122310*********a a a a a a ++⋅⋅⋅+=,故B 错误. 故选:ACD .【点睛】思路点睛:该题考查的是有关数列的问题,解题方法如下:(1)根据题意,求得通项公式,进而求得前n 项和;(2)根据三项成等比数列的条件,列出等式,求得k 的值;(3)利用裂项相消法,对12231011111a a a a a a ++⋅⋅⋅+求和; (4)对选项逐个判断正误,得到结果.。
新高考题型:结构不良题(三角)(精选50题)
条件① b 3
3,a
2
;条件②:
a
2,A
4
.
注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.
12.在 ABC 中, a, b, c 分别是角 A, B,C 的对边.若 b c 2, cos C 2 7 ,再从 7
条件①与②中选择一个作为已知条件,完成以下问题:
(1)求 b, c 的值; (2)求角 A 的值及 ABC 的面积.
2
③ a sin
B
b sin
2 3
A
这三个条件中任选一个,补充在下面问题中并作答.
ABC 的内角 A 、 B 、C 的对边分别为 a 、b 、c ,若 2a b 2c ,______求 A 和
C.
8.已知函数 f (x) sin x 3 cos x 0 .
(1)当 1 时,求 f ( π ) 的值; 6
9.在① tanB 2tanC ,② 3b2 a2 12 ,③ b cos C 2c cos B 三个条件中任选一个,
补充在下面问题中的横线上,并解决该问题.
问题:已知 ABC 的内角 A, B, C 及其对边 a, b, c ,若 c 2 ,且满足___________.求 ABC 的面积的最大值(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
(2)当函数 f (x) 图象的两条相邻对称轴之间的距离是 π 时, 2
. 从①②③中任选
一个,补充到上面空格处并作答.①求 f (x) 在区间[0, π ] 上的最小值;②求 f (x) 的单调 2
递增区间;③若 f (x) 0 ,求 x 的取值范围.注:如果选择多个问题分别解答,按第一
个解答计分.
问题:在 ABC 中,角 A 、B 、C 对应的边分别为 a 、b 、c ,若 a c 1,___________, 求角 B 的值和 b 的最小值.
三角函数与解三角形多选题 易错题难题测试基础卷
三角函数与解三角形多选题 易错题难题测试基础卷一、三角函数与解三角形多选题1.在ABC 中,a ,b ,c 分别为A ∠,B ,C ∠的对边,下列叙述正确的是( )A .若sin sin a bB A =,则ABC 为等腰三角形 B .若cos cos a bB A=,则ABC 为等腰三角形 C .若tan A tan tan 0B C ++<,则ABC 为钝角三角形D .若sin cos a b C c B =+,则4C π∠=【答案】ACD 【分析】多项选择题,一个一个选项验证:对于A :利用正弦定理判断sin sin A B =,在三角形中只能A=B ,即可判断; 对于B :∵由正弦定理得 sin 2sin 2A B =,可以判断∴ABC 为等腰三角形或直角三角形;对于C :利用三角函数化简得tan A tan tan B C ++sin sin sin =cos cos cos A B CA B C,利用sin 0,sin 0,sin 0,A B C >>>判断cos cos cos A B C 、、必有一个小于0,即可判断; 对于D :利用正弦定理判断得cos sin C C =求出角C . 【详解】对于A :∵由正弦定理得:sin sin a bA B=,而sin sin a b B A =,∴sin sin A B =, ∵A+B+C=π,∴只能A=B ,即ABC 为等腰三角形,故A 正确;对于B :∵由正弦定理得:sin sin a bA B=, ∴若cos cos a bB A=可化为sin cos sin cos A A B B =,即sin 2sin 2A B =, ∴22A B =或22A B π+=∴ABC 为等腰三角形或直角三角形,故B 错误; 对于C :∵A+B+C=π,∴()()()()sin sin sin cos cos cos A B C C A B C C ππ+=-=+=-=,, ∴tan A tan tan B C ++sin sin sin =cos cos cos A B CA B C++ sin cos sin cos sin =cos cos cos A B B A CA B C++sin sin =cos cos cos C CA B C+11=sin cos cos cos C A B C ⎛⎫+ ⎪⎝⎭cos cos cos =sin cos cos cos C A B C A B C +⎛⎫ ⎪⎝⎭ sin sin sin =cos cos cos A B CA B C.∵tan A tan tan 0B C ++<而sin 0,sin 0,sin 0,A B C >>> ∴cos cos cos A B C 、、必有一个小于0,∴ABC 为钝角三角形. 故C 正确;对于D :∵sin cos a b C c B =+,∴由正弦定理得:sin sin sin sin cos A B A C B =+, 即sin cos sin cos sin sin sin cos B C C B B C C B +=+ ∴cos sin C C = ∵()0,C π∈∴4C π.故D 正确. 故选:ACD 【点睛】在解三角形中,选择用正弦定理或余弦定理,可以从两方面思考: (1)从题目给出的条件,边角关系来选择; (2)从式子结构来选择.2.已知函数()()()sin 0,0,0πf x A x B A ωϕωϕ=++>><<的部分自变量、函数值如下表所示,下列结论正确的是( ).A .函数解析式为()5π3sin 226f x x ⎛⎫ ⎝=⎪⎭++B .函数()f x 图象的一条对称轴为2π3x =- C .5π,012⎛⎫-⎪⎝⎭是函数()f x 图象的一个对称中心 D .函数()f x 的图象左平移π12个单位,再向下移2个单位所得的函数为奇函数 【答案】ABD 【分析】首先根据表格,利用最值求A 和B ,再根据周期求ω,以及根据最小值点求ϕ,求得函数的解析式,再分别代入23x π=-和512x π=-,判断BC 选项,最后根据平移规律求平移后的解析式. 【详解】由表格可知,2B =, 函数的最大值是5,所以25A B A +=+=,即3A =, 当3x π=时,函数取得最小值,最小值点和相邻的零点间的距离是71234πππ-=,所以12244ππωω⨯=⇒=, 当3x π=时,322,32k k Z ππϕπ⨯+=+∈,解得:526k πϕπ=+,0ϕπ<<, 56πϕ∴=,所以函数()53sin 226f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,故A 正确; B.当23x π=-时,252362πππ⎛⎫⨯-+=- ⎪⎝⎭,能使函数取得最小值,所以23x π=-是函数的一条对称轴,故B 正确; C.当512x π=-时,5520126ππ⎛⎫⨯-+= ⎪⎝⎭,此时2y =,所以5,212π⎛⎫- ⎪⎝⎭是函数的一个对称中心,故C 不正确; D.函数向左平移12π个单位后,再向下平移2个单位后,得()53sin 2223sin 23sin 2126y x x x πππ⎡⎤⎛⎫=+++-=+=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,函数是奇函数,故D 正确.故选:ABD 【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证次区间是否是函数sin y x =的增或减区间.3.设M 、N 是函数()()()2sin 0,0f x x ωϕωϕπ=+><<的图象与直线2y =的交点,若M 、N 两点距离的最小值为6,1,22P ⎛⎫- ⎪⎝⎭是该函数图象上的一个点,则下列说法正确的是( )A .该函数图象的一个对称中心是()7,0B .该函数图象的对称轴方程是132x k =-+,Z k ∈ C .()f x 在71,23⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上单调递增 D .()2cos 36x f x ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 【答案】ABD 【分析】根据函数()f x 的基本性质求出函数()f x 的解析式,可判断D 选项的正误,利用余弦型函数的对称性可判断AB 选项的正误,利用余弦型函数的单调性可判断C 选项的正误. 【详解】因为M 、N 是函数()()()2sin 0,0f x x ωϕωϕπ=+><<的图象与直线2y =的交点,若M 、N 两点距离的最小值为6,则函数()f x 的最小正周期为6T =,23T ππω∴==, 所以,()2sin 3x f x πϕ⎛⎫=+⎪⎝⎭, 将点P 的坐标代入函数()f x 的解析式,可得12sin 226f πϕ⎛⎫⎛⎫-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则sin 16πϕ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.0ϕπ<<,5666πππϕ∴-<-<,则62ππϕ-=,23πϕ∴=,()22sin 2sin 2cos 3336236f x x x x πππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴=+=++=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,D 选项正确;对于A 选项,()7572cos 2cos 0362f πππ⎛⎫=+== ⎪⎝⎭,A 选项正确; 对于B 选项,由()36x k k Z πππ+=∈,解得()132x k k Z =-+∈, 所以,函数()f x 的图象的对称轴方程是132x k =-+,k Z ∈,B 选项正确;对于C 选项,当71,23x ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦时,3618x ππππ-≤+≤, 所以,函数()f x 在区间71,23⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上不单调,C 选项错误. 故选:ABD. 【点睛】方法点睛:求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成()sin y A ωx φ=+或()cos y A x ωϕ=+形式,再求()sin y A ωx φ=+或()cos y A x ωϕ=+的单调区间,只需把x ωϕ+看作一个整体代入sin y x =或cos y x =的相应单调区间内即可,注意要先把ω化为正数.4.已知函数()1cos cos 632f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=+-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则以下说法中正确的是( ) A .()f x 的最小正周期为π B .()f x 在7,1212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减 C .51,62π⎛⎫⎪⎝⎭是()f x 的一个对称中心 D .()f x 的最大值为12【答案】ABC 【分析】利用三角恒等变换思想化简()11sin 2232f x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,利用正弦型函数的周期公式可判断A 选项的正误,利用正弦型函数的单调性可判断B 选项的正误,利用正弦型函数的对称性可判断C 选项的正误,利用正弦型函数的有界性可判断D 选项的正误. 【详解】cos cos sin 3266x x x ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+=+ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦, 所以,()1111cos cos cos sin sin 2632662232f x x x x x x πππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+=+++=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.对于A 选项,函数()f x 的最小正周期为22T ππ==,A 选项正确;对于B 选项,当7,1212x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,32232x πππ≤+≤, 此时,函数()f x 在7,1212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,B 选项正确; 对于C 选项,5151111sin 2sin 262632222f ππππ⎛⎫⎛⎫=⨯++=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以,51,62π⎛⎫⎪⎝⎭是()f x 的一个对称中心,C 选项正确; 对于D 选项,()max 111122f x =⨯+=,D 选项错误. 故选:ABC. 【点睛】方法点睛:求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成()sin y A ωx φ=+形式,再求()sin y A ωx φ=+的单调区间,只需把x ωϕ+看作一个整体代入sin y x =的相应单调区间内即可,注意要先把ω化为正数.5.已知函数()()()2sin 0,0f x x ωϕωϕπ=+><<的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )A .23ϕπ=B .()f x 的最小正周期为πC .()f x 的图象关于直线12x π=对称D .()f x 的图象关于点5,06π⎛⎫⎪⎝⎭对称 【答案】BCD 【分析】利用图象,把(3代入求ϕ,利用周期求出2ω=,从而2n 2)3(si f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,研究对称轴和对称中心. 【详解】由图可知2sin ϕ=sin ϕ=,根据图象可知0x =在()f x 的单调递增区间上,又0ϕπ<<,所以3πϕ=,A 项错误;因为()2sin 3f x x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以结合图像,由五点法得33ωπππ+=,解得2ω=,则()f x 的最小正周期2T ππω==,B 项正确;将12x π=代入2n 2)3(si f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,得2sin 21263f πππ⎛⎫⎛⎫=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()f x 的图象关于直线12x π=对称,C 项正确﹔将56x π=代入可得552sin 0633f πππ⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以点5,06π⎛⎫⎪⎝⎭是()f x 图象的一个对称中心,D 项正确. 故选:BCD. 【点睛】求三角函数解析式的方法: (1)求A 通常用最大值或最小值; (2)求ω通常用周期;()求φ通常利用函数上的点带入即可求解.6.已知函数)()lg1( 2.7)x x f x x e e e -=+-+≈⋯,若不等式(sin cos )2(sin 2)f f t θθθ+<--对任意R θ∈恒成立,则实数t 的可能取值为( )A .1BC .3D .4【答案】CD 【分析】令)()lgx x g x x e e -=+-,则()()1f x g x =+,可判断()g x 是奇函数且单调递增,不等式可变形可得(sin cos )(sin 2)g g t θθθ+<-,所以sin cos sin 2t θθθ>++,令()sin cos sin 2h θθθθ=++,换元法求出()h θ的最大值,()max t h θ>即可. 【详解】令)()lgx x g x x e e -=+-,则()()1f x g x =+,()g x 的定义域为R ,))()()lglgx x x x g x g x x e e x e e ---+=+-++-0=,所以()()g x g x -=-,所以()g x 是奇函数, 不等式(sin cos )2(sin 2)f f t θθθ+<--等价于[](sin cos )1(sin 2)1f f t θθθ+-<---,即(sin cos )(sin 2)(sin 2)g g t g t θθθθ+<--=-,当0x >时y x =单调递增,可得)lgy x =单调递增,x y e =单调递增,x y e -=单调递减,所以)()lgx x g x x e e -=+-在()0,∞+单调递增,又因为)()lg x x g x x e e -=+-为奇函数,所以)()lgx x g x x e e -=+-在R 上单调递增,所以sin cos sin 2t θθθ+<-,即sin cos sin 2t θθθ>++, 令()sin cos sin 2h θθθθ=++,只需()max t h θ>,令sin cos m θθ⎡+=∈⎣,则21sin 2m θ=+,2sin 21m θ=-,所以()21h m m m =+-,对称轴为12m =-,所以m =()max 211h m ==,所以1t >可得实数t 的可能取值为3或4,故选:CD 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是构造函数()g x 奇函数且是增函数,将原不等式脱掉f 转化为函数恒成立问题.7.将函数cos 2y x =的图象上所有点向左平移6π个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到函数()y f x =的图象,则( ) A .()f x 的图象的对称轴方程为()62k x k Z ππ=-+∈ B .()f x 的图象的对称中心坐标为(),0212k k Z ππ⎛⎫+∈⎪⎝⎭C .()f x 的单调递增区间为()2,36k k k Z ππππ⎡⎫-+-+∈⎪⎢⎣⎭D .()f x 的单调递减区间为()2,63k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦【答案】AC 【分析】首先根据图象平移求函数()y f x =的解析式,再根据整体代入的方法判断函数的对称性和单调区间. 【详解】cos 2y x =的图象上所有点向左平移π6个单位长度,得到cos 26y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再向下平移1个单位长度后得到()cos 213y f x x π⎛⎫==+- ⎪⎝⎭, 对于A ,令23x k ππ+=,解得,62k x k Z ππ=-+∈,函数的对称轴是,62k x k Z ππ=-+∈,故A 正确; 对于B ,令232x k πππ+=+,解得:,122k x k Z ππ=+∈,所以函数的对称中心,1,122k k Z ππ⎛⎫+-∈ ⎪⎝⎭,故B 不正确; 对于C ,令2223k x k ππππ-+≤+≤,解得:236k x k ππ-+π≤≤-+π,所以函数的单调递增区间是2,,36k k k Z ππππ⎡⎤-+-+∈⎢⎥⎣⎦,由于单点不具有单调性,所以()f x 的单调递增区间为()2,36k k k Z ππππ⎡⎫-+-+∈⎪⎢⎣⎭也正确,故C 正确;对于D ,令2223k x k ππππ≤+≤+,解得:63k x k ππππ-+≤≤+,所以函数单调递减区间是,63k k ππππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦,k Z ∈,故D 不正确.故选:AC 【点睛】方法点睛:本题考查函数的图象变换,以及()sin y A ωx φ=+的性质,属于中档题型,()sin y A x ϕ=+的横坐标伸长(或缩短)到原来的1ω倍,得到函数的解析式是()sin y A ωx φ=+,若sin y A x ω=向右(或左)平移ϕ(0ϕ>)个单位,得到函数的解析式是()sin y A x ωϕ=-⎡⎤⎣⎦或()sin y A x ωϕ=+⎡⎤⎣⎦.8.函数()cos |cos |f x x x =+,x ∈R 是( ) A .最小正周期是π B .区间[0,1]上的减函数 C .图象关于点(k π,0)()k Z ∈对称 D .周期函数且图象有无数条对称轴 【答案】BD 【分析】根据绝对值的意义先求出分段函数的解析式,作出函数图象,利用函数性质与图象关系分别对函数的周期、单调区间、对称中心和对称轴进行判断求解. 【详解】2cos (22)22()30(22)22x k x k f x k x k ππππππππ⎧-+⎪⎪=⎨⎪+<≤+⎪⎩,则对应的图象如图:A 中由图象知函数的最小正周期为2π,故A 错误,B 中函数在[0,]2π上为减函数,故B 正确,C 中函数关于x k π=对称,故C 错误,D 中函数由无数条对称轴,且周期是2π,故D 正确 故正确的是B D 故选:BD【点睛】本题考查由有解析式的函数图象的性质. 有关函数图象识别问题的思路:①由函数的定义域,判断图象左右的位置,由函数的值域,判断图象的上下位置; ②由函数的单调性,判断图象的变化趋势;③由函数的奇偶性,判断图象的对称性; ④由函数的周期性,判断图象的循环往复.二、数列多选题9.已知数列{}n a 中,11a =,1111n n a a n n +⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,*n N ∈.若对于任意的[]1,2t ∈,不等式()22212na t a t a a n<--++-+恒成立,则实数a 可能为( ) A .-4 B .-2C .0D .2【答案】AB 【分析】 由题意可得11111n n a a n n n n +-=-++,利用裂项相相消法求和求出122n a n n=-<,只需()222122t a t a a --++-+≥对于任意的[]1,2t ∈恒成立,转化为()()210t a t a --+≤⎡⎤⎣⎦对于任意的[]1,2t ∈恒成立,然后将选项逐一验证即可求解.【详解】111n n n a a n n++-=,11111(1)1n n a a n n n n n n +∴-==-+++, 则11111n n a a n n n n --=---,12111221n n a a n n n n ---=-----,,2111122a a -=-, 上述式子累加可得:111n a a n n -=-,122n a n n∴=-<, ()222122t a t a a ∴--++-+≥对于任意的[]1,2t ∈恒成立,整理得()()210t a t a --+≤⎡⎤⎣⎦对于任意的[]1,2t ∈恒成立,对A ,当4a =-时,不等式()()2540t t +-≤,解集5,42⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,包含[]1,2,故A 正确; 对B ,当2a =-时,不等式()()2320t t +-≤,解集3,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,包含[]1,2,故B 正确;对C ,当0a =时,不等式()210t t +≤,解集1,02⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,不包含[]1,2,故C 错误;对D ,当2a =时,不等式()()2120t t -+≤,解集12,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,不包含[]1,2,故D 错误,故选:AB. 【点睛】本题考查了裂项相消法、由递推关系式求通项公式、一元二次不等式在某区间上恒成立,考查了转化与划归的思想,属于中档题.10.(多选题)数列{}n a 满足()2*1n n n a a a n N+=-+∈,110,2a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则以下说法正确的为( ) A .10n n a a +<<B .22221231n a a a a a +++⋅⋅⋅+<C .对任意正数b ,都存在正整数m 使得12311111111mb a a a a +++⋅⋅⋅+>----成立 D .11n a n <+ 【答案】ABCD 【分析】对于A ,结合二次函数的特点可确定正误;对于B ,将原式化简为111n a a a +-<,由10n a +>得到结果;对于C ,结合1a 范围和A 中结论可确定12111111nn a a a ++⋅⋅⋅+>---,由此判断得到结果;对于D ,利用数学归纳法可证得结论. 【详解】对于A ,2211124n n n n a a a a +⎛⎫=-+=--+ ⎪⎝⎭,若10,2n a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则110,4n a +⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,又110,2a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,可知0n a >,10n a +>, 又210n n n a a a +-=-<,10n n a a +∴<<,A 正确; 对于B ,由已知得:21n n n a a a +=-,()()()2221212231111n n n n a a a a a a a a a a a a ++∴++⋅⋅⋅+=-+-+⋅⋅⋅+-=-<,B 正确;对于C ,由110,2a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭及A 中结论得:1112na <-<,1121na <<-, 12111111nn a a a ∴++⋅⋅⋅+>---,显然对任意的正数b ,在在正整数m ,使得m b >,此时12311111111mb a a a a +++⋅⋅⋅+>----成立,C 正确; 对于D ,(i )当1n =时,由已知知:112a <成立, (ii )假设当()n k k N*=∈时,11n a n <+成立,则222111112411n nn n a a a a n n +⎛⎫⎛⎫=-+=--+<-+ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭, 又()()()221111012121n n n n n -+-=-<+++++,即()2111121n n n -+<+++, 112n a n +∴<+, 综上所述:当n *∈N 时,112n a n +<+,D 正确. 故选:ABCD. 【点睛】关键点点睛:本题考查数列与不等式的综合应用问题,关键在于能够熟练应用不等式的性质与函数的性质进行化简辨析,同时对于数列中的不等式证明问题,可采用数学归纳法进行证明.。
解三角形-不良结构
解三角形-不良结构一、单选题(共10题;共40分)1.在中,,,,则的面积为( ).A. B. C. D.2.在中,D为BC的中点,P为AD上的一点且满足,则与面积之比为()A. B. C. D.3.已知中的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,,,,则()A. B. C. D.4.设的内角A,B,C的对边分别是a,b,c.已知,,则()A. B. C. D.5.在中,若,则是()A. 正三角形B. 等腰三角形C. 等腰直角三角形D. 有一内角为60°的直角三角形6.若的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,∠,,则一定是( )A. 底边和腰不相等的等腰三角形B. 钝角三角形C. 直角三角形D. 等边三角形7.已知角A、B是的内角,则“ ”是“ ”的()A. 充分条件B. 必要条件C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件8.在锐角三角形中,已知,则的范围是( )A. B. C. D.9.在△ABC中,A=60°,b=1,求=()A. B. C. D.10.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则这个三角形一定是()A. 等边三角形B. 直角三角形C. 等腰三角形D. 等腰直角三角形二、多选题(共4题;共16分)11.对于,有如下判断,其中正确的判断是()A. 若,则B. 若,则为等腰三角形C. 若,则是钝角三角形D. 若,,,则符合条件的有两个12.在中,D在线段上,且若,则()A. B. 的面积为8C. 的周长为D. 为钝角三角形13.下列说法正确的是()A. 在中,B. 在中,若,则C. 在中,若,则;若,则D. 在中,14.在三角形中,下列命题正确的有()A. 若,,,则三角形有两解B. 若,则一定是钝角三角形C. 若,则一定是等边三角形D. 若,则的形状是等腰或直角三角形三、填空题(共6题;共24分)15.在平面四边形ABCD中,,,,则AB的取值范围是________.16.在中,,,则当角最大时,的面积为________.17.的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则________.18.(1)已知面积为,,则________;(2)已知中,,,,边上的高等于________.19.在中,若,则________.20.在中,角A,B,C所对边分别为a,b,c,,,其面积为,则________.四、解答题(共6题;共70分)21.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.(1)求的值;(2)在边BC上取一点D,使得,求的值.22.在中,,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为己知,求:(Ⅰ)a的值:(Ⅱ)和的面积.条件①:;条件②:.注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.23.如图,在四边形ABCD中,,_________,DC=2,在下面给出的三个条件中任选一个,补充在上面的问题中,并加以解答.(选出一种可行的方案解答,若选出多个方案分别解答,则按第一个解答记分)① ;② ;③.(1)求的大小;(2)求△ADC面积的最大值.24.在△ABC中,bsinA+ acosB= a。
重难点专题13 导数与三角函数结合的解答题(原卷版) 备战2024年高考数学重难点突破
【变式 2-1】3. (2021 秋·河北邯郸·高三统考开学考试)已知函数() =
e
― 2( ∈ )
(其中 ≈ 2.71828为自然对数的底数).
(1)当 = 2时,判断函数()的单调性;
(2)若 > 1,证明() > cos对于任意的 ∈ [0, + ∞)恒成立.
∈ 0, π .
2
(1)当 = 1时,讨论()的单调性;
(2)若() + sin < 0,求的取值范围.
4.
(2023·全国·统考高考真题)(1)证明:当0 < < 1时, ― 2 < sin < ;
(2)已知函数() = cos ― ln(1 ― 2),若 = 0是()的极大值点,求 a 的取值范围.
证明:
(1)()在区间(0,)存在唯一极大值点;
(2)()有且仅有 2 个零点.
1
【变式 1-1】2. (2019 秋·安徽·高三校联考开学考试)已知函数() = cos + 42 ―1.
2 2
(1)证明:() ≤ 0, ∈ ― ,
;
(2)判断 = ()的零点个数,并给出证明过程.
题型 2 放缩法 ..................................................................................................................................2
题型 1 分段分析法
sin
2.
(2023·全国·统考高考真题)已知函数() = ― cos3, ∈ 0, π
专题13 结构不良题(三角函数与解三角形)(原卷版)
专题13 结构不良题(三角函数与解三角形)结构不良题型是新课改地区新增加的题型,所谓结构不良题型就是给出一些条件,另外的条件题目中给出三个,学生可以从中选择1个或者2个作为条件,进行解题。
一、题型选讲题型一 、研究三角形是否存在的问题例1、【2020年新高考全国Ⅰ卷】在①ac =sin 3c A =,③c =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c 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sin A B =,6C π=,________? 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.例2、(2021年徐州联考)在①cos cos 2c B b C +=,②πcos()cos 2b C c B -=,③sin cos B B +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ABC △的面积;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π6A =,______________,4b =?注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.题型二、运用正余弦定理研究边、角及面积例3、【2020年高考北京】在ABC 中,11a b +=,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为己知,求:(Ⅰ)a 的值:(Ⅱ)sin C 和ABC 的面积. 条件①:17,cos 7c A ==-; 条件②:19cos ,cos 816A B ==. 注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.例4、(2020届山东省日照市高三上期末联考)在①ABC ∆面积2ABC S ∆=,②6ADC π∠=这两个条件中任选一个,补充在下面问题中,求AC .如图,在平面四边形ABCD 中,34ABC π∠=,BAC DAC ∠=∠,______,24CD AB ==,求AC .例5、(湖北黄冈高三联考)在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并加以解答. 已知的内角,,所对的边分别是,,,若______.(1)求角;b a =2sin tan b A a B =()()sin sin sin ac A c A B b B -++=ABC A B C a b c B(2)若,求周长的最小值,并求出此时的面积.例6、(2021年南京金陵中学联考)现给出两个条件:①2c -3b =2a cos B ,②(2b -3c )cos A =3a cos C ,从中选出一个条件补充在下面的问题中,并以此为依据求解问题.在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 所对的边,________.(1)求A ;(2)若a =3-1,求△ABC 周长的最大值.例7、(2020·全国高三专题练习(文))在ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C的对边,且满()(sin sin )sin )b a B A c B C -+=-.(1)求A 的大小;(2)再在①2a =,②4B π=,③=c 这三个条件中,选出两个使ABC 唯一确定的条件补充在下面的问题中,并解答问题.若________,________,求ABC 的面积.题型三、考查三角函数的图像与性质4a c +=ABCABC例8、(2020届山东省泰安市高三上期末)在①函数()()1sin 20,22f x x πωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭的图象向右平移12π个单位长度得到()g x 的图象,()g x 图象关于原点对称;②向量()3sin ,cos 2m x x ωω=,()11cos ,,0,24n x f x m n ωω⎛⎫=>=⋅ ⎪⎝⎭;③函数()1cos sin 64f x x x πωω⎛⎫=+- ⎪⎝⎭()0ω>这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.已知_________,函数()f x 的图象相邻两条对称轴之间的距离为2π.(1)若02πθ<<,且sin 2θ=,求()f θ的值; (2)求函数()f x 在[]0,2π上的单调递减区间.二、达标训练1、(2021年江苏连云港联考)已知有条件①(2)cos cos b c A a C -=, 条件②45cos 2cos 2=+⎪⎭⎫⎝⎛+A A π; 请在上述两个条件中任选一个,补充在下面题目中,然后解答补充完整的题目.在锐角△ABC 中,内角 A , B , C 所对的边分别为a , b,c , a =7, b +c =5,且满足.(1) 求角A 的大小;(2) 求△ABC 的面积.(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.)2、(2021年泰州高三期中)在①a=√2,②S=C 2 cosB , ③C=π3这三个条件中任选-一个,补充在下面问题中,并对其进行求解.问题:在∆A BC 中,内角A, B,C 的对边分别为a,b,c,面积为S ,√3bcosA=acosC+ccosA ,b=1,____________,求 c 的值.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分。
高三数学精选三角函数与解三角形多选题 易错题难题自检题检测试题
高三数学精选三角函数与解三角形多选题 易错题难题自检题检测试题一、三角函数与解三角形多选题1.在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,面积为S ,有以下四个命题中正确的是( ) A .22S a bc +的最大值为3B .当2a =,sin 2sin BC =时,ABC 不可能是直角三角形 C .当2a =,sin 2sin B C =,2A C =时,ABC 的周长为223+D .当2a =,sin 2sin B C =,2A C =时,若O 为ABC 的内心,则AOB 的面积为31- 【答案】ACD 【分析】利用三角形面积公式,余弦定理基本不等式,以及三角换元,数形结合等即可判断选项A ;利用勾股定理的逆定理即可判断选项B ;利用正弦定理和三角恒等变换公式即可判断选项C ;由已知条件可得ABC 是直角三角形,从而可以求出其内切圆的半径,即可得AOB 的面积即可判断选项D. 【详解】 对于选项A :2221sin 1sin 222cos 2222cos bc AS A b c a bc b c bc A bc Ac b==⨯++-+++- 1sin 4cos 2A A ≤-⨯-(当且仅当b c =时取等号).令sin A y =,cos A x =,故21242S ya bc x ≤-⨯+-, 因为221x y +=,且0y >,故可得点(),x y 表示的平面区域是半圆弧上的点,如下图所示:目标函数2yz x =-上,表示圆弧上一点到点()2,0A 点的斜率,数形结合可知,当且仅当目标函数过点12H ⎛ ⎝⎭,即60A =时,取得最小值-故可得,023yz x ⎡⎫=∈-⎪⎢⎪-⎣⎭,又21242S yx bc x ≤-⨯+-,故可得2124S a bc ⎛≤-⨯= +⎝⎭, 当且仅当60A =,b c =,即三角形为等边三角形时,取得最大值,故选项A 正确; 对于选项B :因为sin 2sin B C =,所以由正弦定理得2b c =,若b 是直角三角形的斜边,则有222a c b +=,即2244c c +=,得c =,故选项B 错误; 对于选项C ,由2A C =,可得π3B C =-,由sin 2sin B C =得2b c =,由正弦定理得,sin sin b c B C=,即()2sin π3sin c c C C =-, 所以sin32sin C C =,化简得2sin cos 22cos sin 2sin C C C C C +=, 因为sin 0C ≠,所以化简得23cos 4C =,因为2b c =,所以B C >,所以cos C =,则1sin 2C =,所以sin 2sin 1B C ==,所以π2B =,π6C =,π3A =,因为2a =,所以3c =,b =,所以ABC 的周长为2+,故选项C 正确; 对于选项D ,由C 可知,ABC 为直角三角形,且π2B =,π6C =,π3A =,3c =,b =,所以ABC 的内切圆半径为1212333r ⎛⎫=+-=- ⎪ ⎪⎝⎭,所以ABC 的面积为11122cr ⎛== ⎝⎭所以选项D 正确, 故选:ACD 【点睛】关键点点睛:本题的关键点是正余弦定理以及面积公式,对于A 利用面积公式和余弦定理,结合不等式得21sin 1sin 224cos 222cos S A Ab c a bc A A c b=⨯≤-⨯+-++-,再利用三角换元、数形结合即可得证,综合性较强,属于难题.2.设函数()2sin sin 2cos2f x x x =++,给出下列四个结论:则正确结论的序号为( ) A .()20f >B .()f x 在53,2ππ⎛⎫--⎪⎝⎭上单调递增 C .()f x 的值域为[]12cos2,32cos2-++ D .()f x 在[]0,2π上的所有零点之和为4π 【答案】ABD 【分析】由()23sin 22cos2f =+,结合3224ππ<<,可判定A 正确;作出函数2sin sin y x x =+的图象,可得函数()f x 的值域及单调性,可判定B 正确,C 不正确;结合函数的图象,可得()f x 在[]0,2π上的所有零点之和,可判定D 正确. 【详解】由题意,函数()2sin sin 2cos2f x x x =++, 可得()22sin 2sin 22cos23sin 22cos2f =++=+ 因为3224ππ<<,所以sin 2cos20>->,所以()20f >,所以A 正确; 由3sin ,222sin sin ,sin ,222x k x k y x x k Z x k x k πππππππ≤≤+⎧=+=∈⎨-+≤≤+⎩,作出函数2sin sin y x x =+的图象,如图所示, 可得函数()f x 是以2π为周期的周期函数,由函数2sin sin y x x =+的图象可知,函数()f x 在3(,)2ππ上单调递增, 又由()f x 是以2π为周期的周期函数,可得函数()f x 在5(3,)2ππ--上单调递增, 所以B 是正确的;由由函数2sin sin y x x =+的图象可知,函数()f x 的值域为[2cos 2,32cos 2]+, 所以C 不正确; 又由2223ππ<<,所以1cos 202-<<,则02cos21<-<, 令()0f x =,可得2sin sin 2cos2x x +=-,由图象可知,函数()f x 在[]0,2π上的所有零点之和为4π,所以D 正确. 故选:ABD.【点睛】本题主要考查了三角函数的图象与性质的综合应用,其中解答中熟记三角函数的图象与性质是解答的关键,着重考查转化思想,以及数形结合思想的应用,以及推理与运算能力,属于中档试题.3.如图,ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a b =,且()3cos cos 2sin a C c A b B +=,D 是ABC 外一点,1DC =,3DA =,则下列说法正确的是( )A .ABC 是等边三角形B .若23AC =A ,B ,C ,D 四点共圆 C .四边形ABCD 533 D .四边形ABCD 533 【答案】AC 【分析】利用三角函数恒等变换化简已知等式可求sin B ,再利用a b =,可知ABC 为等边三角形,从而判断A ;利用四点A ,B ,C ,D 共圆,四边形对角互补,从而判断B ;设AC x =,0x >,在ADC 中,由余弦定理可得2106cos x D =-,利用三角形的面积公式,三角函数恒等变换的,可求ABCD S 四边形,利用正弦函数的性质,求出最值,判断CD .【详解】由正弦定理2sin ,2sin ,2sin a R A b R B c R C ===,(sin cos sin cos )2sin sin A C C A B B +=⋅,2sin ,sin B B =∴=, a b =,B 是等腰ABC 的底角,(0,)2B π∴∈,,3B ABC π∴=∴△是等边三角形,A 正确;B 不正确:若,,,A BCD 四点共圆,则四边形对角互补, 由A 正确知21,cos 32D D π∠==-,但由于1,3,DC DA AC ===22211cos 232DC DA AC D DA DC +-===-≠-⋅⋅,∴B 不正确. C 正确,D 不正确:设D θ∠=,则2222cos 106cos AC DC DA DC DA θθ=+-⋅⋅=-,(106cos )ABC S θθ∴=-=△, 3sin 2ADC S θ=△,3sin 2ABCADCABCD S S Sθθ∴=+=-+四边形13(sin cos 2θθ=⋅-+,3sin()3πθ=-+(0,),sin()(3πθπθ∈∴-∈,3ABCD S <≤+四边形,∴C 正确,D 不正确; 故选:AC.. 【点睛】本题主要考查正弦定理,余弦定理,三角函数恒等变换,正弦函数的图象和性质在解三角形中的综合应用,考查计算能力和转化思想,属于中档题.4.已知函数()()cos 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的部分图像如图所示,则下列关于函数()f x 的说法中正确的是( )A .函数()f x 最靠近原点的零点为3π-B .函数()f x 的图像在y 3C .函数56f x π⎛⎫-⎪⎝⎭是偶函数 D .函数()f x 在72,3ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增 【答案】ABC 【分析】首先根据图象求函数的解析式,利用零点,以及函数的性质,整体代入的方法判断选项. 【详解】根据函数()()cos f x A x ωϕ=+的部分图像知,2A =, 设()f x 的最小正周期为T ,则24362T πππ=-=,∴2T π=,21T πω==. ∵2cos 266f ππϕ⎛⎫⎛⎫=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,且2πϕ<,∴6πϕ=-, 故()2cos 6f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭. 令()2cos 06f x x π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,得62x k πππ-=+,k Z ∈, 即23x k ππ=+,k Z ∈,因此函数()f x 最靠近原点的零点为3π-,故A 正确; 由()02cos 36f π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭()f x 的图像在y 3B 正确; 由()52cos 2cos 6f x x x ππ⎛⎫-=-=- ⎪⎝⎭,因此函数56f x π⎛⎫-⎪⎝⎭是偶函数,故C 正确;令226k x k ππππ-≤-≤,k Z ∈,得52266k x k ππππ-≤≤+,k Z ∈,此时函数()f x 单调递增,于是函数()f x 在132,6ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在137,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,故D 不正确. 故选:ABC . 【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证此区间是否是函数sin y x =的增或减区间.5.在ABC 中,下列说法正确的是( ) A .若A B >,则sin sin A B > B .若2C π>,则222sin sin sin C A B >+C .若sin cos A B <,则ABC 为钝角三角形D .存在ABC 满足cos cos 0A B +≤ 【答案】ABC 【分析】根据大角对大边,以及正弦定理,判断选项A ;利用余弦定理和正弦定理边角互化,判断选项B ;结合诱导公式,以及三角函数的单调性判断CD. 【详解】 A.A B >,a b ∴>,根据正弦定理sin sin a b A B=,可知sin sin A B >,故A 正确; B.2C π>,222cos 02a b c C ab +-∴=<,即222a b c +<,由正弦定理边角互化可知222sin sin sin C A B >+,故B 正确;C.当02A π<<时,sin cos cos cos 2A B A B π⎛⎫<⇔-< ⎪⎝⎭,即22A B A B ππ->⇒+<,即2C π>,则ABC 为钝角三角形,若2A π>,sin cos cos cos 2A B A B π⎛⎫<⇔-< ⎪⎝⎭,即22A B A B ππ->⇒>+成立,A 是钝角,当2A π=是,sin cos A B >,所以综上可知:若sin cos A B <,则ABC 为钝角三角形,故C 正确;D.A B A B ππ+<⇒<-,0,0A B πππ<<<-<,()cos cos cos A B B π∴>-=-,即cos cos 0A B +>,故D 不正确. 故选:ABC 【点睛】关键点点睛:本题考查判断三角形的形状,关键知识点是正弦定理和余弦定理,判断三角形形状,以及诱导公式和三角函数的单调性.6.已知函数()cos f x x x =-,则下列说法正确的是( ) A .()f x 的图象关于点,06π⎛⎫⎪⎝⎭中心对称B .()f x 在区间,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减 C .()f x 在()0,2π上有且仅有1个最小值点 D .()f x 的值域为[]1,2- 【答案】BC 【分析】利用特殊值法可判断A 选项的正误;化简函数()f x 在区间,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的解析式,利用正弦型函数的单调性可判断B 选项的正误;由()()f x f x π+=可得()f x 的周期为π,再在[]0,π上讨论函数()f x 的单调性、最值,可判断CD 选项的正误.【详解】对于A 选项,因为06f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,2f π⎛⎫= ⎪⎝⎭62f f ππ⎛⎫⎛⎫-≠- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以()f x 的图象不关于点,06π⎛⎫⎪⎝⎭中心对称,故A 错误;对于B 选项,当,2x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()cos 2sin 6f x x x x π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,27,636x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,所以,函数()f x 在区间,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,B 选项正确; 对于C 选项,()()()cos sin cos f x x x x x πππ+=+-+=--()cos x x f x =-=,所以π为函数()f x 的周期.当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()cos 2sin 6f x x x x π⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,,663x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,所以()f x 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,()()min 01f x f ==-,()max 2f x f π⎛⎫== ⎪⎝⎭由B 选项可知,函数()f x 在区间,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,当,2x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()max 2f x f π⎛⎫== ⎪⎝⎭()()min1f x f π==-.所以,函数()f x 在()0,2π上有且只有1个最小值点,C 选项正确;对于D 选项,由C 选项可知,函数()f x 的值域为⎡-⎣,D 选项错误.故选:BC. 【点睛】方法点睛:求函数()()sin f x A x =+ωϕ在区间[],a b 上值域的一般步骤: 第一步:三角函数式的化简,一般化成形如()sin y A x k ωϕ=++的形式或()cos y A x k ωϕ=++的形式;第二步:由x 的取值范围确定x ωϕ+的取值范围,再确定()sin x ωϕ+(或()cos x ωϕ+)的取值范围;第三步:求出所求函数的值域(或最值).7.已知函数()()sin 22sin cos 644f x x x x x πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--++∈ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭R ,现给出下列四个命题,其中正确的是( ) A .函数()f x 的最小正周期为2πB .函数()f xC .函数()f x 在,44ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增 D .将函数()f x 的图象向左平移512π个单位长度,得到的函数解析式为()()2g x x =【答案】BD 【分析】首先利用三角恒等变形化简函数()23f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,再根据函数的性质依次判断选项,AB 选项根据解析式直接判断,C 选项可以先求23x π-的范围,再判断函数的单调性,D 选项根据平移规律直接求解平移后的解析式. 【详解】()12cos 2sin 222f x x x x π⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭132cos 2cos 22cos 222x x x x x =--=-23x π⎫⎛=- ⎪⎝⎭,函数()f x 的周期22T ππ==,故A 不正确;B.B 正确; C.,44x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,52,366x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,当52,362x πππ⎡⎤-∈--⎢⎥⎣⎦时函数单调递减,即,412x ππ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦时函数单调递减,,124x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,函数单调递增,故C 不正确;D. ()23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭向左平移512π个单位长度,得到()52221232g x x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,故D 正确. 故选:BD 【点睛】思路点睛:本题考查()sin y A ωx φ=+的解析式和性质的判断,可以整体代入验证的方法判断函数性质:(1)对于函数()sin y A ωx φ=+,其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此判断直线0x x =或点()0,0x 是否是函数的对称轴和对称中心时,可通过验证()0f x 的值进行判断;(2)判断某区间是否是函数的单调区间时,也可以求x ωϕ+的范围,验证此区间是否是函数sin y x =的增或减区间.8.已知函数()()cos 22f x x πϕϕ⎛⎫=+<⎪⎝⎭,()()124F x f x f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭为奇函数,则下述四个结论中说法正确的是( )A .tan ϕ=B .()f x 在[],a a -上存在零点,则a 的最小值为6π C .()F x 在3,44ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增D .()F x 的图象可由()f x 的图象向左平移2π个单位得到 【答案】ABC【分析】首先得到()()124F x f x f x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭的解析式,再根据函数的奇偶性求出参数ϕ,最后结合三角函数的性质一一验证即可.【详解】 解:因为()cos(2)f x x ϕ=+,所以11()()+cos(2)sin(2)cos 2224223F x f x f x x x x ππϕϕϕ⎛⎫⎛⎫=+=+-+=++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因为()F x 为奇函数,则(0)0F =,即cos 03πϕ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以32k ππϕπ+=+,k Z ∈,因为||2ϕπ<,所以6π=ϕ;对于A ,tan tan 6πϕ==,故A 正确; 对于B ,令()cos 206f x x π⎛⎫=+= ⎪⎝⎭,得26k x ππ=+,k ∈Z ,若()f x 在[,]a a -上存在零点,则0a >且a 的最小值为6π,故B 正确; 对于C ,()cos 2sin 263F x x x ππ⎛⎫=++=- ⎪⎝⎭,当3,44x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,2,232x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()F x 在3,44ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,故C 正确. 对于D ,因为()cos 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, ()cos 266F x x ππ⎡⎤⎛⎫=++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,根据“左加右减”,()F x 的图象可由()f x 的图象向左平移6π个单位得到,故D 错误.故选:ABC .【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是先根据()()1224F x f x f x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭为奇函数,确定参数ϕ的值,再结合三角函数的性质逐一判断即可.二、数列多选题9.在数学课堂上,教师引导学生构造新数列:在数列的每相邻两项之间插入此两项的和,形成新的数列,再把所得数列按照同样的方法不断构造出新的数列.将数列1,2进行构造,第1次得到数列1,3,2;第2次得到数列1,4,3,5,2;…;第()*n n ∈N 次得到数列1,123,,,,k x x x x ,2;…记1212n k a x x x =+++++,数列{}n a 的前n 项为n S ,则( )A .12n k +=B .133n n a a +=-C .()2332n a n n =+D .()133234n n S n +=+- 【答案】ABD【分析】根据数列的构造方法先写出前面几次数列的结果,寻找规律,再进行推理运算即可.【详解】由题意可知,第1次得到数列1,3,2,此时1k =第2次得到数列1,4,3,5,2,此时3k =第3次得到数列1, 5,4,7,3,8,5,7,2,此时 7k =第4次得到数列1,6,5,9,4,11,7,10,3,11,8,13,5,12,7,9,2,此时15k =第n 次得到数列1,123,,,,k x x x x ,2 此时21n k =-所以12n k +=,故A 项正确;结合A 项中列出的数列可得: 123433339339273392781a a a a =+⎧⎪=++⎪⎨=+++⎪⎪=++++⎩ 123333(*)n n a n N ⇒=++++∈用等比数列求和可得()33132n na -=+ 则 ()121331333322n n n a +++--=+=+23322n +=+ 又 ()3313333392n n a ⎡⎤-⎢⎥-=+-=⎢⎥⎣⎦22393332222n n +++--=+ 所以 133n n a a +=-,故B 项正确;由B 项分析可知()()331333122n n na -=+=+ 即()2332n a n n ≠+,故C 项错误. 123n n S a a a a =++++23133332222n n +⎛⎫=++++ ⎪⎝⎭()231331322n n --=+ 2339424n n +=+-()133234n n +=+-,故D 项正确. 故选:ABD.【点睛】 本题需要根据数列的构造方法先写出前面几次数列的结果,寻找规律,对于复杂问题,著名数学家华罗庚指出:善于“退”,足够的“退”,退到最原始而不失重要的地方,是学好数学的一个诀窍.所以对于复杂问题我们应该先足够的退到我们最容易看清楚的地方,认透了,钻深了,然后再上去,这就是以退为进的思想.10.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,11a =,且1n n S a λ-=(λ为常数).若数列{}n b 满足2920n n a b n n -+-=,且1n n b b +<,则满足条件的n 的取值可以为( )A .5B .6C .7D .8【答案】AB【分析】 利用11a S =可求得2λ=;利用1n n n a S S -=-可证得数列{}n a 为等比数列,从而得到12n n a ,进而得到n b ;利用10n n b b 可得到关于n 的不等式,解不等式求得n 的取值范围,根据n *∈N 求得结果.【详解】当1n =时,1111a S a λ==-,11λ∴-=,解得:2λ=21n n S a ∴=-当2n ≥且n *∈N 时,1121n n S a --=-1122n n n n n a S S a a ,即:12n n a a -=∴数列{}n a 是以1为首项,2为公比的等比数列,12n n a 2920n n a b n n =-+-,219202n n n n b --+-∴= ()()222111912092011280222n n n n n n n n n n n b b +--+++--+--+∴-=-=<20n >,()()21128470n n n n ∴-+=--<,解得:47n <<又n *∈N ,5n ∴=或6故选:AB【点睛】关键点点睛:本题考查数列知识的综合应用,涉及到利用n a 与n S 的关系求解通项公式、等比数列通项公式的求解、根据数列的单调性求解参数范围等知识,解决本题的关键点是能够得到n b 的通项公式,进而根据单调性可构造出关于n 的不等式,从而求得结果,考查学生计算能力,属于中档题.。
高三数学易错三角函数与解三角形多选题 易错题难题专项训练学能测试试卷
高三数学易错三角函数与解三角形多选题 易错题难题专项训练学能测试试卷一、三角函数与解三角形多选题1.在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且2a =,sin 2sin B C =,有以下四个命题中正确的是( )A .满足条件的ABC 不可能是直角三角形B .ABC 面积的最大值为43C .当A =2C 时,ABC 的周长为2+D .当A =2C 时,若O 为ABC 的内心,则AOB 【答案】BCD 【分析】对于A ,利用勾股定理的逆定理判断;对于B ,利用圆的方程和三角形的面积公式可得答案; 对于C ,利用正弦定理和三角函数恒等变形公式可得答案对于D ,由已知条件可得ABC 为直角三角形,从而可求出三角形的内切圆半径,从而可得AOB 的面积 【详解】对于A ,因为sin 2sin B C =,所以由正弦定理得,2b c =,若b 是直角三角形的斜边,则有222a c b +=,即2244c c +=,得3c =,所以A 错误; 对于B ,以BC 的中点为坐标原点,BC 所在的直线为x 轴,建立平面直角坐标系,则(1,),(1,0)B C -,设(,)A m n ,因为2b c ==, 化简得22516()39m n ++=,所以点A 在以5,03⎛⎫- ⎪⎝⎭为圆心,43为半径的圆上运动, 所以ABC 面积的最大值为1442233⨯⨯=,所以B 正确; 对于C ,由A =2C ,可得3B C π=-,由sin 2sin B C =得2b c =,由正弦定理得,sin sin b cB C=,即2sin(3)sin c c C C π=-,所以sin32sin C C =,化简得2sin cos 22cos sin 2sin C C C C C +=, 因为sin 0C ≠,所以化简得23cos 4C =,因为2b c =,所以B C >,所以cos C =,则1sin 2C =,所以sin 2sin 1B C ==,所以2B π=,6C π=,3A π=,因为2a =,所以c b ==,所以ABC 的周长为2+,所以C 正确; 对于D ,由C 可知,ABC 为直角三角形,且2B π=,6C π=,3A π=,c b ==,所以ABC 的内切圆半径为1212r ⎛=+= ⎝⎭,所以AOB 的面积为111122333cr ⎛=⨯-= ⎝⎭所以D 正确, 故选:BCD 【点睛】此题考查三角形的正弦定理和面积公式的运用,考查三角函数的恒等变换,考查转化能力和计算能力,属于难题.2.知函数()()sin 04f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,则下述结论中正确的是( ) A .若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则()f x 在[]0,2π有且仅有2个极小值点 B .若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则()f x 在20,15π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增 C .若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则ω的范是1519,88⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .若()f x 的图象关于4x π=对称,且在5,1836ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调,则ω的最大值为9 【答案】ACD 【分析】 令4t x πω=+,由[]0,2x π∈,可得出,244t ππωπ⎡⎤∈+⎢⎥⎣⎦,作出函数sin y t =在区间,244ππωπ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦上的图象,可判断A 选项正误;根据已知条件求出ω的取值范围,可判断C 选项正误;利用正弦型函数的单调性可判断B 选项的正误;利用正弦型函数的对称性与单调性可判断D 选项的正误. 【详解】令4t x πω=+,由[]0,2x π∈,可得出,244t ππωπ⎡⎤∈+⎢⎥⎣⎦,作出函数sin y t =在区间,244ππωπ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦上的图象,如下图所示:对于A 选项,若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则()f x 在[]0,2π有且仅有2个极小值点,A 选项正确;对于C 选项,若()f x 在[]0,2π有且仅有4个零点,则4254ππωππ≤+<,解得151988ω<≤,C 选项正确; 对于B 选项,若151988ω<≤,则2192154604πππππω≤+<+, 所以,函数()f x 在区间20,15π⎛⎫⎪⎝⎭上不单调,B 选项错误; 对于D 选项,若()f x 的图象关于4x π=对称,则()442k k Z ωππππ+=+∈,()14k k Z ω∴=+∈.52361812T ππππω∴=≥-=,12ω∴≤,()41k k Z ω=+∈,max 9ω∴=. 当9ω=时,()sin 94f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,当5,1836x ππ⎛⎫∈⎪⎝⎭时,339442x πππ<+<, 此时,函数()f x 在区间5,1836ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,合乎题意,D 选项正确.故选:ACD. 【点睛】方法点睛:求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成()sin y A ωx φ=+形式,再求()sin y A ωx φ=+的单调区间,只需把x ωϕ+看作一个整体代入sin y x =的相应单调区间内即可,注意要先把ω化为正数.3.设函数g (x )=sinωx (ω>0)向左平移5πω个单位长度得到函数f (x ),已知f (x )在[0,2π]上有且只有5个零点,则下列结论正确的是( )A .f (x )的图象关于直线2x π=对称B .f (x )在(0,2π)上有且只有3个极大值点,f (x )在(0,2π)上有且只有2个极小值点C .f (x )在(0,)10π上单调递增 D .ω的取值范围是[1229,510) 【答案】CD 【分析】利用正弦函数的对称轴可知,A 不正确;由图可知()f x 在(0,2)π上还可能有3个极小值点,B 不正确;由2A B x x π≤<解得的结果可知,D 正确;根据()f x 在3(0,)10πω上递增,且31010ππω<,可知C 正确. 【详解】依题意得()()5f x g x πω=+sin[()]5x πωω=+sin()5x πω=+, 2T πω=,如图:对于A ,令52x k ππωπ+=+,k Z ∈,得310k x ππωω=+,k Z ∈,所以()f x 的图象关于直线310k x ππωω=+(k Z ∈)对称,故A 不正确; 对于B ,根据图象可知,2A B x x π≤<,()f x 在(0,2)π有3个极大值点,()f x 在(0,2)π有2个或3个极小值点,故B 不正确, 对于D ,因为5522452525A x T ππππωωωω=-+=-+⨯=,22933555B x T ππππωωωω=-+=-+⨯=,所以2429255πππωω≤<,解得1229510ω≤<,所以D 正确;对于C ,因为1123545410T ππππωωωω-+=-+⨯=,由图可知()f x 在3(0,)10πω上递增,因为29310ω<<,所以33(1)0101010πππωω-=-<,所以()f x 在(0,)10π上单调递增,故C 正确;故选:CD. 【点睛】本题考查了三角函数的相位变换,考查了正弦函数的对称轴和单调性和周期性,考查了极值点的概念,考查了函数的零点,考查了数形结合思想,属于中档题.4.(多选题)如图,设ABC 的内角、、A B C 所对的边分别为a b c 、、,若a b c 、、成等比数列,、、A B C 成等差数列,D 是ABC 外一点,1,3DC DA ==,下列说法中,正确的是( )A .3B π=B .ABC 是等边三角形C .若A B CD 、、、四点共圆,则13AC =D .四边形ABCD 面积无最大值 【答案】ABC 【分析】根据等差数列的性质和三角形内角和可得3B π=,根据等比中项和余弦定理可得a c =,即ABC 是等边三角形,若A B C D 、、、四点共圆,根据圆内接四边形的性质可得23D π=,再利用余弦定理可求13AC =211sin sin 223ACD ABC S S S AD CD D AC π∆∆=+=⋅+和2222cos AC AD CD AD CD D 可得3335353sin 3sin()23S D D D π=-+=-+. 【详解】由、、A B C 成等差数列可得,2A+C =B ,又A B C π++=, 则3B π=,故A 正确;由a b c 、、成等比数列可得,2b ac =,根据余弦定理,2222cos b a c ac B =+-,两式相减整理得,2()0a c -=,即a c =,又3B π=,所以,ABC 是等边三角形,故B 正确;若A B C D 、、、四点共圆,则B D π+=,所以,23D π=, ADC 中,根据余弦定理,2222cos AC AD CD AD CD D ,解得13AC =C 正确;四边形ABCD 面积为:211sin sin 223ACD ABC S S S AD CD D AC π∆∆=+=⋅+23sin 2D AC = 又2222cos 106cos AC AD CD AD CD D D =+-⋅=-,所以,3sin 3sin()22232S D D D π=-+=-+, 因为(0,)D π∈,当四边形面积最大时,sin()13D π-=,此时max 3S =,故D 错误. 故选:ABC 【点睛】本题考查解三角形和平面几何的一些性质,同时考查了等差等比数列的基本知识,综合性强,尤其是求面积的最大值需要一定的运算,属难题.5.在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且::4:5:6a b c =,则下列结论正确的是( )A .sin :sin :sin 4:5:6ABC = B .ABC 是钝角三角形C .ABC 的最大内角是最小内角的2倍D .若6c =,则ABC 【答案】ACD 【分析】由正弦定理可判断A ;由余弦定理可判断B ;由余弦定理和二倍角公式可判断C ;由正弦定理可判断D. 【详解】解:由::4:5:6a b c =,可设4a x =,5b x =,6c x =,()0x >, 根据正弦定理可知sin :sin :sin 4:5:6A B C =,选项A 描述准确;由c 为最大边,可得2222221625361cos 022458a b c x x x C ab x x +-+-===>⋅⋅,即C 为锐角,选项B 描述不准确;2222222536163cos 22564b c a x x x A bc x x +-+-===⋅⋅,291cos 22cos 121cos 168A A C =-=⨯-==, 由2A ,C ()0,π∈,可得2A C =,选项C 描述准确;若6c =,可得2sin cR C===,ABC,选项D 描述准确. 故选:ACD. 【点睛】本题考查三角形的正弦定理和余弦定理,二倍角公式,考查化简运算能力,属于中档题.6.下列结论正确的是( )A .在三角形ABC 中,若AB >,则sin sin A B > B .在锐角三角形ABC 中,不等式2220b c a +->恒成立 C .若sin 2sin 2A B =,则三角形ABC 为等腰三角形D .在锐角三角形ABC 中,sin sin cos cos A B A B +>+ 【答案】ABD 【分析】由正弦定理及三角形性质判断A ,由余弦定理判断B ,由正弦函数性质判断C ,利用锐角△ABC 这个条件,可得2A B π+>,结合三角函数的单调性比较sin A 与cos B 大小即可判断D . 【详解】ABC 中,A B a b >⇔>,由sin sin a bA B=,得sin sin A B >,A 正确; 在锐角三角形ABC 中,222222cos 0,02b c a A b c a bc+-=>∴+->,B 正确;ABC 中,若sin 2sin 2A B =,则22A B =或22180A B ︒+=,即A B =或90A B ︒+=,ABC 为等腰三角形或直角三角形,C 错误;在锐角三角形ABC 中,2A B π+>,022A B ππ∴>>->,sin sin 2A B π⎛⎫∴>- ⎪⎝⎭,即sin cos A B >,同理:sin cos B A >sin sin cos cos A B A B ∴+>+,D 正确.故选:ABD. 【点睛】关键点睛:本题考查正弦定理,余弦定理,正弦函数的性质,诱导公式等,学会公式的灵活应用是解答本题的关键.7.已知4παπ≤≤,32ππβ≤≤,4sin 25α=,cos()αβ+= )A .cos α=B .sin cos αα-=C .34πβα-= D .cos cos αβ= 【答案】BC 【分析】先根据4sin 25α=,判断角α的范围,再根据cos2α求cos α; 根据平方关系,判断sin cos αα-的值;利用公式cos()cos[()2]βααβα-=+-求值,并根据角的范围判断角βα-的值;利用公式()cos βα+和()cos βα-,联合求cos cos αβ.【详解】 ①因为4παπ≤≤,所以222παπ≤≤,又4sin 205α=>,故有22παπ≤≤,42ππα≤≤,解出2231cos 22cos 1cos cos 555αααα=-=-⇒=⇒=,故A 错误; ②()21sin cos 1sin 25ααα-=-=, 由①知:42ππα≤≤,所以sin cos αα>,所以sin cos 5αα-=,故B 正确; ③由①知:42ππα≤≤,而32ππβ≤≤,所以524παβπ≤+≤,又cos()010αβ+=-<,所以5342ππαβ≤+≤,解得sin()αβ+=所以34cos()cos[()2]1051052βααβα⎛⎫⎛⎫-=+-=--+-⨯=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭又因为5342ππαβ≤+≤,22ππα-≤-≤-,所以4πβαπ≤-≤,有34πβα-=,故C 正确;④由cos()cos cos sin sin 1010αβαβαβ+=-⇒-=-,由③知,cos()cos cos sin sin 2βααβαβ-=+=-,两式联立得:cos cos 10αβ=-,故D 错误. 故选:BC 【点睛】关键点点睛:本题的关键是三角函数恒等变形的灵活应用,尤其是确定角的范围,根据三角函数值4sin 25α=,确定22παπ≤≤,且cos()010αβ+=-<,进一步确定5342ππαβ≤+≤,这些都是确定函数值的正负,以及角的大小的依据.8.将函数cos 2y x =的图象上所有点向左平移6π个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到函数()y f x =的图象,则( ) A .()f x 的图象的对称轴方程为()62k x k Z ππ=-+∈ B .()f x 的图象的对称中心坐标为(),0212k k Z ππ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭C .()f x 的单调递增区间为()2,36k k k Z ππππ⎡⎫-+-+∈⎪⎢⎣⎭D .()f x 的单调递减区间为()2,63k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦【答案】AC 【分析】首先根据图象平移求函数()y f x =的解析式,再根据整体代入的方法判断函数的对称性和单调区间. 【详解】cos 2y x =的图象上所有点向左平移π6个单位长度,得到cos 26y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再向下平移1个单位长度后得到()cos 213y f x x π⎛⎫==+- ⎪⎝⎭, 对于A ,令23x k ππ+=,解得,62k x k Z ππ=-+∈,函数的对称轴是,62k x k Z ππ=-+∈,故A 正确; 对于B ,令232x k πππ+=+,解得:,122k x k Z ππ=+∈,所以函数的对称中心,1,122k k Z ππ⎛⎫+-∈ ⎪⎝⎭,故B 不正确; 对于C ,令2223k x k ππππ-+≤+≤,解得:236k x k ππ-+π≤≤-+π,所以函数的单调递增区间是2,,36k k k Z ππππ⎡⎤-+-+∈⎢⎥⎣⎦,由于单点不具有单调性,所以()f x 的单调递增区间为()2,36k k k Z ππππ⎡⎫-+-+∈⎪⎢⎣⎭也正确,故C 正确;对于D ,令2223k x k ππππ≤+≤+,解得:63k x k ππππ-+≤≤+,所以函数单调递减区间是,63k k ππππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦,k Z ∈,故D 不正确.故选:AC 【点睛】方法点睛:本题考查函数的图象变换,以及()sin y A ωx φ=+的性质,属于中档题型,()sin y A x ϕ=+的横坐标伸长(或缩短)到原来的1ω倍,得到函数的解析式是()sin y A ωx φ=+,若sin y A x ω=向右(或左)平移ϕ(0ϕ>)个单位,得到函数的解析式是()sin y A x ωϕ=-⎡⎤⎣⎦或()sin y A x ωϕ=+⎡⎤⎣⎦.二、数列多选题9.已知数列{}n a 的前n 项和为2n 33S n n =-,则下列说法正确的是( )A .342n a n =-B .16S 为n S 的最小值C .1216272a a a +++=D .1230450a a a +++=【答案】AC 【分析】利用和与项的关系,分1n =和2n ≥分别求得数列的通项公式,检验合并即可判定A; 根据数列的项的正负情况可以否定B;根据前16项都是正值可计算判定C;注意到121617193300()a a a S a a a +++=+----16302S S =-可计算后否定D.【详解】1133132a S ==-=,()()()2213333113422n n n a S S n n n n n n -=-=---+-=-≥,对于1n =也成立,所以342n a n =-,故A 正确;当17n <时,0n a >,当n=17时n a 0=,当17n >时,n a 0<, n S ∴只有最大值,没有最小值,故B 错误;因为当17n <时,0n a >,∴21216163316161716272a a a S +++==⨯-=⨯=,故C 正确; 121617193300()a a a S a a a +++=+---- 2163022272(333030S S =-=⨯-⨯-)54490454=-=,故D 错误.故选:AC.【点睛】本题考查数列的和与项的关系,数列的和的最值性质,绝对值数列的求和问题,属小综合题.和与项的关系()()1112n n n S n a S S n -⎧=⎪=⎨-≥⎪⎩,若数列{}n a 的前 k 项为正值,往后都是小于等于零,则当n k ≥时有122n k n a a a S S ++⋯+=-,若数列{}n a 的前 k 项为负值,往后都是大于或等于零,则当n k ≥时有122n k n a a a S S ++⋯+=-+.若数列的前面一些项是非负,后面的项为负值,则前n 项和只有最大值,没有最小值,若数列的前面一些项是非正,后面的项为正值,则前n 项和只有最小值,没有最大值.10.将2n 个数排成n 行n 列的一个数阵,如图:该数阵第一列的n 个数从上到下构成以m 为公差的等差数列,每一行的n 个数从左到右构成以m 为公比的等比数列(其中0m >).已知112a =,13611a a =+,记这2n 个数的和为S .下列结论正确的有( )A .3m =B .181********kk i a =⨯+=∑C .(31)3ij j a i =-⨯D .()1(31)314n S n n =+-【答案】ABD【分析】根据第一列成等差,第一行成等比可求出1361,a a ,列式即可求出m ,从而求出通项ij a ,进而可得ii a ,根据错位相减法可求得181kk i a =∑,再按照分组求和法,每一行求和可得S ,由此可以判断各选项的真假.【详解】∵a 11=2,a 13=a 61+1,∴2m 2=2+5m +1,解得m =3或m 12=-(舍去),A 正确; ∴()()11113213313j j j ij i a a i m i ---⎡⎤=⋅=+-⨯⋅=-⋅⎣⎦,C 错误; ∴()1313i ii a i -=-⋅, 0171811223318182353533S a a a a =+++⋯+=⨯+⨯+⋯+⨯① 12181832353533S =⨯+⨯+⋯+⨯②,①-②化简计算可得:1818103354S ⨯+=,B 正确; S =(a 11+a 12+a 13+……+a 1n )+(a 21+a 22+a 23+……+a 2n )+……+(a n 1+a n2+a n 3+……+a nn ) ()()()11211131313131313n n n n a a a ---=+++--- ()()231131.22n n n +-=- ()1=(31)314n n n +-,D 正确; 故选:ABD.【点睛】方法点睛:数列求和的常用方法:(1)对于等差等比数列,利用公式法直接求和;(2)对于{}n n a b 型数列,其中{}n a 是等差数列,{}n b 是等比数列,利用错位相减法求和;(3)对于{}n n a b +型数列,利用分组求和法;(4)对于11n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭型数列,其中{}n a 是公差为()0d d ≠的等差数列,利用裂项相消法求和.。
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专题13 结构不良题(三角函数与解三角形)
结构不良题型是新课改地区新增加的题型,所谓结构不良题型就是给出一些条件,另外的条件题目中给出三个,学生可以从中选择1个或者2个作为条件,进行解题。
一、题型选讲
题型一 、研究三角形是否存在的问题
例1、【2020年新高考全国Ⅰ卷】在①ac =sin 3c A =,③c =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c 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sin A B ,6C π=
,________? 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
例2、(2021年徐州联考)在①cos cos 2c B b C +=,②πcos()cos 2
b C
c B -=,③sin cos B B +=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ABC △的面积;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π6
A =,______________,4b =?
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
题型二、运用正余弦定理研究边、角及面积
例3、【2020年高考北京】在ABC 中,11a b +=,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为己
知,求:
(Ⅰ)a 的值:
(Ⅱ)sin C 和ABC 的面积. 条件①:17,cos 7
c A ==-
; 条件②:19cos ,cos 816A B ==. 注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.
例4、(2020届山东省日照市高三上期末联考)在①ABC ∆面积2ABC S ∆=,②6ADC π∠=
这两个条件中任选一个,补充在下面问题中,求AC .
如图,在平面四边形ABCD 中,34
ABC π∠=,BAC DAC ∠=∠,______,24CD AB ==,求AC .
例5、(湖北黄冈高三联考)在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并加以解答. 已知的内角,,所对的边分别是,,,若______.
(1)求角;
(2)若,求周长的最小值,并求出此时的面积.
b a =2sin tan b A a B =()()sin sin sin a
c A c A B b B -++=ABC A B C a b c B 4a c +=ABC ABC
例6、(2021年南京金陵中学联考)现给出两个条件:①2c -3b =2a cos B ,②(2b -3c )cos A =3a cos C ,从中选出一个条件补充在下面的问题中,并以此为依据求解问题.
在△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 所对的边,________.
(1)求A ;
(2)若a =3-1,求△ABC 周长的最大值.
例7、(2020·全国高三专题练习(文))在ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且满
()(sin sin )sin )b a B A c B C -+=-.
(1)求A 的大小;
(2)再在①2a =,②4B π
=,③=c 这三个条件中,选出两个使ABC 唯一确定的条件补充在下
面的问题中,并解答问题.若________,________,求ABC 的面积.
题型三、考查三角函数的图像与性质
例8、(2020届山东省泰安市高三上期末)在①函数()()1sin 20,22f x x πωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝
⎭的图象向右
平移12π
个单位长度得到()g x 的图象,()g x 图象关于原点对称;②向量()
3sin ,cos 2m x x ωω=,()11cos ,,0,24n x f x m n ωω⎛⎫=>=⋅ ⎪⎝⎭;③函数()1cos sin 64f x x x πωω⎛⎫=+- ⎪⎝
⎭()0ω>这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.已知_________,函数()f x 的图象相邻两条对称轴之间的距离为2
π.
(1)若02π
θ<<,且sin 2
θ=,求()f θ的值; (2)求函数()f x 在[]0,2π上的单调递减区间.
二、达标训练
1、(2021年江苏连云港联考)已知有条件①(2)cos cos b c A a C -=, 条件②45cos 2cos 2=+⎪⎭⎫
⎝⎛+A A π; 请在上述两个条件中任选一个,补充在下面题目中,然后解答补充完整的题目.
在锐角△ABC 中,内角 A , B , C 所对的边分别为a , b,c , a =7, b +c =5,
且满足
.
(1) 求角A 的大小;
(2) 求△ABC 的面积.
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.)
2、(2021年泰州高三期中)在①a=√2,②S=C 2 cosB , ③C=π3这三个条件中任选-一个,补充在下面问题中,并对其进行求解.
问题:在∆A BC 中,内角A, B,C 的对边分别为a,b,c,面积为S ,
√3bcosA=acosC+ccosA ,b=1,____________,求 c 的值.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分。
3、(2020届山东省临沂市高三上期末)在①3cos 5A =,cos 5C =,②sin sin sin c C A b B =+,60B =,③2c =,1cos 8
A =三个条件中任选一个补充在下面问题中,并加以解答. 已知ABC 的内角A ,
B ,
C 的对边分别为a ,b ,c ,若3a =,______,求ABC 的面积S .
4、(2020届山东省烟台市高三上期末)在条件①()(sin sin )()sin a b A B c b C +-=-,②
sin cos()6a B b A π=+,③sin sin 2
B C b a B +=中任选一个,补充到下面问题中,并给出问题解答.
在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,6b c +=,a =, .
求ABC ∆的面积.
5、(2020届山东省德州市高三上期末)已知a ,b ,c 分别为ABC ∆内角A ,B ,C 的对边,若ABC ∆
同时满足下列四个条件中的三个:①33()
b a
c c a b -+=+;②2cos 22cos 12A A +=;③a =
b =(1)满足有解三角形的序号组合有哪些?
(2)在(1)所有组合中任选一组,并求对应ABC ∆的面积.
(若所选条件出现多种可能,则按计算的第一种可能计分)
6、(2020cos )sin b C a c B -=;②22cos a c b C +=;③
sin sin 2
A C b A += 这三个条件中任选一个,补充在下面问题中的横线上,并解答相应的问题.
在ABC ∆中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足________________,b =4a c +=,
求ABC ∆的面积.
7、(2020届山东省潍坊市高三上期末)在①34asinC ccosA =;②22
B C bsin
+=这两个条件中任选-一个,补充在下面问题中,然后解答补充完整的题.
在ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知 ,a =.
(1)求sinA ;
(2)如图,M 为边AC 上一点,,2MC MB ABM π=∠=,求ABC 的面积。