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- 2021-06-24 发布
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数 学
C单元 三角函数
C1 角的概念及任意角的三角函数
2.C1[2014·全国卷] 已知角α的终边经过点(-4,3),则cos α=( )
A. B.
C.- D.-
2.D [解析] 根据题意,cos α==-.
C2 同角三角函数的基本关系式与诱导公式
18.C2,C4,C6[2014·福建卷] 已知函数f(x)=2cos x(sin x+cos x).
(1)求f的值;
(2)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间.
18.解:方法一:
(1)f=2cos
=-2cos=2.
(2)因为f(x)=2sin xcos x+2cos2x
=sin 2x+cos 2x+1
=sin+1,
所以T==π,故函数f(x)的最小正周期为π.
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
方法二:f(x)=2sin xcos x+2cos2x
=sin 2x+cos 2x+1
=sin+1.
(1)f=sin+1
=sin+1
=2.
(2)因为T==π,所以函数f(x)的最小正周期为π.
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
2.C2 、C6[2014·全国新课标卷Ⅰ] 若tan α>0,则( )
A.sin α>0 B.cos α>0
C.sin 2α>0 D.cos 2α>0
2.C [解析]
因为sin 2α==>0,所以选C.
17.C2,C5,C8[2014·山东卷] △ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a=3,cos A=,B=A+.
(1)求b的值;
(2)求△ABC的面积.
17.解:(1)在△ABC中,
由题意知,sin A==.
又因为B=A+,
所以sin B=sin=cos A=.
由正弦定理可得,b===3.
(2)由B=A+得cos B=cos=-sin A=-.
由A+B+C=π,得C=π-(A+B),
所以sin C=sin[π-(A+B)]
=sin(A+B)
=sin Acos B+cos Asin B
=×+×
=.
因此△ABC的面积S=absin C=×3×3×=.
C3 三角函数的图象与性质
16.C8、C3[2014·安徽卷] 设△ABC的内角A,B,C所对边的长分别是a,b,c,且b=3,c=1,△ABC的面积为.求cos A与a的值.
16.解: 由三角形面积公式,得
×3×1·sin A=,故sin A=.
因为sin2A+cos2A=1,
所以cos A=±=±=±.
①当cos A=时,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=32+12-2×1×3×=8,
所以a=2 .
②当cos A=-时,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=32+12-2×1×3×=12,所以a=2 .
7.C3[2014·福建卷] 将函数y=sin x的图像向左平移个单位,得到函数y=f(x)的图像,则下列说法正确的是( )
A.y=f(x)是奇函数
B.y=f(x)的周期为π
C.y=f(x)的图像关于直线x=对称
D.y=f(x)的图像关于点对称
7.D [解析] 将函数y=sin x的图像向左平移个单位后,得到函数y=f(x)=sin的图像,即f(x)=cos x.由余弦函数的图像与性质知,f(x)是偶函数,其最小正周期为2π,且图像关于直线x=kπ(k∈Z)对称,关于点(k∈Z)对称,故选D.
图12
5.C3、C7[2014·江苏卷] 已知函数y=cos x与y=sin(2x+φ)(0≤φ<π),它们的图像有一个横坐标为的交点,则φ的值是________.
5. [解析] 将x=分别代入两个函数,得到sin=,解得π+φ=+2kπ(k∈
Z)或π+φ=+2kπ(k∈Z),化简解得φ=-+2kπ(k∈Z)或φ=+2kπ(k∈Z).又φ∈[0,π),故φ=.
7.C3 C4[2014·全国新课标卷Ⅰ] 在函数①y=
cos|2x|,②y=|cos x|,③y=cos,④y=tan中,最小正周期为π的所有函数为( )
A.①②③ B.①③④
C.②④ D.①③
7.A [解析] 函数y=cos|2x|=cos 2x,其最小正周期为π,①正确;将函数y=cos x的图像中位于x轴上方的图像不变,位于x轴下方的图像对称地翻转至x轴上方,即可得到y=|cos x|的图像,所以其最小天正周期也为π,②正确;函数y=cos的最小正周期为π,③正确;函数y=tan的最小正周期为,④不正确.
C4 函数的图象与性质
8.C4[2014·天津卷] 已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0),x∈R.在曲线y=f(x)与直线y=1的交点中,若相邻交点距离的最小值为,则f(x)的最小正周期为( )
A. B. C.π D.2π
8.C [解析] ∵f(x)=2sin=1,
∴sin=,∴ωx1+=+2k1π(k1∈Z)或 ωx2+=+2k2π(k2∈Z),则ω(x2-x1)=+2(k2-k1)π.又∵相邻交点距离的最小值为,∴ω=2,∴T=π.
7.C4[2014·安徽卷] 若将函数f(x)=sin 2x+cos 2x的图像向右平移φ个单位,所得图像关于y轴对称,则φ的最小正值是( )
A. B.
C. D.
7.C [解析] 方法一:将f(x)=sin的图像向右平移φ个单位,得到y=sin的图像,由所得图像关于y轴对称,可知sin=±1,即sin=±1,故2φ-=kπ+,k∈Z,即φ=+,k∈Z,又φ>0,所以φmin=.
13.C4[2014·重庆卷] 将函数f(x)=sin(ωx+φ)
图像上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移个单位长度得到y=sin x的图像,则f=________.
13. [解析] 函数f(x)=sin(ωx+φ)图像上每一点的横坐标缩短为原来的一半,得到y=sin(2ωx+φ)的图像,再向右平移个单位长度,得到y=sin2ωx-+φ=sin的图像.由题意知sin=sin x,所以2ω=1,-+φ=2kπ(k∈Z),又-≤φ≤,所以ω=,φ=,所以f(x)=sin,所以f=sin=sin=.
16.C4[2014·北京卷] 函数f(x)=3sin的部分图像如图14所示.
图14
(1)写出f(x)的最小正周期及图中x0,y0的值;
(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.
16.解:(1)f(x)的最小正周期为π.
x0=,y0=3.
(2)因为x∈,所以2x+∈.
于是,当2x+=0,
即x=-时,f(x)取得最大值0;
当2x+=-,
即x=-时,f(x)取得最小值-3.
18.C2,C4,C6[2014·福建卷] 已知函数f(x)=2cos x(sin x+cos x).
(1)求f的值;
(2)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间.
18.解:方法一:
(1)f=2cos
=-2cos=2.
(2)因为f(x)=2sin xcos x+2cos2x
=sin 2x+cos 2x+1
=sin+1,
所以T==π,故函数f(x)的最小正周期为π.
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
方法二:f(x)=2sin xcos x+2cos2x
=sin 2x+cos 2x+1
=sin+1.
(1)f=sin+1
=sin+1
=2.
(2)因为T==π,所以函数f(x)的最小正周期为π.
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
9.C4、C5[2014·广东卷] 若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4满足l1⊥l2,l2∥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是( )
A.l1⊥l4
B.l1∥l4
C.l1与l4既不垂直也不平行
D.l1与l4的位置关系不确定
9.D [解析] 本题考查空间中直线的位置关系,构造正方体进行判断即可.
如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,设BB1是直线l1,BC是直线l2,AD是直线l3,则DD1是直线l4,此时l1∥l4;设BB1是直线l1,BC是直线l2,A1D1是直线l3,则C1D1是直线l4,此时l1⊥l4.故l1与l4的位置关系不确定.
18.C4、C5、C7、C9[2014·湖北卷] 某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:
f(t)=10-cost-sint,t∈[0,24).
(1)求实验室这一天上午8时的温度;
(2)求实验室这一天的最大温差.
18.解:(1)f(8)=10-cos-sin=10-cos-sin=10-×-=10.
故实验室上午8时的温度为10 ℃.
(2)因为f(t)=10-2=10-2sin,
又0≤t<24,
所以≤t+<,所以-1≤sin≤1.
当t=2时,sin=1;
当t=14时,sin=-1.
于是f(t)在[0,24)上取得最大值12,最小值8.
故实验室这一天最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃.
11.C4[2014·辽宁卷] 将函数y=3sin的图像向右平移个单位长度,所得图像对应的函数( )
A.在区间上单调递减
B.在区间上单调递增
C.在区间上单调递减
D.在区间上单调递增
11.B [解析] 将函数y=3sin的图像向右平移个单位长度,得到y=3sin的图像 ,函数单调递增,则-+2kπ≤2x-π≤+2kπ,k∈Z,即+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,即函数y=3sin的单调递增区间为,k∈Z,当k=0时,可知函数在区间上单调递增.
14.C4 C5[2014·新课标全国卷Ⅱ] 函数f(x)=sin(x+φ)-2sin φcos x的最大值为________.
14.1 [解析] f(x)=sin(x+φ)-2sin φcos x=sin xcos φ+cos xsin φ-2sin φcos x=sin xcos φ-cos xsin φ=sin(x-φ),其最大值为1.
7.C3 C4[2014·全国新课标卷Ⅰ] 在函数①y=
cos|2x|,②y=|cos x|,③y=cos,④y=tan中,最小正周期为π的所有函数为( )
A.①②③ B.①③④
C.②④ D.①③
7.A [解析] 函数y=cos|2x|=cos 2x,其最小正周期为π,①正确;将函数y=cos x的图像中位于x轴上方的图像不变,位于x轴下方的图像对称地翻转至x轴上方,即可得到y=|cos x|的图像,所以其最小天正周期也为π,②正确;函数y=cos的最小正周期为π,③正确;函数y=tan的最小正周期为,④不正确.
12.C4,C7[2014·山东卷] 函数y=sin 2x+cos2x的最小正周期为________.
12.π [解析] 因为y=sin 2x+=
sin+,所以该函数的最小正周期T==π .
2.C4[2014·陕西卷] 函数f(x)=cos的最小正周期是( )
A. B.π C.2π D.4π
2.B [解析] T==π.
4.C4[2014·浙江卷] 为了得到函数y=sin 3x+cos 3x的图像,可以将函数y=cos 3x的图像( )
A.向右平移个单位
B.向右平移个单位
C.向左平移个单位
D.向左平移个单位
4.A [解析] y=sin 3x+cos 3x=cos=cos,故将函数y=cos 3x的图像向右平移个单位可以得到函数y=sin 3x+cos 3x的图像,故选A.
3.C4[2014·四川卷] 为了得到函数y=sin(x+1)的图像,只需把函数y=sin x的图像上所有的点( )
A.向左平行移动1个单位长度
B.向右平行移动1个单位长度
C.向左平行移动π个单位长度
D.向右平行移动π个单位长度
3.A [解析] 由函数y=sin x的图像变换得到函数y=sin(x+1)的图像,应该将函数y=sin x图像上所有的点向左平行移动1个单位长度,故选A.
17.C4、C5、C6、C7[2014·四川卷] 已知函数f(x)=sin.
(1)求f(x)的单调递增区间;
(2)若α是第二象限角,f=coscos 2α,求cos α-sin α的值.
17.解:(1)因为函数y=sin x的单调递增区间为,k∈Z,
由-+2kπ≤3x+≤+2kπ,k∈Z,得-+≤x≤+,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
(2)由已知,得sin=cos(cos2α-sin2α).
所以sin αcos+cos αsin=
(cos2α-sin2α),
即sin α+cos α=(cos α-sin α)2(sin α+cos α).
当sin α+cos α=0时,由α在第二象限内,得α=+2kπ,k∈Z.
此时,cos α-sin α=-.
当sin α+cos α≠0时,(cos α-sin α)2=.
由α是第二象限角,得cos α-sin α<0,此时cos α-sin α=-.
综上所述,cos α-sin α=-或-.
C5 两角和与差的正弦、余弦、正切
9.C4、C5[2014·广东卷] 若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4满足l1⊥l2,l2∥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是( )
A.l1⊥l4
B.l1∥l4
C.l1与l4既不垂直也不平行
D.l1与l4的位置关系不确定
9.D [解析] 本题考查空间中直线的位置关系,构造正方体进行判断即可.
如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,设BB1是直线l1,BC是直线l2,AD是直线l3,则DD1是直线l4,此时l1∥l4;设BB1是直线l1,BC是直线l2,A1D1是直线l3,则C1D1是直线l4,此时l1⊥l4.故l1与l4的位置关系不确定.
16.C5、C7[2014·广东卷] 已知函数f(x)=Asin,x∈R,且f=.
(1)求A的值;
(2)若f(θ)-f(-θ)=,θ∈,求f.
18.C4、C5、C7、C9[2014·湖北卷] 某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:
f(t)=10-cost-sint,t∈[0,24).
(1)求实验室这一天上午8时的温度;
(2)求实验室这一天的最大温差.
18.解:(1)f(8)=10-cos-sin=10-cos-sin=10-×-=10.
故实验室上午8时的温度为10 ℃.
(2)因为f(t)=10-2=10-2sin,
又0≤t<24,
所以≤t+<,所以-1≤sin≤1.
当t=2时,sin=1;
当t=14时,sin=-1.
于是f(t)在[0,24)上取得最大值12,最小值8.
故实验室这一天最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃.
19.C8、C5、C9[2014·湖南卷] 如图14所示,在平面四边形ABCD中,DA⊥AB,DE=1,EC=,EA=2,∠ADC=,∠BEC=.
(1)求sin∠CED的值;
(2)求BE的长.
图14
19.解:设∠CED=α.
(1)在△CDE中,由余弦定理,得
EC2=CD2+DE2-2CD·DE·cos∠EDC,
于是由题设知,7=CD2+1+CD,即CD2+CD-
6=0,解得CD=2(CD=-3舍去).
在△CDE中,由正弦定理,得=.
于是,sin α===,即
sin∠CED=.
(2)由题设知,0<α<,于是由(1)知,
cos α===.
而∠AEB=-α,所以
cos∠AEB=cos=coscos α+sinsin α
=-cos α+sin α
=-×+×=.
在Rt△EAB中,cos∠AEB==,故
BE===4.
16.C5、C7[2014·江西卷] 已知函数f(x)=(a+2cos2x)cos(2x+θ)为奇函数,且f=0,其中a∈R,θ∈(0,π).
(1)求a,θ的值;
(2)若f=-,α∈,求sin的值.
16.解:(1)因为f(x)=(a+2cos2x)cos(2x+θ)是奇函数,而y1=a+2cos2x为偶函数,所以y2=cos(2x+θ)为奇函数.又θ∈(0,π),得θ=,
所以f(x)=-sin 2x·(a+2cos2x).
由f=0得-(a+1)=0,即a=-1.
(2)由(1)得,f(x)=-sin 4x.
因为f=-sin α=-,
所以sin α=,又α∈,
从而cos α=-,
所以有sin=sin αcos+cos αsin=.
18.C8、C5[2014·全国卷] △ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知3acos C=2ccos A,tan A=,求B.
18.解:由题设和正弦定理得3sin Acos C=2sin Ccos A,
故3tan Acos C=2sin C.
因为tan A=,
所以cos C=2sin C,
所以tan C=,
所以tan B=tan[180°-(A+C)]
=-tan(A+C)
=
=-1,
所以B=135°.
14.C4 C5[2014·新课标全国卷Ⅱ] 函数f(x)=sin(x+φ)-2sin φcos x的最大值为________.
14.1 [解析] f(x)=sin(x+φ)-2sin φcos x=sin xcos φ+cos xsin φ-2sin φcos x=sin xcos φ-cos xsin φ=sin(x-φ),其最大值为1.
17.C2,C5,C8[2014·山东卷] △ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a=3,cos A=,B=A+.
(1)求b的值;
(2)求△ABC的面积.
17.解:(1)在△ABC中,
由题意知,sin A==.
又因为B=A+,
所以sin B=sin=cos A=.
由正弦定理可得,b===3.
(2)由B=A+得cos B=cos=-sin A=-.
由A+B+C=π,得C=π-(A+B),
所以sin C=sin[π-(A+B)]
=sin(A+B)
=sin Acos B+cos Asin B
=×+×
=.
因此△ABC的面积S=absin C=×3×3×=.
8.C5、C8[2014·四川卷] 如图13所示,从气球A上测得正前方的河流的两岸B,C的俯角分别为75°,30°,此时气球的高度是60 m,则河流的宽度BC等于( )
图13
A.240(-1)m B.180(-1)m
C.120(-1)m D.30(+1)m
8.C [解析] 由题意可知,AC==120.
∠BAC=75°-30°=45°,∠ABC=180°-45°-30°=105°,所以sin∠ABC=sin 105°=sin(60°+45°)=sin 60°cos 45°+cos 60°sin 45°=.
在△ABC中,由正弦定理得=,
于是BC===120(-1)(m).故选C.
17.C4、C5、C6、C7[2014·四川卷] 已知函数f(x)=sin.
(1)求f(x)的单调递增区间;
(2)若α是第二象限角,f=coscos 2α,求cos α-sin α的值.
17.解:(1)因为函数y=sin x的单调递增区间为,k∈Z,
由-+2kπ≤3x+≤+2kπ,k∈Z,得-+≤x≤+,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
(2)由已知,得sin=cos(cos2α-sin2α).
所以sin αcos+cos αsin=
(cos2α-sin2α),
即sin α+cos α=(cos α-sin α)2(sin α+cos α).
当sin α+cos α=0时,由α在第二象限内,得α=+2kπ,k∈Z.
此时,cos α-sin α=-.
当sin α+cos α≠0时,(cos α-sin α)2=.
由α是第二象限角,得cos α-sin α<0,此时cos α-sin α=-.
综上所述,cos α-sin α=-或-.
18.C5、C8[2014·重庆卷] 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a+b+c=8.
(1)若a=2,b=,求cos C的值;
(2)若sin Acos2+sin Bcos2=2sin C,
且△ABC的面积S=sin C,求a和b的值.
18.解:(1)由题意可知c=8-(a+b)=.
由余弦定理得cos C==
=-.
(2)由sin Acos2+sin Bcos2=2sin C可得
sin A·+sin B·=2sin C,
化简得sin A+sin Acos B+sin B+sin Bcos A=4sin C.
因为sin Acos B+cos Asin B=sin(A+B)=sin C,所以sin A+sin B=3sin C.
由正弦定理可知a+b=3c.又a+b+c=8,所以a+b=6.
由于S=absin C=sin C,所以ab=9,从而a2-6a+9=0,解得a=3,所以b=3.
C6 二倍角公式
18.C2,C4,C6[2014·福建卷] 已知函数f(x)=2cos x(sin x+cos x).
(1)求f的值;
(2)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间.
18.解:方法一:
(1)f=2cos
=-2cos=2.
(2)因为f(x)=2sin xcos x+2cos2x
=sin 2x+cos 2x+1
=sin+1,
所以T==π,故函数f(x)的最小正周期为π.
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
方法二:f(x)=2sin xcos x+2cos2x
=sin 2x+cos 2x+1
=sin+1.
(1)f=sin+1
=sin+1
=2.
(2)因为T==π,所以函数f(x)的最小正周期为π.
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
14.B5、C6[2014·全国卷] 函数y=cos 2x+2sin x的最大值为________.
14. [解析] 因为y=cos 2x+2sin x=1-2sinx2+2sin x=-2+,所以当sin x=时函数y=cos 2x+2sin x取得最大值,最大值为.
16.H4、C6[2014·全国卷] 直线l1和l2是圆x2+y2=2的两条切线.若l1与l2的交点为(1,3),则l1与l2的夹角的正切值等于________.
16. [解析] 如图所示,根据题意知,OA⊥PA,OA=,OP=,所以PA==2 ,所以tan ∠OPA===,故tan ∠APB==,即l1与l2的夹角的正切值等于.
2.C2 、C6[2014·全国新课标卷Ⅰ] 若tan α>0,则( )
A.sin α>0 B.cos α>0
C.sin 2α>0 D.cos 2α>0
2.C [解析]
因为sin 2α==>0,所以选C.
17.C4、C5、C6、C7[2014·四川卷] 已知函数f(x)=sin.
(1)求f(x)的单调递增区间;
(2)若α是第二象限角,f=coscos 2α,求cos α-sin α的值.
17.解:(1)因为函数y=sin x的单调递增区间为,k∈Z,
由-+2kπ≤3x+≤+2kπ,k∈Z,得-+≤x≤+,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
(2)由已知,得sin=cos(cos2α-sin2α).
所以sin αcos+cos αsin=
(cos2α-sin2α),
即sin α+cos α=(cos α-sin α)2(sin α+cos α).
当sin α+cos α=0时,由α在第二象限内,得α=+2kπ,k∈Z.
此时,cos α-sin α=-.
当sin α+cos α≠0时,(cos α-sin α)2=.
由α是第二象限角,得cos α-sin α<0,此时cos α-sin α=-.
综上所述,cos α-sin α=-或-.
C7 三角函数的求值、化简与证明
16.C5、C7[2014·广东卷] 已知函数f(x)=Asin,x∈R,且f=.
(1)求A的值;
(2)若f(θ)-f(-θ)=,θ∈,求f.
18.C4、C5、C7、C9[2014·湖北卷] 某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:
f(t)=10-cost-sint,t∈[0,24).
(1)求实验室这一天上午8时的温度;
(2)求实验室这一天的最大温差.
18.解:(1)f(8)=10-cos-sin=10-cos-sin=10-×-
=10.
故实验室上午8时的温度为10 ℃.
(2)因为f(t)=10-2=10-2sin,
又0≤t<24,
所以≤t+<,所以-1≤sin≤1.
当t=2时,sin=1;
当t=14时,sin=-1.
于是f(t)在[0,24)上取得最大值12,最小值8.
故实验室这一天最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃.
5.C3、C7[2014·江苏卷] 已知函数y=cos x与y=sin(2x+φ)(0≤φ<π),它们的图像有一个横坐标为的交点,则φ的值是________.
5. [解析] 将x=分别代入两个函数,得到sin=,解得π+φ=+2kπ(k∈Z)或π+φ=+2kπ(k∈Z),化简解得φ=-+2kπ(k∈Z)或φ=+2kπ(k∈Z).又φ∈[0,π),故φ=.
15.C7[2014·江苏卷] 已知α∈,sin α=.
(1)求sin的值;
(2)求cos的值.
15.解: (1)因为α∈,sin α=,
所以cos α=-=-.
故sin=sincos α+cossin α=
×+×=-.
(2)由(1)知sin 2α=2sin αcos α=2××
=-,
cos 2α=1-2sin2α=1-2×=,
所以cos=coscos 2α+sinsin 2α=
×+×=-.
16.C5、C7[2014·江西卷] 已知函数f(x)=(a+2cos2x)cos(2x+θ)为奇函数,且f=0,其中a∈R,θ∈(0,π).
(1)求a,θ的值;
(2)若f=-,α∈,求sin的值.
16.解:(1)因为f(x)=(a+2cos2x)cos(2x+θ)是奇函数,而y1=a+2cos2x为偶函数,所以y2=cos(2x+θ)为奇函数.又θ∈(0,π),得θ=,
所以f(x)=-sin 2x·(a+2cos2x).
由f=0得-(a+1)=0,即a=-1.
(2)由(1)得,f(x)=-sin 4x.
因为f=-sin α=-,
所以sin α=,又α∈,
从而cos α=-,
所以有sin=sin αcos+cos αsin=.
17.C7、C8[2014·辽宁卷] 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a>c.已知·=2,cos B=,b=3.求:
(1)a和c的值;
(2)cos(B-C)的值.
17.解:(1)由·=2,得c·acos B=2,
又cos B=,所以ac=6.
由余弦定理,得a2+c2=b2+2accos B,
又b=3,所以a2+c2=9+2×2=13.
联立得或
因为a>c,所以a=3,c=2.
(2)在△ABC中,sin B===.
由正弦定理,得sin C=sin B=×=.
因为a=b>c,所以C为锐角,因此cos C==
=.
于是cos(B-C)=cos Bcos C+sin Bsin C=
×+×=.
21.C7、B14[2014·辽宁卷] 已知函数f(x)=π(x-cos x)-2sin x-2,g(x)=(x-π)
+-1.证明:
(1)存在唯一x0∈,使f(x0)=0;
(2)存在唯一x1∈,使g(x1)=0,且对(1)中的x0,有x0+x1>π.
21.证明:(1)当x∈时,f′(x)=π+πsin x-2cos x>0,所以f(x)在区间上为增函数.又f(0)=-π-2<0,f=-4>0,所以存在唯一x0∈,使f(x0)=0.
(2)当x∈时,化简得g(x)=(π-x)·+-1.
令t=π-x则t∈.记u(t)=g(π-t)=
--t+1,则u′(t)=.
由(1)得,当t∈(0,x0)时,u′(t)<0;当t∈时,u′(t)>0.所以在上u(t)为增函数,由u=0知,当t∈时,u(t)<0,所以u(t)在上无零点.
在(0,x0)上u(t)为减函数,
由u(0)=1及u(x0)<0知存在唯一t0∈(0,x0),使u(t0)=0.
于是存在唯一t0∈,使u(t0)=0.
设x1=π-t0∈,则g(x1)=g(π-t0)=u(t0)=0.因此存在唯一的x1∈,使g(x1)=0.
由于x1=π-t0,t0<x0,所以x0+x1>π.
12.C4,C7[2014·山东卷] 函数y=sin 2x+cos2x的最小正周期为________.
12.π [解析] 因为y=sin 2x+=
sin+,所以该函数的最小正周期T==π .
17.C4、C5、C6、C7[2014·四川卷] 已知函数f(x)=sin.
(1)求f(x)的单调递增区间;
(2)若α是第二象限角,f=coscos 2α,求cos α-sin α的值.
17.解:(1)因为函数y=sin x的单调递增区间为,k∈Z,
由-+2kπ≤3x+≤+2kπ,k∈Z,得-+≤x≤+,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
(2)由已知,得sin=cos(cos2α-sin2α).
所以sin αcos+cos αsin=
(cos2α-sin2α),
即sin α+cos α=(cos α-sin α)2(sin α+cos α).
当sin α+cos α=0时,由α在第二象限内,得α=+2kπ,k∈Z.
此时,cos α-sin α=-.
当sin α+cos α≠0时,(cos α-sin α)2=.
由α是第二象限角,得cos α-sin α<0,此时cos α-sin α=-.
综上所述,cos α-sin α=-或-.
16.C7[2014·天津卷] 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知 a-c=b,sin B=sin C.
(1)求cos A的值;
(2)求cos的值.
16.解:(1)在△ABC中,由=,及sin B=sin C,可得b=c.又由a-c=b,有a=2c.
所以cos A===.
(2)在△ABC中,由cos A=,可得sin A=.于是cos 2A=2cos2A-1=-,sin 2A=2sin A·cos A=.
所以cos=cos 2A·cos+sin 2A·sin=.
C8 解三角形
18.C8[2014·浙江卷] 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知4sin2+4sin Asin B=2+.
(1)求角C的大小;
(2)已知b=4,△ABC的面积为6,求边长c的值.
18.解:(1)由已知得
2[1-cos(A-B)]+4sin Asin B=2+,
化简得-2cos Acos B+2sin Asin B=,
故cos(A+B)=-,
所以A+B=,从而C=.
(2)因为S△ABC=absin C,
由S△ABC=6,b=4,C=,得a=3.
由余弦定理c2=a2+b2-2abcos C,得c=.
16.C8、C3[2014·安徽卷] 设△ABC的内角A,B,C所对边的长分别是a,b,c,且b=3,c=1,△ABC的面积为.求cos A与a的值.
16.解: 由三角形面积公式,得
×3×1·sin A=,故sin A=.
因为sin2A+cos2A=1,
所以cos A=±=±=±.
①当cos A=时,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=32+12-2×1×3×=8,
所以a=2 .
②当cos A=-时,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=32+12-2×1×3×=12,所以a=2 .
12.C8[2014·北京卷] 在△ABC中,a=1,b=2,cos C=,则c=________;sin A=________.
12.2 [解析] 由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos C=1+4-2×2×1×=4,即c=2;cos A===,∴sin A==.
14.C8[2014·福建卷] 在△ABC中,A=60°,AC=2,BC=,则AB等于________.
14.1 [解析] 由=,得sin B==1,
即B=90°,所以△ABC为以AB,BC为直角边的直角三角形,
则AB===1,即AB等于1.
7.A2、C8[2014·广东卷] 在△ABC中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,则“a≤b”是“sin A≤sin B”的( )
A.充分必要条件
B.充分非必要条件
C.必要非充分条件
D.非充分非必要条件
7.A [解析] 设R是三角形外切圆的半径,R>0,由正弦定理,得a=2Rsin A,b=2Rsin B.故选A.
∵sin≤A sin B,∴2Rsin A≤2Rsin B,∴a≤b.同理也可以由a≤b推出sin A≤sin B.
13.C8[2014·湖北卷] 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知A=,a=1,b=,则B=________.
13.或 [解析] 由正弦定理得=,即=,解得sin B=.
又因为b>a,所以B=或.
19.C8、C5、C9[2014·湖南卷] 如图14所示,在平面四边形ABCD中,DA⊥AB,DE=1,EC=,EA=2,∠ADC=,∠BEC=.
(1)求sin∠CED的值;
(2)求BE的长.
图14
19.解:设∠CED=α.
(1)在△CDE中,由余弦定理,得
EC2=CD2+DE2-2CD·DE·cos∠EDC,
于是由题设知,7=CD2+1+CD,即CD2+CD-
6=0,解得CD=2(CD=-3舍去).
在△CDE中,由正弦定理,得=.
于是,sin α===,即
sin∠CED=.
(2)由题设知,0<α<,于是由(1)知,
cos α===.
而∠AEB=-α,所以
cos∠AEB=cos=coscos α+sinsin α
=-cos α+sin α
=-×+×=.
在Rt△EAB中,cos∠AEB==,故
BE===4.
14.C8、E6[2014·江苏卷] 若△ABC的内角满足sin A+sin B=2sin C,则cos C的最小值是______.
14. [解析] 设△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,则由正弦定理得a+b=2c.故
cos C====-≥-=,
当且仅当3a2=2b2,即=时等号成立.
18.C8、H2、H3、H4[2014·江苏卷] 如图16所示,为保护河上古桥OA,规划建一座新桥BC,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥BC与河岸AB垂直;保护区的边界为圆心M在线段OA上并与BC相切的圆,且古桥两端O和A到该圆上任意一点的距离均不少于80 m.经测量,点A位于点O正北方向60 m处,点C位于点O正东方向170 m处(OC为河岸),tan∠BCO=.
(1)求新桥BC的长.
(2)当OM多长时,圆形保护区的面积最大?
图16
18.解: 方法一:
(1)如图所示, 以O为坐标原点, OC 所在直线为 x 轴, 建立平面直角坐标系xOy.
由条件知A(0, 60), C(170,0),
直线 BC 的斜率kBC=-tan∠BCO=-.
又因为 AB⊥BC, 所以直线AB的斜率kAB=.
设点 B 的坐标为(a,b),
则kBC==-, kAB==,
解得a=80, b=120,
所以BC==150.
因此新桥BC的长是150 m.
(2)设保护区的边界圆M的半径为r m, OM=d m (0≤d≤60).
由条件知, 直线BC的方程为y=-(x-170),
即4x+3y-680=0.
由于圆M与直线BC相切, 故点 M(0, d)到直线BC的距离是r,
即r==.
因为O和A到圆M上任意一点的距离均不少于80 m,所以
即
解得10≤d≤35.
故当d=10时, r =最大, 即圆面积最大,
所以当OM=10 m时, 圆形保护区的面积最大.
方法二:
(1)如图所示, 延长 OA, CB 交于点F.
因为 tan∠FCO=,
所以sin∠FCO=, cos∠FCO=.
因为OA=60,OC=170,
所以OF=OC tan∠FCO=, CF==, 从而AF=OF-OA=.
因为OA⊥OC, 所以cos∠AFB =sin∠FCO=.
又因为 AB⊥BC,所以BF=AFcos∠AFB=, 从而BC=CF-BF=150.
因此新桥BC的长是150 m.
(2)设保护区的边界圆 M与BC的切点为D,连接 MD,则MD⊥BC,且MD是圆M的半径,并设MD=r m,OM=d m (0≤d≤60).
因为OA⊥OC, 所以sin∠CFO=cos∠FCO.
故由(1)知sin∠CFO====, 所以r=.
因为O和A到圆M上任意一点的距离均不少于80 m,
所以
即
解得10≤d≤35.
故当d=10时, r=最大,即圆面积最大,
所以当OM=10 m时, 圆形保护区的面积最大.
5.C8[2014·江西卷] 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若3a=2b,则的值为( )
A.- B. C.1 D.
5.D [解析] 由正弦定理得,原式==2-1=2×-1=.
17.C7、C8[2014·辽宁卷] 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a>c.已知·=2,cos B=,b=3.求:
(1)a和c的值;
(2)cos(B-C)的值.
17.解:(1)由·=2,得c·acos B=2,
又cos B=,所以ac=6.
由余弦定理,得a2+c2=b2+2accos B,
又b=3,所以a2+c2=9+2×2=13.
联立得或
因为a>c,所以a=3,c=2.
(2)在△ABC中,sin B===.
由正弦定理,得sin C=sin B=×=.
因为a=b>c,所以C为锐角,因此cos C==
=.
于是cos(B-C)=cos Bcos C+sin Bsin C=
×+×=.
18.C8、C5[2014·全国卷] △ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知3acos C=2ccos A,tan A=,求B.
18.解:由题设和正弦定理得3sin Acos C=2sin Ccos A,
故3tan Acos C=2sin C.
因为tan A=,
所以cos C=2sin C,
所以tan C=,
所以tan B=tan[180°-(A+C)]
=-tan(A+C)
=
=-1,
所以B=135°.
17.C8 [2014·新课标全国卷Ⅱ] 四边形ABCD的内角A与C互补,AB=1,BC=3,CD=DA=2.
(1)求C和BD;
(2)求四边形ABCD的面积.
17.解:(1)由题设及余弦定理得
BD2=BC2+CD2-2BC·CDcos C
=13-12cos C,①
BD2=AB2+DA2-2AB·DAcos A
=5+4cos C.②
由①②得cos C=,故C=60°,BD=.
(2)四边形ABCD的面积
S=AB·DAsin A+BC·CDsin C
=sin 60°=2.
16.C8[2014·全国新课标卷Ⅰ] 如图13,为测量山高MN,选择A和另一座山的山顶C为测量观测点.从A点测得M点的仰角∠MAN=60°,C点的仰角∠CAB=45°,以及∠MAC=75°,从C点测得∠MCA=60°.已知山高BC=100 m,则山高MN=________m.
图13
16.150 [解析] 在Rt△ABC中,BC=100,∠CAB=45°,所以AC=100.在△MAC中,∠MAC=75°,∠MCA=60°,所以∠AMC=45°,由正弦定理有=
,即AM=×100 =100,于是在Rt△AMN中,有MN=sin 60°×100=150 .
17.C2,C5,C8[2014·山东卷] △ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a=3,cos A=,B=A+.
(1)求b的值;
(2)求△ABC的面积.
17.解:(1)在△ABC中,
由题意知,sin A==.
又因为B=A+,
所以sin B=sin=cos A=.
由正弦定理可得,b===3.
(2)由B=A+得cos B=cos=-sin A=-.
由A+B+C=π,得C=π-(A+B),
所以sin C=sin[π-(A+B)]
=sin(A+B)
=sin Acos B+cos Asin B
=×+×
=.
因此△ABC的面积S=absin C=×3×3×=.
16.D2、D3、C8[2014·陕西卷] △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.
16.解: (1)∵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b2=ac,c=2a,
∴b=a.
由余弦定理得cos B===.
8.C5、C8[2014·四川卷] 如图13所示,从气球A上测得正前方的河流的两岸B,C的俯角分别为75°,30°,此时气球的高度是60 m,则河流的宽度BC等于( )
图13
A.240(-1)m B.180(-1)m
C.120(-1)m D.30(+1)m
8.C [解析] 由题意可知,AC==120.
∠BAC=75°-30°=45°,∠ABC=180°-45°-30°=105°,所以sin∠ABC=sin 105°=sin(60°+45°)=sin 60°cos 45°+cos 60°sin 45°=.
在△ABC中,由正弦定理得=,
于是BC===120(-1)(m).故选C.
18.C5、C8[2014·重庆卷] 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a+b+c=8.
(1)若a=2,b=,求cos C的值;
(2)若sin Acos2+sin Bcos2=2sin C,
且△ABC的面积S=sin C,求a和b的值.
18.解:(1)由题意可知c=8-(a+b)=.
由余弦定理得cos C==
=-.
(2)由sin Acos2+sin Bcos2=2sin C可得
sin A·+sin B·=2sin C,
化简得sin A+sin Acos B+sin B+sin Bcos A=4sin C.
因为sin Acos B+cos Asin B=sin(A+B)=sin C,所以sin A+sin B=3sin C.
由正弦定理可知a+b=3c.又a+b+c=8,所以a+b=6.
由于S=absin C=sin C,所以ab=9,从而a2-6a+9=0,解得a=3,所以b=3.
C9 单元综合
18.C4、C5、C7、C9[2014·湖北卷] 某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:
f(t)=10-cost-sint,t∈[0,24).
(1)求实验室这一天上午8时的温度;
(2)求实验室这一天的最大温差.
18.解:(1)f(8)=10-cos-sin=10-cos-sin=10-×-=10.
故实验室上午8时的温度为10 ℃.
(2)因为f(t)=10-2=10-2sin,
又0≤t<24,
所以≤t+<,所以-1≤sin≤1.
当t=2时,sin=1;
当t=14时,sin=-1.
于是f(t)在[0,24)上取得最大值12,最小值8.
故实验室这一天最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃.
19.C8、C5、C9[2014·湖南卷] 如图14所示,在平面四边形ABCD中,DA⊥AB,DE=1,EC=,EA=2,∠ADC=,∠BEC=.
(1)求sin∠CED的值;
(2)求BE的长.
图14
19.解:设∠CED=α.
(1)在△CDE中,由余弦定理,得
EC2=CD2+DE2-2CD·DE·cos∠EDC,
于是由题设知,7=CD2+1+CD,即CD2+CD-
6=0,解得CD=2(CD=-3舍去).
在△CDE中,由正弦定理,得=.
于是,sin α===,即
sin∠CED=.
(2)由题设知,0<α<,于是由(1)知,
cos α===.
而∠AEB=-α,所以
cos∠AEB=cos=coscos α+sinsin α
=-cos α+sin α
=-×+×=.
在Rt△EAB中,cos∠AEB==,故
BE===4.
5.[2014·温州十校期末] 若sin α+cos α=(0<α<π),则tan α=( )
A.- B.
C.- D.
5.C [解析] 由sin α+cos α=(0<α<π),得1+2sin αcos α=,即sin αcos α=-.又0<α<π,所以sin α>0,cos α<0,所以(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=,所以sin α-cos α=,所以sin α=,cos α=-,故tan α=-.
4.[2014·成都一诊] 如图X121所示,在平面直角坐标系xOy中,角α,β的顶点与坐标原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,它们的终边分别与单位圆相交于A,B两点.若点A,B的坐标分别为和,则cos(α+β)的值为( )
图X121
A.- B.- C.0 D.
4.A [解析] 由题意知sin α=,cos α=,sin β=,cos β=-,∴cos(α+β)=--=-.
3.[2014·岳阳一中模拟] 设函数f(x)=cos+2sin2.
(1)求f(x)的最小正周期和对称轴方程;
(2)当x∈时,求f(x)的值域.
3.解:(1)易知f(x)=cos 2x+sin 2x+1-cos(2x+π)=cos 2x+sin 2x+1=sin2x++1,
所以f(x)的最小正周期T=π.
由2x+=kπ+,k∈Z,得对称轴方程为x=+,k∈Z.
(2)因为-≤x≤,所以-≤2x+≤,
所以f(x)的值域为.
7.[2014·福建周宁一中、政和一中两校联考] 已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b的图像如图X132所示,则f(x)的解析式及S=f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2013)的值分别为( )
图X132
A.f(x)=sin 2πx+1,S=2013
B.f(x)=sin 2πx+1,S=2013
C.f(x)=sinx+1,S=2014
D.f(x)=sinx+1,S=2014
7.D [解析] 由题意知,A==,b==1.因为函数f(x)的周期是4,所以ω=.由五点法作图知,×0+φ=0,所以φ=0,故函数的解析式为f(x)=·sin x+1.
因为f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=4,所以S=f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2013)=f(0)+f(1)+503×4=2014.
5.[2014·江西七校联考] 在△ABC中,若sin(A-B)=1+2cos(B+C)sin(A+C),则△ABC的形状一定是( )
A.等边三角形
B.不含60°的等腰三角形
C.钝角三角形
D.直角三角形
5.D [解析] 由题意得,1+2cos(B+C)sin(A+C)=1-2cos Asin B,又sin(A-B)=sin Acos B-cos Asin B,
所以sin Acos B+cos Asin B=1,即sin(A+B)=1,所以A+B=,故△ABC一定为直角三角形.
17.[2014·浙江金华十校联考] 已知在△ABC中,内角A,B,C所对的边长分别为a,
b,c,且tan A+tan B=.
(1)求角B的大小;
(2)若+=3,求sin Asin C的值.
17.解:(1)易知tan A+tan B=+===.
∵tan A+tan B=,∴=,
∴cos B=.又∵0
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