理数高考数学试题分类汇编02三角向量.docx

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理数高考数学试题分类汇编02三角向量

第3章三角函数、解三角形

第1讲三角函数的图象和性质

1、选择题

1.[2017•全国?

,6]设函数f(x)=cos,则下列结论错误的是(  )

A.f(x)的一个周期为-2π

B.y=f(x)的图象关于直线x=对称

C.f(x+π)的一个零点为x=

D.f(x)在单调递减

答案 D

解析 A项,因为f(x)=cos的周期为2kπ(k∈Z),所以f(x)的一个周期为-2π,A项正确.B项,因为f(x)=cos图象的对称轴为直线x=kπ-(k∈Z),所以y=f(x)的图象关于直线x=对称,B项正确.C项,f(x+π)=cos.令x+=kπ+(k∈Z),得x=kπ-π,当k=1时,x=,所以f(x+π)的一个零点为x=,C项正确.D项,因为f(x)=cos的递减区间为2kπ-,2kπ+(k∈Z),递增区间为2kπ+,2kπ+(k∈Z),所以是减区间,,π是增区间,D项错误.故选D.

2.[2017•天津卷,7]设函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<π.若f=2,f=0,且f(x)的最小正周期大于2π,则(  )

A.ω=,φ=B.ω=,φ=-

C.ω=,φ=-D.ω=,φ=

答案 A

解析 ∵f=2,f=0,且f(x)的最小正周期大于2π,

∴f(x)的最小正周期为4=3π,

∴ω==,∴f(x)=2sin.

∴2sin=2,得φ=2kπ+,k∈Z.

又|φ|<π,∴取k=0,得φ=.故选A.

3.[2016•全国?

,12]已知函数f(x)=sin(ωx+φ),x=-为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,且f(x)在上单调,则ω的最大值为(  )

A.11B.9C.7D.5

答案 B

解析 依题意,有(m,n∈Z),

又|φ|¡Ü,∴m+n=0或m+n=-1.

由f(x)在上单调,得¡Ý-,∴ω¡Ü12.

当m+n=0时,ω=4n+1,φ=,

取n=2,得ω=9,f(x)=sin符合题意;当m+n=-1时,φ=-,ω=4n+3,取n=2,得ω=11,f(x)=sin,此时,当x∈时,11x-∈,f(x)不单调,不合题意.故选B.

4.[2016•全国?

,7]若将函数y=2sin2x的图象向左平移个单位长度,则平移后图象的对称轴为(  )

A.x=-(k∈Z)B.x=+(k∈Z)

C.x=-(k∈Z)D.x=+(k∈Z)

答案 B

解析 将函数y=2sin2x的图象向左平移个单位长度得到函数y=2sin=2sin的图象,由2x+=kπ+(k∈Z),可得x=+(k∈Z).则平移后图象的对称轴为x=+(k∈Z),故选B.

5.[2016•浙江卷,5]设函数f(x)=sin2x+bsinx+c,则f(x)的最小正周期(  )

A.与b有关,且与c有关B.与b有关,但与c无关

C.与b无关,且与c无关D.与b无关,但与c有关

答案 B

解析 f(x)=sin2x+bsinx+c,若b=0,则f(x)=sin2x+c=(1-cos2x)+c,此时f(x)的周期为π;若b¡Ù0,则f(x)的周期为2π,所以选B.

6.[2016•四川卷,3]为了得到函数y=sin的图象,只需把函数y=sin2x的图象上所有的点(  )

A.向左平行移动个单位长度B.向右平行移动个单位长度

C.向左平行移动个单位长度D.向右平行移动个单位长度

答案 D

解析 将y=sin2x的图象向右平行移动个单位长度得到y=sin=sin的图象,故选D.

7.[2016•山东卷,7]函数f(x)=(sinx+cosx)(cosx-sinx)的最小正周期是(  )

A.B.πC.D.2π

答案 B

解析 ∵f(x)=(sinx+cosx)(cosx-sinx)=4sincos=2sin,∴T==π,故选B.

8.[2015•浙江卷,7]存在函数f(x)满足:

对于任意x∈R都有(  )

A.f(sin2x)=sinxB.f(sin2x)=x2+x

C.f(x2+1)=|x+1|D.f(x2+2x)=|x+1|

答案 D

解析 通过举反例排除.本题主要考查函数的概念,即对于任一变量x有唯一的y与之相对应.对于A,当x=或时,sin2x均为1,而sinx与x2+x此时均有两个值,故A、B错误;对于C,当x=1或-1时,x2+1=2,而|x+1|有两个值,故C错误,故选D.

9.[2015•陕西卷,3]

如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y=3sinx+φ+k.据此函数可知,这段时间水深(单位:

m)的最大值为(  )

A.5B.6C.8D.10

答案 C

解析 由题图可知-3+k=2,k=5,y=3sinx+φ+5,∴ymax=3+5=8.

10.[2014•大纲卷,3]设a=sin33°,b=cos55°,c=tan35°,则(  )

A.a>b>cB.b>c>aC.c>b>aD.c>a>b

答案 C

解析 ∵b=cos55°=sin35°>sin33°=a,∴b>a.

又∵c=tan35°=>sin35°=cos55°=b,

∴c>b.∴c>b>a.故选C.

11.[2013•浙江卷,4]已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,φ∈R),则¡°f(x)是奇函数¡±是¡°φ=¡±的(  )

A.充分不必要条件B.必要不充分条件

C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件

答案 B

解析 f(x)是奇函数时,φ=+kπ(k∈Z);φ=时,f(x)=Acos=-Asinωx,为奇函数.所以¡°f(x)是奇函数¡±是¡°φ=¡±的必要不充分条件,选B.

12.[2013•湖北卷,4]将函数y=cosx+sinx(x∈R)的图象向左平移m(m>0)个单位长度后,所得到的图象关于y轴对称,则m的最小值是(  )

A.B.C.D.

答案 B

解析 y=f(x)=cosx+sinx=2sin,向左平移m(m>0)个单位长度后得f(x+m)=2sin,图象关于y轴对称,

令x=0,得=2,

从而m+=2kπ±,故m=2kπ+或m=2kπ-,k∈Z,又m>0,所以mmin=.

13.[2013•四川卷,5]函数f(x)=2sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是(  )

A.2,-B.2,-C.4,-D.4,

答案 A

解析 由题中图象可知T=-T=T=π,

则ω===2.

又图象过点,

则f=22sin=2sin=1.

∵-<φ<,

∴<φ+<,

∴+φ=,

∴φ=-.故选A.

14.[2013•山东卷,5]将函数y=sin(2x+φ)的图象沿x轴向左平移个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能取值为(  )

A.B.C.0D.-

答案 B

解析 由题意得g(x)=sin=sin为偶函数,∴+φ=kπ+,k∈Z,∴φ=kπ+.令k=0,得φ=,故选B.

15.[2013•北京卷,3]¡°φ=π¡±是¡°曲线y=sin(2x+φ)过坐标原点¡±的(  )

A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件

C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件

答案 A

解析 当φ=π时,y=sin(2x+π)=-sin2x,此时曲线过坐标原点;但曲线y=sin(2x+φ)过坐标原点时,φ=kπ(k∈Z),∴¡°φ=π¡±是¡°曲线y=sin(2x+φ)过坐标原点¡±的充分而不必要条件,故选A.

16.[2013•江西卷,10]如图,半径为1的半圆O与等边三角形ABC夹在两平行线l1,l2之间,l∥l1,l与半圆相交于F,G两点,与三角形ABC两边相交于E,D两点.设弧的长为x(0

答案 D

解析 如图,当长为x时,长为,又半径为1,此时∠GOH=,HI=1-cos,∴CD=BE==·,又BC=,

∴y=EB+BC+CD=+=2-·cos.

显然函数图象非直线型,排除A;又f¡ä(x)=sin,当00,f(x)在(0,π)上单调递增,排除B;f¡ä(0)=0,排除C.故选D.

2、填空题

1.[2018•全国?

,16]已知函数f(x)=2sinx+sin2x,则f(x)的最小值是________.

答案 -

解析 f¡ä(x)=2cosx+2cos2x=4cos2x+2cosx-2=4(cosx+1),所以当cosx<时函数单调递减,当cosx>时函数单调递增,从而得到函数的减区间为(k∈Z),函数的增区间为2kπ-,2kπ+(k∈Z),所以当x=2kπ-,k∈Z时,函数f(x)取得最小值,此时sinx=-,sin2x=-,所以f(x)min=2¡Á-=-.

2.[2016•全国?

,14]函数y=sinx-cosx的图象可由函数y=sinx+cosx的图象至少向右平移________个单位长度得到.

答案 

解析 因为y=sinx+cosx=2sinx+,y=sinx-cosx=2sinx-,所以把y=2sinx+的图象至少向右平移个单位长度可得y=2sinx-的图象.

3.[2015•浙江卷,11]函数f(x)=sin2x+sinxcosx+1的最小正周期是________,单调递减区间是________.

答案 π +kπ,+kπ(k∈Z)

解析 由题意知,f(x)=sin(2x-)+,所以最小正周期T=π.令+2kπ¡Ü2x-¡Ü+2kπ(k∈Z),得kπ+¡Üx¡Ükπ+(k∈Z),故单调递减区间为+kπ,+kπ(k∈Z).

4.[2013•江苏卷,1]函数y=3sin的最小正周期为________.

答案 π

解析 T==π.

5.[2013•江西卷,11]函数y=sin2x+2sin2x的最小正周期T为________.

答案 π

解析 ∵y=sin2x+(1-cos2x)=2sin+,∴最小正周期T==π.

3、解答题

1.[2017•山东卷,16]设函数f(x)=sin+sin,其中0<ω<3,已知f=0.

(1)求ω;

(2)将函数y=f(x)的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移个单位,得到函数y=g(x)的图象,求g(x)在上的最小值.

解 

(1)因为f(x)=sin+sin,

所以f(x)=sinωx-cosωx-cosωx=sinωx-cosωx=

=sin.

由题设知f=0,所以-=kπ,k∈Z,

所以ω=6k+2,k∈Z.

又0<ω<3,所以ω=2.

(2)由

(1)得f(x)=sin,

所以g(x)=sin=sin.

因为x∈,所以x-∈.

当x-=-,即x=-时,g(x)取得最小值-.

第2讲函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用

一、选择题

1.[2018•全国?

,10]若f(x)=cosx-sinx在[-a,a]是减函数,则a的最大值是(  )

A.B.C.D.π

答案 A

解析 ∵f(x)=cosx-sinx=cos,

∴由2kπ¡Üx+¡Üπ+2kπ(k∈Z)得-+2kπ¡Üx¡Ü+2kπ(k∈Z),因此[-a,a]⊆.

∴-a

2.[2017•全国?

,9]已知曲线C1:

y=cosx,C2:

y=sin2x+,则下面结论正确的是(  )

A.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2

B.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2

C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2

D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2

答案 D

解析 ∵C2:

y=sin=sin=cos2x+=cos

根据三角函数图象变换的规律,可得D正确.

3.[2016•北京卷,7]将函数y=sin图象上的点P向左平移s(s>0)个单位长度得到点P¡ä.若P¡ä位于函数y=sin2x的图象上,则(  )

A.t=,s的最小值为B.t=,s的最小值为

C.t=,s的最小值为D.t=,s的最小值为

答案 A

解析 点P在函数y=sin的图象上,∴t=sin=.

函数y=sin的图象向左平移个单位长度即可得到函数y=sin2x的图象,故s的最小值为.

4.[2015•全国?

,8]函数f(x)=cos(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(x)的单调递减区间为(  )

A.kπ-,kπ+,k∈Z

B.2kπ-,2kπ+,k∈Z

C.k-,k+,k∈Z

D.2k-,2k+,k∈Z

答案 D

解析 由图象可知+φ=+2mπ,+φ=+2mπ,m∈Z,所以ω=π,φ=+2mπ,m∈Z,所以函数f(x)=cos(πx++2mπ)=cos(πx+)的单调递减区间为2kπ<πx+<2kπ+π,k∈Z,即2k-

5.[2014•陕西卷,2]函数f(x)=cos的最小正周期是(  )

A.B.πC.2πD.4π

答案 B

解析 ∵ω=2,∴最小正周期T==π,故选B.

2、填空题

1.[2016•江苏卷,9]定义在区间[0,3π]上的函数y=sin2x的图象与y=cosx的图象的交点个数是________.

答案 7

解析 在同一平面直角坐标系中作出y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象(如图).由图象可知,共有7个交点.

2.[2014•大纲卷,16]若函数f(x)=cos2x+asinx在区间是减函数,则a的取值范围是________.

答案 (-¡Þ,2]

解析 f(x)=cos2x+asinx=1-2sin2x+asinx,

令t=sinx,x∈,则t∈,原函数化为y=-2t2+at+1,由题意及复合函数单调性的判定可知y=-2t2+at+1在上是减函数,结合抛物线图象可知,¡Ü,所以a¡Ü2.

3.[2014•北京卷,14]设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f(x)在区间上具有单调性,且f=f=-f,则f(x)的最小正周期为________.

答案 π

解析 记f(x)的最小正周期为T.

由题意知¡Ý-=,

又f=f=-f,且-=.

可作出示意图如图所示(一种情况):

∴x1=¡Á=,

x2=¡Á=,

∴=x2-x1=-=,∴T=π.

三、解答题

1.[2017•浙江卷,18]已知函数f(x)=sin2x-cos2x-2sinxcosx(x∈R).

(1)求f的值;

(2)求f(x)的最小正周期及单调递增区间.

解 

(1)由sin=,cos=-,

得f=2-2-2¡Á¡Á,

所以f=2.

(2)由cos2x=cos2x-sin2x与sin2x=2sinxcosx得

f(x)=-cos2x-sin2x=-2sin,

所以f(x)的最小正周期是π.

由正弦函数的性质得+2kπ¡Ü2x+¡Ü+2kπ,k∈Z,

解得+kπ¡Üx¡Ü+kπ,k∈Z,

所以f(x)的单调递增区间是(k∈Z).

2.[2015•北京卷,15]已知函数f(x)=sincos-sin2.

(1)求f(x)的最小正周期;

(2)求f(x)在区间[-π,0]上的最小值.

解 

(1)因为f(x)=sinx-(1-cosx)=sinx+-,

所以f(x)的最小正周期为2π.

(2)因为-π¡Üx¡Ü0,所以-¡Üx+¡Ü.

当x+=-,即x=-时,f(x)取得最小值.

所以f(x)在区间[-π,0]上的最小值为f-=-1-.

第3讲简单的三角恒等变换

1、选择题

1.[2018•全国?

,4]若sinα=,则cos2α=(  )

A.B.C.-D.-

答案 B

解析 cos2α=1-2sin2α=1-=,故选B.

2.[2017•山东卷,9]在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若△ABC为锐角三角形,且满足sinB(1+2cosC)=2sinAcosC+cosAsinC,则下列等式成立的是(  )

A.a=2bB.b=2aC.A=2BD.B=2A

答案 A

解析 ∵等式右边=sinAcosC+(sinAcosC+cosAsinC)=sinAcosC+sin(A+C)=sinAcosC+sinB,

等式左边=sinB+2sinBcosC,

∴sinB+2sinBcosC=sinAcosC+sinB.

由cosC>0,得sinA=2sinB.

根据正弦定理,得a=2b.故选A.

3.[2016•全国?

,9]若cos=,则sin2α=(  )

A.B.C.-D.-

答案 D

解析 解法一:

sin2α=cos=cos=2cos2-1=2¡Á2-1=

-.故选D.

解法二:

cos=(cosα+sinα)=cosα+sinα=1+sin2α=,

∴sin2α=-.故选D.

4.[2016•全国?

,5]若tanα=,则cos2α+2sin2α=(  )

A.B.C.1D.

答案 A

解析 当tanα=时,原式=cos2α+4sinαcosα====,故选A.

5.[2015•全国?

,2]sin20°cos10°-cos160°sin10°=(  )

A.-B.C.-D.

答案 D

解析 原式=sin20°cos10°+cos20°sin10°=sin(20°+10°)=.

6.[2015•重庆卷,9]若tanα=2tan,则

=(  )

A.1B.2C.3D.4

答案 C

解析

 

===3,故选C.

7.[2015•全国?

,8]设α∈,β∈,且tanα=,则(  )

A.3α-β=B.3α+β=

C.2α-β=D.2α+β=

答案 C

解析 由tanα=得=,即sinαcosβ=cosα+sinβcosα,所以sin(α-β)=cosα,

又cosα=sin,所以sin(α-β)=sin,又因为α∈,β∈,所以-<α-β<,0<-α<,因此α-β=-α,所以2α-β=,故选C.

8.[2013•浙江卷,6]已知α∈R,sinα+2cosα=,则tan2α=(  )

A.B.C.-D.-

答案 C

解析 (sinα+2cosα)2=,展开得3cos2α+4sinαcosα=,再由二倍角公式得·cos2α+2sin2α=0,故tan2α==-=-,选C.

9.[2013•重庆卷,9]4cos50°-tan40°=(  )

A.B.C.D.2-1

答案 C

解析 4cos50°-tan40°=4sin40°-

==,故选C.

2、填空题

1.[2018•全国?

,15]已知sinα+cosβ=1,cosα+sinβ=0,则sin(α+β)=______.

答案 -

解析 解法一:

因为sinα+cosβ=1,cosα+sinβ=0,所以(1-sinα)2+(-cosα)2=1,所以sinα=,cosβ=,因此sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ=¡Á-cos2α=-1+sin2α=-1+=-.

解法二:

由(sinα+cosβ)2+(cosα+sinβ)2=1,得2+2sin(α+β)=1,所以sin(α+β)=-.

2.[2017•全国?

,14]函数f(x)=sin2x+cosx-的最大值是________.

答案 1

解析 f(x)=1-cos2x+cosx-=-2+1.

∵x∈,∴cosx∈[0,1],

∴当cosx=时,f(x)取得最大值,最大值为1.

3.[2017•北京卷,12]在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sinα=,则cos(α-β)=________.

答案 -

解析 由题意知α+β=π+2kπ(k∈Z),

∴β=π+2kπ-α(k∈Z),sinβ=sinα,cosβ=-cosα.

又sinα=,

∴cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ=-cos2α+sin2α=2sin2α-1=2¡Á-1=-.

4.[2017•江苏卷,5]若tan=,则tanα=________.

答案 

解析 ∵tan===,

∴6tanα-6=1+tanα(tanα¡Ù-1),∴tanα=.

tanα=tan===.

5.[2016•浙江卷,10]已知2cos2x+sin2x=Asin(ωx+φ)+b(A>0),则A=________,b=________.

答案  1

解析 ∵2cos2x+sin2x=1+cos2x+sin2x=sin+1,∴A=,b=1.

6.[2016•四川卷,11]cos2-sin2=________.

答案 

解析 由二倍角公式易得cos2-sin2=cos=.

7.[2016•江苏卷,14]在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanA·tanBtanC的最小值是________.

答案 8

解析 ∵sinA=2sinBsinC,∴sin(B+C)=2sinBsinC,

即sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,

亦即tanB+tanC=2tanBtanC,

∵tanA=tan[π-(B+C)]=-tan(B+C)=-=,

又△ABC为锐角三角形,

∴tanA=>0,tanB+tanC>0,

∴tanBtanC>1,

∴tanAtanBtanC=·tanB·tanC=,

令tanBtanC-1=t,则t>0,∴tanAtanBtanC==2¡Ý2¡Á(2+2)=8,当且仅当t=,即tanBtanC=2时,取¡°=¡±.

∴tanAtanBtanC的最小值为8.

8.[2014•全国Ⅱ,14]函数f(x)=sin(x+2φ)-2sinφcos(x+φ)的最大值为________.

答案 1

解析 f(x)=sin[(x+φ)+φ]-2sinφcos(x+φ)

=sin(x+φ)cosφ+cos(x+φ)sinφ-2sinφcos(x+φ)

=sin(x+φ)cosφ-sinφcos(x+φ)

=sin(x+φ-φ)

=sinx,

∴f(x)的最大值为1.

9.[2013•全国Ⅰ,15]设当x=θ时,函数f(x)=sinx-2cosx取得最大值,则cosθ=_____.

答案 -

解析 由辅助角公式得:

f(x)=·=sin(x-φ),其中sinφ=,cosφ=,由x=θ时,f(x)取得最大值得:

sin(θ-φ)=1,∴θ-φ=2kπ+,k∈Z,即θ=φ++2kπ,∴cosθ=cos=-sinφ=-.

10.[2013•四川卷,13]设sin2α=-sinα,α∈,则tan2α的值是________.

答案 

解析 解法一:

由sin2α=-sinα2sinαcosα=-sinα,

∵α∈,∴sinα¡Ù0,

∴cosα=-,则sinα=,

∴tanα=-,

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