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三角函数阶段性习题答案

阶段性测试题三(三角函数与三角形)

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分150分。

考试时间120分钟。

第Ⅰ卷(选择题 共60分)

一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)

1.(2011~2012·安徽名校联考)“cos2α=”是“sinα=”的(  )

A.充分不必要条件   B.必要不充分条件

C.充要条件D.既不充分也不必要条件

[答案] B

[解析] 若sinα=,则

cos2α=1-2sin2α=1-2×()2=,

∴sinα=⇒cos2α=,

但cos2α=时,1-2sin2α=,∴sin2α=,

∴sinα=±,故选B.

2.(文)(2011~2012·山东苍山县期末)要得到函数y=sin(2x+)的图象,可将y=sin2x的图象(  )

A.向右平移个单位长度

B.向左平移个单位长度

C.向右平移个单位长度

D.向左平移个单位长度

[答案] B

[解析] y=sin(2x+)=sin2(x+),故只须将y=sin2x的图象向左平移个单位长度,∴选B.

(理)(2011~2012·福州八中质检)要得到函数y=sin(-2x)的图象,只需将函数y=cos2x的图象(  )

A.向左平移个单位B.向右平移个单位

C.向左平移个单位D.向右平移个单位

[答案] A

[解析] y=sin(-2x)=cos[-(-2x)]

=cos(2x+)=cos2(x+),故只须将y=cos2x的图象向左平移个单位就可得到y=sin(-2x)的图象.

3.(2011~2012·浙江六校联考)已知锐角α的终边上一点P(sin40°,1+cos40°),则α等于(  )

A.10°B.20°

C.70°D.80°

[答案] C

[解析] tanα===cot20°=tan70°,∵α为锐角,∴α=70°.

4.(文)(2011~2012·豫南九校联考)函数y=cos2ax-sin2ax的最小正周期为π,则a的值是(  )

A.-1B.1

C.2D.±1

[答案] D

[解析] y=cos2ax-sin2ax=cos2ax,T===π,∴a=±1.

(理)(2011~2012·安徽六校教育研究会联考)函数y=2-sin2x是(  )

A.周期为2π的奇函数

B.周期为2π的偶函数

C.周期为π的奇函数

D.周期为π的偶函数

[答案] D

[解析] y=2-sin2x=2-=+cos2x,周期T=π为偶函数,∴选D.

5.(2011~2012·平顶山、许昌新乡二调)设△ABC的三个内角A,B,C,向量m=(sinA,sinB),n=(cosB,cosA),若m·n=1+cos(A+B),则C=(  )

A.B.

C.D.

[答案] C

[解析] m·n=sinAcosB+sinBcosA=sin(A+B)=sinC,cos(A+B)=-cosC,∵m·n=1+cos(A+B),∴sinC=1-cosC,∴sin(C+)=,

∵0

6.(2011~2012·青岛市期末)已知tan(α+)=3,则tanα的值为(  )

A.B.-

C.D.-

[答案] A

[解析] 由tan(α+)=3得,=3,∴tanα=.

7.(2011~2012·淄博一模)在△ABC中,已知b·cosC+c·cosB=3a·cosB,其中a、b、c分别为角A、B、C的对边,则cosB值为(  )

A.B.-

C.D.-

[答案] A

[解析] 由正弦定理sinBcosC+sinCcosB=3sinAcosB,

∴sin(B+C)=3sinAcosB,

∴sinA=3sinAcosB,

∵sinA≠0,∴cosB=.

8.甲船在B岛的正南方A处,AB=10km,甲船以4km/h的速度向正北航行,同时,乙船自B岛出发以6km/h的速度向北偏东60°的方向驶去,当甲、乙两船相距最近时,它们航行的时间是(  )

A.minB.h

C.21.5minD.21.5h

[答案] A

[解析] 设甲、乙两船相距最近时,所需时间为th,此时甲船到达C处,乙船到达D处,

则CD2=BC2+BD2-2BC·BDcos120°

=(10-4t)2+(6t)2-2×(10-4t)×6t×(-)

=4(7t2-5t+25),

∴t=h=min时,两船相距最近.

9.(文)(2011~2012·绥化市一模)若tanα=3,则的值为(  )

A.2    B.3    

C.4    D.6

[答案] D

[解析] ∵tanα=3,∴==2tanα=6.

(理)(2011~2012·深圳市一调)已知直线l:

xtanα-y-3tanβ=0的斜率为2,在y轴上的截距为1,则tan(α+β)=(  )

A.-B.

C.D.1

[答案] D

[解析] 由条件得tanα=2,tanβ=-,

∴tan(α+β)===1.

10.(2011~2012·哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学联考)函数y=2sin2x+sin2x的最小正周期是(  )

A.B.

C.πD.2π

[答案] C

[解析] ∵y=1-cos2x+sin2x=1+sin(2x-),

∴T==π.

11.(文)(2011~2012·包头一中期末)方程|x|=cosx在(-∞,+∞)(  )

A.没有根B.有且仅有一个根

C.有且仅有两个根D.有无穷多个根

[答案] C

[解析] 在同一坐标系中作出函数y=|x|与y=cosx的图象知,两函数图象有且仅有两个交点.

(理)(2011~2012·青岛市期末)已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)为奇函数,该函数的部分图象如图所示,△EFG是边长为2的等边三角形,则f

(1)的值为(  )

A.-B.-

C.D.-

[答案] D

[解析] ∵△EFG为边长为2的正三角形,∴f(x)的周期为4,∴=4,∴ω=,∵f(x)为奇函数,0<φ<π,∴φ=,∴f(x)=-Asin(x),其最大值为A=,

∴f(x)=-sinx,∴f

(1)=-.

12.(2011~2012·豫南九校联考)函数f(x)=Asin(ωx+φ)(其中A>0,|φ|<)的图象如图所示,为了得到g(x)=sin2x的图象,则只要将f(x)的图象(  )

A.向右平移个单位长度

B.向右平移个单位长度

C.向左平移个单位长度

D.向左平移个单位长度

[答案] A

[解析] =-=,∴T==π,∴ω=2,

由最小值-1知A=1,

∴f(x)=sin(2x+φ),将(,0)代入得sin(+φ)=0,

∵|φ|<,∴φ=,

∴f(x)=sin(2x+)=sin2(x+),向右平移个单位长度,即可得g(x)=sin2x的图象.

第Ⅱ卷(非选择题 共90分)

二、填空题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分,把正确答案填在题中横线上.)

13.(文)(2011~2012·安徽东至县一模)cos42°·cos78°+sin42°·cos168°=________.

[答案] -

[解析] cos42°cos78°+sin42°cos168°=cos42°cos78°-sin42°sin78°=cos(42°+78°)=cos120°=-.

(理)(2011~2012·佛山市质检)函数y=sinx+sin(x+)的最小正周期是________.

[答案] 2π

[解析] y=sinx+sin(x+)=sinx+cosx=2(sinx+cosx)=2sin(x+),故最小正周期为2π.

14.(2011·浙江杭州月考)已知sin(x+)=,则sin(-x)+sin2(-x)=________.

[答案] 

[解析] sin(-x)+sin2(-x)

=sin[π-(-x)]+cos2[-(-x)]

=sin(+x)+cos2(+x)

=sin(+x)+1-sin2(+x)

=+1-()2=.

15.(2011~2012·山东东营市期末)小明爸爸开车以80km/h的速度沿着正北方向的公路行驶,小明坐在车里向外观察,在点A处望见电视塔P在北偏东30°方向上,15分钟后到达B处望见电视塔在北偏东75°方向上,则汽车在点B时与电视塔P的距离是________km.

[答案] 10

[解析] 由条件知AB=80×=20,

∠APB=75°-30°=45°,由正弦定理得=,

∴BP==10(km).

16.(文)(2011~2012·厦门市质检)函数f(x)=sin(x+)-cos(x+),x∈[0,2π)的单调递减区间是________.

[答案] [,]

[解析] f(x)=sin(x+)-cos(x+)=2sin[(x+)-]=2sinx,故在[0,2π)上的单调递减区间为[,].

(理)(2011~2012·日照一模)给出下列四个命题:

①命题“∀x∈R,cosx>0”的否定是“∃x∈R,cosx≤0”;

②若0

③函数y=sin(2x-)的一个单调增区间是[-,];

④对于任意实数x,有f(-x)=f(x),且当x>0时,f′(x)>0,则当x<0时,f′(x)<0.

其中真命题的序号是________(把所有真命题的序号都填上).

[答案] ①③④

[解析] ①正确;令f(x)=x2+ax-3=0,则ax=3-x2,在同一坐标系中作出函数y=ax(00时,f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上为增函数,∴f(x)在(-∞,0)上为减函数,因此,当x<0时,f′(x)<0,故④真.

三、解答题(本大题共6个小题,共74分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)

17.(本小题满分12分)(文)(2011~2012·吉林延吉市质检)已知函数f(x)=-2sin2x+sin2x+.

(1)求函数f(x)的最小正周期和最小值;

(2)在给出的直角坐标系中,画出函数y=f(x)在区间[0,π]上的图象.

[解析] 

(1)f(x)=(1-2sin2x)+sin2x=sin2x+cos2x=2sin(2x+),

所以,f(x)的最小正周期T==π,最小值为-2.

(2)列表:

x

0

π

f(x)

2

0

-2

0

故画出函数y=f(x)在区间[0,π]上的图象如图.

(理)(2011~2012·湖北八市联考)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<,x∈R)的图象的一部分如下图所示.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)求函数y=f(x)+f(x+2)的最大值与最小值.

[解析] 

(1)由图象知,A=2,=8,

∴ω=,∴f(x)=2sin(x+φ),

当x=1时,有×1+φ=,

∴φ=.

∴f(x)=2sin(x+).

(2)y=2sin(x+)+2sin[(x+2)+]

=2sin(x+)+2cos(x+)

=2sin(x+)

=2cosx,

∴ymax=2,ymin=-2.

18.(本小题满分12分)(文)(2011~2012·厦门市质检)在△ABC中,a、b、c分别是三个内角A、B、C的对边.a=2,sin=,且△ABC的面积为4.

(1)求cosB的值;

(2)求边b、c的长.

[解析] 

(1)∵sin=,

∴cosB=1-2sin2

=1-2×()2=.

(2)由

(1)cosB=,在△ABC中,0

∴sinB=,

又由已知S△ABC=4,且a=2,

∴acsinB=4,解得c=5,

∴b2=a2+c2-2accosB=22+52-2×2×5×=17,

∴b=,∴b=,c=5.

(理)(2011~2012·绥化市一模)在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,且(2a+c)cosB+bcosC=0.

(1)求角B的值;

(2)已知函数f(x)=2cos(2x-B),将f(x)的图象向左平移个单位长度后得到函数g(x)的图象,求g(x)的单调增区间.

[解析] 

(1)由正弦定理得(2sinA+sinC)cosB+sinBcosC=0,

即2sinAcosB+sinCcosB+cosCsinB=0,

得2sinAcosB+sin(B+C)=0,

因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sinA,得2sinAcosB+sinA=0,

因为sinA≠0,所以cosB=-,

又B为三角形的内角,所以B=.

(2)∵B=,∴f(x)=2cos(2x-),

∴g(x)=2cos[2(x+)-]

=2cos(2x-)=2sin2x,

由2kπ-≤2x≤2kπ+ (k∈Z),得

kπ-≤x≤kπ+ (k∈Z),

故f(x)的单调增区间为[kπ-,kπ+](k∈Z).

19.(本小题满分12分)(2011~2012·安徽名校联考)在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且cosA=.

(1)求sin2+cos2A的值;

(2)若a=,求bc的最大值.

[解析] 

(1)sin2+cos2A=[1-cos(B+C)]+2cos2A-1=(1+cosA)+2cos2A-1=-.

(2)∵=cosA=,

∴bc=b2+c2-a2≥2bc-a2,

∴bc≤a2,又a=,∴bc≤.

当且仅当b=c=时,bc=,故bc的最大值是.

20.(本小题满分12分)(2011~2012·江西赣州市期末)已知函数f(x)=sinxcosx-cos2x-,x∈R.

(1)求函数f(x)的最小值和最小正周期;

(2)已知△ABC内角A、B、C的对边分别为a、b、c,且c=3,f(C)=0,若向量m=(1,sinA)与n=(2,sinB)共线,求a、b的值.

[解析] 

(1)f(x)=sinxcosx-cos2x-=sin2x-cos2x-1=sin(2x-)-1,

∴f(x)的最小值是-2,最小正周期为π.

(2)∵f(C)=sin(2C-)-1=0,即sin(2C-)=1,

∵0

∴2C-=,∴C=.

∵m与n共线,∴sinB-2sinA=0.

由正弦定理=,得b=2a, ①

∵c=3,由余弦定理得,9=a2+b2-2abcos, ②

解方程组①②得,.

21.(本小题满分12分)(2011~2012·吉林重点中学一模)已知向量a=(sin(ωx+φ),2),b=(1,cos(ωx+φ)),ω>0,0<φ<.函数f(x)=(a+b)·(a-b),若y=f(x)的图象的一个对称中心与它相邻的一个对称轴之间的距离为1,且过点M(1,).

(1)求函数f(x)的表达式;

(2)当-1≤x≤1时,求函数f(x)的单调区间.

[解析] 

(1)f(x)=(a+b)·(a-b)=|a|2-|b|2

=sin2(ωx+φ)+4-1-cos2(ωx+φ)

=-cos(2ωx+2φ)+3,

由题意得周期T==4,故ω=,

又图象过点M(1,),所以=3-cos(+2φ),

即sin2φ=,而0<φ<,所以2φ=,

∴f(x)=3-cos(x+).

(2)当-1≤x≤1时,-≤x+≤,

∴当-≤x+≤0时,即x∈[-1,-]时,f(x)是减函数,

当0≤x+≤时,即x∈[-,1]时,f(x)是增函数.

∴函数f(x)的单调减区间是[-1,-],单调增区间是[-,1].

22.(本小题满分14分)(文)(2011~2012·吉林省延吉市质检)某城市有一块不规则的绿地如图所示,城建部门欲在该地上建造一个底座为三角形的环境标志,小李、小王设计的底座形状为△ABC、△ABD,经测量AD=BD=14,BC=10,AC=16,∠C=∠D.

(1)求边AB的长度;

(2)若建造环境标志的费用与用地面积成正比,不考虑其他因素,小李、小王谁的设计使建造费用最低,请说明理由.

[解析] 

(1)在△ABC中,由余弦定理得

AB2=AC2+BC2-2AC·BCcosC=162+102-2·16·10cosC①

在△ABD中,由余弦定理及∠C=∠D整理得

AB2=AD2+BD2-2AD·BDcosD=142+142-2·142cosC②

由①②得:

142+142-2·142cosC=162+102-2·16·10cosC

∴cosC=,

又∠C为三角形的内角,所以C=60°,

又∠C=∠D,AD=BD,所以△ABD是等边三角形,∴AB=14.

(2)小李的设计符合要求.

理由如下:

S△ABD=AD·BDsinD

S△ABC=AC·BCsinC

因为AD·BD>AC·BC,

所以S△ABD>S△ABC,

由已知建造费用与用地面积成正比,故选择△ABC建造环境标志费用较低.

即小李的设计符合要求.

(理)(2011~2012·江苏无锡辅仁中学模拟)一铁棒欲通过如图所示的直角走廊,试回答下列问题:

(1)求棒长L关于α的函数关系式L(α);

(2)求能通过直角走廊的铁棒的长度的最大值.

[解析] 

(1)如图,AB=,BC=,

L(α)=AC=AB+BC=+ .

(2)L(α)=

令t=cosα+sinα=sin,

∵0<α<,∴t∈(1,],

则sinαcosα==,

∴L==,当t∈(1,]时,t-随着t的增大而增大,所以t-∈(0,],

所以L∈[4,+∞).

所以能够通过这个直角走廊的铁棒的最大长度为4.

[点评] L(α)的最小值,即通过此直角走廊的铁棒的最大长度,当α=时,能通过走廊的铁棒最长.

1.(2011~2012·大庆铁人中学期末)在同一个坐标系中画出函数y=ax,y=sinax的部分图象,其中a>0且a≠1,则下列所给图象中可能正确的是(  )

[答案] D

[解析] 若a>1,则y=sinax的周期T=<2π,排除A、C;若02π,排除B,故选D.

2.(2011~2012·兰州一中期末)y=sin(2x+)的图象经过怎样的平移后所得的图象关于点(-,0)中心对称(  )

A.向左平移个单位   B.向左平移个单位

C.向右平移个单位D.向右平移个单位

[答案] C

[解析] y=sin(2x+)=sin2(x+),向右平移个单位得y=sin2(x-+),∵当x=-时,sin2(x-+)=0,∴需向右平移个单位.

解法二:

将y=sin(2x+)的图象向右平移φ个单位后,得y=sin[2(x-φ)+]=sin(2x+-2φ),其图象关于点(-,0)对称,∴2×(-)+-2φ=kπ,∴φ=-+,∵k∈Z,∴k=0时,φ=,故选C.

3.(2011~2012·南通市调研)在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C所对的边,且3a+4b+5c=0,则a:

b:

c=________.

[答案] 20:

15:

12

[解析] ∵3a+4b+5c=0,

∴3a+4b+5c(+)=0,

∴(3a-5c)+(4b-5c)=0,

∵与不共线,∴,∴,

∴==,==,

∴a:

b:

c=20:

15:

12.

4.(2011~2012·南通市调研)已知函数f(x)=3sin,如果存在实数x1,x2,使得对任意的实数x,都有f(x1)≤f(x)≤f(x2),则|x1-x2|的最小值为________.

[答案] 2π

[解析] f(x)的周期T=4π,∵对任意实数x都有f(x1)≤f(x)≤f(x2),∴f(x1)是f(x)的最小值,f(x2)是f(x)的最大值,因此|x1-x2|的最小值为半个周期即2π.

5.(2011~2012·淄博一模)已知函数f(x)=2cos2-sinx.

(1)求函数f(x)的最小正周期和值域;

(2)若α为第二象限角,且f(α-)=,求的值.

[解析] 

(1)∵f(x)=1+cosx-sinx

=1+2cos(x+),

∴函数f(x)的周期为2π,

又∵-1≤cos(x+)≤1,∴-1≤f(x)≤3,

即f(x)的值域为[-1,3].

(2)∵f(α-)=,∴1+2cosα=,∴cosα=-,

∵α为第二象限角,∴sinα=,

∴=

==

==.

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