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版高三数学一轮复习第四章三角函数解三角形试题理

专题四三角函数、解三角形

考点1三角函数的概念、同角三角函数基本关系式及诱导公式

1.(2016·全国Ⅲ,5)若tanα=,则cos2α+2sin2α=(  )

A.B.C.1D.

1.Atanα=,则cos2α+2sin2α===.

2.(2015·重庆,9)若tanα=2tan,则=(  )

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

2.C [==

====3.]

3.(2014·大纲全国,3)设a=sin33°,b=cos55°,c=tan35°,则(  )

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

3.C [∵b=cos55°=sin35°>sin33°=a,∴b>a.

又c=tan35°=>sin35°=cos55°=b,∴c>b.∴c>b>a.故选C.]

考点2三角函数的图象与性质

1.(2016·浙江,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

1.B[因为f(x)=sin2x+bsinx+c=-+bsinx+c+,

其中当b=0时,f(x)=-+c+,f(x)的周期为π;b≠0时,f(x)的周期为2π.即f(x)的周期与b有关但与c无关,故选B.]

2.(2016·四川,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

2.D[由题可知,y=sin=sin,则只需把y=sin2x的图象向右平移个单位,选D.

3.(2016·北京,7)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′.若P′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

3.A[点P在函数y=sin图象上,则t=sin=sin=.

又由题意得y=sin=sin2x,

故s=+kπ,k∈Z,所以s的最小值为.]

4.(2016·全国Ⅰ,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

4.B[因为x=-为f(x)的零点,x=为f(x)的图象的对称轴,所以-=+kT,即=T=·,所以ω=4k+1(k∈N*),又因为f(x)在上单调,所以-=≤=,即ω≤12,由此得ω的最大值为9,故选B.]

5.(2016·全国Ⅱ,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)

5.B[由题意将函数y=2sin2x的图象向左平移个单位长度后得到函数的解析式为y=2sin,由2x+=kπ+得函数的对称轴为x=+(k∈Z),故选B.]

6.(2015·山东,3)要得到函数y=sin的图象,只需将函数y=sin4x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

6.B[∵y=sin=sin,

∴要得到y=sin的图象,只需将函数y=sin4x的图象向右平移个单位.]

7.(2015·湖南,9)将函数f(x)=sin2x的图象向右平移φ个单位后得到函数g(x)的图象,若对满足|f(x1)-g(x2)|=2的x1,x2,有|x1-x2|min=,则φ=(  )

A.B.C.D.

7.D[易知g(x)=sin(2x-2φ),φ∈,

由|f(x1)-f(x2)|=2及正弦函数的有界性知,

①或②

由①知(k1,k2∈Z),

∴|x1-x2|min==,由φ∈,

∴+φ=,∴φ=,

同理由②得φ=.故选D.]

8.(2015·四川,4)下列函数中,最小正周期为π且图象关于原点对称的函数是(  )

A.y=cosB.y=sin

C.y=sin2x+cos2xD.y=sinx+cosx

8.A [A选项:

y=cos=-sin2x,T=π,且关于原点对称,故选A.]

9.(2015·陕西,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=3sin+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

9.C [由题干图易得ymin=k-3=2,则k=5.∴ymax=k+3=8.]

10.(2015·新课标全国Ⅰ,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.,k∈ZB.,k∈Z

C.,k∈ZD.,k∈Z

10.D [由图象知=-=1,∴T=2.由选项知D正确.]

11.(2015·安徽,10)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ均为正的常数)的最小正周期为π,当x=时,函数f(x)取得最小值,则下列结论正确的是(  )

A.f

(2)

(2)

(2)D.f

(2)

11.A [由于f(x)的最小正周期为π,∴ω=2,即f(x)=Asin(2x+φ),又当x=时,2x+φ=+φ=2kπ-,∴φ=2kπ-,又φ>0,∴φmin=,故f(x)=Asin.

于是f(0)=A,f

(2)=Asin,f(-2)=Asin=Asin,

又∵-<-4<<4-<,其中f

(2)=Asin

=Asin=Asin,f(-2)=Asin

=Asin=Asin.

又f(x)在单调递增,∴f

(2)

12.(2014·浙江,4)为了得到函数y=sin3x+cos3x的图象,可以将函数y=cos3x的图象(  )

A.向右平移个单位B.向左平移个单位

C.向右平移个单位D.向左平移个单位

12.C [因为y=sin3x+cos3x=cos=cos3,所以将函数y=cos3x的图象向右平移个单位后,可得到y=cos的图象,故选C.]

13.(2014·辽宁,9)将函数y=3sin的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数(  )

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

13.B [将y=3sin的图象向右平移个单位长度后得到y=3sin,即y=3sin的图象,令-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,化简可得x∈,k∈Z,即函数y=3sin的单调递增区间为,k∈Z,令k=0,可得y=3sin(2x-)在区间上单调递增,故选B.]

14.(2014·陕西,2)函数f(x)=cos的最小正周期是(  )

A.B.πC.2πD.4π

14.B [∵T==π,∴B正确.]

15.(2016·江苏,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.

15.7[在区间[0,3π]上分别作出y=sin2x和y=cosx的简图如下:

由图象可得两图象有7个交点.]

16.(2016·全国Ⅲ,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.

16.[y=sinx-cosx=2sin,y=sinx+cosx=2sin,因此至少向右平移个单位长度得到.]

17.(2015·浙江,11)函数f(x)=sin2x+sinxcosx+1的最小正周期是________,单调递减区间是________.

17.π (k∈Z) [f(x)=+sin2x+1=sin+,

∴T==π,由+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,解得:

+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,∴单调递减区间是,k∈Z.]

18.(2015·福建,19)已知函数f(x)的图象是由函数g(x)=cosx的图象经如下变换得到:

先将g(x)图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),再将所得到的图象向右平移个单位长度.

(1)求函数f(x)的解析式,并求其图象的对称轴方程;

(2)已知关于x的方程f(x)+g(x)=m在[0,2π)内有两个不同的解α,β.

①求实数m的取值范围;

②证明:

cos(α-β)=-1.

18.解法一 

(1)将g(x)=cosx的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变)得到y=2cosx的图象,再将y=2cosx的图象向右平移个单位长度后得到y=2cos的图象,故f(x)=2sinx.

从而函数f(x)=2sinx图象的对称轴方程为x=kπ+(k∈Z).

(2)①f(x)+g(x)=2sinx+cosx==sin(x+φ)

.

依题意,sin(x+φ)=在[0,2π)内有两个不同的解α,β,当且仅当<1,故m的取值范围是(-,).

②证明 因为α,β是方程sin(x+φ)=m在[0,2π)内的两个不同的解。

所以sin(α+φ)=,sin(β+φ)=.

当1≤m<时,α+β=2,即α-β=π-2(β+φ);

当-<m<1时,α+β=2,即α-β=3π-2(β+φ).

所以cos(α-β)=-cos2(β+φ)=2sin2(β+φ)-1=2-1=-1.

法二 

(1)解 同法一.

(2)①解 同法一.

②证明 因为α,β是方程sin(x+φ)=m在[0,2π)内的两个不同的解,

所以sin(α+φ)=,sin(β+φ)=.

当1≤m<时,α+β=2,即α+φ=π-(β+φ);

当-<m<1时,α+β=2,即α+φ=3π-(β+φ);

所以cos(α+φ)=-cos(β+φ).

于是cos(α-β)=cos[(α+φ)-(β+φ)]

=cos(α+φ)cos(β+φ)+sin(α+φ)sin(β+φ)

=-cos2(β+φ)+sin(α+φ)sin(β+φ)

=-+=-1.

 

19.(2015·北京,15)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.

19.

(1)因为f(x)=sinx-(1-cosx)=sin-,

所以f(x)的最小正周期为2π.

(2)因为-π≤x≤0,所以-≤x+≤.

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-.

20.(2015·重庆,18)已知函数f(x)=sinsinx-cos2x.

(1)求f(x)的最小正周期和最大值;

(2)讨论f(x)在上的单调性.

20.

(1)f(x)=sinsinx-cos2x=cosxsinx-(1+cos2x)

=sin2x-cos2x-

=sin-,

因此f(x)的最小正周期为π,最大值为.

(2)当x∈时,0≤2x-≤π,从而

当0≤2x-≤,即≤x≤时,f(x)单调递增,

当≤2x-≤π,即≤x≤时,f(x)单调递减.

综上可知,f(x)在上单调递增;在上单调递减.

21.(2015·天津,15)已知函数f(x)=sin2x-sin2,x∈R.

(1)求f(x)的最小正周期;

(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.

21. 

(1)由已知,有

f(x)=-=-cos2x=sin2x-cos2x

=sin.

所以f(x)的最小正周期T==π.

(2)因为f(x)在区间上是减函数,在区间上是增函数,

f=-,f=-,f=,

所以f(x)在区间上的最大值为,最小值为-.

22.(2015·湖北,17)某同学用“五点法”画函数f(x)=Asin(ωx+φ)在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:

ωx+φ

0

π

x

Asin(ωx+φ)

0

5

-5

0

(1)请将上表数据补充完整,填写在答题卡上相应位置,并直接写出函数f(x)的解析式;

(2)将y=f(x)图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y=g(x)的图象.若y=g(x)图象的一个对称中心为,求θ的最小值.

22.

(1)根据表中已知数据,解得A=5,

ω=2,φ=-.数据补全如下表:

ωx+φ

0

π

x

π

Asin(ωx+φ)

0

5

0

-5

0

且函数表达式为f(x)=5sin.

(2)由

(1)知f(x)=5sin,得g(x)=5sin.

因为y=sinx的对称中心为(kπ,0),k∈Z.

令2x+2θ-=kπ,解得x=+-θ,k∈Z.

由于函数y=g(x)的图象关于点成中心对称,令+-θ=,

解得θ=-,k∈Z.由θ>0可知,当k=1时,θ取得最小值.

 

23.(2014·湖北,17)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)求实验室这一天的最大温差;

(2)若要求实验室温度不高于11℃,则在哪段时间实验室需要降温?

23.

(1)因为f(t)=10-2=10-2sin,

又0≤t<24,所以≤t+<,

-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,取得最小值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℃.

(2)依题意,当f(t)>11时实验室需要降温.

(1)得f(t)=10-2sin,故有10-2sin>11,即sin<-.

又0≤t<24,因此

故在10时至18时实验室需要降温.

24.(2014·上海,1)函数y=1-2cos2(2x)的最小正周期是________.

24. [y=1-2cos2(2x)=1-2×=-cos4x,则最小正周期为.]

考点3三角恒等变换

1.(2016·山东,7)函数f(x)=(sinx+cosx)(cosx-sinx)的最小正周期是(  )

A.B.πC.D.2π

1.B[∵f(x)=2sinxcosx+(cos2x-sin2x)=sin2x+cos2x=2sin,∴T=π,故选B.]

2.(2016·全国Ⅱ,9)若cos=,则sin2α=(  )

A.B.C.-D.-

2.D[因为sin2α=cos=2cos2-1,又因为cos=,

所以sin2α=2×-1=-,故选D.]

3.(2016·全国Ⅲ,8)在△ABC中,B=,BC边上的高等于BC,则cosA=(  )

A.B.C.-D.-

3.C[设BC边上的高AD交BC于点D,由题意B=,BD=BC,DC=BC,

tan∠BAD=1,tan∠CAD=2,tanA==-3,所以cosA=-.]

4.(2015·新课标全国Ⅰ,2)sin20°cos10°-cos160°sin10°=(  )

A.-B.C.-D.

4.D[sin20°cos10°-cos160°sin10°=sin20°cos10°+cos20°sin10°=sin30°=.]

5.(2014·新课标全国Ⅰ,8)设α∈,β∈,且tanα=,则(  )

A.3α-β=B.3α+β=C.2α-β=D.2α+β=

5.C [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.]

6.(2016·四川,11)cos2-sin2=.

6.[由题可知,cos2-sin2=cos=(二倍角公式).]

7.(2015·四川,12)sin15°+sin75°的值是.

7. [sin15°+sin75°=sin15°+cos15°=sin(15°+45°)=sin60°=.]

8.(2015·江苏,8)已知tanα=-2,tan(α+β)=,则tanβ的值为________.

8.3 [∵tanα=-2,∴tan(α+β)===,解得tanβ=3.]

9.(2015·山东,16)设f(x)=sinxcosx-cos2.

(1)求f(x)的单调区间;

(2)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若f=0,a=1,求△ABC面积的最大值.

9.解 

(1)由题意知f(x)=-=-=sin2x-.

由-+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z,可得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z;

由+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z,可得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.

所以f(x)的单调递增区间是(k∈Z);

单调递减区间是(k∈Z).

(2)由f=sinA-=0,得sinA=,

由题意知A为锐角,所以cosA=.

由余弦定理a2=b2+c2-2bccosA,可得1+bc=b2+c2≥2bc,

即bc≤2+,且当b=c时等号成立.因此bcsinA≤.

所以△ABC面积的最大值为.

10.(2014·新课标全国Ⅱ,14)函数f(x)=sin(x+2φ)-2sinφcos(x+φ)的最大值为________.

10.1 [f(x)=sin[(x+φ)+φ]-2sinφcos(x+φ)=sin(x+φ)cosφ-cos(x+φ)sinφ=sin(x+φ-φ)=sinx,因为x∈R,所以f(x)的最大值为1.]

11.(2014·江西,16)已知函数f(x)=sin(x+θ)+acos(x+2θ),其中a∈R,θ∈.

(1)若a=,θ=时,求f(x)在区间[0,π]上的最大值与最小值;

(2)若f=0,f(π)=1,求a,θ的值.

11.解 

(1)f(x)=sin+cos

=(sinx+cosx)-sinx

=cosx-sinx=sin,

因为x∈[0,π],从而-x∈,

故f(x)在[0,π]上的最大值为,最小值为-1.

(2)由得

又θ∈知cosθ≠0,解得

12.(2014·广东,16)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.

12.解 

(1)f=Asin=,∴A·=,A=.

(2)f(θ)+f(-θ)=sin+·sin=,

∴[(sinθ+cosθ)+(-sinθ+cosθ)]=,∴cosθ=,cosθ=,

又θ∈(0,),∴sinθ==,∴f=sin(π-θ)=sinθ=.

 

13.(2014·江苏,15)已知α∈,sinα=.

(1)求sin的值;

(2)求cos的值.

13.解 

(1)因为a∈,sinα=,所以cosα=-=-.

故sin=sincosα+cossinα=×+×=-.

(2)由

(1)知sin2α=2sinαcosα=2××=-,

cos2α=1-2sin2α=1-2×=,

所以cos=coscos2α+sinsin2α=×+×=-.

考点4解三角形

1.(2014·新课标全国Ⅱ,4)钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC=,则AC=(  )

A.5B.C.2D.1

1.B [S△ABC=AB·BCsinB=×1×sinB=,

∴sinB=,若B=45°,则由余弦定理得AC=1,∴△ABC为直角三角形,不符合题意,因此B=135°,由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=1+2-2×1××=5,∴AC=.故选B.]

2.(2016·全国Ⅱ,13)△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若cosA=,cosC=,a=1,则b=.

2.[在△ABC中由cosA=,cosC=,可得sinA=,sinC=,sinB=sin(A+C)=sinAcosC+cosA·sinC=,由正弦定理得b==.]

3.(2015·福建,12)若锐角△ABC的面积为10,且AB=5,AC=8,则BC等于________.

3.7 [S=AB·AC·sinA,∴sinA=,在锐角三角形中A=,由余弦定理得BC==7.]

4.(2015·广东,11)设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若a=,sinB=,C=,则b=________.

4.1 [因为sinB=且B∈(0,π),所以B=或B=.又C=,所以B=,A=π-B-C=.又a=,由正弦定理得=,即=,解得b=1.]

5.(2015·北京,12)在△ABC中,a=4,b=5,c=6,则=________.

5.1 [由余弦定理:

cosA===,

∴sinA=,cosC===,

∴sinC=,∴==1.]

6.(2015·重庆,13)在△ABC中,B=120°,AB=,A的角平分线AD=,则AC=________.

6. [由正弦定理得=,即=,解得sin∠ADB=,∠ADB=45°,从而∠BAD=15°=∠DAC,所以C=180°-120°-30°=30°,AC=2ABcos30°=.]

7.(2015·天津,13)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为3,b-c=2,cosA=-,则a的值为________.

7.8 [∵cosA=-,0<A<π,∴sinA=,

S△ABC=bcsinA=bc×=3,∴bc=24,又b-c=2,

∴b2-2bc+c2=4,b2+c2=52,由余弦定理得,a2=b2+c2-2bccosA=52-2×24×=64,∴a=8.]

8.(2014·天津,12)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知b-c=a,2sinB=3sinC,则cosA的值为________.

8.- [由已知及正弦定理,得2b=3c,因为b-c=a,不妨设b=3,c=2,所以a=4,所以cosA==-.]

9.(2014·江苏,14)若△ABC的内角满足sinA+sinB=2sinC,则cosC的最小值是________.

9. [由正弦定理可得a+b=2c,又cosC===≥=,当且仅当a=b时取等号,所以cosC的最小值是.]

10.(2014·新课标全国Ⅰ,16)已知a,b,c,分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,a=2,且(2+b)(sinA-sinB)=(c-b)sinC,则△ABC面积的最大值为________.

10. [因为a=2,所以(2+b)(sinA-sinB)=(c-b)sinC可化为(a+b)(sinA-sinB)=(c-b)sinC,由正弦定理可得(a+b)(a-b)=(c-b)c,即b2+c2-a2=bc,由余弦定理可得cosA===,又0

11.(2014·山东,12)

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