2016-2017学年高中数学必修四人教A版练习:第三章 三
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单元评估验收(三)(时间:120分钟 满分:150分)一、选择题(本大题共12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)1.2sin 215°-1的值是( ) A.12 B .-12C.32D .-32解析:2sin 215°-1=-(1-2sin 215°)=-cos 30°=-32. 答案:D2.已知函数f (x )=(sin x -cos x )sin x ,x ∈R ,则f (x )的最小正周期是( )A .πB .2π C.π2D .2解析:f (x )=sin 2x -sin x cos x =1-cos 2x 2-12sin 2x =12-22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4, 所以T =2π2=π.答案:A3.已知sin α2=45,cos α2=-35,则角α的终边所在的象限是( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:sin α=2sin α2cos α2=-2425<0,cos α=2cos 2α2-1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-352-1=-725<0.所以α为第三象限角. 答案:C4.2cos 10°-sin 20°cos 20°的值为( )A. 3B.62 C .1 D.12解析:原式=2cos (30°-20°)-sin 20°cos 20°=2(cos 30°cos 20°+sin 30°sin 20°)-sin 20°cos 20°=3cos 20°cos 20°= 3.答案:A5.在△ABC 中,C =120°,tan A +tan B =233,则tan A tan B的值为( )A.14B.13C.12D.53解析:△ABC 中,C =120°,得A +B =60°, 所以(tan A +tan B )=tan(A +B )(1-tan A tan B )= 3(1-tan A tan B )=233.所以tan A tan B =13.答案:B6.已知sin α2=45, cos α2=-35,则sin α等于( )A.625B .-2425C .-1225D .-625解析:sin α=2sin α2cos α2=2×45×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35=-2425.答案:B7.若θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,sin θ-cos θ=22,则cos 2θ等于( )A.32B .-32C .±32D .±12解析:因为sin θ-cos θ=22, 所以(sin θ-cos θ)2=12,即1-2sin θcos θ=12,所以sin 2θ=12.因为θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,sin θ >cos θ, 所以θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,所以2θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π, 所以cos 2θ=-1-sin 22θ=-32.答案:B8.已知sin α-cos α=-52,则tan α-1tan α的值为( )A .-5B .-6C .-7D .-8解析:将方程sin α-cos α=-52两边平方,可得1-sin 2α=54,即sin 2α=-14,则tan α+1tan α=tan 2+1tan α=⎝ ⎛⎭⎪⎫sin αcos α2+1sin αcos α=2sin 2α=2-14=-8. 答案:D9.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=35,x ∈(0,π),则sin x 的值为( ) A.-43-310B.43-310C.12D.32解析:由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=35,且0<x <π,得0<x +π6<π2,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=45,所以sin x =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6-π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6cos π6-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6sin π6=45×32-35×12=43-310. 答案:B10.在△ABC 中,cos A =55,cos B =31010,则△ABC 的形状是( )A .锐角三角形B .钝角三角形C .直角三角形D .等边三角形 解析:因为cos A =55,所以sin A =255. 同理sin B =1010.因为cos C =-cos(A +B )=-cos A cos B +sin A sin B = -55×31010+255×1010=-5050<0, 所以C 为钝角. 答案:B11.函数y =sin x +cos x +2⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2的最小值是( )A .2- 2B .2+ 2C .3D .1解析:由y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4+2,且0≤x ≤π2, 所以π4≤x +π4≤34π,所以22≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4≤1,所以3≤y ≤2+2. 答案:C12.(2014·天津卷)已知函数f (x )=3sin 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π3,则f (x )的最小正周期为( )A.π2B.2π3 C .πD .2π解析:由题意得函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6(ω>0),又曲线y =f (x )与直线y =1相邻交点距离的最小值是π3,由正弦函数的图象知,ωx +π6=π6和ωx +π6=5π6对应的x 的值相差π3,即2π3ω=π3,解得ω=2,所以f (x )的最小正周期是T =2πω=π.答案:C二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)13.若sin θ2-2cos θ2=0,则tan θ=________.解析:由sin θ2-2cos θ2=0,得tan θ2=2.所以tan θ=2tanθ21-tan 2θ2=2×21-2=-43. 答案:-4314.已知向量a =(4,3),b =(sin α,cos α),且a ⊥b ,那么tan 2α=________.解析:因为a ⊥b ,所以a ·b =0, 所以4sin α+3cos α=0,所以tan α=-34,所以tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×⎝⎛⎭⎪⎫-341-⎝ ⎛⎭⎪⎫-342=-247.答案:-24715.(2015·重庆卷改编)若tan α=2tan π5,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-3π10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π5=________.解析:因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-3π10=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π5-π2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π5, 所以原式=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π5=sin αcos π5+cos αsin π5sin αcos π5-cos αsin π5=tan α+tanπ5tan α-tanπ5. 又因为tan α=2tan π5,所以原式=2tan π5+tanπ52tan π5-tanπ5=3.答案:316.已知A ,B ,C 皆为锐角,且tan A =1,tan B =2,tan C =3,则A +B +C 的值为________.解析:因为tan(A +B )=tan A +tan B 1-tan A tan B =1+21-2=-3<0,①又0<A <π2,0<B <π2,所以0<A +B <π,②由①②知,π2<A +B <π,又tan[(A +B )+C ]=tan (A +B )+tan C 1-tan (A +B )tan C =-3+31-(-3)×3=0,又因为0<C <π2,所以π2<A +B +C <32π,所以A +B +C =π. 答案:π三、解答题(本大题共6小题,共70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10分)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=7210,cos 2α=725,求sin α及tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π3. 解:因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=22(sin α-cos α)=7210,所以sin α-cos α=75.①因为cos 2α=cos 2α-sin 2α=(cos α-sin α) (cos α+sin α)=-75(cos α+sin α),所以cos α+sin α=-15.②由①②得:sin α=35,cos α=-45.所以tan α=-34.所以tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π3=tan α+31-3tan α=3-341+334=48-25311. 所以sin α=35,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=48-25311. 18.(本小题满分12分)在斜△ABC 中,sin A =-cos B cos C 且tan B tan C =1-3,求角A .解:在三角形中,有A +B +C =π, 所以sin A =sin(B +C ).所以-cos B cos C =sin B cos C +cos B sin C .上式两边同时除以cos B cos C ,得tan B +tan C =-1.又tan(B +C )=tan B +tan C 1-tan B tan C =-11-(1-3)=-33=-tan A .所以tan A =33.又0<A <π,所以A =π6.19.(本小题满分12分)已知f (x )=2cos 2ωx2+3sin ωx +α的图象上相邻两对称轴的距离为π2.(1)若x ∈R ,求f (x )的递增区间;(2)若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,f (x )的最大值为4,求a 的值. 解:由f (x )=2cos 2 ωx2+3sin ωx +a =3sin ωx +cos ωx +a +1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6+a +1. 因为f (x )的图象上相邻对称轴的距离为π2,故T 2=π2⇒T =π⇒ω=2πT =2,所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6+a +1.(1)由-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π(k ∈Z),解得-π3+k π≤x ≤π6+k π(k ∈Z),所以f (x )的递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3+k π,π6+k π(k ∈Z). (2)若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,则π6≤2x +π6≤7π6,所以-12≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6≤1, 所以f (x )max =2+a +1=4, 所以a =1.20.(本小题满分12分)已知向量m =(sin A ,cos A ),n =(3,-1)且m·n =1,且A 为锐角.(1)求角A 的大小;(2)求函数f (x )=cos 2x +4cos A sin x (x ∈R)的值域.解:(1)由题意得m·n =3sin A -cos A =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫A -π6=1,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A -π6=12.由A 为锐角得A -π6=π6,所以A =π3.(2)由(1)知cos A =12,所以f (x )=cos 2x +2sin x =1-2sin 2x +2sin x =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x -122+32.因为x ∈R ,所以sin x ∈[-1,1],因此,当sin x =12时,f (x )有最大值32,当sin x =-1时,f (x )有最小值-3,所以所求函数f (x )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3,32. 21.(本小题满分12分)设向量a =(sin x ,cos x ),b =(cos x ,cos x ),x ∈R ,函数f (x )=a ·(a +b ).(1)求函数f (x )的最大值与最小正周期; (2)求使不等式f (x )≥32成立的x 的取值范围.解:(1)因为f (x )=a ·(a +b )=a ·a +a ·b =sin 2x +cos 2x +sin x cos x +cos 2x =1+12sin 2x +12(cos 2x +1)=32+22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,所以f (x )的最大值为32+22,最小正周期T =2π2=π.(2)由(1)知f (x )≥32⇔32+22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4≥32⇔sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4≥0⇔2k π≤2x+π4≤2k π+π⇔k π-π8≤x ≤k π+3π8(k ∈Z). 所以使f (x )≥32成立的x 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪k π-π8≤x ≤k π+3π8,k ∈Z .22.(2014·福建卷)(本小题满分12分)已知函数f (x )=2cos x (sin x +cos x ).(1)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4的值; (2)求函数f (x )的最小正周期及单调递增区间.解:法一:(1)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4=2cos 5π4⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 5π4+cos 5π4= -2cos π4⎝ ⎛⎭⎪⎫-sin π4-cos π4=2. (2)因为f (x )=2sin x cos x +2cos 2x =sin 2x +cos 2x +1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+1, 所以T =2π2=π,故函数f (x )的最小正周期为π. 由2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z , 得k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z. 所以f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z.法二:f (x )=2sin x cos x +2cos 2x =sin 2x +cos 2x +1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+1. (1)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4=2sin 11π4+1=2sin π4+1=2. (2)因为T =2π2=π,所以函数f (x )的最小正周期为π. 由2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z , 得k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z. 所以f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z.。