三角恒等变换常见典型考题赏析
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高一数学三角函数及恒等公式经典题常考题50道一、单选题1.函数y=cosx|tanx|(0≤x<且x≠ )的图象是下图中的()A. B. C. D.【答案】C【考点】同角三角函数基本关系的运用,正弦函数的图象【解析】【解答】解:当0 时,y=cosxtanx≥0,排除B,D.当时,y=﹣cosxtanx<0,排除A.故选:C.【分析】根据x的围判断函数的值域,使用排除法得出答案.==========================================================================2.若α,β都是锐角,且,则cosβ=()A. B. C. 或 D. 或【答案】A【考点】两角和与差的余弦函数【解析】【解答】解:∵α,β都是锐角,且,∴cosα= = ,cos(α﹣β)= = ,则cosβ=cos[α﹣(α﹣β)]=cosαcos(α﹣β)+sinαsin(α﹣β)= + = ,故选:A.【分析】由条件利用同角三角函数的基本关系,两角差的三角公式,求得cosβ=cos[α﹣(α﹣β)]的值.==========================================================================3.设为锐角,若cos = ,则sin 的值为()A. B. C. D.【答案】B【考点】二倍角的正弦【解析】【解答】∵为锐角,cos = ,∴∈,∴ = = .则sin =2 . 故答案为:B【分析】根据题意利用同角三角函数的关系式求出正弦的值,再由二倍角的正弦公式代入数值求出结果即可。
==========================================================================4.sin15°sin105°的值是()A. B. C. D.【答案】A【考点】运用诱导公式化简求值【解析】【解答】sin15°sin105°=sin15°cos15°= sin30°= ,故答案为:A.【分析】利用诱导公式转化已知的三角函数关系式求出结果即可。
三角恒等变换1.已知0<α<π4,0<β<π4且3sin β=sin(2α+β),4tan α2=1-tan 2α2,求α+β的值. 2.化简:(1-sinα)(1-sinβ)-⎝⎛⎭⎫sin α+β2-cos α-β2 2. 3.已知sin(2α-β)=35,sinβ=-1213,且α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,β∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,求sinα 4.若cos(α+β)cos(α-β)=13,求cos2α-sin2β 5.函数y =12sin2x +sin2x ,x ∈R ,求y 的值域 6.已知0<α<π4,0<β<π4且3sinβ=sin(2α+β),4tan α2=1-tan2α2,求α+β的值. 7.化简:(1-sinα)(1-sinβ)-⎝⎛⎭⎫sin α+β2-cos α-β2 2. 8.已知函数()sin()cos()f x x x θθ=+++的定义域为R ,(1)当0θ=时,求()f x 的单调区间;(2)若(0,)θπ∈,且sin 0x ≠,当θ为何值时,()f x 为偶函数. 9 已知sin sin sin 0,cos cos cos 0,αβγαβγ++=++=求cos()βγ-的值 10 若,22sin sin =+βα求βαcos cos +的取值范围 11 求值:0010001cos 20sin10(tan 5tan 5)2sin 20-+-- 12 已知函数.,2cos 32sinR x x x y ∈+=(1)求y 取最大值时相应的x 的集合;(2)该函数的图象经过怎样的平移和伸变换可以得到)(sin R x x y ∈=的图象参考答案1. 解:由4tan α2=1-tan 2α2得tan α=2tan α21-tan 2α2=12. 由3sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α],得3sin(α+β)cos α-3cos(α+β)sin α=sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α,∴2sin(α+β)cos α=4cos(α+β)sin α.∴tan(α+β)=2tan α.∴tan(α+β)=1.又∵0<α<π4,0<β<π4,∴0<α+β<π2,∴α+β=π4评析:首先由4tan α2=1-tan 2α2的形式联想倍角公式求得tan α,再利用角的变换求tan(α+β),据α、β的范围确定角α+β.求角的问题的关键是恰当地选择一个三角函数值,再依据范围求角,两步必不可少.2. 分析:本题由于α+β2+α-β2=α,α+β2-α-β2=β,因此可以从统一角入手,考虑应用和差化积公式. 解:原式=1-(sin α+sin β)+sin αsin β-⎝⎛ sin 2α+β2-⎭⎫2sin α+β2cos α-β2+cos 2α-β2 =1-2sin α+β2cos α-β2+sin αsin β-⎣⎡⎦⎤1-cos(α+β)2+1+cos(α-β)2-2sin α+β2cos α-β2 =sin αsin β+12[cos(α+β)-cos(α-β)]=sin αsin β+12·(-2)sin αsin β=0. 评析:(1)必须是同名三角函数才能和差化积;(2)若是高次函数必须用降幂公式降为一次.3. 解:∵π2<α<π,∴π<2α<2π.又-π2<β<0,∴0<-β<π2.∴π<2α-β<5π2.而sin(2α-β)=35>0,∴2π<2α-β<5π2,cos (2α-β)=45.又-π2<β<0且sin β=-1213,∴cos β=513, ∴cos2α=cos[(2α-β)+β]=cos(2α-β)cos β-sin(2α-β)sin β=45×513-35×⎝⎛⎭⎫-1213=5665. 又cos2α=1-2sin 2α,∴sin 2α=9130,又α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴sin α=3130130. 评析:由sin(2α-β)求cos(2α-β)、由sin β求cos β,忽视2α-β、β的范围,结果会出现错误.另外,角度变换在三角函数化简求值中经常用到,如:α=(α+β)-β,2α=(α-β)+(α+β),⎝⎛⎭⎫π4+α+⎝⎛⎭⎫π4-α=π2等. 4. 解析:∵cos(α+β)cos(α-β)=13, ∴12(cos2α+cos2β)=13, ∴12(2cos 2α-1+1-2sin 2β)=13, ∴cos 2α-sin 2β=13. 5. 解析:y =12sin2x +sin 2x =12sin2x -12cos2x +12=22sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4+12 评析:本题是求有关三角函数的值域的一种通法,即将函数化为y =A sin(ωx +φ)+b 或y =A cos(ωx +φ)+b 的模式.一般地,a cos x +b sin x =a 2+b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫a a 2+b 2cos x +b a 2+b 2sin x =a 2+b 2(sin φcos x +cos φsin x )=a 2+b 2sin(x +φ),其中tan φ=a b,也可以变换如下:a cos x +b sin x =a 2+b 2(cos φcos x +sin φsin x )=a 2+b 2cos(x -φ),其中tan φ=b a. 6. 解:由4tan α2=1-tan 2α2 得tan α=2tan α21-tan 2α2=12. 由3sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α],得3sin(α+β)cos α-3cos(α+β)sin α=sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α, ∴2sin(α+β)cos α=4cos(α+β)sin α. ∴tan(α+β)=2tan α. ∴tan(α+β)=1.又∵0<α<π4,0<β<π4,∴0<α+β<π2, ∴α+β=π4. 评析:首先由4tan α2=1-tan 2α2的形式联想倍角公式求得tan α,再利用角的变换求tan(α+β),据α、β的范围确定角α+β.求角的问题的关键是恰当地选择一个三角函数值,再依据范围求角,两步必不可少.7. 分析:本题由于α+β2+α-β2=α,α+β2-α-β2=β,因此可以从统一角入手,考虑应用和差化积公式. 解:原式=1-(sin α+sin β)+sin αsin β-⎝⎛sin 2α+β2- ⎭⎫2sin α+β2cos α-β2+cos 2α-β2 =1-2sin α+β2cos α-β2+sin αsin β- ⎣⎡⎦⎤1-cos(α+β)2+1+cos(α-β)2-2sin α+β2cos α-β2 =sin αsin β+12[cos(α+β)-cos(α-β)]=sin αsin β+12·(-2)sin αsin β=0. 评析:(1)必须是同名三角函数才能和差化积;(2)若是高次函数必须用降幂公式降为一次.8. 解:(1)当0θ=时,()sin cos )4f x x x x π=+=+ 322,22,24244k x k k x k πππππππππ-≤+≤+-≤≤+()f x 为递增; 3522,22,24244k x k k x k πππππππππ+≤+≤++≤≤+()f x 为递减 ()f x ∴为递增区间为 3[2,2],44k k k Z ππππ-+∈; ()f x 为递减区间为5[2,2],44k k k Z ππππ++∈。
专题5.4 三角恒等变换1.(2021·四川德阳市·高三二模(文))在平面直角坐标系中,已知点()2cos80,2sin 80A ︒︒,()2cos 20,2sin 20B ︒︒,那么AB =( )A .2B.C.D .4【答案】A 【解析】利用利用两点间的距离公式求得AB .【详解】AB ==2====.故选:A2.(2018·全国高考真题(文))(2018年全国卷Ⅲ文)若sin α=13,则cos2α=( )A .89 B .79 C .―79 D .―89【答案】B 【解析】cos2α=1―2sin 2α=1―29=79故答案为B.3.(2021·商丘市第一高级中学高三月考(文))已知2sin 21sin 22πθθ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,则tan θ的所有取值之和为( )A .-5B .-6C .-3D .2【答案】D练基础利用诱导公式和二倍角公式化简已知式,得到sin cos θθ=-或sin 3cos θθ=,即得tan θ的可能取值,求和即可.【详解】依题意得,2cos 21sin 2θθ-=+,即()()2222sincos sin cos θθθθ-=+,即()()()22sin cos sin cos sin cos θθθθθθ+-=+,故sin cos 0θθ+=或()2sin cos sin cos θθθθ-=+,所以sin cos θθ=-或sin 3cos θθ=,可得tan 1θ=-或tan 3θ=,所以tan θ的所有取值之和为2.故选:D.4.(2021·北京北大附中高三其他模拟)已知()0,απ∈,且1cos 23α=,则sin α=( )A B .23C .13D 【答案】A 【解析】由余弦的二倍角公式,先求出2sin α的值,结合角α的范围可得答案.【详解】由21cos 212sin 3αα=-=,可得21sin 3α=又()0,απ∈,则sin α=故选:A5.(2022·河南高三月考(理))若,2παπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,且23cos sin 210αα-=,则tan α=( )A .-7B .13C .17-D .-7或13【答案】A 【解析】利用二倍角公式及同角三角函数的基本关系将弦化切,再解方程即可;解:因为23cos sin 210αα-=,所以2222cos sin 2cos 2sin cos 31sin cos 10ααααααα--==+,所以212tan 3tan 110αα-=+,得23tan 20tan 70αα+-=,则tan 7=-α或1tan 3α=,又,2παπ⎛⎫∈⎪⎝⎭,所以tan 7=-α.故选:A6.(2021·江苏淮安市·高三三模)设2sin 46a =︒,22cos 35sin 35b =︒-︒,2tan 321tan 32c ︒=-︒,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .b c a <<B .c a b <<C .a b c <<D .b a c<<【答案】D 【解析】根据正弦函数的单调性,结合不等式性质,可得到a 的范围;利用二倍角公式化简b 、c ,结合函数单调性,可得到b 、c 的大致范围;从而,可以比较a 、b 、c 的大小.【详解】因为sin 45sin 46sin 60︒<︒<︒,所以有222sin 45sin 46sin 60︒<︒<︒,即222sin 46<︒<,所以1324a <<;因为222cos 35sin 3512sin 35︒-︒=-︒,而sin 30sin 35sin 45︒<︒<︒,所以有211sin 3542<︒<,所以21012sin 352<-︒<,即102b <<;因为22tan 3212tan 321tan 641tan 3221tan 322︒︒=⨯=︒-︒-︒,而tan 64tan 60︒>︒=所以c >显然,b a <,而22233(44c >=>,所以34c >,即c a>所以b a c <<故选:D7.(2020·河北高三其他模拟(文))已知函数()22sincos f x x x x ωωω=+(0>ω)的最小正周期为π,关于函数()f x 的性质,则下列命题不正确的是( )A .1ω=B .函数()f x 在R 上的值域为[]1,3-C .函数()f x 在,63ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增D .函数()f x 图象的对称轴方程为3x k ππ=+(k ∈Z )【答案】D 【解析】首先把函数的关系式进行恒等变换,把函数的关系式变形成正弦型函数,进一步利用函数的性质的应用求出结果.【详解】解:函数()22sincos f x x x xωωω=+1cos 222sin 216x x x πωωω⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭,由于函数()f x 的最小正周期为π,即22ππω=,所以1ω=,故A 正确;故()2sin 216f x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭.对于B :由于x ∈R ,所以函数()f x 的最小值为1-,函数的最大值为3,故函数的值域为[]1,3-,故B 正确;对于C :当,63x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,2,622πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦x ,故函数在该区间上单调递增,故C 正确;对于D :当262x k πππ-=+,()k Z ∈时,整理得23k x ππ=+(k ∈Z )为函数的对称轴,故D 错误.故选:D .8.(2020·全国高考真题(文))若,则__________.【答案】【解析】.故答案为:.9.(2021·贵溪市实验中学高二期末)tan 42tan1842tan18︒+︒︒︒的值是___________.【解析】由()tan18tan 42tan 60tan 18421tan18tan 42︒+︒︒=︒+︒==-︒⋅︒进行转化,可得答案.【详解】解:由()tan18tan 42tan 60tan 18421tan18tan 42︒+︒︒=︒+︒==-︒⋅︒)tan18tan 421tan18tan 42∴︒+︒=-︒⋅︒tan18tan 42tan 42∴︒+︒︒⋅︒=.10.(2021·山东高三其他模拟)若tan()4πα-=,则3cos 22απ⎛⎫+ ⎪⎝⎭=__________________.【答案】﹣817【解析】先用诱导公式化简,再根据二倍角及22sin cos 1a a +=变形,再求值即可.【详解】解:因为tan (π﹣α)=﹣tan α=4,2sin 3x =-cos 2x =1922281cos 212sin 12()1399x x =-=-⨯-=-=19所以tan α=﹣4,则cos (2α+32π)=sin2α=2sin αcos α=222sin cos sin cos a a a a +=22tan 1tan a a+=﹣817.故答案为:﹣817.1.(2021·广东佛山市·高三其他模拟)(sin 40tan10-=( )A .2B .-2C .1D .-1【答案】D 【解析】利用切化弦,三角恒等变换,逆用两角差的正弦公式,二倍角公式,诱导公式化简求值.【详解】(sin 40tan10sin10=sin40(cos10sin 40sin 402(cos 60sin10sin 60cos10)sin 40cos102sin(1060)sin 40cos102sin 50sin 40cos102sin -︒︒⋅-︒==︒⋅︒-︒⋅︒=︒⋅︒︒-︒=︒⋅︒-︒=︒⋅︒-=⋅ 40cos 40cos10sin 80cos101︒⋅︒︒-︒=︒=-2.(2021·沈阳市·辽宁实验中学高三二模)攒尖是古代中国建筑中屋顶的一种结构形式,宋代称为撮尖,清代称攒尖.攒尖建筑的屋面在顶部交汇为一点,形成尖顶,依其平面有圆形攒尖、三角攒尖、四角攒尖、八角攒尖.也有单檐和重檐之分,多见于亭阁式建筑、园林建筑.辽宁省实验中学校园内的明心亭,为一个八角攒尖,它的主要部分的轮廓可近似看作一个正八棱锥,设正八棱锥的侧面等腰三角形的顶角为2θ,练提升它的侧棱与底面内切圆半径的长度之比为( ).ABCD【答案】A 【解析】分别用SA 和θ表示出AB 的一半,得出侧棱与底面边长的比,再根据正八边形的结构特征求出底面内切圆的半径与边长的关系,即可求出结果.【详解】设O 为正八棱锥S ABCDEFGH -底面内切圆的圆心,连接OA ,OB ,取AB 的中点M ,连接SM 、OM ,则OM 是底面内切圆半径R ,如图所示:设侧棱长为x ,底面边长为a ,由题意知2ASB θ∠=,ASM θ∠=,则12sin axθ=,解得2sin a x θ=;由底面为正八边形,其内切圆半径OM 是底面中心O 到各边的距离,AOB V 中,45AOB ∠=︒,所以22.5AOM ∠=︒,由22tan 22.5tan 4511tan 22.5︒︒==-︒,解得tan 22.51︒=,所以12tan 22.512aa R R==︒=-,所以2sin 12x R θ=-,解得x R =,.故选:A .3.(2020·海南枫叶国际学校高一期中)若,则的值为( )3cos 22sin()4παα=-(,)2παπ∈sin 2αA .B .C .D.【答案】C 【解析】因为,所以,,,因为,所以,所以所以,两边平方得,所以,故选:C4.(2019·江苏高考真题)已知,则的值是_____..【解析】由,得,解得,或.79-793cos 22sin()4παα=-3cos 22(sincos cossin )sin )44ππααααα=-=-223(cos sin )sin )αααα--3(cos sin )(cos sin )sin )αααααα+--(,)2παπ∈cos sin 0αα-≠3(cos sin )αα+cos sin αα+=212cos sin 9αα+=7sin 29α=-tan 2π3tan 4αα=-⎛⎫+ ⎪⎝⎭πsin 24α⎛⎫+ ⎪⎝⎭()tan 1tan tan tan 2tan 1tan 13tan 1tan 4αααααπααα-===-++⎛⎫+ ⎪-⎝⎭23tan 5tan 20αα--=tan 2α=1tan 3α=-,当时,上式当时,上式综上,5.(2021·全国高三其他模拟(理))已知函数2ππ()sin 6212x f x x ⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭在[0,]m 上恰有10个零点,则m 的取值范围是________________.【答案】55π61π,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭【解析】先用降幂公式和辅助角公式化简()f x ,再转化为图象与x 轴交点个数问题.【详解】∵()2ππππsin sin 1cos 621266x f x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=++-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦π2sin 6x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,∴π()02sin 06f x x ⎛⎫=⇔-= ⎪⎝⎭,∵()f x 在[0,]m 上恰有10个零点,sin 2sin 2cos cos 2sin444πππααα⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭)22222sin cos cos sin sin 2cos 2=sin cos αααααααα⎫+-=+⎪+⎭222tan 1tan tan 1ααα⎫+-⎪+⎭tan 2α=22221221⎫⨯+-⎪+⎭1tan 3α=-22112133113⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯-+--⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭sin 24πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭∴πsin 06x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭在[0,]m 上恰有10个解,∴π9π10π6m -<…,解得55π61π66m <…,故答案为:55π61π,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭.6.(2021·上海复旦附中高三其他模拟)已知函数()3sin 24cos 2f x x x =+.若存在0x R ∈,对任意x ∈R ,都有()()0f x f x ≥成立.给出下列两个命题:(1)对任意x ∈R ,不等式()02f x f x π⎛⎫+⎪⎝⎭≤都成立.(2)存在512πθ>-,使得()f x 在005,12x x πθ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭上单调递减.则其中真命题的序号是__________.(写出所有真命题的序号)【答案】(1)(2)【解析】由辅助角公式可得()5sin(2)f x x ϕ=+,由题意可得0x 是()f x 的最小值点,()f x 关于0x x =对称,由三角函数的性质逐个分析各个选项,即可求得结论.【详解】解:函数()3sin 24cos 25sin(2)f x x x x ϕ=+=+,其中ϕ为锐角,且3cos 5ϕ=,由题意,0x 是()f x 的最小值点,所以()f x 关于0x x =对称,因为()f x 的最小正周期22T ππ==,所以0()2f x π+为最大值,所以任意x ∈R ,0()(2f x f x π+…,故(1)正确;因为函数()f x 在()00,2x k x k k Z πππ⎛⎫-++∈ ⎪⎝⎭上单调递减,取4πθ=-,则00005,,1242x x x x πππ⎛⎫⎛⎫--- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭Ü,所以()f x 即在005,124x x ππ⎛⎫-- ⎪⎝⎭内单调递减,故(2)正确;故答案为:(1)(2)7.(2021·全国高三其他模拟(文))已知角0,4πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,2πβπ⎛⎫∈⎪⎝⎭,若3sin 35πα⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,1cos 32πβ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,则()cos αβ-=___________.【答案】【解析】根据,αβ的范围确定,33ππαβ--的范围,然后求出cos 3πα⎛⎫- ⎪⎝⎭和sin 3πβ⎛⎫- ⎪⎝⎭,将()cos αβ-变形为cos 33ππαβ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,结合两角和的余弦公式即可求解.【详解】∵0,4πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,2πβπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,∴3312πππα-<-<-,2336πππβ-<-<-,又3sin 35πα⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,1cos 032πβ⎛⎫-=-< ⎪⎝⎭,∴2332πππβ-<-<-∴4cos 35πα⎛⎫-=== ⎪⎝⎭,sin 3πβ⎛⎫-=== ⎪⎝⎭∴()cos cos 33ππαβαβ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=-++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦cos cos sin sin 3333ππππαβαβ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=----- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭413525⎛⎛⎫⎛⎫=⨯---⨯ ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝=.故答案为:.8.(2021·江西新余市·高一期末(理))已知单位圆上第三象限内的一点P 沿圆周逆时针旋转4π到点Q ,若点Q 的横坐标为35,则点P 的横坐标为___________.【答案】【解析】首先设(cos ,sin )2P πθθπθ⎛⎫-<<- ⎪⎝⎭,根据题意得到cos ,sin 44ππθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,从而得到3cos 45πθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,4sin 45πθ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,再根据cos cos 44ππθθ⎡⎤⎛⎫=+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦求解即可.【详解】由题意设(cos ,sin )2P πθθπθ⎛⎫-<<-⎪⎝⎭,从而点P 沿圆周逆时针旋转4π到点Q ,即Q 点坐标为cos ,sin 44ππθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以3cos 45πθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,3,444πππθ⎛⎫+∈-- ⎪⎝⎭,∵3cos 045πθ⎛⎫+=> ⎪⎝⎭,∴,424πππθ⎛⎫+∈-- ⎪⎝⎭,则4sin 45πθ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,所以cos cos cos cos sin sin 444444ππππππθθθθ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-=+++ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦3455=-=所以点P 的横坐标为故答案为:9.(2020·浙江吴兴�湖州中学高三其他)已知,,,则02πα<<4sin 5α=1tan()3αβ-=-tan β=_________.【答案】3 【解析】因为,,所以,所以,因为所以,,故答案为:3;.10.(2021·聊城市·山东聊城一中高三其他模拟)在①6x π=-是函数()f x 图象的一条对称轴,②12π是函数()f x 的一个零点,③函数()f x 在[],a b 上单调递增,且b a -的最大值为2π,这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.已知函数1()2sin cos (02)62f x x x πωωω⎛⎫=--<< ⎪⎝⎭,__________,求()f x 在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的单调递减区间.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.【答案】选择见解析;单调递减区间为,26ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,,32ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【解析】利用三角函数恒等变换的应用化简函数解析式可得()sin(2)6f x x πω=-,=3202πα<<4sin 5α=3cos 5α===sin 4tan cos 3ααα==1tan()3αβ-=-tan tan()tan tan[()]1tan tan()ααββααβααβ--=--=+-415()33334151()339--===+⨯-sin tan 33cos sin 1tan 132βββββ---====---32若选①,利用正弦函数的对称性可得362k πωπππ--=+,k Z ∈,得32k ω=--,k Z ∈,又02ω<<,可得ω,可求()sin(26f x x π=-;若选②,由题意可得2126k ππωπ⨯-=,可得61k ω=+,k Z ∈,又02ω<<,可得ω,可求()sin(2)6f x x π=-;若选③,可求22T ππω==,可得1ω=,可得()sin(2)6f x x π=-,利用正弦函数的单调性,结合22x ππ-……,即可求解()f x 在[2π-,]2π上的单调递减区间.【详解】解:11()2sin cos 2sin cos cos sin sin 62662f x x x x x x πππωωωωω⎛⎫⎛⎫=--=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭21sin sin 2x x x ωωω=+-12cos 22x x ωω=-sin x π⎛⎫=ω- ⎪⎝⎭26.①若6x π=-是函数()f x 图象的一条对称轴,则362k πωπππ--=+,k Z ∈,即233k πωππ-=+,k Z ∈,得32k ω=--,k Z ∈,又02ω<<,∴当1k =-时,1ω=,()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭.②若12π是函数()f x 的一个零点,则2126k ππωπ⨯-=,即66k ππωπ=+,k Z ∈,得61k ω=+,k Z ∈.又02ω<<,∴当0k =时,1ω=,所以,()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭.③若()f x 在[],a b 上单调递增,且b a -的最大值为2π.则22T ππω==,故1ω=,所以()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭.由3222262k x k πππππ+≤-≤+,k Z ∈,得536k x k ππππ+≤≤+,k Z ∈,令0k =,得536x ππ≤≤,令1k =-,得236k ππ-≤≤-,又22x ππ-≤≤,所以()f x 在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的单调递减区间为,26ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,,32ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.1.(2021·全国高考真题(文))函数()sin cos 33x xf x =+的最小正周期和最大值分别是( )A .3πB .3π和2C .6πD .6π和2【答案】C 【解析】利用辅助角公式化简()f x ,结合三角函数最小正周期和最大值的求法确定正确选项.【详解】由题,()34x f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以()f x 的最小正周期为2613T pp ==.故选:C .2.(2021·北京高考真题)函数()cos cos 2f x x x =-,试判断函数的奇偶性及最大值( )A .奇函数,最大值为2B .偶函数,最大值为2C .奇函数,最大值为98D .偶函数,最大值为98【答案】D 【解析】由函数奇偶性的定义结合三角函数的性质可判断奇偶性;利用二倍角公式结合二次函数的性质可判断最大值.【详解】练真题由题意,()()()()cos cos 2cos cos 2f x x x x x f x -=---=-=,所以该函数为偶函数,又2219()cos cos 22cos cos 12cos 48f x x x x x x ⎛⎫=-=-++=--+ ⎪⎝⎭,所以当1cos 4x =时,()f x 取最大值98.故选:D.3.(2019·全国高考真题(文))tan255°=( )A .-2B .-C .2D .【答案】D 【解析】=4.(2019·全国高考真题(文理))已知a ∈(0,),2sin2α=cos2α+1,则sinα=( )A .BCD【答案】B 【解析】,.,又,,又,B .5.(2020·全国高考真题(理))已知2tan θ–tan(θ+π4)=7,则tan θ=( )A .–2B .–1C .1D .2【答案】D000000tan 255tan(18075)tan 75tan(4530)=+==+000tan 45tan 3021tan 45tan 30+==+-π2152sin 2cos 21α=α+ 24sin cos 2cos .0,,cos 02π⎛⎫∴α⋅α=αα∈∴α> ⎪⎝⎭sin 0,2sin cos α>∴α=α22sin cos 1αα+=2215sin 1,sin 5∴α=α=sin 0α>sin α∴=【解析】2tan tan 74πθθ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭,tan 12tan 71tan θθθ+∴-=-,令tan ,1t t θ=≠,则1271tt t+-=-,整理得2440t t -+=,解得2t =,即tan 2θ=.故选:D.6.(2020·全国高考真题(文))已知πsin sin =31θθ⎛⎫++ ⎪⎝⎭,则πsin =6θ⎛⎫+ ⎪⎝⎭( )A .12B C .23D 【答案】B 【解析】由题意可得:1sin sin 12θθθ++=,则:3sin 12θθ+=1cos 2θθ+=从而有:sin coscos sin66ππθθ+=,即sin 6πθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭故选:B.。
三角恒等变换【考纲说明】1、 掌握两角和与差的正弦、余弦、正切公式及二倍角的正弦、余弦、正切公式,了解它们的内在联系.2、 能运用上述公式进行简单的三角函数化简、求值和恒等式证明.3、 本部分在高考中约占5-10分.【趣味链接】1、 cos(α+β)有的时候蛮无聊的,把人家好好的α和β硬是弄得分居,结果上去调停的还是她;sin(α+β)也会做差不多的事,但他比较懒,不变号.2、 tan 很寂寞很寂寞,于是数学家看不下去了,创造了cot 陪陪他.【知识梳理】1、两角和与差的三角函数βαβαβαsin cos cos sin )sin(±=±;βαβαβαsin sin cos cos )cos( =±;tan tan tan()1tan tan αβαβαβ±±=。
2、二倍角公式αααcos sin 22sin =;ααααα2222sin 211cos 2sin cos 2cos -=-=-=;22tan tan 21tan ααα=-。
3、半角公式2cos 12sin αα-±= 2c o s12c o s αα+±= αααcos 1cos 12tan+-±= (αααααsin cos 1cos 1sin 2tan -=+=) 4、三角函数式的化简常用方法:①直接应用公式进行降次、消项;②切割化弦,异名化同名,异角化同角;③ 三角公式的逆用等。
(2)化简要求:①能求出值的应求出值;②使三角函数种数尽量少;③使项数尽量少;④尽量使分母不含三角函数;⑤尽量使被开方数不含三角函数。
(1)降幂公式ααα2sin 21cos sin =;22cos 1sin 2αα-=;22cos 1cos 2αα+=. αα2cos 1sin 22-= αα2cos 1cos 22+= (2)辅助角公式()sin cos sin a x b x x ϕ+=+,sin cos ϕϕ==其中积化和差公式:[])sin()sin(21cos sin βαβαβα-++=[])sin()sin(21sin cos βαβαβα--+= [])cos()cos(21cos cos βαβαβα-++= ()[]βαβαβα--+-=cos )cos(21sin sin和差化积公式: ①2cos2sin2sin sin βαβαβα-+=+ ②2sin2cos2sin sin βαβαβα-+=-③2cos2cos2cos cos βαβαβα-+=+ ④2sin2sin2cos cos βαβαβα-+-=-5、三角函数的求值类型有三类(1)给角求值:一般所给出的角都是非特殊角,要观察所给角与特殊角间的关系,利用三角变换消去非特殊角,转化为求特殊角的三角函数值问题;(2)给值求值:给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角的三角函数值,解题的关键在于“变角”,如2(),()()ααββααβαβ=+-=++-等,把所求角用含已知角的式子表示,求解时要注意角的范围的讨论; (3)给值求角:实质上转化为“给值求值”问题,由所得的所求角的函数值结合所求角的范围及函数的单调性求得角。
高三数学三角函数三角恒等变换解三角形试题答案及解析1.已知函数。
(Ⅰ)求的最小正周期;(Ⅱ)把的图像向右平移个单位后,在是增函数,当最小时,求的值【答案】(I)…………………4分∴…………………6分(II) …………………8分单调递增区间为周期为,则,,…………………10分当最小时,。
【解析】略2.若函数的图像向右平移个单位后所的图像关于轴对称,则的值可以是()A.7B.8C.9D.10【答案】B【解析】化简后得,向右平移个单位后得到的函数是,关于轴对称,所以当时,函数取得最值,所以,那么,所以时,.【考点】1.三角函数的化简;2.三角函数的性质;3三角函数的图像变换.3.已知函数的图象与y轴交于P,与x轴的相邻两个交点记为A,B,若△PAB的面积等于π,则ω=________.【答案】【解析】由题意得:,因此【考点】三角函数性质4.把函数图象上各点向右平移个单位,得到函数的图象,则的最小值为.【答案】【解析】,平移后的解析式为,所以,故有的最小值为.【考点】函数图像的平移,倍角公式,辅助角公式.5.已知,,且,,则的值是()A.B.C.D.【答案】C【解析】根据,可知,所以,结合,从而求得,根据和角公式,可知,所以有,从而有,从而得到只有符合题意,故选C.【考点】已知函数值求角.6.若函数f(x)=sin(φ∈[0,2π])是偶函数,则φ=()A.B.C.D.【答案】C【解析】函数f(x)是偶函数,所以f(0)=1或-1,所以.又因φ∈[0,2π],所以,k=0时,.故选C.【考点】由函数的奇偶性求参数值.7.若,,则的值为.【解析】把已知条件的等式两边都乘以,得到关于的方程,求出方程的解,根据的范围即可得到满足题意的值,然后把所求的式子利用两角和的正弦函数公式及特殊角的三角函数值化简后,再利用同角三角函数间的基本关系把分母中“1”化为正弦与余弦函数的平方和的形式,分子利用二倍角的正弦、余弦函数公式化简,然后给分子分母都除以,变为关于的关系式,把求出的的值,然后根据条件计算即可.或,,.【考点】两角和的正弦函数公式;同角三角函数间的基本关系化简求值;二倍角8.(本题满分12分)已知,,函数.(1)求的最小正周期,并求其图像对称中心的坐标;(2)当时,求函数的值域.【答案】(1)的最小正周期为,其对称中心的坐标为()();(2)的值域为.【解析】(1)先用降幂公式和辅助角公式,将进行化简整理得到,然后根据正弦函数的周期公式可得函数的最小正周期,进而求出函数的零点,即为函数的图像对称中心的坐标;(2)根据可得到,最后结合正弦函数的图像与性质可得函数的值域.试题解析:(1)因为=,所以的最小正周期为,令,得,∴故所求对称中心的坐标为()().(2)∵,∴,∴,即的值域为.【考点】1、三角函数中的恒等变换;2、三角函数的周期性及其求法;3、正弦函数的图像及其性质.【方法点晴】本题考查了三角函数中的恒等变换、三角函数的周期性及其求法和正弦函数的图像及其性质,重点考查学生对三角函数的基本概念、基本性质和基本原理,属中档题.解决这类问题最关键的一步是运用降幂公式、倍角公式及三角函数的和差公式等将函数的表达式化简为同角的正弦或余弦形式.因此需要大家应熟练掌握相关公式并结合三角函数的图像及其性质进行求解.9.在△ABC中,内角的对边分别为,已知,且,角为锐角.(1)求角的大小;(2)若,且△ABC的面积为,求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)首先运用正弦定理即可将已知等式转化为只函数角的正弦和余弦的形式,然后运用两角和或差的正弦和余弦公式即可得到,再结合三角形的内角和为即可得出,最后结合已知即可得出角的大小;(2)由(1)并结合三角形的面积公式可得出的值,再由余弦定理的计算公式即可得出的值.试题解析:(1)由正弦定理得,即,即有,即, 又,所以,因为角为锐角,所以.(2)由(1)得,所以,所以,又,由余弦定理可得:,所以.【考点】1、正弦定理的应用;2、余弦定理的应用.【方法点睛】本题以三角形为背景,主要考查三角恒等变形、正弦定理和余弦定理在解三角形中的应用,属中档题.对于第一问的解题的关键是能够熟练运用正弦定理将已知的边角等式关系转化为角角关系或边边关系;对于第二问的解题的关键是应注意三角形的面积公式的正确使用.10.已知,则=_______________.【答案】【解析】由余弦函数的周期性知函数的周期为4,且,所以…=.【考点】周期函数.11.对于函数,现有下列命题:①函数是奇函数;②函数的最小正周期是;③点是函数的图象的一个对称中心;④函数在区间上单调递增,其中是真命题的为()A.②④B.①④C.②③D.①③【答案】B【解析】因为,所以函数是奇函数,故①正确;因为,,,故②错;因为,,,故③错;因为,当时,,,所以,所以函数在区间上单调递增,故④正确,故选B.【考点】1、命题真假的判定;2、函数的奇偶性;3、利用导数研究函数的单调性;4、函数的图象与性质.12.将函数的图象沿轴向左平移个单位后,得到一个偶函数的图象,则的一个可能取值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】将函数的图象沿轴向左平移个单位得,又是一个偶函数,所以,根据选项可知的一个可能取值为,故选B.【考点】三角函数的图像.13.已知函数f(x)=sin+sin-2cos2x.(1)求函数f(x)的值域及最小正周期;(2)求函数y=f(x)的单调增区间.【答案】(1),;(2).【解析】(1)根据两角和差的正弦公式及二倍角公式的变形可得:,再根据辅助角公式得:,所以可得函数值域及周期;(2)根据正弦型函数的性质,令,可解得函数单增区间.试题解析:(1)f(x)=sin2x+cos2x+sin2x-cos2x-(cos2x+1)=2-1=2sin-1.由-1≤sin≤1得,-3≤2sin-1≤1.可知函数f(x)的值域为[-3,1].且函数f(x)的最小正周期为π.(2)由2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z)解得,kπ-≤x≤kπ+(k∈Z).所以y=f(x)的单调增区间为[kπ-,kπ+](k∈Z).【考点】1、正弦定理;2、三角形的面积公式;3、两角差的正弦公式.14.(2014•朝阳区校级一模)函数是()A.非奇非偶函数B.仅有最小值的奇函数C.仅有最大值的偶函数D.既有最大值又有最小值的偶函数【答案】D【解析】利用函数的奇偶性的定义判断后,再利用升幂公式,将f(x)化为f(x)=2﹣,利用余弦函数的性质与二次函数的性质即可求得答案.解:∵f(x)=cos2x+cosx,f(﹣x)=cos(﹣2x)+cos(﹣x)=cos2x+cosx=f(x),∴f(x)=cos2x+cosx是偶函数;又f(x)=cos2x+cosx=2cos2x+cosx﹣1=2﹣,当cosx=1时,f(x)取得最大值2;当cosx=﹣时,f(x)取得最小值﹣;故选:D.【考点】三角函数中的恒等变换应用.15.(2015秋•锦州校级期中)在△ABC中,角A,B,C的对应边分别为a,b,c,若,则角C的值为()A.B.C.或D.或【答案】A【解析】利用余弦定理表示出cosC,将已知等式代入求出cosC的值,即可确定出C的度数.解:∵△ABC中,a2+b2﹣c2=ab,∴cosC==,则C=,故选:A.【考点】余弦定理.16.已知函数的最小正周期为,且,则的一个对称中心坐标是A.B.C.D.【答案】A【解析】由的最小正周期为,得.因为,所以,由,得,故.令,得,故的对称中心为,当时,的对称中心为,故选A.【考点】三角函数的图像与性质.17.已知直线与圆相交于,两点,设,分别是以,为终边的角,则()A.B.C.D.【答案】D.【解析】作直线的中垂线,交圆于,两点,再将轴关于直线对称,交圆于点,则,如图所示,,而,故,故选D.【考点】1.直线与圆的位置关系;2.三角恒等变形.18.已知,则()A.B.C.D.【答案】C【解析】,,解得:,从而.故选C.【考点】1.三角函数的和角公式;2.倍角公式;3.同角三角函数的基本关系式.19.的内角所对的边分别为,已知,.(1)求的值;(2)求的值.【答案】(1)(2)【解析】(1)由正弦定理,将条件转化为边的关系,又,有,再利用余弦定理得的值(2)首先由同角三角函数关系得,再利用二倍角公式得,,最后根据两角差的余弦公式得的值.试题解析:解:(1)在三角形中,由及,可得,又,有,所以.(2)在三角形中,由,可得,于是,,所以.【考点】正余弦定理,同角三角函数关系,二倍角公式20.已知函数的最小正周期为,把的图象向左平移个单位,得到函数的图象.则的解析式为()A.B.C.D.【答案】C【解析】,因为最小正周期,,把的图象向左平移个单位,得到函数,故选C.【考点】三角函数的图象与性质.21.如图,在梯形中,已知,,,,.求:(1)的长;(2)的面积.【答案】(1)(2)【解析】(1)在三角形ADC中,已知两角和一边,求一边,应用正弦定理求解:先利用三角形内角和为,以及两角和正弦公式求CD对应角的正弦值,再根据正弦定理解出CD(2)在三角形BDC中,已知BD,CD,以及由平行条件得的正切值,进而可求其余弦值,再由余弦定理得BC,最后根据三角形面积公式得试题解析:(1)因为,所以.所以,在△中,由正弦定理得.(2)因为,所以.在△中,由余弦定理,得,解得,所以.【考点】正余弦定理22.在中,角所对的边分别为.若,且,则的最大值是()A.B.C.D.【答案】B【解析】由得,又,由,得,所以,,所以当时,取得最大值,且为.【考点】正弦定理、诱导公式、二倍角公式、二次函数最值.【思路点睛】本题主要考查正弦定理、三角函数恒等变换及二次函数的应用,综合性较强.通过边角互化,将转化为,可得,由诱导公式,结合,可进而得出,故,由知,当时,取得最大值,且为.23.已知函数的定义域为,值域为,则的值不可能是()A.B.C.D.【答案】A【解析】当函数在是单调函数时有最小值,当函数在不是单调函数时有最大值,所以的取值范围为.故选A.【考点】1、三角函数的图象和性质;2、三角函数的最值.24.选修4-1:几何证明选讲中,,,,,点在上,且.求证:(I);(II).【答案】(I)详见解析(II)详见解析【解析】(I)条件为比例关系时,多往三角形相似上化简:易得,因此,从而.(II)同(I)条件为比例关系时,多往三角形相似上化简:易得,因此,从而试题解析:证明:设,则,.(I),.又为公共角,故,由,,.(II)由(I)得,故,,.,,.【考点】三角形相似25.为了应对日益严重的气候问题,某气象仪器科研单位研究出一种新的“弹射型”气候仪器,这种仪器可以弹射到空中进行气候观测,如图所示,三地位于同一水平面上,这种仪器在地进行弹射实验,观测点两地相距100米,,在地听到弹射声音的时间比地晚秒,在地测得该仪器至最高点处的仰角为.(1)求两地的距离;(2)求这种仪器的垂直弹射高度(已知声音的传播速度为340米/秒).【答案】(1)420米;(2)米.【解析】(1)先利用在地听到弹射声音的时间比地晚秒设出和AC,再利用余弦定理进行求解;(2)利用是直角三角形和正弦定理进行求解.试题解析:(Ⅰ)设,由条件可知在中,由余弦定理,可得,即,解得所以(米)故两地的距离为420米.(Ⅱ)在中,米,由正弦定理,可得,即所以(米),故这种仪器的垂直弹射高度为米.【考点】1.正弦定理;2.余弦定理;3.解直角三角形.26.在中,角的对边分别为,若成等差数列,且.(1)求角;(2)求.【答案】(1);(2).【解析】(1)利用三角形内角和为可将化为只有角与角的式子,进而利用两角和的正弦公式化简得到角;(2)利用成等差数列及正弦定理可得三角形三边的关系,再利用第一问中的角和余弦定理即可得到的值.试题解析:(1)由可得,由可得,又,所以,所以;(6分)(2)由成等差数列及正弦定理可得,所以①由余弦定理可得,所以②把①代入②并整理可得,又,∴,即.(12分)【考点】两角和与差三角恒等变换公式、正余弦定理的应用、等差数列的概念.27.已知函数,将函数的图象上所有点的横坐标伸长为原来的倍,纵坐标不变,再将所得函数图象向右平移个单位,得到函数的图象,则函数的一个单调递增区间为()A.B.C.D.【答案】B【解析】函数的图象上所有点的横坐标伸长为原来的倍,纵坐标不变,得,再将所得函数图象向右平移个单位,得,,,得,,所以符合.故应选B.【考点】1、三角函数的平移变换;2、正弦函数的单调性.28.如图,在四边形中,.(1)求;(2)求及的长.【答案】(1)(2),【解析】(1)因为,所以利用二倍角余弦公式得,解得(2)在等腰中,由余弦定理得,或利用直角三角形为与交点.在中,利用正弦定理得,而,利用两角和正弦公式可得试题解析:(1).(2),由正弦定理得:,在等腰中,,由余弦定理得:,即(负根舍去),(或由亦可求得).【考点】二倍角公式,正余弦定理【方法点睛】解三角形问题,多为边和角的求值问题,这就需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的.其基本步骤是:第一步:定条件即确定三角形中的已知和所求,在图形中标出来,然后确定转化的方向.第二步:定工具即根据条件和所求合理选择转化的工具,实施边角之间的互化.第三步:求结果.29.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图,则其解析式为__________________.【答案】【解析】由图象可知:A=1,…可得:T=2×(﹣)=π=,∴解得:ω=2,…∵函数的图象经过(,1),∴1=sin(2×+φ),∵φ=2kπ+,|φ|<,∴φ=…∴函数的解析式y=sin(2x+).30.将函数的图象向左平移个单位,再将所有点的横坐标伸长到原来的倍,得到函数的图象,则函数的图象与直线轴围成的图形面积为()A.B.C.D.以上都不对【答案】C【解析】的图象向左平移个单位得到的图象,再将所有点的横坐标伸长到原来的2倍,得到函数g(x)=2sinx的图象,所以函数g(x)=2sinx与直线,x轴所围成的图形面积为S=.【考点】三角函数的图象变换,微积分基本定理.31.若,,则角的终边在______象限.【答案】第四【解析】,所以为第四象限角.【考点】三角恒等变换.【思路点晴】要判断一个角终边所在象限,需要我们判断其正弦值和余弦值的正负.本题中,知道了半角的三角函数值,我们就利用半角的函数值求出单倍角的函数值,由单倍角的函数值我们就可以判断出角的终边所在的象限了.在利用二倍角公式的过程中,有,也可以有,只要角的倍数是两倍的关系就可以.32.若函数的最小正周期为,则的值是 .【答案】【解析】【考点】三角函数周期【方法点睛】已知函数的图象求解析式(1).(2)由函数的周期求(3)利用“五点法”中相对应的特殊点求.33.若函数的部分图象如图所示,则关于描述中正确的是()A.在上是减函数B.在上是减函数C.在上是增函数D.在上是增函数【答案】C.【解析】由题意得,,,又∵过最高点,∴,,不妨取,∴,∴,从而可知C正确,故选C.【考点】三角函数的图象和性质.34.的值为()A.B.C.D.【答案】C【解析】,化简得,即.【考点】三角恒等变换.35.已知中,分别是角所对的边,若,则角的大小为()A.B.C.D.【答案】C【解析】由已知和正弦定理得展开化简得,由于为三角形内角,所以,所以,,选C.【考点】1.正弦定理;2.两角和的正弦公式;3.已知三角函数值求角.36.已知函数的三个零点成等比数列,则.【答案】【解析】设函数在区间上的三个零点从小到大位次为,又因为三个零点成等比数列,则,解之得,,,所以,.【考点】三角函数的图象与性质,等比数列的性质,对数运算.【名师】本题考查三角函数的图象与性质、等比数列的性质、对数运算法则,属中档题.把等比数列与三角函数的零点有机地结合在一起,命题立意新,同时考查数形结合基本思想以及学生的运算能力、应用新知识解决问题的能力,是一道优质题.37.(原创)已知,其导函数的部分图象如图所示,则下列对的说法正确的是()A.最大值为4且关于直线对称B.最大值为4且在上单调递增C.最大值为2且关于点中心对称D.最大值为2且在上单调递减【答案】A【解析】由,得,由图可得,,即,得,,将点代入得,得,故最大值为,故关于直线对称,故选A.【考点】(1)三角函数的图象;(2)三角函数的性质.38.已知中,分别为内角所对的边长,且,则的面积为()A.B.C.D.【答案】C【解析】由题设可得,则,所以.由余弦定理可得,即,解之得,所以,故应选C.【考点】1.三角变换公式;2.余弦定理的应用;3.三角形的面积公式.【方法点晴】本题设置的目的是考查三角变换中两角和的正切公式,余弦定理,三角形的面积公式等基础知识和基本方法.解答时先依据题设中的求出,继而求出和,再运用余弦定理求出边,最后应用三角形的面积公式求该三角形的面积为.39.在中,内角对应的边分别为,若,则角等于()A.30°B.60°C.30°或150°D.60°或120°【答案】C【解析】由于,故为.【考点】解三角形.40.已知顶点在单位圆上的△,角,,所对的边分别是,,,且.(1)求的值;(2)若,求的取值范围.【答案】(1);(2).【解析】(1)由正弦定理可得:;(2)由,由,.试题解析:(1)因为,由正弦得,,所以.因为,且,所以.(2)由,得,由,得,,所以.因为,所以,即,所以.【考点】1、解三角形;2、三角恒等变换.41.已知角的顶点与原点重合,始边与轴的非负半轴重合,是角终边上的一点,则的值为()A.B.C.D.【答案】C【解析】因为是角终边上的一点,所以,所以=,故选C.【考点】1、任意角的三角函数的定义;2、两角和的正切函数.42.若,则()A.B.C.D.【答案】C【解析】由得,故,故选C.【考点】(1)诱导公式;(2)两角差的正弦.43.在中,,,,则的角平分线的长为()A.B.C.D.【答案】C【解析】由余弦定理得,再由角平分线定理得,最后根据余弦定理得,选C.【考点】余弦定理44.在中,角所对的边分别为,已知,,为的外接圆圆心. (1)若,求的面积;(2)若点为边上的任意一点,,求的值.【答案】(1)(2)【解析】(1)根据三角形面积公式,只需由求,这只需根据同角三角函数关系及三角形内角范围可求,(2)根据向量减法由得,再根据向量投影得,因此由得,即,最后根据正弦定理得试题解析:(1)由得,∴.(2)由,可得,于是,即,①又O为△ABC的的外接圆圆心,则,=,②将①代入②得到解得.由正弦定理得,可解得.【考点】向量投影,正弦定理【思路点睛】三角函数和平面向量是高中数学的两个重要分支,内容繁杂,且平面向量与三角函数交汇点较多,向量的平行、垂直、夹角、数量积等知识都可以与三角函数进行交汇.不论是哪类向量知识与三角函数的交汇试题,都会出现交汇问题中的难点,对于此类问题的解决方法就是利用向量的知识将条件转化为三角函数中的“数量关系”,再利用三角函数的相关知识进行求解.45.的部分图象如图所示,把的图象向右平移个单位长度得到的图象,则的单调递增区间为()A.B.C.D.【答案】C【解析】试题分析:由题设所提供的图象信息可得,即,将代入可得,即,则,所以,向右平移后可得,由可得,即,故函数的单调递增区间是,应选C.【考点】正弦函数的图象和性质及综合运用.【易错点晴】三角函数的图象和性质是中学数学中的重要内容和工具,也高考和各级各类考试的重要内容和考点.本题以函数的解析式所对应的图象为背景,考查的是正弦函数的图象和性质及数形结合的数学思想等有关知识和方法的综合运用.解答本题时要充分利用题设中提供的条件信息和图形信息,求出,进而确定函数解析式,然后借助平移求出,然后确定其单调递增区间,从而使得问题获解.46.在中,角,,的对边分别为,,,已知,,且.(1)求角的大小;(2)求的面积.【答案】(1);(2).【解析】(1)由,化简题设条件得,求得,即可求解角的值;(2)由余弦定理得,得到,再由条件,可化简求得,即可求解三角形的面积.试题解析:(1)∵,由,得,∴,整理得,解得,∵,∴.(2)由余弦定理得,即,∴,由条件,得,解得,∴.【考点】余弦定理及三角恒等变换.47.已知为锐角,若,则.【答案】【解析】试题分析:由于,因为锐角,若,故,所以,故应填答案.【考点】诱导公式及正弦二倍角公式的综合运用.【易错点晴】三角变换是高中数学的重要内容之一,也是高考必考的重要考点.本题以锐角满足的等式为背景,考查的是诱导公式和三角变换中的变角的技巧.变角是三角变换的精髓,也解决问题的难点,本题先用诱导公式将化为,进而运用倍角公式化为,从而使得问题巧妙获解,体现了角变换的要义.48.已知中,角,,的对边分别为,,,且.(Ⅰ)求角;(Ⅱ)若,求的取值范围.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)的取值范围是.【解析】(1)由正弦定理化简已知,整理可得:,由余弦定理可得,结合范围即可得解的值.(2)由正弦定理可得,,又,则求得的范围即可得解的取值范围试题解析:(Ⅰ)根据正弦定理可得,即,即,根据余弦定理得,所以.(Ⅱ)根据正弦定理,所以,,又,所以,因为,所以,所以,所以,即的取值范围是.【考点】正弦定理,余弦定理49.已知,且,则.【答案】【解析】由题可知,因为所以,则,故,则,故答案为.【考点】1、同角三角函数之间的关系;2、两角和的正切公式及二倍角的正切公式.50.在△中,角,,的对边分别为,,,且满足条件,,则△的周长为.【答案】【解析】中,即又,解得,其中为外接圆半径;,解得,,,的周长为,故答案为.【考点】1、正弦定理和余弦定理;2、诱导公式及两角和的余弦公式.【方法点睛】本题主要考查正弦定理和余弦定理、诱导公式及两角和的余弦公式,属于难题.以三角形为载体,三角恒等变换为手段,正弦定理、余弦定理为工具,对三角函数及解三角形进行考查是近几年高考考查的一类热点问题,一般难度不大,但综合性较强.解答这类问题,两角和与差的正余弦公式、诱导公式以及二倍角公一定要熟练掌握并灵活应用,特别是二倍角公式的各种变化形式要熟记于心. 解三角形时,有时可用正弦定理,有时也可用余弦定理,应注意用哪一个定理更方便、简捷.如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果遇到的式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.51.函数的图象可由函数的图象至少向右平移个单位长度得到.【答案】【解析】,故应至少向右平移个单位.【考点】1、三角恒等变换;2、图象的平移.52.在中,角所对边分别为,已知向量,且.(1)求角的大小;(2)若,求的周长的最大值.【答案】(1);(2).【解析】(1);(2)由(1)及的周长的最大值.试题解析:(1)因为,所以,即,..................................2分故.................4分又,所以.............................6分(2)由(1)及,得,所以,....................................9分所以,..........................11分故的周长的最大值..................12分【考点】1、解三角形;2、基本不等式.53.在中,分别为角的对边,已知且,则__________.【答案】1【解析】由射影定理,可得a=2b=2,解得b=1【点睛】对于解三角形问题,一般利用正余弦定理,统一边或统一角做,同时要注意使用身影定理。
高中数学三角函数及三角恒等变换精选题目(附解析) 一、三角函数的定义若角α的终边上任意一点P (x ,y )(原点除外),r =|OP |=x 2+y 2,则sin α=y r ,cos α=x r ,tan α=y x (x ≠0).1.已知角α的终边过点P (-3cos θ,4cos θ),其中θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,则sin α=________,tan α=________.[解析] ∵θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,∴cos θ<0,∴r =x 2+y 2=9cos 2θ+16cos 2θ=-5cosθ,故sin α=y r =-45,tan α=y x =-43.[答案] -45 -43 注:利用三角函数定义求函数值的方法当已知角的终边所经过的点或角的终边所在的直线时,一般先根据三角函数的定义求这个角的三角函数值,再求其他.但当角经过的点不固定时,需要进行分类讨论.求与正切函数有关问题时,不要忽略正切函数自身的定义域.2.已知点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,a 在函数y =log 3x 的图象上,且角θ的终边所在的直线过点M ,则tan θ=( )A .-13 B .±13 C .-3D .±3解析:选C 因为点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,a 在函数y =log 3x 的图象上,所以a =log 313=-1,即M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,-1,所以tan θ=-113=-3,故选C.3.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的正半轴重合,终边在直线y =2x 上,则cos 2θ=( )A .-45B .-35 C.35D.45解析:选B 在角θ的终边上任取一点P (a,2a )(a ≠0). 则r 2=|OP |2=a 2+(2a )2=5a 2. 所以cos 2θ=a 25a 2=15,cos 2θ=2cos 2 θ-1=25-1=-35.4.若θ是第四象限角,则点P (sin θ,tan θ)在第________象限. 解析:∵θ是第四象限角,则sin θ<0,tan θ<0, ∴点P (sin θ,tan θ )在第三象限. 答案:三二、同角三角函数的基本关系及诱导公式①牢记两个基本关系式sin 2α+cos 2α=1及sin αcos α=tan α,并能应用两个关系式进行三角函数的求值、化简、证明.②诱导公式可概括为k ·π2±α(k ∈Z)的各三角函数值的化简公式.记忆规律是:奇变偶不变,符号看象限.其中的奇、偶是指π2的奇数倍或偶数倍,变与不变是指函数名称的变化.5.已知2+tan (θ-π)1+tan (2π-θ)=-4,求(sin θ-3cos θ)(cos θ-sin θ)的值.[解] 法一:由已知得2+tan θ1-tan θ=-4,∴2+tan θ=-4(1-tan θ), 解得tan θ=2.∴(sin θ-3cos θ)(cos θ-sin θ ) =4sin θcos θ-sin 2θ-3cos 2θ =4sin θcos θ-sin 2θ-3cos 2θsin 2θ+cos 2θ=4tan θ-tan2θ-3tan2θ+1=8-4-34+1=15.法二:由已知得2+tan θ1-tan θ=-4,解得tan θ=2.即sin θcos θ=2,∴sin θ=2cos θ.∴(sin θ-3cos θ)(cos θ-sin θ)=(2cos θ-3cos θ)(cos θ-2cos θ)=cos2θ=cos2θsin2θ+cos2θ=1tan2θ+1=15.注:三角函数式的求值、化简、证明的常用技巧(1)化弦:当三角函数式中三角函数名称较多时,往往把三角函数化为弦,再化简变形.(2)化切:当三角函数式中含有正切及其他三角函数时,有时可将三角函数名称都化为正切,再变形化简.(3)“1”的代换:在三角函数式中,有些会含有常数1,常数1虽然非常简单,但有些三角函数式的化简却需要利用三角函数公式将“1”代换为三角函数式.6.若sin(π+α)=35,且α是第三象限角,则sin⎝⎛⎭⎪⎫π2+α-cos⎝⎛⎭⎪⎫π2+αsin⎝⎛⎭⎪⎫π2-α-cos⎝⎛⎭⎪⎫π2-α=()A.1B.7 C.-7 D.-1解析:选B由sin(π+α)=35,得sin α=-35.又α是第三象限角,所以cos α=-4 5,所以sin⎝⎛⎭⎪⎫π2+α-cos⎝⎛⎭⎪⎫π2+αsin⎝⎛⎭⎪⎫π2-α-cos⎝⎛⎭⎪⎫π2-α=cos α+sin αcos α-sin α=-45+⎝ ⎛⎭⎪⎫-35-45-⎝ ⎛⎭⎪⎫-35=7.7.已知sin θ+cos θ=43,且0<θ<π4,则sin θ-cos θ的值为( )A.23 B .-23 C.13D .-13解析:选B ∵sin θ+cos θ=43,∴1+2sin θcos θ=169,则2sin θcos θ=79.又0<θ<π4,所以sin θ-cos θ<0,故sin θ-cos θ=-(sin θ-cos θ)2=-1-2sin θcos θ=-23,故选B.8.已知α为第三象限角,且sin α+cos α=2m,2sin αcos α=m 2,则m 的值为________.解析:由(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α,得4m 2=1+m 2,即m 2=13.又α为第三象限角,所以sin α<0,cos α<0,则m <0,所以m =-33.答案:-339.已知sin(3π-α)=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+β,cos(π-α)=63cos(π+β),且0<α<π,0<β<π,求sin α和cos β的值.解:由已知,得sin α=2sin β,① 3cos α=2cos β,②由①2+②2,得sin 2α+3cos 2α=2, 即sin 2α+3(1-sin 2α)=2,所以sin 2α=12. 又0<α<π,则sin α=22. 将sin α=22代入①,得sin β=12.又0<β<π,故cos β=±32.三、简单的三角恒等变换两角和与差的正弦、余弦、正切公式 ①sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β; ②cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β; ③tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β.二倍角的正弦、余弦、正切公式 ①sin 2α=2sin αcos α;②cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α; ③tan 2α=2tan α1-tan 2α.10.已知tan α=2. (1)求tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4的值;(2)求sin 2αsin 2α+sin αcos α-cos 2α-1的值.[解] (1)tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=tan α+tan π41-tan αtan π4=2+11-2×1=-3.(2)sin 2αsin 2α+sin αcos α-cos 2α-1=2sin αcos αsin 2α+sin αcos α-2cos 2α=2tan αtan 2α+tan α-2=2×24+2-2=1.注:条件求值的解题策略(1)分析已知角和未知角之间的关系,正确地用已知角来表示未知角. (2)正确地运用有关公式将所求角的三角函数值用已知角的三角函数值来表示.(3)求解三角函数中给值求角的问题时,要根据已知求这个角的某种三角函数值,然后结合角的取值范围,求出角的大小.11.若θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,sin 2θ=378,则sin θ=( )A.35 B.45 C.74D.34解析:选D 因为θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,所以2θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,所以cos 2θ<0,所以cos 2θ=-1-sin 22θ=-18.又cos 2θ=1-2sin 2θ=-18,所以sin 2θ=916,所以sin θ=34.12.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3+sin α=-435,-π2<α<0,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+8π3等于( )A .-45 B .-35 C.35D.45解析:选D 因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3+sin α=-435,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3-π3=-435,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3cos π3-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3sin π3=-435,所以32sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3-32cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=-435,所以-3⎣⎢⎡⎦⎥⎤12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3-32sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=-435,即-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3+π3=-435,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+2π3=45,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+8π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+2π3=45,故选D.13.(2017·全国卷Ⅲ)已知sin α-cos α=43,则sin 2α=( )A .-79B .-29 C.29D.79解析:选A 将sin α-cos α=43的两边进行平方,得sin 2 α-2sin αcos α+cos 2α=169,即sin 2α=-79.14.已知向量a =(1,-3),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x ,2cos 2x 2-1,函数f (x )=a ·b .(1)若f (θ)=0,求2cos 2θ2-sin θ-12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4的值;(2)当x ∈[0,π]时,求函数f (x )的值域.解:(1)∵a =(1,-3),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x ,2cos 2x 2-1,∴f (x )=a ·b =sin x -3⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 2x 2-1=sin x -3cos x .∵f (θ)=0,即sin θ-3cos θ=0,∴tan θ=3,∴2cos 2θ2-sin θ-12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=cos θ-sin θsin θ+cos θ=1-tan θtan θ+1=1-33+1=-2+ 3.(2)由(1)知f (x )=sin x -3cos x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3,∵x ∈[0,π],∴x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,当x -π3=-π3,即x =0时,f (x )min =-3; 当x -π3=π2,即x =5π6时,f (x )max =2,∴当x ∈[0,π]时,函数f (x )的值域为[-3,2].。
第10章测评(时间:120分钟 满分:150分)一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.sin 140°cos 10°+cos 40°sin 350°=( ) A.12 B.-12 C.√32D.-√32,原式=sin 40°cos 10°-cos 40°·sin 10°=sin(40°-10°)=sin 30°=12,故选A. 2.函数y=sin 3x+cos 3x 的最小正周期是( ) A.6π B.2π C.2π3 D.π3解析y=sin 3x+cos 3x=√2√22sin 3x+√22cos 3x =√2sin 3x+π4,可知该函数的最小正周期T=2π3,故选C.3.(2021江苏苏州期中)sin π12-cos π12的值等于 ( )A.-√22 B.√22 C.-√62D.√62解析sin π12-cos π12=√2sinπ12−π4=-√2sin π6=-√22.故选A .4.已知sinα+2cosαsinα-2cosα=5,则cos 2α+12sin 2α=( ) A.-25B.3C.-3D.25因为sinα+2cosαsinα-2cosα=5,所以tanα+2tanα-2=5,解得tan α=3,cos 2α+12sin 2α=cos 2α+sinαcosαcos 2α+sin 2α=1+tanα1+tan 2α=1+31+9=25,故选D. 5.已知sin π6-α=13+cos α,则cos 2α+π3=( )A.-79B.-4√39 C.4√39D.79解析sinπ6-α=13+cos α,整理得12cos α+√32sin α=-13,即sin α+π6=-13,故cos 2α+π3=1-2sin 2α+π6=79.故选D .6.(2021陕西渭南临渭二模)已知sin 2α=13,则cos 2α-π4=( ) A.-13 B.13 C.-23 D.23解析cos 2α-π4=1+cos(2α-π2)2=1+sin2α2=1+132=23.故选D .7.已知sin(α+2β)=34,cos β=13,α,β为锐角,则sin(α+β)的值为( ) A.3√7-2√212B.3-2√1412 C.3√7+2√212D.3+2√1412sin(α+2β)=34,cos β=13,α,β为锐角,所以0°<α+2β<180°.又cos 2β=2cos 2β-1=-79<0,所以90°<2β<180°. 所以90°<α+2β<180°.由同角三角函数关系, 可得cos(α+2β)=-√74,sin β=2√23, 所以sin(α+β)=sin [(α+2β)-β] =sin(α+2β)cos β-cos(α+2β)sin β =34×13--√74×2√23=3+2√1412,故选D.8.设sin 20°=m ,cos 20°=n ,化简tan10°+11-tan10°−11-2sin 210°=( ) A.m n B.-mn C.nm D.-nmsin 20°=m ,cos 20°=n ,所以tan10°+11-tan10°−11-2sin 210°=1+sin10°cos10°1-sin10°cos10°−1cos20°=sin10°+cos10°cos10°-sin10°−1cos20°=1+2sin10°cos10°cos 210°-sin 210°−1cos20°=1+sin20°cos20°−1cos20°=sin20°cos20°=mn .故选A .二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9.(2021江苏扬州邗江校级期中)下列各式中,值为12的是( ) A.sin 72°cos 42°-cos 72°sin 42° B.cos 2π12sin 2π12 C.tan22.5°1-tan 222.5°D.2tan 15°cos 215°°cos 42°-cos 72°sin 42°=sin(72°-42°)=sin 30°=12,故A 满足条件;cos 2π12sin 2π12=1+cos π62·1-cos π62=1-cos 2π64=1-344=116,故B 不满足条件;tan22.5°1-tan 222.5°=12·2tan22.5°1-tan 222.5°=12tan 45°=12,故C 满足条件;2tan 15°cos 215°=2sin 15°cos 15°=sin 30°=12,故D 满足条件.故选ACD.10.(2020江苏南京期末)下列四个等式其中正确的是( ) A.tan 25°+tan 35°+√3tan 25°tan 35°=√3 B.116sin50°+√316cos50°=12C.cos 2π8-sin 2π8=12 D.1sin10°−√3cos10°=4°=tan(25°+35°)=tan25°+tan35°1-tan25°tan35°=√3,故tan 25°+tan 35°+√3tan 25°tan 35°=√3,故A 正确;116sin50°+√316cos50°=(cos50°+√3sin50°)16sin50°cos50°=2sin (50°+30°)8sin100°=14,故B 错误;cos 2π8-sin 2π8=cos π4=√22,故C 错误;1sin10°−√3cos10°=cos10°-√3sin10°sin10°cos10°=2cos (60°+10°)12sin20°=2sin20°12sin20°=4,故D 正确.故选AD.11.(2021湖北华中师大一附中高一期中)已知向量a =sin x-π6,√3sin x ,b =cos x-π6,-sin x ,函数f (x )=a ·b +√32,x ∈R ,则下列结论正确的为( )A .f π3-x =-f π3+xB .f (x )的最小正周期为πC .f (x )的最大值为1+√32D .f (x )的图象关于直线x=π12对称解析由题意f (x )=a ·b +√32=sin x-π6cos x-π6-√3sin 2x+√32=12sin 2x-π3-√32(1-cos 2x )+√32 =12sin 2x cos π3-cos 2x sin π3+√32cos 2x =14sin 2x+√34cos 2x=12sin 2x+π3.对于A,f π3-x =12sin 2π3-x +π3=12sin(π-2x )=12sin 2x ,fπ3+x =12sin 2π3+x +π3=12sin(π+2x )=-12sin 2x , 所以f π3-x =-fπ3+x ,故A 正确;对于B,由T=2π2=π,故B 正确;对于C,由-1≤sin 2x+π3≤1,所以f (x )的最大值为12,故C 不正确; 对于D,由f (x )=12sin 2x+π3的对称轴满足2x+π3=k π+π2,k ∈Z , 即x=12k π+π12,k ∈Z .当k=0时,x=π12.所以直线x=π12为f (x )的图象的对称轴,故D 正确. 故选ABD .12.(2021江苏徐州沛县校级期末)已知α,β∈(0,π),sin α+π6=513,cos β-π3=45,则sin(α-β)的可能取值为( ) A.-3365 B.-6365 C.3365D.6365解析∵cos β-π3=45,∴cos β-π3=cos β+π6−π2=sin β+π6=45,∵α,β∈(0,π), ∴α+π6∈π6,7π6,β+π6∈π6,7π6.又sin α+π6=513∈0,12,sin β+π6=45>12, ∴α+π6∈5π6,π,β+π6∈π6,5π6,∴cos α+π6=-1213,cos β+π6=±35,∴sin(α-β)=sinα+π6-β+π6=sin α+π6cos β+π6-cos α+π6sin β+π6=513×35+1213×45=6365,或sin(α-β)=513×-35+1213×45=3365. 故选CD.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分. 13.已知cos α=35,α∈0,π2,则cos π3+α= .解析因为cos α=35,α∈0,π2,则sin α=45,所以cosπ3+α=cos π3cos α-sin π3sin α=12×35−√32×45=3-4√310. 14.如图,图象是由n (n ∈N *且n ≥2)个完全相同的正方形构成的平面几何图形,若α+β=π4,则n= .1,则tan α=1n ,tan β=1n -1, 因为α+β=π4,所以tan(α+β)=tanα+tanβ1-tanαtanβ=2n -1n 2-n -1=1,解得n=3或n=0(舍去),所以n=3.15.已知tan(α+β)=23,tan β-π4=-2,则tan α+π4= ,tan(α+2β)= .8 311 解析tanα+π4=tan (α+β)-β-π4=tan (α+β)-tan(β-π4)1+tan (α+β)tan(β-π4)=23+21+23×(-2)=-8. tan β-π4=tanβ-11+tanβ=-2,tan β=-13. tan(α+2β)=tan (α+β)+tanβ1-tan (α+β)tanβ=311.16.(2021江苏泰州中学高三模拟)现有如下信息:(1)黄金分割比(简称:黄金比)是指把一条线段分割为两部分,较短部分与较长部分的长度之比等于较长部分与整体长度之比,其比值为√5-12;(2)黄金三角形被誉为最美三角形,是较短边与较长边之比为黄金比的等腰三角形; (3)有一个内角为36°的等腰三角形为黄金三角形. 由上述信息可求得sin 126°= .,等腰三角形ABC ,∠ABC=36°,设AB=BC=a ,AC=b ,取AC 中点D ,连接BD.由题意得ba=√5-12,sin ∠ABC 2=b2a=b a ·12=√5-12·12=√5-14,所以cos ∠ABC=1-2sin 2∠ABC 2=1-2×√5-142=√5+14, 所以cos 36°=√5+14,所以sin 126°=sin(90°+36°)=cos 36°=√5+14.四、解答题:本题共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.(10分)(2020贵州贵阳期末)在平面直角坐标系中,已知角α,β的顶点都在坐标原点,始边都与x 轴的非负半轴重合,角α的终边上有一点A ,坐标为(1,-1). (1)求sin 2α的值.(2)若角β满足下列三个条件之一. ①锐角β满足tan β=2;②锐角β的终边在直线y=2x 上; ③角β的终边与2 0203π的终边相同. 请从上述三个条件中任选一个,求cos(α-β)的值.已知角α始边与x 轴非负半轴重合,顶点与原点重合,且角α的终边上有一点A ,坐标为(1,-1),则sin α=√2=-√22,cos α=√2=√22,可得sin 2α=2sin αcos α=2×-√22×√22=-1. (2)若选①,锐角β满足tan β=sinβcosβ=2,可得sin 2β+cos 2β=(2cos β)2+cos 2β=5cos 2β=1,解得cos β=√55,sin β=2√55,可得cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=√22×√55+-√22×2√55=-√1010; 若选②,锐角β的终边在直线y=2x 上, 可得tan β=2,由①可得cos(α-β)=-√1010;若选③,角β的终边与2 0203π的终边相同, 可得sin β=sin 2 0203π=sin 673π+π3=-sin π3=-√32,cos β=cos2 0203π=cos 673π+π3=-cos π3=-12,可得cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=√22×-12+-√22×-√32=√6-√24.18.(12分)(2021江苏泰州海陵校级期中)已知0<α<π2<β<π,tan α+π4=-2,sin β=√22. (1)求sinα+3cosα2sinα-cosα的值; (2)求sin(α+2β)的值.解(1)因为tan α+π4=tanα+11-tanα=-2,所以tan α=3. 所以sinα+3cosα2sinα-cosα=tanα+32tanα-1=65.(2)因为tan α=3,0<α<π2, 所以cos α=√1010,sin α=3√1010. 因为π2<β<π,sin β=√22, 所以β=3π4,所以sin(α+2β)=sin α+3π2=-cos α=-√1010. 19.(12分)(2021四川广安邻水校级期中)求值: (1)sin 50°(1+√3tan 10°); (2)sin5°-sin20°cos15°cos5°-sin20°sin15°.°(1+√3tan 10°)=sin 50°1+√3×sin10°cos10°=sin 50°×cos10°+√3sin10°cos10°=2sin50°cos50°cos10°=sin100°cos10° =cos10°cos10°=1.(2)sin5°-sin20°cos15°cos5°-sin20°sin15°=sin (20°-15°)-sin20°cos15°cos (20°-15°)-sin20°sin15° =(sin20°cos15°-cos20°sin15°)-sin20°cos15°(cos20°cos15°+sin20°sin15°)-sin20°sin15° =-sin15°cos15°=-2sin 215°2sin15°cos15°=-1-cos30°sin30°=-1-√3212=√3-2.20.(12分)(2021天津河西高一期末)已知α∈π2,π,tan α=-34.(1)求tan 2α的值; (2)求sinα+2cosα5cosα-sinα的值; (3)求sin 2α-π6的值. 解(1)∵α∈π2,π,tan α=-34,∴tan 2α=2tanα1-tan 2α=-247.(2)∵tan α=-34,∴sinα+2cosα5cosα-sinα=tanα+25-tanα=-34+25+34=523.(3)∵sin 2α=2sinαcosαsin 2α+cos 2α=2tanαtan 2α+1=-2425,cos 2α=cos 2α-sin 2αsin 2α+cos 2α=1-tan 2αtan 2α+1=1-916916+1=725,∴sin 2α-π6=sin 2αcos π6-cos 2αsin π6=-2425×√32−725×12=-24√3+750.21.(12分)(2021江苏南京第二十九中学高一期末)已知函数f (x )=sin x cos x-√3sin 2x+√32.(1)若x ∈-π3,π6,求函数f (x )的值域; (2)设α∈π2,π,若fα2−π12=45,求cos α的值.f (x )=sin x cos x-√3sin 2x+√32=12sin 2x-√32(1-cos 2x )+√32 =12sin 2x+√32cos 2x=sin 2x+π3, 因为x ∈-π3,π6,-π3≤2x+π3≤2π3, 则-√32≤sin 2x+π3≤1,所以函数f (x )在-π3,π6上的值域为-√32,1. (2)fα2−π12=sin 2α2−π12+π3=sin α+π6=45,因为α∈π2,π,则2π3<α+π6<7π6,所以cos α+π6=-√1-sin 2(α+π6)=-35,所以cos α=cosα+π6-π6=√32cos α+π6+12sin α+π6=4-3√310. 22.(12分)(2021江苏南京鼓楼校级期中)已知向量a =(cos α,√5sin β+2sin α),b =(sin α,√5cos β-2cos α),且a ∥b .(1)求cos(α+β)的值; (2)若α,β∈0,π2,且tan α=13,求2α+β的值.因为a ∥b ,所以cos α(√5cos β-2cos α)-sin α(√5sin β+2sin α)=0, 所以√5(cos αcos β-sin αsin β)=2(sin 2α+cos 2α)=2, 所以√5cos(α+β)=2,即cos(α+β)=2√55. (2)因为α,β∈0,π2,所以0<α+β<π.因为cos(α+β)=2√55,所以sin(α+β)=√55,所以tan(α+β)=12.因为tan α=13,所以tan (2α+β)=tanα+tan(α+β)1-tanαtan(α+β)=13+121-12×13=1.因为0<α+β<π,且cos(α+β)=2√55>0,所以0<α+β<π2.因为0<α<π2,所以0<2α+β<π.因为tan(2α+β)=1,所以2α+β=π4.。
高考数学热点:简单的三角恒等变换【考点梳理】1、两角和与差的三角函数公式sin()sin cos cos sin αβαβαβ+=+sin()sin cos cos sin αβαβαβ−=−cos()cos cos sin sin αβαβαβ+=−cos()cos cos sin sin αβαβαβ−=+tan tan tan()1tan tan αβαβαβ−−=+ tan tan tan()1tan tan αβαβαβ++=− 2、二倍角公式sin 22sin cos ααα= 22cos2cos sin ααα=− 2cos22cos 1αα=−2cos212sin αα=− 22tan tan 21tan ααα=−3、辅助角公式sin cos )a x b x x ϕ±=±(其中tan b aϕ=) 4、降幂公式21cos2cos 2αα+=21cos2sin 2αα−=【典型题型讲解】 考点一:两角和与差公式【典例例题】例1.(2022·广东汕头·高三期末)已知πsin (,π)2αα=∈,则cos()6πα−=( )A .-1B .0C .12D【答案】B 【详解】∵πsin (,π)22αα=∈,∴2π3α=,故ππcos()cos 0.62α−== 故选:B例2.(2022·广东湛江·一模)已知4cos 5α=,02πα<<,则sin 4πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭( )ABC.D.【答案】B 【详解】由4cos 5α=,02πα<<,得3sin 5α=,所以34sin 422252510πααα⎛⎫+=+=⨯+= ⎪⎝⎭,故选:B.例3.(2022·广东汕头·一模)已知0,2πθ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,2tan tan 43πθθ⎛⎫+=− ⎪⎝⎭,则sin cos2sin cos θθθθ=+( ) A .12−B .35C .3D .53−【答案】B【详解】由(0,)2πθ∈,得tan 0θ>,又2tan()tan 43πθθ+=−,得tan tan24tan 31tan tan 4πθθπθ+=−−⋅,即tan 12tan 1tan 3θθθ+=−−, 整理,得tan 3θ=或1tan 2θ=−(舍去),所以sin 3cos θθ=,又22sin cos 1θθ+=,(0,)2πθ∈,解得sin cos θθ=, 故22sin cos 2sin (cos sin )sin (sin cos )(cos sin )sin cos sin cos sin cos θθθθθθθθθθθθθθθθ−+−==+++3sin (cos sin )5θθθ=−==−. 故选:B【方法技巧与总结】1.三角函数式化简的方法:化简三角函数式常见方法有弦切互化,异名化同名,异角化同角,降幂与升幂等.2.给值求值:解题的关键在于“变角”,把待求三角函数值的角用含已知角的式子表示出来,求解时要注意对角的范围的讨论. 【变式训练】 1.已知5π1tan()45−=α,则tan =α__________. 【答案】32【解析】本题主要考查三角恒等变换,考查考生的运算求解能力.5πtan tan5πtan 114tan 5π41tan 51tan tan 4ααααα−−⎛⎫−=== ⎪+⎝⎭+⋅,解方程得3tan 2=α.故答案为32. 2.(2022·广东韶关·一模)若()()1sin 0,,tan 22ππαααβ⎛⎫−=∈+= ⎪⎝⎭,则tan β=__________. 【答案】17【详解】因为()sin 0,2ππαα⎛⎫−=∈ ⎪⎝⎭,所以sin α=,所以cos α=,所以sin 1tan cos 3ααα==. ()()()11tan tan 123tan tan .111tan tan 7123αβαβαβααβα−+−=+−===⎡⎤⎣⎦+++⨯又 故答案为:173.(2022·全国·高考真题)若sin()cos()sin 4παβαβαβ⎛⎫+++=+ ⎪⎝⎭,则( )A .()tan 1αβ−=B .()tan 1αβ+=C .()tan 1αβ−=−D .()tan 1αβ+=−【答案】C 【详解】由已知得:()sin cos cos sin cos cos sin sin 2cos sin sin αβαβαβαβααβ++−=−, 即:sin cos cos sin cos cos sin sin 0αβαβαβαβ−++=, 即:()()sin cos 0αβαβ−+−=, 所以()tan 1αβ−=−, 故选:C 4.已知sin α=()cos αβ−=304πα<<,304πβ<<,则sin β=( )A.35BC.35D.35【答案】A 【解析】易知()()sin sin βααβ=−−,利用角的范围和同角三角函数关系可求得cos α和()sin αβ−,分别在()sin 5αβ−=和5−两种情况下,利用两角和差正弦公式求得sin β,结合β的范围可确定最终结果. 【详解】2sin 72α=<且304πα<<,04πα∴<<,5cos 7α∴==.又304πβ<<,344ππαβ∴−<−<,()sin 5αβ∴−=±.当()sin 5αβ−=时,()()()()sin sin sin cos cos sin βααβααβααβ=−−=−−−57==304πβ<<,sin 0β∴>,sin β∴=当()sin αβ−=sin β.综上所述:sin β= 故选:A .5.已知sin 15tan 2102α⎛⎫︒−=︒ ⎪⎝⎭,则()sin 60α︒+的值为( )A .13B .13−C .23D .23−【答案】A 【解析】根据题意得到sin 152α⎛⎫︒−= ⎪⎝⎭进而得到26cos 1529α⎛⎫︒−= ⎪⎝⎭,()1cos 303α︒−=,从而有()()()sin 60sin 9030cos 30ααα⎡⎤︒+=︒−︒−=︒−⎣⎦.【详解】∵sin 15tan 2102α⎛⎫︒−=︒ ⎪⎝⎭,∴()sin 15tan 210tan 18030tan302α⎛⎫︒−=︒=︒+︒=︒= ⎪⎝⎭,则226cos 151sin 15229αα⎛⎫⎛⎫︒−=−︒−= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()221cos 30cos 15sin 15223ααα⎛⎫⎛⎫︒−=︒−−︒−= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,∴()()sin 60sin 9030αα⎡⎤︒+=︒−︒−⎣⎦ ()1cos 303α=︒−=,故选A.考点二:二倍角公式【典例例题】例1.(2022·广东中山·高三期末)若2sin 3α=,则cos2α=___________. 【答案】19【分析】根据余弦的二倍角公式即可计算.【详解】2221cos212sin 1239αα⎛⎫=−=−⨯= ⎪⎝⎭.故答案为:19.例2.(2022·广东清远·高三期末)已知tan 2α=,则sin cos 44sin 2⎛⎫⎛⎫−+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=ππααα________. 答案】18−【详解】1sin cos (sin cos )(cos sin )442sin 22sin cos ⎛⎫⎛⎫−+−− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=ππααααααααα222sin cos 2sin cos tan 12tan 14sin cos 4tan 8−−+−−+===−ααααααααα.故答案为:18−例3.若cos 0,,tan 222sin παααα⎛⎫∈= ⎪−⎝⎭,则tan α=( )ABCD【答案】A 【详解】cos tan 22sin ααα=−2sin 22sin cos cos tan 2cos 212sin 2sin αααααααα∴===−−,0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,cos 0α∴≠,22sin 112sin 2sin ααα∴=−−,解得1sin 4α=, cos 4α∴=sin tan cos 15ααα∴==. 故选:A.【方法技巧与总结】三角恒等变换的基本思路:找差异,化同角(名),化简求值.三角恒等变换的关键在于观察各个角之间的联系,发现题目所给条件与恒等变换公式的联系. 【变式训练】1.(2022·广东汕头·一模)已知0,2πθ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,2tan tan 43πθθ⎛⎫+=− ⎪⎝⎭,则sin cos2sin cos θθθθ=+( ) A .12−B .35C .3D .53−【答案】.B【详解】由(0,)2πθ∈,得tan 0θ>,又2tan()tan 43πθθ+=−,得tan tan24tan 31tan tan 4πθθπθ+=−−⋅,即tan 12tan 1tan 3θθθ+=−−,整理,得tan 3θ=或1tan 2θ=−(舍去),所以sin 3cos θθ=,又22sin cos 1θθ+=,(0,)2πθ∈,解得sin cos θθ=, 故22sin cos 2sin (cos sin )sin (sin cos )(cos sin )sin cos sin cos sin cos θθθθθθθθθθθθθθθθ−+−==+++3sin (cos sin )5θθθ=−==−. 故选:B2.(2022·广东韶关·二模)已知 1sin cos 5αα+=,则()2tan 12sin sin 2πααα++=+( )A .17524−B .17524C .2524−D .2524【答案】.C【详解】由题知1sin cos 5αα+=,有242sin cos 25αα=−,所以()2tan 12sin sin 2πααα+++()tan 12sin sin cos αααα+=+()sin cos 1cos 2sin sin cos αααααα+=⨯+1252sin cos 24αα==−, 故选:C .3.(2022·广东佛山·二模)已知sin πα43⎛⎫−= ⎪⎝⎭,则sin 2α=___________.【答案】59【详解】sin sin 443ππαα⎛⎫⎛⎫−=−−=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭所以sin 4πα⎛⎫−= ⎪⎝⎭所以225sin 2cos 2cos 212sin 122449πππαααα⎛⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=−=−=−−=−⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎝⎭ 故答案为:594.(2022·广东肇庆·二模)若sin cos 5θθ+=−,则sin 2θ=______. 【答案】45【详解】∵sin cos θθ+= ∴()29sin cos 12sin cos 5θθθθ+=+=, 所以4sin 22sin cos 5θθθ==. 故答案为:45.5.(2022·广东深圳·二模)已知tan 3α=,则cos 2=α__________. 【答案】45−【详解】解:由题意可知:2214cos 22cos 121tan 15ααα=−=⨯−=−+ .6.若3sin 5α=−,且3ππ,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则1tan21tan2αα−=+( )A .12B .12−C .2D .−2【答案】D 【详解】3sin 2sincos225ααα==−,故2222sincos2tan32225sin cos tan 1222αααααα==−++, 可解得1tan23α=−或tan 32α=−,又3ππ,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,故tan 32α=−,故1tan 221tan2αα−=−+, 故选:D7.已知1sin 64x π⎛⎫−= ⎪⎝⎭,则cos 23x π⎛⎫−= ⎪⎝⎭( )A .78−B .78C.4−D.4【答案】B 【详解】因为sin sin 66x x ππ⎛⎫⎛⎫−=−− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以1sin 64x π⎛⎫−=− ⎪⎝⎭,2217cos 2cos 212sin 1236648x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫−=−=−−=−−= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦.故选:B.8.已知,22ππα⎛⎫∈− ⎪⎝⎭,且1cos 42πα⎛⎫−= ⎪⎝⎭,则cos2α=( )A. B. C .12D【答案】D 【详解】 因为22ππα−<<,所以3444πππα−<−< 又1cos 42πα⎛⎫−= ⎪⎝⎭,所以43ππα−=−,所以12πα=−所以cos 2cos cos 66ππα⎛⎫=−==⎪⎝⎭故选:D9.已知1sin 35πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则cos 23πα⎛⎫−= ⎪⎝⎭( )A .2325B .2325−C D .5−【答案】B 【详解】因为1sin cos cos 3665πππααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=−=−= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以22123cos 2cos22cos 121366525πππααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫−=−=−−=⨯−=− ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.故选:B .10.已知()3sin 455α︒+=,45135α︒<<︒,则cos 2=α( )A .2425B .2425−C .725D .725−【答案】B 【详解】解:因为45135α︒<<︒,所以9045180α︒<+︒<︒,又()3sin 455α︒+=,所以()4cos 455α︒+==−,所以()()()3424sin 2452sin 45cos 4525525ααα⎛⎫︒+=︒+︒+=⨯⨯−=− ⎪⎝⎭。
高三数学三角恒等变换试题答案及解析1.已知,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】将两边平方得,,可得,故选B.【考点】同角基本关系以及二倍角公式.2.已知cos(α-)+sinα=,则sin(α+)的值是()A.-B.C.-D.【答案】C【解析】cos(α-)+sinα=⇒sinα+cosα=⇒sin(α+)=,所以sin(α+)=-sin(α+)=-.3.已知函数f(x)=cos2ωx+sinωxcosωx-(ω>0)的最小正周期为π.(1)求ω值及f(x)的单调递增区间;(2)在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,已知a=1,b=,f()=,求角C 的大小.【答案】(1)增区间为[kπ-,kπ+](k∈Z)(2)当B=时,C=π--=;当B=时,C=π--=.【解析】解:(1)f(x)=+sin2ωx-=sin(2ωx+).∵T=π,∴ω=1,∴f(x)=sin(2x+),增区间为[kπ-,kπ+](k∈Z).(2)∵f()=sin(A+)=,角A为△ABC的内角且a<b,∴A=.又a=1,b=,∴由正弦定理得=,也就是sinB==×=.∵b>a,∴B=或B=,当B=时,C=π--=;当B=时,C=π--=.4.已知α,β∈(0,),满足tan(α+β)=4tanβ,则tanα的最大值是()A.B.C.D.【答案】B【解析】tanα=tan[(α+β)-β]==≤=,当且仅当tanβ=时等号成立.5.在中,若分别为的对边,且,则有()A.a、c、b成等比数列B.a、c、b成等差数列C.a、b、c成等差数列D.a、b、c成等比数列【答案】D【解析】由已知得,,故,又,而,故,所以,故,从而a、b、c成等比数列.【考点】1、两角和与差的余弦公式;2、二倍角公式;3、正弦定理.6.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,b sin=a+c sin,则C= .【答案】【解析】由已知得,所以,由,应用正弦定理,得,.整理得,即,由于,从而,又,故.【考点】1正弦定理;2正弦两角和差公式。