高中数学北师大版必修4习题:第三章§2、2.1、2.2应用案巩固提升

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[A 基础达标]1.化简cos(x +y )sin y -sin(x +y )cos y 等于( )A .sin(x +2y )B .-sin(x +2y )C .sin xD .-sin x解析:选D.cos(x +y )sin y -sin(x +y )cos y =sin[y -(x +y )]=-sin x .2.若cos α=-45,α是第三象限的角,则sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=( ) A .-7210B.7210 C .-210 D.210解析:选A.因为cos α=-45,α是第三象限的角,所以sin α=-35,由两角和的正弦公式可得sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=sin αcos π4+cos αsin π4=⎝⎛⎭⎫-35×22+⎝⎛⎭⎫-45×22=-7210. 3.在△ABC 中,若sin(B +C )=2sin B cos C ,则△ABC 是( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .等腰三角形解析:选D.因为sin(B +C )=2sin B cos C ,所以sin B cos C +cos B sin C =2sin B cos C ,即sin B cos C -cos B sin C =0,所以sin(B -C )=0,所以B =C .所以△ABC 是等腰三角形.4.如果sin (α+β)sin (α-β)=m n ,那么tan βtan α等于( ) A.m -n m +n B.m +n m -nC.n -m n +mD.n +m n -m解析:选A.sin (α+β)sin (α-β)=sin αcos β+cos αsin βsin αcos β-cos αsin β=m n , 所以n sin αcos β+n cos αsin β=m sin αcos β-m cos αsin β,所以(m -n )sin αcos β=(m +n )cos αsin β,所以cos αsin βsin αcos β=m -n m +n ,即tan βtan α=m -n m +n. 5.已知cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435,则sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6的值为( ) A .-235 B.235C .-45D.45解析:选C.因为cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435, 所以cos αcos π6+sin αsin π6+sin α=435, 所以32cos α+32sin α=435,即12cos α+32sin α=45. 所以sin ⎝⎛⎭⎫π6+α=45. 所以sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6=-sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=-45. 6.已知3sin x -3cos x =23sin(x +φ),φ∈(-π,π)则φ的值是________. 解析:因为3sin x -3cos x =23⎝⎛⎭⎫32sin x -12cos x =23sin ⎝⎛⎭⎫x -π6, 又因为3sin x -3cos x =23sin(x +φ)且φ∈(-π,π),所以φ=-π6. 答案:-π67.函数f (x )=sin(x +φ)-2sin φcos x 的最大值为________.解析:因为f (x )=sin(x +φ)-2sin φcos x =cos φsin x -sin φcos x =sin(x -φ), 又-1≤sin(x -φ)≤1,所以f (x )的最大值为1.答案:18.若cos α-cos β=12,sin α-sin β=-13,则cos(α-β)=________. 解析:由已知得cos α-cos β=12,① sin α-sin β=-13.② ①2+②2得(cos α-cos β)2+(sin α-sin β)2=14+19, 即2-2cos αcos β-2sin αsin β=1336, 所以cos αcos β+sin αsin β=12×⎝⎛⎭⎫2-1336=5972, 所以cos(α-β)=5972. 答案:59729.已知α、β为锐角,且cos α=45,cos(α+β)=-1665,求cos β的值. 解:因为0<α<π2,0<β<π2,所以0<α+β<π. 由cos(α+β)=-1665,得sin(α+β)=6365. 又因为cos α=45, 所以sin α=35. 所以cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=-1665×45+6365×35=513. 10.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫13x -π6,x ∈R. (1)求f ⎝⎛⎭⎫5π4的值;(2)设α,β∈⎣⎡⎦⎤0,π2,f ⎝⎛⎭⎫3α+π2=1013,f (3β+2π)=65,求cos(α+β)的值. 解:(1)f ⎝⎛⎭⎫5π4=2sin ⎝⎛⎭⎫13×5π4-π6=2sin π4 =2×22= 2. (2)f ⎝⎛⎭⎫3α+π2=2sin ⎣⎡⎦⎤13⎝⎛⎭⎫3α+π2-π6=2sin α=1013,所以sin α=513. f (3β+2π)=2sin ⎣⎡⎦⎤13(3β+2π)-π6=2sin ⎝⎛⎭⎫β+π2 =2cos β=65,所以cos β=35. 因为α,β∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以cos α=1-sin 2α=1213,sin β=1-cos 2β=45, 所以cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=1213×35-513×45=1665. [B 能力提升]1.若sin ⎝⎛⎭⎫π4-α=-12,sin ⎝⎛⎭⎫π4+β=32,其中π4<α<π2,π4<β<π2,则角α+β的值为( ) A.π6B. 5π6C.π3D.23π 解析:选B.因为π4<α<π2,所以-π4<π4-α<0, 因为π4<β<π2,所以π2<π4+β<3π4, 由已知可得cos ⎝⎛⎭⎫π4-α=32,cos ⎝⎛⎭⎫π4+β=-12. 则cos(α+β)=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π4+β-⎝⎛⎭⎫π4-α =cos ⎝⎛⎭⎫π4+βcos ⎝⎛⎭⎫π4-α+sin ⎝⎛⎭⎫π4+βsin ⎝⎛⎭⎫π4-α =⎝⎛⎭⎫-12×32+32×⎝⎛⎭⎫-12=-32. 因为π2<α+β<π,所以α+β=5π6. 2.形如⎝ ⎛⎭⎪⎫a b c d 的式子叫作行列式,其运算法则为⎝ ⎛⎭⎪⎫a b c d =ad -bc ,若行列式⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫sin x cos x sin π6 cos π6=12,则x =________. 解析:因为⎝ ⎛⎭⎪⎫a b c d =ad -bc ,⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫sin x cos x sin π6 cos π6= sin x cos π6-cos x sin π6=sin ⎝⎛⎭⎫x -π6=12,所以x -π6=π6+2k π或x -π6=5π6+2k π,k ∈Z ,所以x =π3+2k π或x =(2k +1)π,k ∈Z. 答案:π3+2k π或(2k +1)π,k ∈Z 3.已知函数f (x )=A sin ⎝⎛⎭⎫x +π3,x ∈R ,且f ⎝⎛⎭⎫5π12=322.(1)求A 的值;(2)若f (θ)-f (-θ)=3,θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,求f ⎝⎛⎭⎫π6-θ. 解:(1)f ⎝⎛⎭⎫5π12=A sin ⎝⎛⎭⎫5π12+π3=A sin 3π4=22A =322,所以A =3. (2)f (θ)-f (-θ)=3sin ⎝⎛⎭⎫θ+π3-3sin ⎝⎛⎭⎫-θ+π3 =3⎣⎡⎝⎛⎭⎫sin θcos π3+cos θsin π3 ⎦⎤-⎝⎛⎭⎫-sin θcos π3+cos θsin π3 =6sin θcos π3=3sin θ=3, 所以sin θ=33.又因为θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以cos θ=1-sin 2θ=1-⎝⎛⎭⎫332=63, 所以f ⎝⎛⎭⎫π6-θ=3sin ⎝⎛⎭⎫π6-θ+π3=3sin ⎝⎛⎭⎫π2-θ =3cos θ= 6.4.(选做题)已知向量a =⎝⎛⎭⎫sin ⎝⎛⎭⎫x +π6,1,b =(4,4cos x -3). (1)若a ⊥b ,求sin ⎝⎛⎭⎫x +4π3的值; (2)设f (x )=a ·b ,若α∈⎣⎡⎦⎤0,π2,f ⎝⎛⎭⎫α-π6=23,求cos α的值. 解:(1)因为a ⊥b ⇔a ·b =0,则a ·b =4sin ⎝⎛⎭⎫x +π6+4cos x -3 =23sin x +6cos x -3=43sin ⎝⎛⎭⎫x +π3-3=0, 所以sin ⎝⎛⎭⎫x +π3=14, 所以sin ⎝⎛⎭⎫x +4π3=-sin ⎝⎛⎭⎫x +π3=-14. (2)由(1)知f (x )=43sin ⎝⎛⎭⎫x +π3-3, 所以由f ⎝⎛⎭⎫α-π6=23得sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=34, 又α∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以α+π6∈⎣⎡⎦⎤π6,2π3, 又因为22<34<32,所以α+π6∈⎣⎡⎭⎫π6,π3,所以cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=74, 所以cos α=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α+π6-π6 =cos ⎝⎛⎭⎫α+π6cos π6+sin ⎝⎛⎭⎫α+π6sin π6 =74×32+34×12=3+218.。