第二讲 三角变换与解三角形
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第2讲 三角恒等变换与解三角形一、选择题1.(2021·全国甲卷)在△ABC 中,已知B =120°,AC =19,AB =2,则BC 等于( )A .1 B. 2 C. 5 D .32.(2021·全国乙卷)cos 2π12-cos 25π12等于( ) A.12 B.33 C.22 D.323.(2022·榆林模拟)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为3154,b -c =1,cos A =14,则a 等于( ) A .10 B .3 C.10 D. 34.已知cos α=55,sin(β-α)=-1010,α,β均为锐角,则β等于( ) A.π12 B.π6 C.π4 D.π35.设角α,β的终边均不在坐标轴上,且tan(α-β)+tan β=tan α,则下列结论正确的是( )A .sin(α+β)=0B .cos(α-β)=1C .sin 2α+sin 2β=1D .sin 2α+cos 2β=16.(2022·张家口质检)下列命题中,不正确的是( )A .在△ABC 中,若A >B ,则sin A >sin BB .在锐角△ABC 中,不等式sin A >cos B 恒成立C .在△ABC 中,若a cos A =b cos B ,则△ABC 是等腰直角三角形D .在△ABC 中,若B =π3,b 2=ac ,则△ABC 必是等边三角形 7.故宫是世界上现存规模最大、保存最为完整的木质结构古建筑群,故宫宫殿房檐设计恰好使北房在冬至前后阳光满屋,夏至前后屋檐遮阴.已知北京地区夏至前后正午太阳高度角约为75°,冬至前后正午太阳高度角约为30°.图1是顶部近似为正四棱锥、底部近似为正四棱柱的宫殿,图2是其示意图,则其出檐AB 的长度(单位:米)约为( )A .3米B .4米C .6(3-1)米D .3(3+1)米8.(2022·济宁模拟)已知sin α-cos β=3cos α-3sin β,且sin(α+β)≠1,则sin(α-β)的值为( )A .-35 B.35 C .-45 D.45二、填空题9.(2022·烟台模拟)若sin α=cos ⎝⎛⎭⎫α+π6,则tan 2α的值为________. 10.(2022·泰安模拟)已知sin ⎝⎛⎭⎫π3-α=14,则sin ⎝⎛⎭⎫π6-2α=________. 11.(2022·开封模拟)如图,某直径为5 5海里的圆形海域上有四个小岛,已知小岛B 与小岛C 相距5海里,cos ∠BAD =-45.则小岛B 与小岛D 之间的距离为________海里;小岛B ,C ,D 所形成的三角形海域BCD 的面积为________平方海里.12.(2022·汝州模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a =2,cos 2C = cos 2A +4sin 2B ,则△ABC 面积的最大值为________.三、解答题13.(2022·新高考全国Ⅱ)记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,分别以a ,b ,c 为边长的三个正三角形的面积依次为S 1,S 2,S 3.已知S 1-S 2+S 3=32,sin B =13. (1)求△ABC 的面积;(2)若sin A sin C =23,求b .14.(2022·抚顺模拟)在①(2c-a)sin C=(b2+c2-a2)sin Bb;②cos2A-C2-cos A cos C=34;③3cb cos A=tan A+tan B这三个条件中,任选一个,补充在下面问题中.问题:在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C所对的边,b=23,________.(1)求角B;(2)求2a-c的取值范围.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.。
第2讲三角恒等变换与解三角形(文理)JIE TI CE LUE MING FANG XIANG解题策略·明方向⊙︱考情分析︱1.三角恒等变换是高考的热点内容,主要考查利用各种三角函数公式进行求值与化简,其中二倍角公式、辅助角公式是考查的重点,切化弦、角的变换是常考的内容.2.正弦定理、余弦定理以及解三角形问题是高考的必考内容,主要考查:(1)边、角、面积的计算;(2)有关边、角的范围问题;(3)实际应用问题.⊙︱真题分布︱(理科)年份卷别题号考查角度分值202 0Ⅰ卷9、16三角恒等变换和同角间的三角函数关系求值;利用余弦定理解三角形10Ⅱ卷17解三角形求角和周长的12(文科)KAO DIAN FEN LEI XI ZHONG DIAN考点分类·析重点考点一三角恒等变换错误!错误!错误!错误!三角恒等变换与求值1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β。
(2)cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β。
(3)tan(α±β)=错误!。
2.二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)sin 2α=2sin αcos α。
(2)cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α.(3)tan 2α=错误!.3.辅助角公式a sin x+b cos x=错误!sin(x+φ)(其中tan φ=错误!)典错误!错误!错误!典例1(1)(2020·全国Ⅱ卷模拟)cos2 40°+2sin 35°sin 55°sin 10°=(A)A.错误!B.错误!C.错误!+错误!D.错误!(2)(2020·宜宾模拟)已知α∈错误!,且3sin2α-5cos2α+sin 2α=0,则sin 2α+cos 2α=(A)A.1B.-错误!C.-错误!或1D.-1(3)已知函数f(x)=错误!cos x cos错误!+sin2错误!-错误!.①求f(x)的单调递增区间;②若x∈错误!,f(x)=错误!,求cos 2x的值.【解析】(1)原式=cos240°+2sin 35°cos 35°sin 10°=cos240°+sin 70°sin 10°=12+12cos 80°+sin 70°sin 10°=错误!+错误!(cos 70°cos 10°-sin 70°sin 10°+2sin 70°sin 10°)=错误!+错误!(cos 70°cos 10°+sin 70°sin 10°)=错误!+错误!cos 60°=34。
第四章 三角函数、解三角形第二讲 三角恒等变换练好题·考点自测1。
下列说法错误的是( )A.两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的 B 。
存在实数α,β,使等式sin (α+β)=sin α+sin β成立 C 。
公式tan (α+β)=tanα+tanβ1-tanαtanβ可以变形为tan α+tan β=tan (α+β)(1—tan αtan β),且对任意角α,β都成立 D.存在实数α,使tan 2α=2tan α2。
[2020全国卷Ⅲ,9,5分]已知2tan θ-tan(θ+π4)=7,则tan θ=( )A.-2 B 。
—1 C.1 D 。
23。
[2021大同市调研测试]已知tan α2=3,则sinα1-cosα=( )A 。
3B .13C .-3D 。
−134.[2019全国卷Ⅱ,11,5分][文]已知α∈(0,π2),2sin 2α=cos 2α+1,则sin α= ( )A.15B .√55C 。
√33D.2√555。
[2020全国卷Ⅱ,13,5分][文]若sin x =−23,则cos 2x = 。
6.tan 67。
5°-tan 22。
5°= 。
7。
[2019江苏,13,5分]已知tanαtan (α+π4)=−23,则sin(2α+π4)的值是 .拓展变式1.[2020全国卷Ⅲ,5,5分][文]已知sin θ+sin (θ+π3)=1,则sin (θ+π6)=( )A .12B .√33C .23D .√222.1+cos20°2sin20°-sin 10°(1tan5°—tan 5°)= .3.已知α∈(0,π),化简:(1+sinα+cosα)·(cos α2-sin α2)√2+2cosα= 。
4。
[2021陕西省部分学校摸底检测]数学家华罗庚倡导的“0.618优选法”在各领域都应用广泛,0.618就是黄金分割比m =√5-12的近似值,黄金分割比还可以表示成2sin 18°,则m√4-m 22cos 227°-1= ( )A 。
专题3 第2讲 三角变换及解三角形一、选择题1.(2011·辽宁理,4)△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a sin A sin B +b cos 2A =2a ,则b a=( )A .23B .2 2 C. 3 D. 2[答案] D[解析] ∵a sin A sin B +b cos 2A =2a , ∴sin 2A sinB +sin B cos 2A =2sin A , sinB =2sin A ,∴b =2a ,∴ba= 2.2.(2011·福建理,3)若tan α=3,则sin2αcos 2α的值等于( )A .2B .3C .4D .6[答案] D[解析] 由sin2αcos 2α=2sin αcos αcos 2α=2tan α=2×3=6,故选D.3.(2011·浙江理,6)若0<α<π2,-π2<β<0,cos(π4+α)=13,cos(π4-β2)=33,则cos(α+β2=( )A.33 B. -33 C.539D. -69 [答案] C[解析] ∵(π4+α)-(π4-β2)=α+β2,∴cos(α+β2)=cos[(π4+α)-(π4-β2)]=cos(π4+α)cos(π4-β2)+sin(π4+α)sin(π4-β2)∵0<α<π2,-π2<β<0,∴π4<π4+α<3π4,π4<π4-β2<π2. 又cos(π4+α)=13,cos(π4-β2)=33,∴sin(π4+α)=223,sin(π4-β2)=63.∴cos(α+β2)=13×33+223×63=539,选C.4.(2011·四川理,6)在△ABC 中,sin 2A ≤sin 2B +sin 2C -sin B sin C ,则A 的取值范围是( ) A .(0,π6]B .[π6,π)C .(0,π3]D .[π3,π)[答案] C[解析] ∵sin 2A ≤sin 2B +sin 2C -sin B sin C ,∴由正弦定理得:a 2≤b 2+c 2-bc ,即b 2+c 2-a 2≥bc , 由余弦定理得:cos A =b 2+c 2-a 22bc ≥bc 2bc ≥12,∴0<A ≤π3,故选C.5.(2011·新课标理,5)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cos2θ=( )A .-45B .-35C.35D.45[答案] B[解析] 依题意:tan θ=2,∴cos θ=±15,∴cos2θ=2cos 2θ-1=25-1=-35或cos2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=1-41+4=-35,故选B. 6.(2010·湖南理,6)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c .若∠C =120°,c =2a ,则( )A .a >bB .a <bC .a =bD .a 与b 的大小关系不能确定[答案] A[解析] ∵∠C =120°,c =2a , ∴在△ABC 中,由余弦定理得 c 2=a 2+b 2-2ab cos120°=a 2+b 2+ab 将c =2a 代入上式得2a 2=a 2+b 2+ab ,∴a 2=b 2+ab , ∴a 2-b 2=ab >0,∴a >b .7.(2011·天津理,6)如图,在△ABC 中,D 是边AC 上的点,且AB =AD,2AB =3BD ,BC =2BD ,则sin C 的值为( ) A.33 B.36 C.63D.66[答案] D[解析] 如图,根据条件,设BD =2在△ABC 中,由正弦定理: 3sin C =4sin A在△ABD 中,由余弦定理:cos A =3+3-42×3×3=13,∴sin A =223∴sin C =3sin A 4=3sin A4=3×2234=2612=66,故选D. 8.(2011·浙江五校二次联考)若△ABC 的角A ,B ,C 对边分别为a ,b ,c ,且a =1,∠B =45°,S △ABC =2,则b =( )A .5B .25 C.41 D .5 2[答案] A[解析] 解法一:由S △ABC =12ac sin45°=2⇒c =42,再由余弦定理可得b =5.解法二:作三角形ABC 中AB 边上的高CD , 在Rt △BDC 中求得高CD =22,结合面积求得 AB =42,AD =722,从而b =AD 2+CD 2=5.二、填空题9.(2011·江苏启东中学模拟)在△ABC 中,BC =1,∠B =π3,当△ABC 的面积等于3时,tan C =________.[答案] -2 3[解析] S △ABC =12ac sin B =3,∴c =4.由余弦定理:b 2=a 2+c 2-2ac cos B =13, ∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =-113,sin C =1213,∴tan C =-12=-2 3.10.(2010·山东理,15)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a =2,b =2,sin B +cos B =2,则角A 的大小为________.[答案] π6[解析] sin B +cos B =2sin ⎝⎛⎭⎫B +π4=2,∵0<B <π,∴π4<B +π454π,∴B =π4,又∵b sin B =a sin A ,∴sin A =12,∵a <b ,∴A <B ,故A =π6. 11.(文)(2011·江西文,14)已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x 轴的正半轴,若p (4,y )是角θ终边上的一点,且sin θ=-255,则y =________. [答案] -8[解析] |OP |=42+y 2,根据任意角三角函数的定义得,y42+y 2=-255,解得y =±8, 又∵sin θ=-255<0及P (4,y )是角θ终边上一点, 可知θ为第四象限角,∴y =-8.(理)(2011·上海理,8)函数y =sin(π2+x )cos(π6-x )的最大值为________.[答案]2+34[解析] ∵y =sin(π2+x )cos(π6-x )=cos x (32cos x +12sin x )=32cos 2x +12sin x cos x=32·1+cos2x 2+14x =14(3cos2x +sin2x +3)=12sin(2x +π3)+34, 故最大值为2+34.12.(2011·安徽理,14)已知△ABC 的一个内角为120°,并且三边长构成公差为4的等差数列,则△ABC 的面积为________.[答案] 15 3[解析] 设三角形的三边依次为a -4,a ,a +4,最大角为θ.由余弦定理得 (a +4)2=a 2+(a -4)2-2a (a -4)cos120°, 则a =10,所以三边长为6,10,14, S △ABC =12×6×10×sin120°=15 3.三、解答题13.(文)(2011·江苏,15)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a ,b ,c . (1)若sin(A +π6)=2cos A ,求A 的值;(2)若cos A =13,b =3c ,求sin C 的值.[解析] (1)由题设知sin A cos π6+cos A sin π6=2cos A .从而sin A =3cos A ,所以cos A ≠0,tan A= 3.因为0<A <π,所以A =π3.(2)由cos A =13,b =3c 及a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,得a 2=b 2-c 2,故△ABC 是直角三角形,且B =π2.所以sin C =cos A =13.(理)(2011·湖北理,16)设△ABC 的内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,已知a =1,b =2,cos C =14.(1)求△ABC 的周长; (2)求cos(A -C )的值.[解析] (1)∵c 2=a 2+b 2-2ab cos C =1+4-4×144,∴c =2.∴△ABC 的周长为a +b +c =1+2+2=5.(2)∵cos C =14,∴sin C =1-cos 2C =1-(14)2=154.∴sin A =a sin C c =1542=158.∵a <c ,∴A <C ,故A 为锐角, ∴cos A =1-sin 2A =1-(158)2=78, ∴cos(A -C )=cos A cos C +sin A sin C =78×14+158×154=1116.14.(文)(2011·江西文,17)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边是a 、b 、c ,已知3a cos A =c cos B +b cos C(1)求cos A 的值;(2)若a =1,cos B +cos C =233,求边c 的值.[解析] (1)由余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B , c 2=a 2+b 2-2ab cos C有c cos B +b cos C =a ,代入已知条件得3a cos A =a , 即cos A =13(2)由cos A =13得sin A =223则cos B =-cos(A +C )=-13cos C +223sin C ,代入cos B +cos C =233得cos C +2sin C =3,从而得 sin(C +φ)=1,其中sin φ=33,cos φ=63 (0<φ<π2) 则C +φ=π2sin C =63,由正弦定理得c =a sin C sin A =32. (理)(2011·江西理,17)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c ,已知sin C +cos C =1-sin C2(1)求sin C 的值(2)若 a 2+b 2=4(a +b )-8,求边c 的值 [解析] (1)由已知得sin C +sin C2=1-cos C ,即sin C 2(2cos C 2+1)=2sin 2C 2由sin C 2≠0得2cos C 2+1=2sin C 2,即sin C 2-cos C 2=12,两边平方得:sin C =34.(2)由sin C 2-cos C 2=12>0得π4<C 2<π2,即π2<C <π,则由sin C =34得cos C =-74. 由a 2+b 2=4(a +b )-8得:(a -2)2+(b -2)2=0,得a =2,b =2, 由余弦定理得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =8+27, 所以c =7+1.15.(2011年5月南通、扬州、泰州)已知向量m =⎝⎛⎭⎫sin A ,12与n =(3,sin A +3cos A )共线,其中A 是△ABC 的内角.(1)求角A 的大小;(2)若BC =2,求△ABC 的面积S 的最大值,并判断S 取得最大值时△ABC 的形状. [解析] (1)因为m ∥n , 所以sin A ·(sin A +3cos A )-32=0.所以1-cos2A 2+32sin2A -32=0, 即32sin2A -12cos2A =1,即sin ⎝⎛⎭⎫2A -π6=1.因为A ∈(0,π),所以2A -π6∈⎝⎛⎭⎫-π6,11π6.故2A -π6=π2,A =π3.(2)设角A 、B 、C 所对的边分别为a ,b ,c ,则由余弦定理,得4=b 2+c 2-bc . 而b 2+c 2≥2bc ,∴bc +4≥2bc ,∴bc ≤4(当且仅当b =c 时等号成立), 所以S △ABC =12bc sin A =34bc ≤34×4=3,当△ABC 的面积取最大值时,b =c . 又A =π3,故此时△ABC 为等边三角形.。
第2讲 三角变换与解三角形感悟高考 明确考向(2010·陕西)如图,A ,B 是海面上位于东西方向相距5(3+3)海里的两个观测点,现位于A 点北偏东45°,B 点北偏西60°的D 点有一艘轮船发出求救信号,位于B 点南偏西60°且与B 点相距203海里的C 点的救援船立即前往营救,其航行速度为30海里/时,该救援船到达D 点需要多长时间?主干知识梳理1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β.(2)cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β. (3)tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)sin 2α=2sin αcos α.(2)cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α. (3)tan 2α=2tan α1-tan 2α.3.三角恒等式的证明方法(1)从等式的一边推导变形到另一边,一般是化繁为简.(2)等式的两边同时变形为同一个式子.(3)将式子变形后再证明. 4.正弦定理a sin A =b sin B =c sin C =2R (2R 为△ABC 外接圆的直径).变形:a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C .sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R .a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C . 5.余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,c 2=a 2+b 2-2ab cos C . 推论:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac ,cos C =a 2+b 2-c 22ab .变形:b 2+c 2-a 2=2bc cos A ,a 2+c 2-b 2=2ac cos B ,a 2+b 2-c 2=2ab cos C . 6.面积公式S △ABC =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C . 7.解三角形(1)已知两角及一边,利用正弦定理求解.(2)已知两边及一边的对角,利用正弦定理或余弦定理求解,解的情况可能不唯一. (3)已知两边及其夹角,利用余弦定理求解. (4)已知三边,利用余弦定理求解. 热点分类突破 题型一 三角变换及求值例1(1)已知0<β<π2<α<π,且cos(α-β2)=-19,sin(α2-β)=23,求cos(α+β);(2)已知α,β∈(0,π),且tan(α-β)=12,tan β=-17,求2α-β的值.变式训练1 已知α∈(π2,π),且sin α2+cos α2=62.(1)求cos α的值; (2)若sin(α-β)=-35,β∈(π2,π),求cos β的值.题型二正、余弦定理的应用例2 已知△ABC是半径为R的圆内接三角形,且2R(sin2A-sin2C)=(2a-b)sin B.(1)求角C;(2)试求△ABC的面积S的最大值.变式训练2 (2010·辽宁)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2a sin A =(2b+c)sin B+(2c+b)·sin C.(1)求A的大小;(2)求sin B+sin C的最大值.题型三正、余弦定理的实际应用例3 (2009·福建)如图,某市拟在长为8 km的道路OP的一侧修建一条运动赛道,赛道的前一部分为曲线段OSM,该曲线段为函数y=A sin ωx(A>0,ω>0),x∈[0,4]的图象,且图象的最高点为S(3,23);赛道的后一部分为折线段MNP,为保证参赛运动员的安全,限定∠MNP=120°.(1)求A,ω的值和M,P两点间的距离;(2)应如何设计,才能使折线段赛道MNP最长?变式训练3 在海岸A处,发现北偏东45°方向,距离A(3-1) n mile的B处有一艘走私船,在A处北偏西75°的方向,距离A2 n mile的C处的缉私船奉命以10 3 n mile/h 的速度追截走私船.此时,走私船正以10 n mile/h的速度从B处向北偏东30°方向逃窜,问缉私船沿什么方向能最快追上走私船?规律方法总结1.证明三角恒等式的常用方法(1)从一边开始证它等于另一边,一般由繁到简.(2)证明左右两边都等于同一个式子(或值).(3)运用分析法,证明其等式成立.2.三角恒等变形的基本思路(1)“化异为同”,“切化弦”,“1”的代换是三角恒等变换的常用技巧.“化异为同”是指“化异名为同名”,“化异次为同次”,“化异角为同角”.(2)角的变换是三角变换的核心,如β=(α+β)-α,2α=(α+β)+(α-β)等.3.已知两边及其一边的对角,判断三角形解的情况以已知a,b,A为例(1)当A为直角或钝角时,若a>b,则有一解;若a≤b,则无解.(2)当A为锐角时,如下表:4.(1)三角形内角和定理:A+B+C=π.(2)A>B>C⇔a>b>c⇔sin A>sin B>sin C.(3)a=b cos C+c cos B.5.在△ABC中,三边分别为a,b,c(a<b<c)(1)若a2+b2>c2,则△ABC为锐角三角形.(2)若a2+b2=c2,则△ABC为直角三角形.(3)若a2+b2<c2,则△ABC为钝角三角形.知能提升演练一、选择题1.若sin(α-β)sin β-cos(α-β)cos β=45,且α是第二象限角,则tan(π4+α)等于 ( ) A.7 B.-7 C.17D.-172.若f(sin x)=3-cos 2x,则f(cos x)等于( )A.3-cos 2x B.3-sin 2x C.3+cos 2x D.3+sin 2x3.在△ABC中,A=60°,b=1,其面积为3,则a+b+csin A+sin B+sin C等于 ( )A.3 3 B.2393C.2633D.2924.在△ABC中,已知sin C=2sin A cos B,那么△ABC一定是( ) A.等腰直角三角形 B.等腰三角形C.直角三角形 D.等边三角形5.已知实数a,b均不为零,a sin 2+b cos 2a cos 2-b sin 2=tan β,且β-2=π6,则ba等于 ( )A. 3B.33C.- 3 D.-33二、填空题6.函数y=sin4x+cos4x的单调递增区间是______________________.7.在锐角三角形ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,且a=4b sin A,则cos B=__________________8.(2010·广东)已知a,b,c分别是△ABC的三个内角A,B,C所对的边.若a=1,b=3,A+C=2B,则sin C=_______________.三、解答题9.已知函数f(x)=a(2cos2x2+sin x)+b.(1)当a=-1时,求f(x)的单调递减区间;(2)当a<0,x∈[0,π]时,f(x)的值域是[5,8],求a,b的值.10.(2009·安徽)在△ABC中,sin(C-A)=1,sin B=1 3 .(1)求sin A的值;(2)设AC=6,求△ABC的面积.。
三角恒等变换和解三角形公式三角恒等变换是指一类等式或恒等式,可以通过它们来简化或转换三角函数表达式。
这些变换可以帮助我们解决三角函数问题,并简化复杂的三角表达式。
解三角形公式是用来计算三角形各个角度和边长的公式。
下面将详细介绍三角恒等变换和解三角形公式。
一、三角恒等变换1.正弦、余弦和正切的基本恒等变换:(1) $\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1$,这个等式被称为三角恒等式的基本等式,它适用于所有角度。
(2) $1 + \tan^2 \theta = \sec^2 \theta$,也是三角函数的基本恒等变换。
2.余弦、正切和余切的基本恒等变换:(1) $1 + \cot^2 \theta = \csc^2 \theta$,也是三角函数的基本恒等变换。
3.正弦和余弦的互补恒等变换:(1) $\sin(\frac{\pi}{2} - \theta) = \cos \theta$(2) $\cos(\frac{\pi}{2} - \theta) = \sin \theta$这两个恒等变换表明,两个角度的正弦和余弦互为相反数。
4.正切和余切的互补恒等变换:(1) $\tan(\frac{\pi}{2} - \theta) = \cot \theta$(2) $\cot(\frac{\pi}{2} - \theta) = \tan \theta$这两个恒等变换表明,两个角度的正切和余切互为倒数。
5.其他常用的三角恒等变换:(1) $\sin(-\theta) = -\sin \theta$(2) $\cos(-\theta) = \cos \theta$(3) $\tan(-\theta) = -\tan \theta$这些变换表明,正弦、余弦和正切函数在角度取相反数时会发生改变。
1.解直角三角形:(1)已知两个直角三角形的边长求第三边:- 斜边长:$c = \sqrt{a^2 + b^2}$- 一边长和斜边长:$b = \sqrt{c^2 - a^2}$或$a = \sqrt{c^2 -b^2}$(2)已知一个直角三角形的边长和一个角度,求其他边长和角度:- 正弦定理:$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} =\frac{c}{\sin C}$- 余弦定理:$c^2 = a^2 + b^2 - 2ab \cos C$2.解一般三角形:(1)已知三个角度的和为180度- 内角和公式:$A + B + C = 180^\circ$(2)已知一个三角形的边长和一个角度,求其他边长和角度:- 正弦定理:$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} =\frac{c}{\sin C}$- 余弦定理:$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$总结:三角恒等变换是一类等式或恒等式,可以用来简化或转换三角函数表达式,包括正弦、余弦和正切的基本恒等变换、余弦、正切和余切的基本恒等变换、正弦和余弦的互补恒等变换、正切和余切的互补恒等变换,以及其他常用的变换。
[解析] 由题意S △ABC =12ab sin C =a2+b2-c24.即sin C =a2+b2-c22ab .由余弦定理可知sin C =cos C .即tan C =1.又C ∈(0.π).所以C =π4.3.(20xx·全国Ⅰ卷.11)已知角α的顶点为坐标原点.始边与x 轴的非负半轴重合.终边上有两点A ()1,a .B ()2,b .且cos2α=23.则||a -b =( B )A .15B .55C .255D .1[解析] 由cos2α=2cos 2α-1=23可得cos 2α=56=cos2αsin2α+cos2α=1tan2α+1.化简可得tan α=±55;当tan α=55时.可得a 1=55.b 2=55.即a =55.b =255.此时|a -b |=55;当tan α=-55时.仍有此结果.故|a -b |=55. 4.(20xx·天津卷.6)将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度.所得图象对应的函数( A )A .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,5π4上单调递增 B .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,π上单调递减 C .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π4,3π2上单调递增 D .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π2,2π上单调递减 [解析] 选A .因为将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度.得到函数y =sin2x 的图象. 用五点法作出草图.如图:从图中可以看出选项A 正确.其他都不正确.⎝ ⎛4-α=5.sin22+=4.+c=.则△7.(20xx·淮北二模)在△ABC 中.角A .B .C 的对边分别为a .b .c .若a 2=3b 2+3c 2-23bc sin A .则C 等于π6.[解析] 由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A . 所以b 2+c 2-2bc cos A =3b 2+3c 2-23bc sin A .3sin A -cos A =b2+c2bc .2sin(A -π6)=b2+c2bc ≥2.因此b =c .A -π6=π2⇒A =2π3.所以C =π-2π32=π6. 8.(20xx·长沙三模)在锐角△ABC 中.D 为BC 的中点.满足∠BAD +∠C =90°.则角B .C 的大小关系为B =C .(填“B <C ”“B =C ”或“B >C ”)[解析] 设∠BAD =α.∠CAD =β.因为∠BAD +∠C =90°.所以α=90°-C .β=90°-B . 因为D 为BC 的中点. 所以S △ABD =S △ACD . 所以12c ·AD sin α=12b ·AD sin β.所以c sin α=b sin β.所以c cos C =b cos B . 由正弦定理得.sin C cos C =sin B cos B .即sin2C =sin2B .所以2B =2C 或2B +2C =π. 因为△ABC 为锐角三角形.所以B =C .9.为了竖起一块广告牌.要制造三角形支架.如图.要求∠ACB =60°.BC 的长度大于1米.且AC 比AB 长0.5米.为了稳定广告牌.要求AC 越短越好.则AC 最短为2+3.[解析] 由题意设BC =x (x >1)米. AC =t (t >0)米.依题设AB =AC -0.5 =(t -0.5)米.在△ABC 中.由余弦定理得: AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos60°.所以sin2A =2sin A cos A =1213. cos2A =1-2sin 2A =-513. 所以sin(2A +π4)=sin2A cos π4+cos2A sin π4=7226.B 组1.(20xx·福州三模)已知a .b .c 分别是△ABC 的内角A .B .C 所对的边.点M 为△ABC 的重心.若a MA →+b MB →+33c MC →=0.则C =( D )A .π4B .π2 C .5π6D .2π3[解析] ∵M 为△ABC 的重心.则MA →+MB →+MC →=0. ∴MA →=-MB →-MC →. ∵a MA →+b MB →+33c ·MC →=0.∴a ·(-MB →-MC →)+b MB →+33c ·MC →=0.即(b -a )·MB →+(33c -a )·MC →=0.∵MB →与MC →不共线. ∴b -a =0.32c -a =0.得a b33c =111.令a =1.b =1.c =3.则cos C =a2+b2-c22ab =1+1-32×1×1=-12.∴C =2π3.故选D .2.(20xx·××市一模)若sin(π6-α)=13.则cos(2π3+2α)=( A )。
第二讲 三角变换与解三角形1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β. (2)cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β.(3)tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)sin 2α=2sin αcos α.(2)cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α.(3)tan 2α=2tan α1-tan 2α.3.三角恒等变换的基本思路(1)“化异为同”,“切化弦”,“1”的代换是三角恒等变换的常用技巧. “化异为同”是指“化异名为同名”,“化异次为同次”,“化异角为同角”. (2)角的变换是三角变换的核心,如β=(α+β)-α,2α=(α+β)+(α-β)等. 4.正弦定理a sin A =b sin B =c sin C=2R (2R 为△ABC 外接圆的直径). 变形:a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C .sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R .a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C . 5.余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,b 2=a 2+c 2-2ac cos B , c 2=a 2+b 2-2ab cos C .推论:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac,cos C =a 2+b 2-c 22ab .6.面积公式S △ABC =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C .7.三角形中的常用结论(1)三角形内角和定理:A +B +C =π. (2)A >B >C ⇔a >b >c ⇔sin A >sin B >sin C . (3)a =b cos C +c cos B .1.(2013·浙江)已知α∈R ,sin α+2cos α=102,则tan 2α等于( )A.43B.34C .-34D .-43答案 C解析 ∵sin α+2cos α=102, ∴sin 2α+4sin α·cos α+4cos 2α=52.用降幂公式化简得:4sin 2α=-3cos 2α,∴tan 2α=sin 2αcos 2α=-34.故选C.2.(2013·辽宁)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a sin B cos C +c sin B cos A =12b ,且a >b ,则B 的大小为 ( )A.π6B.π3C.2π3D.5π6答案 A解析 由条件得a b sin B cos C +c b sin B cos A =12,由正弦定理,得sin A cos C +sin C cos A =12,∴sin(A +C )=12,从而sin B =12,又a >b ,且B ∈(0,π),因此B =π6.3.(2013·陕西)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b cos C +c cos B =a sinA ,则△ABC 的形状为( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不确定答案 B解析 由b cos C +c cos B =a sin A ,得sin B cos C +sin C cos B =sin 2A ,即sin(B +C )=sin 2A ,所以sin A =1,由0<A <π,得A =π2,所以△ABC 为直角三角形.4.(2012·广东)在△ABC 中,若∠A =60°,∠B =45°,BC =32,则AC 等于 ( )A .4 3B .2 3 C. 3 D.32答案 B解析 利用正弦定理解三角形.在△ABC 中,AC sin B =BCsin A,∴AC =BC ·sin Bsin A =32×2232=2 3.5.(2013·安徽)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c .若b +c =2a,3sin A =5sinB ,则角C =________.答案 2π3解析 由已知条件和正弦定理得:3a =5b ,且b +c =2a ,则a =5b 3,c =2a -b =7b 3cos C =a 2+b 2-c 22ab =-12,又0<C <π,因此角C =2π3.题型一 三角恒等变换例1 (1)若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α+cos 2α=14,则tan α的值等于 ( ) A.22 B.33C. 2D. 3 (2)已知α,β∈⎝⎛⎭⎫3π4,π,sin(α+β)=-35,sin ⎝⎛⎭⎫β-π4=1213,则cos ⎝⎛⎭⎫α+π4=________. 审题破题 (1)利用同角三角函数关系式先求sin α或cos α,再求tan α;(2)注意角之间的关系⎝⎛⎭⎫α+π4=(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4. 答案 (1)D (2)-5665解析 (1)∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α+cos 2α=14,∴sin 2α+cos 2α-sin 2α=14,∴cos 2α=14,∴cos α=12或-12(舍去),∴α=π3,∴tan α= 3.(2)因为α,β∈⎝⎛⎭⎫3π4,π,所以α+β=⎝⎛⎭⎫3π2,2π,所以cos(α+β)>0.易得cos(α+β)=45. 又π2<β-π4<3π4,所以cos ⎝⎛⎭⎫β-π4<0, 易得cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=-513. 故cos ⎝⎛⎭⎫α+π4=cos[(α+β)-(β-π4)] =cos(α+β)cos ⎝⎛⎭⎫β-π4+sin(α+β)sin ⎝⎛⎭⎫β-π4 =45×⎝⎛⎭⎫-513+⎝⎛⎭⎫-35×1213=-5665.反思归纳 (1)公式应用技巧:①直接应用公式,包括公式的正用、逆用和变形用;②常用切化弦、异名化同名、异角化同角等.(2)化简常用技巧:①注意特殊角的三角函数与特殊值的互化;②注意利用角与角之间的隐含关系,如2α=(α+β)+(α-β),θ=(θ-φ)+φ等;③注意利用“1”的恒等变形,如tan 45°=1,sin 2α+cos 2α=1等.变式训练1 (1)若0<α<π2,-π2<β<0,cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=13,cos ⎝⎛⎭⎫π4-β2=33,则cos ⎝⎛⎭⎫α+β2等于( ) A.33 B .-33 C.539 D .-69答案 C解析 ∵cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=13,0<α<π2, ∴sin ⎝⎛⎭⎫π4+α=223.又∵cos ⎝⎛⎭⎫π4-β2=33,-π2<β<0, ∴sin ⎝⎛⎭⎫π4-β2=63, ∴cos ⎝⎛⎭⎫α+β2=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π4+α-⎝⎛⎭⎫π4-β2 =cos ⎝⎛⎭⎫π4+αcos ⎝⎛⎭⎫π4-β2+sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-β2 =13×33+223×63=539. (2)已知sin α=12+cos α,且α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos 2αsin ⎝⎛⎭⎫α-π4的值为________. 答案 -142解析 cos 2αsin ⎝⎛⎭⎫α-π4=cos 2α-sin 2α22(sin α-cos α)=(cos α+sin α)(cos α-sin α)22(sin α-cos α)=-2(cos α+sin α).∵sin α=12+cos α,∴cos α-sin α=-12,两边平方得1-2sin αcos α=14,∴2sin αcos α=34.∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴cos α+sin α=(cos α+sin α)2= 1+34=72,∴cos 2αsin ⎝⎛⎭⎫α-π4=-142.题型二 解三角形例2 △ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a sin A sin B +b cos 2A =2a .(1)求b a;(2)若c 2=b 2+3a 2,求B .审题破题 (1)利用正弦定理,化去角B 的三角函数,再化简求值;(2)由条件结构特征,联想到余弦定理,求cos B 的值,进而求出角B . 解 (1)由正弦定理,得a sin B =b sin A , 又a sin A sin B +b cos 2A =2a ,所以b sin 2A +b cos 2A =2a ,即b =2a .所以ba = 2.(2)由余弦定理和c 2=b 2+3a 2, 又0°<B <180°,得cos B =(1+3)a2c.由(1)知b 2=2a 2,故c 2=(2+3)a 2.可得cos 2B =12.又cos B >0,故cos B =22,又0°<B <180°,所以B =45°.反思归纳 关于解三角形问题,一般要用到三角形的内角和定理,正、余弦定理及有关三角形的性质,常见的三角变换方法和原则都适用,同时要注意“三统一”,即“统一角、统一函数、统一结构”,这是使问题获得解决的突破口.变式训练2 (2013·山东)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a +c =6,b =2,cos B =79.(1)求a ,c 的值; (2)求sin(A -B )的值. 解 (1)由余弦定理得:cos B =a 2+c 2-b 22ac =a 2+c 2-42ac =79,即a 2+c 2-4=149ac .∴(a +c )2-2ac -4=149ac ,∴ac =9.由⎩⎪⎨⎪⎧a +c =6,ac =9得a =c =3. (2)在△ABC 中,cos B =79,∴sin B =1-cos 2B =1-⎝⎛⎭⎫792=429.由正弦定理得:a sin A =bsin B,∴sin A =a sin B b =3×4292=223.又A =C ,∴0<A <π2,∴cos A =1-sin 2A =13,∴sin (A -B )=sin A cos B -cos A sin B =223×79-13×429=10227.题型三 解三角形的实际应用例3 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分别为△ABC 、△ABD ,经测量AD =BD =14,BC =10,AC =16,∠C =∠D .(1)求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较低,请说明理由.审题破题 首先借助余弦定理列式,通过等量关系求出角C 的大小,进而求AB 的长度;然后借助正弦定理比较三角形的面积大小,并作出判断. 解 (1)在△ABC 中,由余弦定理得, AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos C =162+102-2×16×10cos C .①在△ABD 中,由余弦定理及∠C =∠D 整理得, AB 2=AD 2+BD 2-2AD ·BD cos D =142+142-2×142cos C .② 由①②得:142+142-2×142cos C =162+102-2×16×10cos C ,整理可得cos C =12,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, 即AB 的长度是14.(2)小李的设计符合要求.理由如下:S △ABD =12AD ·BD sin D ,S △ABC =12AC ·BC sin C ,因为AD ·BD >AC ·BC ,∠C =∠D ,所以S △ABD >S △ABC .又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. 即小李的设计使建造费用较低.反思归纳 应用解三角形知识解决实际问题需要下列四步:(1)分析题意,准确理解题意,分清已知与所求,尤其要理解题中的有关名词、术语,如坡度、仰角、俯角、视角、方位角等;(2)根据题意画出示意图,并将已知条件在图形中标出;(3)将所求问题归结到一个或几个三角形中,通过合理运用正、余弦定理等有关知识正确求解;(4)检验解出的结果是否具有实际意义,对结果进行取舍,得出正确答案.变式训练3 (2013·江苏)如图,游客从某旅游景区的景点A 处下山至C 处有两种路径.一种是从A 沿直线步行到C ,另一种是先从A 沿索道乘缆车到B ,然后从B 沿直线步行到C .现有甲、乙两位游客从A 处下山,甲沿AC 匀速步行,速度为50 m /min.在甲出发2 min 后,乙从A 乘缆车到B ,在B 处停留1 min 后,再从B 匀速步行到C .假设缆车匀速直线运动的速度为130 m/min ,山路AC 长为1 260 m ,经测量cos A =1213,cos C=35.(1)求索道AB 的长;(2)问:乙出发多少分钟后,乙在缆车上与甲的距离最短?(3)为使两位游客在C 处互相等待的时间不超过3分钟,乙步行的速度应控制在什么范围内?解 (1)在△ABC 中,因为cos A =1213,cos C =35,所以sin A =513,sin C =45.从而sin B =sin [π-(A +C )]=sin(A +C ) =sin A cos C +cos A sin C=513×35+1213×45=6365. 由正弦定理AB sin C =ACsin B ,得AB =AC sin B ×sin C =1 2606365×45=1 040(m).所以索道AB 的长为1 040 m.(2)假设乙出发t 分钟后,甲、乙两游客距离为d ,此时,甲行走了(100+50t )m ,乙距离A 处130t m , 所以由余弦定理得d 2=(100+50t )2+(130t )2-2×130t ×(100+50t )×1213=200(37t 2-70t +50),由于0≤t ≤1 040130,即0≤t ≤8,故当t =3537min 时,甲、乙两游客距离最短.(3)由正弦定理BC sin A =ACsin B ,得BC =AC sin B ×sin A =1 2606365×513=500(m).乙从B 出发时,甲已走了50×(2+8+1)=550(m),还需走710 m 才能到达C .设乙步行的速度为v m/min ,由题意得-3≤500v -71050≤3,解得1 25043≤v ≤62514,所以为使两位游客在C 处互相等待的时间不超过 3 min ,乙步行的速度应控制在⎣⎡⎦⎤1 25043,62514(单位:m/min)范围内.典例 (12分)已知向量a =(cos ωx ,sin ωx ),b =(cos ωx ,3cos ωx ),其中0<ω<2.函数f (x )=a ·b -12,其图象的一条对称轴为x =π6.(1)求函数f (x )的表达式及单调递增区间;(2)在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边,S 为其面积,若f ⎝⎛⎭⎫A 2=1,b =1,S △ABC =3,求a 的值. 规范解答解 (1)f (x )=a ·b -12=cos 2ωx +3sin ωx cos ωx -12=1+cos 2ωx 2+32sin 2ωx -12=sin ⎝⎛⎭⎫2ωx +π6.[3分] 当x =π6时,sin ⎝⎛⎭⎫ωπ3+π6=±1, 即ωπ3+π6=k π+π2,k ∈Z . ∵0<ω<2,∴ω=1.[5分]∴f (x )=sin ⎝⎛⎫2x +π6. 令-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π,k ∈Z ,∴k π-π3≤x ≤k π+π6,k ∈Z ,∴函数f (x )的单调递增区间为[k π-π3,k π+π6],k ∈Z .[7分](2)f ⎝⎛⎭⎫A 2=sin ⎝⎛⎭⎫A +π6=1, 在△ABC 中,0<A <π,π6<A +π6<76π,∴A +π6=π2,A =π3.由S △ABC =12bc sin A =3,b =1,得c =4.[9分]由余弦定理得a 2=42+12-2×4×1×cos π3=13,故a =13.[12分]评分细则 (1)f (x )没有化成sin ⎝⎛⎭⎫2ωx +π6的得1分;(2)k ∈Z 没写的扣1分;(3)得出A =π3的给1分. 阅卷老师提醒 (1)三角形和三角函数的结合是高考命题的热点,灵活考查分析、解决问题的能力.(2)此类问题的一般解法是先将三角函数化成y =A sin(ωx +φ)的形式,利用三角函数求值确定三角形的一个角,然后和正、余弦定理相结合解题. (3)解题中要充分注意在三角形中这个条件,重视角的范围.1.已知cos (π-2α)sin (α-π4)=-22,则sin α+cos α等于( )A .-72 B.72 C.12 D .-12答案 D解析 cos (π-2α)sin (α-π4)=-cos 2αsin (α-π4)=sin (2α-π2)sin (α-π4)=2cos(α-π4)=2cos α+2sin α=-22,∴sin α+cos α=-12,故选D.2.(2012·江西)已知f (x )=sin 2⎝⎛⎭⎫x +π4,若a =f (lg 5),b =f ⎝⎛⎭⎫lg 15,则 ( )A .a +b =0B .a -b =0C .a +b =1D .a -b =1答案 C解析 将函数整理,利用奇函数性质求解.由题意知f (x )=sin 2⎝⎛⎭⎫x +π4=1-cos ⎝⎛⎭⎫2x +π22=1+sin 2x 2, 令g (x )=12sin 2x ,则g (x )为奇函数,且f (x )=g (x )+12,a =f (lg 5)=g (lg 5)+12,b =f ⎝⎛⎭⎫lg 15=g ⎝⎛⎭⎫lg 15+12,则a +b =g (lg 5)+g ⎝⎛⎭⎫lg 15+1=g (lg 5)+g (-lg 5)+1=1,故a +b =1. 3.(2013·天津)在△ABC 中,∠ABC =π4,AB =2,BC =3,则sin ∠BAC 等于( )A.1010B.105C.31010D.55答案 C解析 在△ABC 中,由余弦定理得AC 2=BA 2+BC 2-2BA ·BC cos ∠ABC =(2)2+32-2×2×3cos π4=5.∴AC =5,由正弦定理BC sin ∠BAC =ACsin ∠ABC得sin ∠BAC =BC ·sin ∠ABCAC =3×sin π45=3×225=31010.4.设α、β均为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tan α的值为( )A .2 B. 3 C .1 D.33答案 C解析 由已知得cos αcos β-sin αsin β=sin αcos β-cos αsin β,即cos α(cos β+sin β)=sin α(sin β+cos β),∵β为锐角, ∴cos β+sin β≠0,因此有cos α=sin α, 从而tan α=1.5.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若(a 2+c 2-b 2)tan B =3ac ,则角B的值为( )A.π6B.π3C.π6或5π6D.π3或2π3答案 D解析 由(a 2+c 2-b 2)tan B =3ac ,得a 2+c 2-b 22ac =32·cos B sin B ,即cos B =32·cos B sin B,∴sin B =32.又∵0<B <π,∴角B 为π3或2π3.故选D.6.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c 且满足c sin A =a cos C .当3sin A -cos ⎝⎛⎭⎫B +π4取最大值时,A 的大小为 ( ) A.π3 B.π4 C.π6 D.2π3答案 A解析 由正弦定理得sin C sin A =sin A cos C .因为0<A <π,所以sin A >0,从而sin C =cos C .又cos C ≠0,所以tan C =1,则C =π4,所以B =3π4-A .于是3sin A -cos ⎝⎛⎭⎫B +π4=3sin A -cos(π-A ) =3sin A +cos A =2sin ⎝⎛⎭⎫A +π6. ∵0<A <3π4,∴π6<A +π6<11π12,从而当A +π6=π2,即A =π3时,2sin ⎝⎛⎭⎫A +π6取最大值2.故选A. 专题限时规范训练一、选择题1.已知cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435,则sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6的值是( )A .-235 B.235C .-45 D.45答案 C解析 cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435⇒32sin α+32cos α=435⇒sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=45, 所以sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6=-sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=-45. 2.(2013·四川改编)设sin 2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan 2α的值是( )A. 3 B .2 3 C.32 D.12答案 A解析 ∵sin 2α=-sin α,∴sin α(2cos α+1)=0,又α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴sin α≠0,2cos α+1=0即cos α=-12,sin α=32,tan α=-3,∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=-231-(-3)2= 3.3.已知锐角△ABC 的面积为33,BC =4,CA =3,则角C 的大小为( )A .75°B .60°C .45°D .30°答案 B解析 由题意知,12×4×3×sin C =33,∴sin C =32.又0°<C <90°,∴C =60°.4.在△ABC 中,若0<tan A ·tan B <1,那么△ABC 一定是( )A .锐角三角形B .钝角三角形C .直角三角形D .形状不确定答案 B解析 由0<tan A ·tan B <1,可知tan A >0,tan B >0,即A ,B 为锐角,tan(A +B )=tan A +tan B1-tan A tan B >0,即tan(π-C )=-tan C >0,所以tan C <0,所以C 为钝角,所以△ABC为钝角三角形,选B.5.已知tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=12,且-π2<α<0,则2sin 2α+sin 2αcos ⎝⎛⎭⎫α-π4等于 ( )A .-255B .-3510C .-31010D .255答案 A解析 由tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan α+11-tan α=12, 得tan α=-13.又-π2<α<0,可得sin α=-1010.故2sin 2α+sin 2αcos ⎝⎛⎭⎫α-π4=2sin α(sin α+cos α)22(sin α+cos α)=22sin α=-255.6.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知C =2A ,cos A =34,b =5,则△ABC 的面积为( )A.1574B.1572C.574D.572答案 A解析 cos A =34,cos C =2cos 2A -1=18,sin C =378,tan C =37,如图,设AD =3x ,AB =4x ,CD =5-3x ,BD =7x .在Rt △DBC 中,tan C =BD CD =7x5-3x =37,解之得:BD =7x =327,S △ABC =12BD ·AC =1574.7.函数f (x )=sin 2x -4sin 3x cos x (x ∈R )的最小正周期为( )A.π8B.π4C.π2D .π 答案 C解析 f (x )=sin 2x -2sin 2x sin 2x =sin 2x (1-2sin 2x )=sin 2x cos 2x =12sin 4x ,所以函数的周期为T =2πω=2π4=π2,选C.8.在△ABC 中,AC =7,BC =2,B =60°,则BC 边上的高等于( )A.32B.332C.3+62D.3+394答案 B解析 设AB =a ,则由AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC cos B 知7=a 2+4-2a ,即a 2-2a -3=0,∴a =3(负值舍去). ∴BC 边上的高为AB ·sin B =3×32=332. 二、填空题9.在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b =2,B =π3且sin 2A +sin(A-C )=sin B ,则△ABC 的面积为________. 答案3解析 ∵sin 2A =sin B -sin(A -C ), ∴2sin A cos A =sin(A +C )-sin(A -C ), ∴2sin A cos A =2cos A sin C .∵△ABC 是锐角三角形,∴cos A ≠0, ∴sin A =sin C ,即A =C =B =π3,∴S △ABC =12×2×2×32= 3.10.设π3<α<3π4,sin ⎝⎛⎭⎫α-π4=35,则sin α-cos 2α+1tan α的值为________. 答案 14+5250解析 方法一 由π3<α<3π4,得π12<α-π4<π2,又sin ⎝⎛⎭⎫α-π4=35, 所以cos ⎝⎛⎭⎫α-π4=45. 所以cos α=cos[(α-π4)+π4]=cos ⎝⎛⎭⎫α-π4cos π4-sin ⎝⎛⎭⎫α-π4sin π4=210, 所以sin α=7210.故原式=sin α+2sin 2αsin αcos α=cos α(1+2sin α)=14+5250.方法二 由sin ⎝⎛⎭⎫α-π4=35,得sin α-cos α=325, 两边平方,得1-2sin αcos α=1825,即2sin αcos α=725>0.由于π3<α<3π4,故π3<α<π2.因为(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=3225,故sin α+cos α=425,解得sin α=7210,cos α=210.故原式=sin α+2sin 2αsin αcos α=cos α(1+2sin α)=14+5250.11.(2012·湖北)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若(a +b -c )(a +b +c )=ab ,则角C =________.答案 2π3解析 应用余弦定理求角.由(a +b -c )(a +b +c )=ab ,得a 2+b 2-c 2=-ab , 则cos C =a 2+b 2-c 22ab =-12.又因为角C 为△ABC 的内角,所以C =2π3.12.给出下列四个命题:①f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4的对称轴为x =k π2+3π8,k ∈Z ; ②函数f (x )=sin x +3cos x 的最大值为2; ③函数f (x )=sin x cos x -1的周期为2π;④函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +π4在⎣⎡⎦⎤-π2,π2上是增函数. 其中正确命题的个数是________. 答案 2解析 ①由2x -π4=k π+π2,k ∈Z ,得x =k π2+3π8(k ∈Z ),即f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4的对称轴为x =k π2+3π8,k ∈Z ,正确; ②由f (x )=sin x +3cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3知,函数的最大值为2,正确; ③f (x )=sin x cos x -1=12sin 2x -1,函数的周期为π,故③错误;④函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +π4的图象是由f (x )=sin x 的图象向左平移π4个单位得到的,故④错误. 三、解答题13.(2013·安徽)已知函数f (x )=4cos ωx ·sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0)的最小正周期为π. (1)求ω的值;(2)讨论f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的单调性.解 (1)f (x )=4cos ωx ·sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4 =22sin ωx ·cos ωx +22cos 2ωx =2(sin 2ωx +cos 2ωx )+ 2=2sin ⎝⎛⎭⎫2ωx +π4+ 2. 因为f (x )的最小正周期为π,且ω>0. 从而有2π2ω=π,故ω=1.(2)由(1)知,f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+ 2. 若0≤x ≤π2,则π4≤2x +π4≤5π4.当π4≤2x +π4≤π2, 即0≤x ≤π8时,f (x )单调递增;当π2≤2x +π4≤5π4, 即π8≤x ≤π2时,f (x )单调递减. 综上可知,f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π8上单调递增, 在区间⎣⎡⎦⎤π8,π2上单调递减.14.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,a 2+b 2=4ab cos C ,且c 2=3ab .(1)求角C 的大小;(2)设函数f (x )=sin(ωx -C )-cos ωx (ω>0),且直线y =3与函数y =f (x )图象相邻两交点间的距离为π,求f (A )的取值范围.解 (1)由余弦定理知a 2+b 2-c 2=2ab cos C , ∵a 2+b 2=4ab cos C ,c 2=3ab , ∴4ab cos C -3ab =2ab cos C ,cos C =32. 又∵0<C <π,∴C =π6.(2)f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π6-cos ωx =32sin ωx -32cos ωx =3sin(ωx -π3).由已知2πω=π⇒ω=2,则f (A )=3sin(2A -π3),∵C =π6,∴0<A <5π6,-π3<2A -π3<4π3.∴根据正弦函数图象知-32<sin ⎝⎛⎭⎫2A -π3≤1, ∴-32<f (A )≤ 3。