【苏教版】2013届高考数学必修4 第3章3.3知能优化训练
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(新课程)2013高中数学 3.3知能优化训练1.已知cos θ=-15,5π2<θ<3π,那么sin θ2=__________.解析:∵5π2<θ<3π,∴5π4<θ2<3π2.∴sin θ2<0.由cos θ=1-2sin 2θ2,得sin θ2=- 1-cos θ2=- ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+15×12=-155. 答案:-1552.函数y =1-tan 22x1+tan 22x的最小正周期是__________. 解析:由万能公式,得y =cos4x ,∴T =2π|ω|=2π4=π2.答案:π23.已知cos 2α-cos 2β=a ,那么sin(α+β)·sin(α-β)等于__________.解析:sin(α+β)sin(α-β)=(sin αcos β+cos αsin β)·(sin αcos β-cos αsin β)=sin 2αcos 2β-cos 2αsin 2β=(1-cos 2α)cos 2β-cos 2α(1-cos 2β)=cos 2β-cos 2α=-a .答案:-a4.若θ是第二象限的角,且cos θ2<0,则1-sin θsin θ2-cosθ2的值是__________.解析:θ是第二象限的角,且cos θ2<0,∴2k π+54π<θ2<2k π+32π,k ∈Z ,1-sin θsin θ2-cosθ2=cos2θ2-2sin θ2cos θ2+sin 2θ2sin θ2-cosθ2=cos θ2-sinθ2sin θ2-cosθ2=-1.答案:-1一、填空题1.已知sin α=35,α是第二象限角,且tan(α+β)=1,则tan β的值是__________.解析:∵sin α=35,α是第二象限角,∴cos α=-1-sin 2α=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫352=-45,∴tan α=sin αcos α=35×⎝ ⎛⎭⎪⎫-54=-34.又tan(α+β)=1,∴tan β=tan[(α+β)-α]=α+β-tan α1+α+βα=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-341+1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-34=7.答案:72.函数y =sin2x +sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3cos2x +cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的最小正周期是________.解析:y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π62cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,∴T =π|ω|=π2.答案:π23.y =cos x +cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3的最大值是__________.解析:y =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,∴y max = 3.答案: 34.y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6cos x 的最小值是__________.解析:y =12[sin(2x -π6)+sin(-π6)]=12sin(2x -π6)-14,∴y min =-12-14=-34.答案:-345.设sin α=35⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<α<π,tan(π-β)=12,则tan(α-2β)的值等于__________.解析:∵sin α=35⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<α<π,∴cos α=-45,tan α=-34. ∵tan(π-β)=12,∴tan β=-12,tan2β=-43,∴tan(α-2β)=tan α-tan2β1+tan αtan2β=-34+431+1=724.答案:7246.若tan θ=3,则sin2θ-cos2θ的值是__________.解析:因为tan θ=3,所以sin2θ=2tan θ1+tan 2θ=2×31+32=35,cos2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=1-321+32=-45,所以sin2θ-cos2θ=35-⎝ ⎛⎭⎪⎫-45=75.答案:757.已知3tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12,则sin2α=__________. 解析:因为3tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12, 所以3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12,即3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-π12, 利用积化和差公式可得32⎝⎛⎭⎪⎫sin2α-sin π6=12⎝ ⎛⎭⎪⎫sin2α+sin π6,整理得sin2α=1.答案:18.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=33,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+α-sin 2⎝⎛⎭⎪⎫α-π6的值是__________. 解析:∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α =-33.而sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=1-cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=1-13=23.∴原式=-33-23=-2+33. 答案:-2+33二、解答题9.已知4sin 2x -6sin x -cos 2x +3cos x =0,求cos2x -sin2x-cos2x -tan2x的值.解:∵4sin 2x -6sin x -cos 2x +3cos x =0,∴(2sin x -cos x )[(2sin x +cos x )-3]=0. ∵2sin x +cos x -3≠0,∴2sin x -cos x =0,∴tan x =12,∴tan2x =2tan x 1-tan 2x =43,sin2x =2tan x 1+tan 2x =45,cos2x =1-tan 2x 1+tan 2x =35,∴cos2x -sin2x -cos2x -tan2x =35-4525×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=32.10.已知sin φcos φ=60169,且π4<φ<π2,求sin φ,cos φ的值.解:法一:∵sin φcos φ=60169,∴sin2φ=120169.又∵π4<φ<π2,∴π2<2φ<π,∴cos2φ<0,∴cos2φ=-1-sin 22φ=- 1-⎝⎛⎭⎪⎫1201692=-119169.∵sin φ>0,cos φ>0,∴sin φ=1-cos2φ2= 1+1191692=1213, cos φ=1+cos2φ2= 1-1191692=513. 法二:(sin φ+cos φ)2=1+2sin φcos φ=1+120169=289169.∵π4<φ<π2,∴sin φ>0,cos φ>0, ∴sin φ+cos φ=1713.①∵π4<φ<π2,∴sin φ>cos φ>0, ∴sin φ-cos φ>0.又∵(sin φ-cos φ)2=1-2sin φcos φ=1-120169=49169,∴sin φ-cos φ=713.②解①②组成的方程组,得sin φ=1213,cos φ=513.11.求证:cos 2αcot α2-tanα2=14sin2α.证明:左边=cos 2αcos α2sin α2-sin α2cos α2=cos 2αcos 2α2-sin2α2sin α2cosα2=cos 2αsin α2cos α2cos 2α2-sin2α2=cos 2αsin α2cosα2cos α=sin α2cos α2cos α=12sin αcos α=14sin2α=右边.∴原式成立.。
1.tan75°-tan15°1+tan75°tan15°=__________. 解析(jiě xī):原式=tan(75°-15°)=tan60°= 3. 答案: 32.tan75°+tan15°=__________.解析:tan75°+tan15°=tan(45°+30°)+tan(45°-30°)=tan45°+tan30°1-tan45°tan30°+tan45°-tan30°1+tan45°tan30°=1+331-1×33+1-331+1×33=(2+3)+(2-3)=4. 答案:43.1-tan15°1+tan15°的值是__________. 解析:原式=tan45°-tan15°1+tan45°tan15°=tan(45°-15°)=tan30°=33. 答案:33 4.tan18°+tan42°+3tan18°tan42°=__________.解析:tan60°=tan(18°+42°)=tan18°+tan42°1-tan18°tan42°, 所以tan18°+tan42°=tan60°(1-tan18°tan42°),tan18°+tan42°+3tan18°tan42°=tan60°(1-tan18°tan42°)+3tan18°tan42°= 3.答案: 3一、填空题1.tan α+tan β=2,tan(α+β)=4,那么(nà me)tan α·tan β等于__________.解析:tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β,∴4=21-x ,x =12. 答案:122.在△ABC 中,tan A +tan B +3=3tan A tan B ,那么C 等于__________. 解析:A +B +C =π,tan(A +B )=tan A +tan B 1-tan A ·tan B =3tan A tan B -11-tan A tan B =-3,∴tan C =3,C =π3. 答案:π3 3.化简tan α+β-tan α-tan βtan αtan α+β的结果为__________. 解析:原式=tan α+β-tan α+tan βtan α·tan α+β=tan α+β-1-tan αtan β·tan α+βtan α·tan α+β=tan β. 答案:tan β4.设tan(α+β)=25,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=14,那么tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4的值是__________. 解析:∵α+π4=(α+β)-⎝⎛⎭⎪⎫β-π4. ∴tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=25-141+25×14=3202220=322. 答案:3225.tan(α+β)=7,tan α=34,且β∈(0,π),那么β的值是__________. 解析(jiě xī):tan β=tan[(α+β)-α]=tan α+β-tan α1+tan α+βtan α=7-341+7×34=1,又β∈(0,π),所以β=π4. 答案:π46.假设tan A tan B =tan A +tan B +1,那么cos(A +B )=________. 解析:由tan A ·tan B =tan A +tan B +1,得tan A +tan B 1-tan A tan B=-1,即tan(A +B )=-1,所以A +B =k π+34π,k ∈Z ,所以cos(A +B )=±22. 答案:±22 7.tan(α+β)=13,tan β=14,那么tan α的值应是________. 解析:tan α=tan[(α+β)-β]=tan α+β-tan β1+tan α+βtan β=13-141+13×14=113. 答案:1138.tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=2,那么12sin αcos α+cos 2α的值是__________. 解析:由tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=1+tan α1-tan α=2,得tan α=13,所以12sin αcos α+cos 2α=sin 2α+cos 2α2sin αcos α+cos 2α=tan 2α+11+2tan α=⎝ ⎛⎭⎪⎫132+12×13+1=23. 答案:23二、解答(jiědá)题9.tan(α+β)=3,tan(α-β)=5,求tan2α,tan2β.解:tan2α=tan[(α+β)+(α-β)]=tan α+β+tan α-β1-tan α+βtan α-β=3+51-3×5=-47, tan2β=tan[(α+β)-(α-β)]=tan α+β-tan α-β1+tan α+βtan α-β=3-51+3×5=-18. 10.tan α,tan β是方程x 2+33x +4=0的两个根,且α,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,求α+β的值.解:由题意,有⎩⎨⎧ tan α+tan β=-33tan αtan β=4,tan α<0且tan βα,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2, 所以α,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,α+β∈(-π,0). 又因为tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-331-4= 3. 在(-π,0)内,正切值为3的角只有-2π3, 所以α+β=-2π3. 11.tan A 与tan ⎝⎛⎭⎪⎫-A +π4是关于x 的方程x 2+px +q =0的解,假设3tan A =2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A ,求p 和q 的值. 解:设t =tan A ,那么tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A =1-tan A 1+tan A =1-t 1+t, 由3tan A =2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A ,得3t =21-t 1+t , 解得t =13或者(huòzhě)t =-2. 当t =13时,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A =1-t 1+t =12, p =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤tan A +tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A =-56, q =tan A tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A =13×12=16; 当t =-2时,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A =1-t 1+t=-3, p =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤tan A +tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A =5, q =tan A tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-A =6. 所以p ,q 的值是⎩⎪⎨⎪⎧ p =-56,q =16或者⎩⎪⎨⎪⎧ p =5,q =6.内容总结。
问题1:我们已学过两角和与差的正弦、余弦公式,那么S (α+β)+S (α-β),S (α+β)-S (α-β),C (α+β)+C (α-β),C (α+β)-C (α-β)会得到怎样的结论? 提示:(1) sin(α+β)+sin(α-β)=(sin αcos β+cos αsin β)+(sin αcos β-cos αsin β) =2sin αcos β;(2)sin(α+β)-sin(α-β)=(sin αcos β+cos αsin β)-(sin αcos β-cosαsin β)=2cos αsin β;(3)cos(α+β)+cos(α-β)=(cos αcos β-sin αsin β)+(cos αcos β+sinαsin β)=2cos αcos β;(4)cos(α+β)-cos(α-β)=(cos αcos β-sin αsin β)-(cos αcos β+sinαsin β)=-2sin αsin β.问题2:将问题1得到的结论中α+β,α-β看作一个整体,又会得到什么样的结论? 提示:sin α+sin β=2sin α+β2cosα-β2;sin α-sin β=2cos α+β2sin α-β2; cos α+cos β=2cosα+β2cosα-β2; cos α-cos β=-2sinα+β2sinα-β2.积化和差公式与和差化积公式(公式不要求记忆) (1)积化和差公式:sin αcos β=12[sin(α+β)+sin(α-β)];cos αsin β=12[sin(α+β)-sin(α-β)];cos αcos β=12[cos(α+β)+cos(α-β)];sinαsin β=-12[cos(α+β)-cos(α-β)].(2)和差化积公式: sin α+sin β=2sin α+β2cos α-β2; sin α-sin β=2cos α+β2sin α-β2; cos α+cos β=2cosα+β2cosα-β2; cos α-cos β=-2sinα+β2sinα-β2.问题:如何用tan α2表示sin α、cos α、tan α?提示:sin α=2sin α2cos α2=2sin α2cosα2cos2α2+sin2α2=2tan α21+tan2α2;cos α=cos 2α2-sin2α2=cos2α2-sin2α2cos 2α2+sin 2α2=1-tan 2α21+tan 2α2;tan α=2tanα21-tan 2α2.万能公式(1)sin α=2tanα21+tan2α2.(2)cos α=1-tan2α21+tan 2α2.(3)tan α=2tanα21-tan 2α2.1.公式的推导积化和差公式的推导运用方程的思想把S (α+β)与S (α-β)(或C (α+β)与C (α-β))看作二元一次方程组解方程推得.和差化积公式的推导主要是角的变换.要认真体会这种思想方法.2.公式的记忆课标虽然对此二组公式不要求记忆,但记住运用起来总是方便些.可这样记忆公式: 积化和差由一项变两项应加系数12;和差化积由两项变一项加系数2;系数2则角半.“正加得正余弦,正减得余正弦,余加得余弦积,余减得正弦积”.“正余得正弦和,余正得正弦差,余积得余弦和,正积得正弦差”,角的规律是先和后差. 两角α、β的正弦、余弦的积都可化为12[f (α-β)±f (α+β)]的形式.如果两角的函数同为正弦或余弦,则“f ”表示余弦;如果一个为正弦一个为余弦,则“f ”表示正弦.[例1] 求下列各式的值. (1)sin 37.5°cos 7.5°;(2)sin 20°cos 70°+sin 10°sin 50°.[思路点拨] 利用积化和差公式对所给式子进行变形,然后利用特殊角进行求解. [精解详析] (1)sin 37.5°cos 7.5°=12[sin(37.5°+7.5°)+sin(37.5°-7.5°)] =12(sin 45°+sin 30°) =12⎝ ⎛⎭⎪⎫22+12 =2+14. (2)sin 20°cos70 °+sin 10°sin 50°=12(sin 90°-sin 50°)-12(cos 60°-cos 40°) =14-12sin 50°+12cos 40° =14-12sin 50°+12sin 50°=14. [一点通] 套用和差化积公式的关键是记准、记牢公式,为了能够把三角函数式化为积的形式,有时需要把常数首先化为某个角的三角函数,然后再化积,有时函数不同名,要先化为同名再化积,化积的结果能求值则尽量求出值来.1.函数y =cos x ·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3的最小正周期为________.解析:cos x ·cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3 =12⎩⎨⎧⎭⎬⎫cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +x -π3+cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤x -⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3=12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+12cos π3=12cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3+14,∴最小正周期为π. 答案:π2.化简:4sin(60°-θ)·sin θ·sin(60°+θ). 解:原式=-2sin θ·[cos 120°-cos (-2θ)] =-2sin θ(-12-cos 2θ)=sin θ+2sin θcos 2θ=sin θ+(sin 3θ-sin θ) =sin 3θ.[例2] 求函数f (x )=sin 52x 2sinx 2-12的值域.[思路点拨] (1)先通分,将sin 5x 2-sinx2和差化积.(2)再积化和差得函数. (3)在定义域内求值域. [精解详析] f (x )=sin 5x 2-sinx22sinx 2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x 2+x -sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x 2-x 2sinx 2=2cos 3x2sin x2sinx 2=2cos 3x 2cos x2=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x 2+x 2+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x 2-x 2 =cos2 x +cos x =2cos 2x +cos x -1 =2⎝⎛⎭⎪⎫cos x +142-98.∵sin x 2≠0,∴x2≠k π,即x ≠2k π(k ∈Z ). ∴-1≤cos x <1.当cos x =-14时,f (x )min =-98,当cos x 趋于1时,f (x )趋于2.故函数f (x )的值域是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-98,2.[一点通] 通过和差化积、积化和差等三角变换,改变函数式结构,并最终使函数解析式中只含一个三角函数符号,是上述变换过程的基本内容,一般对同名异角三角函数的和或差可考虑和差化积;对异角正、余弦函数的积,可考虑积化和差.3.求sin 2 20°+cos 250°+sin 20°cos 50°的值.解:法一:原式=12(1-cos 40°)+12(1+cos 100°)+sin 20°·cos 50°=1+12(cos 100°-cos 40°)+12(sin 70°-sin 30°)=34-sin 70°·sin 30°+12sin 70° =34. 法二:原式=(sin 20°+cos 50°)2-sin 20°·cos 50° =(2sin 30°·cos 10°)2-12(sin 70°-sin 30°)=cos 210°-12cos 20°+14=1+cos 20°2-12cos 20°+14=34. 4.已知cos α-cos β=12,sin α-sin β=-13,求sin(α+β)的值.解:∵cos α-cos β=12,∴-2sinα+β2sinα-β2=12.① 又∵sin α-sin β=-13,∴2cos α+β2sinα-β2=-13.②∵sinα-β2≠0,∴由①②,得-tan α+β2=-32,即tanα+β2=32. ∴sin(α+β)=2sinα+β2cosα+β2sin 2α+β2+cos 2α+β2=2tanα+β21+tan 2α+β2=2×321+94=1213.[例3] 设tan θ2=t ,求证:1+sin θ1+sin θ+cos θ=12(t +1).[思路点拨] 利用万能公式,分别用t 表示sin θ,cos θ即可.[精解详析] 由sin θ=2tanθ21+tan 2θ2及cos θ=1-tan 2θ21+tan 2θ2,得1+sin θ=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+tan θ221+tan 2θ2=1+t21+t2, 1+sin θ+cos θ=2⎝⎛⎭⎪⎫1+tan θ21+tan2θ2=21+t 1+t 2, 故1+sin θ1+sinθ+cos θ=12(t +1).[一点通] 在万能代换公式中不论α的哪种三角函数(包括sin α与cos α)都可以表示成tan α2=t 的“有理式”,将其代入式子中,就可将代数式表示成t 的函数,从而就可以进行相关代数恒等式的证明或三角式的求值.5.已知tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ=3,求sin 2θ-2cos 2θ的值.解:令tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ=3,∴1+tan θ1-tan θ=3,∴tan θ=12.sin 2θ-2cos 2θ=sin 2θ-cos 2θ-1 =2tan θ1+tan 2 θ-1-tan 2θ1+tan 2θ-1 =45-35-1=-45. 6.已知sin α+sin β=14,cos α+cos β=13,求sin(α+β),cos(α+β)的值.解:∵sin α+sin β=2sinα+β2cosα-β2=14,cos α+cos β=2cos α+β2cosα-β2=13. ∴tanα+β2=34. ∴sin(α+β)=2tanα+β21+tan 2α+β2=2×341+916=2425,cos(α+β)=1-tan 2α+β21+tan 2α+β2=1-9161+916=725.1.应用积化和差、和差化积公式应从以下几个方面考虑; (1)运用公式之后,能否出现特殊角;(2)运用公式之后,能否提取公因式,能否约分,能否合并或消项;(3)运用公式之后,能否使三角函数式结构更加简单,各种关系更加明显,从而为下一步选用公式进行变换创造条件.2.积化和差、和差化积公式的应用(1)在应用和差化积公式时,必须是一次同名三角函数方可施行,若是异名,必须用诱导公式化为同名,若是高次函数,必须用降幂公式降为一次.(2)对于三角函数的和差化积,有时因使用公式不同或选择解题的思路不同,化简结果可能在形式上不一致.不论使用哪套公式,只要正确使用公式,结果一般会殊途同归.有时为回避使用积与和差互化,可凑角后使用诱导公式、倍角、半角、和差角公式等.课下能力提升(二十七)一、填空题 1.有下列关系式:①sin 5θ+sin 3θ=2sin 8θcos 2θ; ②cos 3θ-cos 5θ=-2sin 4θsin θ;③sin 3θ-sin 5θ=-12cos 4θcos θ;④sin 5θ+cos 3θ=2sin 4θcos θ; ⑤sin x sin y =12[cos(x -y )-cos(x +y )].其中正确等式的个数是________. 解析:只有⑤正确. 答案:12.若cos(α+β)cos(α-β)=13,则cos 2α-sin 2β=________.解析:cos(α+β)cos(α-β)=12(cos 2α+cos 2β)=12[(2cos 2 α-1)+(1-2sin 2β)] =cos 2α-sin 2β. ∴cos 2 α-sin 2β=13.答案:133.若tan θ+1tan θ=m ,则sin 2θ=________. 解析:∵tan θ+1tan θ=m ,即tan 2θ+1tan θ=m ,∴sin 2θ=2tan θ1+tan 2θ=2m . 答案:2m4.直角三角形中两锐角为A 和B ,则sin A sin B 的最大值为________. 解析:∵A +B =π2,sin A sin B =12[cos(A -B )-cos(A +B )]=12cos(A -B ). 又-π2<A -B <π2,而0<cos(A -B )≤1,∴sin A sin B 有最大值12.答案:125.函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6cos x 的最小值是________.解析:y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6cos x =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6 =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6-12=12sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6-14,当sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6=-1时,y 取得最小值为-34. 答案:-34二、解答题6.求值:cos 2π7+cos 4π7+cos 6π7.解:cos 2π7+cos 4π7+cos 6π7=12sin2π7⎝⎛2sin 2π7·co s 2π7+2sin 2π7·co s 4π7+2sin 2π7·⎭⎪⎫cos 6π7=12sin2π7⎣⎢⎡sin 4π7+sin 6π7+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2π7+sin 8π7+⎦⎥⎤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4π7=12sin 2π7⎝⎛⎭⎪⎫sin 4π7+sin π7-sin 2π7-sin π7-sin 4π7 =12sin2π7·⎝ ⎛⎭⎪⎫-sin 2π7=-12.7.求函数f (x )=cos 4x cos 2x -cos 23x 的最大值和最小值.第- 11 -页 共11页 解:f (x )=12[cos(4x +2x )+cos(4x -2x )]-1+cos 6x 2=12(cos 6x +cos 2x )-12-12cos 6x =12cos 2x -12=-1-cos 2x 2=-sin 2x .∵0≤sin 2 x ≤1.∴f (x )的最大值为0,最小值是-1.8.求值:cos 2 71°+cos 71°cos 49°+cos 2 49°.解:原式=1+cos 142°2+12(cos 120°+cos 22°) +1+cos 98°2 =12+12cos 142°-14+12cos 22°+12+12cos 98° =34+12(cos 142°+cos 98°)+12cos 22° =34+cos 120°cos 22°+12cos 22°=34.。
同步测控1.设a ,b ,c 为平面向量,有下面几个命题:①a·(b -c)=a·b -a·c ;②(a·b)·c =a·(b·c);③(a -b)2=|a|2-2|a||b|+|b|2;④若a·b =0,则a =0,b =0.其中正确的有__________个. 解析:由向量的数量积的性质知①正确;由向量的数量积的运算不满足结合律知②不正确;由(a -b)2=a2-2a·b +b2=|a|2-2|a||b|cos θ+|b|2知③不正确;对于④,∵a·b =|a||b|·cos θ=0,∴|a|=0或|b|=0或cos θ=0.∴a =0或b =0或a ⊥b ,故④不正确.答案:12.已知a ,b 满足|a|=1,|b|=4,且a·b =2,则a 与b 夹角为__________.解析:∵cos θ=a·b |a||b|=21×4=12,∴θ=π3. 答案:π33.设a 与b 的模分别为4和3,夹角为60°,则|a +b|=______. 解析:|a +b|=a +b 2=a2+2a·b +b2=42+2×4×3×cos60°+32=37.答案:374.在边长为2的等边三角形ABC 中,设AB →=c ,BC →=a ,CA →=b ,则a·b +b·c +c·a =__________.解析:a·b +b·c +c·a =2×2×cos120°×3=-3.答案:-3一、填空题1.已知|a|=3,|b|=4,a 、b 的夹角为120°,则a·b =________.解析:a·b =|a||b|cos =120°=3×4×cos120°=-6.答案:-62.若|a|=1,|b|=2,c =a +b ,且c ⊥a ,则向量a 与b 的夹角为__________. 解析:设向量a 与b 的夹角为θ,由题意知(a +b)·a =0,∴a2+a·b =0,∴|a|2+|a||b|cos θ=0,∴1+2cos θ=0,∴cos θ=-12,又θ∈[0°,180°],∴θ=120°.答案:120°3.设向量a ,b ,c 满足a +b +c =0,且a ⊥b ,|a|=1,|b|=2,则|c|2=__________.解析:∵a +b +c =0,∴c =-(a +b).又∵a ⊥b ,∴a·b =0.∴|c|2=c2=(a +b)2=a2+2a·b +b2=5.答案:54.如图所示的是正六边形P1P2P3P4P5P6,则下列向量的数量积中最大的是__________.(只填序号)①P1P2→·P1P3→; ②P1P2→·P1P4→;③P1P2→·P1P5→; ④P1P2→·P1P6→.解析:利用向量的数量积的定义逐项计算.根据正六边形的几何性质,得P1P2→·P1P5→=0,P1P2→·P1P6→<0,P1P2→·P1P3→=|P1P2→|·3|P1P2→|·cos π6=32|P1P2→|2,P1P2→·P1P4→=|P1P2→|·2|P1P2→|·cos π3=|P1P2|2,经比较可知P1P2→·P1P3→最大. 答案:①5.已知非零向量a ,b ,若(a +2b)⊥(a -2b),则|a||b|=__________. 解析:∵(a +2b)⊥(a -2b),∴(a +2b)·(a -2b)=0,∴a2=4b2,∴|a|=2|b|,∴|a||b|=2.答案:26.点O 是△ABC 所在平面上一点,且满足OA →·OB →=OB →·OC →=OC →·OA →,则点O 是△ABC 的__________.解析:∵OA →·OB →=OB →·OC →=OC →·OA →,∴OB →·(OC →-OA →)=0⇒OB →·AC →=0⇒OB ⊥AC.同理可得OA ⊥BC ,OC ⊥AB ,故O 为△ABC 的垂心.答案:垂心7.在△ABC 中,若(CA →+CB →)·(CA →-CB →)=0,则△ABC 的形状为__________.解析:(CA →+CB →)·(CA →-CB →)=|CA →|2-|CB →|2=0,∴|CA →|=|CB →|,∴△ABC 为等腰三角形.答案:等腰三角形8.已知a ,b ,c 为单位向量,且满足3a +λb +7c =0,a 与b 的夹角为π3,则实数λ=__________.解析:由3a +λb +7c =0,可得7c =-(3a +λb),即49c2=9a2+λ2b2+6λa·b ,而a ,b ,c为单位向量,则a2=b2=c2=1,则49=9+λ2+6λcos π3,即λ2+3λ-40=0,解得λ=-8或λ=5.答案:-8或5二、解答题9.已知a 、b 是两个非零向量,同时满足|a|=|b|=|a -b|,求a 与a +b 的夹角. 解:根据|a|=|b|,有|a|2=|b|2,又|b|=|a -b|,得|b|2=|a|2-2a·b +|b|2,∴a·b =12|a|2. 而|a +b|2=|a|2+2a·b +|b|2=3|a|2,∴|a +b|=3|a|.设a 与a +b 的夹角为θ,则cos θ=a·a +b |a||a +b|=|a|2+12|a|2|a|·3|a|=32,θ∈[0°,180°]. ∴θ=30°.10.若等边△ABC 的边长为23,平面内一点M 满足CM →+16CB →+23CA →,求MA →·MB.解:如图所示.MA →·MB →=(CA →-CM →)·(CB →-CM →)=⎝⎛⎭⎫CA →-16CB →-23CA →·⎝⎛⎭⎫CB →-16CB →-23CA →=⎝⎛⎭⎫13CA →-16CB →·⎝⎛⎭⎫56CB →-23CA →=518CA →·CB →-29CA →2-536CB →2+19CB →·CA →=718CA →·CB →-29CA →2-536CB →2 =718×(23)2×12-29(23)2-536(33)2 =-2.11.四边形ABCD 中,AB →=a ,BC →=b ,CD →=c ,DA →=d ,且a·b =b·c =c·d =d·a ,试问四边形ABCD 是什么图形?解:四边形ABCD 是矩形,这是因为:一方面:∵a +b +c +d =0,∴a +b =-(c +d),∴(a +b)2=(c +d)2,即|a|2+2a·b +|b|2=|c|2+2c·d +|d|2,由于a·b =c·d ,∴|a|2+|b|2=|c|2+|d|2. ①同理有|a|2+|d|2=|c|2+|b|2. ②由①②可得|a|=|c|,且|b|=|d|,即四边形ABCD的两组对边分别相等.∴四边形ABCD是平行四边形.另一方面,由a·b=b·c,有b·(a-c)=0,而由平行四边形ABCD可得a=-c,代入上式得b·(2a)=0,即a·b=0,∴a⊥b也即AB⊥BC,综上所述,四边形ABCD是矩形.。
1.若向量a =(1,-2)的终点在原点,那么这个向量的始点坐标是__________.解析:设始点坐标为(x ,y ),则(0-x,0-y )=(1,-2),则⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =2.答案:(-1,2)2.已知点A (1,-3)和向量a =(3,4),若AB →=2a ,则点B 的坐标为__________.解析:AB →=2a =2(3,4)=(6,8),所以OB →=OA →+AB →=(1,-3)+(6,8)=(7,5). 答案:(7,5)3.已知a =(-3,4),则a 的相反向量的坐标为__________. 答案:(3,-4)4.已知平面向量a =(1,1),b =(1,-1),则向量12a -32b =__________.解析:12a =⎝⎛⎭⎫12,12,32b =⎝⎛⎭⎫32,-32, 故12a -32b =(-1,2). 答案:(-1,2)一、填空题 1.设向量a =(1,2),b =(2,3).若向量λa +b 与向量c =(-4,-7)共线,则λ=________. 解析:∵a =(1,2),b =(2,3),∴λa +b =(λ,2λ)+(2,3)=(λ+2,2λ+3). ∵向量λa +b 与向量c =(-4,-7)共线, ∴-7(λ+2)+4(2λ+3)=0.∴λ=2. 答案:22.已知e 1=(1,2),e 2=(-2,3),a =(-1,2),试以e 1,e 2为基底,将a 分解为λ1e 1+λ2e 2的形式为__________.解析:设a =λ1e 1+λ2e 2(λ1,λ2∈R ), 则(-1,2)=λ1(1,2)+λ2(-2,3) =(λ1-2λ2,2λ1+3λ2),∴⎩⎪⎨⎪⎧-1=λ1-2λ2,2=2λ1+3λ2,解得⎩⎨⎧λ1=17,λ2=47.∴a =17e 1+47e 2.答案:a =17e 1+47e 23.点P 在平面上做匀速直线运动,速度向量v =(4,-3)(即点P 的运动方向与v 相同,且每秒移动的距离为|v |个单位).设开始时点P 的坐标为(-10,10),则5秒后点P 的坐标为__________.解析:不妨设5秒后移动到点P ′.据题意有:PP ′→=t v =t (4,-3)=(4t ,-3t ).由于点P 的运动方向与v 同向且速度为每秒|v |=5个单位,故5秒运动25个单位,即:|PP ′|=25,∴25t 2=252,∴t =±5,又∵PP ′→与v 同向,∴t =5,∴PP ′→=5(4,-3)=(20,-15), ∴P ′(10,-5). 答案:(10,-5)4.已知向量OA →=(k,12),OB →=(4,5),OC →=(-k,10),且A ,B ,C 三点共线,则k =__________.解析:AB →=(4-k ,-7),AC →=(-2k ,-2),又A ,B ,C 三点共线,所以AB →∥AC →.所以(-2)×(4-k )-(-7)×(-2k )=0,所以k =-23.答案:-235.若三点A (2,2),B (a,0),C (0,b )(ab ≠0)共线,则1a +1b等于__________.解析:AB →=(a -2,-2),AC →=(-2,b -2),∵AB →∥AC →,∴(a -2)(b -2)-4=0,∴ab-2(a +b )=0,该等式两边同除以ab ,可得ab -2(a +b )ab =0,∴1-2(1a +1b)=0,∴1a +1b =12. 答案:126.已知平面向量a =(1,2),b =(-2,m ),且a ∥b ,则2a +3b =__________.解析:因为a ∥b ,所以1∶(-2)=2∶m ,所以m =-4,所以b =(-2,-4),所以2a +3b =(2,4)+(-6,-12)=(-4,-8).答案:(-4,-8)7.已知P ={a |a =(1,0)+m (0,1),m ∈R },Q ={b |b =(1,1)+n (-1,1),n ∈R }是两个向量集合,则P ∩Q 等于________.解析:因为a =(1,m ),b =(1-n,1+n ),若a =b ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 1-n =11+n =m ,∴⎩⎪⎨⎪⎧n =0m =1.得P ∩Q ={(1,1)}.答案:{(1,1)}8.对于任意的两个向量m =(a ,b ),n =(c ,d ),规定运算“⊗”为m ⊗n =(ac -bd ,bc +ad ),运算“⊕”为m ⊕n =(a +c ,b +d ).设m =(p ,q ),若(1,2)⊗m =(5,0),则(1,2)⊕m 等于__________.解析:由(1,2)⊗m =(5,0),可得⎩⎪⎨⎪⎧ p -2q =5,2p +q =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧p =1,q =-2,∴(1,2)⊕m =(1,2)⊕(1,-2)=(2,0).答案:(2,0) 二、解答题9.已知点O (0,0),A (1,2),B (4,5),且OP →=OA →+tAB →,求: (1)t 为何值时,P 在x 轴上?P 在y 轴上?P 在第二象限内?(2)四边形OABP 能否成为平行四边形?若能,求出相应的t 值;若不能,请说明理由.解:(1)由已知得:OA →=(1,2),AB →=(3,3),则OP →=OA →+tAB →=(1+3t,2+3t ).若P 在x轴上,只需2+3t =0,则t =-23;若P 在y 轴上,只需1+3t =0,则t =-13;若P 在第二象限内,只需1+3t <0,且2+3t >0,解得-23<t <-13.(2)OA →=(1,2),OB →=(4,5),OP →=(1+3t,2+3t ),则PB →=(3-3t,3-3t ).若四边形OABP为平行四边形,只需OA →=PB →,即⎩⎪⎨⎪⎧3-3t =1,3-3t =2,此方程组无解,故四边形OABP 不能组成平行四边形.10.已知向量AB →=(4,3),AD →=(-3,-1),点A (-1,-2). (1)求线段BD 的中点M 的坐标;(2)若点P (2,y )满足PB →=λBD →(λ∈R ),求y 与λ的值. 解:(1)设B (x 1,y 1). ∵AB →=(4,3),A (-1,-2), ∴(x 1+1,y 1+2)=(4,3), ∴⎩⎪⎨⎪⎧ x 1+1=4,y 1+2=3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=3,y 1=1. ∴B (3,1).同理可得D (-4,-3).设线段BD 的中点M 的坐标为(x 2,y 2),则x 2=3-42=-12,y 2=1-32=-1,∴M ⎝⎛⎭⎫-12,-1. (2)∵PB →=(3,1)-(2,y )=(1,1-y ), BD →=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4),PB →=λBD →, ∴(1,1-y )=λ(-7,-4),∴⎩⎪⎨⎪⎧1=-7λ,1-y =-4λ,解得⎩⎨⎧λ=-17,y =37.11.已知三点A ,B ,C 的坐标分别为(-1,0),(3,-1),(1,2),并且AE →=13AC →,BF →=13BC →.求证:EF →∥AB →.证明:设E (x 1,y 1),F (x 2,y 2),由题意,得AC →=(1-(-1),2-0)=(2,2),AB →=(3-(-1),-1-0)=(4,-1),BC →=(1-3,2-(-1))=(-2,3).因为AE →=13AC →=⎝⎛⎭⎫23,23,所以(x 1-(-1),y 1-0)=⎝⎛⎭⎫23,23,所以⎩⎨⎧x 1+1=23,y 1=23,得点E 坐标为⎝⎛⎭⎫-13,23.因为BF →=13BC →=⎝⎛⎭⎫-23,1,所以(x 2-3,y 2-(-1))=⎝⎛⎭⎫-23,1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x 2-3=-23,y 2+1=1,得点F 坐标为⎝⎛⎭⎫73,0,所以EF →=⎝⎛⎭⎫73-⎝⎛⎭⎫-13,0-23=⎝⎛⎭⎫83,-23. 因为4×⎝⎛⎭⎫-23-83×(-1)=0,所以EF →∥AB →.。
[学生用书 P 44]1.若复数(m 2-3m -4)+(m 2-5m -6)i 表示的点在虚轴上,则实数m 的值为________.解析:由题意知m 2-3m -4=0,∴m =4或m =-1.答案:4或-12.已知0<a <2,复数z 的实部为a ,虚部为1,则|z |的取值范围是________.解析:|z |=a 2+1,∵0<a <2,∴0<a 2<4,∴1<a 2+1<5,∴1<|z |< 5.答案:(1,5)3.当23<m <1时,复数z =(3m -2)+(m -1)i 在复平面上对应的点位于第________象限. 解析:复数z 在复平面上对应的点为Z (3m -2,m -1).由于23<m <1,得3m -2>0,m -1<0, 所以点Z 位于第四象限.答案:四 4.若z +|z |=2,则复数z =________.解析:设z =a +b i(a ,b ∈R ),∴z +|z |=a +b i +a 2+b 2=2, ∴⎩⎨⎧ a +a 2+b 2=2b =0,∴a =1,b =0,∴z =1.答案:1一、填空题1.若复数z =(a 2-2a )+(a 2-a -2)i 在复平面内对应的点在虚轴上,则实数a 满足________.解析:由题意知,a 2-2a =0,∴a =0或a =2.答案:a =0或a =22.复数z =i 1+i在复平面上对应的点位于第________象限. 解析:i 1+i =i 2(1-i)=12+i 2,以x 轴为实轴,y 轴为虚轴,则对应坐标为(12,12),在第一象限.答案:一3.(2011年高考辽宁卷改编)a 为正实数,i 为虚数单位,|a +i i|=2,则a =________. 解析:|a +i i|=|1-a i|=a 2+1=2,∴a =± 3.而a 是正实数,∴a = 3. 答案: 34.已知复数z =3+i-32,则|z |等于________.解析:z =3+i 1+3i 2-23i =-3+i 2+23i=-12×23-2i 4=i -34,|z |=12.答案:125.在复平面内,复数6+5i ,-2+3i 对应的点分别为A 、B .若C 为线段AB 的中点,则点C 对应的复数是________.解析:A (6,5),B (-2,3),C (2,4),∴C 对应的复数为2+4i.答案:2+4i6.(2011年高考山东卷改编)复数z =2-i 2+i(i 为虚数单位)在复平面内对应的点所在象限为________.解析:∵z =2-i 2+i =-2+-=4-4i -15=35-45i , ∴复数z 对应的点的坐标为(35,-45),在第四象限. 答案:第四象限7.在复平面内,O 为原点,向量OA →对应的复数为-1-2i ,若点A 关于直线y =-x 的对称点为B ,则向量OB →对应的复数为________.解析:由题意知A (-1,-2),则B (2,1),故向量OB →对应的复数为2+i.答案:2+i8.复平面内长方形ABCD 的四个顶点中,点A ,B ,C 所对应的复数分别是2+3i,3+2i ,-2-3i ,则点D 对应的复数是________.解析:设点D 对应的复数为x +y i(x ,y ∈R ),由题意知AB →=DC →,又AB →对应的复数为1-i ,DC →对应的复数为(-2-x )+(-3-y )i ,所以-2-x =1,-3-y =-1.所以x =-3,y =-2.所以点D 对应的复数为-3-2i.答案:-3-2i9.已知z 1,z 2为复数,且|z 1|=1,若z 1+z 2=2i ,则|z 1-z 2|的最大值是________. 解析:由z 1+z 2=2i 得z 1=2i -z 2,代入|z 1|=1得|2i -z 2|=1,∴|z 2-2i|=1,即z 2轨迹是以(0,2)为圆心、1为半径的圆(如图).又z 1轨迹为以原点为圆心,1为半径的圆,则|z 1-z 2|为两圆上点的距离,最大值为4.答案:4二、解答题10.实数m 分别取什么数值时,复数z =(m 2+5m +6)+(m 2-2m -15)i ,(1)是实数;(2)是虚数;(3)是纯虚数;(4)对应点在x 轴上方;(5)对应点在直线x +y +5=0上.解:(1)由m 2-2m -15=0,得m =5或m =-3,即当m =5或m =-3时,z 为实数.(2)由m 2-2m -15≠0,得m ≠5且m ≠-3,即当m ≠5且m ≠-3时,z 为虚数.(3)由⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-2m -15≠0,m 2+5m +6=0,得m =-2,即当m =-2时,z 为纯虚数.(4)由m 2-2m -15>0,得m <-3或m >5,即当m <-3或m >5时,z 的对应点在x 轴上方.(5)由(m 2+5m +6)+(m 2-2m -15)+5=0,得m =-3-414或m =-3+414, 即当m =-3-414或m =-3+414时,z 的对应点在直线x +y +5=0上. 11.已知复数z 1=i(1-i)3,(1)求|z 1|;(2)若|z |=1,求|z -z 1|的最大值.解:(1)z 1=i(1-i)3=i(-2i)(1-i)=2(1-i),∴|z 1|=22+-22=2 2.(2)法一:∵|z |=1,∴设z =cos θ+isin θ,|z -z 1|=|cos θ+isin θ-2+2i| =θ-2+θ+2= 9+42θ-π4. 当sin(θ-π4)=1时,|z -z 1|2取得最大值9+42,从而得到|z -z 1|的最大值为22+1.法二:|z |=1可看成半径为1,圆心为(0,0)的圆,而z 1对应坐标系中的点(2,-2), ∴|z -z 1|的最大值可以看成点(2,-2)到圆上的点距离最大,由图可知|z -z 1|max =22+1.12.设复数z 满足|z |=5,且(3+4i)z 在复平面上对应点在第二、四象限的角平分线上,|2z -m |=52(m ∈R ),求z 和m 的值.解:设z =a +b i(a 、b ∈R ).∵|z |=5,∴a 2+b 2=25.而(3+4i)z =(3+4i)(a +b i)=(3a -4b )+(4a +3b )i ,又∵(3+4i)z 在复平面上对应点在第二、四象限角平分线上, ∴3a -4b +4a +3b =0,得b =7a .∴a =±22,b =±722, 即z =±(22+722i). ∴2z =±(1+7i).当2z =1+7i 时,有|1+7i -m |=52,即(1-m )2+72=50,得m =0,或m =2.当2z=-(1+7i)时,同理,可得m=0或m=-2.。
同步测控1.若向量a =(1,1),b =(2,5),c =(3,x),满足条件(8a -b)·c =30,则x =__________. 解析:∵a =(1,1),b =(2,5),∴8a -b =(8,8)-(2,5)=(6,3).又∵(8a -b)·c =30,∴(6,3)·(3,x)=18+3x =30.∴x =4.答案:42.已知a =(-5,5),b =(0,-3),则a 与b 的夹角为________.解析:∵cos θ=a·b |a||b|=-1552×3=-22.∴θ=3π4. 答案:3π43.已知向量a =(2,4),b =(1,1),若向量b ⊥(a +λb),则实数λ的值是__________. 解析:b·(a +λb)=b·a +λb·b =2×1+4×1+2λ=0⇒λ=-3.答案:-34.已知向量a =(1,n),b =(-1,n),若2a -b 与b 垂直,则|a|等于__________.解析:2a -b =(3,n),由2a -b 与b 垂直可得(3,n)·(-1,n)=-3+n2=0,∴n2=3,|a|=2.答案:2一、填空题1.已知向量a =(4,-3),|b|=1,且a·b =5,则向量b =______.解析:设b =(m ,n),则由a·b =5得4m -3n =5, ①又因为|b|=1,所以m2+n2=1, ②由①②可得(5n +3)2=0,∴n =-35, ∴⎩⎨⎧ m =45,n =-35. ∴b =⎝⎛⎭⎫45,-35. 答案:⎝⎛⎫45,-35 2.已知i =(1,0),j =(0,1),a =i -2j ,b =i +mj ,给出下列命题:①若a 与b 的夹角为锐角,则m <12;②当且仅当m =12时,a 与b 互相垂直;③a 与b 不可能是方向相反的向量;④若|a|=|b|,则m =-2.其中正确命题的序号为__________.(把所有正确命题的序号全填上)答案:②③3.设向量a =(1,2),b =(x, 1),当向量a +2b 与2a -b 平行时,a·b 等于__________. 解析:a +2b =(1+2x,4),2a -b =(2-x,3),∵a +2b 与2a -b 平行,∴(1+2x)×3-4×(2-x)=0,∴x =12,a·b =(1,2)·⎝⎛⎭⎫12,1=1×12+2×1=52. 答案:524.已知向量a =(1,2),b =(-2,-4),|c|=5,若(a +b)·c =52,则a 与c 的夹角是__________.解析:设c =(x ,y),则(a +b)·c =(-1,-2)·(x ,y)=-x -2y =52,又|c|=5,且a·c =x +2y =|a||c|·cos α,故cos α=-12,α=120°.答案:120°5.若平面向量b 与向量a =(1,-2)的夹角是180°,且|b|=35,则b =__________.解析:a 与b 共线且方向相反,∴b =λa(λ<0),设b =(x ,y),则(x ,y)=λ(1,-2),得⎩⎪⎨⎪⎧x =λ,y =-2λ.由|b|=35,得x2+y2=45,即λ2+4λ2=45,解得λ=-3,∴b =(-3,6).答案:(-3,6)6.以原点O 及点A(5,2)为顶点作等腰直角三角形OAB ,使∠A =90°,则AB →的坐标为__________.解析:设AB →=(x ,y),则有|OA →|=|AB →|=52+22=x2+y2,①又由OA →⊥AB →,得5x +2y =0,②由①②联立方程组,解得x =2,y =-5或x =-2,y =5.答案:(-2,5)或(2,-5)7.已知向量OA →=(2,2),OB →=(4,1),在x 轴上有一点P 使AP →·BP →有最小值,则点P 的坐标是__________.解析:设点P 的坐标为(x,0),则AP →=(x -2,-2),BP →=(x -4,-1).AP →·BP →=(x -2)(x -4)+(-2)(-1)=x2-6x +10=(x -3)2+1.当x =3时,AP →·BP →有最小值1,∴点P 的坐标为(3,0).答案:(3,0)8.直角坐标平面内有三点A(1,2)、B(3,-2)、C(9,7),若E 、F 为线段BC 的三等分点,则AE →·AF→=__________.解析:∵BC →=(6,9),∴BE →=13BC →=(2,3),BF →=23BC →=(4,6). 又AB →=(2,-4),∴AE →=AB →+BE →=(4,-1),AF →=AB →+BF →=(6,2),∴AE →·AF →=4×6+(-1)×2=22.答案:22二、解答题9.平面内三个点A ,B ,C 在一条直线上,且OA →=(-2,m),OB →=(n,1),OC →=(5,-1),且OA →⊥OB →,求实数m ,n 的值.解:∵A ,B ,C 三点在同一直线上,∴AC →∥AB →.∵OA →=(-2,m),OB →=(n,1),OC →=(5,-1),∴AC →=OC →-OA →=(7,-1-m),AB →=OB →-OA →=(n +2,1-m),∴7(1-m)-(n +2)·(-1-m)=0,即mn -5m +n +9=0.①∵OA →⊥OB →,∴(-2)×n +m×1=0,即m -2n =0.②联立①②解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =6n =3或⎩⎪⎨⎪⎧ m =3,n =32.10.已知a =(1,2),b =(-3,2),当k 为何值时:(1)ka +b 与a -3b 垂直?(2)ka +b 与a -3b 平行?平行时它们同向还是反向?解:(1)ka +b =k(1,2)+(-3,2)=(k -3,2k +2),a -3b =(1,2)-3(-3,2)=(10,-4).当(ka +b)·(a -3b)=0时,这两个向量垂直.由(k -3)×10+(2k +2)×(-4)=0.解得k =19,即当k =19时,ka +b 与a -3b 垂直.(2)当ka +b 与a -3b 平行时,存在惟一的实数λ,使ka +b =λ(a -3b).由(k -3,2k +2)=λ(10,-4),得:⎩⎪⎨⎪⎧ k -3=10λ,2k +2=-4λ.解得⎩⎨⎧ k =-13,λ=-13.所以当k =-13时,ka +b 与a -3b 平行, 因为λ<0,所以-13a +b 与a -3b 反向.11.已知c =ma +nb =(-23,2),a 与c 垂直,b 与c 的夹角为120°,且b·c =-4,|a|=22,求实数m ,n 的值及a 与b 的夹角θ.解:∵a 与c 垂直,∴a·c =0.又∵c =ma +nb ,∴c·c =ma·c +nb·c ,∴12+4=-4n ,∴n =-4.∵b·c =|b||c|cos120°,∴-4=|b|×4×⎝⎛⎭⎫-12,∴|b|=2. ∴a·c =ma2-4a·b ,|a|=22,∴a·b =2m. 又b·c =m(a·b)-4b2,∴-4=2m2-16,∴m2=6,∴m =± 6. 当m =6时,a·b =2 6.∴cos θ=a·b |a||b|=2622×2=32,∴θ=π6. 当m =-6时,a·b =-2 6.∴cos θ=-32,∴θ=5π6. 因此m =6,n =-4时,θ=π6; m =-6,n =-4时,θ=5π6.。
(新课程)2013高中数学 2.2.3知能优化训练1.已知实数m ,n 和向量a ,b ,给出下列命题:①m (a -b )=m a -m b ;②(m -n )a =m a -n a ;③若m a =m b ,则a =b ;④若m a =n a (a ≠0),则m =n .其中正确的命题是__________.解析:若m =0,则m a =m b =0,但a 与b 不一定相等,故③不正确. 答案:①②④2.在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b ,若点D 满足BD →=2DC →,则AD →=__________.解析:由BD →=2DC →知BD →=23BC →.又∵BC →=b -c ,∴BD →=23(b -c ),∴AD →=AB →+BD →=c +23(b-c )=23b +13c .答案:23b +13c3.若|a |=3,b 与a 的方向相反,且|b |=5,则a =________b .解析:b 与a 方向相反,设a =λb (λ<0),所以λ=-|a ||b |=-35,所以a =-35b .答案:-354.若2(y -13a )-12(c +b -3y )+b =0,其中a ,b ,c 为已知向量,则未知向量y =__________.答案:421a -17b +17c一、填空题1.若O 是平行四边形ABCD 两条对角线的交点,AB →=2e 1,BC →=3e 2,则BO →=__________.解析:结合题目画出图形如图 BO →=12BD →=12(AD →-AB →)=12(3e 2-2e 1)=32e 2-e 1. 答案:32e 2-e 12.点C 在线段AB 上,且AC CB =32,则AC →=__________AB →,BC →=__________AB →.解析:∵AC CB =32,∴点C 为线段AB 的5等分点,∴AC →=35AB →,BC →=-25AB →.答案:35 -253.已知向量a ,b 不共线,实数x ,y 满足(3x -4y )a +(2x -3y )b =6a +3b ,则x -y 的值为__________.解析:由原式可得⎩⎪⎨⎪⎧3x -4y =6,2x -3y =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =6,y =3.∴x -y =3.答案:34.若G 是△ABC 的重心,D 、E 、F 分别是AB 、BC 、CA 的中点,则GD →+GE →+GF →=__________.解析:如图所示,令GB 的中点为P ,连结DP 、PE ,得▱GDPE .GP →=GD →+GE →=12GB →=-GF →,则GD →+GE →+GE →=0.答案:05.在△ABC 中,已知D 是AB 边上一点,若AD →=2DB →,CD →=13CA →+λCB →,则λ=__________.解析:由于AD →=2DB →,得CD →=CA →+AD →=CA →+23AB →=CA →+23(CB →-CA →)=13CA →+23CB →,结合CD →=13CA →+λCB →,知λ=23.答案:236.设P 是△ABC 所在平面内的一点,BC →+BA →=2BP →,则PA →+PC →=__________.解析:∵BC →+BA →=2BP →,∴P 为线段AC 的中点,∴PA →=-PC →,∴PA →+PC →=0. 答案:07.△ABC 中,点D 在边AB 上,CD 平分∠ACB .若CB →=a ,CA →=b ,|a |=1,|b |=2,则CD →等于__________.解析:如图所示,∠1=∠2, ∴|CB →||CA →|=|BD →||DA →|=12, ∴BD →=13BA →=13(CA →-CB →)=13(b -a ),∴CD →=CB →+BD →=a +13(b -a )=23a +13b .答案:23a +13b8.已知向量a ,b ,若AB →=a +2b ,BC →=-5a +6b ,CD →=7a -2b ,则一定共线的三点是________.解析:通过观察,BD →=BC →+CD →=2a +4b ,与a +2b 有2倍关系,即2AB →=BD →.符合向量共线定理,∴A ,B ,D 三点共线.故填A ,B ,D .答案:A ,B ,D二、解答题9.设两个向量a 与b 不共线.(1)试证:起点相同的三个向量a ,b,3a -2b 的终点在同一条直线上(a ≠b ); (2)求实数k ,使得k a +b 与2a +k b 共线.解:(1)证明:设OA →=a ,OB →=b ,OC →=3a -2b .因为AC →=OC →-OA →=(3a -2b )-a =2(a -b ),AB →=OB →-OA →=b -a ,所以AC →=-2AB →,故AC →,AB →共线.又AC →,AB →有公共起点A ,所以A ,B ,C 在同一直线上.(2)因为k a +b 与2a +k b 共线,所以设k a +b =λ(2a +k b ),λ∈R ,即k a +b =2λa +k λb ,又a 与b 不共线,所以⎩⎪⎨⎪⎧k =2λ,1=k λ,所以k =± 2.10.如图所示,E ,F 分别是四边形ABCD 的对角线AC ,BD 的中点,已知AB →=a ,BC →=b ,CD →=c ,DA →=d ,求向量EF →.解:法一:连结AF . ∵AC →=AB →+BC →=a +b ,E 是AC 的中点, ∴AE →=12AC →=12(a +b ).又∵BD →=BC →+CD →=b +c ,F 是BD 的中点, ∴BF →=12BD →=12(b +c ).∴AF →=AB →+BF →=a +12(b +c ),∴EF →=AF →-AE →=a +12(b +c )-12(a +b )=12(a +c ).法二:连结AF . ∵AC →=AB →+BC →=a +b ,E 是AC 的中点, ∴AE →=12AC →=12(a +b ).∵DB →=DA →+AB →=d +a ,F 是DB 的中点, ∴DF →=12DB →=12(d +a ).∴AF →=DF →-DA →=12(d +a )-d =12(a -d ),∴EF →=AF →-AE →=12(a -d )-12(a +b )=-12(b +d ).11.设a,b,c为非零向量,其中任意两向量不共线,已知a+b与c共线,且b+c 与a共线,则b与a+c是否共线?请证明你的结论.解:b与a+c共线.证明如下:∵a+b与c共线,∴存在惟一实数λ,使得a+b=λc.①∵b+c与a共线,∴存在惟一实数μ,使得b+c=μa.②由①-②得,a-c=λc-μa.∴(1+μ)a=(1+λ)c.又∵a与c不共线,∴1+μ=0,1+λ=0,∴μ=-1,λ=-1,∴a+b=-c,即a+b+c=0.∴a+c=-b.故a+c与b共线.。
(新课程)2013高中数学 1.2.3 知能优化训练(2)1.sin480°的值为________.解析:sin480°=sin(360°+120°)=sin120°=sin(90°+30°)=cos30°=32. 答案:322.若sin(θ+3π2)>0,cos(π2-θ)>0,则角θ的终边位于第________象限.解析:sin(θ+3π2)=-cos θ>0,∴cos θ<0,cos(π2-θ)=sin θ >0,∴θ为第二象限的角. 答案:二3.已知sin40°=a ,则cos130°等于________. 解析:cos130°=cos(90°+40°)=-sin40°=-a . 答案:-a4.若sin(180°+α)+cos(90°+α)=-a ,则cos(270°-α)+2sin(360°-α)的值是________.解析:sin(180°+α)+cos(90°+α)=-sin α-sin α=-a ,∴sin α=a2,cos(270°-α)+2sin(360°-α)=-sin α-2sin α=-3sin α=-32a .答案:-32a一、填空题1.已知f (x )=sin x ,下列式中成立的是________.①f (x +π)=sin x ;②f (2π-x )=sin x ;③f (x -π2)=-cos x ;④f (π-x )=-f (x ).解析:f (x +π)=sin(x +π)=-sin x ,f (2π-x )=sin(2π-x )=-sin x ,f (x -π2)=sin(x -π2)=-sin(π2-x )=-cos x ,f (π-x )=sin(π-x )=sin x =f (x ).答案:③2.若cos(π+α)=-13,那么sin(3π2-α)等于________.解析:∵cos(π+α)=-13,∴cos α=13,又∵sin(3π2-α)=-cos α,∴sin(3π2-α)=-13.答案:-133.若角A ,B ,C 是△ABC 的三个内角,则下列等式中一定成立的是________. ①cos(A +B )=cos C ;②sin(A +B )=-sin C ;③cos(A 2+C )=cos B ;④sin B +C 2=cos A 2.解析:∵A +B +C =π,∴A +B =π-C ,∴cos(A +B )=-cos C ,sin(A +B )=sin C ,所以①②都不正确;同理B +C =π-A ,所以sin B +C 2=sin(π2-A 2)=cos A2,所以④是正确的.答案:④4.sin95°+cos175°的值为________.解析:sin95°+cos175°=sin(90°+5°)+cos(180°-5°)=cos5°-cos5°=0. 答案:05.若f (cos x )=cos2x ,则f (sin15°)等于________.解析:f (sin15°)=f (cos(90°-15°))=f (cos75°)=cos150°=-32.答案:-326.已知sin(α-π4)=13,则cos(π4+α)的值等于________.解析:∵(π4+α)-(α-π4)=π2,∴π4+α=π2+(α-π4),∴cos(π4+α)=cos[π2+(α-π4)]=-sin(α-π4)=-13. 答案:-137.已知cos(π2+φ)=32,且|φ|<π2,则tan φ=________.解析:∵cos(π2+φ)=32,∴sin φ=-32,又|φ|<π2,∴φ=-π3,故tan φ=tan(-π3)=-tan π3=- 3.答案:- 38.已知cos α=13,且-π2<α<0,则-α-ππ+απ-α3π2-απ2+α=________.解析:原式=-cos αα-tan α-cos α-sin α=tan α,∵cos α=13,-π2<α<0,∴sin α=-1-cos 2α=-223,∴tan α=sin αcos α=-2 2.答案:-2 2二、解答题9.已知cos(π6-α)=33,求证:sin(4π3+α)+cos 2(2π3-α)=2-33.证明:因为cos(π6-α)=33,所以sin(4π3+α)+cos 2(2π3-α)=sin[3π2-(π6-α)]+cos 2[π2+(π6-α)]=-cos(π6-α)+[-sin(π6-α)]2=-33+[1-(33)2]=2-33.10.已知sin α是方程5x 2-7x -6=0的根,求α+3π23π2-α2π-απ-απ2-απ2+α的值.解:由于方程5x 2-7x -6=0的两根为2和-35,所以sin α=-35,再由sin 2α+cos 2α=1,得cos α=±1-sin 2α=±45,所以tan α=±34,所以原式=-cos α-cos α2α-tan αsin α-sin α=tan α=±34.11.已知sin(3π-α)=2cos(3π2+β),3cos(-α)=-2cos(π+β),且0<α<π,0<β<π,求α和β的值.解:因为sin(3π-α)=2cos(3π2+β),所以sin α=2sin β ①.因为3cos(-α)=-2cos(π+β),所以3cos α=2cos β ②.①2+②2,得sin 2α+3cos 2α=2(sin 2β+cos 2β),所以cos 2α=12,cos α=±22.又0<α<π,所以α=π4或α=3π4.当α=π4时,β=π6;当α=3π4时,β=5π6.所以α=π4,β=π6或α=3π4,β=5π6.。
(新课程)2013高中数学 3.1.1知能优化训练1.cos45°cos15°+sin15°sin45°的值为__________.解析:cos45°cos15°+sin15°sin45°=cos(45°-15°)=cos30°=32. 答案:322.下列4组数中,使cos αcos β-sin αsin β=12成立的一组是__________.①α=46°,β=16°;②α=78°,β=18°;③α=24°,β=36°;④α=14°,β=16°.答案:③3.sin195°=__________.解析:sin195°=sin(90°+105°)=cos105°=cos(45°+60°)=cos45°cos60°-sin45°sin60°=22×12-22×32=2-64.答案:2-644.cos(α-35°)cos(25°+α)+sin(α-35°)sin(25°+α)=________.解析:原式=cos[(α-35°)-(25°+α)]=cos(-60°)=cos60°=12.答案:12一、填空题1.sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )cos(110°-x )的值为__________. 解析:sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )cos(110°-x )=sin(65°-x )·sin[90°-(x -20°)]+cos(65°-x )·cos(110°-x )=sin(65°-x )sin(110°-x )+cos(65°-x )·cos(110°-x )=cos(110°-x -65°+x )=cos45°=22.答案:222.2cos15°+6sin15°的值是__________.解析:2cos15°+6sin15°=22⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin15°+12cos15°=22cos(60°-15°)=22cos45°=2.答案:23.已知:cos(α+β)cos β+sin(α+β)sin β=-45,且180°<α<270°,则tan α等于__________.解析:由已知知cos[(α+β)-β]=-45,即cos α=-45.又180°<α<270°,所以sin α=-35,所以tan α=sin αcos α=34.答案:344.若三角形两内角α,β满足tan α·tan β>1,则这个三角形是__________.解析:因为tan α·tan β>1,所以α,β均为锐角,sin αsin βcos αcos β>1,所以cos αcos β-sin αsin β<0,即cos(α+β)<0,所以α+β为钝角,π-(α+β)为锐角.所以这个三角形为锐角三角形.答案:锐角三角形5.已知cos(α-β)=-45,cos(α+β)=45,90°<α-β<180°,270°<α+β<360°,则cos2α的值为__________.解析:∵2α=(α-β)+(α+β),∴cos2α=cos(α-β)·cos(α+β)-sin(α-β)sin(α+β).∵90°<α-β<180°,cos(α-β)=-45,∴sin(α-β)=35.∵270°<α+β<360°,cos(α+β)=45,∴sin(α+β)=-35.∴cos2α=⎝ ⎛⎭⎪⎫-45×45-35×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35=-725. 答案:-7256.若α、β均为锐角,且cos α=17,cos(α+β)=-1114,则cos β=__________.解析:∵α为锐角,且cos α=17,∴sin α=437.∵α与β均为锐角,且cos(α+β)=-1114,∴sin(α+β)=5314.∴cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=-1114×17+5314×437=12.答案:127.设0≤α<2π,若sin α>3cos α,则α的取值范围是__________.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,4π38.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=725,则cos2α的值为________.解析:∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,∴π4-α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π4,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=1-sin 2⎝⎛⎭⎪⎫π4-α=2425,又∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α, cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α, ∴cos2α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α =2×725×2425=336625.答案:336625二、解答题9.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=-35,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-β=513,且0<α<π2<β<π,求cos(β-α)的值.解:∵0<α<π2<β<π,∴π3<π3+α<5π6<π3+β<4π3. ∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=-35<0, ∴π2<π3+α<5π6. ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α= 1-cos 2⎝⎛⎭⎪⎫π3+α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-352=45. ∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-β=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+β =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+β=513>0,∴5π6<π3+β<π. ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+β=- 1-sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+β=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫5132=-1213.∴cos(β-α)=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+β-⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+βcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+βsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α =-1213×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35+513×45=5665.10.在△ABC 中,已知tan A =cos B -cos Csin C -sin B,试判断△ABC 的形状.解:∵tan A =cos B -cos Csin C -sin B,∴sin A cos A =cos B -cos C sin C -sin B, ∴sin A sin C -sin A sin B =cos A cos B -cos A cos C , ∴cos A cos C +sin A sin C =cos A cos B +sin A sin B , ∴cos(A -C )=cos(A -B ), ∴A -C =A -B 或A -C =B -A . 即B =C 或2A =B +C .∴△ABC 为等腰三角形或A 等于60°的三角形.11.已知x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,求函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x -cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12+x 的值域.解:y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x -cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12+x=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x -cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x -sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x =2⎣⎢⎡⎦⎥⎤22cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x -22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x =2⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x -sin π4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x=2cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4+⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-x .因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以-π6≤π3-x ≤π3,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1, 所以函数y 的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤22,2.。
同步测控
1.已知cos θ=-15,5π2<θ<3π,那么sin θ2
=__________. 解析:∵5π2<θ<3π,∴5π4<θ2<3π2.∴sin θ2<0.
由cos θ=1-2sin2θ2,得sin θ2=- 1-cos θ2 =- ⎝⎛⎭⎫1+15×12=-155
. 答案:-
155 2.函数y =1-tan22x 1+tan22x
的最小正周期是__________. 解析:由万能公式,得y =cos4x ,∴T =2π|ω|=2π4=π2
. 答案:π2
3.已知cos2α-cos2β=a ,那么sin(α+β)·sin(α-β)等于__________.
解析:sin(α+β)sin(α-β)=(sin αcos β+cos αs in β)·(sin αcos β-cos αsin β)=sin2αcos2β-cos2αsin2β=(1-cos2α)cos2β-cos2α(1-cos2β)=cos2β-cos2α=-a.
答案:-a
4.若θ是第二象限的角,且cos θ2<0,则1-sin θsin θ2-cos θ2
的值是__________.
解析:θ是第二象限的角,且cos θ2<0,
∴2k π+54π<θ2<2k π+32π,k ∈Z ,
1-sin θsin θ2-cos θ2= cos2θ2-2sin θ2cos θ2+sin2θ2sin θ2-cos θ2
=cos θ2-sin θ2sin θ2-cos θ2
=-1. 答案:-1
一、填空题
1.已知sin α=35,α是第二象限角,且tan(α+β)=1,则tan β的值是__________.
解析:∵sin α=35,α是第二象限角,∴cos α=-1-sin2α=- 1-⎝⎛⎭⎫352=-45,∴tan α
=sin αcos α=35×⎝⎛⎭⎫-54=-34.又tan(α+β)=1,∴tan β=tan[(α+β)-α]=tan α+β -tan α1+tan α+β t an α
=1-⎝⎛⎭⎫-341+1×⎝⎛⎭
⎫-34=7. 答案:7
2.函数y =sin2x +sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3cos2x +cos ⎝⎛⎭
⎫2x +π3的最小正周期是________. 解析:y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6cos ⎝⎛⎭
⎫-π62cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6cos ⎝⎛⎭
⎫-π6=tan ⎝⎛⎭⎫2x +π6, ∴T =π|ω|=π2
. 答案:π2
3.y =c osx +cos ⎝⎛⎭
⎫x +π3的最大值是__________. 解析:y =2cos ⎝⎛⎭⎫x +π6cos ⎝⎛⎭⎫-π6=3cos ⎝⎛⎭
⎫x +π6, ∴ymax = 3. 答案: 3
4.y =sin ⎝⎛⎭
⎫x -π6cosx 的最小值是__________. 解析:y =12[sin(2x -π6)+sin(-π6)]=12sin(2x -π6)-14,∴ymin =-12-14=-34
. 答案:-34
5.设sin α=35⎝⎛⎭⎫π2<α<π,tan(π-β)=12
,则tan(α-2β)的值等于__________. 解析:∵sin α=35⎝⎛⎭⎫π2<α<π,∴cos α=-45,tan α=-34
. ∵tan(π-β)=12,∴tan β=-12,tan2β=-43
, ∴tan(α-2β)=tan α-tan2β1+tan αtan2β=-34+431+1
=724. 答案:724
6.若tan θ=3,则sin2θ-cos2θ的值是__________.
解析:因为tan θ=3,所以sin2θ=2tan θ1+tan2θ=2×31+32=35,cos2θ=1-tan2θ1+tan2θ=1-321+32
=-45,所以sin2θ-cos2θ=35-⎝⎛⎭⎫-45=75
. 答案:75
7.已知3tan ⎝⎛⎭⎫α-π12=tan ⎝⎛⎭
⎫α+π12,则sin2α=__________. 解析:因为3tan ⎝⎛⎭⎫α-π12=tan ⎝⎛⎭
⎫α+π12, 所以3sin ⎝⎛⎭⎫α-π12cos ⎝⎛⎭⎫α-π12=sin ⎝⎛⎭⎫α+π12cos ⎝⎛⎭
⎫α+π12, 即3sin ⎝⎛⎭⎫α-π12cos ⎝⎛⎭⎫α+π12=sin ⎝⎛⎭⎫α+π12cos ⎝⎛⎭
⎫α-π12, 利用积化和差公式可得32⎝⎛⎭⎫sin2α-sin π6=12⎝⎛⎭
⎫sin2α+sin π6,整理得sin2α=1. 答案:1
8.已知cos ⎝⎛⎭⎫π6-α=33,则cos ⎝⎛⎭⎫56π+α-sin2⎝⎛⎭
⎫α-π6的值是__________. 解析:∵cos ⎝⎛⎭⎫56π+α=cos ⎣⎡⎦⎤π-⎝⎛⎭⎫π6-α=-cos ⎝⎛⎭⎫π6-α =-33.而sin2⎝⎛⎭⎫α-π6=1-cos2⎝⎛⎭⎫α-π6=1-13=23.∴原式=-33-23=-2+33. 答案:-2+33
二、解答题
9.已知4sin2x -6sinx -cos2x +3cosx =0,求cos2x -sin2x 1-cos2x 1-tan2x
的值. 解:∵4sin2x -6sinx -cos2x +3cosx =0,
∴(2sinx -cosx)[(2sinx +cosx)-3]=0.
∵2sinx +cosx -3≠0,
∴2sinx -cosx =0,∴tanx =12
, ∴tan2x =2tanx 1-tan2x =43,sin2x =2tanx 1+tan2x
=45, cos2x =1-tan2x 1+tan2x =35
, ∴cos2x -sin2x 1-cos2x 1-tan2x =35-4
525×⎝⎛⎭
⎫-13=32.
10.已知sin φcos φ=60169,且π4<φ<π2
,求sin φ,cos φ的值. 解:法一:∵sin φcos φ=60169,∴sin2φ=120169.
又∵π4<φ<π2
, ∴π2<2φ<π,∴cos2φ<0,
∴cos2φ=-1-sin22φ=-
1-⎝⎛⎭⎫1201692=-119169. ∵sin φ>0,cos φ>0,
∴sin φ= 1-cos2φ2
= 1+1191692=1213, cos φ=
1+cos2φ2= 1-1191692=513. 法二:(sin φ+cos φ)2=1+2sin φcos φ=1+120169=289169
. ∵π4<φ<π2,∴sin φ>0,cos φ>0,
∴sin φ+c os φ=1713.① ∵π4<φ<π2
,∴sin φ>cos φ>0, ∴sin φ-cos φ>0.
又∵(sin φ-cos φ)2=1-2sin φcos φ=1-120169=49169, ∴sin φ-cos φ=713.② 解①②组成的方程组,得sin φ=1213,cos φ=513
. 11.求证:cos2αcot α2-tan α2
=14sin2α.
证明:左边=cos2αcos α2sin α2-sin α2cos α2=cos2αcos2α2-sin2α2sin α2cos α2
=cos2αsin α2cos α2cos2α2-sin2α2
=cos2αsin α2cos α2cos α
=sin α2cos α2cos α=12sin αcos α=14
sin2α=右边. ∴原式成立.。