2022届高考数学总复习:任意角和弧度制及任意角的三角函数
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第1讲任意角和弧度制及任意角的三角函数最新考纲考向预测1.了解任意角的概念和弧度制.2.能进行弧度与角度的互化,体会引入弧度制的必要性.3.借助单位圆理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义. 命题趋势本部分内容高考较少直接考查,而是与三角函数的恒等变换、三角函数的图象与性质结合考查,难度较小.核心素养数学建模、数学抽象1.任意角的概念(1)定义:角可以看成平面内的一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形.(2)角的分类按旋转方向正角按逆时针方向旋转而成的角负角按顺时针方向旋转而成的角零角射线没有旋转按终边位置前提:角的顶点在原点,始边与x轴的非负半轴重合象限角角的终边在第几象限,这个角就是第几象限角其他角的终边落在坐标轴上集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.2.弧度制(1)定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度记作rad.(2)公式角α的弧度数公式|α|=l r角度与弧度的换算1°=π180rad,1 rad=⎝⎛⎭⎪⎫180π°≈57°18′弧长公式l=α·r扇形面积公式S=12l·r=12α·r2三角函数正弦余弦正切定义设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么y叫做α的正弦,记作sin αx叫做α的余弦,记作cos αyx叫做α的正切,记作tan α各象限符号Ⅰ正正正Ⅱ正负负Ⅲ负负正Ⅳ负正负口诀一全正,二正弦,三正切,四余弦用单位圆中的有向线段表示三角函数.如图:sin α=MP,cos α=OM,tan α=AT.常用结论1.象限角2.轴线角3.三角函数定义的推广设点P(x,y)是角α终边上任意一点且不与原点重合,r=|OP|,则sin α=yr,cos α=xr,tan α=yx.常见误区1.相等的角终边一定相同,但终边相同的角却不一定相等.2.在同一个式子中,不能同时出现角度制与弧度制.3.已知三角函数值的符号求角的终边位置时,不要遗忘终边在坐标轴上的情况.4.利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度.1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)锐角是第一象限的角,第一象限的角也都是锐角.()(2)角α的三角函数值与其终边上点P的位置无关.()(3)不相等的角终边一定不相同.()(4)终边相同的角的同一三角函数值相等.()(5)若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则tan α>sin α.( )(6)若α为第一象限角,则sin α+cos α>1.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√ 2.(多选)下列与角2π3的终边相同的角是( ) A.14π3B .2k π-2π3(k ∈Z ) C .2k π+2π3(k ∈Z )D .(2k +1)π+2π3(k ∈Z )解析:选AC.与角2π3的终边相同的角为2k π+2π3(k ∈Z ),k =2时,4π+2π3=143π.3.若sin α<0,且tan α>0,则α是( ) A .第一象限角 B .第二象限角 C .第三象限角D .第四象限角解析:选C.由sin α<0知α的终边在第三、第四象限或y 轴的非正半轴上;由tan α>0知α的终边在第一或第三象限,故α是第三象限角.故选C.4.一条弦长等于半径,则此弦所对圆心角的弧度数为________rad. 解析:因为弦长等于半径,所以弦和与弦两端点相交的两条半径构成等边三角形,所以弦所对的圆心角为60°,即为π3 rad.答案:π35.已知角α的终边过点P (-4,3),则2sin α+tan α的值为________. 解析:因为角α的终边经过点P (-4,3), 所以r =|OP |=5.所以sin α=35,cos α=-45,tan α=-34. 所以2sin α+tan α=2×35+⎝ ⎛⎭⎪⎫-34=920.答案:920象限角及终边相同的角[题组练透]1.把-114π表示成θ+2k π(k ∈Z )的形式,使|θ|最小的θ值是( ) A .-3π4 B .-π4 C.π4 D.3π4解析:选 A.因为-11π4=-2π-3π4,所以-11π4与-3π4是终边相同的角,且此时⎪⎪⎪⎪⎪⎪-3π4=3π4是最小的.2.集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪k π+π4≤α≤k π+π2,k ∈Z 中的角所表示的范围(阴影部分)是( )解析:选C.当k =2n (n ∈Z )时,2n π+π4≤α≤2n π+π2,此时α表示的范围与π4≤α≤π2表示的范围一样;当k =2n +1(n ∈Z )时,2n π+π+π4≤α≤2n π+π+π2,此时α表示的范围与π+π4≤α≤π+π2表示的范围一样,故选C.3.(多选)已知角2α的终边在x 轴的上方,那么角α可能是( ) A .第一象限角 B .第二象限角 C .第三象限角D .第四象限角解析:选AC.因为角2α的终边在x 轴的上方,所以k ·360°<2α<k ·360°+180°,k ∈Z ,则有k ·180°<α<k ·180°+90°,k ∈Z .故当k=2n,n∈Z时,n·360°<α<n·360°+90°,n∈Z,α为第一象限角;当k=2n+1,n∈Z时,n·360°+180°<α<n·360°+270°,n∈Z,α为第三角限角.故选AC.4.在-720°~0°范围内所有与45°终边相同的角为________.解析:所有与45°终边相同的角可表示为β=45°+k×360°(k∈Z).令-720°≤45°+k×360°<0°(k∈Z),得-765°≤k×360°<-45°(k∈Z),解得-765360≤k<-45360(k∈Z),从而k=-2和k=-1,代入得β=-675°和β=-315°. 答案:-675°和-315°(1)象限角的2种判断方法图象法在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角转化法先将已知角化为k·360°+α(0°≤α<360°,k∈Z)的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角(2)求θn或nθ(n∈N*)所在象限的步骤①将θ的范围用不等式(含有k,且k∈Z)表示;②两边同除以n或乘以n;③对k进行讨论,得到θn或nθ(n∈N*)所在的象限.[注意]注意“顺转减,逆转加”的应用,如角α的终边逆时针旋转180°可得角α+180°的终边,类推可知α+k·180°(k∈Z)表示终边落在角α的终边所在直线上的角.扇形的弧长及面积公式已知扇形的圆心角是α,半径为R,弧长为l.(1)若α=60°,R=10 cm,求扇形的弧长l;(2)若扇形的周长为20 cm,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?【解】(1)α=60°=π3,l=10×π3=10π3(cm).(2)由已知得,l+2R=20,则l=20-2R,0<R<10,所以扇形的面积S=12lR=12(20-2R)R=10R-R2=-(R-5)2+25,所以当R=5时,S取得最大值最大值为25 cm2,此时l=10 cm,α=2 rad.弧长、扇形面积问题的解题策略(1)明确弧度制下弧长公式l=|α|r,扇形的面积公式是S=12lr=12|α|r2(其中l是扇形的弧长,α是扇形的圆心角).(2)求扇形面积的关键是求扇形的圆心角、半径、弧长三个量中的任意两个量.[提醒]运用弧度制下有关弧长、扇形面积公式的前提是角的度量单位为弧度.1.(多选)已知扇形的周长是6 cm,面积是2 cm2,则下列选项正确的有() A.扇形的半径为2 B.扇形的半径为1C.圆心角的弧度数是1 D.圆心角的弧度数是2解析:选ABC.设扇形半径为r ,圆心角的弧度数为α,则由题意得⎩⎨⎧2r +αr =6,12αr2=2,解得⎩⎪⎨⎪⎧r =1,α=4或⎩⎪⎨⎪⎧r =2,α=1,可得圆心角的弧度数是4或1,扇形的半径是1或2.2.一扇形是从一个圆中剪下的一部分,半径等于圆半径的23,面积等于圆面积的527,则扇形的弧长与圆周长之比为________.解析:设圆的半径为r ,则扇形的半径为2r3,记扇形的圆心角为α,则12α⎝ ⎛⎭⎪⎫2r 32πr 2=527,所以α=5π6.所以扇形的弧长与圆周长之比为l C =5π6·2r 32πr =518.答案:518三角函数的定义 角度一 利用三角函数的定义求值(1)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 .-13B .±13 C .-3 D .±3(2)若角α的终边落在直线y =3x 上,角β的终边与单位圆交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,m ,且sin α cos β<0,则cos α cos β=________.【解析】 (1)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.(2)由角β的终边与单位圆交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,m ,得cos β=12,又由sin α cos β<0知,sin α<0,因为角α的终边落在直线y=3x上,所以角α只能是第三象限角.记P为角α的终边与单位圆的交点,设P(x,y)(x<0,y<0),则|OP|=1(O为坐标原点),即x2+y2=1,又由y=3x得x=-12,y=-32,所以cos α=x=-12,则cos αcos β=-1 4.【答案】(1)C(2)-1 4三角函数定义问题的解题策略(1)已知角α终边上一点P的坐标,可求角α的三角函数值.先求P到原点的距离,再用三角函数的定义求解.(2)已知角α的某三角函数值,可求角α终边上一点P的坐标中的参数值,可根据定义中的两个量列方程求参数值.(3)已知角α的终边所在的直线方程或角α的大小,根据三角函数的定义可求角α终边上某特定点的坐标.角度二判断三角函数值的符号(2020·高考全国卷Ⅱ)若α为第四象限角,则()A.cos 2α>0 B.cos 2α<0C.sin 2α>0 D.sin 2α<0【解析】通解:由题意,知-π2+2kπ<α<2kπ(k∈Z),所以-π+4kπ<2α<4kπ(k∈Z),所以cos 2α≤0或cos 2α>0,sin 2α<0,故选D.优解:当α=-π4时,cos 2α=0,sin 2α=-1,排除A,B,C,故选D.【答案】 D三角函数值符号的判断方法要判定三角函数值的符号,关键是要搞清三角函数中的角是第几象限角,再根据正、余弦函数值在各象限的符号确定值的符号.如果不能确定角所在的象限,那就要进行分类讨论求解.角度三 三角函数线的应用函数y =lg(3-4sin 2 x )的定义域为________.【解析】 因为3-4sin 2x >0,所以sin 2x <34,所以-32<sin x <32.利用三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图中阴影部分所示),所以x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z ).【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z )三角函数线三角函数线是三角函数的几何表示,正弦线、正切线的方向同纵轴一致,向上为正,向下为负;余弦线的方向同横轴一致,向右为正,向左为负.1.下列各选项中正确的是( ) A .sin 300°>0 B .cos(-305°)<0 C .tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22π3>0D .sin 10<0解析:选D.300°=360°-60°,则300°是第四象限角,故sin 300°<0;-305°=-360°+55°,则-305°是第一象限角,故cos(-305°)>0;-22π3=-8π+2π3,则-22π3是第二象限角,故tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22π3<0;3π<10<7π2,则10是第三象限角,故sin10<0,故选D.2.已知角β的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有一点P (-4,a ),且sin β cos β=34,则a 的值为( )A .4 3B .±4 3C .-43或-43 3D . 3解析:选 C.因为点P (-4,a )在角β的终边上且sin βcos β=34,所以-4a (-4)2+a2=34.解得a =-43或a =-433.故选C. 3.若角α的终边落在直线y =-x 上,则sin α|cos α|+|sin α|cos α=________. 解析:因为角α的终边落在直线y =-x 上,所以角α的终边位于第二或第四象限.当角α的终边位于第二象限时,sin α|cos α|+|sin α|cos α=sin α-cos α+sin αcos α=0;当角α的终边位于第四象限时,sin α|cos α|+|sin α|cos α=sin αcos α+-sin αcos α=0.所以sin α|cos α|+|sin α|cos α=0.答案:0[A 级 基础练]1.已知角α的始边与x 轴的正半轴重合,顶点在坐标原点,角α终边上的一点P 到原点的距离为2,若α=π4,则点P 的坐标为( )A .(1,2)B .(2,1)C .(2,2)D .(1,1)解析:选D.设点P 的坐标为(x ,y ), 则由三角函数的定义得⎩⎪⎨⎪⎧sin π4=y 2,cos π4=x 2,即⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos π4=1,y =2sin π4=1.故点P 的坐标为(1,1).2.若角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边在直线y =-3x 上,则角α的取值集合是( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=2k π-π3,k ∈Z B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=2k π+2π3,k ∈Z C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π-2π3,k ∈Z D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π-π3,k ∈Z 解析:选D.因为直线y =-3x 的倾斜角是2π3,所以终边落在直线y =-3x 上的角的取值集合为{α|α=k π-π3,k ∈Z }.3.(多选)关于角度,下列说法正确的是( ) A .时钟经过两个小时,时针转过的角度是60° B .钝角大于锐角C .三角形的内角必是第一或第二象限角D .若α是第二象限角,则α2是第一或第三象限角解析:选BD.对于A ,时钟经过两个小时,时针转过的角是-60°,故错误; 对于B ,钝角一定大于锐角,显然正确;对于C ,若三角形的内角为90°,则是终边在y 轴正半轴上的角,故错误; 对于D ,因为角α的终边在第二象限, 所以2k π+π2<α<2k π+π,k ∈Z , 所以k π+π4<α2<k π+π2,k ∈Z .当k =2n ,n ∈Z 时,2n π+π4<α2<2n π+π2,n ∈Z ,得α2是第一象限角; 当k =2n +1,n ∈Z 时,(2n +1)π+π4<α2<(2n +1)π+π2,n ∈Z ,得α2是第三角限角,故正确.4.(多选)(2020·山东师范大学附属中学第三次月考)在平面直角坐标系xOy 中,角α的顶点在原点O ,以x 正半轴为始边,终边经过点P (1,m )(m <0),则下列各式的值恒大于0的是( )A.sin αtan α B .cos α-sin α C .sin αcos αD .sin α+cos α解析:选AB.由题意知sin α<0,cos α>0,tan α<0. 选项A ,sin αtan α>0;选项B ,cos α-sin α>0;选项C ,sin αcos α<0;选项D ,sin α+cos α符号不确定.故选AB. 5.已知点P (sin x -cos x ,-3)在第三象限,则x 的可能区间是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4,3π4 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4,π4 解析:选D.由点P (sin x -cos x ,-3)在第三象限,可得sin x -cos x <0,即sin x <cos x ,所以-3π4+2k π<x <π4+2k π,k ∈Z .当k =0时,x 所在的一个区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4,π4. 6.已知扇形的圆心角为π6,面积为π3,则扇形的弧长等于________. 解析:设扇形半径为r ,弧长为l , 则⎩⎪⎨⎪⎧l r =π6,12lr =π3,解得⎩⎨⎧l =π3,r =2.答案:π37.函数y =2sin x -1的定义域为________. 解析:因为2sin x -1≥0,所以sin x ≥12.由三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图中阴影部分所示).所以x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π6,2k π+5π6(k ∈Z ).答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π6,2k π+5π6(k ∈Z )8.已知点P (sin θ,cos θ)是角α终边上的一点,其中θ=2π3,则与角α终边相同的最小正角为________.解析:因为θ=2π3,故P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-12,故α为第四象限角且cos α=32,所以α=2k π+11π6,k ∈Z ,所以与角α终边相同的最小正角为11π6.答案:11π69.已知角α是第三象限角,试判断:(1)π-α是第几象限角?(2)α2是第几象限角?(3)2α是第几象限角?解:(1)因为α是第三象限角, 所以2k π+π<α<2k π+3π2,k ∈Z . 所以-2k π-π2<π-α<-2k π,k ∈Z . 所以π-α是第四象限角. (2)因为k π+π2<α2<k π+3π4,k ∈Z .所以α2是第二或第四象限角.(3)因为4k π+2π<2α<4k π+3π,k ∈Z ,所以2α是第一或第二象限角或y 轴非负半轴上的角.10.如图,在平面直角坐标系xOy 中,角α的始边与x 轴的非负半轴重合且与单位圆相交于A 点,它的终边与单位圆相交于x 轴上方一点B ,始边不动,终边在运动.(1)若点B 的横坐标为-45,求tan α的值;(2)若△AOB 为等边三角形,写出与角α终边相同的角β的集合. 解:(1)由题意可得B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-45,35,根据三角函数的定义得tan α=y x =-34. (2)若△AOB 为等边三角形,则∠AOB =π3, 故与角α终边相同的角β的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪⎪β=π3+2k π,k ∈Z .[B 级 综合练]11.(多选)已知角α的终边过点P (-4m ,3m )(m ≠0),则2sin α+cos α的值可能是( )A .1B .25C .-25D .-1解析:选BC.因为角α的终边过点P (-4m ,3m )(m ≠0),所以r =(-4m )2+(3m )2=5|m |,所以sin α=y r =3m 5|m |,cos α=x r =-4m5|m |.①当m >0时,sin α=3m 5m =35,cos α=-4m 5m =-45, 2sin α+cos α=2×35-45=25;②当m <0时,sin α=3m -5m =-35,cos α=-4m -5m =45,2sin α+cos α=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35+45=-25.综上知,2sin α+cos α的值可能是25或-25.故答案为BC.12.(2020·四川乐山、峨眉山二模)《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表作,其中《方田》章给出计算弧田面积所用的经验公式为:弧田面积=12(弦×矢+矢2),弧田由圆弧和其所对弦所围成,公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”指半径长与圆心到弦的距离之差.现有圆心角为2π3,半径长为4的弧田(如图所示),按照上述公式计算出弧田的面积为________.解析:由题意可得∠AOB =2π3,OA =4.在Rt △AOD 中,易得∠AOD =π3,∠DAO =π6,OD =12OA =12×4=2,可得矢=4-2=2.由AD =AO sin π3=4×32=23,可得弦AB =2AD =4 3.所以弧田面积=12(弦×矢+矢2)=12×(43×2+22)=43+2.答案:43+213.已知1|sin α|=-1sin α,且lg(cos α)有意义. (1)试判断角α所在的象限;(2)若角α的终边上一点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫35,m ,且|OM |=1(O 为坐标原点),求m 的值及sin α的值.解:(1)由1|sin α|=-1sin α,得sin α<0, 由lg(cos α)有意义,可知cos α>0, 所以α是第四象限角.(2)因为|OM |=1,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫352+m 2=1,解得m =±45. 又α为第四象限角,故m <0,从而m =-45, sin α=y r =m |OM |=-451=-45.14.若角θ的终边过点P (-4a ,3a )(a ≠0). (1)求sin θ+cos θ的值;(2)试判断cos(sin θ)·sin(cos θ)的符号.解:(1)因为角θ的终边过点P (-4a ,3a )(a ≠0), 所以x =-4a ,y =3a ,r =5|a |, 当a >0时,r =5a ,sin θ+cos θ=-15. 当a <0时,r =-5a ,sin θ+cos θ=15. (2)当a >0时,sin θ=35∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,cos θ=-45∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,则cos(sin θ)·sin(cos θ) =cos 35·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-45<0;当a <0时,sin θ=-35∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,cos θ=45∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则cos(sin θ)·sin(cos θ) =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35·sin 45>0.综上,当a >0时,cos(sin θ)·sin(cos θ)的符号为负;当a <0时,cos(sin θ)·sin (cos θ)的符号为正.[C 级 创新练]15.(2020·开封市模拟考试)在平面直角坐标系xOy 中,角α与角β均以Ox 为始边,它们的终边关于y 轴对称.若sin α=13,则cos(α-β)=( )A .-1B .-79C .429D .79解析:选B.因为角α与角β均以Ox 为始边,且它们的终边关于y 轴对称,所以β=π-α+2k π,k ∈Z ,则cos(α-β)=cos(α-π+α-2k π)=cos(2α-π)=cos(π-2α)=-cos 2α,又sin α=13,所以cos 2α=1-2sin 2α=79,所以cos(α-β)=-79,故选B.16.已知圆O 与直线l 相切于点A ,点P ,Q 同时从A 点出发,P 沿着直线l 向右运动,Q 沿着圆周按逆时针方向以相同的速度运动,当Q 运动到点A 时,点P 也停止运动,连接OQ ,OP (如图),则阴影部分面积S 1,S 2的大小关系是________.解析:设运动速度为m ,运动时间为t ,圆O 的半径为r , 则AQ ︵=AP =tm ,根据切线的性质知OA ⊥AP ,所以S1=12tm·r-S扇形AOB ,S2=12tm·r-S扇形AOB,所以S1=S2恒成立.答案:S1=S2。
完整版)三角函数知识点归纳三角函数一、任意角、弧度制及任意角的三角函数1.任意角1)角的概念的推广角可以按照旋转方向分为正角、负角和零角,也可以按照终边位置分为象限角和轴线角。
2)终边与角α相同的角可写成α+k·360°(k∈Z)。
3)弧度制弧度制是一种角度量,1弧度的角是指长度等于半径长的弧所对的圆心角。
弧度与角度可以互相转换。
2.任意角的三角函数定义设α是一个任意角,角α的终边上任意一点P(x,y),它与原点的距离为r(x^2+y^2),那么角α的正弦、余弦、正切分别是:sinα=y/r,cosα=x/r,tanα=y/x。
3.特殊角的三角函数值特殊角的三角函数值可以通过计算得到,如30度角的正弦为1/2,余弦为√3/2,正切为√3/3,以此类推。
注意:删除了明显有问题的段落,同时对每段话进行了小幅度的改写以提高表达清晰度。
和周期;2掌握三角函数的图像及其性质;3熟练运用诱导公式和基本关系进行化简和求值。
二、同角三角函数的基本关系与诱导公式A.基础梳理1.同角三角函数的基本关系1)平方关系:sin^2α+cos^2α=1;(在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号)2)商数关系:sinα/cosα=tanα,cosα/sinα=1/tanα,1+tan^2α=sec^2α,1+ cot^2α=csc^2α。
2.诱导公式公式一:sin(α+2kπ)=sinα,cos(α+2kπ)=cosα,tan(α+2kπ)=tanα其中k∈Z.公式二:sin(π+α)=-sinα,cos(π+α)=-cosα,tan(π+α)=tanα.公式三:sin(π-α)=sinα,cos(π-α)=-cosα,XXX(π-α)=-tanα.公式四:sin(-α)=-sinα,cos(-α)=cosα,tan(-α)=-tanα.公式五:sin(π/2-α)=cosα,cos(π/2-α)=sinα.公式六:sin(π/2+α)=cosα,cos(π/2+α)=-sinα.诱导公式可概括为k·±α的各三角函数值的化简公式.口诀:奇变偶不变,符号看象限.其中的奇、偶是指的奇数22倍和偶数倍,变与不变是指函数名称的变化.若是奇数倍,则函数名称要变(正弦变余弦,余弦变正弦);若是偶数倍。
专题17任意角、任意角三角函数及弧度制一、关键能力1.了解任意角的概念(角的定义、分类、终边相同角);了解终边相同的角的意义;了解弧度制的概念,能进行弧度与角度的互化.2.理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义,会利用单位圆中的三角函数线表示任意角的正弦、余弦、正切,熟记特殊角的三角函数值,并能准确判断三角函数值的符号.二、教学建议(1)三角函数的定义;(2)扇形的面积、弧长及圆心角;(3)在大题中考查三角函数的定义,主要考查:一是直接利用任意角三角函数的定义求其三角函数值;二是根据任意角三角函数的定义确定终边上一点的坐标.三、自主梳理1.角的概念的推广(☆☆☆)(1) 正角、负角和零角:一条射线绕顶点按逆时针方向旋转所形成的角叫作正角,按顺时针方向旋转所形成的角叫作负角;如果射线没有作任何旋转,那么也把它看成一个角,叫作零角.(2) 象限角:以角的顶点为坐标原点,角的始边为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,这样,角的终边在第几象限,我们就说这个角是第几象限的角.终边落在坐标轴上的角(轴线角)不属于任何象限.(3) 终边相同的角:与角α的终边相同的角的集合为{β|β=k·360°+α,k∈Z}.(4)象限角与轴线角(终边在坐标轴上的角)的集合表示象限角:2.角的度量(☆☆☆)(1) 1弧度的角:长度等于半径的圆弧所对的圆心角叫作1弧度的角. (2) 弧度制与角度制的关系:1°=π180 弧度(用分数表示),1弧度=180π度(用分数表示). (3) 弧长公式:l =|α|r . (4) 扇形面积公式:S =rl =|α|r 2. 3.任意角的三角函数的定义(☆☆☆)设角α的终边上任意一点的坐标为P (x ,y )(除原点),点P 到坐标原点的距离为r (r),则sin α=,cos α=,tan α=. 4.三角函数的定义域(☆☆☆)在弧度制下,正弦函数、余弦函数、正切函数的定义域分别是R ,R ,.5.三角函数的符号规律(☆☆☆)第一象限全“+”,第二象限正弦“+”,第三象限正切“+”,第四象限余弦“+”.简称:一全、二正弦、三切、四余弦. 6.三角函数线(☆☆☆)设角α的顶点在坐标原点,始边与x 轴非负半轴重合,终边与单位圆相交于点P ,过P 作PM 垂直于x 轴于M ,则点M 是点P 在x 轴上的正射影.由三角函数的定义知,点P 的坐标为(cos α,sin α),其中cos α=OM ,sin α=MP ,单位圆与x 轴的正半轴交于点A ,单位圆在A 点的切线与α的终边或其反向延长线相交于点T ,则tanα=AT .我们把有向线段OM 、MP 、AT 叫做α的余弦线、正弦线、正切线.四、高频考点+重点题型 考点一、角的扩充与表示1212y r xry x |,2k k Z πααπ∈⎧⎫≠+⎨⎬⎩⎭例1-1(角的终边与角的关系)(2021·北京清华附中高三其他模拟)已知,R αβ∈.则“,k k Z αβπ=+∈”是“sin 2sin 2αβ=”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】求解出sin 2sin 2αβ=成立的充要条件,再与,k k Z αβπ=+∈分析比对即可得解. 【详解】,R αβ∈,sin 2sin 2sin[()()]sin[()()]αβαβαβαβαβ=⇔++-=+--⇔2cos()sin()0αβαβ+-=,则sin()0αβ-=或cos()0αβ+=,由sin()0αβ-=得,k k k Z αβπαβπ-=⇔=+∈, 由cos()0αβ+=得,22k k k Z ππαβπαβπ+=+⇔=-+∈,显然s ,in 2sin 2k k Z απαββ=+∈=⇒,sin 2s ,in 2k k Z αβαβπ=+=∈,所以“,k k Z αβπ=+∈”是“sin 2sin 2αβ=”的充分不必要条件. 故选:A对点训练1.(2021·北京高考真题)若点(cos ,sin )P θθ与点(cos(),sin())66Q ππθθ++关于y 轴对称,写出一个符合题意的θ=___. 【答案】512π(满足5,12k k Z πθπ=+∈即可) 【解析】根据,P Q 在单位圆上,可得,6πθθ+关于y 轴对称,得出2,6k k Z πθθππ++=+∈求解.【详解】(cos ,sin )P θθ与cos ,sin66Q ππθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭关于y 轴对称,即,6πθθ+关于y 轴对称,2,6k k Z πθθππ++=+∈,则5,12k k Z πθπ=+∈, 当0k =时,可取θ的一个值为512π. 故答案为:512π(满足5,12k k Z πθπ=+∈即可).例1-2(象限角)(2020·全国高一课时练习)若α=-2,则α的终边在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限【答案】C 【解析】根据角的弧度制与角度制之间的转化关系可得选项. 【详解】因为1 rad≈57.30°,所以-2 rad≈-114.60°,故α的终边在第三象限. 故选:C.对点训练1.(2021·赤峰二中高三月考(理))若角α的终边与240°角的终边相同,则角2α的终边所在象限是( ) A .第二或第四象限 B .第二或第三象限 C .第一或第四象限 D .第三或第四象限【答案】A 【解析】写出α的表达式,计算2α后可确定其终边所在象限.【详解】由题意360240k α=⋅︒+︒,所以1801202k α=⋅︒+︒,k Z ∈,当k 为偶数时,2α在第二象限,当k 为奇数时,2α在第四象限. 故选:A .例1-3(角的相关概念辨析)(2021·江苏高一期中)下列命题:①钝角是第二象限的角;②小于90︒的角是锐角;③第一象限的角一定不是负角;④第二象限的角一定大于第一象限的角;⑤手表时针走过2小时,时针转过的角度为60︒;⑥若5α=,则α是第四象限角.其中正确的题的个数是( ) A .1个 B .2个C .3个D .4个【答案】B 【解析】结合象限角和任意角的概念逐个判断即可. 【详解】对于①:钝角是大于90小于180的角,显然钝角是第二象限角. 故①正确; 对于②:锐角是大于0小于90的角,小于90的角也可能是负角. 故②错误; 对于③:359-显然是第一象限角. 故③错误;对于④:135是第二象限角,361是第一象限角,但是135361<. 故④错误; 对于⑤:时针转过的角是负角. 故⑤错误;对于⑥:因为157.3rad ≈,所以5557.3=286.5rad ≈⨯,是第四象限角. 故⑥正确. 综上,①⑥正确. 故选:B.对点训练1.(2021·上海高一课时练习)设与11π4-终边相同的角的集合为M ,则①5π2π,4M k k αα⎧⎫==+∈⎨⎬⎩⎭Z ;②M 中最小正角是5π4;③M 中最大负角是3π4-,其中正确的有____________.(选填序号) 【答案】①②③ 【解析】先将角化为2()k k z απ+∈的结构即可判断①是否正确,再适当地取k 的值可以判断②和③是否正确. 【详解】 因为1152244πππ-+⋅=,所以①正确,令k =0,可得②正确; 令k =-1,可得③正确. 故答案为:①②③.考点二、弧长公式扇、形面积公式例2.(2021·安徽合肥市·高三三模(理))在平面直角坐标系中,已知点(cos ,sin )P t t ,(2,0)A ,当t 由3π变化到23π时,线段AP 扫过形成图形的面积等于( )A .2B .3πC .6π D .12π【答案】C 【解析】根据圆的性质,结合扇形的面积公式、平行线的性质进行求解即可. 【详解】当3t π=时,设点P 在1(2B 处,当23t π=时,设点P 在1(2C -处,如下图所示:线段AP 扫过形成图形为坐标系中的阴影部分, 因为//BC x 轴,所以COABOACODBDASSSS=⇒=,所以线段AP 扫过形成图形的面积为扇形BOC 的面积:211236ππ⨯⨯=.对点训练1.(2021·江苏南通市·高三其他模拟)《掷铁饼者》取材于希腊现实生活中的体育竞技活动,刻画的是一名强健的男子在挪铁饼的过程中最具有表现力的瞬间.现在把掷铁饼者张开的双臂近似看成一张拉满弦的“弓”,掷铁饼者的手臂长约为πm 4,掷铁饼者双手之间的距离约为m 4,“弓”所在圆的半径约为1.25m ,则挪铁饼者的肩宽约为___________m .(精确到0.01m )【答案】0.39 【解析】由求出圆弧所对圆心角的大小,再由弧长公式即可求得. 【详解】如图,4AB =, 1.25OA OB ==,△AOB 中,过O 作OM ⊥AB 于M ,则M 是弦AB中点,8AM =,8sin 524AM AOM OA ∠===,4AOM π∠=, 则22AOB AOM π∠=∠=,“弓”所在的弧长55248l ππ=⋅=, 所以其肩宽为520.39848πππ-⨯=≈.故答案为:0.39对点训练2.(2021·广东佛山市·高三其他模拟)《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表作,其中《方田》章给出计算弧田面积所用的经验公式为:弧田面积=12(弦⨯ 矢+2矢),弧田(如图)由圆弧和其所对弦所围成,公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差,现有圆心角为23π,半径等于4米的弧田,按照上述经验公式计算所得弧田面积约为___________平方米(精确到1 1.73)≈≈【答案】9 【解析】读懂题意,理解“弦”、“矢”的含义,求出圆心角为23π,半径等于4米的“弦”、“矢”,根据题中的公式弧田面积=12(弦⨯ 矢+2矢)计算即可得出答案. 【详解】根据题意2,33AOD AOB ππ∠=∠= ,4OA =,则AB AD ==,2OB = ,则弦为,矢为 422OA OB -=-= ,所以弧田面积约为()212+24 1.73+292==⨯≈ . 故答案为:9考点三、三角函数定义例3-1(定义求三角函数值)(2021·西安市经开第一中学高三其他模拟(理))若点()1M -在角α的终边上,则cos2=α( )A .12-B .12C. D.2【答案】B 【解析】本题首先可根据题意得出cos α=,然后根据二倍角公式得出结果. 【详解】因为点()1M -在角α的终边上,所以cos α== 则21cos 22cos 12αα=-=, 故选:B.对点训练1.(江西高考真题)已知角的顶点为坐标原点,始边为x 轴的正半轴,若是角终边上一点,且,则y=_______. 【答案】-8 【解析】根据正弦值为负数,判断角在第三、四象限,再加上横坐标为正,断定该 角为第四象限角.=例3-2(三角函数线)如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,动点P ,Q 从点A (1,0)出发在单位圆上运动,点P 按逆时针方向每秒钟转π6弧度,点Q 按顺时针方向每秒钟转11π6弧度,则P ,Q 两点在第2 019次相遇时,点P 的坐标为________.θ()4,p yθsin θ=【解析】因为点P 按逆时针方向每秒钟转π6弧度,点Q 按顺时针方向每秒钟转11π6弧度,所以两点相遇1次的路程是单位圆的周长,即2π,所以两点相遇一次用了1秒,因此当两点相遇2 019次时,共用了2 019秒,所以此时点P 所转过的弧度为2 019π6=673π2=π2+336π.由终边相同的角的概念可知,2 019π6与π2的终边相同,所以此时点P 位于y 轴正半轴上,故点P 的坐标为(0,1).【答案】(0,1)对点训练1. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,以Ox 轴为始边作两个锐角α,β,它们的终边分别与单位圆相交于P ,Q 两点,P ,Q 的纵坐标分别为35,45.求sin α的值;【解析】因为点P 为角α的终边与单位圆的交点,且纵坐标为35,将y =35代入x 2+y 2=1,因为α是锐角,x >0,所以x =45,P ⎝⎛⎭⎫45,35. 由三角函数的定义可得:sin α=35.考点四:三角函数值的符号判定例4.(2021·全国专题练习)若sin 0,tan 0αα<<,则角α是( ) A .第一象限角 B .第二象限角 C .第三象限角 D .第四象限角【答案】D 【解析】根据已知直接判断即可. 【详解】由sin 0α<可得α是第三象限或第四象限角,由tan 0α<可得α是第二象限或第四象限角,故角α是第四象限角.故选:D.对点训练1.(2021·吉林吉林市·高三其他模拟(理))已知α是第二象限角,则( ) A .cos 0α>B .sin 0α<C .sin 20α<D .tan 0α>【答案】C【解析】由已知结合三角函数的定义及象限角的范围,及正弦的二倍角公式判断即可.【详解】由α是第二象限角,可得cos 0α<,sin 0α>,tan 0α< sin 22sin cos 0ααα∴=<故选:C对点训练2.已知角α的终边经过点(3a -9,a +2),且cos α≤0,sin α>0,则实数a 的取值范围是( )A .(-2,3]B .(-2,3)C .[-2,3)D .[-2,3] 【答案】A【解析】 ∵,∴角的终边落在第二象限或y 轴的正半轴上. ∴∴.故选A.巩固训练一、单项选择题1. 下列与角9π4的终边相同的角的表达式中正确的是 ( ) A .2k π+45°(k ∈Z)B .k ·360°+9π4(k ∈Z)C .k ·360°-315°(k ∈Z)D .k π+5π4(k ∈Z) 答案:C 00cos ,sin αα≤>α39020a a ⎧-≤⎨+>⎩23-a <≤解析:与角9π4的终边相同的角可以写成2k π+9π4(k ∈Z)或k ·360°+45°(k ∈Z),但是角度制与弧度制不能混用,所以只有答案C 正确.2. 设集合M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x =k 2·180°+45°,k ∈Z ,N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =k 4·180°+45°,k ∈Z ,那么( ) A .M =NB .M ⊆NC .N ⊆MD .M ∩N =∅答案:B 解析:由于M 中,x =k 2·180°+45°=k ·90°+45°=(2k +1)·45°,2k +1是奇数;而N 中,x =k 4·180°+45°=k ·45°+45°=(k +1)·45°,k +1是整数,因此必有M ⊆N ,故选B. 3. 若α是第四象限角,则π-α是第( )象限角.A . 一B. 二C. 三D. 四答案:C解析:∵α是第四象限角,∴-π2+2k π<α<2k π,k ∈Z ,∴-2k π<-α<-2k π+π2,k ∈Z , ∴π-2k π<π-α<-2k π+32π,k ∈Z ,故π-α是第三象限角. 4. 若扇形的面积为3π8、半径为1,则扇形的圆心角为( ) A.3π2 B.3π4C.3π8D.3π16 答案:B解析:设扇形的圆心角为α,∵扇形的面积为3π8、半径为1,∴3π8=12α·12,∴α=3π4. 5. 已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x 轴的非负半轴,且cos θ=-35,若点M (x ,8)是角θ终边上一点,则x 等于( )A .-12B .-10C .-8D .-6 答案:D解析:由任意角的三角函数的定义可得,cos θ=x r =x x 2+64=-35,解得x =-6. 6.已知角α的终边与单位圆的交点为P ⎝⎛⎭⎫-12,y ,则sin α·tan α等于( ) A .-33 B .±33 C .-32 D .±32 答案:C解析:由OP 2=14+y 2=1,得y 2=34,y =±32.当y =32时,sin α=32,tan α=-3,此时,sin α·tan α=-32.当y =-32时,sin α=-32,tan α=3,此时,sin α·tan α=-32. 所以sin α·tan α=-32. 二、多项选择题7. 关于角度,下列说法正确的是( )A .时钟经过两个小时,时针转过的角度是60°B .钝角大于锐角C .三角形的内角必是第一或第二象限角D .若α是第二象限角,则 α2是第一或第三象限角 答案 BD解析 对于A ,时钟经过两个小时,时针转过的角是-60°,故错误;对于B ,钝角一定大于锐角,显然正确;对于C ,若三角形的内角为90°,则是终边在y 轴正半轴上的角,故错误;对于D ,∵角α的终边在第二象限,∴2k π+π2<α<2k π+π,k ∈Z , ∴k π+π4< α2<k π+π2,k ∈Z. 当k =2n ,n ∈Z 时,2n π+π4< α2<2n π+π2,n ∈Z ,得 α2是第一象限角; 当k =2n +1,n ∈Z 时,(2n +1)π+π4< α2<(2n +1)π+π2,n ∈Z ,得 α2是第三象限角,故正确.8. 已知扇形的周长是6 cm ,面积是2 cm 2,下列选项正确的有( )A .圆的半径为2B .圆的半径为1C .圆心角的弧度数是1D .圆心角的弧度数是2答案:ABC解析:设扇形半径为r ,圆心角弧度数为α,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 2r +αr =6,12αr 2=2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ r =1,α=4或⎩⎪⎨⎪⎧r =2,α=1, 可得圆心角的弧度数是4或1.三、填空题9.已知角α=2k π-π5(k ∈Z),若角θ与角α的终边相同,则y =sin θ|sin θ|+cos θ|cos θ|+tan θ|tan θ|的值为______.答案:-1解析:由α=2k π-π5(k ∈Z)及终边相同的概念知,角α的终边在第四象限,又角θ与角α的终边相同,所以角θ是第四象限角,所以sin θ<0,cos θ>0,tan θ<0.所以y =-1+1-1=-1.10.在与2 010°终边相同的角中,绝对值最小的角的弧度数为________.答案:-5π6解析:2 010°=676π=12π-5π6,∴与2 010°终边相同的角中绝对值最小的角的弧度数为-5π6. 11.在直角坐标系中,O 是原点,A (3,1),将点A 绕O 逆时针旋转90°到B 点,则B 点坐标为__.答案:(-1,3)解析:依题意知OA =OB =2,∠AOx =30°,∠BOx =120°,设点B 坐标为(x ,y ),所以x =2cos 120°=-1,y =2sin 120°=3,即B (-1,3).12.设角α是第三象限角,且⎪⎪⎪⎪sin α2=-sin α2,则角α2是第________象限角. 答案:四解析:由α是第三象限角,知2k π+π<α<2k π+3π2(k ∈Z),k π+π2<α2<k π+3π4(k ∈Z),所以α2是第二或第四象限角,再由⎪⎪⎪⎪sin α2=-sin α2知sin α2<0,所以α2只能是第四象限角. 四、解答题13.已知扇形AOB 的周长为8.(1)若这个扇形的面积为3,求圆心角的大小;(2)求这个扇形的面积取得最大值时圆心角的大小和弦长AB .答案:(1) 6;(2) 圆心角为2,弦长AB 为4sin 1.解析:设扇形AOB 的半径为r ,弧长为l ,圆心角为α,(1)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ 2r +l =8,12lr =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧ r =3,l =2或⎩⎪⎨⎪⎧r =1,l =6,∴α=l r =23或α=l r =6.(2)法一:∵2r +l =8,∴S 扇=12lr =14l ·2r ≤14⎝⎛⎭⎫l +2r 22=14×⎝⎛⎭⎫822=4, 当且仅当2r =l ,即α=l r=2时,扇形面积取得最大值4. ∴圆心角α=2,弦长AB =2×2sin 1=4sin 1.法二:∵2r +l =8,∴S 扇=12lr =12r (8-2r )=r (4-r )=-(r -2)2+4≤4, 当且仅当r =2,即α=l r=2时,扇形面积取得最大值4. ∴弦长AB =2×2sin 1=4sin 1.14.角α终边上的点P 与A (a ,2a )关于x 轴对称(a >0),角β终边上的点Q 与A 关于直线y =x 对称,求sin α·cos α+sin β·cos β+tan α·tan β的值.答案:-1解析:由题意得,点P 的坐标为(a ,-2a ),点Q 的坐标为(2a ,a ).所以,sin α=-2a a 2+(-2a )2=-25,cos α=a a 2+(-2a )2=15,tan α=-2a a =-2; sin β=a (2a )2+a 2=15,cos β=2a (2a )2+a 2=25,tan β=a 2a =12. 故有sin α·cos α+sin β·cos β+tan α·tan β=-25×15+15×25+(-2)×12=-1.。
三角函数一、知识点 (一)角的概念的推广1、角:一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形。
其中顶点,始边,终边称为角的三要素。
角可以是任意大小的。
(1)角按其旋转方向可分为:正角,零角,负角。
①正角:习惯上规定,按照逆时针方向旋转而成的角叫做正角; ②负角:按照顺时针方向旋转而成的角叫做负角;③零角:当射线没有旋转时,我们也把它看成一个角,叫做零角。
(2)在直角坐标系中讨论角:①角的顶点在原点,始边在x 轴的非负半轴上,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限角。
②若角的终边在坐标轴上,就说这个角不属于任何象限,它叫轴线角。
(3)终边相同的角的集合:设α表示任意角,所有与α终边相同的角,包括α本身构成一个集合,这个集合可记为},360|{Z n n S ∈⋅+α=ββ= 。
集合S 的每一个元素都与α的终边相同,当0=k 时,对应元素为α。
2、弧度制和弧度制与角度制的换算(1)角度制:把圆周360等分,其中1份所对的圆心角是1度,用度作单位来度量角的制度叫做角度制。
(2)1弧度的角:长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角。
规定:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零。
任一已知角α的弧度数的绝对值rl =α||,这种以“弧度”作为单位来度量角的制度叫做弧度制。
(3)角度制与弧度制的互化:π=2360,π=180;815730.571801'≈≈π= rad ; rad 01745.01801≈π= 。
3、特殊角的三角函数值0 3045 60 90 120 135 150 1800 6π4π 3π 2π 32π 43π 65ππ sin 0 2122 23 1 232221 0 cos 1 232221 0 21- 22- 23- 1- tan 0 331 3 ⨯3- 1- 33- 0210 225 240 270 300 315 330 36067π 45π 34π 23π 35π 47π 611ππ2sin21- 22- 23- 1- 23- 22- 21- 04、平面直角坐标系中特殊线表示的角的集合:其中:Z n ∈,Z k ∈;x 轴正半轴 360⋅nπk 2 第一象限角平分线36045⋅+nπ+πk 24 x 轴负半轴 360180⋅+n π+πk 2 第二象限角平分线 360135⋅+nπ+πk 243 x 轴 180⋅n πk 第三象限角平分线 360225⋅+nπ+πk 245 y 轴正半轴 36090⋅+n π+πk 22第四象限角平分线 360315⋅+nπ+πk 247 y 轴负半轴 360270⋅+n π+πk 223 第一、三象限角平分线 18045⋅+n π+πk 4y 轴 18090⋅+nπ+πk 2 第二、四象限角平分线 180135⋅+n π+πk 43 坐标轴 90⋅n 2πk 象限角平分线 9045⋅+n 24π+πk 5、弧长及扇形面积公式:弧长公式:r l ⋅α=||扇形弧长,扇形面积公式:lr r S 21||212=⋅α=扇形,α是圆心角且为弧度制,r 是扇形半径。
第三章 三角函数与解三角形第1讲 弧度制与任意角的三角函数1.tan 25π6的值为( )A .-33 B.33C. 3 D .-32.已知cos θ·tan θ<0,那么角θ是( ) A .第一或其次象限角 B .其次或第三象限角 C .第三或第四象限角 D .第一或第四象限角3.已知角α终边上一点P (-4a,3a )(a <0),则sin α的值为( ) A.35 B .-35 C.45 D .-454.若角α的终边经过点P (1,m ),且tan α=-2,则sin α=( )A.55 B .-55 C.2 55 D .-2 555.已知点P ⎝⎛⎭⎫sin 3π4,cos 3π4落在角θ的终边上,且θ∈[0,2π),则θ的值为( ) A.π4 B.3π4 C.5π4 D.7π46.(2022年新课标Ⅰ)若tan α>0,则( ) A .sin α>0 B .cos α>0 C .sin2α>0 D .cos2α>07.已知两角α,β之差为1°,其和为1弧度,则α,β的大小分别为( ) A.π90和π180B .28°和27°C .0.505和0.495 D.180+π360和180-π3608.(2021年广东肇庆二模)若角α的终边上有一点P (-4,a ),且sin α·cos α=1225,则a =( )A .3B .±3 C.163或3 D .-163或-39.(2021年广东惠州二模)集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪k π+π4≤α≤k π+π2,k ∈Z 中的角所表示的范围(阴影部分)是( )A B C D10.推断下列各式的符号:(1)tan125°·sin278°; (2)cos 7π12tan 23π12sin 11π12.11.(1)已知扇形的周长为10,面积为4,求扇形圆心角的弧度数;(2)已知扇形的周长为40,当它的半径和圆心角取何值时,才能使扇形的面积最大?最大面积是多少?第2讲 同角三角函数的基本关系式与诱导公式1.(2021年河北石家庄二模)tan(-1410°)的值为( )A.33 B .-33 C. 3 D .-32.(2021年湖北黄冈一模)sin2021°的值属于区间( )A.⎝⎛⎭⎫-12,0B.⎝⎛⎭⎫-1,-12C.⎝⎛⎭⎫12,1D.⎝⎛⎭⎫0,12 3.下列关系式中,正确的是( ) A .sin11°<cos10°<sin168° B .sin168°<sin11°<cos10° C .sin11°<sin168°<cos10° D .sin168°<cos10°<sin11°4.已知sin α-cos α=2,α∈(0,π),则sin2α=( )A .-1B .-22C.22D .1 5.若tan α=2,则2sin α-cos αsin α+2cos α的值为( )A .0 B.34C .1 D.546.(2021年四川资阳一模)下列不等式成立的是( )A .tan ⎝⎛⎭⎫9π8>tan ⎝⎛⎭⎫π6B .sin ⎝⎛⎭⎫-3π10>sin ⎝⎛⎭⎫-π5C .sin π18>sin π10D .cos ⎝⎛⎭⎫-7π4>cos ⎝⎛⎭⎫-23π5 7.已知α是第三象限角,sin α=-13,则tan α=________.8.(2021年四川)设sin2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan2α的值是________.9.已知tan α=2,求: (1)2sin α-3cos α4sin α-9cos α; (2)4sin 2α-3sin αcos α-5cos 2α.10.(2021年广东揭阳一模)已知函数f (x )=1-2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4cos x.(1)求函数f (x )的定义域;(2)设α是第四象限角,且tan α=-43,求f (α)的值.第3讲 三角函数的图象与性质1.(2022年陕西)函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6的最小正周期是( ) A.π2B .πC .2πD .4π 2.(2021年北京丰台二模)下列四个函数中,最小正周期为π,且图象关于直线x =π12对称的是( )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3B .y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2-π3C .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3D .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 3.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x -π2(x ∈R ),下列结论错误的是( ) A .函数f (x )的最小正周期为2πB .函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上是增函数 C .函数f (x )的图象关于直线x =0对称 D .函数f (x )是奇函数4.已知ω>0,0<φ<π,直线x =π4和x =5π4是函数f (x )=sin(ωx +φ)图象的两条相邻的对称轴,则φ=( )A.π4B.π3C.π2D.3π45.函数y =|tan x |cos x ⎝⎛⎭⎫0≤x <3π2,且x ≠π2的图象是( )A BC D6.(2021年广东肇庆二模)已知函数f (x )=A sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6 [A >0,ω>0,x ∈(-∞,+∞)]的最小正周期为2,且f (0)=3,则函数f (3)=( )A .- 3 B. 3 C .-2 D .27.(2022年江苏)已知函数y =cos x 与函数y =sin(2x +φ)(0≤φ<π),它们的图象有一个横坐标为π3的交点,则φ=________.8.(2022年大纲)函数y =cos2x +2sin x 的最大值为________.9.在下列函数中:①y =4sin ⎝⎛⎭⎫x -π3;②y =2sin ⎝⎛⎭⎫x -5π6;③y =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π6;④y =4sin ⎝⎛⎭⎫x +π3;⑤y =sin ⎝⎛⎭⎫x -73π. 关于直线x =5π6对称的函数是________(填序号).10.(2022年北京)函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的部分图象如图X331. (1)写出f (x )的最小正周期及图中x 0,y 0的值;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-π2,-π12上的最大值和最小值.图X33111.是否存在实数a ,使得函数y =sin 2x +a cos x +58a -32在闭区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的最大值是1?若存在,求出对应的a 值;若不存在,试说明理由.第4讲 函数y =A sin(ωx +φ)的图象1.(2022年四川)为了得到函数y =sin(x +1)的图象,只需把函数y =sin x 的图象上的全部点( ) A .向左平行移动1个单位长度 B .向右平行移动1个单位长度 C .向左平行移动π个单位长度 D .向右平行移动π个单位长度2.(2021年广东珠海一模)函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4的图象可由函数y =sin2x 的图象( ) A .向左平移π8个单位长度而得到B .向右平移π8个单位长度而得到C .向左平移π4个单位长度而得到D .向右平移π4个单位长度而得到3.函数y =sin(ωx +φ)(x ∈R ,ω>0,0≤φ<2π)的部分图象如图X341,则( )图X341A .ω=π2,φ=π4B .ω=π3,φ=π6C .ω=π4,φ=π4D .ω=π4,φ=5π44.(2021年广东东莞一模)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3 (ω>0)的图象的两相邻对称轴之间的距离为π2,要得到y =f (x )的图象,只须把函数y =sin ωx 的图象( )A .向右平移π3个单位B .向右平移π6个单位C .向左平移π3个单位D .向左平移π6个单位5.将函数y =sin x 的图象向左平移φ(0≤φ<2π)个单位后,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π6的图象,则φ=( ) A.π6 B.5π6 C.7π6 D.11π66.(2021年广东肇庆一模)已知函数f (x )=A sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6[A >0,ω>0,x ∈(-∞,+∞)]的最小正周期为π,且f (0)=3,则函数y =f (x )在⎣⎡⎦⎤-π4,π4上的最小值是( ) A .- 6 B .-2 3 C .-3 D .2 37.(2021年江西)设f (x )=3sin3x +cos3x ,若对任意实数x 都有|f (x )|≤a ,则实数a 的取值范围是________.8.(2021年北京西城一模)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6,其中x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,a .当a =π3时,f (x )的值域是__________;若f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤-12,1,则a 的取值范围是__________.9.(2021年广东广州一模)已知函数f (x )=A sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6 (A >0,ω>0)的图象在y 轴右侧的第一个最高点和第一个最低点的坐标分别为(x 0,2)和⎝⎛⎭⎫x 0+π2,-2. (1)求函数f (x )的解析式;(2)求sin ⎝⎛⎭⎫x 0+π4的值.10.(2021年安徽)设函数f (x )=sin x +sin ⎝⎛⎭⎫x +π3. (1)求f (x )的最小值,并求使f (x )取得最小值的x 的集合;(2)不画图,说明函数y =f (x )的图象可由y =sin x 的图象经过怎样的变化得到.第5讲 两角和与差及二倍角的三角函数公式1.(河南豫南九校2021届质检)已知sin ⎝⎛⎭⎫π4-x =35,则sin2x =( ) A.325 B.725C.925D.18252.(2021年新课标Ⅱ)已知sin2α=23,则cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=( ) A.16 B.13 C.12 D.233.设tan α,tan β是方程x 2-3x +2=0的两个根,则tan(α+β)的值为( ) A .-3 B .-1 C .1 D .34.若3sin α+cos α=0,则1cos 2α+sin2α的值为( )A.103B.53C.23D .-2 5.(2021年广东广州一模)已知函数f (x )=2sin2x ,为了得到函数g (x )=sin2x +cos2x 的图象,只要将函数f (x )=2sin2x 的图象( )A .向右平移π4个单位长度B .向左平移π4个单位长度C .向右平移π8个单位长度D .向左平移π8个单位长度6.若cos x cos y +sin x sin y =13,则cos(2x -2y )=________.7.(2022年新课标Ⅱ)函数f (x )=sin(x +φ)-2sin φcos x 的最大值为________.8.(2022年山东)函数y =32sin2x +cos 2x 的最小正周期为________.9.(2022年江苏)已知α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,sin α=55. (1)求sin ⎝⎛⎭⎫π4+α的值;(2)求cos ⎝⎛⎭⎫5π6-2α的值.10.(2022年福建)已知函数f (x )=2cos x (sin x +cos x ).(1)求f ⎝⎛⎭⎫5π4的值;(2)求函数f (x )的最小正周期及单调递增区间.第6讲 简洁的三角恒等变换1.(2021年江西)若sin α2=33,则cos α=( )A .-23B .-13C.13D.232.若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α+cos2α=14,则tan α=( ) A.22 B.33 C. 2 D.33.(2022年浙江)为了得到函数y =sin3x +cos3x 的图象,可以将函数y =2cos3x 的图象( )A .向右平移π12个单位长度B .向右平移π4个单位长度C .向左平移π12个单位长度D .向左平移π4个单位长度4.已知sin α-cos α=2,α∈(0,π),则tan α=( )A .-1B .-22C.22D .1 5.sin47°-sin17°cos30°cos17°=( )A .-32B .-12C.12D.326.(2021年湖北)将函数y =3cos x +sin x (x ∈R )的图象向左平移m (m >0)个单位长度后,所得到的图象关于y 轴对称,则m 的最小值是( )A.π12B.π6C.π3D.5π67.函数y =2sin x -cos x 的最大值为________.8.(2021年江西)函数y =sin2x +2 3sin 2x 的最小正周期T 为________.9.已知sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-α=16,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,求sin4α的值.第7讲 正弦定理和余弦定理1.在△ABC 中,若sin 2A +sin 2B <sin 2C ,则△ABC 的外形是( ) A .钝角三角形 B .直角三角形 C .锐角三角形 D .不能确定2.已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,a =2,b =3,则sin Asin (A +C )=( )A.23B.32C .-23D .-323.(2021年广东深圳一模)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若A =60°,a =3,b +c =3,则△ABC 的面积为( )A.34B.32 C.3 D .24.(广西百所示范性中学2021届高三第一次大联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足(2a -c )cos B =b cos C ,则B =( )A.π4B.π3C.π6D.π25.(2021年湖南)在锐角三角形ABC 中,角A ,B 所对边的长分别为a ,b .若2a sin B =3b ,则A =( ) A.π3 B.π4 C.π6 D.π126.(2021年新课标Ⅰ)已知锐角三角形ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c,23cos2A +cos2A =0,a =7,c =6,则b =( )A .10B .9C .8D .57.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,若a =2,B =π6,c =2 3,则b =________.8.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a =1,b =2,cos C =14,则sin B =________.9.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,若cos B cos C -sin B sin C =12.(1)求角A ;(2)若a =2 3,b +c =4,求△ABC 的面积.10.(2022年安徽)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对边的长分别是a ,b ,c ,且b =3,c =1,△ABC 的面积为2,求cos A 与a 的值.第8讲 解三角形应用举例1.某人向正东方向走x km 后,顺时针转150°,然后朝新方向走3 km ,结果他离动身点恰好 3 km ,那么x =( )A. 3 B .2 3 C .2 3或 3 D .32.两座灯塔A 和B 与海洋观看站C 的距离都等于a km ,灯塔A 在观看站C 的北偏东20°的方向,灯塔B 在观看站C 的南偏东40°的方向,则灯塔A 与灯塔B 的距离为( )A .a km B.2a km C .2a km D.3a km3.如图X381,一艘海轮从A 处动身,以40海里/时的速度沿东偏南50°方向直线航行,30分钟后到达B 处.在C 处有一座灯塔,海轮在A 处观看灯塔,其方向是东偏南20°,在B 处观看灯塔,其方向是北偏东65°,那么B ,C 两点间的距离是( )A .10 2海里B .10 3海里C .20 2海里D .20 3海里图X381 图X3824.有一长为1的斜坡,它的倾斜角为20°,现高不变,将倾斜角改为10°,则此时的斜坡长为( ) A .1 B .2sin10°C .2cos10°D .cos20°5.(2021年广东茂名二模)如图X382,设A ,B 两点在河的两岸,一测量者在A 的同侧河岸边选定一点C ,测出AC 的距离为50 m ,∠ACB =45°,∠CAB =105°,则A ,B 两点的距离为( )A .50 3 mB .50 2 mC .25 2 m D.25 22m6.(2022年广东)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,则“a ≤b ”是“sin A ≤sin B ”的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件7.(2021年广东肇庆二模)某日,某渔政船在东海某海疆巡航护渔,已知该船正以30(3-1)海里/时的速度向正北方向航行,该船在点A 处发觉北偏东30°方向的海面上有一个小岛,连续航行20分钟到达点B ,此时发觉该小岛在北偏东45°方向上.若该船向北连续航行,船与小岛的最短距离是( )A .6海里B .8海里C .10海里D .12海里8.如图X383,一缉私艇发觉在方位角(从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角)45°方向、距离15海里的海面上有一走私船正以25海里/时的速度沿方位角为105°的方向逃跑.若缉私艇的速度为35海里/时,缉私艇沿方位角为45°+α的方向追去,若要在最短时间内追上该走私船.(1)求α的正弦值;(2)求缉私艇追上走私船所需的时间.图X3839.(2022年北京)如图X384,在△ABC 中,B =π3,AB =8,点D 在边BC 上,且CD =2,cos ∠ADC =17.(1)求sin ∠BAD ; (2)求BD ,AC 的长.图X384第三章 三角函数与解三角形第1讲 弧度制与任意角的三角函数1.B 2.C3.B 解析:∵a <0,∴r =(-4a )2+(3a )2=-5a ,∴sin α=3a r =-35.故选B.4.D 解析:由三角函数的定义,得tan α=m =-2,∴r =5,sin α=-25=-2 55.故选D.5.D 解析:由sin 3π4>0,cos 3π4<0知,角θ是第四象限的角.∵tan θ=cos3π4sin 3π4=-1,θ∈[0,2π),∴θ=7π4.6.C 解析:tan α=sin αcos α>0,而sin2α=2sin αcos α>0.故选C.7.D 解析:由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧α+β=1,α-β=π180,解得⎩⎨⎧α=180+π360,β=180-π360.8.D 解析:由于角α的终边上有一点P (-4,a ),依据三角函数的定义知,sin α=a16+a 2,cos α=-416+a 2,所以sin α·cos α=-4a 16+a 2=1225,即3a 2+25a +48=0.解得a =-3或a =-163.故选D. 9.C 解析:分k =2m ,k =2m +1(m ∈Z )两种状况争辩可得结果. 10.解:(1)∵125°,278°角分别为其次、四象限角, ∴tan125°<0,sin278°<0. 因此tan125°·sin278°>0.(2)∵π2<7π12<π,3π2<23π12<2π,π2<11π12<π,∴cos 7π12<0,tan 23π12<0,sin 11π12>0.因此cos 7π12tan 23π12sin 11π12>0.11.解:设扇形半径为R ,圆心角为θ,所对的弧长为l .(1)依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧12θR 2=4,θR +2R =10,∴2θ2-17θ+8=0,解得θ=8或12.∵8>2π,舍去,∴θ=12rad.(2)扇形的周长为40,即θR +2R =40, S =12lR =12θR 2=14θR ·2R ≤14⎝⎛⎭⎫θR +2R 22=100. 当且仅当θR =2R ,即R =10,θ=2时,扇形面积取得最大值,最大值为100.第2讲 同角三角函数的基本关系式与诱导公式1.A 解析:tan(-1410°)=tan(-180°×8+30°)=tan30°=33. 2.B 解析:sin2021°=sin(5×360°+213°)=sin213°=sin(180°+33°)=-sin33°<-12.故选B.3.C 解析:∵sin168°=sin(180°-12°)=sin12°,cos10°=cos(90°-80°)=sin80°.由于正弦函数y =sin x 在区间[0°,90°]上为递增函数,因此sin11°<sin12°<sin80°,即sin11°<sin168°<cos10°.4.A 解析:∵sin α-cos α=2,∴(sin α-cos α)2=2.∴sin2α=-1.故选A.5.B 解析:分子、分母同时除以cos α,得2tan α-1tan α+2=4-12+2=34.6.D 解析:cos ⎝⎛⎭⎫-7π4=cos π4>0,cos ⎝⎛⎭⎫-23π5=cos 3π5<0.故选D. 7.24 解析:sin α=-13,cos α=-2 23,tan α=12 2=24. 8.3 解析:sin2α=2sin αcos α=-sin α,cos α=-12,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则α=2π3,tan2α=tan 4π3=tan π3= 3. 9.解:(1)2sin α-3cos α4sin α-9cos α=2tan α-34tan α-9=2×2-34×2-9=-1.(2)4sin 2α-3sin αcos α-5cos 2α=4sin 2α-3sin αcos α-5cos 2αsin 2α+cos 2α=4tan 2α-3tan α-5tan 2α+1=4×4-3×2-54+1=1.10.解:(1)函数f (x )要有意义,需满足cos x ≠0,解得x ≠π2+k π,k ∈Z ,即函数f (x )的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠π2+k π,k ∈Z .(2)∵f (x )=1-2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4cos x =1-2⎝⎛⎭⎫22sin2x -22cos2x cos x =1+cos2x -sin2xcos x=2cos 2x -2sin x cos x cos x=2(cos x -sin x ),由tan α=-43,得sin α=-43cos α.又sin 2α+cos 2α=1,∴cos 2α=925.∵α是第四象限的角,∴cos α=35,sin α=-45.∴f (α)=2(cos α-sin α)=145.第3讲 三角函数的图象与性质1.B 解析:由周期公式T =2πω,又ω=2,所以函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6的周期T =2π2=π.故选B. 2.C 解析:将x =π12代入选项A ,B ,C ,D 中,只有选项C 取得最大值y =sin ⎝⎛⎭⎫2×π12+π3=sin π2=1,所以关于直线x =π12对称,且T =2π2=π.3.D 解析:由函数的f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x -π2=-cos x (x ∈R ),可得函数f (x )是偶函数.故选D. 4.A 解析:由题设知,T =2×⎝⎛⎭⎫5π4-π4=2π,∴ω=2πT =1.∴π4+φ=k π+π2(k ∈Z ).∴φ=k π+π4(k ∈Z ).∵0<φ<π,∴φ=π4.故选A.5.C 解析:方法一:y =|sin x |·cos x|cos x |,分类争辩.方法二:y =|tan x |cos x 的符号与cos x 相同.故选C.6.A 解析:由f (0)=A 2=3,得A =2 3,ω=2π2=π⇒f (x )=2 3sin ⎝⎛⎭⎫πx +π6⇒f (3)=2 3sin ⎝⎛⎭⎫3π+π6=- 3.7.π6 解析:依题意,得cos π3=sin ⎝⎛⎭⎫2×π3+φ=12,又φ∈[0,π),则2π3+φ∈⎣⎡⎦⎤2π3,5π3.∴2π3+φ=5π6,φ=π6. 8.32 解析:y =cos2x +2sin x =-2sin 2x +2sin x +1=-2⎝⎛⎭⎫sin x -122+32,所以当sin x =12时,原函数取得最大值为32.9.①⑤ 解析:∵y =4sin ⎝⎛⎭⎫5π6-π3=4sin π2=4,y 取最大值,∴x =5π6为它的一个对称轴.又∵y =sin ⎝⎛⎭⎫5π6-7π3=-sin 3π2=1,∴x =5π6是对称轴.10.解:(1)f (x )的最小正周期为T =2π2=π.由图象知,y 0=f (x )max =3,2x 0+π6=π2+2k π,解得x 0=π6+k π,k ∈Z ,取k =1,x 0=76π.(2)由于x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,-π12,所以2x +π6∈⎣⎡⎦⎤-5π6,0, 于是当2x +π6=0,即x =-π12时,f (x )取得最大值0;当2x +π6=-π2,即x =-π3时,f (x )取得最小值-3.11.解:y =-⎝⎛⎭⎫cos x -12a 2+a 24+58a -12,当0≤x ≤π2时,0≤cos x ≤1.令t =cos x ,则0≤t ≤1.∴y =-⎝⎛⎭⎫t -12a 2+a 24+58a -12,0≤t ≤1.若0≤a 2≤1,即0≤a ≤2,则当t =a 2,即cos x =a2时,y max =a 24+58a -12=1,解得a =32或a =-4(舍去).若a2<0,即a <0,则当t =0,即cos x =0时, y max =58a -12=1,解得a =125(舍去).若a2>1,即a >2,则当t =1,即cos x =1时, y max =a +58a -32=1,解得a =2013(舍去).综上所述,存在a =32符合题意.第4讲 函数y =A sin(ωx +φ)的图象1.A 2.A3.C 解析:∵T 4=3-1=2,∴T =8,∴ω=2πT =π4.令π4×1+φ=π2,得φ=π4,∴故选C.4.D 解析:两相邻对称轴之间的距离为T 2=π2,T =π,ω=2,要得到f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象,只需把f (x )=sin2x 的图象向左平移π6个单位.5.D 解析:由函数y =sin x 向左平移φ个单位得到y =sin(x +φ)的图象.由条件知,函数y =sin(x +φ)可化为函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π6,比较个各选项,只有y =sin ⎝⎛⎭⎫x +11π6=sin ⎝⎛⎭⎫x -π6. 6.C 解析:A =2 3,ω=2⇒f (x )=2 3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6,由-π4≤x ≤π4⇒-π3≤2x +π6≤2π3,得[f (x )]min =2 3sin ⎝⎛⎭⎫-π3=-3. 7.[2,+∞) 解析:f (x )=3sin3x +cos3x =2sin ⎝⎛⎭⎫3x +π6,|f (x )|max =2,∴a ≥2. 8.⎣⎡⎦⎤-12,1 ⎣⎡⎦⎤π6,π2 解析:当a =π3时,x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,π3,2x +π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6,f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤-12,1;若f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤-12,1,π2≤2a +π6≤7π6,π6≤a ≤π2. 9.解:(1)由题意,可得A =2,T 2=⎝⎛⎭⎫x 0+π2-x 0=π2.∴T =π. 由2πω=π,得ω=2. ∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. (2)∵ 点(x 0,2)是函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6在y 轴右侧的第一个最高点, ∴ 2x 0+π6=π2.∴ x 0=π6.∴sin ⎝⎛⎭⎫x 0+π4=sin ⎝⎛⎭⎫π6+π4 =sin π6cos π4+cos π6sin π4=12×22+32×22 =2+64.10.解:(1)f (x )=sin x +sin x cos π3+cos x sin π3=sin x +12sin x +32cos x=32sin x +32cos x =⎝⎛⎭⎫322+⎝⎛⎭⎫322sin ⎝⎛⎭⎫x +π6 =3sin ⎝⎛⎭⎫x +π6. 当sin ⎝⎛⎭⎫x +π6=-1时,f (x )min =-3,此时x +π6=3π2+2k π,∴x =4π3+2k π(k ∈Z ).∴f (x )的最小值为-3,此时x 的集合为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =4π3+2k π,k ∈Z .(2)将函数y =sin x 的图象向左平移π6个单位,得y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6,然后将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6的图象上的点的纵坐标变为原来的3倍,得f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫x +π6.第5讲 两角和与差及二倍角的三角函数公式1.B 解析:由sin ⎝⎛⎭⎫π4-x =sin π4cos x -cos π4sin x =22×(cos x -sin x )=35,两边平方,得12(1-2cos x ·sin x )=925,1-sin2x =1825,sin2x =725.2.A 解析:∵sin2α=23,∴cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=12×⎣⎡⎦⎤1+cos ⎝⎛⎭⎫2α+π2=12(1-sin2α)=12×⎝⎛⎭⎫1-23=16. 3.A 解析:∵tan α,tan β是方程x 2-3x +2=0的两个根,∴tan α+tan β=3,tan αtan β=2,∴tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=31-2=-3.故选A. 4.A5.D 解析:g (x )=sin2x +cos2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4,将函数f (x )=2sin2x 的图象向左平移π8个单位长度即可.6.-79 解析:∵cos(x -y )=cos x cos y +sin x sin y =13,∴cos(2x -2y )=2cos 2(x -y )-1=29-1=-79.7.1 解析:f (x )=sin(x +φ)-2sin φcos x =sin x cos φ+cos x sin φ-2cos x sin φ=sin x cos φ-cos x sin φ=sin(x -φ),最大值为1.8.π 解析:y =32sin2x +cos 2x =32sin2x +1+cos2x 2=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+12,其最小正周期为T =2π2=π. 9.解:(1)由于α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,sin α=55, 所以cos α=-1-sin 2α=-2 55.故sin ⎝⎛⎭⎫π4+α=sin π4cos α+cos π4sin α =22×⎝⎛⎭⎫-2 55+22×55=-1010. (2)由(1),得sin2α=2sin αcos α=-45,cos2α=2cos 2α-1=35.所以cos ⎝⎛⎭⎫5π6-2α=cos 5π6cos2α+sin 5π6sin2α =-32×35+12×⎝⎛⎭⎫-45=-3 3+410.10.解:f (x )=2cos x (sin x +cos x )=2cos x sin x +2cos 2x=sin2x +cos2x +1=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+1. (1)f ⎝⎛⎭⎫5π4=2cos 5π4⎝⎛⎭⎫sin 5π4+cos 5π4 =2×⎝⎛⎭⎫-22⎝⎛⎭⎫-22-22=2.(2)函数f (x )的最小正周期T =2π2=π.若f (x )单调递增,则2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,解得k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z .所以函数f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z . 第6讲 简洁的三角恒等变换1.C2.D 解析:sin 2α+cos2α=sin 2α+cos 2α-sin 2α=cos 2α=14.∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴cos α=12,sin α=32.∴tan α= 3. 3.A 解析:由于y =sin3x +cos3x =2cos ⎝⎛⎭⎫3x -π4,所以将函数y =2cos3x 的图象向右平移π12个单位长度,得函数y =2cos3⎝⎛⎭⎫x -π12=2cos ⎝⎛⎭⎫3x -π4.故选A. 4.A 解析:方法一:∵sin α-cos α=2,∴2sin ⎝⎛⎭⎫α-π4= 2.∴sin ⎝⎛⎭⎫α-π4=1.∵α∈(0,π),∴α=3π4.∴tan α=-1.方法二:∵sin α-cos α=2,∴(sin α-cos α)2=2.∴sin2α=-1.∵α∈(0,π),∴2α∈(0,2π),∴2α=3π2.∴α=3π4.∴tan α=-1.故选A.5.C 解析:sin47°-sin17°cos30°cos17°=sin (30°+17°)-sin17°cos30°cos17°=sin30°cos17°+cos30°sin17°-sin17°cos30°cos17°=sin30°cos17°cos17°=12.6.B 解析:y =3cos x +sin x =2cos ⎝⎛⎭⎫x -π6,向左平移m (m >0)个单位长度后,所得到的图象关于y 轴对称,m 的最小值是π6.7.5 解析:y =2sin x -cos x =5sin(x +φ),其中tan φ=-12,∴最大值为 5.8.π 解析:y =sin2x +2 3sin 2x =sin2x +2 3×1-cos2x 2=sin2x -3cos2x +3=2⎝⎛⎭⎫12sin2x -32cos2x +3=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+3,∴T =2π2=π. 9.解:∵sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-α=16, ∴2sin ⎝⎛⎭⎫π4+αcos ⎝⎛⎭⎫π4+α=13. ∴sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫π4+α=13.∴cos2α=13. 又∵α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴2α∈(π,2π).∴sin2α=-1-cos 22α=-1-⎝⎛⎭⎫132=-2 23.∴sin4α=2sin2αcos2α=2×⎝⎛⎭⎫-2 23×13=-4 29.第7讲 正弦定理和余弦定理1.A 解析:由正弦定理,得a 2+b 2<c 2.由余弦定理,得cos C =a 2+b 2-c 22ab<0,所以C 是钝角,故选A.2.B 解析:sin A sin (A +C )=sin A sin B =a b =23.故选A.3.B 4.B5.A 解析:由2a sin B =3b ,得2sin A sin B =3sin B ,sin A =32,A =π3或2π3(舍去). 6.D 解析:23cos 2A +cos2A =25cos 2A -1=0,cos A =15或cos A =-15(舍去),a 2=b 2+c 2-2bc cos A,49=b 2+36-12b ×15,5b 2-12b -65=0,解得b =5或b =-135(舍去).7.2 解析:由余弦定理,得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =4,∴b =2. 8.154 解析:由余弦定理,得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =1+4-2×1×2×14=4,则c =2,即B =C ,故sin B =1-⎝⎛⎭⎫142=154. 9.解:(1)∵cos B cos C -sin B sin C =12,即cos(B +C )=12,∴B +C =60°.从而A =120°.(2)由余弦定理,得b 2+c 2+bc =a 2=12,① 又b +c =4,∴b 2+c 2+2bc =16.② 由①②,得bc =4,∴S △ABC =12bc sin A =12×4×32= 3.10.解:由三角形的面积公式,得 12bc sin A =12×3×1×sin A = 2.∴sin A =2 23. ∵sin 2A +cos 2A =1,∴cos A =±1-sin 2A =±13.当cos A =13时,a 2=b 2+c 2-2bc cos A =9+1-2×3×1×13=8,∴a =2 2;当cos A =-13时,a 2=b 2+c 2-2bc cos A =9+1+2×3×1×13=12,∴a =2 3.第8讲 解三角形应用举例1.C 解析:如图D63,在△ABC 中,AC =3,BC =3,∠ABC =30°. 由余弦定理,得AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos ∠ABC , ∴3=x 2+9-6x ·cos30°,解得x =3或2 3.图D63 图D642.D 解析:如图D64,依题意,得∠ACB =120°.由余弦定理,得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos120°=a 2+a 2-2a 2·⎝⎛⎭⎫-12=3a 2,∴AB =3a .故选D. 3.A 解析:在△ABC 中,∠BAC =50°-20°=30°,∠ABC =40°+65°=105°,AB =40×0.5=20(海里),则∠ACB =45°.由正弦定理,得BC sin30°=20sin45°,解得BC =10 2.故选A.4.C 解析:如图D65,BD =1,∠DBC =20°,∠DAC =10°.在△ABD 中,由正弦定理,得1sin10°=ADsin160°.解得AD =2cos10°.图D65 图D665.B 解析:由于∠ACB =45°,∠CAB =105°,所以∠ABC =30°.所以依据正弦定理可知,ACsin ∠ABC=AB sin ∠ACB,即50sin30°=ABsin45°,解得AB =50 2 m .故选B.6.A 解析:由正弦定理,得a sin A =bsin B=2R (其中R 为△ABC 外接圆的半径),则a =2R sin A ,b =2R sin B ,a ≤b ⇔2R sin A ≤2R sin B ⇔sin A ≤sin B ,因此“a ≤b ”是“sin A ≤sin B ”的充要条件.故选A.7.C 解析:如图D66,∠DAC =30°,∠DBC =45°,AB =30(3-1)×13=10×(3-1),设CD =h ,则DA =3h ,DB =h .由AB =DA -DB =(3-1)h =10(3-1),得h =10. 8.解:(1)设缉私艇追上走私船所需的时间为t 小时,则有|BC |=25t ,|AB |=35t ,且∠CAB =α,∠ACB =45°+(180°-105°)=120°,依据正弦定理,得|BC |sin α=|AB |sin120°,即25t sin α=35t 32.∴sin α=5 314.(2)在△ABC 中,由余弦定理,得|AB |2=|AC |2+|BC |2-2|AC ||BC |cos ∠ACB , 即(35t )2=152+(25t )2-2×15×25t ×cos120°,即8t 2-5t -3=0.解得t =1或t =-38(舍去).答:缉私艇追上走私船需要1小时.9.解:(1)在△ADC 中,∵cos ∠ADC =17,∴sin ∠ADC =4 37.∴sin ∠BAD =sin(∠ADC -∠ABD ) =sin ∠ADC cos B -cos ∠ADC sin B =4 37×12-17×32=3 314.(2)在△ABD 中,由正弦定理,得BD =AB ×sin ∠BAD sin ∠ADB =8×3 3144 37=3. 在△ABC 中,由余弦定理,得 AC 2=AB 2+BC 2-2AB ×BC ×cos B =82+52-2×8×5×12=49, ∴AC =7.。
第22讲 任意角和弧度制及任意角的三角函数学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________【基础巩固】1.(2022·全国·高三专题练习)下列与94π的终边相同的角的集合中正确的是( ) A .(){}245Z k k ααπ=+︒∈B .()9360Z 4k k ααπ⎧⎫=⋅︒+∈⎨⎬⎩⎭C .(){}360315Z k k αα=⋅︒-︒∈D .()5Z 4k k πααπ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭【答案】C 【解析】94057203154rad π︒=︒=-︒,故与其终边相同的角的集合为9{|2,}4k k Z πααπ=+∈或{|315360,}k k Z αα=-︒+⋅︒∈,角度制和弧度制不能混用,只有C 符合题意故选:C2.(2022·全国·高三专题练习)若角α是第一象限角,则2α是( ) A .第一象限角 B .第二象限角 C .第一或第三象限角 D .第二或第四象限角【答案】C【解析】因为α是第三象限角,所以36036090,k k k Z α⋅<<⋅+∈, 所以18018045,2k k k Z α︒⋅<<⋅+∈,当k 为偶数时,2α是第一象限角, 当k 为奇数时,2α是第三象限角.故选:C .3.(2022·山东·德州市教育科学研究院三模)扇形的圆心角为( ) A .4π B .34π C .2πD .π【答案】C【解析】由题设,底面周长l =,而母线长为根据扇形周长公式知:圆心角2πθ==. 故选:C.4.(2022·全国·高三专题练习)终边与直线y x =重合的角可表示为( ) A .45180,k k Z ︒︒+⋅∈ B .45360,k k Z ︒︒+⋅∈ C .135180,k k Z ︒︒+⋅∈ D .225360,k k Z ︒︒+⋅∈【答案】A【解析】终边与直线y x =重合的角可表示为45180,k k Z +⋅∈. 故选:A.5.(2022·北京·人大附中三模)半径为3的圆的边沿有一点A ,半径为4的圆的边沿有一点B ,A 、B 两点重合后,小圆沿着大圆的边沿滚动,A 、B 两点再次重合小圆滚动的圈数为( ) A .1 B .2 C .3 D .4【答案】D【解析】设A 、B 两点再次重合小圆滚动的圈数为n ,则236248n n k k ππππ⨯⨯==⨯⨯=,其中k 、N n *∈,所以,43kn =,则当3k =时,4n =. 故A 、B 两点再次重合小圆滚动的圈数为4. 故选:D.6.(2022·河北·石家庄二中模拟预测)若角α满足sin cos 0αα⋅<,cos sin 0αα-<,则α在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限【答案】B【解析】sin cos 0αα⋅<,α是第二或第四象限角;当α是第二象限角时,cos 0α<,sin 0α>,满足cos sin 0αα-<; 当α是第四象限角时,cos 0α>,sin 0α<,则cos sin 0αα->,不合题意; 综上所述:α是第二象限角.故选:B.7.(2022·江苏·南京市江宁高级中学模拟预测)已知角α的顶点在坐标原点O ,始边与x 轴的非负半轴重合,将角α的终边绕O 点顺时针旋转π3后,经过点()3,4-,则sin α=( )A B C D .【答案】B【解析】∵角α的终边按顺时针方向旋转π3后得到的角为π3α-,∵由三角函数的定义,可得:π3cos 35α⎛⎫-==- ⎪⎝⎭,π4sin 35α⎛⎫-==⎪⎝⎭,∵ππππππsin sin sin cos cos sin 333333αααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+=-+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭413525⎛⎫=⨯+-= ⎪⎝⎭故选:B .8.(多选)(2022·江苏·高三专题练习)下列与角23π的终边不相同的角是( ) A .113πB .2kπ-23π(k ∵Z ) C .2kπ+23π(k ∵Z ) D .(2k +1)π+23π(k ∵Z ) 【答案】ABD 【解析】与角23π的终边相同的角为22()3k k Z ππ+∈,其余三个角的终边与角23π的终边不同. 故选:ABD.9.(多选)(2022·江苏·高三专题练习)已知扇形的周长是12,面积是8,则扇形的中心角的弧度数可能是( ) A .1 B .4C .2D .2或4【答案】AB【解析】设扇形的半径为r ,弧长为 l ,则1212,82l r S lr +===,∵解得2,8r l == 或4,4r l ==,则4lrα==或1. 故选:AB .10.(多选)(2022·全国·高三专题练习)下列说法正确的有( ) A .经过30分钟,钟表的分针转过π弧度B .1801rad π︒=C .若sin 0θ>,cos 0θ<,则θ为第二象限角D .若θ为第二象限角,则2θ为第一或第三象限角【答案】CD【解析】对于A ,经过30分钟,钟表的分针转过π-弧度,不是π弧度,所以A 错; 对于B ,1︒化成弧度是rad 180π,所以B 错误;对于C ,由sin 0θ>,可得θ为第一、第二及y 轴正半轴上的角; 由cos 0θ<,可得θ为第二、第三及x 轴负半轴上的角. 取交集可得θ是第二象限角,故C 正确; 对于D :若θ是第二象限角,所以222k k ππθππ+<<+,则()422k k k Z πθπππ+<<+∈,当2()kn nZ 时,则22()422n n n Z πθπππ+<<+∈,所以2θ为第一象限的角,当21()k n n Z =+∈时,5322()422n n n Z πθπππ+<<+∈,所以2θ为第三象限的角, 综上,2θ为第一或第三象限角,故选项D 正确.故选:CD.11.(多选)(2022·重庆八中高三阶段练习)已知角α的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边经过点(),1P m m -,若0m >,则下列各式的符号无法确定的是( ) A .sin α B .cos αC .sin cos αα-D .sin cos αα+【答案】AC【解析】解:由三角函数定义,sin αα==所以,对于A 选项,当()0,1m ∈时,sin 0α>,()1,m ∈+∞时,sin 0α<,1m =时,sin 0α=,所以选项A 符号无法确定; 对于B 选项,cos 0α=>,所以选项B 符号确定;对于C 选项,sin cos αα-=10,2m ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,sin cos 0αα->,1,2m ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,sin cos 0αα-<,12m =时,sin cos 0αα-=,所以选项C 的符号无法确定;对于D 选项,sin cos 0αα+=>,所以选项D 符号确定.所以下列各式的符号无法确定的是AC 选项. 故选:AC.12.(2022·上海青浦·二模)已知角α的终边过点()1,2P -,则tan α的值为_________. 【答案】2-【解析】解:因为角α的终边过点()1,2P -, 所以2tan 21y x α===--. 故答案为:-2.13.(2022·江苏·高三专题练习)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上一点(2sin ,3)A α,则cos α=_________【答案】12【解析】由三角函数定义:tan 32sin αα=,即sin 3cos 2sin ααα=, ∵3cos ()222sin 21cos ,ααα==-即22cos 3cos 20αα+-=,解得1cos 2α=或cos 2α=-(舍去) 故答案为:1214.(2022·全国·高三专题练习)与2021︒终边相同的最小正角是___________. 【答案】221︒【解析】因为202118002215360221︒=︒+︒=⨯︒+︒,所以与2021︒终边相同的最小正角是221︒. 故答案为:221︒.15.(2022·全国·高三专题练习)若一个扇形的周长是4为定值,则当该扇形面积最大时,其圆心角的弧度数是___________. 【答案】2【解析】解:设扇形的圆心角弧度数为α,半径为r , 则42r r α=+,42r α∴=-,22221142(2)2(2)()1222r r S r r r r r r r α+-==-=-=-=当且仅当2r r -=,解得1r =时,扇形面积最大. 此时2α=. 故答案为:2.16.(2022·全国·高三专题练习)屏风文化在我国源远流长,可追溯到汉代某屏风工艺厂设计了一款造型优美的扇环形屏风,如图,扇环外环弧长为3.6m ,内环弧长为1.2m ,径长(外环半径与内环半径之差)为1.2m ,则该扇环形屏风的面积为__________2m .【答案】2.88【解析】设扇形的圆心角为α,内环半径为m r ,外环半径为m R ,则 1.2m R r -=, 由题意可知 1.2m, 3.6m r R αα⋅=⋅=,所以() 4.8m R r α+=, 所以该扇环形屏风的面积为:222111()()()4812288m 222S R r R r R r ...αα=-=+-=⨯⨯=. 故答案为:2.88.17.(2022·全国·高三专题练习)已知扇形AOB 的周长为8. (1)若这个扇形的面积为3,求其圆心角的大小.(2)求该扇形的面积取得最大时,圆心角的大小和弦长AB . 【解】(1)解:设扇形半径为,扇形弧长为,周长为,所以,解得 或,圆心角,或是.(2)根据,,得到,,当时,,此时,那么圆心角,那么,所以弦长18.(2022·全国·高三专题练习)已知角α的终边在直线y =-3x 上,求10sin α+3cos α的值. 【答案】0【解析】设角α终边上任一点为P (k ,-3k ),则r .当k >0时,r ,所以sin α=,1cos α==所以10sin α+3cos α=0-=当k <0时,r =,所以sin α==,1cos α==所以310sin 0cos αα+=, 综上,310sin 0cos αα+=. 【素养提升】1.(2022·江苏·常州高级中学模拟预测)已知角α的终边在直线3y x =-上,则310sin cos αα+的值为( )A .-B .C .0D .-【答案】C【解析】由题知:cos 0α≠设角α的终边上一点(),3a a -()0a ≠,则r =.当0a >时,r =,sin==αcos ==α,310sin 0cos αα+=-=.当0a <时,r =,sin==αcos α== 310sin 0cos αα+==. 故选:C2.(2022·全国·高三专题练习)设点P 是以原点为圆心的单位圆上的一个动点,它从初始位置0(0,1)P 出发,沿单位圆顺时针方向旋转角(0)2πθθ<<后到达点1P ,然后继续沿单位圆顺时针方向旋转角3π到达点2P ,若点2P 的纵坐标是12-,则点1P 的坐标是 .【答案】1)2【解析】解:初始位置0(0,1)P 在2π的终边上, 1P 所在射线对应的角为2θπ-,2P 所在射线对应的角为6πθ-,由题意可知,1sin()62πθ-=-,又(,)636πππθ-∈-, 则66ππθ-=-,解得3πθ=,1P 所在的射线对应的角为26ππθ-=,由任意角的三角函数的定义可知,点1P 的坐标是(cos ,sin )66ππ,即1)2.故答案为:1)2. 3.(2022·浙江·模拟预测)已知角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它的终边过点P ,且点P 在圆C :()()22341x y ++-=上.(1)若P 点的横坐标为3-,求sin 2α的值; (2)若角β满足()1sin 2αβ+=-,求sin β的最大值.【解】(1)解:若P 点的横坐标为3-,因为点P 在圆C :()()22341x y ++-=上 所以,()3,3P -或()3,5P -, 所以,tan 1α=-或53-,所以,当tan 1α=-时,2222sin cos 2tan sin 21sin cos tan 1ααααααα===-++ 当5tan 3α=-时,2222sin cos 2tan sin 2sin cos tan 1ααααααα===++1517-. (2)解:易知sin β的最大值不超过1, 下面证明:sin β的最大值是1.只需证明23πα=,2πβ=满足条件.∵由于76παβ+=满足()1sin 2αβ+=-;∵设()3cos ,4sin P x x -++,则4sin tan 3cos xxα+==-+,[]1sin sin 1,123x x x π⎛⎫==+∈- ⎪⎝⎭, 所以,存在点P 使得23πα=. 综上所述,sin β的最大值是1.。
第四章三角函数、解三角形第一节任意角和弧度制、任意角的三角函数1了解任意角的概念;了解弧度制的概念.2能进行弧度与角度的互化.3理解任意角的三角函数正弦、余弦、正切的定义突破点一角的概念1.角的定义角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所形成的图形.2.角的分类角的分类3.终边相同的角所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合:S={β|β=α+·360°,∈Z}或{β|β=α+2π,∈Z}.一、判断题对的打“√”,错的打“×”1第二象限角大于第一象限角.2三角形的内角是第一象限角或第二象限角.3终边在y=上的角构成的集合可表示为αα=+π,∈Z 答案:1×2×3√二、填空题1.与角2022°的终边相同,且在0°~360°内的角是________.解析:因为2022°=220°+5×360°,所以在0°~360°内终边与2022°的终边相同的角是220°答案:220°2.已知角α和β的终边关于直线y=对称,且β=-,则sinα=________解析:因为角α与β的终边关于直线y=对称.所以α+β=2π+∈Z,则α=2π+π,∈Z所以sinα=sinπ=答案:3.已知α是第二象限角,则180°-α是第________象限角.解析:由α是第二象限角可得,90°+·360°<α<180°+·360°,∈Z,所以180°-180°+·360°<180°-α<180°-90°+·360°,即-·360°<180°-α<90°-·360°∈Z.所以180°-α为第一象限角.答案:一象限角及终边相同的角1要使角β与角α的终边相同,应使角β为角α与π的偶数倍不是整数倍的和.2注意锐角集合为{α|0°<α<90°}与第一象限角集合为{α|·360°<α<90°+·360°,∈Z}的区别,锐角是第一象限角,仅是第一象限角中的一部分,但第一象限角不一定是锐角.1.2022·长春普通高中一模若角α的顶点为坐标原点,始边在轴的非负半轴上,终边在直线y=-上,则角α的取值集合是解析:选D 因为直线y=-的倾斜角是,所以终边落在直线y=-上的角的取值集合为α故选D2.在-720°~0°范围内所有与45°终边相同的角为________________.解析:所有与45°终边相同的角可表示为:β=45°+×360°∈Z,则令-720°≤45°+×360°<0°∈Z,得-765°≤×360°<-45°∈Z,解得-≤<-∈Z,从而=-2或=-1,代入得β=-675°或β=-315°答案:-675°或-315°3.若角α是第二象限角,则是第________象限角.解析:∵α是第二象限角,∴+2π<α<π+2π,∈Z,∴+π<<+π,∈为偶数时,是第一象限角;当为奇数时,是第三象限角.答案:一或三1.象限角的两种判断方法1图象法:在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角.2转化法:先将已知角化为·360°+α0°≤α<360°,∈Z的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角.2.求或nθn∈N*所在象限的方法1将θ的范围用不等式含有,且∈Z表示.2两边同除以n或乘以n3对进行讨论,得到或nθn∈N*所在的象限.1.若α=·360°+θ,β=m·360°-θ,m∈Z,则角α与角β的终边的位置关系是A.重合 B.关于原点对称C.关于轴对称D.关于y轴对称解析:选C 由题意知角α与角θ的终边相同,角β与角-θ的终边相同,又角θ与角-θ的终边关于轴对称,所以角α与角β的终边关于轴对称.2.设θ是第三象限角,且=-cos,则是A.第一象限角B.第二象限角C.第三象限角D.第四象限角解析:选B 由θ是第三象限角,知为第二或第四象限角,∵=-cos,∴cos≤0,综上知为第二象限角.突破点二弧度制及应用1.弧度制的定义把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度记作rad2.弧度制下的有关公式角α的|α|=弧长用l表示弧度数公式角度与弧①1°=rad;②1rad=°一、判断题对的打“√”,错的打“×”1不论是用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形半径的大小无关.21弧度是长度等于半径长的弦所对圆心角的大小.360°=rad答案:1√2×3×二、填空题1.一条弦的长度等于半径,这条弦所对圆心角大小为________弧度.解析:弦与两条半径构成等边三角形,圆心角为答案:2.已知扇形的圆心角为,面积为,则扇形的弧长等于________.解析:设扇形半径为r,弧长为l,则解得答案:1.已知扇形弧长为20cm,圆心角为100°,则该扇形的面积为________cm2解析:由弧长公式l=|α|r,得r==,∴S扇形=lr=×20×=答案:2.一扇形是从一个圆中剪下的一部分,半径等于圆半径的,面积等于圆面积的,则扇形的弧长与圆周长之比为________.解析:设圆的半径为r,则扇形的半径为,记扇形的圆心角为α,则=,所以α=,所以扇形的弧长与圆周长之比为==答案:弧度制下有关弧长、扇形面积问题的解题策略1明确弧度制下弧长及扇形面积公式,在使用公式时,要注意角的单位必须是弧度.2分析题目已知哪些量、要求哪些量,然后灵活地运用弧长公式、扇形面积公式直接求解,或合理地利用圆心角所在三角形列方程组求解.1.已知扇形的周长是6,面积是2,则扇形的圆心角的弧度数是A.1 B.4C.1或4 D.2或4解析:选C 设扇形的半径为r,弧长为l,则解得或从而α===4或α===12.2022·平罗月考已知扇形的周长为20cm,当它的面积最大时,它的圆心角的弧度数为________.解析:因为扇形的周长为20,所以l+2r=20,即l=20-2r,所以扇形的面积S=lr=20-2r·r=-r2+10r=-r-52+25,所以当半径r=5时,扇形的面积最大为25,此时α=2rad.答案:232022·湖北黄石三中阶段性检测分别以边长为1的正方形ABCD的顶点B,C为圆心,1为半径作圆弧AC,BD,两弧交于点E,则曲边三角形ABE的周长为________.解析:连接BE,CE因为两圆弧所在圆的半径都是1,正方形边长也是1,所以△BCE为正三角形,所以圆心角∠EBC,∠ECB 都是,∠EBA=-=所以弧BE的长为×1=,弧AE的长为×1=,所以曲边三角形ABE的周长是1++=1+答案:1+突破点三任意角的三角函数三角函正弦余弦正切数设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点定义,则实数m的值为________.解析:60°角终边上一点,∴tan60°=,∵tan60°=,∴m=答案:在0,2π内,使sin>cos成立的的取值范围为____________________.解析:如图所示,找出在0,2π内,使sin=cos的值,sin=cos=,sin=cos=-根据三角函数线的变化规律标出满足题中条件的角∈答案:[课时跟踪检测][A级基础题——基稳才能楼高]1.2弧度的角所在的象限是A.第一象限 B.第二象限C.第三象限D.第四象限解析:选B ∵<2<π,∴2弧度的角在第二象限.2.点,圆心角为150°的角所对的弧长为cm cmcm cm解析:选D ∵α=150°=πrad,∴l=α·r=πcm5.2022·四川石室中学期中已知角α的终边经过点3,-4,则sinα+=A.-解析:选D ∵角α的终边经过点3,-4,∴sinα=-,cosα=,∴sinα+=-+=故选D[B级保分题——准做快做达标]1.已知点,=4m+1,=4m+2,=4m+3,,m∈Z分别代入选项C进行检验:1若=4m,则φ=4m·90°=m·360°;2若=4m+1,则φ=4m+1·90°=m·360°+90°;3若=4m+2,则φ=4m+2·90°=m·360°+180°;4若=4m+3,则φ=4m+3·90°=m·360°+270°综上可得,终边在坐标轴上的角的集合是{φ|φ=·90°,∈Z}.8.若角α的终边与角的终边关于直线y=对称,且α∈-4π,4π,则α=________________________解析:如图所示,设角的终边为OA,OA关于直线y=对称的射线为OB,则以OB为终边且在0~2π范围内的角为,故以OB为终边的角的集合为α∵α∈-4π,4π,∴-4π<2π+<4π,∴-<<∵∈Z,∴=-2,-1,0,1∴α=-,-,,答案:-,-,,9.若角θ的终边过点P-4a,3aa≠0,则sinθ+cosθ等于________.解析:∵角θ的终边过点P-4a,3aa≠0,∴=-4a,y=3a,r=5|a|当a>0时,r=5a,sinθ+cosθ=+=-当a<0时,r=-5a,sinθ+cosθ=+=故sinθ+cosθ=±答案:±10.已知角α的终边经过点3a-9,a+2,且cosα≤0,sinα>0,则实数a的取值范围是________.解析:∵cosα≤0,sinα>0,∴角α的终边落在第二象限或y轴的正半轴上.∴∴-2<a≤3答案:-2,3]11.2022·齐齐哈尔八中月考已知角α的顶点在坐标原点,始边为轴的非负半轴,终边上有一点P3a,4a,其中a≠0,求sinα,cosα,tanα解:设r=|OP|==5|a|当a>0时,r=5a,∴sinα==,cosα==,tanα==;当a<0时,r=-5a,∴sinα=-,cosα=-,tanα=综上可知,sinα=,cosα=,tanα=或sinα=-,cosα=-,tanα=12如图,在平面直角坐标系Oy中,角α的始边与轴的非负半轴重合且与单位圆相交于A点,它的终边与单位圆相交于轴上方一点B,始边不动,终边在运动.1若点B的横坐标为-,求tanα的值;2若△AOB为等边三角形,写出与角α终边相同的角β的集合;3若α∈,请写出弓形AB的面积S与α的函数关系式.解:1由题意可得B,根据三角函数的定义得tanα==-2若△AOB为等边三角形,则B,可得tan∠AOB==,故∠AOB=;故与角α终边相同的角β的集合为β|β=+2π,∈Z3若α∈,则S扇形OAB=αr2=α,而S△AOB=×1×1×sinα=sinα,故弓形AB的面积S=S扇形OAB-S△AOB=α-sinα,α∈。
任意角和弧度制及任意角的三角函数考纲解读 1.通过角的变换,判断角所在象限;2.常见的角度与弧度之间的转化;3.已知角的终边求正弦、余弦、正切值;4.利用三角函数线求角的大小或角的范围;5.利用扇形面积公式和弧长公式进行相关计算.[基础梳理]1.任意角的概念(1)我们把角的概念推广到任意角,任意角包括正角、负角、零角. ①正角:按逆时针方向旋转形成的角; ②负角:按顺时针方向旋转形成的角;③零角:如果一条射线没有作任何旋转,我们称它形成了一个零角. (2)终边相同角:与α终边相同的角可表示为:{β|β=α+2k π,k ∈Z }. 2.弧度与角度的互化(1)1弧度的角:长度等于半径长的弧所对的圆心角. (2)角α的弧度数公式:|α|=lr .(3)角度与弧度的换算:360°=2π rad,1°=π180 rad,1 rad =(180π)°≈57°18′.(4)扇形的弧长及面积公式: 弧长公式:l =α·r . 面积公式:S =12l ·r =12α·r 2.3.任意角的三角函数(1)定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),则sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx(x ≠0).(2)几何表示:三角函数线可以看作是三角函数的几何表示.正弦线的起点都在x 轴上,余弦线的起点都是原点,正切线的起点都是(1,0).如图中有向线段MP ,OM ,AT 分别叫作角α的正弦线、余弦线和正切线.4.终边相同的角的三角函数 sin(α+k ·2π)=sin α, cos(α+k ·2π)=cos α,tan(α+k ·2π)=tan α(其中k ∈Z ),即终边相同的角的同一三角函数的值相等.[三基自测]1.单位圆中,200°的圆心角所对的弧长为( ) A .10π B .9π C.9π10 D.10π9答案:D2.若角θ满足tan θ>0,sin θ<0,则角θ所在的象限是( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限 答案:C3.弧长为3π、圆心角为34π的扇形半径为________.答案:44.(必修4·4.1例题改编)α终边上一点P (-3,4).则sin α=________,cos α=________,tan α=________.答案:45 -35 -435.(2017·高考全国卷Ⅰ改编)若α的终边过点(3,4),则cos ⎝⎛⎭⎫α-π4=__________. 答案:7210[考点例题]考点一 终边相同的角及象限角|易错突破高考总复习·数学(理)第三章 三角函数、解三角形[例1] (1)若角α满足α=2k π3+π6(k∈Z ),则α的终边一定在( )A .第一象限或第二象限或第三象限B .第一象限或第二象限或第四象限C .第一象限或第二象限或x 轴非正半轴上D .第一象限或第二象限或y 轴非正半轴上(2)已知sin α>0,cos α<0,则12α所在的象限是( )A .第一象限B .第三象限C .第一或第三象限D .第二或第四象限(3)下列与9π4的终边相同的角的表达式中正确的是( )A .2k π+45°(k ∈Z )B .k ·360°+94π(k ∈Z )C .k ·360°-315°(k ∈Z )D .k π+5π4(k ∈Z )[解析] (1)由α=2k π3+π6,k ∈Z ,当k =0时,α=π6,终边在第一象限.当k =1时,α=2π3+π6=5π6,终边在第二象限.当k =-1时,α=-2π3+π6=-π2,终边在y 轴的非正半轴上,故选D.(2)因为sin α>0,cos α<0,所以α为第二象限角,即π2+2k π<α<π+2k π,k ∈Z ,则π4+k π<12α<π2+k π,k ∈Z .当k 为偶数时,12α为第一象限角;当k 为奇数时,12α为第三象限角,故选C.(3)由定义知终边相同的角中不能同时出现角度和弧度,应为π4+2k π或k ·360°+45°(k ∈Z ).[答案] (1)D (2)C (3)C [易错提醒][纠错训练]1.在-720°~0°范围内所有与45°终边相同的角为________. 解析:所有与45°有相同终边的角可表示为:β=45°+k ×360°(k ∈Z ), 则令-720°<45°+k ×360°<0°, 得-765°<k ×360°<-45°, 解得-765360<k <-45360,从而k =-2或k =-1,代入得β=-675°或β=-315°. 答案:-675°或-315°2.终边在直线y =3x 上的角的集合为__________. 解析:在坐标系中画出直线y =3x , 可以发现它与x 轴正半轴的夹角是π3,终边在直线y =3x 上的角的集合为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π+π3,k ∈Z .答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π+π3,k ∈Z考点二 扇形弧长、面积公式的应用|方法突破[例2] (1)(2018·合肥模拟)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,卷一《方田》[三三]:“今有宛田,下周三十步,径十六步.问为田几何?”译成现代汉语其意思为:有一块扇形的田,弧长30步,其所在圆的直径是16步,问这块田的面积是多少(平方步)?( )A .120B .240C .360D .480(2)(2018·太原模拟)已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长是( )A .2B .sin 2 C.2sin 1D .2 sin 1[解析] (1)由题意可得:S =12×8×30=120(平方步).(2)如图:∠AOB =2弧度,过O 点作OC ⊥AB 于C ,并延长OC 交弧AB 于D .则∠AOD =∠BOD =1弧度,且AC =12AB =1,在Rt △AOC 中,AO =AC sin ∠AOC =1sin 1,即r =1sin 1,从而弧AB 的长为l =α·r =2sin 1.[答案] (1)A (2)C [方法提升][母题变式]将本例(1)改为已知扇形的半径是2,面积为8,则此扇形的圆心角的弧度数是( ) A .4 B .2 C .8D .1解析:设半径为r ,圆心角的弧度数为θ, 由S =12θr 2,得8=12×θ×4,∴θ=4.答案:A考点三 三角函数的定义|模型突破角度1 用三角函数的定义求值[例3] (1)(2018·大同模拟)已知角α的终边经过点P (-x ,-6),且cos α=-513,则x的值为________.(2)已知角α的终边在直线y =-3x 上,则10sin α+3cos α的值为________. [解析] (1)∵cos α=-x(-x )2+(-6)2=-x x 2+36=-513,∴⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x 2x 2+36=25169,解得x =52.(2)设α终边上任一点为P (k ,-3k ), 则r =k 2+(-3k )2=10|k |. 当k >0时,r =10k , ∴sin α=-3k 10k =-310,1cos α=10kk=10, ∴10sin α+3cos α=-310+310=0;当k <0时,r =-10k , ∴sin α=-3k -10k =310,1cos α=-10k k=-10, ∴10sin α+3cos α=310-310=0.[答案] (1)52 (2)0[模型解法]角度2 三角函数值符号的判断[例4] (1)(2018·怀化模拟)sin 2·cos 3·tan 4的值( ) A .小于0 B .大于0 C .等于0D .不存在(2)已知点P (cos α,tan α)在第三象限,则角α的终边在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限[解析] (1)∵π2<2<3<π<4<32π.∴sin 2>0,cos 3<0,tan 4>0. ∴sin 2·cos 3·tan 4<0.(2)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ cos α<0,tan α<0,则⎩⎪⎨⎪⎧sin α>0,cos α<0,所以角α的终边在第二象限,故选B.[答案] (1)A (2)B [模型解法]角度3 利用三角函数线比较大小,解不等式[例5] (1)(2018·石家庄模拟)若-3π4<α<-π2,从单位圆中的三角函数线观察sin α,cos α,tan α的大小是( )A .sin α<tan α<cos αB .cos α<sin α<tan αC .sin α<cos α<tan αD .tan α<sin α<cos α[解析] 如图所示,作出角α的正弦线MP ,余弦线OM ,正切线AT ,观察可得,AT >OM >MP ,故有sin α<cos α<tan α.[答案] C (2)y =sin x -32的定义域为________. [解析] ∵sin x ≥32,作直线y =32交单位圆于A 、B 两点,连接OA 、OB ,则OA 与OB 围成的区域(图中阴影部分)即为角x 的终边的范围,故满足条件的角x 的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪2k π+π3≤x ≤2k π+2π3,k ∈Z .[答案] ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π+π3≤x ≤2k π+2π3,k ∈Z[模型解法]形如sin α≥a 或sin α≤a ()a ∈[-1,1]的解,其关键点为: (1)作出sin α=a 的函数线;(2)根据不等式,确定α的转动方向; (3)写出α的区域.[高考类题](2014·高考大纲全国卷)设a =sin 33°,b =cos 55°,c =tan 35°,则( ) A .a >b >c B .b >c >a C .c >b >aD .c >a >b解析:∵b =cos 55°=sin 35°>sin 33°=a ,∴b >a . 又∵c =tan 35°=sin 35°cos 35°>sin 35°=cos 55°=b ,∴c >b .∴c >b >a .故选C. 答案:C[真题感悟]1.[考点一、二] (2014·高考新课标全国卷Ⅰ)如图,圆O 的半径为1,A 是圆上的定点,P 是圆上的动点,角x 的始边为射线OA ,终边为射线OP ,过点P 作直线OA 的垂线,垂足为M ,将点M 到直线OP 的距离表示成x 的函数f (x ),则y =f (x )在[0,π]的图象大致为( )答案:C2.[考点二、三](2017·高考北京卷)在平面直角坐标系xOy 中,角α与角β均以Ox 为始边,它们的终边关于y 轴对称.若sin α=13,则sin β=__________.解析:由已知可得,sin β=sin(2k π+π-α)=sin(π-α)=sin α=13(k ∈Z ).1答案:3。
2022届高考数学总复习:任意角和弧度制及任意角的三角函数1.给出下列四个命题:①-3π4是第二象限角;②4π3是第三象限角;③-400°是第四象限角;④-315°是第一象限角.其中正确的命题有( ) A .1个 B .2个 C .3个D .4个解析:选C -3π4是第三象限角,故①错误.4π3=π+π3,从而4π3是第三象限角,②正确.-400°=-360°-40°,从而③正确.-315°=-360°+45°,从而④正确.2.已知圆上的一段弧长等于该圆内接正方形的边长,则这段弧所对圆心角的弧度数为( )A.24B .22C. 2 D .2 2解析:选C 设圆的半径为r ,则该圆内接正方形的边长为2r ,即这段圆弧长为2r ,则该圆弧所对的圆心角的弧度数为2rr= 2.故选C. 3.若角α与β的终边关于x 轴对称,则有( ) A .α+β=90°B .α+β=90°+k ·360°,k ∈ZC .α+β=2k ·180°,k ∈ZD .α+β=180°+k ·360°,k ∈Z解析:选C 因为α与β的终边关于x 轴对称,所以β=2k ·180°-α,k ∈Z .所以α+β=2k ·180°,k ∈Z .4.若α是第三象限角,则y =⎪⎪⎪⎪sin α2sin α2+⎪⎪⎪⎪cos α2cos α2的值为( )A .0B .2C .-2D .2或-2解析:选A 因为α是第三象限角, 所以2k π+π<α<2k π+3π2(k ∈Z ),所以k π+π2<α2<k π+3π4(k ∈Z ),所以α2是第二象限角或第四象限角.当α2是第二象限角时,y =sin α2sin α2-cos α2cos α2=0, 当α2是第四象限角时,y =-sin α2sin α2+cos α2cos α2=0,故选A. 5.(多选)下列与角2π3的终边不相同的角是( )A.11π3B .2k π-2π3(k ∈Z )C .2k π+2π3(k ∈Z )D .(2k +1)π+2π3(k ∈Z )解析:选ABD 与角2π3的终边相同的角为2k π+2π3(k ∈Z ),其余三个角的终边与角2π3的终边不同.6.(多选)在平面直角坐标系xOy 中,角α以Ox 为始边,终边经过点P (-1,m )(m >0),则下列各式的值一定为负的是( )A .sin α+cos αB .sin α-cos αC .sin αcos αD.sin αtan α解析:选CD 由已知得r =|OP |=m 2+1,则sin α=m m 2+1 >0,cos α=-1m 2+1<0,tan α=-m <0,∴sin α+cos α的符号不确定,sin α-cos α>0,sin αcos α<0,sin αtan α=cos α<0.故选C 、D.7.若α=1 560°,角θ与α终边相同,且-360°<θ<360°,则θ=________. 解析:因为α=1 560°=4×360°+120°, 所以与α终边相同的角为360°×k +120°,k ∈Z , 令k =-1或k =0,可得θ=-240°或θ=120°. 答案:120°或-240°8.若两个圆心角相同的扇形的面积之比为1∶4,则这两个扇形的周长之比为________. 解析:设两个扇形的圆心角的弧度数为α,半径分别为r ,R (其中r <R ),则12αr 212αR 2=14,所以r ∶R =1∶2,两个扇形的周长之比为2r +αr2R +αR =1∶2.答案:1∶29.在直角坐标系xOy 中,O 为坐标原点,A (3,1),将点A 绕O 逆时针旋转90°到B 点,则B 点坐标为__________.解析:依题意知OA =OB =2,∠AOx =30°,∠BOx =120°, 设点B 坐标为(x ,y ),则x =2cos 120°=-1,y =2sin 120°=3,即B (-1,3). 答案:(-1,3)10.(一题两空)在平面直角坐标系xOy 中,角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边交单位圆O 于点P (a ,b ),且a +b =75,则ab =________,cos ⎝⎛⎭⎫2α+π2=________.解析:由题知sin α=b ,cos α=a .∵a +b =75,∴sin α+cos α=75.两边平方可得sin 2α+cos 2α+2sin αcos α=4925,∴1+2sin αcos α=4925,∴2sin αcos α=2425.∴sin αcos α=ab =1225,∴cos ⎝⎛⎭⎫2α+π2=-sin 2α=-2sin αcos α=-2425. 答案:1225 -242511.已知1|sin α|=-1sin α,且lg(cos α)有意义.(1)试判断角α所在的象限;(2)若角α的终边上一点M ⎝⎛⎭⎫35,m ,且OM =1(O 为坐标原点),求m 及sin α的值. 解:(1)由1|sin α|=-1sin α,得sin α<0,由lg(cos α)有意义,可知cos α>0, 所以α是第四象限角.(2)因为OM =1,所以⎝⎛⎭⎫352+m 2=1,解得m =±45. 又α为第四象限角,故m <0, 从而m =-45,sin α=y r =m OM =-45.12.如图,在平面直角坐标系xOy 中,角α的始边与x 轴的非负半轴重合且与单位圆相交于A 点,它的终边与单位圆相交于x 轴上方一点B ,始边不动,终边在运动.(1)若点B 的横坐标为-45,求tan α的值;(2)若△AOB 为等边三角形,写出与角α终边相同的角β的集合. 解:(1)设点B 的纵坐标为m , 则由题意m 2+⎝⎛⎭⎫-452=1, 且m >0,所以m =35,故B ⎝⎛⎭⎫-45,35, 根据三角函数的定义得tan α=35-45=-34.(2)若△AOB 为等边三角形,则∠AOB =π3,故与角α终边相同的角β的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪β=π3+2k π,k ∈Z .13.若-3π4<α<-π2,从单位圆中的三角函数线观察sin α,cos α,tan α的大小是( )A .sin α<tan α<cos αB .cos α<sin α<tan αC .sin α<cos α<tan αD .tan α<sin α<cos α解析:选C 如图所示,作出角α的正弦线MP ,余弦线OM ,正切线AT ,因为-3π4<α<-π2,所以α终边位置在图中的阴影部分,观察可得AT >OM >MP ,故有sin α<cos α<tan α.14.如图,在Rt △PBO 中,∠PBO =90°,以O 为圆心、OB 为半径作圆弧交OP 于A 点.若圆弧AB 等分△POB 的面积,且∠AOB =α,则αtan α=________.解析:设扇形的半径为r ,则扇形的面积为12αr 2,在Rt △POB 中,PB=r tan α,则△POB 的面积为12r ·r tan α,由题意得12r ·r tan α=2×12αr 2,∴tan α=2α,∴αtan α=12. 答案:1215.已知α为第三象限角. (1)求角α2终边所在的象限;(2)试判断 tan α2sin α2cos α2的符号.解:(1)由2k π+π<α<2k π+3π2,k ∈Z , 得k π+π2<α2<k π+3π4,k ∈Z ,当k 为偶数时,角α2终边在第二象限;当k 为奇数时,角α2终边在第四象限.故角α2终边在第二或第四象限.(2)当角α2在第二象限时,tan α2<0,sin α2>0, cos α2<0,所以tan α2sin α2cos α2取正号;当角α2在第四象限时,tan α2<0,sin α2<0, cos α2>0, 所以 tan α2sin α2cos α2也取正号.因此tan α2sin α2cos α2取正号.16.在一块顶角为120°、腰长为2的等腰三角形厚钢板废料OAB 中用电焊切割成扇形,现有如图所示两种方案,既要充分利用废料,又要切割时间最短,则方案________最优.解析:因为△AOB 是顶角为120°即为23π、腰长为2的等腰三角形,所以A =B =π6,AM =BN =1,AD =2,所以方案一中扇形的弧长=2×π6=π3;方案二中扇形的弧长=1×2π3=2π3;方案一中扇形的面积=12×2×2×π6=π3,方案二中扇形的面积=12×1×1×2π3=π3.由此可见:两种方案中利用废料面积相等,方案一中切割时间短.因此方案一最优. 答案:一。