三角函数计算练习(含详细答案)
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三角函数练习题及答案一、填空题1.设函数()f x 是定义在实数集R 上的偶函数,且()()2f x f x =-,当[0,1]x ∈时,3()f x x =,则函数()|cos |()g x x f x π=-在15,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上所有零点之和为___________.2.在锐角三角形ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且满足22b a ac -=,则11tan tan A B-的取值范围为___________. 3.如图,在矩形ABCD 中,AB a ,2BC a =,点E 为AD 的中点,将△ABE 沿BE 翻折到△A BE '的位置,在翻折过程中,A '不在平面BCDE 内时,记二面角A DC B '--的平面角为α,则当α最大时,cos α的值为______.4.如图,某城市准备在由ABC 和以C 为直角顶点的等腰直角三角形ACD 区域内修建公园,其中BD 是一条观赏道路,已知1AB =,3BC =,则观赏道路BD 长度的最大值为______.5.已知三棱锥S ABC -中,SA SB SC ==,ABC 是边长为4的正三角形,点E ,F 分别是SC ,BC 的中点,D 是AC 上的一点,且EF SD ⊥,若3FD =,则DE =___________. 6.ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知cos cos 1C B c b a+=,则A 的取值范围是___________.7.已知函数()[)[]243,0,3,92sin ,3,156x x y f x x x π⎧⎛⎫-∈⎪ ⎪⎪⎝⎭==⎨⎪∈⎪⎩若存在实数a 、b 、c 、d 满足()()()()f a f b f c f d ===(其中a b c d <<<),则()()a b cd +⋅的取值范围是______.8.已知函数()sin 2sin 23f x x x a π⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭同时满足下述性质:①若对于任意的()()()123123,0,,4,x x x f x f x f x π⎡⎤∈+⎢⎥⎣⎦恒成立;②236f a π⎛⎫- ⎪⎝⎭,则a 的值为_________.9.意大利著名画家、数学家、物理学家达芬奇在他创作《抱银貂的女子》时思考过这样一个问题:固定项链的两端,使其在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是什么?这就是著名的悬链线问题,连接重庆和湖南的世界第一悬索桥——矮寨大桥就采用了这种方式设计.经过计算,悬链线的函数方程为()e e cos 2x xh x -+=,并称其为双曲余弦函数.若()()cos sin cos cos sin cos h h m θθθθ+≥-对0,2πθ⎡⎤∀∈⎢⎥⎣⎦恒成立,则实数m 的取值范围为______.10.已知函数()()sin 3cos 0f x x x ωωω=>,若函数()f x 的图象在区间[]0,2π上的最高点和最低点共有6个,下列说法正确的是___________. ①()f x 在[]0,2π上有且仅有5个零点; ②()f x 在[]0,2π上有且仅有3个极大值点; ③ω的取值范围是3137,1212⎡⎫⎪⎢⎣⎭;④()f x 在06,π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上为单递增函数.二、单选题11.已知向量a 与b 的夹角为120︒,且2a b ⋅=-,向量c 满足()()101c a b λλλ=+-<<,且a c b c ⋅=⋅,记向量c 在向量a 与b 方向上的投影分别为x 、y .现有两个结论:①若13λ=,则2a b =;②22x y xy ++的最大值为34.则正确的判断是( ) A .①成立,②成立 B .①成立,②不成立 C .①不成立,②成立 D .①不成立,②不成立12.已知,a b Z ∈,满足)98sin 50sin 50a b -︒︒=,则a b +的值为( )A .1B .2C .3D .413.在ABC 中,,E F 分别是,AC AB 的中点,且32AB AC =,若BEt CF <恒成立,则t 的最小值为( ) A .34B .78C .1D .5414.在ABC 中,60BAC ∠=,3BC =,且有2CD DB =,则线段AD 长的最大值为( ) AB .2 C1 D.15.已知三棱锥A BCD -中,4AB BC BD CD AD =====,二面角A BD C --的余弦值为13,点E 在棱AB 上,且3BE AE =,过E 作三棱锥A BCD -外接球的截面,则所作截面面积的最小值为( ) A .103πB .3πC .3π D16.已知函数()3sin()(0,||)f x x ωϕωϕπ=+><,(4)(2)6f f =-,且()f x 在[2,4]上单调.设函数()()1g x f x =-,且()g x 的定义域为[5,8]-,则()g x 的所有零点之和等于( ) A .0B .4C .12D .1617.已知函数2log ,0,(),0,x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩函数()g x 满足以下三点条件:①定义域为R ;②对任意x ∈R ,有()()2g x g x π+=;③当[0,]x π∈时,()sin g x x =.则函数()()y f x g x =-在区间[4,4]ππ-上零点的个数为( ) A .6B .7C .8D .918.函数()sin()(0)6f x x πωω=+>在区间52[,]63ππ-上单调递增,且存在唯一05[0,]6x π∈,使得0()1f x =,则ω的取值范围为( ) A .11[,]52B .21[,]52C .14[,]55D .24[,]5519.在锐角ABC 中,三内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且2sin a b C =,则tan tan tan A B C ++的最小值为( )A .2B .4C .6D .820.若函数()()11,0sin ,0133,1x x x f x x x x ππ⎧-++≤⎪=-<<⎨⎪-≥⎩,满足()()()()()f a f b f c f d f e ====且a 、b 、c 、d 、e 互不相等,则a b c d e ++++的取值范围是( )A .340,log 9⎛⎫ ⎪⎝⎭B .390,log 4⎛⎫ ⎪⎝⎭C .340,log 3⎛⎫ ⎪⎝⎭D .330,log 4⎛⎫ ⎪⎝⎭三、解答题21.将函数2sin 3y x =+的图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再将所得的图象向右平移3π个单位长度后得到函数()f x 的图象. (1)写出函数()f x 的解析式;(2)若,36x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,22()2()()1g x f x mf x m =-+-,求()g x 的最小值min ()g x .22.如图,一幅壁画的最高点A 处离地面4米,最低点B 处离地面2米.正对壁画的是一条坡度为1:2的甬道(坡度指斜坡与水平面所成角α的正切值),若从离斜坡地面1.5米的C 处观赏它.(1)若C 对墙的投影(即过C 作AB 的垂线垂足为投影)恰在线段AB (包括端点)上,求点C 离墙的水平距离的范围;(2)在(1)的条件下,当点C 离墙的水平距离为多少时,视角θ(ACB ∠)最大? 23.设函数()f x a b =⋅,其中向量(2cos ,1)a x =,(cos ,3sin 2)=+b x x m ; 求:(1)函数的最小正周期和单调递增区间;(2)当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求实数m 的值,使函数()f x 的值域恰为17,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦.24.已知向量33cos ,sin 22x a x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,cos ,sin 22x x b ⎛⎫- ⎪⎝=⎭,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.(1)用含x 的式子表示a b ⋅及a b +; (2)求函数的()f x a b a b =⋅-+值域. 25.在①ABC ∆面积2ABC S ∆=,②6ADC π∠=这两个条件中任选一个,补充在下面问题中,求AC .如图,在平面四边形ABCD 中,34ABC π∠=,BAC DAC ∠=∠,______,24CD AB ==,求AC .26.已知向量a ,b 满足2sin 64a x x π⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,cos 24b x x π⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,函数()()f x a b x R =⋅∈.(1)求()f x 的单调区间;(2)已知数列()2*11224n n a n f n N ππ⎛⎫=-∈ ⎪⎝⎭,求{}n a 的前2n 项和2n S . 27.已知向量()cos sin ,sin a m x m x x ωωω=-,()cos sin ,2cos b x x n x ωωω=--,设函数()()2n f x a b x R =⋅+∈的图象关于点,112π⎛⎫⎪⎝⎭对称,且()1,2ω∈ (I )若1m =,求函数()f x 的最小值;(II )若()4f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭对一切实数恒成立,求()y f x =的单调递增区间.28.已知在ABC ∆中,,,a b c 分别为角A,B,C 的对应边,点D 为BC 边的中点,ABC ∆的面积为23sin AD B. (1)求sin sin BAD BDA ∠⋅∠的值; (2)若6,22BC AB AD ==,求b .29.函数()sin()16f x A x πω=-+(0,0A ω>>)的最大值为3, 其图象相邻两条对称轴之间的距离为2π, (1)求函数()f x 的解析式;(2)设π(0,)2α∈,则()22f α=,求α的值30.函数f (x )=A sin (2ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<2π)的部分图象如图所示 (1)求A ,ω,φ的值;(2)求图中a ,b 的值及函数f (x )的递增区间; (3)若α∈[0,π],且f (α)=2,求α的值.【参考答案】一、填空题1.7 2.⎛ ⎝⎭341 56.(0,]3π7.()135,2168.0 9.1⎡⎤⎣⎦10.②③二、单选题 11.C 12.B 13.B 14.C 15.B 16.C 17.A 18.B 19.D 20.C 三、解答题21.(1)2()2sin 233f x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭;(2)22min21,47()1,4128(32312m m m g x m m m m m ⎧-+≤⎪⎪=-<<+⎨⎪⎪-++≥+⎩ 【解析】(1)根据函数图象的变换规律即可求得()f x 的解析式;(2)令()t f x =可求得则()[1,3f x ∈+,设22()21M t t mt m =-+-,[1,3t ∈,通过定区间讨论对称轴4mt =的三种情况()M t 的单调性,进而可确定最小值的情况. 【详解】(1)将函数2sin 3y x =+的图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍,可得2sin 23y x =+得图象,再向右平移3π个单位长度得2()2sin 232sin 2333f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=-+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. (2)∵,36x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,242,333x πππ⎡⎤-∈--⎢⎥⎣⎦,则()[1,3f x ∈+, 令()t f x =,则设22()21M t t mt m =-+-,[1,3t ∈+, ①当14m≤,即4m ≤时,函数()M t在[1,3上单调递增, ∴22min ()(1)211M t M m m m m ==-+-=-+;②当134m<<412m <<+ 函数()M t 在1,4m ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在,34m ⎛ ⎝上单调递增,∴2min 7()148m M t M m ⎛⎫==- ⎪⎝⎭;③当34m≥+12m ≥+()M t在[1,3+上单调递减,∴2min ()(3(323M t M m m ==-++∴综上有22min21,47()1,4128(32312m m m g x m m m m m ⎧-+≤⎪⎪=-<<+⎨⎪⎪-++≥+⎩. 【点睛】本题考查三角函数图象的变换,考查二次函数在三角函数中的应用,考查定区间动轴的最值取值情况,难度较难.22.(1)点C 离墙的水平距离的范围为:1~5m m ;(2)当点C 离墙的水平距离为1m 时,视角θ(ACB ∠)最大. 【解析】 【分析】(1)如图所示:设(02),BF x x CF y =≤≤=,利用平行线成比例定理,结合锐角三角函数正切的定义进行求解即可;(2)利用两角和的正切公式、结合正切的定义,求出tan θ的表达式,利用换元法、基本不等式进行求解即可. 【详解】(1)如图所示:设(02),BF x x CF y =≤≤=,显然有1tan tan 2FGD α∠==,因此有2(2)tan DFFG x FGD==+∠,由//GE DF ,可得: 1.52(2)22(2)CE CG x y DF GF x x +-=⇒=++,化简得:21y x =+,因为02x ≤≤,所以15y ≤≤,即点C 离墙的水平距离的范围为:1~5m m ;(2)222tan tan 2tan tan()21tan tan 21x xBCF ACF y y yBCF ACF x x BCF ACF y x x y yθ-+∠+∠=∠+∠===--∠⋅∠-+-⋅,因为21y x =+,所以有12y x -=,代入上式化简得: 2222228tan 11522()5622y y y y y x x y y yθ===---+-⋅++-, 因为15y ≤≤,所以有55562564y y y y+-≥⋅=(当且仅当55y y =时取等号,即1y =时,取等号),因此有0tan 2θ<≤,因此当点C 离墙的水平距离为1m 时,视角θ(ACB ∠)最大. 【点睛】本题考查两角和的正切公式的应用,考查了基本不等式的应用,考查了平行线成比例定理,考查了数学建模能力,考查了数学运算能力.23.(1)T π=,,36k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦()k z ∈;(2)12.【解析】 【分析】(1)由数量积的坐标运算可得2()2cos 32f x x x m =+,然后将其化为基本型,即可求出周期和单调递增区间 (2)由02x π≤≤,可得()3m f x m ≤≤+,和题目条件对应即可求出m【详解】(1)∵2()2cos 32f x a b x x m =⋅=+1cos22x x m =++2sin 216x m π⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭,∴函数()f x 的最小正周期T π=, 可知,当222262k x k πππππ-≤+≤+,k Z ∈时,函数单调递增,解得:36k x k ππππ-≤≤+,故函数的单调递增区间为,36k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦()k z ∈.(2)∵02x π≤≤,∴72666x πππ≤+≤, ∴1sin 2126x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭,∴()3m f x m ≤≤+, 又17()22f x ≤≤, 故12m =. 【点睛】本题考查的是三角函数的图象及其性质,解决这类问题时首先应把函数化成三角函数基本型.24.(1)cos 2x a b ⋅=;2cos a b x +=,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦(2)()3,12f x ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦【解析】(1)根据平面向量数量积的坐标表示以及三角恒等变换公式可得a b ⋅,根据a b +=2||a b +可求得结果;(2)利用二倍角的余弦公式化为关于cos x 的二次函数可求得结果. 【详解】(1)因为向量33cos ,sin 22x x a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,cos ,sin 22x x b ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, 所以23||cos 1a =,2||cos 12x b ==, 所以333coscos sin sin cos()cos 2222222x a x x b x x xx -=+==⋅, ()2222212cos 2121cos 24cos a a b b x a b x x =+⋅+=++++==,2cos a b x +=,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦;(2)()2cos22cos 2cos 2cos 1x x x f x x =-=--,又0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴[]cos 0,1x ∈,()3,12f x ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦.【点睛】本题考查了平面向量的数量积的坐标运算,考查了求平面向量的模,考查了二倍角的余弦公式,考查了整体换元化为二次函数求值域,属于基础题. 25.见解析 【解析】选择①:利用三角形面积公式和余弦定理可以求接求出AC 的长;选择②:在ABC ∆,ACD ∆中,分别运用正弦定理,可以求接求出AC 的长; 【详解】 解:选择①:113sin 2sin 2224ABC S AB BC ABC BC π∆=⋅⋅⋅∠=⋅⋅⋅=所以BC = 由余弦定理可得2222cos AC AB BC AB BC ABC =+-⋅⋅∠482220⎛=+-⨯⨯= ⎝⎭所以AC == 选择②设BAC CAD θ∠=∠=,则04πθ<<,4BCA πθ∠=-,在ABC ∆中sin sin AC ABABC BCA =∠∠,即23sin sin 44AC ππθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭所以sin 4AC θ=- ⎪⎝⎭在ACD ∆中,sin sin AC CD ADC CAD=∠∠,即4sin sin 6AC πθ=所以2sin AC θ=.所以2sin sin 4θθ=- ⎪⎝⎭2sin cos θθ=, 又04πθ<<,所以sin θ=,所以2sin AC θ==【点睛】本题考查了正弦定理、余弦定理、三角形面积公式,考查了数学运算能力.26.(1)单调增区间为7,1212k k ππππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,k Z ∈,单调减区间为5,1212k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈;(2))22n n +【解析】 【分析】(1)由向量数量积的坐标运算可得()2sin 222sin 23f x a b x x x π⎛⎫=⋅=-=+ ⎪⎝⎭, 再利用三角函数单调区间的求法即可得解;(2)由题意可得()()22222221234212n S n n ⎤=-+-+⋅⋅⋅+--⎦,又()()2221241n n n --=-+,则)2442434n S n n =--⨯-⨯-⋅⋅⋅-+,再利用等差数列求和公式即可得解.【详解】解:(1)向量a ,b 满足2sin 4a x x π⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,cos 4b x x π⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,函数()2sin 222sin 23f x a b x x x π⎛⎫=⋅=-=+ ⎪⎝⎭, 由2222232k x k πππππ-≤+≤+,可得71212k x k ππππ-≤≤-,k Z ∈, 解得()f x 的单调增区间为7,1212k k ππππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,k Z ∈; 单调减区间为5,1212k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈.(2)因为22112sin 2244n n a n f n n ππππ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()()22222221234212n S n n ⎤=-+-+⋅⋅⋅+--⎦, 又()()2221241n n n --=-+,)2442434n S n n --⨯-⨯-⋅⋅⋅-+,所以())2234122n n n S n n --+==+.【点睛】本题考查了三角函数单调区间的求法及数列中捆绑求和,属中档题.27.(Ⅰ)1()22,31234k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦ 【解析】 【分析】化简()f x 解析式可得()()22n f x x ωϕ=-+;根据图象关于,112π⎛⎫ ⎪⎝⎭可求得n ;(Ⅰ)若1m =,则()()21f x x ωϕ=-+,从而可得函数最小值;(Ⅱ)利用4x π=为对称轴,,112π⎛⎫ ⎪⎝⎭为对称中心可得()*642T T k k N π=+⋅∈,根据周期和ω的范围可求得ω;将,112π⎛⎫ ⎪⎝⎭代入解析式可求得()314f x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,将34x π-整体放入正弦函数的单调递增区间中,解出x 的范围即可. 【详解】由题意得:()()22cos sin 2sin cos 2n f x m x x n x x ωωωω=--++()sin 2cos 2222n n n x m x x ωωωϕ=-+=-+ 其中cos ϕ=sin ϕ=图象关于点,112π⎛⎫⎪⎝⎭对称 12n ∴=,解得:2n =()()21f x x ωϕ∴=-+(Ⅰ)若1m =,则()()21f x x ωϕ=-+()min 1f x ∴=(Ⅱ)()4f x f π⎛⎪≤⎫ ⎝⎭对一切实数恒成立 ()max 4f x f π⎛⎫∴= ⎪⎝⎭()*412642T T k k N πππ∴-==+⋅∈,即:()()*223212T k N k ππω==∈+ ()3212k ω∴=+,又()1,2ω∈ 32ω∴=()2sin3cos31f x x m x ∴=-+,又图象关于点,112π⎛⎫⎪⎝⎭对称2sin cos 111244f m πππ⎛⎫∴=-+= ⎪⎝⎭,解得:2m =()2sin 32cos31314f x x x x π⎛⎫∴=-+=-+ ⎪⎝⎭令232242k x k πππππ-+≤-≤+,k Z ∈,解得:2212343k k x ππππ-+≤≤+,k Z ∈ ()f x ∴的单调递增区间为:()22,31234k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦ 【点睛】本题考查三角函数图象与性质的综合应用问题,涉及到根据三角函数的性质求解函数解析式的求解、三角函数最值的求解、单调区间的求解问题.28.(1)13; (2【解析】 【分析】(1)先由ABC ∆的面积为23sin AD B 且D 为BC 的中点,得到ABD ∆的面积;再由三角形的面积公式和正弦定理即可求出结果;(2)根据(1)的结果和6BC AB =,可求出sin BDA ∠和sin BAD ∠;再由余弦定理,即可求出结果. 【详解】(1)由ABC ∆的面积为23sin AD B 且D 为BC 的中点可知:ABD ∆的面积为26sin AD B , 由三角形的面积公式可知:21sin 26sin AD AB BD B B ⋅⋅=, 由正弦定理可得:3sin sin 1BAD BDA ∠⋅∠=, 所以1sin sin 3BAD BDA ∠⋅∠=,(2)6BC AB = ,又因为D 为中点,所以BC 2BD 6AB ==,即BD 3AB =, 在ABD ∆中由正弦定理可得sin sin BD ABBAD BDA=∠∠,所以sin 3sin BAD BDA ∠=∠由(1)可知1sin sin 3BAD BDA ∠⋅∠=所以1sin ,sin 13BDA BAD ∠=∠=,()0,BAD π∠∈ ∴ ,2BAD π∠=在直角ABD ∆中13AD BDA =∠=,所以1,3AB BD ==.BC 2BD =,BC 6∴=在ABC ∆中用余弦定理,可得22212cos 13621633,3b ac ac B b =+-=+-⨯⨯⨯=∴=【点睛】本题主要考查解三角形,熟记正弦定理和余弦定理以及面积公式,即可求解,属于常考题型.29.(1)()2sin(2) 1.6f x x π=-+;(2)3π.【解析】 【详解】(1)由三角函数性质得,最大值为A+1=3,∴A=2, 周期2222πππωω⨯==⇒=,∴f (x )=2sin (2x-6π)+1(2)π(0,)2α∈,f (2α)=2∴2sin (22α⨯-6π)+1=2,得sin (α-6π)=12,α=3π30.(1)π2,1,6A ωϕ===;(2)7π,112a b =-=,递增区间为()πππ,π36k k k Z ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦;(3)π24或7π24. 【解析】 【分析】(1)利用函数图像可直接得出周期T 和A ,再利用=2Tπω,求出ω,然后利用待定系数法直接得出ϕ的值.(2)通过第一问求得的值可得到()f x 的函数解析式,令()=0f x ,再根据a 的位置确定出a 的值;令0x =得到的函数值即为b 的值;利用正弦函数单调增区间即可求出函数的单调增区间.(3)令()f α=0απ,即可求得α的取值.【详解】解:(1)由图象知A =2,34T =512π-(-3π)=912π, 得T =π, 即22πω=2,得ω=1, 又f (-3π)=2sin[2×(-3π)+φ]=-2, 得sin (-23π+φ)=-1,即-23π+φ=-2π+2k π, 即ω=6π+2k π,k ∈Z , ∵|φ|<2π,∴当k =0时,φ=6π,即A =2,ω=1,φ=6π;(2)a =-3π-4T =-3π-4π=-712π,b =f (0)=2sin 6π=2×12=1,∵f (x )=2sin (2x +6π), ∴由2k π-2π≤2x +6π≤2k π+2π,k ∈Z ,得k π-3π≤x ≤k π+6π,k ∈Z ,即函数f (x )的递增区间为[k π-3π,k π+6π],k ∈Z ;(3)∵f (α)=2sin (2α+6π)即sin (2α+6π) ∵α∈[0,π],∴2α+6π∈[6π,136π], ∴2α+6π=4π或34π,∴α=24π或α=724π.【点睛】关于三角函数图像需记住: 两对称轴之间的距离为半个周期; 相邻对称轴心之间的距离为半个周期;相邻对称轴和对称中心之间的距离为14个周期.关于正弦函数单调区间要掌握:当2,222x k k ππωϕππ⎡⎤+∈-+⎢⎥⎣⎦时,函数单调递增;当32+,222x k k ππωϕππ⎡⎤+∈+⎢⎥⎣⎦时,函数单调递减.。
高中数学三角函数专项练习(含答案)一、填空题1.如图,点C 为某沿海城市的高速公路出入口,直线BD 为海岸线,512BAC π∠=,BD AB ⊥,BC 是以A 为圆心,半径为1km 的圆弧型小路.该市拟修建一条从C 通往海岸的观光专线CP PQ -(新建道路PQ ,对道路CP 进行翻新),其中P 为BC 上异于B C ,的一点,PQ 与AB 平行,设012PAB θθ5π⎛⎫∠=<<⎪⎝⎭,新建道路PQ 的单位成本是翻新道路CP 的单位成本的2倍.要使观光专线CP PQ -的修建总成本最低,则θ的值为____________.2.已知函数()f x 在R 上可导,对任意x 都有()()2sin f x f x x --=,当0x ≤时,()1f x '<-,若π2π()333f t f t t ⎛⎫⎛⎫≤-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则实数t 的取值范围为_________3.在锐角三角形ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且满足22b a ac -=,则11tan tan A B-的取值范围为___________. 4.已知球O 的表面积为16π,点,,,A B C D 均在球O 的表面上,且,64ACB AB π∠=则四面体ABCD 体积的最大值为___________. 5.在ABC 中,7AB =3BC =1cos 7BAC ∠=,动点D 在ABC 所在平面内且2π3BDC ∠=.给出下列三个结论:①BCD △3②线段AD 的长度只有最小值,无最大值,且最小值为1;③动点D 的轨迹的长度为8π3.其中正确结论的序号为______. 6.若函数()41sin 2cos 33f x x x a x =-+在(),-∞+∞内单调递增,则实数a 的取值范围是___________.7.△ABC 中,角A ,B ,C 所对的三边分别为a ,b ,c ,c =2b ,若△ABC 的面积为1,则BC 的最小值是________ .8.已知函数()sin cos f x x x =+,()sin cos g x x x =:①函数()f x 的图象关于点(,0)4π对称;②函数|()|g x 的最小正周期是2π;③把函数f (2x )图象上所有点向右平移8π个单位长度得到的函数图象的对称轴与函数y=()g x 图象的对称轴完全相同;④函数1()()y f x g x =--在R 上的最大值为2.则以上结论正确的序号为_______________ 9.已知a ,b ,c 分别为ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,且222a c b ac +-=,则sin cos A C 的最大值为______.10.已知1OB →=,,A C 是以O 为圆心,0BA BC →→⋅=,设平面向量OA →与OB →的夹角为θ(π04θ≤≤),则平面向量OA →在BC →方向上的投影的取值范围是_____.二、单选题11.已知ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c .若2222224cos 4sin 33a B b A b c +=-,则cos A 的最小值为( )A B C D .3412.已知()1,0A -,()3,0B ,P 是圆22:45O x y +=上的一个动点,则sin APB ∠的最大值为( )A B C D 13.已知双曲线2221(0)y x b b -=>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过点2F 作直线l 交双曲线的右支于A ,B 两点.若11||::3:3:2AB AF BF =,则双曲线的离心率为( )A B C .113D .1114.已知向量a 与b 的夹角为120︒,且2a b ⋅=-,向量c 满足()()101c a b λλλ=+-<<,且a c b c ⋅=⋅,记向量c 在向量a 与b 方向上的投影分别为x 、y .现有两个结论:①若13λ=,则2a b =;②22x y xy ++的最大值为34.则正确的判断是( ) A .①成立,②成立 B .①成立,②不成立 C .①不成立,②成立D .①不成立,②不成立15.《九章算术》卷五“商功”:今有刍甍,下广3丈,袤4丈;上袤2丈,无广;高1丈.其描述的是下图的一个五面体,底面ABCD 是矩形,4AB =,3BC =,2EF =,//EF 底面ABCD 且EF 到底面ABCD 的距离为1.若DE AE BF CF ===,则该刍甍中点F 到平面EBC 的距离为( )A .15B .35C .105D .25516.已知点1F ,2F 分别为椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点,点M 在直线:l x a =-上运动,若12F MF ∠的最大值为60︒,则椭圆C 的离心率是( )A .13B .12C .32D .3317.已知函数2log ,0,(),0,x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩函数()g x 满足以下三点条件:①定义域为R ;②对任意x ∈R ,有()()2g x g x π+=;③当[0,]x π∈时,()sin g x x =.则函数()()y f x g x =-在区间[4,4]ππ-上零点的个数为( ) A .6B .7C .8D .918.已知函数()sin os 0(c f x x a x a ωω=+>且0>ω),周期2T π<,()33f π=,且()f x 在6x π=处取得最大值,则ω的最小值为( )A .11B .12C .13D .1419.在锐角ABC 中,若cos cos sin sin 3sin A C B Ca c A+=,且3sin cos 2C C +=,则a b +的取值范围是( ) A .(6,23⎤⎦B .(0,43⎤⎦C .(23,43⎤⎦D .(6,43⎤⎦20.已知函数22sin sin ,[1,1]()22,(1,)x x a a x f x x ax a x ⎧++-∈-=⎨-+∈+∞⎩若关于x 的不等式()0f x 对任意[1,)x ∈-+∞恒成立,则实数a 的范围是( )A .[0,2]B .(,0][2,)-∞+∞C .(,0][1,2]-∞D .[0,1][2,)⋃+∞三、解答题21.已知1l ,2l ,3l 是同一平面内自上而下的三条不重合的平行直线.(1)如图1,如果1l 与2l 间的距离是1,2l 与3l 间的距离也是1,可以把一个正三角形ABC 的三顶点分别放在1l ,2l ,3l 上,求这个正三角形ABC 的边长.(2)如图2,如果1l 与2l 间的距离是1,2l 与3l 间的距离是2,能否把一个正三角形ABC 的三顶点分别放在1l ,2l ,3l 上,如果能放,求BC 和3l 夹角θ的正切值并求该正三角形边长;如果不能,试说明理由.(3)如果边长为2的正三角形ABC 的三顶点分别在1l ,2l ,3l 上,设1l 与2l 间的距离为1d ,2l 与3l 间的距离为2d ,求12d d ⋅的取值范围.22.已知函数()()sin 06f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图象向左平移2π个单位长度后与函数()()cos 22g x x πϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭图象重合.(1)求ω和ϕ的值;(2)若函数()88h x f x g x ππ⎛⎫⎛⎫=++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,求函数()h x 的单调递减区间及图象的对称轴方程.23.已知(3cos ,sin ),(sin ,0),0a x x b x ωωωω==>,设()(),f x a b b k k R =+⋅+∈. (1)若()f x 图象中相邻两条对称轴间的距离不小于2π,求ω的取值范围; (2)若()f x 的最小正周期为π,且当,66x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,()f x 的最大值是12,求()f x 的解析式,并说明如何由sin y x =的图象变换得到()y f x =的图象.24.已知函数()2212cos f x x x +-. (1)求()f x 的对称轴; (2)将()f x 的图象向左平移12π个单位后得到函数()g x 的图象,当0,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求()g x 的值域.25.已知向量33cos ,sin 22x a x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,cos ,sin 22x x b ⎛⎫- ⎪⎝=⎭,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.(1)用含x 的式子表示a b ⋅及a b +; (2)求函数的()f x a b a b =⋅-+值域.26.对于函数()f x ,若存在定义域中的实数a ,b 满足0b a >>且()()2()02a bf a f b f +==≠,则称函数()f x 为“M 类” 函数. (1)试判断()sin f x x =,x ∈R 是否是“M 类” 函数,并说明理由;(2)若函数()2|log 1|f x x =-,()0,x n ∈,*n N ∈为“M 类” 函数,求n 的最小值. 27.已知函数()sin 2coscos 2sin33f x x x ππ=+.(1)若对任意,63x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,都有4f x m π⎛⎫- ⎪⎝⎭成立,求实数m 的取值范围;(2)设函数()132262g x f x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,求()g x 在区间[],3ππ-内的所有零点之和.28.为丰富市民的文化生活,市政府计划在一块半径为200m ,圆心角为0120的扇形地上建造市民广场,规划设计如图:内接梯形ABCD 区域为运动休闲区,其中A ,B 分别在半径OP ,OQ 上,C ,D 在圆弧PQ 上,CD //AB ;上,CD //AB ;OAB ∆区域为文化展区,AB 长为3域,且CD 长不得超过200m.(1)试确定A ,B 的位置,使OAB ∆的周长最大?(2)当OAB ∆的周长最长时,设2DOC θ∠=,试将运动休闲区ABCD 的面积S 表示为θ的函数,并求出S 的最大值.29.在ABC ∆中,内角,,A B C 所对的边分别是,,a b c ,已知sin tan 1cos BC B=-.(Ⅰ)求证:ABC ∆为等腰三角形;(Ⅱ)若ABC ∆是钝角三角形,且面积为24a ,求2b ac 的值.30.已知函数()()()24sin sin cos sin cos sin 142x f x x x x x x π⎛⎫=+++-- ⎪⎝⎭.(1)求函数()f x 的最小正周期; (2)若函数()()()12122g x f x af x af x a π⎡⎤⎛⎫=+---- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦在,42ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦的最大值为2,求实数a 的值.【参考答案】一、填空题1.6π2.π6∞⎛⎤- ⎥⎝⎦,3.⎛ ⎝⎭4 5.①③6.[ 78.②③④9.12+10.⎡⎢⎣⎦二、单选题 11.C 12.D 13.A 14.C 15.C 16.C 17.A 18.C 19.D 20.C 三、解答题21.(1)2 ;(2)能放,tan θ=;(3)(]0,1 【解析】 【分析】(1)根据,A C 到直线2l 的距离相等,可得2l 过AC 的中点M ,2l AC ⊥,从而求得边长2AC AM =的值.(2)假设能放,设边长为a ,BC 与3l 的夹角θ,不妨设060θ<≤,可得sin 2a θ=,()sin 601a θ-=,两式相比化简可得sin θa 的值,从而得出结论.(3)利用两角和差的正弦、余弦公式化简()124sin 60sin d d θθ⋅=-为()2sin 2301θ+-,再根据正弦函数的定义和值域求出12d d ⋅的取值范围. 【详解】 (1),A C 到直线2l 的距离相等,∴2l 过AC 的中点M , ∴2l AC ⊥, ∴边长22AC AM ==(2)假设能放,设边长为a ,BC 与3l 的夹角θ, 由对称性,不妨设060θ<≤, ∴sin 2a θ=,()sin 601a θ-=,两式相比可得:()sin 2sin 60θθ=-,即sin sin θθθ-,2sin θθ∴=,tan θ∴=,sin θ∴=,故边长3a ==, 综上可得,能放.(3)()1214sin 60sin 4sin sin 2d d θθθθθ⎫⋅=-=-⎪⎪⎝⎭()1cos 2222sin 23012θθθ⎫+=-=+-⎪⎪⎝⎭. 060θ<≤,30230150θ∴<+≤,()1sin 23012θ≤+≤, 所以()02sin 23011θ≤+-≤, 又10d >,20d >,所以(]120,1d d ⋅∈. 【点睛】本题是一道考查三角函数应用的题目,解题的关键是掌握等边三角形的性质以及三角函数的恒等变换,属于中档题. 22.(1)2ω=,3πϕ=;(2)减区间为()7,1212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦,对称轴方程为()212k x k Z ππ=+∈ 【解析】 【分析】(1)先根据平移后周期不变求得2ω=,再根据三角函数的平移方法求得3πϕ=即可.(2)根据(1)中()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()cos 23g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭代入可得()h x ,利用辅助角公式求得()23h x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再代入调递减区间及图象的对称轴方程求解即可.【详解】(1)因为函数()()sin 06f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图象向左平移2π个单位长度后与函数()()cos 22g x x πϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭图象重合,所以2ω=.5sin 2sin 2cos 222663f x x x x πππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+-=+=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 所以()cos 2cos 23x x πϕ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,因为2πϕ<,所以3πϕ=.(2)由(1)()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()cos 23g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以()88h x f x g x ππ⎛⎫⎛⎫=++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,sin 2cos 2212123x x x πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.令()3222232k x k k Z πππππ+≤+≤+∈,解得()71212k x k k Z ππππ+≤≤+∈ 所以函数的单调递减区间为()7,1212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦. 令()232x k k Z πππ+=+∈,可得图象的对称轴方程为()212k x k Z ππ=+∈. 【点睛】本题主要考查了三角函数的平移运用以及辅助角公式.同时也考查了根据三角函数的解析式求解单调区间以及对称轴等方法.属于中档题.23.(1)01ω<≤;(2)()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭;平移变换过程见解析.【解析】 【分析】(1)根据平面向量的坐标运算,表示出()f x 的解析式,结合辅助角公式化简三角函数式.结合相邻两条对称轴间的距离不小于2π及周期公式,即可求得ω的取值范围; (2)根据最小正周期,求得ω的值.代入解析式,结合正弦函数的图象、性质与()f x 的最大值是12,即可求得()f x 的解析式.再根据三角函数图象平移变换,即可描述变换过程.【详解】∵(3cos ,sin ),(sin ,0)a x x b x ωωω== ∴(3cos sin ,sin )a b x x x ωωω+=+∴2()()3sin cos sin f x a b b k x x x k ωωω=+⋅+=++1cos21122cos2222x x k x x k ωωωω-=++=-++ 1sin 262x k πω⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭(1)由题意可知222T ππω=≥, ∴1ω≤ 又0>ω, ∴01ω<≤ (2)∵T πω=, ∴1ω=∴1()sin 262f x x k π⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭∵,66x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,∴2,626x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦∴当266x ππ-=即6x π=时max 11()sin 16622f x f k k ππ⎛⎫==++=+= ⎪⎝⎭∴12k =-∴()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭将sin y x =图象上所有点向右平移6π个单位,得到sin 6y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象;再将得到的图象上所有点的横坐标变为原来的12倍,纵坐标不变,得到sin 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象(或将sin y x =图象上所有点的横坐标变为原来的12倍,纵坐标不变,得到sin 2y x =的图象;再将得到的图象上所有点向右平移12π个单位,得到sin 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象) 【点睛】本题考查了正弦函数图像与性质的综合应用,根据最值求三角函数解析式,三角函数图象平移变换过程,属于中档题.24.(1)23k x ππ=+(k Z ∈)(2)[]0,2 【解析】(1)利用三角恒等变换,化简函数解析式为标准型,再求对称轴; (2)先求平移后的函数解析式,再求值域. 【详解】(1)()222cos 1f x x x =-+2cos 2x x =-2sin 26x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭令:262x k πππ-=+,得23k x ππ=+, 所以()f x 的对称轴为23k x ππ=+(k Z ∈). (2)将()f x 的图象向左平移12π个单位后得到函数()g x ,所以()12g x f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭2sin 22sin 2126x x ππ⎡⎤⎛⎫=+-= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦当0,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,有220,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,故[]sin 20,1x ∈, ()g x ∴的值域为[]0,2. 【点睛】本题考查利用三角恒等变换化简函数解析式,求解函数性质,同时涉及三角函数图象的平移,以及值域的求解问题.属三角函数综合基础题.25.(1)cos 2x a b ⋅=;2cos a b x +=,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦(2)()3,12f x ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦【解析】(1)根据平面向量数量积的坐标表示以及三角恒等变换公式可得a b ⋅,根据a b +=2||a b +可求得结果;(2)利用二倍角的余弦公式化为关于cos x 的二次函数可求得结果. 【详解】(1)因为向量33cos ,sin 22x x a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,cos ,sin 22x x b ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, 所以23||cos 1a =,2||cos 12x b ==, 所以333coscos sin sin cos()cos 2222222x a x x b x x xx -=+==⋅, ()2222212cos 2121cos 24cos a a b b x a b x x =+⋅+=++++==,2cos a b x +=,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦;(2)()2cos22cos 2cos 2cos 1x x x f x x =-=--,又0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴[]cos 0,1x ∈,()3,12f x ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦.【点睛】本题考查了平面向量的数量积的坐标运算,考查了求平面向量的模,考查了二倍角的余弦公式,考查了整体换元化为二次函数求值域,属于基础题. 26.(1)不是.见解析(2)最小值为7. 【解析】(1)不是,假设()f x 为M 类函数,得到2b a k π=+或者2b a k ππ+=+,代入验证不成立.(2)()221log ,02log 1,2x x f x x x -<≤⎧=⎨->⎩,得到函数的单调区间,根据题意得到326480b b b ---=,得到()6,7b ∈,得到答案. 【详解】 (1)不是.假设()f x 为M 类函数,则存在0b a >>,使得sin sin a b =, 则2b a k π=+,k Z ∈或者2b a k ππ+=+,k Z ∈, 由sin 2sin2a ba +=, 当2b a k π=+,k Z ∈时,有()sin 2sin a a k π=+,k Z ∈, 所以sin 2sin a a =±,可得sin 0a =,不成立;当2b a k ππ+=+,k Z ∈时,有sin 2sin()2a k ππ=+,k Z ∈,所以sin 2a =±,不成立, 所以()f x 不为M 类函数.(2)()221log ,02log 1,2x x f x x x -<≤⎧=⎨->⎩,则()f x 在()0,2单调递减,在()2,+∞单调递增,又因为()f x 是M 类函数,所以存在02a b <<<,满足2221log log 12|log 1|2a ba b +-=-=-, 由等式可得:()2log 2ab =,则4ab =,所以()22142(4)0222a a b a a a-+-=+-=>, 则2log 102a b +->,所以得22log 12log 12a b b +⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,从而有222log 1log 2a b b +⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则有()224a b b +=,即248b b b ⎛⎫+= ⎪⎝⎭, 所以43288160b b b -++=,则()()3226480b b b b ----=,由2b >,则326480b b b ---=,令()32648g x x x x =---,当26x <<时,()()26480g x x x x =---<,且()6320g =-<,()7130g =>,且()g x 连续不断,由零点存在性定理可得存在()6,7b ∈, 使得()0g b =,此时()0,2a ∈,因此n 的最小值为7. 【点睛】本题考查了函数的新定义问题,意在考查学生对于函数的理解能力和应用能力. 27.(1)1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦;(2)2π【解析】(1)首先根据两角和的正弦公式得到()sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,从而得到4f x π⎛⎫- ⎪⎝⎭的解析式,根据正弦函数的性质求出其值域,从而得到参数的取值范围; (2)首先求出()g x 的解析式,根据正弦函数的对称性即可解答. 【详解】解:(1)因为()sin 2coscos 2sin33f x x x ππ=+()sin 23f x x π⎛⎫∴=+ ⎪⎝⎭, 所以sin 2sin 24436f x x x ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+=- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦.又,63x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以2,662x πππ⎡⎤-∈⎢⎥⎣⎦, 故1sin 2,162x π⎛⎫⎡⎤-∈ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,即min 142f x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,12m, 所以实数m 的取值范围为1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦.(2)由(1)得()1122sin 22sin 26263g x f x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-=-+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦令()0g x =,得sin x =sin x =[],3ππ-上有4个零点 这4个零点从小到大不妨设为1x ,2x ,3x ,4x ,则由对称性得1222x x π+=-,34322x x π+=, 从而所有零点和为12342x x x x π+++=. 【点睛】本题考查两角和的正弦公式的应用,三角函数的性质的应用,属于基础题. 28.(1)OA 、OB 都为50m ;(2)8sin 64sin cos S θθθθ=-+;0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦;最大值为2625(8153)m +. 【解析】 【分析】对于(1),设OA m =,OB n =,m ,n (0,200)∈,在△OAB 中,利用余弦定理可得22222cos3AB OA OB OA OB π=+-⋅⋅,整理得222(503)m n mn =++,结合基本不等式即可得出结论;对于(2),当△AOB 的周长最大时,梯形ACBD 为等腰梯形,过O 作OF ⊥CD 交CD 于F ,交AB 于E ,则E 、F 分别为AB ,CD 的中点,利用已知可表示出相关线段;然后利用梯形的面积公式可知,625(83cos 8sin 64sin cos 3)S θθθθ=-+- ,0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,令()83cos 8sin 64sin cos 3f θθθθθ=-+-,0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,,结合导数,确定函数的单调性,即可求出S 的最大值. 【详解】解:(1)设OA m =,OB n =,m ,n (0,200)∈,在OAB ∆中,22222cos3AB OA OB OA OB π=+-⋅⋅, 即222(503)m n mn =++.所以22222()3(503)()()()44m n m n mn m n m n +=+-+-=+.所以m n 100+,当且仅当m n 50==时,m n +取得最大值, 此时OAB ∆周长取得最大值.答:当OA 、OB 都为50m 时,OAB ∆的周长最大. (2)当AOB ∆的周长最大时,梯形ABCD 为等腰梯形.如上图所示,过O 作OF CD ⊥交CD 于F ,交AB 于E ,则E 、F 分别为AB 、CD 的中点, 所以DOE θ∠=.由CD 200,得0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦.在ODF ∆中,DF 200sin θ=,OF 200cos θ=. 又在AOE ∆中,OE OAcos253π==,故EF 200cos 25θ=-.所以1(503400sin )(200cos 25)2S θθ=-625(38sin )(8cos 1)θθ=-8sin 64sin cos θθθθ=-+,0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦.令()8sin 64sin cos f θθθθθ=-+0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,()8cos 64cos 216sin 64cos 26f πθθθθθθ'⎛⎫=--+=-++ ⎪⎝⎭,0,6πθ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭.又16sin 6y πθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭及cos 2y θ=在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上均为单调递减函数,故()f θ'在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上为单调递减函数.因1()164062f π⎫'=-⨯>⎪⎪⎝⎭,故()0f θ'>在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上恒成立, 于是,()f θ在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上为单调递增函数.所以当6πθ=时,()f θ有最大值,此时S 有最大值为625(8+.答:当6πθ=时,梯形ABCD 面积有最大值,且最大值为2625(8m +.【点睛】本题主要考查了余弦定理、基本不等式以及导数的应用,在(2)中得到()8sin 64sin cos f θθθθθ=-+()16sin 64cos 26f πθθθ'⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,结合函数在公共区间上,减函数+减函数等于减函数,从而确定()f θ'在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上为单调递减函数.属于难题.29.(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)2 【解析】 【分析】(Ⅰ)将正切化弦,结合两角和差正弦公式可求得()sin sin C B C =+,根据三角形内角和可整理为sin sin C A =,则由正弦定理可得到结论;(Ⅱ)利用三角形面积公式可求得1sin 2B =;根据三角形为钝角三角形且(Ⅰ)中的c a =,可知B 为钝角,求得cos B ;利用余弦定理可构造方程求得,a b 之间关系,从而得到所求结果. 【详解】 (Ⅰ)由sin tan 1cos B C B =-得:sin sin cos 1cos C BC B=-则:()sin sin cos cos sin sin C B C B C B C =+=+A B C π++= ()()sin sin sin B C A A π∴+=-= sin sin C A ∴=由正弦定理可知:c a =ABC ∆∴为等腰三角形(Ⅱ)由题意得:2211sin sin 224a S ac B a B ===,解得:1sin 2B =ABC ∆为钝角三角形,且a c = B ∴为钝角 cos B ∴=由余弦定理得:(2222222cos 22b a c ac B a a =+-==+2222b b ac a ∴==【点睛】本题考查三角形形状的求解、利用余弦定理、三角形面积公式求解三角形边之间的关系问题,涉及到两角和差正弦公式、三角形内角和、诱导公式、同角三角函数值的求解等知识. 30.(1) 2T π=;(2)2a =-或6a = 【解析】 【分析】(1)根据二倍角公式进行整理化简可得()2sin f x x =,从而可得最小正周期;(2)将()g x通过换元的方式变为21112y t at a =-+--,1t ≤;讨论对称轴的具体位置,分别求解最大值,从而建立方程求得a 的值. 【详解】(1)()2221cos sin cos sin 12f x x x x x π⎡⎤⎛⎫=-++-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()222sin sin 12sin 12sin x x x x =++--= ∴最小正周期2T π=(2)()1sin2sin cos 12g x a x a x x a =+---令sin cos x x t -=,则()22sin 21sin cos 1x x x t =--=-22221111122242a a y t at a t at a t a ⎛⎫∴=-+--=-+-=--+- ⎪⎝⎭sin cos 4t x x x π⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭由42x ππ-≤≤得244x πππ-≤-≤1t ≤①当2a<a <-当t =max 122y a ⎫=--⎪⎭由1222a ⎫--=⎪⎭,解得()817a ==->-)②当12a≤,即2a -≤时当2a t =时,2max 142a y a =- 由21242a a -=得2280a a --=,解得2a =-或4a =(舍去) ③当12a>,即2a >时 当1t =时,max 12a y =-,由122a-=,解得6a = 综上,2a =-或6a = 【点睛】本题考查正弦型函数最小正周期的求解、利用二次函数性质求解与三角函数有关的值域问题,解题关键是通过换元的方式将所求函数转化为二次函数的形式,再利用对称轴的位置进行讨论;易错点是忽略了换元后自变量的取值范围.。
高中数学三角函数专项练习题(含答案)一、填空题1.在ABC中,AB =BC =1cos 7BAC ∠=,动点D 在ABC 所在平面内且2π3BDC ∠=.给出下列三个结论:①BCD △②线段AD 的长度只有最小值,无最大值,且最小值为1;③动点D 的轨迹的长度为8π3.其中正确结论的序号为______.2.在ABC中,AB =BC =1cos 7BAC ∠=,动点D 在ABC 所在平面内且2π3BDC ∠=.给出下列三个结论:①BCD △②线段AD 的长度只有最小值,无最大值,且最小值为1;③动点D 的轨迹的长度为8π3.其中正确结论的序号为______.3.已知函数23tan ,,,2332()2,33x x f x x ππππππ⎧⎛⎤⎛⎫∈-⋃ ⎪⎪⎥⎝⎦⎝⎭⎪=⎨⎛⎤⎪+∈ ⎥⎪⎝⎦⎩若()f x 在区间D 上的最大值存在,记该最大值为{}K D ,则满足等式{[0,)}3{[,2]}K a K a a =⋅的实数a 的取值集合是___________. 4.在平面直角坐标系中,对任意角α,设α的终边上异于原点的任意一点P 的坐标为(,)x y ,它与原点的距离是r .我们规定:比值,,r r xx y y分别叫做角α的正割、余割、余切,分别记作sec α,csc α,cot α,把sec ,csc ,cot y x y x y x ===分别叫做正割函数、余割函数、余切函数,则下列叙述正确的有___________(填上所有正确的序号) ①3cot14π=; ②sin csc 1αα⋅=;③sec y x =的定义域为{}|,Z x x k k π≠∈; ④22sec csc 4αα+;⑤2cot 1cot22cot ααα-=.5.若函数()41sin 2cos 33f x x x a x =-+在(),-∞+∞内单调递增,则实数a 的取值范围是___________.6.在直角平面坐标系xOy 中,12,F F 分别是双曲线()22210yx b b-=>的左、右焦点,过点1F 作圆221x y +=的切线,与双曲线左、右两支分别交于点,A B ,若2||||F B AB =,则b 的值是_________.7.关于函数())cos sin f x x x x =+①其表达式可写成()cos 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭;②直线12x π=-是曲线()y f x =的一条对称轴;③()f x 在区间,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增;④存在0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭使()()3f x f x αα+=+恒成立.其中正确的是______(填写正确的番号). 8.若向量x y ,满足2212x y +=,则21||2x x y ++的最大值是___________. 9.函数ππ5sin (1510)55y x x ⎛⎫=+-≤≤ ⎪⎝⎭的图象与函数25(1)22x y x x +=++图象的所有交点的横坐标之和为___________.10.已知1OB →=,,A C 是以O 为圆心,0BA BC →→⋅=,设平面向量OA →与OB →的夹角为θ(π04θ≤≤),则平面向量OA →在BC →方向上的投影的取值范围是_____.二、单选题11.把函数()sin y x x =∈R 的图象上所有点向左平行移动3π个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),得到的图象所表示的函数是( )A .sin 23y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,x ∈RB .sin 26x y π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,x ∈RC .2sin 23x y π⎛⎫=+⎪⎝⎭,x ∈R D .sin 23y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,x ∈R12.已知双曲线2221(0)y x b b -=>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过点2F 作直线l 交双曲线的右支于A ,B 两点.若11||::3:3:2AB AF BF =,则双曲线的离心率为( )A B C .113D .1113.已知向量a ,b 夹角为3π,向量c 满足1b c -=且 a b a c b c ++=,则下列说法正确的是( ) A .2b c +<B .2a b +>C .1b <D .1a >14.已知函数()sin 22cos f x x x =-,下列说法错误的是( ) A .函数()f x 是周期函数 B .6x π=是函数()f x 图象的一条对称轴C .函数()f x 的增区间为()72,266k k k ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦ZD .函数()f x 15.已知点1F ,2F 分别为椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的左、右焦点,点M 在直线:l x a =-上运动,若12F MF ∠的最大值为60︒,则椭圆C 的离心率是( )A .13B .12C D 16.在锐角ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,S 为ABC 的面积,且()222S a b c =--,则222b c bc+的取值范围为( )A .4359,1515⎛⎫ ⎪⎝⎭B .4315⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .5915⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .)⎡+∞⎣17.已知函数()3sin()(0,||)f x x ωϕωϕπ=+><,(4)(2)6f f =-,且()f x 在[2,4]上单调.设函数()()1g x f x =-,且()g x 的定义域为[5,8]-,则()g x 的所有零点之和等于( ) A .0B .4C .12D .1618.设点()11,P x y 在椭圆22182x y +=上,点()22,Q x y 在直线280x y +-=上,则2121x x y y -+-的最小值是( )A.1B C .1D .219.已知函数()2sin cos f x x x x =,给出下列结论:①()f x 的图象关于直线π12x =对称;②()f x 的值域为[]22-,;③()f x 在π7π,1212⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是减函数;④0是()f x 的极大值点.其中正确的结论有( ) A .①④B .②③C .①②③D .①②④20.设函数()xf x mπ,函数()f x 的对称轴为0x x =,若存在0x 满足()22200x f x m +<⎡⎤⎣⎦,则m 的取值范围为( )A .(,6)(6,)-∞-+∞B .(,4)(4,)-∞-⋃+∞C .(,2)(2,)-∞-+∞D .(,1)(1,)-∞-+∞三、解答题21.已知函数()cos f x x =.(1)若,αβ为锐角,()f αβ+= 4tan 3α=,求cos2α及tan()βα-的值;(2)函数()(2)3g x f x =-,若对任意x 都有2()(2)()2g x a g x a ≤+--恒成立,求实数a 的最大值;(3)已知3()()()=2f f f αβαβ+-+,,(0,)αβπ∈,求α及β的值.22.如图所示,我市某居民小区拟在边长为1百米的正方形地块ABCD 上划出一个三角形地块APQ 种植草坪,两个三角形地块PAB 与QAD 种植花卉,一个三角形地块CPQ 设计成水景喷泉,四周铺设小路供居民平时休闲散步,点P 在边BC 上,点Q 在边CD 上,记PAB α∠=.(1)当4PAQ π∠=时,求花卉种植面积S 关于α的函数表达式,并求S 的最小值;(2)考虑到小区道路的整体规划,要求PB DQ PQ +=,请探究PAQ ∠是否为定值,若是,求出此定值,若不是,请说明理由.23.已知函数()cos f x x x =,()sin g x x =,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.(1)求证:()()f x g x ≤;(2)若()ax g x bx <<在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上恒成立,求a 的最大值与b 的最小值.24.已知函数()sin()0,0,||2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的最大值是2,函数()f x 的图象的一条对称轴是3x π=,且与该对称轴相邻的一个对称中心是7,012π⎛⎫⎪⎝⎭. (1)求()f x 的解析式;(2)已知DBC △是锐角三角形,向量,,,2124233B B m f f n f f B ππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,且3,sin 5m n C ⊥=,求cos D . 25.已知函数 2()sin 2cos 1f x x m x =--- [0,]2x π∈()1若()f x 的最小值为 - 3,求m 的值;()2当2m =时,若对任意 12,[0,]2x x π∈ 都有()()12124f x f x a -≤-恒成立,求实数a 的取值范围.26.已知函数()223sin 2cos 2f x x x x =++. (1)求函数()f x 的最小正周期和单调递减区间;(2)求函数()f x 在02π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上的最大值和最小值.27.已知函数()f x a b =⋅,其中()3sin ,1a x =-,()1,cos b x =,x ∈R .(1)求函数()y f x =的单调递增区间; (2)求()f x 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值.28.已知函数()()233cos sin cos 02f x x x x ωωωω=+->的最小正周期为π.将函数()y f x =的图象上各点的横坐标变为原来的4倍,纵坐标变为原来的2倍,得到函数()y g x =的图象.(1)求ω的值及函数()g x 的解析式; (2)求()g x 的单调递增区间及对称中心29.函数()sin()f x A x ωϕ=+(其中0,0,||2A πωϕ>><)的部分图象如图所示,把函数()f x 的图像向右平移4π个单位长度,再向下平移1个单位,得到函数()g x 的图像.(1)当17,424x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求()g x 的值域 (2)令()=()3F x f x -,若对任意x 都有2()(2)()20F x m F x m -+++≤恒成立,求m 的最大值30.已知向量33cos ,sin 22a x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,cos ,sin 22x x b ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,且0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦(1)求a ·b 及||a b +;(2)若3()||2f x a b a b =⋅-+,求()f x 的最小值【参考答案】一、填空题1.①③ 2.①③3.47,912ππ⎧⎫⎨⎬⎩⎭ 4.②④⑤5.[6.11 7.②③8 9.-710.⎡⎢⎣⎦二、单选题 11.D 12.A 13.A 14.B 15.C 16.C 17.C 18.D 19.B 20.C 三、解答题21.(1)72cos 2,tan()2511αβα=--=;(2)265-;(3)3παβ== 【解析】 【分析】(1)根据同角三角函数的关系和二倍角的余弦公式可求得cos2α的值,利用二倍角的正切公式、同角三角函数的基本关系以及两角差的正切公式可求解tan()βα-的值;(2)由余弦函数的有界性求得()g x 的值域,再将不等式分离参数,并令()1t g x =-,可得1a t t ≤+对[5,3]t ∈--恒成立.易知函数1y t t=+在[5,3]t ∈--单调递增,求出其最小值,则可得265a ≤-,从而求得a 的最大值; (3)利用和差化积公式(需证明)以及二倍角公式,将该式化简,配凑成22(2coscos)sin 0222αβαβαβ+---+=,再结合,(0,)αβπ∈,即可求出α及β的值.【详解】 解:(1)4tan 3α=,且α为锐角, 4sin 5α∴=,3cos 5α=,22tan 24tan 21tan 7ααα==--则227cos 2cos sin 25ααα=-=-,又()cos()f αβαβ+=+=,αβ为锐角,sin()αβ∴+=,tan()2αβ+=-, tan()tan[()2]βααβα∴-=+-242()tan()tan 227241tan()tan 2111(2)()7αβααβα---+-===+++-⨯-; (2)()(2)3cos 23[4,2]g x f x x =-=-∈--,2()(2)()2g x a g x a ≤+--对任意x 恒成立,即2()2()2(()1)g x g x g x a -+≤-对任意x 恒成立, 令()1[5,3]t g x =-∈--,211t a t t t+∴≤=+对[5,3]t ∈--恒成立,又函数1y t t=+在[5,3]t ∈--单调递增,∴当5t =-时,min 126()5t t +=-,265a ∴≤-,则a 的最大值为265-; (3)3()()()2f f f αβαβ+-+=, 即3cos cos cos()2αβαβ+-+= , cos cos()22αβαβα+-=+coscossinsin2222αβαβαβαβ+-+-=-,cos cos()22αβαββ+-=-coscos+sinsin2222αβαβαβαβ+-+-=,cos cos 2coscos22αβαβαβ+-∴+=,又2cos()2cos12αβαβ++=-,232coscos2cos 12222αβαβαβ+-+∴-+=, 则24cos 4coscos10222αβαβαβ++--+=, 22(2coscos)1cos 0222αβαβαβ+---+-=, 即22(2coscos)sin 0222αβαβαβ+---+=,2cos cos 022sin 02αβαβαβ+-⎧-=⎪⎪∴⎨-⎪=⎪⎩,又0απ<<,0βπ<<, 3παβ∴==.【点睛】本题考查了同角三角函数间的关系,两角和与差的三角函数公式,二倍角余弦和正切公式,不等式恒成立问题,考查了运算能力和转化能力,属于综合性较强的题. 22.(1)S =⎝⎭花卉种植面积0,4πα⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦];最小值为)100001 (2)PAQ ∠是定值,且4PAQ π∠=.【解析】 【分析】(1)根据三角函数定义及4PAQ π∠=,表示出,PB DQ ,进而求得,ABP ADQ S S ∆∆.即可用α表示出S 花卉种植面积,(2)设PAB QAD CP x CQ y αβ∠=∠===,,,,利用正切的和角公式求得()tan αβ+,由PB DQ PQ +=求得,x y 的等量关系.进而求得()tan αβ+的值,即可求得PAQ ∠的值. 【详解】(1)∵边长为1百米的正方形ABCD 中,PAB α∠=,4PAQ π∠=,∴100tan PB α=,100tan 100tan 244DQ πππαα⎛⎫⎛⎫=--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,∴ABP ADQ S S S ∆∆+=花卉种植面积1122AB BP AD DQ =⋅+⋅ 11100100tan 100100tan 224παα⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯- ⎪⎝⎭()5000cos sin cos ααα==+⎝⎭,其中0,4πα⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦ ∴当sin 214πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭时,即8πα=时,S)100001=.(2)设PAB QAD CP x CQ y αβ∠=∠===,,,, 则100100BP x DQ y =-=-,, 在ABP ∆中,100tan 100x α-=,在ADQ ∆中,100tan 100yβ-=, ∴()()()20000100tan tan tan 1tan tan 100x y x y xyαβαβαβ-+++==-⋅+-,∵PB DQ PQ +=,∴100100x y -+-=100200xyx y +=+, ∴()20000100100100002002tan 1100001001002200xy xyxy xy xy αβ⎛⎫-⨯+-⎪⎝⎭+===⎛⎫-⨯+- ⎪⎝⎭, ∴4παβ+=,∴PAQ ∠是定值,且4PAQ π∠=.【点睛】本题考查了三角函数定义,三角形面积求法,正弦函数的图像与性质应用,正切和角公式的应用,属于中档题.23.(1)答案见解析;(2)a 最大值为2π,b 的最小值为1. 【解析】 【分析】(1)构建函数()cos sin h x x x x =-,通过导数研究函数()h x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦单调性并计算最值,可得结果.(2)构造函数()sin M x x cx =-,通过分类讨论的方法,0c ≤,1c ≥和01c <<,利用导数判断函数()M x 的单调性,并计算最值比较,可得结果.【详解】(1)由()()()cos sin h x f x g x x x x =-=- 所以()'cos sin cos sin h x x x x x x x =--=-. 又0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,()'sin 0h x x x =-≤,所以()h x 在区间上0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦单调递减.从而()()00h x h ≤=,()()f x g x ≤. (2)当0x >时,“()ax g x <”等价于“sin 0x ax ->” “()g x bx <”等价于“sin 0x bx -<”.令()sin M x x cx =-,则()'cos M x x c =-,当0c ≤时,()0M x >对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭恒成立.当1c ≥时,因为对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()'cos 0M x x c =-<,所以()M x 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减.从而()()00M x M <=对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭恒成立.当01c <<时,存在唯一的00,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使得()'cos 0M x x c =-=.()M x 与()'M x 在区间0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上的情况如下:因为在区间0上是增函数, 所以()()000M x M >=.进一步,“()0M x >对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭恒成立”当且仅当1022M c ππ⎛⎫=-≥ ⎪⎝⎭,即20c π<≤, 综上所述: 当且仅当2c π≤时,()0M x >对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭恒成立; 当且仅当1c ≥时,()0M x <对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭恒成立. 所以,若()ax g x bx <<对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭恒成立, 则a 最大值为2π,b 的最小值为1. 【点睛】 本题考查导数的综合应用,关键在于构建函数,化繁为简,同时掌握分类讨论的思想,考验分析问题的能力以及计算能力,属中档题.24.(1)()2sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭;(2 【解析】(1)根据函数的最值、周期、对称轴待定系数即可求解;(2)由(1)所求,可化简向量坐标,根据向量垂直得到角B ,再利用()cos cosD A B =-+求解.【详解】(1)设()f x 的最小正周期为T , 依题意得71234T ππ-=,∴T π=,∴22πωπ==. ∵()f x 图象的一条对称轴是3x π=,∴2,32k k Z ππϕπ+=+∈, ∴,6k k Z πϕπ=-+∈.∵||2ϕπ<,∴6πϕ=-. 又∵()f x 的最大值是2,∴2A =, 从而()2sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭. (2)∵()(),2sin ,3,2cos ,2cos 2m n m B n B B ⊥==,∴4sin cos 22sin 22m n B B B B B ⋅=⋅+=+ 4sin 203B π⎛⎫=+= ⎪⎝⎭ ∴2,3B k k Z ππ+=∈,∴:,62k B k Z ππ=-+∈, 又∵B 是锐角,∴3B π=.∵3sin 5C =,∴4cos 5C =,∴cos cos()(cos cos sin sin )D B C B C B C =-+=--=.即cosD =. 【点睛】 本题考查三角函数解析式的求解,涉及向量垂直的转换,余弦函数的和角公式.属综合基础题.25.(1)1m =;(2)13[,)8a ∈+∞ 【解析】【分析】(1)将函数化为2()cos 2cos 2f x x m x =--,设cos [0,1]t x =∈,将函数转化为二次函数,利用二次函数在给定的闭区间上的最值问题的解法求解.(2) 对任意 12,[0,]2x x π∈ 都有()()12124f x f x a -≤-恒成立, 等价于12max 1()()24f x f x a -≤-,然后求出函数()f x 的最值即可解决. 【详解】(1)2()cos 2cos 2f x x m x =--,[0,]2x π∈ 令 cos [0,1]t x =∈, 设222()22()2g t t mt t m m =--=---,①0m <,则min g(0)2()3g t ==-≠-,②01m ≤≤,则2min )3(2t m g =--=-,∴1m =± ∴1m =③1m ,则min g(1)21()3g m t ==--=-,∴1m =.(舍)综上所述:1m =.(2)对任意12,[0,]2x x π∈都有()()12124f x f x a -≤-恒成立, 等价于12max 1()()24f x f x a -≤-, 2m =,∴2g()(2)6t t =--,[0,1]t ∈max ()g(0)2f x ==-,min ()g(1)5f x ==-12max ()(25)()3f x f x =---=-∴ 1234a -≥,∴ 138a ≥, 综上所述:13[,)8a ∈+∞. 【点睛】本题考查三角函数中的二次“型”的最值问题,和双参恒成立问题,属于中档题.26.(1)T π=;2,63k k ⎛⎫++ ⎪⎝⎭ππππ(2)5; -2【解析】【分析】(1)根据二倍角公式和辅助角公式化简即可(2)由02x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,π求出26x π+的范围,再根据函数图像求最值即可 【详解】(1)()2sin 2cos 22cos 232sin 236f x x x x x x x ⎛⎫=++=++=++ ⎪⎝⎭π, 22T ππ==,令3222,2,62263x k k x k k ⎛⎫⎛⎫+∈++⇒∈++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭πππππππππ, 即单减区间为2,,63k k k Z ππππ⎛⎫++∈ ⎪⎝⎭; (2)由702,2666x t x ⎡⎤⎡⎤∈⇒=+∈⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,ππππ,当76πt =时,()f x 的最小值为:-2; 当2t π=时,()f x 的最大值为:5【点睛】本题考查三角函数解析式的化简,函数基本性质的求解(周期、单调性、在给定区间的最值),属于中档题27.(1)2[2,2],33k k k Z ππππ-++∈;(2)最小值为1- 【解析】【分析】 (1)先利用平面向量数量积的坐标运算律以及辅助角公式得出()2sin 6f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,然后解不等式()22262k x k k Z πππππ-+≤-≤+∈可得出函数()y f x =的单调递减区间;(2)由0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦得出6x π-的取值范围,然后再利用正弦函数的性质得出函数()y f x =的最大值和最小值.【详解】(1)()3sin ,1a x =-,()1,cos b x =,()1cos 2cos 2sin cos cos sin 266f x x x x x x x ππ⎫⎛⎫∴=-=-=-⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭2sin 6x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭, 解不等式()2222k x k k Z ππππ-+≤≤+∈,得()22233k x k k Z ππππ-+≤≤+∈, 因此,函数()y f x =的单调递增区间为2[2,2],33k k k Z ππππ-++∈;(2)02x π≤≤,663x πππ∴-≤-≤,所以,函数()y f x =在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,则()min 2sin 16f x π⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,()max 2sin 2sin 263f x πππ⎛⎫=-== ⎪⎝⎭因此,函数()y f x =在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最小值为1- 【点睛】本题考查三角函数的单调性与最值,考查平面数量积的坐标运算,解这类问题首先要利用三角三角恒等变换公式将三角函数解析式化简,并将角视为一个整体,利用正弦函数或余弦函数的基本性质求解,考查分析问题和解题问题的能力,属于中等题.28.(1)1ω=,()2sin()23x g x π=+;(2)单调递增区间为54,433k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈,对称中心为2(2,0)()3k k ππ-∈Z . 【解析】【分析】 (1)整理()f x 可得:()sin(2)3f x x πω=+,利用其最小正周期为π即可求得:1ω=,即可求得:()sin(2)3f x x π=+,再利用函数图象平移规律可得:()2sin()23x g x π=+,问题得解. (2)令222232x k k πππππ-≤+≤+,k Z ∈,解不等式即可求得()g x 的单调递增区间;令23x k ππ+=,k Z ∈,解方程即可求得()g x 的对称中心的横坐标,问题得解. 【详解】解:(1)1()2sin 2sin(2)23f x x x x πωωω=+=+, 由22ππω=,得1ω=. 所以()sin(2)3f x x π=+. 于是()yg x =图象对应的解析式为()2sin()23x g x π=+. (2)由222232x k k πππππ-≤+≤+,k Z ∈得 54433k x k ππππ-≤≤+,k Z ∈ 所以函数()g x 的单调递增区间为54,433k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈. 由23x k ππ+=,解得22()3x k k ππ=-∈Z .所以()g x 的对称中心为2(2,0)()3k k ππ-∈Z . 【点睛】 本题主要考查了二倍角公式、两角和的正弦公式应用及三角函数性质,考查方程思想及转化能力、计算能力,属于中档题.29.(1)1,0⎡⎤⎢⎥⎣⎦(2)265- 【解析】【分析】(1)根据图象的最低点求得A 的值,根据四分之一周期求得ω的值,根据点7,112π⎛⎫- ⎪⎝⎭求得ϕ的值,由此求得函数()f x 的解析式,进而根据图象平移变换求得()g x 的解析式,并由此求得17,424x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时()g x 的值域.(2)先求得()f x 的值域,由此求得()F x 的值域.令()[4,2]t F x =∈--对题目所给不等式换元,根据二次函数的性质列不等式组,解不等式组求得m 的取值范围,由此求得m 的最大值.【详解】(1)根据图象可知171,4123A T ππ==- 2,2,()sin(2)T f x x Tππωϕ∴=∴===+ 代入7,112π⎛⎫- ⎪⎝⎭得,7sin 1,2,63k k Z ππϕϕπ⎛⎫+=-=+∈ ⎪⎝⎭, ||,0,23k ππϕϕ<∴==()sin 23f x x π⎛⎫∴=+ ⎪⎝⎭ 把函数()f x 的图像向右平移4π个单位长度,再向下平移1个单位,得到函数()g x ()sin 21sin 21436g x x x πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴=-+-=-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 设26t x π=-,则5,34t ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,此时sin t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以值域为1,0⎡⎤⎢⎥⎣⎦. (2)由(1)可知()sin 2[1,1]3f x x π⎛⎫=+∈- ⎪⎝⎭ ()()3[4,2]F x f x =-∈--对任意x 都有2()(2)()20F x m F x m -+++≤恒成立令()[4,2]t F x =∈--,2()(2)2h t t m t m =-+++,是关于t 的二次函数,开口向上则max ()0h t ≤恒成立而()h t 的最大值,在4t =-或2t =-时取到最大值则(2)0(4)0h h -≤⎧⎨-≤⎩,4(2)(2)2016(2)(4)20m m m m -+-++≤⎧⎨-+-++≤⎩, 解得103265m m ⎧≤-⎪⎪⎨⎪≤-⎪⎩所以265m ≤-,则m 的最大值为265-. 【点睛】 本小题主要考查由三角函数图像求三角函数的解析式,考查三角函数图像变换,考查不等式恒成立问题,考查化归与转化的数学思想方法,属于中档题.30.(1)见解析;(2)178-. 【解析】【分析】(1)运用向量数量积的坐标表示,求出a ·b ;运用平面向量的坐标运算公式求出a b +,然后求出模.(2)根据上(1)求出函数()f x 的解析式,配方,利用二次函数的性质求出最小值.【详解】(1)33cos cos sin sin cos22222x x a b x x x ⋅=⋅-⋅= cosa b⎛+= ⎝=∵0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦∴cos 0x ∴2cos a b x += (2)()cos23cos f x x x =- 223172cos 13cos 2cos 48x x x ⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭ ∵0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦∴0cos 1x ∴()min 317cos 48x f x ==- 【点睛】本题考查了平面向量数量积的坐标表示,以及平面向量的坐标加法运算公式.重点是二次函数求最小值问题.。
三角函数练习题附答案一、填空题1.已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .角B 为钝角.设△ABC 的面积为S ,若()2224bS a b c a =+-,则sin A +sin C 的最大值是____________.2.已知球O 的表面积为16π,点,,,A B C D 均在球O 的表面上,且,64ACB AB π∠==,则四面体ABCD 体积的最大值为___________.3.如图,某城市准备在由ABC 和以C 为直角顶点的等腰直角三角形ACD 区域内修建公园,其中BD 是一条观赏道路,已知1AB =,3BC =,则观赏道路BD 长度的最大值为______.4.若函数()sin12xf x x π=+,则(1)(2)(3)(2021)f f f f +++⋯⋯+=__________5.已知点A 为直线:3l y x =上一点,且A 位于第一象限,点()10,0B ,以AB 为直径的圆与l 交于点C (异于A ),若60CBA ∠≥,则点A 的横坐标的取值范围为___________.6.如图,在边长为2的正方形ABCD 中,M ,N 分别为边BC ,CD 上的动点,以MN 为边作等边PMN ,使得点A ,P 位于直线MN 的两侧,则PN PB ⋅的最小值为______.7.在三棱锥P ABC -中,4AB BC ==,8PC =,异面直线PA ,BC 所成角为π3,AB PA ⊥,AB BC ⊥,则该三棱锥外接球的表面积为______.8.已知当()0,x π∈时,不等式2cos 23sin 20cos 4sin 1x x x x +-≤--的解集为A ,若函数()()()sin 0f x x =+<<在x A ∈上只有一个极值点,则ϕ的取值范围为______.9.已知P 是直线34130x y ++=上的动点,PA ,PB 是圆()()22111x y -+-=的切线,A ,B 是切点,C 是圆心,那么四边形PACB 面积的最小值是________.10.已知||||||1,0,||1OA OB OC OA OB OP ===⋅=≤,则AP BP BP CP CP AP ⋅+⋅+⋅的最大值为__________.二、单选题11.已知向量a ,b 夹角为3π,向量c 满足1b c -=且 a b a c b c ++=,则下列说法正确的是( ) A .2b c +<B .2a b +>C .1b <D .1a >12.如图,设1F ,2F 是双曲线()22210xy a a -=>的左、右焦点,过点2F 作渐近线的平行线交另外一条渐近线于点A ,若12AF F △的面积为54,离心率满足12e <<,则双曲线的方程为( )A .2215x y -=B .2214x y -=C .2213x y -=D .2212x y -=13.已知函数()()()sin 010f x x ωϕω=+<<,若存在实数1x 、2x ,使得()()122f x f x -=,且12x x π-=,则ω的最大值为( ) A .9B .8C .7D .514.在三棱锥A BCD -中,2AB AD BC ===,13CD =22AC =3BD =,则三棱锥外接球的表面积为( ) A .927πB .9πC .1847πD .18π15.已知三棱锥A BCD -中,4AB BC BD CD AD =====,二面角A BD C --的余弦值为13,点E 在棱AB 上,且3BE AE =,过E 作三棱锥A BCD -外接球的截面,则所作截面面积的最小值为( ) A .103πB .3πC .3π D 316.已知函数()sin()0,02f x x πωϕωϕ⎛⎫=+><< ⎪⎝⎭,66f x f x ππ⎛⎫⎛⎫+=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,22f x f x ππ⎛⎫⎛⎫+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,下列四个结论: ①4πϕ=②93()2k k N ω=+∈ ③02f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭④直线3x π=-是()f x 图象的一条对称轴其中所有正确结论的编号是( ) A .①②B .①③C .②④D .③④17.已知函数()sin os 0(c f x x a x a ωω=+>且0>ω),周期2T π<,()3f π()f x 在6x π=处取得最大值,则ω的最小值为( )A .11B .12C .13D .1418.已知1F 、2F 是椭椭圆和双曲线共有焦点,P 为两曲线的一个公共点,且126F PF π∠=,记椭圆和双曲线的离心率分别1e ,2e ,则1212e e e e +⋅的最大值为 A .4B .2C .83D .16319.函数()2sin(2)()2f x x πφφ=+<的图像向左平移6π个单位长度后对应的函数是奇函数,函数()(2cos 2g x x =.若关于x 的方程()()2f x g x +=-在[)0,π内有两个不同的解αβ,,则()cos αβ-的值为( )A.BC. D20.在锐角ABC 中,三内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且2sin a b C =,则tan tan tan A B C ++的最小值为( )A .2B .4C .6D .8三、解答题21.在直角ABC ∆中,2BAC π∠=,延长CB 至点D ,使得2CB BD =,连接AD .(1)若AC AD =,求CAD ∠的值; (2)求角D 的最大值.22.如图,甲、乙两个企业的用电负荷量y 关于投产持续时间t (单位:小时)的关系()y f t =均近似地满足函数()sin()(0,0,0)f t A t b A ωϕωϕπ=++>><<.(1)根据图象,求函数()f t 的解析式;(2)为使任意时刻两企业用电负荷量之和不超过9,现采用错峰用电的方式,让企业乙比企业甲推迟(0)m m >小时投产,求m 的最小值. 23.已知向量()2cos ,1a x =,()3sin cos ,1b x x =+-,函数()f x a b =⋅.(1)若()065f x =,0,42x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,求0cos2x 的值; (2)若函数()y f x ω=在区间2,33ππ⎛⎫⎪⎝⎭上是单调递增函数,求正数ω的取值范围. 24.已知函数()()2sin 24sin 206x x x f πωωω⎛⎫=--+> ⎪⎝⎭,其图象与x 轴相邻的两个交点的距离为2π. (1)求函数()f x 的解析式;(2)若将()f x 的图象向左平移()0m m >个长度单位得到函数()g x 的图象恰好经过点,03π⎛-⎫ ⎪⎝⎭,求当m 取得最小值时,()g x 在7,612ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的单调区间. 25.已知函数()23sin 212cos f x x x =+-. (1)求()f x 的对称轴; (2)将()f x 的图象向左平移12π个单位后得到函数()g x 的图象,当0,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求()g x 的值域.26.在①ABC ∆面积2ABC S ∆=,②6ADC π∠=这两个条件中任选一个,补充在下面问题中,求AC .如图,在平面四边形ABCD 中,34ABC π∠=,BAC DAC ∠=∠,______,24CD AB ==,求AC .27.已知函数22()cos sin 3sin cos 3f x a x a x x x =-+-,其中a R ∈. (Ⅰ)当1a =时,求函数()f x 的对称中心;(Ⅱ)若函数()f x 的最小值为4-,求实数a 的值.28.函数211()sin 2sin cos cos sin 222f x x x πϕϕϕ⎛⎫=⋅+⋅-+ ⎪⎝⎭,22ππϕ⎛⎫-<< ⎪⎝⎭其图像过定点1,64π⎛⎫⎪⎝⎭(1)求ϕ值;(2)将()y f x =的图像左移8π个单位后得到()y g x =,求()g x 在,44ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最大和最小值及此时对应的x 的取值是多少?29.已知函数()f x 的图象是由函数()sin g x x =的图象经如下变换得到:先将()g x 图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),再将所得到的图象向左平移3π个单位长度.(1)求函数(2)y f x =在[0,]π上的单调递增区间;(2)已知关于x 的方程2()4222f x g x m π⎛⎫-+=+ ⎪⎝⎭在[0,)π内有两个不同的解α,β.求26cos(22)m αβ--的值.30.已知向量()cos sin ,sin a m x m x x ωωω=-,()cos sin ,2cos b x x n x ωωω=--,设函数()()2n f x a b x R =⋅+∈的图象关于点,112π⎛⎫⎪⎝⎭对称,且()1,2ω∈ (I )若1m =,求函数()f x 的最小值;(II )若()4f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭对一切实数恒成立,求()y f x =的单调递增区间.【参考答案】一、填空题1.982.1)2314.30325.)1⎡++∞⎣ 6.14- 7.80π8.2(0,)(,)33πππ⋃910.二、单选题11.A 12.B 13.A 14.A 15.B 16.B 17.C 18.A 19.D 20.D 三、解答题21.(1)23CAD π∠=;(2)6π.【解析】 【分析】(1)在ABD ∆中,由正弦定理得,sin sin BD ABDα=,再结合在直角ABC ∆中,sin AB BC C =,然后求解即可;(2)由正弦定理及两角和的余弦可得()2tan tan cos 2sin 22D D αααϕ=+=+,然后结合三角函数的有界性求解即可. 【详解】解:(1)设BAD ∠=α,在ABD ∆中,由正弦定理得,sin sin BD ABDα=, 而在直角ABC ∆中,sin AB BC C =,所以sin sin sin BD BC CDα=, 因为AC AD =,所以C D =, 又因为2CB BD =,所以1sin 2α=,所以6πα=,所以23CAD π∠=;(2)设BAD ∠=α,在ABD ∆中,由正弦定理得,sin sin BD ABDα=, 而在直角ABC ∆中,()cos cos AB BC ABC BC D α=∠=+, 所以()()cos cos cos sin sin sin sin sin BC D BC D D BD D Dαααα+-==, 因为2CB BD =,所以2sin 2sin cos cos 2sin sin D D D ααα=-, 即22sin cos sin 2tan 12sin 2cos 2D ααααα==+-,即()2tan tan cos 2sin 22D D αααϕ=++,1≤及0,2D π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,解得0tan D <≤ 所以角D 的最大值为6π. 【点睛】本题考查了正弦定理,重点考查了三角函数的有界性,属中档题.22.(1)()sin 462f t t ππ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭;(2)4【解析】 【分析】 (1)由212T πω==,得ω,由53A b b A +=⎧⎨-=⎩,得A ,b ,代入(0,5),求得ϕ,从而即可得到本题答案;(2)由题,得()()cos ()cos 8966f t m f t t m t ππ⎡⎤⎛⎫++=+++≤ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭恒成立,等价于cos ()cos 166t m t ππ⎡⎤⎛⎫++≤ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭恒成立,然后利用和差公式展开,结合辅助角公式,逐步转化,即可得到本题答案. 【详解】(1)解:由图知212T πω==,6πω∴=又53A b b A +=⎧⎨-=⎩,可得41b A =⎧⎨=⎩()sin 46f t t πϕ⎛⎫∴=++ ⎪⎝⎭,代入(0,5),得22k πϕπ=+,又0ϕπ<<,2πϕ∴=所求为()sin 462f t t ππ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(2)设乙投产持续时间为t 小时,则甲的投产持续时间为()t m +小时,由诱导公式,企业乙用电负荷量随持续时间t 变化的关系式为:()sin 4cos 4626f t t t πππ⎛⎫=++=+ ⎪⎝⎭同理,企业甲用电负荷量变化关系式为:()cos ()46f t m t m π⎡⎤+=++⎢⎥⎣⎦两企业用电负荷量之和()()cos ()cos 866f t m f t t m t ππ⎡⎤⎛⎫++=+++ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭,0t ≥依题意,有()()cos ()cos 8966f t m f t t m t ππ⎡⎤⎛⎫++=+++≤ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭恒成立即cos ()cos 166t m t ππ⎡⎤⎛⎫++≤⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭恒成立 展开有cos 1cos sin sin 16666m t m t ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-≤ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦恒成立cos 1cos sin sin cos 66666m t m t A t πππππϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦其中,A =cos 16cos m Aπϕ⎛⎫+ ⎪⎝⎭=,sin 6sin m A πϕ=1A ∴=≤整理得:1cos 62m π⎛⎫≤- ⎪⎝⎭解得2422363k m k πππππ⎛⎫+≤≤+ ⎪⎝⎭ 即124128k m +≤≤+ 取0k =得:48m ≤≤ m ∴的最小值为4. 【点睛】本题主要考查根据三角函数的图象求出其解析式,以及三角函数的实际应用,主要考查学生的分析问题和解决问题的能力,以及计算能力,难度较大. 23.(12)104ω<≤ 【解析】 【分析】(1)利用数量积公式结合二倍角公式,辅助角公式化简函数解析式,由()065f x =,结合026x π+的范围以及平方关系得出0cos 26x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值,由002266x x ππ⎛⎫+- ⎪⎝⎭=结合两角差的余弦公式求解即可;(2)由整体法结合正弦函数的单调性得出该函数的单调增区间,则区间2,33ππ⎛⎫⎪⎝⎭应该包含在()y f x ω=的一个增区间内,根据包含关系列出不等式组,求解即可得出正数ω的取值范围. 【详解】(1)())2cos cos 12cos 22sin 26f x a b x x x x x x π⎛⎫=⋅=+-=+=+ ⎪⎝⎭因为()065f x =,所以062sin 265x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,即03sin 265x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭.因为0,42x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以0272366x πππ≤+≤所以04cos 265x π⎛⎫+=- ⎪⎝⎭.所以00001cos 2cos 22sin 266626x x x x ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-=+++ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦413525⎛⎫=-+⨯=⎪⎝⎭ (2)()2sin 26y f x x πωω⎛⎫==+ ⎪⎝⎭.令222262k x k ππππωπ-≤+≤+,k Z ∈得36k k x ππππωωωω-≤≤+,k Z ∈ 因为函数()y f x ω=在区间2,33ππ⎛⎫⎪⎝⎭上是单调递增函数 所以存在0k Z ∈,使得002,,3336k k ππππππωωωω⎛⎫⎛⎫⊆-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭所以有0033263k k πππωωπππωω⎧-≤⎪⎪⎨⎪+≥⎪⎩,即0031614k k ωω≤+⎧⎨+≥⎩因为0>ω,所以016k >-又因为2123322πππω-≤⨯,所以302ω<≤,则03312k ≤+,所以056k ≤ 从而有01566k -<≤,所以00k =,所以104ω<≤.【点睛】本题主要考查了利用同角三角函数的基本关系,二倍角公式,两角差的余弦公式化简求值以及根据正弦型函数的单调性求参数范围,属于较难题.24.(1)()23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(2)单调增区间为,612ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,57,1212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦;单调减区间为5,1212ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【解析】 【分析】(1)利用两角差的正弦公式,降幂公式以及辅助角公式化简函数解析式,根据其图象与x 轴相邻的两个交点的距离为2π,得出周期,利用周期公式得出1ω=,即可得出该函数的解析式;(2)根据平移变换得出()223m x x g π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,再由函数()g x 的图象经过点,03π⎛⎫- ⎪⎝⎭,结合正弦函数的性质得出m 的最小值,进而得出()223g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,利用整体法结合正弦函数的单调性得出该函数在7,612ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的单调区间.【详解】解:(1)()2sin 24sin 26x x x f πωω⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭11cos22cos24222xx x ωωω-=--⨯+32cos22x x ωω=+23x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭由已知函数()f x 的周期T π=,22ππω=,1ω=∴()23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.(2)将()f x 的图象向左平移()0m m >个长度单位得到()g x 的图象∴()223m x x g π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,∵函数()g x 的图象经过点,03π⎛⎫- ⎪⎝⎭22033m ππ⎡⎤⎛⎫⨯-++= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,即sin 203m π⎛⎫-= ⎪⎝⎭∴23m k ππ-=,k Z ∈∴26k m ππ=+,k Z ∈∵0m >,∴当0k =,m 取最小值,此时最小值为6π此时,()223g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭. 令7612x ππ-≤≤,则2112336x πππ≤+≤当22332x πππ≤+≤或32112236x πππ≤+≤,即当612x ππ-≤≤-或571212x ππ≤≤时,函数()g x 单调递增当232232x πππ≤+≤,即51212x ππ-≤≤时,函数()g x 单调递减. ∴()g x 在7,612ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的单调增区间为,612ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,57,1212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦;单调减区间为5,1212ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.【点睛】本题主要考查了由正弦函数的性质确定解析式以及正弦型函数的单调性,属于中档题. 25.(1)23k x ππ=+(k Z ∈)(2)[]0,2 【解析】(1)利用三角恒等变换,化简函数解析式为标准型,再求对称轴; (2)先求平移后的函数解析式,再求值域. 【详解】(1)()222cos 1f x x x =-+2cos 2x x =-2sin 26x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭令:262x k πππ-=+,得23k x ππ=+, 所以()f x 的对称轴为23k x ππ=+(k Z ∈). (2)将()f x 的图象向左平移12π个单位后得到函数()g x ,所以()12g x f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭2sin 22sin 2126x x ππ⎡⎤⎛⎫=+-= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦当0,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,有220,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,故[]sin 20,1x ∈, ()g x ∴的值域为[]0,2. 【点睛】本题考查利用三角恒等变换化简函数解析式,求解函数性质,同时涉及三角函数图象的平移,以及值域的求解问题.属三角函数综合基础题. 26.见解析 【解析】选择①:利用三角形面积公式和余弦定理可以求接求出AC 的长;选择②:在ABC ∆,ACD ∆中,分别运用正弦定理,可以求接求出AC 的长; 【详解】 解:选择①:113sin 2sin 2224ABC S AB BC ABC BC π∆=⋅⋅⋅∠=⋅⋅⋅=所以BC = 由余弦定理可得2222cos AC AB BC AB BC ABC =+-⋅⋅∠482220⎛=+-⨯⨯= ⎝⎭所以AC == 选择②设BAC CAD θ∠=∠=,则04πθ<<,4BCA πθ∠=-,在ABC ∆中sin sin AC ABABC BCA =∠∠,即23sin sin 44AC ππθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭所以sin 4AC θ=- ⎪⎝⎭在ACD ∆中,sin sin AC CD ADC CAD=∠∠,即4sin sin 6AC πθ=所以2sin AC θ=.所以2sin sin 4πθθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭,解得2sin cos θθ=, 又04πθ<<,所以sin θ=,所以2sin AC θ== 【点睛】本题考查了正弦定理、余弦定理、三角形面积公式,考查了数学运算能力. 27.(Ⅰ)(,3),.122k k Z ππ-+-∈(Ⅱ)12a =或12a =- 【解析】(Ⅰ)当1a =时,根据二倍角公式、辅助角公式化简函数,根据正弦函数的性质可得. (Ⅱ)将函数化简为()sin()f x A x b ωϕ=++的形式,分类讨论可得. 【详解】解:(Ⅰ)当1a =时,22()cos sin cos 3f x x x x x =-+-cos 2232sin(2)36x x x π=-=+-()2sin(2)36f x x π∴=+-由2,6x k k Z ππ+=∈ 得:,122k x k Z ππ=-+∈ ()f x ∴的对称中心为(,3),.122k k Z ππ-+-∈(Ⅱ)22()cos sin sin cos 3f x a x a x x x =-+-()cos 2sin 23f x a x x ∴=-()2sin(2)36f x a x π∴=+-1sin(2)16x π-≤+≤当0a >时,232sin(2)3236a a x a π--≤+-≤-则有234a --=- 解得12a =当0a =时,min ()3f x =-,不合题意当0a <时,232sin(2)3236a a x a π-≤+-≤--则有234a -=-解得12a =-综上 12a ∴=或12a =-.【点睛】本题主要考查三角函数的图象和性质,利用三角公式将函数进行化简是解决本题的关键,要求熟练掌握三角函数的图象和性质,属于中档题. 28.(1)0ϕ=(2)当4x π=时,min ()g x =;当8x π=-时,max 1()2g x =【解析】 【分析】(1)先将函数表达式结合降幂公式化简可得()1cos(2)2f x x ϕ=-,结合函数过点1,64π⎛⎫⎪⎝⎭和,22ππϕ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭即可求解具体ϕ值;(2)根据函数图像平移法则先求得1()cos 224g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,由,44x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦求得32,444x πππ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦,再结合余弦函数性质即可求解 【详解】(1)11cos 21()sin 2sin cos cos 222x f x x ϕϕϕ+=⋅+⋅- 11sin 2sin cos 2cos 22x x ϕϕ=⋅+⋅ 1cos(2)2x ϕ=- 又图像过点1,64π⎛⎫ ⎪⎝⎭,11cos 423πϕ⎛⎫∴=- ⎪⎝⎭233k ππϕπ∴-=+或2()3k k Z ππ-+∈又,22ππϕ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,0ϕ∴=(2)由(1)知 1()cos 22f x x =, 11()cos 2cos 22824g x x x ππ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 32,444x πππ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦当3244x ππ+=时,即4x π=时,min ()g x =当204x π+=时,即8x π=-时,max 1()2g x = 【点睛】本题考查三角函数表达式的化简求值,降幂公式的使用,两角差的余弦公式的逆用,在具体区间函数最值的求解,属于中档题29.(1)(2 )y f x =在[0,]π上的单调递增区间0,12π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,7,12ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦(2)6-【解析】 【分析】(1)先求出()2sin 3f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再利用三角函数的图像和性质求函数(2)y f x =在[0,]π上的单调递增区间;(2)先化简得2()422f x g x π⎛⎫-+ ⎪⎝⎭223x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,再利用三角函数的性质求出cos )αβ-(的值得解. 【详解】(1)将()sin g x x =图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍,得到2sin y x =的图象,再将2sin y x =的图象向左平移3π个单位长度后得到2sin 3y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象,故()2sin 3f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.(2)2sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,令222232k x k πππππ-++,k ∈Z51212k x k ππππ-+,k ∈Z ,又[0,]x π∈所以(2)y f x =在[0,]π上的单调递增区间0,12π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,7,12ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.(2)2()422f x g x π⎛⎫-+ ⎪⎝⎭24sin 4sin 232x x ππ⎛⎫⎛⎫=+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭222cos 24cos 23x x π⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭23cos 22x x =-+223x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭.因为2()4222f x g x m π⎛⎫-+=+ ⎪⎝⎭在[0,)π内有两个不同的解α,β,所以23x m π⎛⎫-= ⎪⎝⎭在[0,)π内有两个不同的解α,β,且52,333x πππ⎡⎫-∈-⎪⎢⎣⎭,所以2233ππαβπ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或22333ππαβπ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.于是56παβ+=或116παβ+=. 当56παβ+=时,5cos()cos 6παβαα⎛⎫⎛⎫-=--⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭5cos 2cos 2632πππαα⎛⎫⎛⎫=-=-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ sin 23πα⎛⎫=-= ⎪⎝⎭当116παβ+=时, 11cos()cos 6παβαα⎛⎫⎛⎫-=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭113cos 2cos 2632πππαα⎛⎫⎛⎫=-=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ sin 23πα⎛⎫=--= ⎪⎝⎭,因此,26cos(22)m αβ--()2262cos ()1m αβ=---22621612m m ⎛⎫=⋅--=- ⎪⎝⎭. 【点睛】本题主要考查三角函数图像的变换和三角函数的单调区间的求法,考查三角函数图像的零点问题,考查三角恒等变换和求值,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.30.(Ⅰ)1()22,31234k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】化简()f x 解析式可得()()22n f x x ωϕ=-+;根据图象关于,112π⎛⎫ ⎪⎝⎭可求得n ;(Ⅰ)若1m =,则()()21f x x ωϕ=-+,从而可得函数最小值;(Ⅱ)利用4x π=为对称轴,,112π⎛⎫ ⎪⎝⎭为对称中心可得()*642T T k k N π=+⋅∈,根据周期和ω的范围可求得ω;将,112π⎛⎫ ⎪⎝⎭代入解析式可求得()314f x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,将34x π-整体放入正弦函数的单调递增区间中,解出x 的范围即可. 【详解】由题意得:()()22cos sin 2sin cos 2n f x m x x n x x ωωωω=--++()sin 2cos 2222n n n x m x x ωωωϕ=-+=-+ 其中cos ϕ=sin ϕ=图象关于点,112π⎛⎫⎪⎝⎭对称 12n ∴=,解得:2n =()()21f x x ωϕ∴=-+(Ⅰ)若1m =,则()()21f x x ωϕ=-+()min 1f x ∴=(Ⅱ)()4f x f π⎛⎪≤⎫ ⎝⎭对一切实数恒成立 ()max 4f x f π⎛⎫∴= ⎪⎝⎭()*412642T T k k N πππ∴-==+⋅∈,即:()()*223212T k N k ππω==∈+ ()3212k ω∴=+,又()1,2ω∈ 32ω∴=()2sin3cos31f x x m x ∴=-+,又图象关于点,112π⎛⎫⎪⎝⎭对称2sin cos 111244f m πππ⎛⎫∴=-+= ⎪⎝⎭,解得:2m =()2sin 32cos31314f x x x x π⎛⎫∴=-+=-+ ⎪⎝⎭令232242k x k πππππ-+≤-≤+,k Z ∈,解得:2212343k k x ππππ-+≤≤+,k Z ∈ ()f x ∴的单调递增区间为:()22,31234k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦ 【点睛】本题考查三角函数图象与性质的综合应用问题,涉及到根据三角函数的性质求解函数解析式的求解、三角函数最值的求解、单调区间的求解问题.。
三角函数练习题及答案一、单选题(本大题共6小题,共30.0分。
在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)1. 已知sin α+cos α=√23,α∈(0,π),则sin (α+π12)的值为( )A. √3+2√26B. √3−2√26C. 1+2√66D. 1−2√662. 已知角θ的终边过点(−3,4),则cos(π−θ)等于( )A. −45B. 45C. −35D. 353. 函数f(x)=cos2x +6cos (π2−x)的最大值为 ( )A. 4B. 5C. 6D. 74. 已知cos (α−π6)=√33,则sin (4π3+α)=( )A. √33B. −√33C. √63D. −√635. 已知sin(π3−α)=13,则cos (5π6−α)=( )A. 13B. −13C. 2√23D. −√236. 已知sinα=45,且α是第二象限角,那么tan(180∘−α)的值为( ) A. −43B. −34C. 34D. 43二、多选题(本大题共1小题,共5.0分。
在每小题有多项符合题目要求)7. 已知函数f (x )=cosx −√3sinx +1,则下列结论中正确的是( )A. f(x)的图象关于直线x =2π3对称 B. 将f(x)的图象向右平移π3个单位长度,得到函数g(x)=2cosx +1的图象 C. (π6,0)是f(x)图象的对称中心 D. f(x)在[π6,π3]上单调递增三、填空题(本大题共1小题,共5.0分)8.√1−2sin10∘cos10∘sin10∘−√1−sin 210∘= .四、解答题(本大题共7小题,共84.0分。
解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)9.(本小题12.0分)已知tan α=2,α∈(0,π2 ).(1)求sin αcos α;(2)若cos (α+β)=−√55,β∈(0,π2),求cos β.10.(本小题12.0分)已知f(α)=sin (5π+α)cos (5π2−α)cos (π+α)sin (3π2−α)cos (π2+α)sin (7π2+α).(1)化简f(α);(2)若f(α)=13,求3sin2α−4sinαcosα+5cos2α的值.11.(本小题12.0分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),(A>0,ω>0,|φ|<π2)图象的一部分如图所示.(1)求函数f(x)的解析式;(2)当x∈[−6,−23]时,求y=f(x)+f(x+2)的值域.12.(本小题12.0分)已知函数f(x)=√2cos (2x−π4),x∈R.(1)求函数f(x)的最小正周期和单调递增区间;(2)求函数f(x)在区间[−π8,π2]上的最小值和最大值,并求出取得最值时x的值.13. (本小题12.0分)(1)已知角α的终边经过点P(−3,4),求sinα−cosα−11+tanα的值;(2)已知sinα=2√55,cosβ=√1010,且α,β∈(0,π2),求cos(α+β)的值.14. (本小题12.0分)已知函数f (x )=cosx ⋅sin (x +π3)−√3cos 2x +√34,x ∈R .(Ⅰ)求f (x )的最小正周期;(Ⅱ)求f (x )在[−π4,π4]上的最小值和最大值.15. (本小题12.0分)已知函数f(x)=2sin(π+x)+cos(π2−x)3cos(−x).(1)化简函数f(x),并求f(π4);(2)在以原点为圆心的单位圆中,已知角α终边与单位圆的交点为P(−√55,2√55),求f(α−π4)的值.答案和解析1.【答案】A【解析】 【分析】本题综合考查了同角三角函数的基本关系、两角和与差的三角函数公式和辅助角公式. 因在条件中找不到与π12的关联,故想到将α+π12拆分成α+π4与π6的差为本题关键,找到了与条件的关系,再利用两角差的正弦公式展开计算即可. 【解答】解:∵sinα+cosα=√23,∴√2sin(α+π4)=√23,∴sin(α+π4)=13,又对sinα+cosα=√23两边同时平方,得1+2sinα·cosα=29∴2sinα·cosα=−79,即sinα·cosα<0,又α∈(0,π),∴sinα>0,cosα<0,即α∈(π2,π), ∴α+π4∈(3π4,5π4),即cos(α+π4)<0,∴cos(α+π4)=−√1−sin 2(α+π4)=−√1−(13)2=−2√23,∴sin (α+π12)=sin [(α+π4)−π6] =sin (α+π4)cos π6−cos (α+π4)sin π6=13·√32−(−2√23)·12=√3+2√26故选A .2.【答案】D【解析】 【分析】本题主要考查了任意角三角函数的定义及诱导公式,属基础题. 利用任意角三角函数的定义求得cosθ,再由诱导公式计算即可. 【解答】解:利用任意角三角函数的定义,可得: cosθ=√16+9=−35,则cos(π−θ)=−cosθ=35, 故选D .3.【答案】B【解析】 【分析】本题考查三角函数最值的求法,根据二倍角化简,然后利用二次函数求得最值,属于基础题. 【解答】解:因为f(x)=1−2sin 2x +6sinx =−2(sinx −32)2+112,且sinx ∈[−1,1],所以当sinx =1时,f (x )取得最大值5, 故选B .4.【答案】B【解析】 【分析】本题主要考查了诱导公式的运用,属于基础题. 观察所给的角之间的关系直接利用诱导公式即可求解. 【解答】解:∵cos(α−π6)=cos(π6−α)=√33,∴sin(π3+α)=sin[π2−(π6−α)]=cos(π6−α)=√33,∴sin(4π3+α)=sin[π+(π3+α)]=−sin(π3+α)=−√33. 故选B .5.【答案】B【解析】【分析】本题考查了用诱导公式求值,属于基础题.利用诱导公式化简即可.【解答】解:由题意知,cos(5π6−α)=cos(π2+π3−α)=−sin(π3−α)=−13.故选B.6.【答案】D【解析】【分析】本题主要考查了同角三角函数的基本关系式,并会运用它们进行简单的三角函数式的化简、求值及恒等式证明.本题是给值求值.由角的正弦值和角所在的象限,求出角的余弦值,然后,正弦值除以余弦值得正切值.【解答】解:∵sinα=45,且α是第二象限的角,∴cosα=−35,,故选D .7.【答案】AB【解析】【分析】本题考查函数y=Acos(ωx+φ)的图象和性质,属于中档题.先由辅助角公式得到函数f(x)=2cos(x+π3)+1,求f(2π3),看是否为最大值或最小值即可判断A;利用平移规律即可判断B;求f(π6),即可判断C;求出函数的单调区间即可判断D.【解答】解:函数f(x)=cosx −√3sinx +1=2(12cosx −√32sinx)+1=2cos(x +π3)+1,A ,由f(2π3)=2cosπ+1=−1,则f(x)的图象关于直线x =2π3对称,故A 正确; B ,将f(x)的图象向右平移π3个单位,得到函数g(x)=2cos x +1的图象,故B 正确, C ,由f(π6)=2cos π2+1=1,可得(π6,1)是f(x)图象的对称中心,故C 错误, D ,由2kπ−π≤x +π3≤2kπ,k ∈Z 可得2kπ−4π3≤x ≤2kπ−π3,k ∈Z ,即增区间为[2kπ−4π3,2kπ−π3],k ∈Z ,由2kπ≤x +π3≤2kπ+π,k ∈Z 可得2kπ−π3≤x ≤2kπ+2π3,k ∈Z ,即减区间为[2kπ−π3,2kx +2π3],k ∈Z ,可得f(x)在[π6,π3]上单调递减,故D 错. 故选AB .8.【答案】−1【解析】 【分析】本题考查了三角函数的化简求值,属于基础题.本题主要使用同角三角函数的的基本关系以及∵0°<10°<45°∴cos10°>sin10°,进行化简求值. 【解答】解:∵0°<10°<45°∴cos10°>sin10°, 原式=√(cos10∘−sin10∘)2sin10∘−cos10∘=|cos10∘−sin10∘|sin10∘−cos10∘=cos10∘−sin10∘sin10∘−cos10∘=−1.故答案为−1.9.【答案】解:(1)因为tanα=2,所以sinαcosα=sinαcosαsin 2α+cos 2α=tanα1+tan 2α=25;(2)因为α∈(0,π2),β∈(0,π2),所以0<α+β<π, 因为cos(α+β)=−√55,所以sin(α+β)=2√55,由tanα=2,α∈(0,π2)可得cosα=√55,sinα=2√55,则cosβ=cos[(α+β)−α]=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα=−√55×√55+2√55×2√55=35.【解析】本题考查同角三角函数的基本关系,两角和与差的余弦公式,属于中档题. (1)由sinαcosα=tanα1+tan 2α,将tan α=2代入即可求解;(2)结合同角三角函数的基本关系先求sin(α+β),cosα,sinα的值,结合cosβ=cos[(α+β)−α],展开后可求出cosβ的值.10.【答案】解:(1)f(α)=sin (5π+α)cos (5π2−α)cos (π+α)sin (3π2−α)cos (π2+α)sin (7π2+α)=−sinα·sinα·(−cosα)(−cosα)·(−sinα)(−cosα)=−tanα(2)由(1)得到:−tanα=13,即tanα=−13, 故:3sin 2α−4sinαcosα+5cos 2α=3sin 2α−4sinαcosα+5cos 2αsin 2α+cos 2α=3tan 2α−4tanα+5tan 2α+1=6.【解析】本题考查了三角函数的诱导公式以及同角三角函数关系式的应用,属于中档题.11.【答案】解:(1)由图象知A =2,T =8,∴T =2πω=8,∴ω=π4,图象过点(−1,0),则2sin(−π4+φ)=0,∵|φ|<π2,∴φ=π4,于是有f(x)=2sin(π4x +π4);(2)y =f(x)+f(x +2)=2sin(π4x +π4)+2sin(π4x +π2+π4) =2sin(π4x +π4)+2cos(π4x +π4)=2√2sin(π4x +π2)=2√2cos π4x∵x ∈[−6,−23],∴−32π≤π4x ≤−π6,当π4x =−π6,即x =−23时,y max =√6,当π4x =−π,即x =−4时,y min =−2√2,∴值域[−2√2,√6].【解析】本题考查由y =Asin(ωx +φ)的部分图象确定其解析式,考查余弦函数的性质,考查分析与解答的能力,属于中档题.(1)由图象知A =2,T =8,从而可求得ω,继而可求得φ;(2)利用三角函数间的关系可求得y =f(x)+f(x +2)=2√2cos π4x ,利用余弦函数的性质可求得x ∈[−6,−23]时y 的最大值与最小值及相应的x 的值.12.【答案】解:(1)因为f (x )=√2cos (2x −π4),x ∈R ,所以函数f(x)的最小正周期T =2π2=π,由−π+2kπ≤2x −π4≤2kπ(k ∈Z ),得−3π8+kπ≤x ≤π8+kπ(k ∈Z ),故函数f(x)的单调递增区间为[−3π8+kπ,π8+kπ](k ∈Z ); (2)由(1)知:f (x )=√2cos (2x −π4)在区间[−π8,π8]上为增函数, 在区间[π8,π2]上为减函数,又f (−π8)=0,f (π8)=√2,f (π2)=√2cos (π−π4)=−√2cos π4=−1, 所以函数f(x)在区间[−π8,π2]上的最大值为√2,此时x =π8; 最小值为−1,此时x =π2.【解析】本题考查余弦函数的图象和性质,属于基础题.(1)题目中的三角函数的表达式f (x )=√2cos (2x −π4),x ∈R 为标准型,根据周期公式,递增区间直接求解即可;(2)由(1)可得函数的单调区间,再分别求出最大值和最小值以及对应的x 值即可.13.【答案】解:(1)因为角α的终边经过点P(−3,4),所以r =|OP|=5,所以sinα=45,cosα=−35,tanα=−43,所以sinα−cosα−11+tanα=45−(−35)−11+(−43)=−65;(2)因为α,β∈(0,π2),且sinα=2√55,cosβ=√1010,所以cosα=√1−sin 2α=√55,sinβ=√1−cos 2β=3√1010,所以cos(α+β)=cosαcosβ−sinαsinβ=√55×√1010−2√55×3√1010=−√22.【解析】本题考查三角函数的求值问题,熟练掌握三角函数的定义,同角三角函数的基本关系式,两角和的余弦公式是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于基础题. (1)根据三角函数的定义可得sinα,cosα和tanα的值,再代入运算,即可;(2)根据同角三角函数的平方关系可求得cosα和sinβ的值,再结合两角和的余弦公式,展开运算即可.14.【答案】解:(1)由已知有f(x)=cosx ⋅(12sinx +√32cosx)−√3cos 2x +√34=12sinxcosx −√32cos 2x +√34 =14sin2x −√34(1+cos2x)+√34=14sin2x −√34cos2x =12sin(2x −π3), 所以f(x)的最小正周期T =2π2=π;(2)由(1)知f(x)=12sin(2x −π3), 当x ∈[−π4,π4]时,2x −π3∈[−5π6,π6], 所以当2x −π3=−π2,即x =−π12时,f(x)取得最小值−12, 当2x −π3=π6,即x =π4时,f(x)取得最大值14,所以,函数f(x)在闭区间[−π4,π4]上的最大值为14,最小值为−12.【解析】本题考查两角和与差的三角函数公式及二倍角公式,同时考查辅助角公式及函数y =Asin(ωx +φ)的图象与性质,为中档题.第11页,共11页(1)利用两角和与差的三角函数公式及二倍角公式及辅助角公式,求得f(x)=12sin(2x −π3),进而求得T;(2)将2x −π3当作一个整体,求出范围,然后利用正弦型函数的性质即可求解.15.【答案】解:(1)f(x)=−2sinx+sinx3cosx=−sinx 3cosx=−tanx3,x ≠π2+kπ,k ∈Z , f(π4)=−tan π43=−13;(2)∵角α终边与单位圆的交点为P(−√55,2√55),∴tanα=2√55−√55=−2, ∵f(x)=−tanx 3,∴f(α−π4)=−tan(α−π4)3=−13×tanα−tan π41+tanαtan π4=−13×−2−11−2=−1.故f(α−π4)的值为−1.【解析】本题考查了三角函数的恒等变换求值,考查了任意角三角函数定义,属于中档题. (1)根据诱导公式化简,然后将x =π4代入计算即可;(2)根据三角函数的定义求出tanα,再利用两角差的正切公式即可计算.。
三角函数练习题及答案一、选择题1. 已知 \( \sin \theta = \frac{1}{2} \),求 \( \cos \theta \) 的值。
A. \( \frac{\sqrt{3}}{2} \)B. \( -\frac{\sqrt{3}}{2} \)C. \( \frac{1}{\sqrt{3}} \)D. \( -\frac{1}{\sqrt{3}} \)2. 角度 \( \alpha \) 的终边在第二象限,且 \( \tan \alpha = -\frac{1}{3} \),求 \( \sin \alpha \) 的值。
A. \( -\frac{3\sqrt{10}}{10} \)B. \( \frac{3\sqrt{10}}{10} \)C. \( -\frac{\sqrt{10}}{10} \)D. \( \frac{\sqrt{10}}{10} \)3. 已知 \( \cos \theta = \frac{5}{13} \),且 \( \theta \) 在第一象限,求 \( \tan \theta \) 的值。
A. \( \frac{12}{5} \)B. \( -\frac{12}{5} \)C. \( \frac{5}{12} \)D. \( -\frac{5}{12} \)4. 角度 \( \beta \) 的终边在第三象限,且 \( \sin \beta =\frac{4}{5} \),求 \( \cos \beta \) 的值。
A. \( -\frac{3}{5} \)B. \( \frac{3}{5} \)C. \( -\frac{4}{5} \)D. \( \frac{4}{5} \)5. 已知 \( \tan \theta = 2 \),求 \( \sin \theta \) 和\( \cos \theta \) 的比值。
A. \( 1 \)B. \( 2 \)C. \( 4 \)D. \( 8 \)二、填空题6. 已知 \( \sin \theta = \frac{\sqrt{2}}{2} \),求 \( \theta \) 的值(答案不唯一)。
1.设ABC △的内角A B C ,,所对的边长分别为a b c ,,,且3cos cos 5a Bb Ac -=.(Ⅰ)求tan cot A B 的值;(Ⅱ)求tan()A B -的最大值.2.在ABC △中,5cos 13B =-,4cos 5C =.(Ⅰ)求sin A 的值;(Ⅱ)设ABC △的面积332ABC S =△,求BC 的长.3.在ABC ∆中,角,,A B C 所对应的边分别为,,a b c ,a =tantan 4,22A B C++=2sin cos sin B C A =,求,A B 及,b c4.已知函数17()()cos (sin )sin (cos ),(,).12f tg x x f x x f x x ππ==⋅+⋅∈(Ⅰ)将函数()g x 化简成sin()A x B ωϕ++(0A >,0ω>,[0,2)ϕπ∈)的形式;(Ⅱ)求函数()g x 的值域.(本小题主要考查函数的定义域、值域和三角函数的性质等基本知识,考查三角恒等变换、代数式的化简变形和运算能力.(满分12分))5.已知函数2()2sincos 444x x xf x =-.(Ⅰ)求函数()f x 的最小正周期及最值;(Ⅱ)令π()3g x f x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,判断函数()g x 的奇偶性,并说明理由.6.已知向量m =(sin A ,cos A ),n =1)-,m ·n =1,且A 为锐角.(Ⅰ)求角A 的大小;(Ⅱ)求函数()cos 24cos sin ()f x x A x x R =+∈的值域.(本小题主要考查平面向量的数量积计算、三角函数的基本公式、三角恒等变换、一元二次函数的最值等基本知识,考查运算能力.满分12分.)7.在ABC △中,内角A B C ,,对边的边长分别是a b c ,,,已知2c =,3C π=.(Ⅰ)若ABC △的面a b ,;(Ⅱ)若sin sin()2sin 2C B A A +-=,求ABC △的面积.(本小题主要考查三角形的边角关系,三角函数公式等基础知识,考查综合应用三角函数有关知识的能力.满分12分).8、△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a =3,cos A =63,B =A +π2.(1)求b 的值;(2)求△ABC 的面积.9、在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a +b +c =8.(1)若a =2,b =52,求cos C 的值;(2)若sin A cos 2B 2+sin B cos 2A 2=2sin C ,且△ABC 的面积S =92sin C ,求a 和b 的值.10、 △ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知3a cos C =2c cos A ,tan A =13,求B .解:由题设和正弦定理得3sin A cos C =2sin C cos A ,故3tan A cos C =2sin C .11、在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且a >c .已知BA →·BC →=2,cos B =13,b =3.求:(1)a 和c 的值;(2)cos(B -C )的值.12、在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知 a -c =66b ,sin B =6sin C .(1)求cos A 的值;(2)求cos ⎝⎛⎭⎫2A -π6的值.1.解:(Ⅰ)在ABC △中,由正弦定理及3cos cos 5a Bb Ac -= 可得3333sin cos sin cos sin sin()sin cos cos sin 5555A B B A C A B A B A B -==+=+ 即sin cos 4cos sin A B A B =,则tan cot 4A B =; (Ⅱ)由tan cot 4A B =得tan 4tan 0A B =>2tan tan 3tan 3tan()1tan tan 14tan cot 4tan A B B A B A B B B B --===+++≤34当且仅当14tan cot ,tan ,tan 22B B B A ===时,等号成立,故当1tan 2,tan 2A B ==时,tan()A B -的最大值为34.2.解:(Ⅰ)由5cos 13B =-,得12sin 13B =,由4cos 5C =,得3sin 5C =.所以33sin sin()sin cos cos sin 65A B C B C B C =+=+=. ············ 5分(Ⅱ)由332ABC S =△得133sin 22AB AC A ⨯⨯⨯=,由(Ⅰ)知33sin 65A =,故65AB AC ⨯=, ·················· 8分又sin 20sin 13AB B AC AB C ⨯==,故2206513AB =,132AB =.所以sin 11sin 2AB A BC C ⨯==. 10分 3.解:由tan tan 422A B C ++=得cot tan 422C C+= ∴cos sin 224sin cos 22C C C C += ∴14sin cos22C C =,∴1sin 2C =,又(0,)C π∈,∴566C C ππ==,或 由2sin cos sin B C A =得 2sin cos sin()B B B C =+即sin()0B C -= ∴B C =,6B C π==,2()3A B C ππ=-+=由正弦定理sin sin sin a b c A B C ==得1sin 2sin Bb c a A ==== 4.解:(Ⅰ)1sin 1cos ()cos sin 1sin 1cos x xg x x x x x--=+++2222(1sin )(1cos )cos sin cos sin x x xx x x--=+ 1sin 1cos cos sin .cos sin x xxx x x--=+17,,cos cos ,sin sin ,12x x x x x π⎛⎤∈π∴=-=- ⎥⎝⎦1sin 1cos ()cos sin cos sin x x g x x x x x --∴=+--sin cos 2x x =+-2.4x π⎛⎫+- ⎪⎝⎭(Ⅱ)由1712x ππ≤<,得55.443x πππ+≤< sin t 在53,42ππ⎛⎤ ⎥⎝⎦上为减函数,在35,23ππ⎛⎤⎥⎝⎦上为增函数,又5535sinsin ,sin sin()sin 34244x πππππ∴≤+<<(当17,2x π⎛⎤∈π ⎥⎝⎦),即1sin()2)2344x x ππ-≤+≤+--<<,故g (x )的值域为)2,3.⎡-⎣5.解:(Ⅰ)2()sin2sin )24x x f x =-sin 22x x =+π2sin 23x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭. ()f x ∴的最小正周期2π4π12T ==. 当πsin 123x ⎛⎫+=-⎪⎝⎭时,()f x 取得最小值2-;当πsin 123x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭时,()f x 取得最大值2. (Ⅱ)由(Ⅰ)知π()2sin 23x f x ⎛⎫=+⎪⎝⎭.又π()3g x f x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.∴1ππ()2sin 233g x x ⎡⎤⎛⎫=++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦π2sin 22x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭2cos 2x =.()2cos 2cos ()22x x g x g x ⎛⎫-=-== ⎪⎝⎭.∴函数()g x 是偶函数.6.解:(Ⅰ)由题意得3sin cos 1,m n A A =-=12sin()1,sin().662A A ππ-=-=由A 为锐角得,.663A A πππ-== (Ⅱ)由(Ⅰ)知1cos ,2A =所以2213()cos 22sin 12sin 2sin 2(sin ).22f x x x x s x =+=-+=--+ 因为x ∈R ,所以[]sin 1,1x ∈-,因此,当1sin 2x =时,f (x )有最大值32.当sin x =-1时,f (x )有最小值-3,所以所求函数f (x )的值域是33,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.7.解:(Ⅰ)由余弦定理及已知条件得,224a b ab +-=, 又因为ABC △1sin 2ab C =4ab =. ······· 4分 联立方程组2244a b ab ab ⎧+-=⎨=⎩,,解得2a =,2b =. ··············· 6分(Ⅱ)由题意得sin()sin()4sin cos B A B A A A ++-=,即sin cos 2sin cos B A A A =, 8分当cos 0A =时,2A π=,6B π=,3a =,3b =, 当cos 0A ≠时,得sin 2sin B A =,由正弦定理得2b a =,联立方程组2242a b ab b a ⎧+-=⎨=⎩,,解得a =b =所以ABC △的面积1sin 2S ab C ==················· 12分 8、解:(1)在△ABC 中,由题意知,sin A =1-cos 2A =33. 又因为B =A +π2,所以sin B =sin ⎝⎛⎭⎫A +π2=cos A =63.由正弦定理可得,b =a sin Bsin A=3×6333=3 2. (2)由B =A +π2得cos B =cos ⎝⎛⎭⎫A +π2=-sin A =-33.由A +B +C =π,得C =π-(A +B ),所以sin C =sin[π-(A +B )]=sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =33×⎝⎛⎭⎫-33+63×63=13. 因此△ABC 的面积S =12ab sin C =12×3×32×13=322.9、解:(1)由题意可知c =8-(a +b )=72.由余弦定理得cos C =a 2+b 2-c 22ab=22+⎝⎛⎭⎫522-⎝⎛⎭⎫7222×2×52=-15.(2)由sin A cos 2B 2+sin B cos 2A2=2sin C 可得sin A ·1+cos B 2+sin B ·1+cos A 2=2sin C ,化简得sin A +sin A cos B +sin B +sin B cos A =4sin C .因为sin A cos B +cos A sin B =sin(A +B )=sin C ,所以sin A +sin B =3sin C . 由正弦定理可知a +b =3c .又a +b +c =8,所以a +b =6.由于S =12ab sin C =92sin C ,所以ab =9,从而a 2-6a +9=0,解得a =3,所以b =3.10、解:由题设和正弦定理得3sin A cos C =2sin C cos A ,故3tan A cos C =2sin C . 因为tan A =13,所以cos C =2sin C ,所以tan C =12,所以tan B =tan[180°-(A +C )]=-tan(A +C )=tan A +tan Ctan A tan C -1=-1,所以B =135°.11、解:(1)由BA →·BC →=2,得c ·a cos B =2,又cos B =13,所以ac =6.由余弦定理,得a 2+c 2=b 2+2ac cos B ,又b =3,所以a 2+c 2=9+2×2=13.联立⎩⎪⎨⎪⎧ac =6,a 2+c 2=13,得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,c =3或⎩⎪⎨⎪⎧a =3,c =2. 因为a >c ,所以a =3,c =2.(2)在△ABC 中,sin B =1-cos 2B =1-⎝⎛⎭⎫132=223.由正弦定理,得sin C =c b sin B =23×223=429.因为a =b >c ,所以C 为锐角,因此cos C =1-sin 2C =1-⎝⎛⎭⎫4292=79. 于是cos(B -C )=cos B cos C +sin B sin C =13×79+2 23×4 29=232712解:(1)在△ABC 中,由b sin B =c sin C ,及sin B =6sin C ,可得b =6c .又由a -c =66b ,有a =2c .所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =6c 2+c 2-4c 226c 2=64.(2)在△ABC 中,由cos A =64,可得sin A =104.于是cos 2A =2cos 2A -1=-14,sin 2A =2sin A ·cos A =154.所以cos ⎝⎛⎭⎫2A -π6=cos 2A ·cos π6+sin 2A ·sin π6=15-38.。
三角函数练习题附答案一、填空题1.已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .角B 为钝角.设△ABC 的面积为S ,若()2224bS a b c a =+-,则sin A +sin C 的最大值是____________.2.赵爽是我国古代数学家,大约在公元222年,他为《周髀算经》一书作序时,介绍了"勾股圆方图",亦称"赵爽弦图"(以弦为边长得到的正方形由4个全等的直角三角形再加上中间的一个小正方形组成).类比"赵爽弦图",可构造如图所示的图形,它是由3个全等的三角形与中间一个小等边三角形拼成的一个较大的等边三角形,设 ,AD AB AC λμ=+若4AD AF =,则λ-μ的值为___________3.已知三棱锥P ABC -中,23APB ∠=π,3PA PB ==,5AC =,4BC =,且平面PAB ⊥平面ABC ,则该三棱锥的外接球的表面积为_________.4.已知单位向量1e ,2e 与非零向量a 满足12322e e +≤()120a e e ⋅-≤,则()1232a e e a⋅+的最大值是______.5.如图,某城市准备在由ABC 和以C 为直角顶点的等腰直角三角形ACD 区域内修建公园,其中BD 是一条观赏道路,已知1AB =,3BC =BD 长度的最大值为______.6.在锐角△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若2cos b a a C -=,则ac的取值范围是______.7.在ABC 中,AB BC ≠,O 为ABC 的外心,且有23AB BC AC +=,sin (cos 3)cos sin 0C A A A +=,若AO x AB y AC =+,,x y R ∈,则2x y -=________.8.在角1θ,2θ,3θ,…,29θ的终边上分别有一点1P ,2P ,3P ,…,29P ,如果点k P 的坐标为()()()sin 15,sin 75k k-+,129k ≤≤,k ∈N ,则12329cos cos cos cos θθθθ+++⋅⋅⋅+=______9.关于函数()()33cos sin f x x x x =+①其表达式可写成()cos 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭;②直线12x π=-是曲线()y f x =的一条对称轴;③()f x 在区间,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增;④存在0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭使()()3f x f x αα+=+恒成立.其中正确的是______(填写正确的番号).10.已知O 为△ABC 外接圆的圆心,D 为BC 边的中点,且4BC =,6AO AD ⋅=,则△ABC 面积的最大值为___________.二、单选题11.在△ABC 中,24CA CB ==,F 为△ABC 的外心,则CF AB ⋅=( ) A .-6B .-8C .-9D .-1212.已知1F ,2F 分别是椭圆2222:1(0)x yE a b a b+=>>的左、右焦点,若在椭圆E 上存在点M ,使得12MF F △的面积等于2122sin b F MF ∠,则椭圆E 的离心率e 的取值范围为( )A .3⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭B .3⎛ ⎝⎦C .122⎛ ⎝⎦D .2⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭13.若函数()f x 同时满足:①定义域内任意实数x ,都有()()110f x f x ++-=;②对于定义域内任意1x ,2x ,当12x x ≠时,恒有()()()12120x x f x f x -⋅->⎡⎤⎣⎦;则称函数()f x 为“DM 函数”.若“DM 函数”满足()()2sin cos 0f f αα-+>,则锐角α的取值范围为( ) A .0,4π⎛⎫ ⎪⎝⎭B .0,3π⎛⎫ ⎪⎝⎭C .,43ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭D .2,43ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭14.已知ABC 的内角分别为,,A B C ,23cos 1sin 26A A =-,且ABC 的内切圆面积为π,则AB AC ⋅的最小值为( ) A .6B .8C .10D .1215.设函数()211f x x =-,()122x f e x --=,()31sin 23f x x π=,99i ia =,0i =、1、2、、99.记()()()()()()10219998k k k k k k k I f a f a f a f a f a f a =-+-++-,1k =、2、3,则( ) A .123I I I << B .321I I I << C .132I I I << D .213I I I <<16.在ABC 中,60BAC ∠=,3BC =,且有2CD DB =,则线段AD 长的最大值为( ) A .132B .2C .31+D .2317.如图,长方形ABCD 中,152AB =,1AD =,点E 在线段AB (端点除外)上,现将ADE 沿DE 折起为A DE '.设ADE α∠=,二面角A DE C '--的大小为β,若π2αβ+=,则四棱锥A BCDE '-体积的最大值为( )A .14B .23C 151-D 51-18.在ABC 中,BAC ∠的平分线交BC 于点,2,6D BD DC BC ==,则ABC ∆的面积的最大值为( ) A .6B .62C .12D .12219.函数()sin()(0)6f x x πωω=+>在区间52[,]63ππ-上单调递增,且存在唯一05[0,]6x π∈,使得0()1f x =,则ω的取值范围为( )A .11[,]52B .21[,]52C .14[,]55D .24[,]5520.已知函数22sin sin ,[1,1]()22,(1,)x x a a x f x x ax a x ⎧++-∈-=⎨-+∈+∞⎩若关于x 的不等式()0f x 对任意[1,)x ∈-+∞恒成立,则实数a 的范围是( )A .[0,2]B .(,0][2,)-∞+∞C .(,0][1,2]-∞D .[0,1][2,)⋃+∞三、解答题21.已知函数()()sin 06f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图象向左平移2π个单位长度后与函数()()cos 22g x x πϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭图象重合.(1)求ω和ϕ的值;(2)若函数()88h x f x g x ππ⎛⎫⎛⎫=++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,求函数()h x 的单调递减区间及图象的对称轴方程.22.已知函数()()2sin 24sin 206x x x f πωωω⎛⎫=--+> ⎪⎝⎭,其图象与x 轴相邻的两个交点的距离为2π. (1)求函数()f x 的解析式;(2)若将()f x 的图象向左平移()0m m >个长度单位得到函数()g x 的图象恰好经过点,03π⎛-⎫ ⎪⎝⎭,求当m 取得最小值时,()g x 在7,612ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的单调区间. 23.如图,某景区内有一半圆形花圃,其直径AB 为6,O 是圆心,且OC ⊥AB .在OC 上有一座观赏亭Q ,其中∠AQC =23π,.计划在BC 上再建一座观赏亭P ,记∠POB =θ(0)2πθ<<.(1)当θ=3π时,求∠OPQ 的大小; (2)当∠OPQ 越大时,游客在观赏亭P 处的观赏效果越佳,求游客在观赏亭P 处的观赏效果最佳时,角θ的正弦值.24.已知函数()2sin cos cos2x x x x f =+. (1)求()f x 的最小正周期及单调递减区间;(2)求()f x 在区间0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值和最小值.25.函数211()sin 2sin cos cos sin 222f x x x πϕϕϕ⎛⎫=⋅+⋅-+ ⎪⎝⎭,22ππϕ⎛⎫-<< ⎪⎝⎭其图像过定点1,64π⎛⎫⎪⎝⎭(1)求ϕ值;(2)将()y f x =的图像左移8π个单位后得到()y g x =,求()g x 在,44ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最大和最小值及此时对应的x 的取值是多少?26.为丰富市民的文化生活,市政府计划在一块半径为200m ,圆心角为0120的扇形地上建造市民广场,规划设计如图:内接梯形ABCD 区域为运动休闲区,其中A ,B 分别在半径OP ,OQ 上,C ,D 在圆弧PQ 上,CD //AB ;上,CD //AB ;OAB ∆区域为文化展区,AB 长为3域,且CD 长不得超过200m.(1)试确定A ,B 的位置,使OAB ∆的周长最大?(2)当OAB ∆的周长最长时,设2DOC θ∠=,试将运动休闲区ABCD 的面积S 表示为θ的函数,并求出S 的最大值.27.已知函数()f x a b =⋅,其中()3sin ,1a x =-,()1,cos b x =,x ∈R .(1)求函数()y f x =的单调递增区间; (2)求()f x 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值.28.已知等差数列{}n a 的公差(0,]d π∈,数列{}n b 满足sin()n n b a =,集合*{|,}n S x x b n ==∈N .(1)若10a =,23d π=,求集合S ; (2)若12a π=,求d 使得集合S 恰有两个元素;(3)若集合S 恰有三个元素,n T n b b +=,T 是不超过5的正整数,求T 的所有可能值,并写出与之相应的一个等差数列{}n a 的通项公式及集合S . 29.已知函数2133()sin 24f x x x =+(1)求()f x 的最小正周期T 和[0,]π上的单调增区间:(2)若2()(1)0n f x m +-⋅>对任意的,34x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦和*n N ∈恒成立,求实数m 的取值范围.30.在锐角△ABC 中,a 、b 、c 分别为角A 、B 、C 所对的边,且32sin a c A = (Ⅰ)确定角C 的大小: (Ⅱ)若c =,且△ABC 的面积为,求a +b 的值.【参考答案】一、填空题1.982.473.28π 4535616.32⎝⎭7.4333-8.09.②③10.2二、单选题 11.A 12.A 13.A 14.A 15.D 16.C 17.A 18.C19.B 20.C 三、解答题21.(1)2ω=,3πϕ=;(2)减区间为()7,1212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦,对称轴方程为()212k x k Z ππ=+∈ 【解析】 【分析】(1)先根据平移后周期不变求得2ω=,再根据三角函数的平移方法求得3πϕ=即可.(2)根据(1)中()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()cos 23g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭代入可得()h x ,利用辅助角公式求得()23h x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再代入调递减区间及图象的对称轴方程求解即可.【详解】(1)因为函数()()sin 06f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图象向左平移2π个单位长度后与函数()()cos 22g x x πϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭图象重合,所以2ω=.5sin 2sin 2cos 222663f x x x x πππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+-=+=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 所以()cos 2cos 23x x πϕ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,因为2πϕ<,所以3πϕ=.(2)由(1)()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()cos 23g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以()88h x f x g x ππ⎛⎫⎛⎫=++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,sin 2cos 2212123x x x πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.令()3222232k x k k Z πππππ+≤+≤+∈,解得()71212k x k k Z ππππ+≤≤+∈ 所以函数的单调递减区间为()7,1212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦. 令()232x k k Z πππ+=+∈,可得图象的对称轴方程为()212k x k Z ππ=+∈. 【点睛】本题主要考查了三角函数的平移运用以及辅助角公式.同时也考查了根据三角函数的解析式求解单调区间以及对称轴等方法.属于中档题.22.(1)()23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(2)单调增区间为,612ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,57,1212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦;单调减区间为5,1212ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【解析】 【分析】(1)利用两角差的正弦公式,降幂公式以及辅助角公式化简函数解析式,根据其图象与x 轴相邻的两个交点的距离为2π,得出周期,利用周期公式得出1ω=,即可得出该函数的解析式;(2)根据平移变换得出()223m x x g π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,再由函数()g x 的图象经过点,03π⎛⎫- ⎪⎝⎭,结合正弦函数的性质得出m 的最小值,进而得出()223g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,利用整体法结合正弦函数的单调性得出该函数在7,612ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的单调区间.【详解】解:(1)()2sin 24sin 26x x x f πωω⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭11cos22cos24222xx x ωωω-=--⨯+32cos22x x ωω=+23x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭由已知函数()f x 的周期T π=,22ππω=,1ω=∴()23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.(2)将()f x 的图象向左平移()0m m >个长度单位得到()g x 的图象∴()223m x x g π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,∵函数()g x 的图象经过点,03π⎛⎫- ⎪⎝⎭22033m ππ⎡⎤⎛⎫⨯-++= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,即sin 203m π⎛⎫-= ⎪⎝⎭∴23m k ππ-=,k Z ∈∴26k m ππ=+,k Z ∈∵0m >,∴当0k =,m 取最小值,此时最小值为6π此时,()223g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭. 令7612x ππ-≤≤,则2112336x πππ≤+≤当22332x πππ≤+≤或32112236x πππ≤+≤,即当612x ππ-≤≤-或571212x ππ≤≤时,函数()g x 单调递增当232232x πππ≤+≤,即51212x ππ-≤≤时,函数()g x 单调递减. ∴()g x 在7,612ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的单调增区间为,612ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,57,1212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦;单调减区间为5,1212ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.【点睛】本题主要考查了由正弦函数的性质确定解析式以及正弦型函数的单调性,属于中档题.23.(1)6π.(2)sin θ=. 【解析】(1)设∠OPQ =α,在△POQ 中,用正弦定理sin sin OQ OPOPQ OQP=∠∠可得含α,θ的关系式,将其展开化简并整理后得tanαθ=3π代入得答案;(2)令f (θ)f (θ)的最大值,即此时的sin θ,由(1)可知tanα.【详解】(1)设∠OPQ =α,在△POQ 中,用正弦定理可得含α,θ的关系式. 因为∠AQC =23π,所以∠AQO =3π.又OA =OB =3,所以OQ 在△OPQ 中,OQOP =3,∠POQ =2π-θ,设∠OPQ =α,则∠PQO =2π-α+θ.由正弦定理,得3sin 2παθ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭=cos (α-θ).展开并整理,得tanαθ∈0,2π⎛⎫⎪⎝⎭.此时当θ=3π时,tanα因为α∈(0,π),所以α=6π.故当θ=3π时,∠OPQ =6π.(2)设f (θ)θ∈0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭.则f ′(θ)令f ′(θ)=0,得sinθθ0满足0sin θ则0cos θ=,即()02f θ===列表如下:由(1)可知tanα=f (θ)>0,则0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭, tanα单调递增则当tanα取最大值2时,α也取得最大值. 故游客在观赏亭P 处的观赏效果最佳时,sinθ 【点睛】本题考查三角函数和解三角形的实际应用,应优先建模,将实际问题转化为熟悉的数学问题,进而由正弦定理构建对应关系,还考查了利用导数求函数的最值,属于难题. 24.(1)最小正周期π;单调递减区间是5,88k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦,k Z ∈(2)最大值和最小值和1. 【解析】(1)利用二倍角的正弦公式的逆用公式以及两角和的正弦公式的逆用公式化简得()24f x x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭,再根据周期公式可得周期,利用正弦函数的递减区间可得()f x 的递减区间;(2)利用正弦函数的性质可求得结果. 【详解】(1)因为()sin 2cos 224x f x x x π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭.所以()f x 的最小正周期22T ππ==. 由3222242k x k πππππ+≤+≤+,得588k x k ππππ+≤≤+,所以()f x 的单调递减区间是5,88k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦,k Z ∈. (2)因为0,4x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以32,444x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦.所以当242x ππ+=,即8x π=当244x ππ+=或34π,即0x =或4x π=时,函数取得最小值1.所以()f x 在区间0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦π和1.【点睛】本题考查了二倍角的正弦公式,考查了两角和的正弦公式,考查了正弦型函数的周期公式,考查了求三角函数的单调区间和最值,属于基础题. 25.(1)0ϕ=(2)当4x π=时,min ()g x =;当8x π=-时,max 1()2g x =【解析】 【分析】(1)先将函数表达式结合降幂公式化简可得()1cos(2)2f x x ϕ=-,结合函数过点1,64π⎛⎫⎪⎝⎭和,22ππϕ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭即可求解具体ϕ值;(2)根据函数图像平移法则先求得1()cos 224g x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,由,44x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦求得32,444x πππ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦,再结合余弦函数性质即可求解 【详解】(1)11cos 21()sin 2sin cos cos 222x f x x ϕϕϕ+=⋅+⋅- 11sin 2sin cos 2cos 22x x ϕϕ=⋅+⋅ 1cos(2)2x ϕ=- 又图像过点1,64π⎛⎫ ⎪⎝⎭,11cos 423πϕ⎛⎫∴=- ⎪⎝⎭233k ππϕπ∴-=+或2()3k k Z ππ-+∈又,22ππϕ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,0ϕ∴=(2)由(1)知 1()cos 22f x x =, 11()cos 2cos 22824g x x x ππ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 32,444x πππ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦当3244x ππ+=时,即4x π=时,min ()4g x = 当204x π+=时,即8x π=-时,max 1()2g x = 【点睛】本题考查三角函数表达式的化简求值,降幂公式的使用,两角差的余弦公式的逆用,在具体区间函数最值的求解,属于中档题26.(1)OA 、OB 都为50m ;(2)8sin 64sin cos S θθθθ=-+;0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦;最大值为2625(8m +. 【解析】 【分析】对于(1),设OA m =,OB n =,m ,n (0,200)∈,在△OAB 中,利用余弦定理可得22222cos3AB OA OB OA OB π=+-⋅⋅,整理得222m n mn =++,结合基本不等式即可得出结论;对于(2),当△AOB 的周长最大时,梯形ACBD 为等腰梯形,过O 作OF ⊥CD 交CD 于F ,交AB 于E ,则E 、F 分别为AB ,CD 的中点,利用已知可表示出相关线段;然后利用梯形的面积公式可知,8sin 64sin cos S θθθθ=-+ ,0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,令()8sin 64sin cos f θθθθθ=-+0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,,结合导数,确定函数的单调性,即可求出S 的最大值. 【详解】解:(1)设OA m =,OB n =,m ,n (0,200)∈,在OAB ∆中,22222cos3AB OA OB OA OB π=+-⋅⋅,即222m n mn =++.所以22222()3()()()44m n m n mn m n m n +=+-+-=+.所以m n 100+,当且仅当m n 50==时,m n +取得最大值, 此时OAB ∆周长取得最大值.答:当OA 、OB 都为50m 时,OAB ∆的周长最大. (2)当AOB ∆的周长最大时,梯形ABCD 为等腰梯形.如上图所示,过O 作OF CD ⊥交CD 于F ,交AB 于E ,则E 、F 分别为AB 、CD 的中点, 所以DOE θ∠=.由CD 200,得0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦.在ODF ∆中,DF 200sin θ=,OF 200cos θ=. 又在AOE ∆中,OE OAcos253π==,故EF 200cos 25θ=-.所以1(503400sin )(200cos 25)2S θθ=-625(38sin )(8cos 1)θθ=-625(838sin 64sin cos 3)θθθθ=-+,0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦.令()838sin 64sin cos 3f θθθθθ=-+0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,()838cos 64cos 216sin 64cos 26f πθθθθθθ'⎛⎫=--+=-++ ⎪⎝⎭,0,6πθ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭.又16sin 6y πθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭及cos 2y θ=在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上均为单调递减函数,故()f θ'在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上为单调递减函数.因1()1640623f π⎫'=-⨯>⎪⎪⎝⎭,故()0f θ'>在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上恒成立, 于是,()f θ在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上为单调递增函数.所以当6πθ=时,()f θ有最大值,此时S 有最大值为625(8153)+. 答:当6πθ=时,梯形ABCD 面积有最大值,且最大值为2625(8153)m +.【点睛】本题主要考查了余弦定理、基本不等式以及导数的应用,在(2)中得到()838sin 64sin cos 3f θθθθθ=-+()16sin 64cos 26f πθθθ'⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,结合函数在公共区间上,减函数+减函数等于减函数,从而确定()f θ'在0,6πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上为单调递减函数.属于难题.27.(1)2[2,2],33k k k Z ππππ-++∈;(2)最小值为1- 【解析】 【分析】(1)先利用平面向量数量积的坐标运算律以及辅助角公式得出()2sin 6f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,然后解不等式()22262k x k k Z πππππ-+≤-≤+∈可得出函数()y f x =的单调递减区间;(2)由0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦得出6x π-的取值范围,然后再利用正弦函数的性质得出函数()y f x =的最大值和最小值. 【详解】 (1)()3sin ,1a x =-,()1,cos b x =,()1cos 2cos 2sin cos cos sin 266f x x x x x x x ππ⎫⎛⎫∴=-=-=-⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭2sin 6x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,解不等式()2222k x k k Z ππππ-+≤≤+∈,得()22233k x k k Z ππππ-+≤≤+∈, 因此,函数()y f x =的单调递增区间为2[2,2],33k k k Z ππππ-++∈; (2)02x π≤≤,663x πππ∴-≤-≤,所以,函数()y f x =在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,则()min 2sin 16f x π⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,()max 2sin 2sin 263f x πππ⎛⎫=-== ⎪⎝⎭因此,函数()y f x =在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最小值为1-【点睛】本题考查三角函数的单调性与最值,考查平面数量积的坐标运算,解这类问题首先要利用三角三角恒等变换公式将三角函数解析式化简,并将角视为一个整体,利用正弦函数或余弦函数的基本性质求解,考查分析问题和解题问题的能力,属于中等题.28.(1)⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭;(2)23π或π;(3)3T =或4,3T =时,23n a n π=,S ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭;4T =时,2n a n π=,{}0,1,1S =-【解析】【分析】(1)根据等差数列的通项公式写出n a ,进而求出n b ,再根据周期性求解;(2)由集合S 的元素个数,分析数列{}n b 的周期,进而可求得答案;(3)分别令1T =,2,3,4,5进行验证,判断T 的可能取值,并写出与之相应的一个等差数列{}n a 的通项公式及集合S 【详解】(1)等差数列{}n a 的公差(0d ∈,]π,数列{}n b 满足sin()n n b a =, 集合{}*|,n S x x b n N ==∈. ∴当120,3a d π==, 所以集合3{2S =-,0,3}2. (2)12a π=,数列{}n b 满足sin()n n b a =,集合{}*|,n S x x b n N ==∈恰好有两个元素,如图:根据三角函数线,①等差数列{}n a 的终边落在y 轴的正负半轴上时,集合S 恰好有两个元素,此时d π=, ②1a 终边落在OA 上,要使得集合S 恰好有两个元素,可以使2a ,3a 的终边关于y 轴对称,如图OB ,OC ,此时23d π=, 综上,23d π=或者d π=.(3)①当3T =时,3n n b b +=,集合1{S b =,2b ,3}b ,符合题意. 与之相应的一个等差数列{}n a 的通项公式为23n a n π=,此时33S ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭. ②当4T =时,4n n b b +=,sin(4)sin n n a d a +=,42n n a d a k π+=+,或者42n n a d k a π+=-,等差数列{}n a 的公差(0d ∈,]π,故42n n a d a k π+=+,2k d π=,又1k ∴=,2 当1k =时满足条件,此时{0S =,1,1}-. 与之相应的一个等差数列{}n a 的通项公式为2n a n π=,此时{}0,1,1S =-【点睛】本题考查等差数列的通项公式、集合元素的性质以及三角函数的周期性,是一道综合题. 29.(1) T=π,单调增区间为50,12π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,11,12ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦(2) ∅ 【解析】 【分析】(1)化简函数得到1()sin 223f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,再计算周期和单调区间.(2)分情况n 的不同奇偶性讨论,根据函数的最值得到答案. 【详解】解:(1)函数2133()sin 24f x x x =131cos 23sin 242x x +=131sin 22sin 2423x x x π⎛⎫==- ⎪⎝⎭ 故()f x 的最小正周期22T ππ==. 由题意可知:222232k x k πππππ-+≤-≤+,k Z ∈解得:51212k x k ππππ-+≤≤+,k Z ∈ 因为[0,]x π∈,所以()g x 的单调增区间为50,12π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,11,12ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ (2)由(1)得1()sin 223f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭∵,34x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦∴2,36x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,∴1sin 21,32x π⎛⎫⎡⎤-∈- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,12()1,2f x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦若2()(1)0n f x m +-⋅>对任意的,34x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦和*n N ∈恒成立,则2()(1)n f x m +-⋅的最小值大于零. 当n 为偶数时,10m -+>,所以,1m 当n 为奇数时,10m -->,所以,1m <- 综上所述,m 的范围为∅. 【点睛】本题考查了三角函数化简,周期,单调性,恒成立问题,综合性强,意在考查学生的计算能力和综合应用能力. 30.(Ⅰ)3π(Ⅱ)5 【解析】 【详解】试题分析:(12sin sin A C A =即可得sin C =60C =︒(2)∵1sin 2S ab C ==a b + 试题解析: 解:(12sin sin A C A =,∵,A C 是锐角,∴sin C =60C =︒.(2)∵1sin 2S ab C ==6ab = 由余弦定理得222222cos ()3()187c a b ab C a b ab a b =+-=+-=+-= ∴5a b +=点睛:在解三角形问题时多注意正余弦定理的结合运用,正弦定理主要用在角化边和边化角上,而余弦定理通常用来求解边长。
三角函数练习题及答案百度文库精心选一选山岳得分1、在直角三角形中,各边都扩大2倍,则锐角A的正弦值与余弦值都A、缩小2倍B、扩大2倍C、不变D、不能确定4,BC=4,sinA=52、在Rt△ABC中,∠C=90,则AC=A、3B、C、D、61sinA=3,则3、若∠A是锐角,且A、00 13sinA?tanA4、若cosA=3,则4sinA?2tanA=411A、 B、 C、D、05、在△ABC中,∠A:∠B:∠C=1:1:2,则a:b:c=2A、1:1:B、1:1:C、1:1:3D、1:1:26、在Rt△ABC中,∠C=900,则下列式子成立的是A、sinA=sinBB、sinA=cosBC、tanA=tanBD、cosA=tanB.已知Rt△ABC中,∠C=90°,AC=2,BC=3,则下列各式中,正确的是2223A.sinB=B.cosB=C.tanB=D.tanB=28.点关于y轴对称的点的坐标是11113A.B.C.D.9.每周一学校都要举行庄严的升国旗仪式,让我们感受到了国旗的神圣.?某同学站在离旗杆12米远的地方,当国旗升起到旗杆顶时,他测得视线的仰角为30°,?若这位同学的目高1.6米,则旗杆的高度约为A.6.9米 B.8.5米 C.10.3米 D.12.0米10.王英同学从A地沿北偏西60o方向走100m到B地,再从B地向正南方向走200m到C地,此时王英同学离A地503m100 m150m m11、如图1,在高楼前D点测得楼顶的仰角为30?,向高楼前进60米到C点,又测得仰角为45?,则该高楼的高度大约为A.82米B.163米C.52米D.70米12、一艘轮船由海平面上A地出发向南偏西40o的方向行驶40海里到达B 地,再由B地向北偏西10o的方向行驶40海里到达C地,则A、C两地相距.30海里0海里 0海里 0海里细心填一填1.在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=5,AC=3,则sinB=_____..在△ABC中,若AC=3,则cosA=________.3.在△ABC中,AB=,B=30°,则∠BAC的度数是______.图14.如图,如果△APB绕点B按逆时针方向旋转30°后得到△A'P'B,且BP=2,那么PP'的长为____________.5.如图,在甲、乙两地之间修一条笔直的公路,从甲地测得公路的走向是北偏东48°.甲、乙两地间同时开工,若干天后,公路准确接通,则乙地所修公路的走向是南偏西___________度.第4题图第5题图第6题图6.如图,机器人从A点,沿着西南方向,行了个2单位,到达B点后观察到原点O在它的南偏东60°的方向上,则原来A的坐标为___________结果保留根号)..求值:sin260°+cos260°=___________.8.在直角三角形ABC中,∠A=90,BC=13,AB=12,则tanB?_________..根据图中所给的数据,求得避雷针CD的长约为_______m..11.如图,太阳光线与地面成60°角,一棵倾斜的大树与地面成30°角,?这时测得大树在地面上的影子约为10米,则大树的高约为________米。
三角函数诱导公式专项练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 一、单选题1.()A. B. C. D.2. 的值为()A. B. C. D.3.已知 ,则cos(60°–α)的值为A. B.C. D.–4.已知,且,则 ()A. B. C. D.5.已知sin(π-α)=-,且α∈(-,0),则tan(2π-α)的值为( )A. B.- C.± D.6.已知 ,则 =( )A. B. C. D.7.已知 ,,则 ()A. B. C. D.8.已知,则 ()A. B. - C. D. -9.如果 ,那么A. - B. C. 1 D. -110.已知,则 ()A. B. C. D.11.化简 的值是()A. B. C. D.12. 的值是()A. B. C. D.13.已知角的终边经过点,则 的值等于A. B. C. D.14.已知 ,则 ()A. B. C. D.15.已知 则的值为()A. B. C. D.16.已知 则 ()A. B. C. D.17.已知 ,且是第四象限角,则 的值是( ) A. B. C. D.18.已知sin=,则cos=( )A. B. C.- D.-19.已知cos α=k,k∈R,α∈,则sin(π+α)=( ) A.- B.C.± D.-k20.=( )A. sin 2-cos 2 B. sin 2+cos 2C.±(sin 2-cos 2) D. cos 2-sin 221. 的值为A. B. C. D.22. ()A. B. C. D.23.若, ,则 的值为()A. B. C. D.24.已知且 ,则 ()A. B. C. D.25.已知 ,则 ( )A. B. C. D.26.若 ,且,则 ()A. B. C. D.27.已知 ,则 ( ) A. B. C. D.28.已知 ,则 的值为()A. B. - C. D.29.若, ,则 的值为()A. B. C. D.30.已知,则的大小关系是( ) A. B. C. D.31.A. B. C. D.32. 的值等于()A. B. C. D.33. 的值的()A. B. C. D.34.已知, ,则 等于().A. B. C. D.35.已知 ,则 的值为()A. B. C. D.36.点在直角坐标平面上位于()A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限37.如果 ,那么 等于()A. B. C. D.38.已知角的终边过点,若 ,则实数A. B. C. D.39.A. B. C. D.40.已知 ,则 的值为()A. B. C. D.参考答案1.D【解析】【分析】直接运用诱导公式,转化为特殊角的三角函数值求解。
三角函数计算练习
1.已知x∈(﹣,0),cosx=,则tan2x=( )
A.B.C.D.
2.cos240°=( )
A.B.C.D.
3.已知cosα=k,k∈R,α∈(,π),则sin(π+α)=( )
A.﹣B.C.±D.﹣k
4.已知角α的终边经过点(﹣4,3),则cosα=
5.cos480°的值为
6.已知,那么cosα=
7.已知sin(+α)=,则cos2α等于( )
8.已知α是第二象限角,P(x,)为其终边上一点,且cosα=x,则x=
9.已知sinα=,则cos2α=.
10.若cos(α+)=,则cos(2α+)=.
11.已知θ∈(0,π),且sin(θ﹣)=,则tan2θ= .
试卷答案
1.D
考点:二倍角的正切.
专题:计算题.
分析:由cosx的值及x的范围,利用同角三角函数间的基本关系求出sinx的值,进而求出tanx的值,然后把所求的式子利用二倍角的正切函数公式变形后,将tanx的值代入即可求出值.
解答:解:由cosx=,x∈(﹣,0),
得到sinx=﹣,所以tanx=﹣,
则tan2x===﹣.
故选D
点评:此题考查了同角三角函数间的基本关系,以及二倍角的正切函数公式.学生求sinx 和tanx时注意利用x的范围判定其符合.
2.B
考点:运用诱导公式化简求值.
专题:计算题;三角函数的求值.
分析:运用诱导公式及特殊角的三角函数值即可化简求值.
解答:解:cos240°=cos(180°+60°)=﹣cos60°=﹣,
故选:B.
点评:本题主要考查了诱导公式及特殊角的三角函数值在化简求值中的应用,属于基本知识的考查.
3.A
考点:同角三角函数基本关系的运用;运用诱导公式化简求值.
专题:三角函数的求值.
分析:由已知及同角三角函数基本关系的运用可求sinα,从而由诱导公式即可得解.
解答:解:∵cosα=k,k∈R,α∈(,π),
∴sinα==,
∴sin(π+α)=﹣sinα=﹣.
故选:A.
点评:本题主要考查了同角三角函数基本关系的运用,运用诱导公式化简求值,属于基本知识的考查.
4.D
考点:任意角的三角函数的定义.
专题:三角函数的求值.
分析:由条件直接利用任意角的三角函数的定义求得cosα的值.
解答:解:∵角α的终边经过点(﹣4,3),∴x=﹣4,y=3,r==5.
∴cosα===﹣,
故选:D.
点评:本题主要考查任意角的三角函数的定义,两点间的距离公式的应用,属于基础题.5.D
考点:运用诱导公式化简求值.
专题:三角函数的求值.
分析:运用诱导公式即可化简求值.
解答:解:cos480°=cos(360°+120°)=cos120°=﹣cos60°=﹣.
故选:D.
点评:本题主要考查了运用诱导公式化简求值,属于基础题.
6.C
考点:诱导公式的作用.
专题:三角函数的求值.
分析:已知等式中的角变形后,利用诱导公式化简,即可求出cosα的值.
解答:解:sin(+α)=sin(2π++α)=sin(+α)=cosα=.
故选C.
点评:此题考查了诱导公式的作用,熟练掌握诱导公式是解本题的关键.
7.C
考点:二倍角的余弦.
专题:计算题;三角函数的求值.
分析:由sin(+α)=及诱导公式可得cosα=,由二倍角的余弦公式可得cos2α的值.
解答:解:∵sin(+α)=,
∴cosα=,
∴cos2α=2cos2α﹣1=2×=﹣,
故选:C.
点评:本题主要考查了二倍角的余弦公式,诱导公式的应用,属于基础题.
8.D
考点:任意角的三角函数的定义.
专题:三角函数的求值.
分析:根据三角函数的定义有cosα=,条件cosα=x都可以用点P的坐标来表达,借助于角的终边上的点,解关于x的方程,便可求得所求的横坐标.
解答:解:∵cosα===x,
∴x=0(∵α是第二象限角,舍去)或x=(舍去)或x=﹣.
故选:D.
点评:本题巧妙运用三角函数的定义,联立方程求出未知量,不失为一种好方法.
9.
考点:二倍角的余弦.
专题:三角函数的求值.
分析:由二倍角的余弦公式化简所求后代入已知即可求值.
解答:解:∵sinα=,
∴cos2α=1﹣2sin2α=1﹣2×=.
故答案为:.
点评:本题主要考查了二倍角的余弦公式的应用,属于基本知识的考查.
10.
考点:二倍角的余弦;两角和与差的余弦函数.
专题:计算题;三角函数的求值.
分析:由二倍角的余弦函数公式根据已知即可求值.
解答:解:cos(2α+)=2cos2(α+)﹣1=2×﹣1=.
故答案为:.
点评:本题主要考查了二倍角的余弦函数公式的应用,属于基本知识的考查.
11.﹣
考点:二倍角的正切;两角和与差的正弦函数.
专题:三角函数的求值.
分析:依题意,可得sinθ﹣cosθ=①,sinθ+cosθ=②,联立①②得:sinθ=,cosθ=,于是可得cos2θ、sin2θ的值,从而可得答案.
解答:解:∵sin(θ﹣)=(sinθ﹣cosθ)=,
∴sinθ﹣cosθ=,①
∴1﹣2sinθcosθ=,2sinθcosθ=>0,
依题意知,θ∈(0,),
又(sinθ+cosθ)2=1+sin2θ=,
∴sinθ+cosθ=,②
联立①②得:sinθ=,cosθ=,
∴cos2θ=2cos2θ﹣1=﹣,
∴tan2θ==﹣.
故答案为:﹣.
点评:本题考查两角和与差的正弦函数,考查同角三角函数间的关系式的应用,考查二倍角的正弦、余弦与正切,属于中档题.。