高中数学三角函数总复习题解答
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三角函数总复习题解答:A 组1.解:(1)∈+==k k S ,24{ππββZ },49,4,47πππ-(2)∈+-==k k S ,232{ππββZ },310,34,32πππ- (3)∈+==k k S ,2512{ππββZ },512,52,58πππ- (4)∈π=ββ=k k S ,2{Z },-2π,0,2π评述:这一题目要求我们首先要准确写出集合S ,并判断k 可取何值时,能使集合S 中角又属于所要求的范围.2.解:由l =|α|r 得ππ29151031518054=⨯=⨯︒︒=l 4430292≈+π=+=r l C cm 101.14135********⨯≈=⨯⨯==ππlr S cm 2 答:周长约44 cm ,面积约1.1×10 cm2评述:这一题需先将54°换算为弧度数,然后分别用公式进行计算. 3.(1)sin4<0;(2)cos5>0;(3)tan8<0;(4)tan(-3)>0. 评述:先判断角所属象限,然后确定其三角函数的符号..,041cos 415sin 1cos sin 41cos :.422为第一或第四象限角知由得由解ϕϕϕϕϕϕ〉=±=⎪⎩⎪⎨⎧=+=当ϕ为第一象限角时,sin ϕ=415,tan ϕ=15; 当ϕ为第四象限角时,sin ϕ=-415,tan ϕ=-15.评述:先由已知条件确定角所属象限,然后结合同角三角函数基本关系式,求出另外的三角函数值.5.解:由sin x =2cos x ,得tan x =2 ∴x 为第一象限或第三象限角 当x 为第一象限角时tan x =2,cot x =21,cos x =55,sec x =5,sin x =552,csc x =25当x 为第三象限角时tan x =2,cot x =21,cos x =-55,sec x =-5,sin x =-552,csc x=-25110sin 10cos 10sin 10cos 10sin 10cos 10cos 10sin 170sin 10cos )10cos 10(sin 170cos 110cos 10cos 10sin 21:.622=︒-︒︒-︒=︒-︒︒-︒=︒-︒︒-︒=︒--︒︒︒-解评述:注意灵活使用同角三角函数的基本关系式的变形式,即“1”的妙用,这也是三角函数式化简过程中常用的技巧之一,另外,注意及时使用诱导公式和三角函数图象和性质:当α∈[0,4π)时,sin α<cos α. 7.解:sin 4α-sin 2α+cos 2α=sin 2α(sin 2α-1)+cos 2α=(1-cos 2α)(-cos 2α)+cos 2α=-cos 2α+cos 4α+cos 2α=cos 4α评述:注意使用sin 2α+cos 2α=1及变形式.8.证明:(1)左边=2(1-sin α)(1+cos α)=2(1-sin α+cos α-sin αcos α)=2-2sin α+2cos α-sin2α右边=(1-sin α+cos α)2=[1-(sin α-cos α)]2=1-2(sin α-cos α)+(sin α-cos α)2=1-2sin α+2cos α+sin 2α+cos 2α-2sin αcos α =2-2sin α+2cos α-sin2α ∴左边=右边 即原式得证.(2)左边=sin 2α+sin 2β-sin 2α·sin 2β+cos 2α·cos 2β=sin 2α(1-sin 2β)+cos 2α·cos 2β+sin 2β=sin 2α·cos 2β+cos 2α·cos 2β+sin 2β=cos 2β(sin 2α+cos 2α)+sin 2β=1=右边∴原式得证评述:三角恒等式的证明一般遵循由繁到简的原则.9.解:(1)α+-α=αα+-αα=α+αα-αtan 352tan 4cos sin 352cos sin 4sin 3cos 5cos 2sin 4将tan α=3代入得,原式=.75 (2)sin αcos α=tan α·cos 2α=tan α·1033113tan 1122=+⨯=+α (3)(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=1+2×58103= 评述:注意挖掘已知条件与所求结论中的三角函数的关系.10.解:(1)sin 625π+cos 325π+tan(-425π)=sin 6π+cos 3π-tan 4π=012121=-+(2)sin2+cos3+tan4≈1.0777评述:注意灵活应用诱导公式化简后再求值.11.解:(1)∵sin(π+α)=-21=-sin α∴sin α=21∴cos(2π-α)=cos α=±23sin 12±=α-当α为第一象限时,cos α=23当α为第二象限时,cos α=-23(2)tan(α-7π)=-tan(7π-α)=tan α当α为第一象限时,tan α=33 当α为第二象限时,tan α=-33评述:要注意讨论角的范围.12.解:(1)sin378°21′=sin18°21′=0.3148(2)sin(-879°)=-sin(159°)=-sin21°=-0.3584 (3)sin3=0.1409评述:要用诱导公式将其转化为锐角三角函数值问题. 13.解:设0<x <214.解:∵cos α=-419且π<α<23π ∴sin α=-4140,∴tan α=940∴tan(4π-α)=493194019401tan 1tan 1-=+-=α+α- 评述:仔细分析题目,要做到有的放矢.15.解:∵sin α=55,α为锐角 ∴cos α=552又∵sin β=1010,β为锐角 ∴cos β=10103 ∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=22又∵0<α+β<π,∴α+β=4π说明:若先求出sin(α+β)=22,则需否定α+β=43π.评述:一般地,若所求角在(0,π)上,则一般取此角的余弦较为简便;若所求角在(-2π,2π)上,则一般取此角的正弦较为简便.16.(1)证明:∵4π=+B A∴tan(A +B )=tan4π=1=B A B A tan tan 1tan tan -+即:tanA +tan B =1-tan A tan B∴tan A +tan B +tan A tan B =1∵(1+tan A )(1+tan B )=1+tan A +tan B +tan A tan B ∴(1+tan A )(1+tan B )=2(2)证明:由(1+tan A )(1+tan B )=2得 tan A +tan B =1-tan A tan B 又∵0<A <2π,0<B <2π ∴tan A +tan B >01tan tan 1tan tan =-+∴B A BA 即tan(A +B )=1又∵0<A +B <π ∴A +B =4π (3)解:由上述解答过程可知:两锐角之和为直角之半的充要条件是(1+tan A )(1+tan B )=2不可以说“两个角A 、B 之和为4π的充要条件是(1+tan A )(1+tan B )=2”因为在(2)小题中要求A 、B 都是锐角.17.证明:设正方形的边长为1则tan α=21,tan β=31∴tan(α+β)=1tan tan 1tan tan =-+βαβα又∵0<α,β<π,∴α+β=4π 评述:要紧扣三角函数定义. 18.证明:∵0<α,β,γ<2π 且tan α=21<1,tan β=51<1,tan γ=81<1 ∴0<α,β,γ<4π又∵tan(α+β+γ)=1 0<α+β+γ<43π ∴α+β+γ=45° 19.解:(1)由cos2α=53 得532cos )cos )(sin cos (sin cos sin 222244-=-=+-=-ααααααα(2)6255271)247(121tan 121cos 22cos 222=-+=-+=-=xx x (3)由sin θ+cos θ=32 得(sin θ+cos θ)2=sin 2θ+2sin θcos θ+cos 2θ=1+sin2θ=94 ∴sin2θ=-95 (4)∵(sin ϕ+cos ϕ)2=1+2sin ϕ·cos ϕ=169289(sin ϕ-cos ϕ)2=1-2sin ϕ·cos ϕ=16949 又∵4π<ϕ<2π ∴sin ϕ+cos ϕ=1317sin ϕ-cos ϕ=137∴sin ϕ=1312,cos ϕ=13520.解:设△ABC 的底为a ,则腰长为2a∴sin 2A =4122=a a cos 2A =4152215=a a∴sin A =2sin 2A cos 2A=815cos A =2cos 22A -1=815-1=87 tan A =715.21.证明:P =iv=imsin ωt·vmsin(ωt+2π)=imvmsin ωtcos ωt=21imvmsin2ωt22.证明:由题意可知: sin2θ=rR r R +- cos 2θ=()r R Rrr R r R r R +=+--+2)(22∴sin θ=2sin2θcos 2θ=2·rR r R +-·r R Rr +2=2)()(4r R Rr r R +-23.解:由教科书图4—12,可知:当α为某一象限角时,有:|sin α|=|MP |,|cos α|=|OM | ∵|MP |+|OM |>|OP |=1, ∴|sin α|+|cos α|>1当α的终边落在坐标轴上时,有|sin α|+|cos α|=1. 因此,角α的正弦绝对值与余弦绝对值之和不小于1. 评述:要注意数形结合这种重要的数学思想的利用. 24.解:(1)由1-tan x ≠0,得tan x ≠1 ∴x ≠k π+4π且x ≠k π+2π,k ∈Z ∴函数y =xtan 11-的定义域为:{x |x ≠k π+4π且x ≠k π+2π,k ∈Z } (2)由2x≠k π+2π得x ≠2k π+π,k ∈Z∴y =tan2x的定义域为{x |x ≠2k π+π,k ∈Z } 25.解:(1)由cos 2x =1.5,得cos x =±5.1 又∵5.1∉[-1,1] ∴cos 2x =1.5不能成立.(2)由sin x -cos x =2sin(x -4π)∈[-2,2] ∴sin x -cos x =2.5不能成立 (3)当x =4π时,tan x =1 ∴tan x +xtan 1=2有可能成立 (4)由sin 3x =-4π得sin x =-34π∈[-1,1]∴sin 3x =-4π成立. 评述:要注意三角函数的有界性. 26.解:(1)当sin x =1时,即x =2k π+2π,k ∈Z 时, y =2+πxsin 取得最大值.∴y =2+πx sin 的最大值为2+π1.使y 取得最大值的x 的集合为{x |x =2π+2k π,k ∈Z }. 当sin x =-1时,即x =-2π+2k π时. y =2+πxsin 取得最小值.∴y =2+πx sin 的最小值为2-π1.使y 取得最小值的x 的集合为{x |x =-2π+2k π,k ∈Z }. (2)当cos x =-1即x =(2k +1)π时, y =3-2cos x 取得最大值, ∴y =3-2cos x 的最大值为5.使y 取得最大值的x 的集合为{x |x =2k π+π,k ∈Z }. 当cos x =1,即x =2k π时 y =3-2cos x 取得最小值 ∴y =3-2cos x 的最小值为1使y 取得最小值的x 的集合为{x |x =2k π,k ∈Z }27.解:(1)y =sin x -3cos x (x ∈R )=2sin(x -6π), ∴y max =2,y min =-2(2)y =sin x +cos x =2sin(x +4π),(x ∈R ) ∴y max =2,y min =-228.解:当0≤x ≤2π时,由图象可知:(1)当x ∈[π23,2π]时,角x 的正弦函数、余弦函数都是增函数. (2)当x ∈[2π,π]时,角x 的正弦函数、余弦函数都是减函数.(3)当x ∈[0,2π]时,角x 的正弦函数是增函数,而余弦函数是减函数.(4)当x ∈[π,π23]时,角x 的正弦函数是减函数,而余弦函数是增函数.29.解:(1)由f (-x )=(-x )2+cos(-x )=x 2+cos x =f (x )得y =x 2+cos x ,x ∈R 是偶函数(2)由y =|2sin x |=|2sin(-x )| 得y =|2sin x |,x ∈R 是偶函数(3)由y =tan x 2=tan(-x )2得y =tan x 2,x ≠±ππk +2(k ∈Z )是偶函数(4)由y =x 2sin x =-(-x )2sin(-x )得y =x 2sin x ,x ∈R 是奇函数 30.(1)y =21sin(3x -3π),x ∈R(2)y =-2sin(x +4π),x ∈R(3)y =1-sin(2x -5π),x ∈R(4)y =3sin(6π-3π),x ∈R 31.(1)略(2)解:由sin(π-x )=sin x ,可知函数y =sin x ,x ∈[0,π]的图象关于直线x =2π对称,据此可得出函数y =sin x ,x ∈[2π,π]的图象;又由sin(2π-x )=-sin x ,可知函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象关于点(π,0)对称,据此可得出函数y =sin x ,x ∈[π,2π]的图象. (3)解:把y 轴向右(当ϕ>0时)或向左(当ϕ<0时=平行移动|ϕ|个单位长度,再把x 轴向下(当k >0时)或向上(当k <0时=平移|k |个单位长度,就可得出函数y =sin(x +ϕ)+k 的图象.32.解:(1)y =sin(5x +6π),x ∈R 振幅是1,周期是52π,初相是6π把正弦曲线向左平行移动6π个单位长度,可以得出函数y =sin(x +6π),x ∈R 的图象;再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的51倍(纵坐标不变),就可得出函数y =sin(5x +6π),x ∈R 的图象. (2)y =2sin61x ,x ∈R 振幅是2,周期是12π,初相是0把正弦曲线上所有点的横坐标伸长到原来的6倍(纵坐标不变),可以得出函数y =sin 61x ,x ∈R 的图象;再把所得图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),就可得出函数y =2sin 61x ,x ∈R 的图象.33.解:(1)由h=2sin(t+4π),t∈[0,+∞)得t=0时,h=2 cm即:小球开始振动时的位置在离平衡位置2 cm 处. (2)当sin(t+4π)=1时,hmax =2sin(t+4π)=-1时,hmax =-2 即:小球最高、最低点与平衡位置的距离都是2 cm. (3)由T =ϖπ2得T =2πs即:经过2πs ,小球往复振动一次. (4)f =π211=T 即:小球每1 s 往复振动π21次. 34.解:(1)由sin x =0,x ∈[0,2π] 得x =0,π,2π (2)由cos x =-0.6124,x ∈[0,2π]得x =0.71π,1.29π或arccos(-0.6124),2π-arccos(-0.6124) (3)由cos x =0,x ∈[0,2π] 得x =2π,23π(4)由sin x =0.1011,x ∈[0,2π]得x =0.03π,1.97π或arcsin0.1011,π-arcsin0.1011. (5)由tan x =-4,x ∈[0,2π]得x =0.58π,1.58π或π+arctan(-4),2π+arctan(-4) (6)由cos x =1,x ∈[0,2π] 得x =0,2πB 组1.解:由已知α是第四象限角得2k π+23π<α<2k π+2π,(k ∈Z ) (1)∴k π+43π<2α<k π+π ∴2α的终边在第二或第四象限(2) 32πk +2π<3α<32πk +32π即:90°+k ·120°<3α<30°+90°+k ·120°∴3α的终边在第二、第三或第四象限(3)4k π+3π<2α<4k π+4π即:2α的终边在第三或第四象限,也可在y 轴的负半轴上.2.解:由题意知⎪⎩⎪⎨⎧====5215lr S r l α 解之得|α|=25弧度 答:扇形中心角度数约为143°3.解:cos αααsin 1sin 1+-+sin αααcos 1cos 1+-=cosα·ααααα2222sin )cos 1(sin cos )sin 1(-+- =cosα·αααααsin cos 1sin cos sin 1-⋅+-=cos α(-αααααααcos sin sin cos 1sin )cos sin 1-=-⋅+-(α为第二象限角)4.解:由tan α=-31(1)165)31(5231tan 52tan sin cos 5cos 2sin =--+-=-+=-+αααααα 3101tan 2tan 1)1tan 2(tan 111)1tan 2(cos 1cos tan cos 21cos cos sin 21)2(222222=++=++=+=+=+αααααααααααα5.证明:左边=αααααcos sin 1cos sin 2sin 1++++=ααααααααcos sin 1cos sin cos cos sin 2sin 22++++++=ααααααcos sin 1)cos (sin )cos (sin 2+++++=ααααααcos sin 1)cos sin 1()cos (sin ++++++=sin α+cos α=右边6.证明:∵x cos θ=a ,y cot θ=b ,(a ≠0,b≠0)1cos sin 1cos sin cos 1cot cos 222222222222222=-=-=-=-∴θθθθθθθy y x x b y a x 7.证明:(1)左边=A AA AA A A AA 222222222tan cos sin sin cos 1cos sin 1cot 1tan 1==++=++右边=A A A AA A AA A 2222tan )cos sin ()sin cos 1cos sin 1()cot 1tan 1(==--=-- ∴222)cot 1tan 1(cot 1tan 1A A A A --=++ (2)左边=右边==⋅==--=--=--ABB A B A B A BA B A B A B A A A B B B BA A AB B A cot tan tan tan cos cos sin sin sin sin )sin(cos cos )sin(sin cos sin cos cos sin cos sin cot cot tan tan8.证明:由tan θ+sin θ=a ,tan θ-sin θ=b 得(a2-b2)2=(a-b)2(a+b)2=(2sin θ)2(2tan θ)2=16sin 2θ·tan 2θ16ab =16(tan θ+sin θ)(tan θ-sin θ)=16(tan 2θ-sin 2θ)=16sin 2θ(θ2cos 1-1)=16sin 2θθθ22cos cos 1-=16sin 2θtan 2θ ∴(a2-b2)2=16ab9.证明:由3sin β=sin(2α+β)得3sin [(α+β)-α]=sin [(α+β)+α] =3sin(α+β)cos α-3cos(α+β)sin α=sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α ∴2sin(α+β)cos α=4cos(α+β)sin α ∴tan(α+β)=2tan α评述:等式两边主要是角的差异,应从变换条件中的角入手.10.解:由已知cos(4π+x )=35,1217π<x <47π得:cos2(4π+x )=2cos2(4π+x )-1=cos(2π+2x )=-sin2x =-257∴sin2x =257,sin(4π+x )=-5475285354257)4tan(2sin tan 1tan 12sin tan 1sin 22sin 2-=-⋅=+⋅=-+⋅=-+∴x x x x x x x x π11.解:(1)当2k π≤2x -3π≤2k π+π,(k ∈Z ) 即k π+6π≤x ≤k π+32π时y =3cos(2x -3π)是减函数(2)当2k π+2π≤-3x +4π≤2k π+23π,(k ∈Z )即-12π+32πk ≤x ≤4π+32πk 时y =sin(-3x +4π)是减函数12.解:由⎪⎩⎪⎨⎧≠-〉-01tan 0)32cos(x x π 得-12π+k π<x <4π+k π或4π+k π<x <125π+k π(k ∈Z ) ∴函数1tan )32cos(lg --=x x y π的定义域为: (-12π+k π,4π+k π)∪(4π+k π,125π+k π),k ∈Z13.解:y =sin 2x +2sin x cos x +3cos 2x (x ∈R )=1+sin2x +2cos 2x =2+sin2x +cos2x =2+2sin(2x +4π) (1)周期T =22π=π (2)当2k π-2π≤2x +4π≤2k π+2π,k ∈Z即-83π+k π≤x ≤8π+k π时,原函数为增函数∴函数在[-83π+k π,8π+k π]上是增函数(3)图象可以由函数y =2sin2x ,x ∈R 的图象向左平行移动8π个单位长度,再向上平行移动2个单位长度而得到14.证明:由sin β=msin(2α+β)得sin [(α+β)-α]=m·sin [(α+β)+α] 即sin(α+β)cos α-cos(α+β)sin α=m[sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α] =(1-m)·sin(α+β)cos α =(1+m)·cos(α+β)sin α∵m≠1,α≠2πk ,α+β≠2π+k π(k ∈Z ) ∴tan(α+β)=mm-+11tan α 评述:此方法是综合法,利用综合法证明恒等式时,必须有分析的基础,此证法是观察到结论中的角构造:β=(α+β)-α;2α+β=(α+β)+α,证明时有的放矢,顺利完成证明.。