学年高中数学第三章三角恒等变形25两角和与差的三角函数习题课练习北师大版必修4

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25 两角和与差的三角函数习题课
时间:45分钟 满分:80分
班级________ 姓名________ 分数________

一、选择题:(每小题5分,共5×6=30分)
1.已知α为任意角,则下列等式
①sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
②cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ

③cos(π2+α)=-sinα

④tan(π2-α)=cotα
⑤tan(α-β)=tanα-tanβ1+tanαtanβ
其中恒成立的等式有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
答案:B

解析:①②③对任意的α角都成立,当α=0时,④中的tan(
π2-0)无意义,当α=β+π
2
时,

⑤式中的tan(α-β)无意义.
2.函数y=sinπ3-2x+sin2x的最小正周期是( )
A.π2 B.π C.2π D.4π
答案:B
解析:∵y=32cos2x-12sin2x+sin2x=sin



2x+

π

3
,∴周期T=π.

3.若3sinα+cosα=-13,则cos(7π3-α)等于( )
A.16 B.13 C.-16 D.-13
答案:C
解析:3sinα+cosα=2sin(α+π6)=-13.

cos(7π3-α)=cos(π3-α)=cos[π2-(α+π6)]=sin(α+π6)=-16.
4.若sin2α=55,sin(β-α)=1010,且α∈π4,π,β∈π,3π2,则α+β的值是( )
A.7π4 B.9π4
C.5π4或7π4 D.5π4或9π4
答案:A
解析:因为α∈
π4,π,所以2α∈π2,2π.又sin2α=55,故2α∈π2,π,所以α∈


π4,π

2

所以cos2α=-255.又β∈π,3π2,所以β-α∈π2,5π4,且α+β∈5π4,2π,于是cos(β
-α)=-31010,所以cos(α+β)=cos[2α+(β-α)]=cos2αcos(β-α)-sin2αsin(β-α)=-
25
5

×-31010-55×1010=22,故α+β=7π4.
5.已知sinα+π3=sinα=-435,-π2<α<0,则cosα+8π3等于( )
A.-45 B.-35
C.35 D.45
答案:D
解析:因为sin
α+π3+sinα=-435,所以sinα+π3+sin


α+

π3-π

3
=-435,

所以sinα+π3+sinα+π3cosπ3-cosα+π3sinπ3=-435,所以32sinα+π3-
3
2
cos



α+

π

3

=-435,

所以-312cosα+π3-32sinα+π3=-435,
-3cosα+π3+π3=-435,cosα+2π3=45,
所以cosα+8π3=cosα+2π3=45,故选D.
6.在△ABC中,若tanC=3,且sinAcosB=cos(2π3-B)sinB,则△ABC的形状是( )
A.等腰三角形
B.等腰但非直角三角形
C.等腰直角三角形
D.等边三角形
答案:D

解析:由tanC=3可知,C=π3.所以A+B=

3
,故cos2π3-B=cosA.由条件可知,sin(A

-B)=0,又因为角A、B是三角形的内角,可得A=B,故三角形为等边三角形.
二、填空题:(每小题5分,共5×3=15分)
7.化简sin(x+60°)+2sin(x-60°)-3cos(120°-x)=__________.
答案:0
解析:原式=sinxcos60°+cosxsin60°+2sinxcos60°-2cosxsin60°-3cos120°cosx-3
sin120°sinx


32sinx-32cosx+32cosx-3
2
sinx=0.

8.函数y=23sin2x+2cos2x-3在x∈0,π2上的值域为________.
答案:[-5,1]
解析:y=23sin2x+2cos2x-3=4sin
2x+π6-3.又x∈0,π2,所以2x+π6∈


π6,7π

6

sin2x+π6∈-12,1,所以-2≤4sin2x+π6≤4,所以-5≤4sin



2x+

π

6
-3≤1.所以函数y

=23sin2x+2cos2x-3在x∈0,π2上的值域为[-5,1].
9.已知tan2α=14,tan(β-α)=25,α为第三象限角,那么tan(β-2α)的值为________.
答案:-112

解析:依题意,知tanα=
12,tan(β-α)=2
5
,∴tan(β-2α)=tan[(β-α)-α]=

tanβ-α-tanα

1+tanβ-αtanα
=25-121+25×12=-
1
12
.

三、解答题:(共35分,11+12+12)
10.已知tanα=2,证明:sin2α+sinαcosα=65-3-1+tan5π121-tan5π12.
解析:因为tanα=2,
所以左边=sin2α+sinαcosαsin2α+cos2α=tan2α+tanαtan2α+`1=4+24+1=65,

右边=65-3-1+tan5π121-tan5π12=65-3-tanπ4+tan5π121-tanπ4tan5π12=65-3-tanπ4+5π12=65-3-tan

3

=65,
所以左边=右边,所以原等式成立.
11.已知函数f(x)=3sinx3-cosx3,x∈R.
(1)求f5π4的值;
(2)若α,β∈0,π2,f3α+π2=1013,f(3β+2π)=65,求cos(α+β)的值.
解析:(1)∵f(x)=3sin
x3-cosx
3
,x∈R,

∴f(x)=2sinx3-π6,x∈R. f5π4=2sin5π12-π6=2sinπ4=2.
(2)f3α+π2=2sinα=1013,∴sinα=513,∵α∈0,π2,∴cosα=1213.
f(3β+2π)=2sinβ+π2=2cosβ=65,∴cosβ=35,∵β∈0,π2,∴sinβ=45.
∴cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ=1213×35-513×45=
16
65
.

12.已知sinαcosβ=14,求 sinβcosα的取值范围.
解析:sin(β+α)=sinβcosα+cosβsinα=sinβcosα+
1
4

sin(β-α)=sinβcosα-cosβsinα=sinβcosα-14.因为-1≤sin(β±α)≤1

所以 -1≤sinβcosα+14≤1,-1≤sinβcosα-14≤1.所以-
34≤sinβcosα≤3
4
.

即当α+β=2kπ+
π2(k∈Z)时,cosα,sinβ同号,右边等号成立;当β-α=2kπ-π
2
(k∈Z)

时,cosα,sinβ异号,左边等号成立.