2018届高考理科数学二轮复习《三角恒等变换与解三角形》检测试卷及答案解析

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课时跟踪检测(八) 三角恒等变换与解三角形A 级1.(2017·陕西模拟)设角θ的终边过点(2,3),则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=( )A.15 B .-15C .5D .-5 2.(2018届高三·广西三市联考)已知x ∈(0,π),且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=sin 2x ,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4=( )A.13 B .-13C .3D .-3 3.(2017·宝鸡模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若sin(A +B )=13,a =3,c =4,则sin A =( )A.23B.14C.34D.164.(2017·惠州模拟)函数y =cos 2x +2sin x 的最大值为( )A.34 B .1C.32D .2 5.(2017·成都模拟)已知α为第二象限角,且sin 2α=-2425,则cos α-sin α的值为( )A.75B .-75C.15D .-156.(2017·长沙模拟)△ABC 中,C =2π3,AB =3,则△ABC 的周长为( )A .6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π3+3B .6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π6+3C .23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π3+3D .23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π6+37.(2017·福州模拟)已知m =tan (α+β+γ)tan (α-β+γ),若sin [2(α+γ)]=3sin 2β,则m =( )A.12B.34C.32D .28.(2017·云南模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若B =π2,a =6,sin 2B =2sin A sin C ,则△ABC 的面积S =( )A.32 B .3C. 6 D .69.(2018届高三·合肥摸底)已知函数f (x )=sin 4x +cos 4x ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4.若f (x 1)<f (x 2),则一定有( )A .x 1<x 2B .x 1>x 2C .x 21<x 22D .x 21>x 2210.(2018届高三·昆明三中、玉溪一中联考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为S ,且2S =(a +b )2-c 2,则tan C 等于( )A.34B.43C .-43D .-3411.(2017·贵阳监测)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α+sin α=435,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π6的值是( )A .-235 B.235 C.45D .-4512.在不等边三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,其中a 为最大边,如果sin 2(B +C )<sin 2B +sin 2C ,则角A 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2B.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2C.⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3D.⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π213.(2017·南京模拟)若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=________.15.(2018届高三·湖北七校联考)已知△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,C =120°,a =2b ,则tan A =________.16.(2018届高三·广西五校联考)如图所示,在一个坡度一定的山坡AC 的顶上有一高度为25 m 的建筑物CD ,为了测量该山坡相对于水平地面的坡角θ,在山坡的A 处测得∠DAC =15°,沿山坡前进50 m 到达B 处,又测得∠DBC =45°,根据以上数据可得cos θ=________.B 级1.(2017·广州模拟)已知tan θ=2,且θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则cos 2θ=( )A.45B.35C .-35 D .-452.在△ABC 中,若tan A tan B =a 2b 2,则△ABC 的形状是( )A .直角三角形B .等腰或直角三角形C .等腰三角形D .不能确定3.已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a sin A sin B +b cos 2A =2a ,则角A 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤π6,2π3 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π4 C.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π6 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫π6,π34.(2017·云南统一检测)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =b cos C+c sin B ,且△ABC 的面积为1+2,则b 的最小值为( )A .2B .3C. 2 D. 35.(2018届高三·皖南八校联考)若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=22cos 2α,则sin 2α=________.6.已知△ABC 中,AB +2AC =6,BC =4,D 为BC 的中点,则当AD 最小时,△ABC 的面积为________.[C 级——压轴小题突破练]1.在外接圆半径为12的△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且2a sinA =(2b +c )sinB +(2c +b )sinC ,则b +c 的最大值是( )A .1 B.12C .3 D.322.(2018届高三·武汉调研)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =2b sin C ,则tan A +tan B +tan C 的最小值是( )A .4B .33C .8D .6 33.(2017·成都模拟)已知△ABC 中,AC =2,BC =6,△ABC 的面积为32.若线段BA 的延长线上存在点D ,使∠BDC =π4,则CD =________.课时跟踪检测(八) 三角恒等变换与解三角形1.(2017·陕西模拟)设角θ的终边过点(2,3),则tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4=( ) A.15 B .-15C .5D .-5解析:选A 由于角θ的终边过点(2,3),因此tan θ=32,故tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4=tan θ-11+tan θ=32-11+32=15. 2.(2018届高三·广西三市联考)已知x ∈(0,π),且cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2=sin 2x ,则tan ⎝⎛⎭⎫x -π4=( )A.13 B .-13C .3D .-3解析:选A 由cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2=sin 2x 得sin 2x =sin 2x ,∵x ∈(0,π),∴tan x =2, ∴tan ⎝⎛⎭⎫x -π4=tan x -11+tan x =13.3.(2017·宝鸡模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若sin(A +B )=13,a =3,c =4,则sin A =( ) A.23 B.14 C.34D.16解析:选B ∵a sin A =c sin C ,即3sin A =4sin C,又sin C =sin[π-(A +B )]=sin(A +B )=13,∴sin A =14. 4.(2017·惠州模拟)函数y =cos 2x +2sin x 的最大值为( ) A.34 B .1 C.32D .2 解析:选C y =cos 2x +2sin x =-2sin 2x +2sin x +1.设t =sin x (-1≤t ≤1),则原函数可以化为y =-2t 2+2t +1=-2⎝⎛⎭⎫t -122+32,∴当t =12时,函数取得最大值32. 5.(2017·成都模拟)已知α为第二象限角,且sin 2α=-2425,则cos α-sin α的值为( )A.75 B .-75C.15D .-15解析:选B 因为α为第二象限角,所以cos α-sin α<0,cos α-sin α=-(cos α-sin α)2=-1-sin 2α=-75.6.(2017·长沙模拟)△ABC 中,C =2π3,AB =3,则△ABC 的周长为( )A .6sin ⎝⎛⎭⎫A +π3+3 B .6sin ⎝⎛⎭⎫A +π6+3 C .23sin ⎝⎛⎭⎫A +π3+3 D .23sin ⎝⎛⎭⎫A +π6+3 解析:选C 设△ABC 的外接圆半径为R ,则2R =3sin 2π3=23,于是BC =2R sin A =23sin A ,AC =2R sin B =23sin ⎝⎛⎭⎫π3-A ,于是△ABC 的周长为23⎣⎡⎦⎤sin A +sin ⎝⎛⎭⎫π3-A +3=23sin ⎝⎛⎭⎫A +π3+3. 7.(2017·福州模拟)已知m =tan (α+β+γ)tan (α-β+γ),若sin [2(α+γ)]=3sin 2β,则m =( )A.12B.34C.32D .2解析:选D 设A =α+β+γ,B =α-β+γ, 则2(α+γ)=A +B,2β=A -B , 因为sin [2(α+γ)]=3sin 2β, 所以sin(A +B )=3sin(A -B ),即sin A cos B +cos A sin B =3(sin A cos B -cos A sin B ), 即2cos A sin B =sin A cos B , 所以tan A =2tan B ,所以m =tan Atan B=2. 8.(2017·云南模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若B =π2,a =6,sin 2B =2sin A sin C ,则△ABC 的面积S =( )A.32 B .3 C. 6D .6解析:选B 由sin 2B =2sin A sin C 及正弦定理, 得b 2=2ac .① 又B =π2,所以a 2+c 2=b 2.②联立①②解得a =c =6, 所以S =12×6×6=3.9.(2018届高三·合肥摸底)已知函数f (x )=sin 4x +cos 4x ,x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4.若f (x 1)<f (x 2),则一定有( )A .x 1<x 2B .x 1>x 2C .x 21<x 22D .x 21>x 22解析:选D f (x )=sin 4x +cos 4x =(sin 2x +cos 2x )2-2sin 2x cos 2x =14cos 4x +34.因为4x ∈[-π,π],所以函数f (x )是偶函数,且在⎣⎡⎦⎤0,π4上单调递减, 由f (x 1)<f (x 2),可得f (|x 1|)<f (|x 2|),所以|x 1|>|x 2|,即x 21>x 22.10.(2018届高三·昆明三中、玉溪一中联考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为S ,且2S =(a +b )2-c 2,则tan C 等于( )A.34B.43 C .-43D .-34解析:选C 因为2S =(a +b )2-c 2=a 2+b 2-c 2+2ab ,由面积公式与余弦定理,得ab sin C =2ab cos C +2ab ,即sin C -2cos C =2,所以(sin C -2cos C )2=4,sin 2C -4sin C cos C +4cos 2C sin 2C +cos 2C =4,所以tan 2C -4tan C +4tan 2C +1=4,解得tan C =-43或tan C =0(舍去).11.(2017·贵阳监测)已知sin ⎝⎛⎭⎫π3+α+sin α=435,则sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6的值是( ) A .-235B.235C.45 D .-45解析:选D ∵sin ⎝⎛⎭⎫π3+α+sin α=435, ∴sin π3cos α+cos π3sin α+sin α=435,∴32sin α+32cos α=435, 即32sin α+12cos α=sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=45, 故sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6=-sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=-45. 12.在不等边三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,其中a 为最大边,如果sin 2(B +C )<sin 2B +sin 2C ,则角A 的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫0,π2B.⎝⎛⎭⎫π4,π2 C.⎝⎛⎭⎫π6,π3D.⎝⎛⎭⎫π3,π2解析:选D 由题意得sin 2A <sin 2B +sin 2C , 再由正弦定理得a 2<b 2+c 2,即b 2+c 2-a 2>0. 则cos A =b 2+c 2-a 22bc >0,∵0<A <π,∴0<A <π2.又a 为最大边,∴A >π3.因此得角A 的取值范围是⎝⎛⎭⎫π3,π2.13.(2017·南京模拟)若sin ⎝⎛⎭⎫π4-α=13,则cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=________. 解析:因为⎝⎛⎭⎫π4-α+⎝⎛⎭⎫π4+α=π2,所以cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π4-α=sin ⎝⎛⎭⎫π4-α=13. 答案:1314.(2017·长沙模拟)化简:2sin (π-α)+sin 2αcos 2α2=________.解析:2sin (π-α)+sin 2αcos 2α2=2sin α+2sin αcos α12(1+cos α)=4sin α(1+cos α)1+cos α=4sin α.答案:4sin α15.(2018届高三·湖北七校联考)已知△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,C =120°,a =2b ,则tan A =________.解析:c 2=a 2+b 2-2ab cos C =4b 2+b 2-2×2b ×b ×⎝⎛⎭⎫-12=7b 2,∴c =7b ,cos A =b 2+c 2-a 22bc =b 2+7b 2-4b 22×b ×7b =27,∴sin A =1-cos 2A =1-47=37,∴tan A =sin A cos A =32. 答案:3216.(2018届高三·广西五校联考)如图所示,在一个坡度一定的山坡AC 的顶上有一高度为25 m 的建筑物CD ,为了测量该山坡相对于水平地面的坡角θ,在山坡的A 处测得∠DAC =15°,沿山坡前进50 m 到达B 处,又测得∠DBC =45°,根据以上数据可得cos θ=________.解析:由∠DAC =15°,∠DBC =45°可得∠BDA =30°. 在△ABD 中,由正弦定理可得50sin 30°=DB sin 15°,即DB =100sin 15°=100×sin(45°-30°) =252(3-1).在△BCD 中,∠DCB =90°+θ, 所以25sin 45°=252(3-1)sin (90°+θ), 即25sin 45°=252(3-1)cos θ, 解得cos θ=3-1. 答案:3-1[B 级——中档小题强化练]1.(2017·广州模拟)已知tan θ=2,且θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos 2θ=( ) A.45 B.35 C .-35D .-45解析:选C 法一:由tan θ=2,且θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 可得sin θ=2cos θ,代入sin 2θ+cos 2θ=1,可得cos 2θ=15,所以cos 2θ=2cos 2θ-1=2×15-1=-35.法二:因为tan θ=2,且θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以cos 2θ=cos 2θ-sin 2θcos 2θ+sin 2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=1-41+4=-35. 2.在△ABC 中,若tan A tan B =a 2b 2,则△ABC 的形状是( )A .直角三角形B .等腰或直角三角形C .等腰三角形D .不能确定解析:选B 由已知并结合正弦定理得,sin A cos A ·cos B sin B =sin 2A sin 2B ,即cos B cos A =sin Asin B ,∴sin A cosA =sinB cos B ,即sin 2A =sin 2B ,∴2A =2B 或2A +2B =π.3.已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a sin A sin B +b cos 2A =2a ,则角A 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤π6,2π3 B.⎣⎡⎦⎤π6,π4 C.⎝⎛⎦⎤0,π6 D.⎣⎡⎭⎫π6,π3解析:选C 在△ABC 中,由正弦定理化简已知的等式得sin A sin A sin B +sin B cos 2A =2sin A ,即sin B (sin 2A +cos 2A )=2sin A ,所以sin B =2sin A ,由正弦定理得b =2a ,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc =4a 2+c 2-a 24ac =3a 2+c 24ac ≥23ac 4ac =32(当且仅当c 2=3a 2,即c =3a 时取等号),因为A 为△ABC 的内角,且y =cos x 在(0,π)上是减函数,所以0<A ≤π6,故角A的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,π6. 4.(2017·云南统一检测)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =b cos C+c sin B ,且△ABC 的面积为1+2,则b 的最小值为( )A .2B .3 C. 2D. 3解析:选A 由a =b cos C +c sin B 及正弦定理,得sin A =sin B cos C +sin C sin B ,即sin(B +C )=sin B cos C +sin C sin B ,得sin C cos B =sin C sin B ,又sin C ≠0,所以tan B =1.因为B ∈(0,π),所以B =π4.由S △ABC =12ac sin B =1+2,得ac =22+4.又b 2=a 2+c 2-2ac cos B ≥2ac -2ac =(2-2)(4+22)=4,当且仅当a =c 时等号成立,所以b ≥2,b 的最小值为2,故选A.5.(2018届高三·皖南八校联考)若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,cos ⎝⎛⎭⎫π4-α=22cos 2α,则sin 2α=________.解析:由已知得22(cos α+sin α)=22(cos α-sin α)·(cos α+sin α),所以cos α+sin α=0或cos α-sin α=14,由cos α+sin α=0得tan α=-1,因为α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以cos α+sin α=0不满足条件;由cos α-sin α=14,两边平方得1-sin 2α=116, 所以sin 2α=1516. 答案:15166.已知△ABC 中,AB +2AC =6,BC =4,D 为BC 的中点,则当AD 最小时,△ABC 的面积为________.解析:AC 2=AD 2+CD 2-2AD ·CD ·cos ∠ADC ,且AB 2=AD 2+BD 2-2AD ·BD ·cos ∠ADB ,即AC 2=AD 2+22-4AD ·cos ∠ADC ,且(6-2AC )2=AD 2+22-4AD ·cos ∠ADB ,∵∠ADB =π-∠ADC ,∴AC 2+(6-2AC )2=2AD 2+8,∴AD 2=3AC 2-122AC +282=3(AC -22)2+42, 当AC =22时,AD 取最小值2, 此时cos ∠ACB =8+4-282=528, ∴sin ∠ACB =148, ∴△ABC 的面积S =12AC ·BC ·sin ∠ACB =7. 答案:7[C 级——压轴小题突破练]1.在外接圆半径为12的△ABC 中,a ,b ,c 分别为内角A ,B ,C 的对边,且2a sin A =(2b +c )sin B +(2c +b )sin C ,则b +c 的最大值是( )A .1B.12解析:选A 根据正弦定理得2a 2=(2b +c )b +(2c +b )c ,即a 2=b 2+c 2+bc ,又a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,所以cos A =-12,A =120°.因为△ABC 外接圆半径为12,所以由正弦定理得b +c =sin B ·2R +sin C ·2R =sin B +sin(60°-B )=12sin B +32cos B =sin(B +60°),故当B =30°时,b +c 取得最大值1.2.(2018届高三·武汉调研)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =2b sin C ,则tan A +tan B +tan C 的最小值是( )A .4B .3 3C .8D .6 3解析:选C 由a =2b sin C 得sin A =2sin B sin C ,∴sin(B +C )=sin B cos C +cos B sin C =2sin B sin C ,即tan B +tan C =2tan B tan C .又三角形中的三角恒等式tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C , ∴tan B tan C =tan A tan A -2, ∴tan A tan B tan C =tan A ·tan A tan A -2, 令tan A -2=t ,得tan A tan B tan C =(t +2)2t =t +4t +4≥8,当且仅当t =4t ,即t =2,tan A =4时,取等号.3.(2017·成都模拟)已知△ABC 中,AC =2,BC =6,△ABC 的面积为32.若线段BA 的延长线上存在点D ,使∠BDC =π4,则CD =________. 解析:因为S △ABC =12AC ·BC ·sin ∠BCA , 即32=12×2×6×sin ∠BCA , 所以sin ∠BCA =12. 因为∠BAC >∠BDC =π4, 所以∠BCA =π6,所以cos ∠BCA =32.在△ABC 中,AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos ∠BCA=2+6-2×2×6×32=2,所以AB =2,所以∠ABC =π6,在△BCD 中,BC sin ∠BDC =CDsin ∠ABC , 即622=CD12,解得CD = 3.答案:3。