2020年高考数学选择、填空压轴题综合考法深度揭秘 - 专题6 三角函数与解三角形

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1 2020年高考数学选择、填空压轴题考法深度揭秘 专题六、三角函数与解三角形 纵观近几年全国及各省市高考试题,三角部分作为客观题中的压轴题出现时,有以下两种考查方式:其一是考查利用三角恒等变换研究三角函数的图象和性质,尤其是三角函数的周期、最值、单调性、图象变换、特征分析(对称轴、对称中心)等;其二是利用正、余弦定理进行边、角、面积等量的计算.

考法12 三角函数的图象与性质 考查角度1 先化简再确定三角函数的性质 (2013·课标Ⅰ文,16)设当x=θ时,函数f(x)=sin x-2cos x取得最大值,则cos θ=________. 【知识揭秘】 揭秘1:sin x-2cos x=5sin(x+φ);

揭秘2:cos θ=cosπ2-φ=sin φ;

揭秘3:由tan φ=sin φcos φ=-2,sin2φ+cos2φ=1得sin φ=-255.

【思维揭秘】 利用辅助角公式化简f(x)=asin x+bcos x=a2+b2 sin(x+

φ)

其中tan φ=

b

a,得到θ与φ的关系,把求解cos θ的问题转化为求sin φ.

【解析揭秘】 f(x)=sin x-2cos x=5sin(x+φ),其中tan φ=-2,当x+φ=2kπ+π2时,函数f(x)取得最大值,即θ=2kπ+π2-φ,所以cos θ=cosπ2-φ=sin φ.又因为tan φ=-2,φ在第四象限,所以sin φ=-255,

即cos θ=-255. 2

【答案】 -255

考查角度2 三角函数图象与性质的综合应用 (2014·北京理,14)设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f(x)在区间π6,π2上具有单调性,且fπ2=f2π3=-f

π

6,则f(x)的

最小正周期为________.

【知识揭秘】 揭秘1:fπ2=f2π3⇒x=π2+2π32=7π12为函数的一个对称轴; 揭秘2:f(x)在区间π6,π2上具有单调性,说明区间长度不大于半个周期; 揭秘3:fπ2=-fπ6⇒π3,0是函数f(x)的一个对称中心. 【思维揭秘】 由fπ2=f2π3=-fπ6及正弦型函数的对称性,确定函数的对称轴及对称中心,再由相邻对称中心和对称轴之间相差四分之一个周期确定f(x)的最小正周期.

【解析揭秘】 由f(x)在区间π6,π2上具有单调性,且fπ2=-fπ6知,函数f(x)的对称中心为π3,0.由fπ2=f2π3知函数f(x)的对称轴为直线x=12

π2+2π

3=

7π12.设函数f(x)的最小正周期为T,则12T≥π2-π6,即T≥2π3,所以7π12-π3=T4,解得T=

π. 【答案】 π 1.(2016·新疆乌鲁木齐一模,11)若函数f(x)=cos 2x+asin x在区

间π6,π2上是减函数,则a的取值范围是( ) A.(2,4) B.(-∞,2] C.(-∞,4] D.[4,+∞) 1.B ∵f(x)=cos 2x+asin x=1-2sin2x+asin x,令t=sin x,由x∈

π6,π

23

得t∈12,1.依题意有g(t)=-2t2+at+1在t∈12,1上是减函数,∴a4≤12,即a≤2,故选B. 2.(2015·安徽理,10)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ均为正的常数)的

最小正周期为π,当x=2π3时,函数f(x)取得最小值,则下列结论正确的是( ) A.f(2)C.f(-2)

2.A 方法一:由题意,得T=2πω=π,∴ω=2,

∴f(x)=Asin(2x+φ), 而当x=2π3时,2×2π3+φ=2kπ+3π2(k∈Z),

∴φ=2kπ+π6(k∈Z),

∴f(x)=Asin

2x+

π

6.

当2x+π6=2kπ+π2(k∈Z),

即x=π6+kπ(k∈Z)时,f(x)取得最大值. 下面只需判断2,-2,0与最近的最大值处的对称轴距离大小,距离越大,函数值越小.

当k=0时,x=π6,0-π6≈0.52, 

2-

π

6≈1.48;

当k=-1时,x=-5π6,-2-

-

6≈0.6,

∴f(2)方法二:将要比较的函数值化归到函数的同一单调区间上. ∵f(x)的最小正周期为π, ∴f(-2)=f(π-2).

又当x=2π3时,f(x)取得最小值, 4

故当x=π6时,f(x)取得最大值,π6,2π3是函数f(x)的一个递减区间. 又∵π6∴f(π-2)>f(2),即f(-2)>f(2). 再比较0,π-2与对称轴x=π6距离的大小. ∵π-2-π6-

0-

π

6=5π6-2-π6=2π3-2>0,

∴f(0)>f(π-2),即f(0)>f(-2). 综上,f(0)>f(-2)>f(2).故选A.

3.(2016·四川眉山一模,14)已知函数f(x)=sin

2x+

π

3,将y=f(x)的图象向右

平移π3个单位长度后,得到函数g(x)的图象.若动直线x=t与函数y=f(x)和y=g(x)的图象分别交于M,N两点,则|MN|的最大值为________. 3.【解析】 f(x)=sin

2x+

π

3,g(x)=

sin2x-π3+π3=sin

2x-

π

3,

所以|MN|=|f(x)-g(x)| =sin2x+π3-sin

2x-

π

3

=3|cos 2x|. 当cos 2x=±1时,|MN|的最大值为3. 【答案】 3

考法13 正余弦订立及解三角形 考查角度1 利用正、余弦定理求三角形中某些量的值 (2013·浙江理,16)在△ABC中,∠C=90°,M是BC的中点.若sin∠BAM=13,则sin∠BAC=________. 5

【知识揭秘】 揭秘1:由12asin∠BAM=csin∠BMA得sin∠BMA=13c12a; 揭秘2:由∠BMA+∠CMA=π⇒sin∠BMA=sin∠CMA; 揭秘3:由勾股定理,得sin∠CMA=c2-a2c2-34a2.

【思维揭秘】 在△ABM中利用正弦定理,求出sin∠BMA(用边长表示),在△ACM中利用正弦定理,求出sin∠CMA(用边长表示),利用sin∠BMA=sin∠CMA,建立二元二次方程求出a与c的比值,从而求得sin∠BAC. 【解析揭秘】 设AC=b,AB=c,BC=a,在△ABM中,由正弦定理得12a

sin∠BAM=csin∠BMA.①

因为sin∠BMA=sin∠CMA=ACAM, 又AC=b=c2-a2,AM=b2+14a2=c2-34a2, 所以sin∠BMA=c2-a2c2-34a2.

又由①得12a13=cc2-a2c2-34a2,两边平方化简得4c4-12a2c2+9a4=0,所以2c2-3a2=0,所以sin∠BAC=ac=63. 【答案】 63

考查角度2 利用正、余弦定理求三角形中某些量的范围(最值) (2014·重庆理,10)已知△ABC的内角A,B,C满足sin 2A+6

sin(A-B+C)=sin(C-A-B)+12,面积S满足1≤S≤2,记a,b,c分别为A,B,

C所对的边,则下列不等式一定成立的是( ) A.bc(b+c)>8 B.ab(a+b)>162 C.6≤abc≤12 D.12≤abc≤24

【知识揭秘】 揭秘1:注意到sin 2A+sin(A-B+C)=sin(C-A-B)+12⇒sin

2A+sin[A+(C-B)]+sin[A-(C-B)]=12;

揭秘2:sin [A+(C-B)]+sin [A-(C-B)]=2sin Acos(C-B); 揭秘3:1≤S≤2⇒1≤12absin C≤2⇒1≤12×2Rsin A×2Rsin Bsin C≤2⇒1≤R24≤2;

揭秘4:根据正弦定理得abc=8R2sin Asin Bsin C,由三角形中两边之和大于

第三边得ab(a+b)>abc. 【思维揭秘】 先对给出的等式进行化简,用三角形的面积公式表示出1≤S≤2,两个条件联立,求出外切圆半径的取值范围,再对各选项逐个分析判断.

【解析揭秘】 由sin 2A+sin(A-B+C)=sin(C-A-B)+12,得sin 2A+sin(A-B+C)-sin(C-A-B)=12, 即sin 2A+sin[A+(C-B)]+sin[A+(B-C)]=12, 即2sin Acos A+2sin Acos(B-C)=12, 即sin A[cos A+cos(B-C)]=14, 即sin A[-cos(B+C)+cos(B-C)]=14.

化简,得sin Asin Bsin C=18.

设△ABC外切圆的半径为R,由1≤S≤2,得1≤12absin C≤2,即1≤12×2Rsin A×2Rsin

Bsin C≤2,故1≤R24≤2.因为R>0,所以2≤R≤22.故abc=2Rsin A×2Rsin B×2Rsin C=R3∈[8,162],即8≤abc≤162,从而可以排除选项C和D.对于选项A:bc(b