2020赢在微点数学(理)一轮复习(人教版)第三章 三角函数、解三角形 (7)
高三数学(理)一轮总复习(人教通用)试题：第三章三角函数、解三角形Word版含解析
1．角的概念的推广(1)定义：角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形．(2)分类⎩⎪⎨⎪⎧按旋转方向不同分为正角、负角、零角.按终边位置不同分为象限角和轴线角.(3)终边相同的角：所有与角α终边相同的角，连同角α在内，可构成一个集合S ＝{β|β＝α＋k ·360°，k ∈Z}．2．弧度制的定义和公式(1)定义：把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角，弧度记作rad. (2)公式3.1．若sin α＜0且tan α＞0，则α是( ) A ．第一象限角B ．第二象限角C ．第三象限角D ．第四象限角答案：C2．(教材习题改编)3 900°是第________象限角，－1 000°是第________象限角． 答案：四 一3．(教材习题改编)已知半径为120 mm 的圆上，有一条弧的长是144 mm ，则该弧所对的圆心角的弧度数为________．答案：1.21．注意易混概念的区别：象限角、锐角、小于90°的角是概念不同的三类角．第一类是象限角，第二、第三类是区间角．2．角度制与弧度制可利用180°＝π rad 进行互化，在同一个式子中，采用的度量制度必须一致，不可混用．3．已知三角函数值的符号确定角的终边位置不要遗漏终边在坐标轴上的情况．4．三角函数的定义中，当P (x ，y )是单位圆上的点时有sin α＝y ，cos α＝x ，tan α＝yx ，但若不是单位圆时，如圆的半径为r ，则sin α＝y r ，cos α ＝x r ，tan α＝yx.[小题纠偏]1．下列说法正确的是( )A ．三角形的内角必是第一、二象限角B ．第一象限角必是锐角C ．不相等的角终边一定不相同D ．若β＝α＋k ·360°(k ∈Z)，则α和β终边相同 答案：D2．若角α终边上有一点P (x,5)，且cos α＝x13(x ≠0)，则sin α＝________.答案：513考点一 角的集合表示及象限角的判定 (基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1．给出下列四个命题：①－3π4是第二象限角；②4π3是第三角限角；③－400°是第四象限角；④－315°是第一象限角．其中正确的命题有( )A ．1个B ．2个C ．3个D ．4个解析：选C －3π4是第三象限角，故①错误；4π3＝π＋π3，从而4π3是第三象限角，故②正确；－400°＝－360°－40°，从而③正确；－315°＝－360°＋45°，从而④正确．2．(易错题)若角α是第二象限角，则α2是( )A ．第一象限角B ．第二象限角C ．第一或第三象限角D ．第二或第四象限角解析：选C ∵α是第二象限角， ∴π2＋2k π＜α＜π＋2k π，k ∈Z ， ∴π4＋k π＜α2＜π2＋k π，k ∈Z. 当k 为偶数时，α2是第一象限角；当k 为奇数时，α2是第三象限角．3．设集合M ＝⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎭⎬⎫x ＝k 2·180°＋45°，k ∈Z ，N ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ＝k 4·180°＋45°，k ∈Z ，那么( ) A ．M ＝N B ．M ⊆N C ．N ⊆MD ．M ∩N ＝∅解析：选B 法一：由于M ＝⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x ＝k 2·180°＋45°，k ∈Z ＝{…，－45°，45°，135°，225°，…}， N ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ＝k4·180°＋45°，k ∈Z ＝{…，－45°，0°，45°，90°，135°，180°，225°，…}，显然有M ⊆N .法二：由于M 中，x ＝k2·180°＋45°＝k ·90°＋45°＝45°·(2k ＋1)，2k ＋1是奇数；而N 中，x ＝k 4·180°＋45°＝k ·45°＋45°＝(k ＋1)·45°，k ＋1是整数，因此必有M ⊆N . 4．在－720°～0°范围内所有与45°终边相同的角为________． 解析：所有与45°有相同终边的角可表示为： β＝45°＋k ×360°(k ∈Z)，则令－720°≤45°＋k ×360°<0°，得－765°≤k ×360°<－45°，解得－765360≤k <－45360，从而k ＝－2或k ＝－1，代入得β＝－675°或β＝－315°. 答案：－675°或－315°[谨记通法]1．终边在某直线上角的求法4步骤(1)数形结合，在平面直角坐标系中画出该直线； (2)按逆时针方向写出[0,2π)内的角；(3)再由终边相同角的表示方法写出满足条件角的集合； (4)求并集化简集合．2．确定kα，αk (k ∈N *)的终边位置3步骤(1)用终边相同角的形式表示出角α的范围； (2)再写出kα或αk的范围；(3)然后根据k 的可能取值讨论确定kα或αk 的终边所在位置，如“题组练透”第2题易错．考点二 扇形的弧长及面积公式 (基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1．已知扇形的周长是6，面积是2，则扇形的圆心角的弧度数是( ) A ．1 B ．4 C ．1或4D ．2或4解析：选C 设此扇形的半径为r ，弧长为l ，则⎩⎪⎨⎪⎧2r ＋l ＝6，12rl ＝2，解得⎩⎪⎨⎪⎧ r ＝1，l ＝4或⎩⎪⎨⎪⎧r ＝2，l ＝2.从而α＝l r ＝41＝4或α＝l r ＝22＝1.2．(易错题)若扇形的圆心角是α＝120°，弦长AB ＝12 cm ，则弧长l ＝________cm. 解析：设扇形的半径为r cm ，如图．由sin 60°＝6r ，得r ＝4 3 cm ，∴l ＝|α|·r ＝2π3×43＝833π cm. 答案：833π3．已知扇形周长为40，当它的半径和圆心角分别取何值时，扇形的面积最大？ 解：设圆心角是θ，半径是r ，则2r ＋rθ＝40.又S ＝12θr 2＝12r (40－2r )＝r (20－r )＝－(r －10)2＋100≤100.当且仅当r ＝10时，S max ＝100，此时2×10＋10θ＝40，θ＝2. 所以当r ＝10，θ＝2时，扇形的面积最大．[谨记通法]弧度制下有关弧长、扇形面积问题的解题策略(1)明确弧度制下弧长公式l ＝αr ，扇形的面积公式是S ＝12lr ＝12αr 2(其中l 是扇形的弧长，α是扇形的圆心角)．(2)求扇形面积的关键是求得扇形的圆心角、半径、弧长三个量中的任意两个量，如“题组练透”第2题．考点三 三角函数的定义 (常考常新型考点——多角探明)[命题分析]任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义属于理解内容．在高考中多以选择题、填空题的形式出现．常见的命题角度有： (1)三角函数值的符号判定；(2)由角的终边上一点的P 的坐标求三角函数值； (3)由角的终边所在的直线方程求三角函数值．[题点全练]角度一： 三角函数值的符号判定1．若sin αtan α＜0，且cos αtan α＜0，则角α是( )A ．第一象限角B ．第二象限角C ．第三象限角D ．第四象限角解析：选C 由sin αtan α＜0可知sin α，tan α异号， 则α为第二或第三象限角． 由cos αtan α＜0可知cos α，tan α异号，则α为第三或第四象限角． 综上可知，α为第三象限角．角度二：由角的终边上一点P 的坐标求三角函数值2．如图所示，在平面直角坐标系xOy 中，角α的终边与单位圆交于点A ，点A 的纵坐标为45，则cos α＝________.解析：因为A 点纵坐标y A ＝45，且A 点在第二象限，又因为圆O 为单位圆，所以A 点横坐标x A ＝－35，由三角函数的定义可得cos α＝－35.答案：－353．已知角α的终边上一点P (－3，m )(m ≠0)，且sin α＝2m4， 则m ＝________.解析：由题设知x ＝－3，y ＝m ， ∴r 2＝|OP |2＝(－3)2＋m 2(O 为原点)，r ＝3＋m 2.∴sin α＝m r ＝2m 4＝m22，∴r ＝3＋m 2＝22，即3＋m 2＝8，解得m ＝±5. 答案：±5角度三：由角的终边所在的直线方程求三角函数值4．已知角α的终边在直线3x ＋4y ＝0上，求sin α，cos α，tan α的值． 解：设α终边上任一点为P (－4a,3a )，当a ＞0时，r ＝5a ，sin α＝35，cos α＝－45，tan α＝－34；当a ＜0时，r ＝－5a ，sin α＝－35，cos α＝45，tan α＝－34.[方法归纳]应用三角函数定义的3种求法(1)已知角α终边上一点P 的坐标，可求角α的三角函数值．先求P 到原点的距离，再用三角函数的定义求解．(2)已知角α的某三角函数值，可求角α终边上一点P 的坐标中的参数值，可根据定义中的两个量列方程求参数值．(3)已知角α的终边所在的直线方程或角α的大小，根据三角函数的定义可求角α终边上某特定点的坐标．一抓基础，多练小题做到眼疾手快1．若一扇形的圆心角为72°，半径为20 cm ，则扇形的面积为( ) A ．40π cm 2 B ．80π cm 2 C ．40 cm 2D ．80 cm 2解析：选B ∵72°＝2π5，∴S 扇形＝12αr 2＝12×2π5×202＝80π(cm 2)．2．已知点P (tan α，cos α)在第三象限，则角α的终边在( ) A ．第一象限 B ．第二象限 C ．第三象限D ．第四象限解析：选B 因为点P 在第三象限，所以⎩⎪⎨⎪⎧tan α＜0，cos α＜0，所以角α的终边在第二象限．3．如图，在直角坐标系xOy 中，射线OP 交单位圆O 于点P ，若∠AOP ＝θ，则点P 的坐标是( )A ．(cos θ，sin θ)B ．(－cos θ，sin θ)C ．(sin θ，cos θ)D ．(－sin θ，cos θ)解析：选A 由三角函数定义知，点P 的横坐标x ＝cos θ，纵坐标y ＝sin θ. 4．(2016·江西六校联考)点A (sin 2 015°，cos 2 015°)位于( ) A ．第一象限 B ．第二象限 C ．第三象限D ．第四象限解析：选C 因为sin 2 015°＝sin(11×180°＋35°) ＝－sin 35°＜0，cos 2 015°＝cos(11×180°＋35°) ＝－cos 35°＜0，所以点A (sin 2 015°，cos 2 015°)位于第三象限．5．(2016·福州一模)设α是第二象限角，P (x,4)为其终边上的一点，且cos α＝15x ，则tan α＝( )A.43B.34C ．－34D ．－43解析：选D 因为α是第二象限角，所以cos α＝15x ＜0，即x ＜0.又cos α＝15x ＝xx 2＋16. 解得x ＝－3，所以tan α＝4x ＝－43.二保高考，全练题型做到高考达标1．将表的分针拨快10分钟，则分针旋转过程中形成的角的弧度数是( ) A. π3 B. π6C ．－π3D ．－π6解析：选C 将表的分针拨快应按顺时针方向旋转，为负角． 故A ，B 不正确，又因为拨快10分钟，故应转过的角为圆周的16.即为－16×2π＝－π3.2．(2016·南昌二中模拟)已知角α终边上一点P 的坐标是(2sin 2，－2cos 2)，则sin α等于( ) A ．sin 2 B ．－sin 2 C ．cos 2D ．－cos 2解析：选D 因为r ＝(2sin 2)2＋(－2cos 2)2＝2，由任意三角函数的定义，得sin α＝yr＝－cos2.3．若一圆弧长等于其所在圆的内接正三角形的边长，则其圆心角α∈(0，π)的弧度数为( ) A. π3 B. π2C. 3D ．2 解析：选C 设圆半径为r ，则其内接正三角形的边长为3r ，所以3r ＝αr ， ∴α＝ 3.4．(2015·潍坊二模)集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪k π＋π4≤α≤k π＋π2，k ∈Z 中的角所表示的范围(阴影部分)是( )解析：选C 当k ＝2n (n ∈Z)时，2n π＋π4≤α≤2n π＋π2，此时α表示的范围与π4≤α≤π2表示的范围一样；当k ＝2n ＋1(n ∈Z)时，2n π＋π＋π4≤α≤2n π＋π＋π2，此时α表示的范围与π＋π4≤α≤π＋π2表示的范围一样．5．已知角θ的顶点与原点重合，始边与x 轴的正半轴重合，终边在直线y ＝2x 上，则cos 2θ＝( )A ．－45B ．－35C.35D.45解析：选B 取终边上一点(a,2a )(a ≠0)，根据任意角的三角函数定义，可得cos θ＝±55，故 cos2θ＝2cos 2θ－1＝－35.6．已知α是第二象限的角，则180°－α是第________象限的角．解析：由α是第二象限的角可得90°＋k ·360°＜α＜180°＋k ·360°(k ∈Z)，则180°－(180°＋k ·360°)＜180°－α＜180°－(90°＋k ·360°)，即－k ·360°＜180°－α＜90°－k ·360°(k ∈Z)，所以180°－α是第一象限的角．答案：一7．在直角坐标系中，O 是原点，A (3，1)，将点A 绕O 逆时针旋转90°到B 点，则B 点坐标为__________．解析：依题意知OA ＝OB ＝2，∠AOx ＝30°，∠BOx ＝120°，设点B 坐标为(x ，y )，所以x ＝2cos 120°＝－1，y ＝2sin 120°＝3，即B (－1，3)． 答案：(－1，3)8．已知角θ的顶点为坐标原点，始边为x 轴的非负半轴，若P (4，y )是角θ终边上一点，且sin θ＝－255，则y ＝________.解析：因为sin θ＝y42＋y 2＝－255，所以y ＜0，且y 2＝64，所以y ＝－8. 答案：－89．在(0,2π)内，使sin x >cos x 成立的x 的取值范围为____________________．解析：如图所示，找出在(0,2π)内，使sin x ＝cos x 的x 值，sin π4＝cos π4＝22，sin 5π4＝cos 5π4＝－22.根据三角函数线的变化规律标出满足题中条件的角x ∈⎝⎛⎭⎫π4，5π4.答案：⎝⎛⎭⎫π4，5π410．已知扇形AOB 的周长为8.(1)若这个扇形的面积为3，求圆心角的大小；(2)求这个扇形的面积取得最大值时圆心角的大小和弦长AB . 解：设扇形AOB 的半径为r ，弧长为l ，圆心角为α，(1)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧2r ＋l ＝8，12lr ＝3，解得⎩⎪⎨⎪⎧ r ＝3，l ＝2或⎩⎪⎨⎪⎧r ＝1，l ＝6，∴α＝l r ＝23或α＝lr ＝6.(2)法一：∵2r ＋l ＝8， ∴S 扇＝12lr ＝14l ·2r≤14⎝ ⎛⎭⎪⎫l ＋2r 22＝14×⎝⎛⎭⎫822＝4， 当且仅当2r ＝l ，即α＝lr ＝2时，扇形面积取得最大值4.∴圆心角α＝2，弦长AB ＝2sin 1×2＝4sin 1. 法二：∵2r ＋l ＝8，∴S 扇＝12lr ＝12r (8－2r )＝r (4－r )＝－(r －2)2＋4≤4，当且仅当r ＝2，即α＝lr＝2时，扇形面积取得最大值4.∴弦长AB ＝2sin 1×2＝4sin 1. 三上台阶，自主选做志在冲刺名校1．若α是第三象限角，则下列各式中不成立的是( ) A ．sin α＋cos α＜0 B ．tan α－sin α＜0 C ．cos α－tan α＜0D ．tan αsin α＜0解析：选B ∵α是第三象限角，∴sin α＜0，cos α＜0，tan α＞0，则可排除A ，C ，D.2．已知角α＝2k π－π5(k ∈Z)，若角θ与角α的终边相同，则y ＝sin θ|sin θ|＋cos θ|cos θ|＋tan θ|tan θ|的值为( )A ．1B ．－1C ．3D ．－3解析：选B 由α＝2k π－π5(k ∈Z)及终边相同的概念知，角α的终边在第四象限，又角θ与角α的终边相同，所以角θ是第四象限角，所以sin θ＜0，cos θ＞0，tan θ＜0.所以y ＝－1＋1－1＝－1. 3．已知sin α＜0，tan α＞0. (1)求α角的集合； (2)求α2终边所在的象限；(3)试判断 tan α2sin α2cos α2的符号．解：(1)由sin α＜0，知α在第三、四象限或y 轴的负半轴上； 由tan α＞0, 知α在第一、三象限，故α角在第三象限，其集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪2k π＋π＜α＜2k π＋3π2，k ∈Z . (2)由2k π＋π＜α＜2k π＋3π2，k ∈Z ，得k π＋π2＜α2＜k π＋3π4，k ∈Z ，故α2终边在第二、四象限． (3)当α2在第二象限时，tan α2＜0，sin α2＞0, cos α2＜0，所以tan α2 sin α2 cos α2取正号；当α2在第四象限时， tan α2＜0， sin α2＜0, cos α2＞0， 所以 tan α2sin α2cos α2也取正号．因此，tan α2sin α2cos α2取正号．第二节 同角三角函数的基本关系与诱导公式_1．同角三角函数的基本关系式 (1)平方关系 sin 2α＋cos 2α＝1； (2)商数关系 tan α＝sin αcos α.2．诱导公式1．已知sin ⎝⎛⎭⎫5π2＋α＝15，那么cos α＝( ) A ．－25B ．－15C.15D.25解析：选C ∵sin ⎝⎛⎭⎫5π2＋α＝sin ⎝⎛⎭⎫π2＋α＝cos α，∴cos α＝15.2．若sin θcos θ＝12，则tan θ＋cos θsin θ的值是( )A ．－2B ．2C ．±2D.12解析：选B tan θ＋cos θsin θ＝sin θcos θ＋cos θsin θ＝1cos θsin θ＝2.3．(教材习题改编)(1)sin ⎝⎛⎭⎫－31π4＝________， (2)tan ⎝⎛⎭⎫－26π3＝________. 答案：(1)22(2) 31．利用诱导公式进行化简求值时，先利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数，其步骤：去负—脱周—化锐．特别注意函数名称和符号的确定．2．在利用同角三角函数的平方关系时，若开方，要特别注意判断符号． 3．注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化． [小题纠偏]1．(2015·福建高考)若sin α＝－513，且α为第四象限角，则tan α的值等于( )A.125 B ．－125C.512D ．－512解析：选D 因为α为第四象限的角， 故cos α＝1－sin 2α＝1－⎝⎛⎭⎫－5132＝1213， 所以tan α＝sin αcos α＝－5131213＝－512.2．若sin(3π＋θ)＝13，则sin θ＝________.答案：－13考点一 三角函数的诱导公式 (基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1．sin 210°cos 120°的值为( ) A.14 B ．－34C ．－32D.34解析：选A sin 210°cos 120°＝－sin 30°(－cos 60°)＝12×12＝14.2．已知A ＝sin (k π＋α)sin α＋cos (k π＋α)cos α(k ∈Z)，则A 的值构成的集合是( )A ．{1，－1,2，－2}B ．{－1,1}C ．{2，－2}D ．{1，－1,0,2，－2}解析：选C 当k 为偶数时，A ＝sin αsin α＋cos αcos α＝2；k 为奇数时，A ＝－sin αsin α－cos αcos α＝－2.3．已知tan ⎝⎛⎭⎫π6－α＝33，则tan ⎝⎛⎭⎫5π6＋α＝________. 解析：tan ⎝⎛⎭⎫5π6＋α＝tan ⎝⎛⎭⎫π－π6＋α ＝tan ⎣⎡⎦⎤π－⎝⎛⎭⎫π6－α ＝－tan ⎝⎛⎭⎫π6－α＝－33. 答案：－334．(易错题)设f (α)＝2sin (π＋α)cos (π－α)－cos (π＋α)1＋sin 2α＋cos ⎝⎛⎭⎫3π2＋α－sin 2⎝⎛⎭⎫π2＋α⎝⎛⎭⎫sin α≠－12，则f ⎝⎛⎭⎫－23π6＝________. 解析：∵f (α)＝(－2sin α)(－cos α)＋cos α1＋sin 2α＋sin α－cos 2α＝2sin αcos α＋cos α2sin 2α＋sin α ＝cos α(1＋2sin α)sin α(1＋2sin α)＝1tan α，∴f ⎝⎛⎭⎫－23π6＝1tan ⎝⎛⎭⎫－23π6＝1tan ⎝⎛⎭⎫－4π＋π6＝1tan π6＝ 3. 答案： 3[谨记通法]1．利用诱导公式把任意角的三角函数转化为锐角三角函数的步骤也就是：“负化正，大化小，化到锐角就好了．” 2．利用诱导公式化简三角函数的要求 (1)化简过程是恒等变形；(2)结果要求项数尽可能少，次数尽可能低，结构尽可能简单，能求值的要求出值，如“题组练透”第4题．考点二 同角三角函数的基本关系 (题点多变型考点——纵引横联)[典型母题]已知α是三角形的内角，且sin α＋cos α＝15.求tan α的值．[解] 法一： 联立方程⎩⎪⎨⎪⎧sin α＋cos α＝15，sin 2α＋cos 2α＝1，①②由①得cos α＝15－sin α，将其代入②，整理得 25sin 2α－5sin α－12＝0. ∵α是三角形的内角，∴⎩⎨⎧sin α＝45，cos α＝－35，∴tan α＝－43.法二：∵sin α＋cos α＝15，∴(sin α＋cos α)2＝⎝⎛⎭⎫152， 即1＋2sin αcos α＝125，[类题通法] 同角三角函数基本关系式的应用技巧[越变越明][变式一] 保持母题条件不变， 求：(1)sin α－4cos α5sin α＋2cos α；(2)sin 2α＋2sin αcos α的值． 解：由母题可知： tan α＝－43.(1)sin α－4cos α5sin α＋2cos α＝tan α－45tan α＋2 ＝－43－45×⎝⎛⎭⎫－43＋2＝87.(2)sin 2α＋2sin αcos α＝sin 2α＋2sin αcos αsin 2α＋cos 2α＝tan 2α＋2tan α1＋tan 2α＝169－831＋169＝－825.[变式二] 若母题条件变为“sin α＋3cos α3cos α－sin α＝5”， 求tan α的值．解：法一：由sin α＋3cos α3cos α－sin α＝5, 得tan α＋33－tan α＝5，即tan α＝2.法二：由sin α＋3cos α3cos α－sin α＝5，得sin α＋3cos α＝15cos α－5sin α，∴6sin α＝12cos α，即tan α＝2.[变式三] 若母题中的条件和结论互换：已知α是三角形的内角，且tan α＝－13， 求 sin α＋cos α的值．解：由tan α＝－13，得sin α＝ －13cos α，将其代入 sin 2α＋cos 2α＝1，得109cos 2α＝1，∴cos 2α＝910，易知cos α＜0， ∴cos α＝－31010， sin α＝1010，故 sin α＋cos α＝－105.[破译玄机]1．三角形中求值问题，首先明确角的范围，才能求出角的值或三角函数值．2．三角形中常用的角的变形有：A ＋B ＝π－C,2A ＋2B ＝2π－2C ，A 2＋B 2＋C 2＝π2等，于是可得sin(A＋B )＝sin C ，cos ⎝⎛⎭⎫A ＋B 2＝sin C2等．一抓基础，多练小题做到眼疾手快1．若α∈⎝⎛⎭⎫－π2，π2，sin α＝－35，则cos(－α)＝( ) A ．－45B.45C.35D ．－35解析：选B 因为α∈⎝⎛⎭⎫－π2，π2，sin α＝－35，所以cos α＝45，即cos(－α)＝45. 2．已知sin(π＋θ)＝－3cos(2π－θ)，|θ|＜π2，则θ等于( )A ．－π6B ．－π3C.π6D.π3解析：选D ∵sin(π＋θ)＝－3cos(2π－θ)， ∴－sin θ＝－3cos θ，∴tan θ＝ 3.∵|θ|＜π2，∴θ＝π3.3．已知sin ⎝⎛⎭⎫α－π4＝13，则cos ⎝⎛⎭⎫π4＋α＝( ) A.223B ．－223C.13D ．－13解析：选D ∵cos ⎝⎛⎭⎫π4＋α＝sin ⎣⎡⎦⎤π2－⎝⎛⎭⎫π4＋α ＝sin ⎝⎛⎭⎫π4－α＝－sin ⎝⎛⎭⎫α－π4＝－13. 4．已知α∈⎝⎛⎭⎫π2，π，sin α＝45，则tan α＝________.解析：∵α∈⎝⎛⎭⎫π2，π，∴cos α＝－1－sin 2α＝－35，∴tan α＝sin αcos α＝－43.答案：－435．如果sin(π＋A )＝12，那么cos ⎝⎛⎭⎫3π2－A 的值是________． 解析：∵sin(π＋A )＝12，∴－sin A ＝12.∴cos ⎝⎛⎭⎫3π2－A ＝－sin A ＝12. 答案：12二保高考，全练题型做到高考达标1．已知sin(θ＋π)<0，cos(θ－π)>0，则下列不等关系中必定成立的是( ) A ．sin θ<0，cos θ>0 B ．sin θ>0，cos θ<0 C ．sin θ>0，cos θ>0D ．sin θ<0，cos θ<0解析：选B ∵sin(θ＋π)<0，∴－sin θ<0，sin θ>0. ∵cos(θ－π)>0，∴－cos θ>0，cos θ<0.2．若sin(π－α)＝－2sin ⎝⎛⎭⎫π2＋α，则sin α·cos α的值等于( ) A ．－25B ．－15C. 25或－25D. 25解析：选A 由sin(π－α)＝－2sin ⎝⎛⎭⎫π2＋α，可得sin α＝－2cos α，则tan α＝－2，sin α·cos α＝tan α1＋tan 2α＝－25. 3．(2016·江西五校联考)cos 350°－2sin 160°sin (－190°)＝( )A ．－ 3B ．－32C.32D. 3解析：选D 原式＝cos (360°－10°)－2sin (180°－20°)－sin (180°＋10°)＝cos 10°－2sin (30°－10°)－(－sin 10°)＝cos 10°－2⎝⎛⎭⎫12cos 10°－32sin 10°sin 10°＝ 3.4．已知f (α)＝sin (π－α)cos (2π－α)cos (－π－α)tan α，则f ⎝⎛⎭⎫－31π3的值为( ) A. 12 B ．－13C ．－12D. 13解析：选C ∵f (α)＝sin α·cos α－cos αtan α＝－cos α，∴f ⎝⎛⎭⎫－31π3＝－cos ⎝⎛⎭⎫－31π3＝－cos ⎝⎛⎭⎫10π＋π3 ＝－cos π3＝－12.5．已知sin αcos α＝18，且5π4<α<3π2，则cos α－sin α的值为( )A ．－32B.32C ．－34D.34解析：选B ∵5π4<α<3π2，∴cos α<0，sin α<0且|cos α|<|sin α|， ∴cos α－sin α>0.又(cos α－sin α)2＝1－2sin αcos α＝1－2×18＝34，∴cos α－sin α＝32. 6．化简：sin ⎝⎛⎭⎫π2＋α·cos ⎝⎛⎭⎫π2－αcos (π＋α)＋sin (π－α)·cos ⎝⎛⎭⎫π2＋αsin (π＋α)＝________.解析：原式＝cos α·sin α－cos α＋sin α(－sin α)－sin α＝－sin α＋sin α＝0. 答案：07．sin 4π3·cos 5π6·tan ⎝⎛⎭⎫－4π3的值是________． 解析：原式＝sin ⎝⎛⎭⎫π＋π3·cos ⎝⎛⎭⎫π－π6·tan ⎝⎛⎭⎫－π－π3 ＝⎝⎛⎭⎫－sin π3·⎝⎛⎭⎫－cos π6·⎝⎛⎭⎫－tan π3 ＝⎝⎛⎭⎫－32×⎝⎛⎭⎫－32×(－3)＝－334.答案：－3348．已知cos ⎝⎛⎭⎫π6－θ＝a (|a |≤1)，则cos ⎝⎛⎭⎫5π6＋θ＋sin ⎝⎛⎭⎫2π3－θ的值是________． 解析：由题意知，cos ⎝⎛⎭⎫5π6＋θ＝cos ⎣⎡⎦⎤π－⎝⎛⎭⎫π6－θ ＝－cos ⎝⎛⎭⎫π6－θ＝－a .sin ⎝⎛⎭⎫2π3－θ＝sin ⎣⎡⎦⎤π2＋⎝⎛⎭⎫π6－θ＝cos ⎝⎛⎭⎫π6－θ＝a ， ∴cos ⎝⎛⎭⎫5π6＋θ＋sin ⎝⎛⎭⎫2π3－θ＝0. 答案：09．求值：sin(－1 200°)·cos 1 290°＋cos(－1 020°)·sin(－1 050°)＋tan 945°. 解：原式＝－sin 1 200°·cos 1 290°＋cos 1 020°·(－sin 1 050°)＋tan 945° ＝－sin 120°·cos 210°＋cos 300°·(－sin 330°)＋tan 225° ＝(－sin 60°)·(－cos 30°)＋cos 60°·sin 30°＋tan 45° ＝32×32＋12×12＋1＝2. 10．已知sin(3π＋α)＝2sin ⎝⎛⎭⎫3π2＋α，求下列各式的值： (1)sin α－4cos α5sin α＋2cos α； (2)sin 2α＋sin 2α.解：由已知得sin α＝2cos α.(1)原式＝2cos α－4cos α5×2cos α＋2cos α＝－16.(2)原式＝sin 2α＋2sin αcos αsin 2α＋cos 2α＝sin 2α＋sin 2αsin 2α＋14sin 2α＝85.三上台阶，自主选做志在冲刺名校1．sin 21°＋sin 22°＋…＋sin 290°＝________.解析：sin 21°＋sin 22°＋…＋sin 290°＝sin 21°＋sin 22°＋…＋sin 244°＋sin 245°＋cos 244°＋cos 243°＋…＋cos 21°＋sin 290°＝(sin 21°＋cos 21°)＋(sin 22°＋cos 22°)＋…＋(sin 244°＋cos 244°)＋sin 245°＋sin 290°＝44＋12＋1＝912.答案：9122．已知f (x )＝cos 2(n π＋x )·sin 2(n π－x )cos 2[(2n ＋1)π－x ](n ∈Z)．(1)化简f (x )的表达式； (2)求f ⎝⎛⎭⎫π2 014＋f ⎝⎛⎭⎫503π1 007的值． 解：(1)当n 为偶数，即n ＝2k (k ∈Z)时， f (x )＝cos 2(2k π＋x )·sin 2(2k π－x )cos 2[(2×2k ＋1)π－x ]＝cos 2x ·sin 2(－x )cos 2(π－x ) ＝cos 2x ·(－sin x )2(－cos x )2＝sin 2x ；当n 为奇数，即n ＝2k ＋1(k ∈Z)时， f (x )＝cos 2[(2k ＋1)π＋x ]·sin 2[(2k ＋1)π－x ]cos 2{[2×(2k ＋1)＋1]π－x }＝cos 2[2k π＋(π＋x )]·sin 2[2k π＋(π－x )]cos 2[2×(2k ＋1)π＋(π－x )] ＝cos 2(π＋x )·sin 2(π－x )cos 2(π－x )＝(－cos x )2sin 2x (－cos x )2＝sin 2x ， 综上得f (x )＝sin 2x .(2)由(1)得f ⎝⎛⎭⎫π2 014＋f ⎝⎛⎭⎫503π1 007 ＝sin 2π2 014＋sin 21 006π2 014 ＝sin 2π2 014＋sin 2⎝⎛⎭⎫π2－π2 014 ＝sin 2π2 014＋cos 2π2 014＝1. 第三节 三角函数的图象与性质1．用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y ＝sin x ，x ∈[0,2π]的图象上，五个关键点是：(0,0)，⎝⎛⎭⎫π2，1，(π，0)，⎝⎛⎭⎫3π2，－1，(2π，0)．余弦函数y ＝cos x ，x ∈[0,2π]的图象上，五个关键点是：(0,1)，⎝⎛⎭⎫π2，0，(π，－1)，⎝⎛⎭⎫3π2，0，(2π，1)．2．正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中k ∈Z).[小题体验]1．下列函数中，最小正周期为π的奇函数是( ) A ．y ＝cos 2x B ．y ＝sin 2x C ．y ＝tan 2x D ．y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π2 答案：B2．(教材习题改编)函数y ＝4sin x ，x ∈[－π，π]的单调性是( ) A ．在[－π，0]上是增函数，在[0，π]上是减函数B ．在⎣⎡⎦⎤－π2，π2上是增函数，在⎣⎡⎦⎤－π，－π2和⎣⎡⎦⎤π2，π上都是减函数 C ．在[0，π]上是增函数，在[－π，0]上是减函数D ．在⎣⎡⎦⎤π2，π和⎣⎡⎦⎤－π，－π2上是增函数，在⎣⎡⎦⎤－π2，π2上是减函数 答案：B3．(教材习题改编)函数y ＝－tan ⎝⎛⎭⎫x ＋π6＋2的定义域为________________． 答案：⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π＋π3，k ∈Z1．闭区间上最值或值域问题，首先要在定义域基础上分析单调性，含参数的最值问题，要讨论参数对最值的影响．2．要注意求函数y ＝A sin(ωx ＋φ)的单调区间时ω的符号，尽量化成ω>0时的情况． 3．三角函数存在多个单调区间时易错用“∪”联结．[小题纠偏]1．函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π4在区间⎣⎡⎦⎤0，π2上的最小值为( ) A ．－1 B ．－22C.22D ．0解析：选B 由已知x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2，得2x －π4∈⎣⎡⎦⎤－π4，3π4， 所以sin ⎝⎛⎭⎫2x －π4∈⎣⎡⎦⎤－22，1， 故函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π4在区间⎣⎡⎦⎤0，π4上的最小值为－22. 2．函数y ＝cos ⎝⎛⎭⎫π4－2x 的单调减区间为____________． 解析：由y ＝cos ⎝⎛⎭⎫π4－2x ＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π4得 2k π≤2x －π4≤2k π＋π(k ∈Z)，解得k π＋π8≤x ≤k π＋5π8(k ∈Z)．所以函数的单调减区间为⎣⎡⎦⎤k π＋π8，k π＋5π8(k ∈Z)． 答案：⎣⎡⎦⎤k π＋π8，k π＋5π8(k ∈Z)考点一 三角函数的定义域与值域(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1．函数y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫πx 6－π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为( ) A ．2－3 B ．0 C ．－1D ．－1－ 3解析：选A ∵0≤x ≤9，∴－π3≤π6x －π3≤7π6，∴sin ⎝⎛⎭⎫π6x －π3∈⎣⎡⎦⎤－32，1. ∴y ∈[－3，2]，∴y max ＋y min ＝2－ 3.2．(易错题)函数y ＝1tan x －1的定义域为__________________．解析：要使函数有意义，必须有⎩⎪⎨⎪⎧tan x －1≠0，x ≠π2＋kx ，k ∈Z ，即⎩⎨⎧x ≠π4＋k π，k ∈Z ，x ≠π2＋k π，k ∈Z.故函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠π4＋k π且x ≠π2＋k π，k ∈Z .答案：⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x ≠π4＋k π且x ≠π2＋k π，k ∈Z3．函数y ＝lg(sin 2x )＋9－x 2的定义域为______________． 解析：由⎩⎪⎨⎪⎧sin 2x >0，9－x 2≥0，得⎩⎪⎨⎪⎧k π<x <k π＋π2，k ∈Z ，－3≤x ≤3.∴－3≤x <－π2或0<x <π2.∴函数y ＝lg(sin 2x )＋9－x 2的定义域为⎣⎡⎭⎫－3，－π2∪⎝⎛⎭⎫0，π2. 答案：⎣⎡⎭⎫－3，－π2∪⎝⎛⎭⎫0，π2 4．(易错题)求函数y ＝cos 2x ＋sin x ⎝⎛⎭⎫|x |≤π4的最大值与最小值． 解：令t ＝sin x ，∵|x |≤π4，∴t ∈⎣⎡⎦⎤－22，22.∴y ＝－t 2＋t ＋1＝－⎝⎛⎭⎫t －122＋54， ∴当t ＝12时，y max ＝54，当t ＝－22时，y min ＝1－22.∴函数y ＝cos 2x ＋sin x ⎝⎛⎭⎫|x |≤π4的最大值为54，最小值为1－22.[谨记通法]1．三角函数定义域的2种求法(1)应用正切函数y ＝tan x 的定义域求函数y ＝A tan(ωx ＋φ)的定义域，如“题组练透”第2题易忽视．(2)转化为求解简单的三角不等式求复杂函数的定义域． 2．三角函数最值或值域的3种求法(1)直接法：直接利用sin x 和cos x 的值域求解．(2)化一法：把所给三角函数化为y ＝A sin(ωx ＋φ)＋k 的形式，由正弦函数单调性写出函数的值域．(3)换元法：把sin x 、cos x 、sin x cos x 或sin x ±cos x 换成t ，转化为二次函数，如“题组练透”第4题．考点二 三角函数的单调性(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]写出下列函数的单调区间： (1)f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4，x ∈[0，π]； (2)f (x )＝|tan x |；(3)f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π6，x ∈⎣⎡⎦⎤－π2，π2. 解：(1)由－π2＋2k π≤x ＋π4≤π2＋2k π，k ∈Z ，得－3π4＋2k π≤x ≤π4＋2k π，k ∈Z.又x ∈[0，π]，所以f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤0，π4， 递减区间为⎣⎡⎦⎤π4，π.(2)观察图象可知，y ＝|tan x |的增区间是⎣⎡⎭⎫k π，k π＋π2，k ∈Z ，减区间是⎝⎛⎦⎤k π－π2，k π， k ∈Z.(3)当2k π－π≤2x －π6≤2k π(k ∈Z)，即k π－5π12≤x ≤k π＋π12，k ∈Z ，函数f (x )是增函数．因此函数f (x )在⎣⎡⎦⎤－π2，π2上的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤－5π12，π12，递减区间为⎣⎡⎦⎤－π2，－5π12，⎣⎡⎦⎤π12，π2. [由题悟法]求三角函数单调区间的2种方法(1)代换法：就是将比较复杂的三角函数含自变量的代数式整体当作一个角u (或t )，利用基本三角函数的单调性列不等式求解．(2)图象法：画出三角函数的正、余弦曲线，结合图象求它的单调区间．[提醒] 求解三角函数的单调区间时若x 的系数为负应先化为正，同时切莫漏掉考虑函数自身的定义域．[即时应用]1．函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫－2x ＋π3的单调减区间为______．解析：由已知函数为y ＝－sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3，欲求函数的单调减区间，只需求y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3的单调增区间即可．由2k π－π2≤2x －π3≤2k π＋π2，k ∈Z ，得k π－π12≤x ≤k π＋5π12，k ∈Z.故所给函数的单调减区间为⎣⎡⎦⎤k π－π12，k π＋5π12(k ∈Z)． 答案：⎣⎡⎦⎤k π－π12，k π＋5π12(k ∈Z) 2．若函数f (x )＝sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤0，π3上单调递增，在区间⎣⎡⎦⎤π3，π2上单调递减，则ω＝________.解析：∵f (x )＝sin ωx (ω>0)过原点，∴当0≤ωx ≤π2，即0≤x ≤π2ω时，y ＝sin ωx 是增函数；当π2≤ωx ≤3π2，即π2ω≤x ≤3π2ω时，y ＝sin ωx 是减函数． 由f (x )＝sin ωx (ω>0)在⎣⎡⎦⎤0，π3上单调递增， 在⎣⎡⎦⎤π3，π2上单调递减知，π2ω＝π3，∴ω＝32. 答案：32考点三 三角函数的奇偶性、周期性及对称性(常考常新型考点——多角探明)[命题分析]正、余弦函数的图象既是中心对称图形，又是轴对称图形．正切函数的图象只是中心对称图形，应把三角函数的对称性与奇偶性结合，体会二者的统一．常见的命题角度有： (1)三角函数的周期；(2)求三角函数的对称轴或对称中心； (3)三角函数对称性的应用．[题点全练]角度一：三角函数的周期1．函数y ＝1－2sin 2⎝⎛⎭⎫x －3π4是( ) A ．最小正周期为π的奇函数 B ．最小正周期为π的偶函数C ．最小正周期为π2的奇函数D ．最小正周期为π2的偶函数解析：选A y ＝1－2sin 2⎝⎛⎭⎫x －3π4＝cos 2⎝⎛⎭⎫x －3π4＝－sin 2x ，所以f (x )是最小正周期为π的奇函数．2．(2015·长沙一模)若函数f (x )＝2tan ⎝⎛⎭⎫kx ＋π3的最小正周期T 满足1＜T ＜2，则自然数k 的值为________．解析：由题意知，1＜πk ＜2，即k ＜π＜2k .又k ∈N ，所以k ＝2或k ＝3.答案：2或3角度二：求三角函数的对称轴或对称中心3．(2015·太原模拟)已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π4(ω>0)的最小正周期为π，则函数f (x )的图象( ) A ．关于直线x ＝π4对称B ．关于直线x ＝π8对称C ．关于点⎝⎛⎭⎫π4，0对称D ．关于点⎝⎛⎭⎫π8，0对称解析：选B ∵f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π4的最小正周期为π， ∴2πω＝π，ω＝2，∴f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4.当x ＝π4时，2x ＋π4＝3π4， ∴A ，C 错误；当x ＝π8时，2x ＋π4＝π2，∴B 正确，D 错误．角度三：三角函数对称性的应用4．(2015·西安八校联考)若函数y ＝cos ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π6(ω∈N *)图象的一个对称中心是⎝⎛⎭⎫π6，0，则ω的最小值为( )A ．1B ．2C ．4D ．8解析：选Bπω6＋π6＝k π＋π2(k ∈Z)⇒ω＝6k ＋2(k ∈Z)⇒ωmin ＝2.5.设偶函数f (x )＝A sin(ωx ＋φ)(A >0，ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示，△KLM 为等腰直角三角形，∠KML ＝90°，KL ＝1，则f ⎝⎛⎭⎫16的值为( )A ．－34B ．－14C ．－12D.34解析：选D 由题意知，点M 到x 轴的距离是12，根据题意可设f (x )＝12cos ωx ，又由题图知12·2πω＝1，所以ω＝π，所以f (x )＝12cos πx ，故f ⎝⎛⎭⎫16＝12cos π6＝34. [方法归纳]函数f (x )＝A sin(ωx ＋φ)的奇偶性、周期性和对称性(1)若f (x )＝A sin(ωx ＋φ)为偶函数，则当x ＝0时，f (x )取得最大或最小值；若f (x )＝A sin(ωx ＋φ)为奇函数，则当x ＝0时，f (x )＝0.(2)对于函数y ＝A sin(ωx ＋φ)，其对称轴一定经过图象的最高点或最低点，对称中心一定是函数的零点，因此在判断直线x ＝x 0或点(x 0,0)是否是函数的对称轴或对称中心时，可通过检验f (x 0)的值进行判断．一抓基础，多练小题做到眼疾手快 1．函数y ＝ cos x －32的定义域为( ) A. ⎣⎡⎦⎤－π6，π6 B. ⎣⎡⎦⎤k π－π6，k π＋π6(k ∈Z) C. ⎣⎡⎦⎤2k π－π6，2k π＋π6(k ∈Z) D ．R解析：选C ∵cos x －32≥0，得cos x ≥32，∴2k π－π6≤x ≤2k π＋π6，k ∈Z. 2．已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π4(ω>0)的最小正周期为π，则f ⎝⎛⎭⎫π8＝( ) A ．1 B. 12C ．－1D ．－12解析：选A 由题设知2πω＝π，所以ω＝2，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4，所以f ⎝⎛⎭⎫π8＝sin ⎝⎛⎭⎫2×π8＋π4＝sin π2＝1.3．(2016·石家庄一模)函数f (x )＝tan ⎝⎛⎭⎫2x －π3的单调递增区间是( ) A. ⎣⎡⎦⎤k π2－π12，k π2＋5π12(k ∈Z) B. ⎝⎛⎭⎫k π2－π12，k π2＋5π12(k ∈Z) C. ⎣⎡⎦⎤k π－π12，k π＋5π12(k ∈Z) D. ⎝⎛⎭⎫k π＋π6，k π＋2π3(k ∈Z) 解析：选B 由k π－π2＜2x －π3＜k π＋π2(k ∈Z)得，k π2－π12＜x ＜k π2＋5π12(k ∈Z)，所以函数f (x )＝tan ⎝⎛⎭⎫2x －π3的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫k π2－π12，k π2＋5π12(k ∈Z)． 4．函数f (x )＝sin(－2x )的单调增区间是____________． 解析：由f (x )＝sin(－2x )＝－sin 2x ，2k π＋π2≤2x ≤2k π＋3π2得k π＋π4≤x ≤k π＋3π4(k ∈Z)．答案：⎣⎡⎦⎤k π＋π4，k π＋3π4(k ∈Z) 5．函数y ＝3－2cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π4的最大值为______，此时x ＝______. 解析：函数y ＝3－2cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π4的最大值为3＋2＝5，此时x ＋π4＝π＋2k π，即x ＝3π4＋2k π(k ∈Z)． 答案：53π4＋2k π(k ∈Z) 二保高考，全练题型做到高考达标1．若函数f (x )＝－cos 2x ，则f (x )的一个递增区间为( ) A. ⎝⎛⎭⎫－π4，0 B. ⎝⎛⎭⎫0，π2 C. ⎝⎛⎭⎫π2，3π4D. ⎝⎛⎭⎫3π4，π解析：选B 由f (x )＝－cos 2x 知递增区间为⎣⎡⎦⎤k π，k π＋π2，k ∈Z ，故只有B 项满足． 2．(2015·河北五校联考)下列函数最小正周期为π且图象关于直线x ＝π3对称的函数是( )A ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3 B ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6C ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫x 2＋π3 D ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3 解析：选B 由函数的最小正周期为π，可排除C.由函数图象关于直线x ＝π3对称知，该直线过函数图象的最高点或最低点，对于A ，因为sin ⎝⎛⎭⎫2×π3＋π3＝sin π＝0，所以选项A 不正确．对于D ，sin ⎝⎛⎭⎫2×π3－π3＝sin π3＝32，所以选项D 不正确．对于B ，sin ⎝⎛⎭⎫2×π3－π6＝sin π2＝1，所以选项B 正确． 3．已知函数f (x )＝－2sin(2x ＋φ)(|φ|<π), 若f ⎝⎛⎭⎫π8＝－2，则f (x )的一个单调递增区间可以是( ) A. ⎣⎡⎦⎤－π8，3π8 B. ⎣⎡⎦⎤5π8，9π8 C. ⎣⎡⎦⎤－3π8，π8 D. ⎣⎡⎦⎤π8，5π8解析：选D ∵f ⎝⎛⎭⎫π8＝－2， ∴－2sin ⎝⎛⎭⎫π4＋φ＝－2，sin ⎝⎛⎭⎫π4＋φ＝1. 又∵|φ|<π，∴φ＝π4，∴f (x )＝－2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4， 由2k π＋π2≤2x ＋π4≤2k π＋3π2，k ∈Z ，得k π＋π8≤x ≤k π＋5π8，k ∈Z.当k ＝0时，得π8≤x ≤5π8.4．若函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π6(ω>0)的图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2，且该函数图象关于点(x 0,0)成中心对称，x 0∈⎣⎡⎦⎤0，π2，则x 0＝( ) A. 5π12B. π4C. π3D. π6 解析：选A 由题意得T 2＝π2，T ＝π，ω＝2.又2x 0＋π6＝k π(k ∈Z)，x 0＝k π2－π12(k ∈Z)，而x 0∈⎣⎡⎦⎤0，π2，所以x 0＝5π12.5．若函数f (x )＝sin(ωx ＋φ)⎝⎛⎭⎫ω＞0，且|φ|＜π2在区间⎣⎡⎦⎤π6，2π3上是单调减函数，且函数值从1减少到－1，则f ⎝⎛⎭⎫π4＝( )A. 12 B.22C.32D ．1解析：选C 由题意得函数f (x )的周期T ＝2⎝⎛⎭⎫2π3－π6＝π，所以ω＝2，此时f (x )＝sin(2x ＋φ)，将点⎝⎛⎭⎫π6，1代入上式得sin ⎝⎛⎭⎫π3＋φ＝1⎝⎛⎭⎫|φ|＜π2，所以φ＝π6，所以f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6，于是f ⎝⎛⎭⎫π4＝sin ⎝⎛⎭⎫π2＋π6＝cos π6＝32. 6．已知函数f (x )＝2sin(ωx ＋φ)，对于任意x 都有f ⎝⎛⎭⎫π6＋x ＝f ⎝⎛⎭⎫π6－x ，则f ⎝⎛⎭⎫π6的值为________． 解析：∵f ⎝⎛⎭⎫π6＋x ＝f ⎝⎛⎭⎫π6－x ， ∴x ＝π6是函数f (x )＝2sin(ωx ＋φ)的一条对称轴．∴f ⎝⎛⎭⎫π6＝±2. 答案：2或－27．函数y ＝tan ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4的图象与x 轴交点的坐标是________________． 解析：由2x ＋π4＝k π(k ∈Z)得，x ＝k π2－π8(k ∈Z)．∴函数y ＝tan ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4的图象与x 轴交点的坐标是⎝⎛⎭⎫k π2－π8，0，k ∈Z. 答案：⎝⎛⎭⎫k π2－π8，0，k ∈Z8．已知x ∈(0，π]，关于x 的方程2 sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π3＝a 有两个不同的实数解，则实数a 的取值范围为________．解析：令y 1＝2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π3，x ∈(0，π]，y 2＝a ，作出y 1的图象如图所示．若2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π3＝a 在(0，π]上有两个不同的实数解，则y 1与y 2应有两个不同的交点，所以3<a <2.答案：(3，2)9．已知f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4. (1)求函数f (x )图象的对称轴方程； (2)求f (x )的单调增区间；(3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，求函数f (x )的最大值和最小值． 解：(1)f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4， 令2x ＋π4＝k π＋π2，k ∈Z ，则x ＝k π2＋π8，k ∈Z.∴函数f (x )图象的对称轴方程是x ＝k π2＋π8，k ∈Z.(2)令2k π－π2≤2x ＋π4≤2k π＋π2，k ∈Z ，则k π－3π8≤x ≤k π＋π8，k ∈Z.故f (x )的单调增区间为⎣⎡⎦⎤k π－3π8，k π＋π8，k ∈Z. (3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，3π4≤2x ＋π4≤7π4， ∴－1≤sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4≤22，∴－2≤f (x )≤1， ∴当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，函数f (x )的最大值为1，最小值为－ 2. 10．已知函数f (x )＝sin(ωx ＋φ)⎝⎛⎭⎫0<φ<2π3的最小正周期为π. (1)求当f (x )为偶函数时φ的值；(2)若f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫π6，32，求f (x )的单调递增区间．解：∵f (x )的最小正周期为π，则T ＝2πω＝π，∴ω＝2.∴f (x )＝sin(2x ＋φ)．(1)当f (x )为偶函数时，f (－x )＝f (x )． ∴sin(2x ＋φ)＝sin(－2x ＋φ)， 将上式展开整理得sin 2x cos φ＝0， 由已知上式对∀x ∈R 都成立，∴cos φ＝0，∵0<φ<2π3，∴φ＝π2.(2)f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫π6，32时，sin ⎝⎛⎭⎫2×π6＋φ＝32， 即sin ⎝⎛⎭⎫π3＋φ＝32. 又∵0<φ<2π3，∴π3<π3＋φ<π.∴π3＋φ＝2π3，φ＝π3. ∴f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3. 令2k π－π2≤2x ＋π3≤2k π＋π2，k ∈Z ，得k π－5π12≤x ≤k π＋π12，k ∈Z.∴f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π－5π12，k π＋π12，k ∈Z. 三上台阶，自主选做志在冲刺名校1．已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6，其中x ∈⎣⎡⎦⎤－π6，α.当α＝π3时，f (x )的值域是______；若f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤－12，1，则a 的取值范围是______． 解析：若－π6≤x ≤π3，则－π6≤2x ＋π6≤5π6，此时－12≤sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6≤1， 即f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤－12，1. 若－π6≤x ≤α，则－π6≤2x ＋π6≤2α＋π6.因为当2x ＋π6＝－π6或2x ＋π6＝7π6时，sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6＝－12，所以要使f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤－12，1， 则π2≤2α＋π6≤7π6，即π3≤2α≤π， 所以π6≤α≤π2，即α的取值范围是⎣⎡⎦⎤π6，π2.答案：⎣⎡⎦⎤－12，1 ⎣⎡⎦⎤π6，π2 2．(2015·武汉调研)已知函数f (x )＝a ⎝⎛⎭⎫2cos 2x2＋sin x ＋b . (1)若a ＝－1，求函数f (x )的单调增区间；(2)若x ∈[0，π]时，函数f (x )的值域是[5,8]，求a ，b 的值． 解：f (x )＝a (1＋cos x ＋sin x )＋b ＝2a sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4＋a ＋b . (1)当a ＝－1时，f (x )＝－2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4＋b －1， 由2k π＋π2≤x ＋π4≤2k π＋3π2(k ∈Z)，得2k π＋π4≤x ≤2k π＋5π4(k ∈Z)，∴f (x )的单调增区间为⎣⎡⎦⎤2k π＋π4，2k π＋5π4，k ∈Z. (2)∵0≤x ≤π， ∴π4≤x ＋π4≤5π4， ∴－22≤sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4≤1，依题意知a ≠0. ①当a >0时，⎩⎪⎨⎪⎧2a ＋a ＋b ＝8，b ＝5，∴a ＝32－3，b ＝5.②当a <0时，⎩⎪⎨⎪⎧b ＝8，2a ＋a ＋b ＝5.∴a ＝3－32，b ＝8.综上所述，a ＝32－3，b ＝5或a ＝3－32，b ＝8.第四节 函数y ＝A sin(ωx ＋φ)的图象及三角函数模型的简单应用1．y ＝A sin(ωx ＋φ)的有关概念。
(新课标)2020年高考数学一轮总复习第三章三角函数、解三角形3_7正弦定理和余弦定理课件理新人教A版
4．三角形的面积公式
S△ABC＝12aha＝12bhb＝12chc
＝
1
1
2absin C ＝ 2bcsin
A ＝ 12acsin B
．
[三基自测] 1．(必修 5·习题 1.1B 组改编)在△ABC 中，若 sin2A＋sin2B<sin2C，则△ABC 的形 状是( ) A．锐角三角形 B．直角三角形 C．钝角三角形 D．不能确定 答案：C
2．余弦定理
b2＋c2－a2
a2＝ b2＋c2－2bccos A ，cos A＝
2bc
；
a2＋c2－b2
b2＝ a2＋c2－2accos B ，cos B＝
2ac
；
a2＋b2－c2
c2＝ a2＋b2－2abcos C ，cos C＝
2ab .
3．勾股定理 在△ABC 中，∠C＝90°⇔ a2＋b2＝c2 .
面积为154 3，则 BC 边的长为
．
[解析] 由 S△ABC＝154 3得12×3×ACsin 120°＝154 3，所以 AC＝5，因此 BC2＝AB2
＋AC2－2AB·AC·cos 120°＝9＋25＋2×3×5×12＝49，解得 BC＝7.
[答案] 7
方法 4 已知三边解三角形
【例 4】 (2015·高考北京卷)在△ABC 中，a＝4，b＝5，c＝6，则ssiinn2CA＝
(2)△ABC中，若cos2A2＝b＋ 2cc，∴cos
A2 ＋1＝sin
B＋sin 2sin C
C⇒cos
A＋1＝ssiinn
CB＋1，
∴sin Ccos A＝sin B，∴sin Ccos A＝sin(A＋C)＝sin Acos C＋cos Asin C．
2020版高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形第3讲三角函数的图象与性质讲义理含解析
高考数学一轮复习第3章三角函数解三角形：第3讲 三角函数的图象与性质1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y ＝sin x ，x ∈[0,2π]的图象上，五个关键点是：(0,0)，⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，1，(π，0)，⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2，－1，(2π，0)．余弦函数y ＝cos x ，x ∈[0,2π]的图象上，五个关键点是：(0,1)，⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，0，(π，－1)，⎝⎛⎭⎪⎫3π2，0，(2π，1)．2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象和性质1．概念辨析(1)y ＝tan x 在整个定义域上是增函数．( )(2)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期．( )(3)由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＋2π3＝sin π6知，2π3是正弦函数y ＝sin x (x ∈R )的一个周期．( )(4)三角函数中奇函数一般可化为y ＝A sin ωx 或y ＝A tan ωx 的形式，偶函数一般可化为y ＝A cos ωx ＋b 的形式．( )答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ 2．小题热身(1)(2017·全国卷Ⅱ)函数f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π3的最小正周期为( )A ．4π B．2π C．π D.π2答案 C解析 函数f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π3的最小正周期T ＝2π2＝π.故选C.(2)函数y ＝1－2cos x 的单调递减区间是________． 答案 [2k π－π，2k π](k ∈Z )解析 y ＝1－2cos x 的单调递减区间就是y ＝cos x 的单调递增区间，即[2k π－π，2k π](k ∈Z )．(3)函数y ＝3－2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x ＋π4的最大值为________，此时x ＝________.答案 55π4＋2k π(k ∈Z ) 解析 函数y ＝3－2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π4的最大值为3＋2＝5，此时x ＋π4＝3π2＋2k π，即x ＝5π4＋2k π(k ∈Z )．(4)cos23°，sin68°，cos97°从小到大的顺序是________． 答案 cos97°<cos23°<sin68°解析 sin68°＝sin(90°－22°)＝cos22°. 因为余弦函数y ＝cos x 在[0，π]上是单调递减的， 且22°<23°<97°，所以cos97°<cos23°<cos22°. 即cos97°<cos23°<sin68°.题型 一 三角函数的定义域和值域1．函数f (x )＝－2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6的定义域是( ) A ．{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠π6 B ．[x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠－π12 C ．{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠k π＋π6k ∈Z D ．{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠k π2＋π6k ∈Z答案 D解析 由2x ＋π6≠k π＋π2，k ∈Z ，解得x ≠k π2＋π6，k ∈Z ，所以函数f (x )＝－2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6的定义域是 {x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠k π2＋π6，k ∈Z . 2．函数y ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x －π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为( )A ．2－ 3B ．0C ．－1D ．－1－ 3 答案 A解析 因为0≤x ≤9，所以－π3≤π6x －π3≤7π6，所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x －π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－32，1.所以y ∈[－3，2]，所以y max ＋y min ＝2－ 3.3．(2018·长沙质检)函数y ＝sin x －cos x ＋sin x cos x 的值域为________．答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤－12－2，1解析 令t ＝sin x －cos x ，则t ＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x －π4∈[－2，2]．由(sin x －cos x )2＝1－2sin x cos x 得 sin x cos x ＝12(1－t 2)，所以y ＝t ＋12(1－t 2)，t ∈[－2，2]的值域即为所求．因为y ＝t ＋12(1－t 2)＝－12(t －1)2＋1，当t ＝－2时，y min ＝－12－2，当t ＝1时，y max ＝1，所以原函数的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤－12－2，1.1．三角函数定义域的求法求三角函数的定义域实际上是构造简单的三角不等式(组)，常借助三角函数线或三角函数图象来求解．2．三角函数最值或值域的三种求法1．函数y ＝cos x －32的定义域为( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π6，π6 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π6，k π＋π6(k ∈Z ) C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π－π6，2k π＋π6(k ∈Z ) D ．R 答案 C 解析 由cos x －32≥0，得cos x ≥32， ∴2k π－π6≤x ≤2k π＋π6，k ∈Z .2．已知函数f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π6，其中x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π3，a ，若f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤－12，1，则实数a 的取值范围是________．答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3，π解析 因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π3，a ，所以x ＋π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π6，a ＋π6.因为x ＋π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π6，π2时，f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤－12，1，由函数y ＝sin x 的图象和性质可知，π2≤a ＋π6≤7π6，解得a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3，π.3．函数y ＝－cos 2x ＋3cos x －1的最大值为________． 答案 1解析 由题意可得y ＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x －322＋54，－1≤cos x ≤1，所以当cos x ＝1时，y max ＝1.题型 二 三角函数的单调性1．(2018·乌鲁木齐一模)已知π3为函数f (x )＝sin(2x ＋φ)⎝⎛⎭⎪⎫0<φ<π2的零点，则函数f (x )的单调递增区间是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π－5π12，2k π＋π12(k ∈Z )B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π＋π12，2k π＋7π12(k ∈Z ) C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－5π12，k π＋π12(k ∈Z ) D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π＋π12，k π＋7π12(k ∈Z ) 答案 C解析 由于π3为函数f (x )＝sin(2x ＋φ)⎝⎛⎭⎪⎫0<φ<π2的零点，则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3＝0，所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3＋φ＝0，解得φ＝π3，故f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π3，令－π2＋2k π≤2x ＋π3≤2k π＋π2(k ∈Z )，解得k π－5π12≤x ≤k π＋π12(k ∈Z )，故函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－5π12，k π＋π12(k ∈Z )．2．已知ω>0，函数f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，π上单调递减，则ω的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12，54B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12，34 C.⎝ ⎛⎦⎥⎤0，12 D ．(0,2]答案 A解析 由π2<x <π得π2ω＋π4<ωx ＋π4<πω＋π4，由题意知⎝ ⎛⎭⎪⎫π2ω＋π4，πω＋π4⊆⎝ ⎛⎭⎪⎫2k π＋π2，2k π＋3π2(k ∈Z )，当k ＝0时，由⎩⎨⎧π2ω＋π4≥π2，πω＋π4≤3π2，求得12≤ω≤54.3．函数y ＝|tan x |在⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2，3π2上的单调减区间为________．答案 ⎝⎛⎦⎥⎤－π2，0和⎝⎛⎦⎥⎤π2，π解析 如图，观察图象可知，y ＝|tan x |在⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2，3π2上的单调减区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤－π2，0和⎝ ⎛⎦⎥⎤π2，π.条件探究1 将举例说明1中的函数改为f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫－2x ＋π3，求其单调减区间．解 由已知函数为y ＝－sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3，欲求函数的单调减区间，只需求y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3的单调增区间．由2k π－π2≤2x －π3≤2k π＋π2，k ∈Z ，得k π－π12≤x ≤k π＋5π12，k ∈Z . 故所给函数的单调减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π12，k π＋5π12(k ∈Z )． 条件探究2 若举例说明1中函数的定义域改为[0，π]，求其单调递增区间．解 记A ＝{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫k π－5π12≤x ≤k π＋π12，k ∈Z ，B ＝[0，π]．观察数轴可知A ∩B ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π12∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤7π12，π 所以函数y ＝f (x )，x ∈[0，π]的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π12和⎣⎢⎡⎦⎥⎤7π12，π.求三角函数单调区间的两种方法(1)复合函数法(2)图象法画出三角函数的正、余弦曲线，结合图象求它的单调区间.1．在下列给出的函数中，以π为周期且在⎝⎛⎭⎪⎫0，π2上是减函数的是( ) A ．y ＝cos x2B ．y ＝cos(－2x )C ．y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π4D ．y ＝tan ⎝⎛⎭⎪⎫x －π4答案 B解析 y ＝cos x2的周期为4π，不符合要求．y ＝cos(－2x )＝cos2x ，令t ＝2x ，t ＝2x在x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2上为增函数，y ＝cos t 在t ∈(0，π)上为减函数，所以y ＝cos(－2x )在⎝⎛⎭⎪⎫0，π2上为减函数，符合要求．同理可得y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2上先增后减，y ＝tan ⎝⎛⎭⎪⎫x －π4在⎝⎛⎭⎪⎫0，π2上为增函数．2．已知函数f (x )＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋7π3，设a ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π7，b ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6，c ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3，则a ，b ，c 的大小关系是________．答案 c <a <b解析 f (x )＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π3＋2π＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x ＋π3， a ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π7＝2sin10π21，b ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＝2sin π2，c ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3＝2sin 2π3＝2sin π3，因为y ＝sin x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2上单调递增，且π3<10π21<π2，所以sin π3<sin 10π21<sin π2，即c <a <b . 题型 三 三角函数的周期性、奇偶性、对称性角度1 三角函数的周期性1．(2018·全国卷Ⅲ)函数f (x )＝tan x 1＋tan 2x 的最小正周期为( )A.π4 B.π2C ．π D．2π 答案 C解析 由已知得f (x )＝tan x 1＋tan 2x ＝sin xcos x 1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x cos x 2＝sin x cos x ＝12sin2x ，f (x )的最小正周期T ＝2π2＝π.故选C. 角度2 三角函数的奇偶性2．(2018·烟台检测)若函数f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x ＋φ－π3(0<φ<π)是奇函数，则φ＝________.答案5π6解析 因为f (x )为奇函数，所以φ－π3＝π2＋k π(k ∈Z )，φ＝5π6＋k π，k ∈Z .又因为0<φ<π，故φ＝5π6.角度3 三角函数图象的对称性 3．函数y ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π3的图象( ) A ．关于原点对称 B ．关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫－π6，0对称 C ．关于y 轴对称 D ．关于直线x ＝π6对称答案 B解析 当x ＝0时，y ＝2sin π3＝3，所以A ，C 错误；当x ＝－π6时，y ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π3＋π3＝0，所以B 正确； 当x ＝π6时，y ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3＋π3＝3，所以D 错误．1.周期的计算方法：利用函数y ＝A sin(ωx ＋φ)，y ＝A cos(ωx ＋φ)(ω>0)的周期为2πω，函数y ＝A tan(ωx ＋φ)(ω>0)的周期为πω求解．2．函数具有奇偶性的充要条件函数y ＝A sin(ωx ＋φ)(x ∈R )是奇函数⇔φ＝k π(k ∈Z )； 函数y ＝A sin(ωx ＋φ)(x ∈R )是偶函数⇔φ＝k π＋π2(k ∈Z )；函数y ＝A cos(ωx ＋φ)(x ∈R )是奇函数⇔φ＝k π＋π2(k ∈Z )；函数y ＝A cos(ωx ＋φ)(x ∈R )是偶函数⇔φ＝k π(k ∈Z )． 3．与三角函数有关的图象的对称性问题对于函数y ＝A sin(ωx ＋φ)，其图象的对称轴一定经过函数图象的最高点或最低点，对称中心一定是函数的零点，因此在判断x ＝x 0或点(x 0,0)是否是函数的对称轴或对称中心时，可通过检验f (x 0)的值进行判断.1．关于函数y ＝tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π3，下列说法正确的是( )A ．是奇函数B ．在区间⎝⎛⎭⎪⎫0，π3上单调递减 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫π6，0为其图象的一个对称中心 D ．最小正周期为π答案 C解析 y ＝tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3是非奇非偶函数，A 错误；y ＝tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3在区间⎝⎛⎭⎪⎫0，π3上单调递增，B 错误；由2x －π3＝k π2得x ＝k π4＋π6(k ∈Z )，得函数y ＝tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π3的对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫k π4＋π6，0，k ∈Z ，故C 正确；函数y ＝tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π3的最小正周期为π2，D 错误． 2．(2016·浙江高考)函数y ＝sin x 2的图象是( )答案 D解析 由y ＝sin x 2为偶函数，其图象关于y 轴对称，可以排除A ，C ；当x ＝π2时，y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π22＝sin π24≠1，排除B ，故选D. 3．(2018·江苏高考)函数f (x )满足f (x ＋4)＝f (x )(x ∈R )，且在区间(－2,2]上，f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ cos πx 2，0<x ≤2，⎪⎪⎪⎪⎪⎪x ＋12，－2<x ≤0，则f [f (15)]的值为________．答案 22解析 因为f (x ＋4)＝f (x )，函数的周期为4，所以f (15)＝f (－1)，f (－1)＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪－1＋12＝12， 所以f [f (15)]＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12＝cos π4＝22. 高频考点 三角函数的图象与性质考点分析 纵观近年高考中三角函数的试题，其有关性质几乎每年必考，题目较为简单，综合的知识多数为三角函数本章内的知识，通过有效地复习完全可以掌握此类题型的解法，并在高考中拿全分．[典例1] (2017·全国卷Ⅲ)设函数f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫x ＋π3，则下列结论错误的是 ( )A ．f (x )的一个周期为－2πB ．y ＝f (x )的图象关于直线x ＝8π3对称 C ．f (x ＋π)的一个零点为x ＝π6D ．f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，π上单调递减 答案 D解析 因为f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫x ＋π3的周期为2k π(k ∈Z )，所以f (x )的一个周期为－2π，A 项正确．因为f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫x ＋π3的图象的对称轴为直线x ＝k π－π3(k ∈Z )，所以y ＝f (x )的图象关于直线x ＝8π3对称，B 项正确．f (x ＋π)＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫x ＋4π3.令x ＋4π3＝k π＋π2(k ∈Z )，得x ＝k π－56π，当k ＝1时，x ＝π6，所以f (x ＋π)的一个零点为x ＝π6，C 项正确．因为f (x )＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π3的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π－π3，2k π＋2π3(k ∈Z )，递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π＋2π3，2k π＋5π3(k ∈Z )，所以⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，2π3是减区间，⎣⎢⎡⎭⎪⎫2π3，π是增区间，D 项错误．故选D.[典例2] (2018·北京高考)设函数f (x )＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx －π6(ω>0)．若f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4对任意的实数x 都成立，则ω的最小值为________．答案 23解析 结合余弦函数的图象得π4ω－π6＝2k π，k ∈Z ，解得ω＝8k ＋23，k ∈Z .又∵ω>0，∴当k ＝0时，ω取得最小值，最小值为23. 方法指导 函数y ＝A sin(ωx ＋φ)(A >0，ω>0)的性质(1)奇偶性：φ＝k π(k ∈Z )时，函数y ＝A sin(ωx ＋φ)为奇函数；φ＝k π＋π2(k ∈Z )时，函数y ＝A sin(ωx ＋φ)为偶函数．(原理：诱导公式、y ＝A sin ωx 为奇函数、y ＝A cos ωx ＋b 为偶函数)(2)周期性：y ＝A sin(ωx ＋φ)存在周期性，其最小正周期为T ＝2πω. (3)单调性：根据y ＝sin t 和t ＝ωx ＋φ的单调性来研究，由－π2＋2k π≤ωx ＋φ≤π2＋2k π，k ∈Z 得单调递增区间；由π2＋2k π≤ωx ＋φ≤3π2＋2k π，k ∈Z 得单调递减区间．(原理：复合函数同增异减)(4)对称性：利用y ＝sin x 的对称中心为(k π，0)(k ∈Z )求解，令ωx ＋φ＝k π(k ∈Z )，求得x .利用y ＝sin x 的对称轴为x ＝k π＋π2(k ∈Z )求解，令ωx ＋φ＝k π＋π2(k ∈Z )，求得其对称轴．(原理：对称中心、对称轴处函数值的特点)注意：明确推导以上结论的原理，可以类似推出y ＝A cos(ωx ＋φ)、y ＝A tan(ωx ＋φ)的相关性质.。
2020届高三数学一轮复习练习：第三章三角函数、解三角形
第三章三角函数、解三角形第一节任意角和弧度制及任意角的三角函数知识点一角的概念的推广1．判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)锐角是第一象限的角，第一象限的角也都是锐角．(×)(2)角α的三角函数值与其终边上点P的位置无关．(√)(3)不相等的角终边一定不相同．(×)(4)若α为第一象限角，则sinα＋cosα>1.(√)2．(必修4P10A组T7改编)角－225°＝－5π4弧度，这个角在第二象限．知识点二弧度的概念与公式在半径为r的圆中：3．(必修4P10习题1.1A组第10题改编)单位圆中，200°的圆心角所对的弧长为(D)A ．10πB ．9π C.910πD.109π解析：单位圆的半径r ＝1,200°的弧度数是200×π180＝109π，由弧度数的定义得109π＝l r ，所以l ＝109π.4．已知扇形的周长是6 cm ，面积是2 cm 2，则扇形的圆心角的弧度数是1或4.解析：设此扇形的半径为r ，弧长为l ，则⎩⎪⎨⎪⎧2r ＋l ＝6，12rl ＝2，解得⎩⎨⎧r ＝1，l ＝4或⎩⎨⎧r ＝2，l ＝2.从而α＝l r ＝41＝4或α＝l r ＝22＝1.知识点三 任意角的三角函数1．定义：设角α的终边与单位圆交于P (x ，y )，则sin α＝y ，cos α＝x ，tan α＝yx (x ≠0)．2．几何表示：三角函数线可以看作是三角函数的几何表示．正弦线的起点都在x 轴上，余弦线的起点都是原点，正切线的起点都是(1,0)．3．终边相同的角的三角函数值公式一：sin(α＋k ·2π)＝sin α；cos(α＋k ·2π)＝cos α；tan(α＋k ·2π)＝tan α，其中k ∈Z .5．已知角α的终边与单位圆的交点为M (12，y )，则sin α等于( B ) A.32 B ．±32 C.22 D ．±22解析：由题意知|r |2＝(12)2＋y 2＝1，所以y ＝±32.由三角函数定义知sin α＝y ＝±32.6．函数y ＝2cos x －1的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π－π3，2k π＋π3(k ∈Z )． 解析：∵2cos x －1≥0，∴cos x ≥12.由三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图阴影部分所示)，∴x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π－π3，2k π＋π3(k ∈Z )．1．角度制与弧度制可利用180°＝π rad 进行互化，在同一个式子中，采用的度量制度必须一致，不可混用．2．三角函数值的符号规律三角函数值在各象限内的符号：一全正、二正弦、三正切、四余弦．3．任意角的三角函数的定义(推广)设P (x ，y )是角α终边上异于顶点的任一点，其到原点O 的距离为r ，则sin α＝y r ，cos α＝x r ，tan α＝yx (x ≠0)．4．若α∈(0，π2)，则tan α>α>sin α.考向一 角的概念及终边相同的角的表示【例1】 (1)(2019·福州模拟)与－2 010°终边相同的最小正角是( )A ．120°B ．150°C ．60°D ．30°(2)设θ是第三象限角，且⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos θ2＝－cos θ2，则θ2是( )A ．第一象限角B ．第二象限角C ．第三象限角D ．第四象限角【解析】 (1)因为－2 010°＝(－6)×360°＋150°，所以150°与－2 010°终边相同，又终边相同的两个角相差360°的整数倍，所以在0°～360°中只有150°与－2 010°终边相同，故与－2 010°终边相同的最小正角是150°.(2)因为θ是第三象限角，所以π＋2k π<θ<3π2＋2k π(k ∈Z )，故π2＋k π<θ2<3π4＋k π(k ∈Z )，当k ＝2n (n ∈Z )时，π2＋2n π<θ2<3π4＋2n π(n ∈Z )，θ2是第二象限角，当k ＝2n ＋1时，3π2＋2n π<θ2<7π4＋2n π(n ∈Z )，θ2是第四象限角，又⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos θ2＝－cos θ2，即cos θ2<0，因此θ2是第二象限角． 【答案】 (1)B (2)B若将本例(2)中的条件“θ是第三象限角”变为“θ是第一象限角”，其他条件不变，结论又如何呢？解：因为θ是第一象限角，所以2k π<θ<π2＋2k π(k ∈Z )，故k π<θ2<π4＋k π(k ∈Z )，当k ＝2n (n ∈Z )时，2n π<θ2<2n π＋π4(n ∈Z )，θ2是第一象限角，当k ＝2n ＋1时，π＋2n π<θ2<5π4＋2n π(n ∈Z )，θ2是第三象限角，又因为⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos θ2＝－cos θ2，即cos θ2<0，故θ2是第三象限角．(1)利用终边相同的角的集合S ＝{β|β＝2k π＋α，k ∈Z }判断一个角β所在的象限时，只需把这个角写成[0，2π)范围内的一个角α与2π的整数倍的和，然后判断角α的象限.(2)利用终边相同的角的集合可以求适合某些条件的角，方法是先写出这个角的终边相同的所有角的集合，然后通过对集合中的参数k 赋值来求得所需角.(1)若α＝k ·180°＋45°(k ∈Z )，则α在( A ) A ．第一或第三象限 B ．第一或第二象限 C ．第二或第四象限D ．第三或第四象限(2)已知角α的终边在如图所示阴影表示的范围内(不包括边界)，则角α用集合可表示为(2k π＋π4，2k π＋56π)(k ∈Z )．解析：(1)当k ＝2n (n ∈Z )时，α＝2n ·180°＋45°＝n ·360°＋45°，α为第一象限角；当k ＝2n ＋1(n ∈Z )时，α＝(2n ＋1)·180°＋45°＝n ·360°＋225°，α为第三象限角．所以α为第一或第三象限角．故选A.(2)在[0,2π)内，终边落在阴影部分角的集合为⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，56π，∴所求角的集合为⎝⎛⎭⎪⎫2k π＋π4，2k π＋56π(k ∈Z )．考向二 弧度制及其应用【例2】 (1)3弧度＝________度．(2)若圆弧长度等于该圆内接正方形的边长，则其圆心角的弧度数是________．(3)已知扇形的周长是4 cm ，则扇形面积最大时，扇形的圆心角的弧度数是( )A ．2B ．1 C.12 D ．3【解析】 (1)3弧度＝180π×3度＝⎝ ⎛⎭⎪⎫540π°.(2)设圆半径为r ，则圆内接正方形的对角线长为2r ， ∴正方形边长为2r ，∴圆心角的弧度数是2rr ＝ 2. (3)设扇形的半径为R ，则弧长l ＝4－2R ， ∴扇形面积S ＝12lR ＝R (2－R ) ＝－R 2＋2R ＝－(R －1)2＋1，当R ＝1时，S 最大，此时l ＝2，扇形圆心角为2弧度． 【答案】 (1)540π (2)2 (3)A应用弧度制解决问题的方法(1)利用扇形的弧长和面积公式解题时，要注意角的单位必须是弧度．(2)求扇形面积最大值的问题时，常转化为二次函数的最值问题． (3)在解决弧长问题和扇形面积问题时，要合理地利用圆心角所在的三角形．(1)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著，卷一《方田》[三三]：“今有宛田，下周三十步，径十六步．问为田几何？”译成现代汉语其意思为：有一块扇形的田，弧长30步，其所在圆的直径是16步，问这块田的面积是多少(平方步)？( A )A ．120B ．240C ．360D ．480(2)若圆弧长度等于该圆内接正三角形的边长，则该圆弧所对圆心角的弧度数是 3.解析：(1)由题意可得：S ＝12×8×30＝120(平方步)．(2)设圆的半径为R，如图所示，OA＝R，OD＝12R，故AD＝R2－14R2＝32R，因此AB＝2AD＝3R，故该圆弧长度为3R，所以该圆弧所对圆心角的弧度数为α＝3RR＝ 3.考向三三角函数的定义及应用方向1三角函数的定义【解析】 设点P 的坐标为(x ，y )，利用三角函数的定义可得yx <x <y ，所以x <0，y >0，所以P 所在的圆弧是EF ︵，故选C.【答案】 C方向2 三角函数的符号【例4】 若sin αtan α<0，且cos αtan α<0，则角α是( ) A ．第一象限角 B ．第二象限角 C ．第三象限角D ．第四象限角【解析】 由sin αtan α<0可知sin α，tan α异号，从而角α为第二或第三象限角．由cos αtan α<0可知cos α，tan α异号，从而角α为第三或第四象限角，故角α为第三象限角．【答案】 C方向3 三角函数线的应用【例5】 函数y ＝lg(3－4sin 2x )的定义域为________． 【解析】 ∵3－4sin 2x >0，∴sin 2x <34， ∴－32<sin x <32.利用三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图阴影部分所示)，∴x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫k π－π3，k π＋π3(k ∈Z )． 【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π－π3，k π＋π3(k ∈Z )定义法求三角函数的3种情况(1)已知角α终边上一点P 的坐标，可求角α的三角函数值．先求P 到原点的距离，再用三角函数的定义求解．(2)已知角α的某三角函数值，可求角α终边上一点P 的坐标中的参数值，可根据定义中的两个量列方程求参数值．(3)已知角α的终边所在的直线方程或角α的大小，根据三角函数的定义可求角α终边上某特定点的坐标．1．(方向1)在平面直角坐标系中，P 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫35，45，Q 是第三象限内一点，|OQ |＝1且∠POQ ＝3π4，则Q 点的横坐标为( A )A ．－7210B ．－325C ．－7212D ．－8213解析：设∠xOP ＝α，则cos α＝35，sin α＝45，x Q ＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫α＋3π4＝35×⎝⎛⎭⎪⎫－22－45×22＝－7210，故选A.2．(方向2)已知点P (tan α，cos α)在第三象限，则角α的终边在( B )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限解析：∵tan α<0，cos α<0，∴α在第二象限．3．(方向3)若－3π4<α<－π2，从单位圆中的三角函数线观察sin α，cos α，tan α的大小是( C )A ．sin α<tan α<cos αB ．cos α<sin α<tan αC ．sin α<cos α<tan αD ．tan α<sin α<cos α解析：如图，作出角α的正弦线MP ，余弦线OM，正切线AT，观察可知sinα<cosα<tanα.第二节同角三角函数的基本关系式与诱导公式知识点一 同角三角函数基本关系式1．平方关系：sin 2α＋cos 2α＝1，其等价形式为：sin 2α＝1－cos 2α，cos 2α＝1－sin 2α.2．商数关系：sin αcos α＝tan α，其等价形式为：sin α＝cos αtan α，cos α＝sin αtan α.1．判断题(1)若α，β为锐角，则sin 2α＋cos 2β＝1.( × ) (2)若α∈R ，则tan α＝sin αcos α恒成立．( × )2．(必修4P19例6改编)已知sin α＝55，π2≤α≤π，则tan α＝( D ) A ．－2 B ．2 C.12D ．－12解析：因为cos α＝－1－sin 2α＝－1－⎝ ⎛⎭⎪⎫552＝－255，所以tan α＝sin αcos α＝－12.3．若tan α＝34，则cos 2α＋2sin2α＝( A ) A.6425 B.4825 C ．1D.1625解析：解法1：由tan α＝sin αcos α＝34， cos 2α＋sin 2α＝1，得⎩⎪⎨⎪⎧sin α＝35，cos α＝45或⎩⎪⎨⎪⎧sin α＝－35，cos α＝－45，则sin2α＝2sin αcos α＝2425， 则cos 2α＋2sin2α＝1625＋4825＝6425.解法2：cos 2α＋2sin2α＝cos 2α＋4sin αcos αcos 2α＋sin 2α＝1＋4tan α1＋tan 2α＝1＋31＋916＝6425.知识点二 六组诱导公式4．判断题(1)sin(π＋α)＝－sin α成立的条件是α为锐角．( × ) (2)诱导公式的记忆口诀中“奇变偶不变，符号看象限”，其中的奇、偶是指π2的奇数倍、偶数倍，变与不变指函数名称是否变化．( √ )5．(必修4P24例1改编)sin2 490°＝－12；cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫－523π＝－12. 解析：sin2 490°＝sin(7×360°－30°)＝－sin30°＝－12. cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫－523π＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫16π＋π＋π3＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π＋π3＝－cos π3＝－12.6．(必修4P27例4改编)化简cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α－π2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫52π＋α·sin(α－π)·cos(2π－α)的结果为－sin 2α.解析：原式＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π＋π2＋α·(－sin α)·cos(－α) ＝sin αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋α·(－sin α)·cos α＝sin αcos α·(－sin α)·cos α ＝－sin 2α.1．同角三角函数基本关系式的常用变形： (sin α±cos α)2＝1±2sin αcos α.2．在利用同角三角函数的平方关系时，若开方，要特别注意判断符号．3．给角求值的基本原则：负化正，大化小，化到锐角为终了．考向一 同角三角函数的基本关系【例1】 (1)已知x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，π，tan x ＝－43，则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫－x －π2等于( )A.35 B ．－35 C ．－45D.45(2)(2019·江西重点中学一联)设0<α<π，且sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝35，则tan ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π4的值是( ) A.34 B ．－34 C.43D ．－43【解析】 (1)∵tan x ＝sin x cos x ＝－43，∴cos x ＝－34sin x ， ∴sin 2x ＋cos 2x ＝sin 2x ＋916sin 2x ＝2516sin 2x ＝1，∴sin 2x ＝1625.又x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，π，∴sin x ＝45，∴cos ⎝⎛⎭⎪⎫－x －π2＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫π2＋x ＝－sin x ＝－45.(2)∵0<α<π，且sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝35∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12，22，∴α＋π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4，5π6，∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝－1－sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝－45，则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝－34.【答案】 (1)C (2)B同角三角函数的基本关系式的功能是根据角的一个三角函数值求其他三角函数值，主要利用商数关系tan α＝sin αcos α和平方关系1＝sin 2α＋cos 2α.已知α是第四象限角，sin α＝－1213，则tan α等于( C ) A ．－513 B.513 C ．－125D.125解析：因为α是第四象限角，sin α＝－1213， 所以cos α＝1－sin 2α＝513，故tan α＝sin αcos α＝－125. 考向二 诱导公式的应用【例2】 (1)(2019·聊城模拟)已知角θ的顶点在坐标原点，始边与x 轴正半轴重合，终边在直线3x －y ＝0上，则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2＋θ＋2cos (π－θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－θ－sin (π－θ)等于( )A ．－32 B.32 C ．0D.23(2)已知cos ⎝⎛⎭⎪⎫π6－θ＝a ，则cos ⎝⎛⎭⎪⎫5π6＋θ＋sin ⎝⎛⎭⎪⎫2π3－θ的值是________．【解析】 (1)由题可知tan θ＝3，原式＝－cos θ－2cos θcos θ－sin θ＝－31－tan θ＝32.(2)因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6＋θ＝cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π－⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－θ ＝－cos ⎝⎛⎭⎪⎫π6－θ＝－a .sin ⎝⎛⎭⎪⎫2π3－θ＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－θ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－θ＝a ， 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6＋θ＋sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3－θ＝0. 【答案】 (1)B (2)01．若本例(1)的条件3x －y ＝0改为4x ＋3y ＝0，则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋θ－sin (－π－θ)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π2－θ＋sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫9π2＋θ＝87.解析：由题可知tan θ＝－43， 原式＝－sin θ＋sin (π＋θ)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫6π－π2－θ＋sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4π＋π2＋θ ＝－sin θ－sin θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋θ＋sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋θ＝－2sin θ－sin θ＋cos θ＝2tan θtan θ－1＝2×⎝ ⎛⎭⎪⎫－43－43－1＝87.2．若本例(2)的条件cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－θ＝a 改为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π12＝a ，则cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ＋7π12＝－a .解析：cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋7π12＝cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π12＋π2＝－sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π12＝－a .(1)(2019·山东寿光一模)若角α的终边过点A (2,1)，则sin ⎝⎛⎭⎪⎫32π－α＝( A )A ．－255B ．－55 C.55D.255(2)(2019·河北衡水中学调研)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－α＝23，则cos(π－2α)＝( D )A.29 B.59 C ．－29D ．－59(3)在推导等差数列前n 项和的过程中，我们使用了倒序相加的方法，类比可求得sin 21°＋sin 22°＋…＋sin 289°＝892.解析：(1)根据三角函数的定义可知cos α＝25＝255，则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π－α＝－cos α＝－255，故选A.(2)由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－α＝23，得sin α＝23.∴cos(π－2α)＝－cos2α＝－(1－2sin 2α)＝2sin 2α－1＝2×29－1＝－59，故选D.(3)令S ＝sin 21°＋sin 22°＋sin 23°＋…＋sin 289° ①， S ＝sin 289°＋sin 288°＋sin 287°＋…＋sin 21° ②， 则①＋②得2S ＝89，S ＝892.考向三 同角三角函数基本关系式与诱导公式的综合应用 方向1 整体代换【例3】 若tan α＝2，则sin α＋cos αsin α－cos α＋cos 2α＝( )A.165 B ．－165 C.85D ．－85【解析】 sin α＋cos αsin α－cos α＋cos 2α＝sin α＋cos αsin α－cos α＋cos 2αsin 2α＋cos 2α ＝tan α＋1tan α－1＋1tan 2α＋1＝165. 【答案】 A方向2 sinα±cosα与sinαcosα的关系【例4】 (2019·长沙模拟)已知－π<x <0，sin(π＋x )－cos x ＝－15，则sin x －cos x ＝( )A ．－75 B.75 C.57D ．－57【解析】 由已知，得sin x ＋cos x ＝15， sin 2x ＋2sin x cos x ＋cos 2x ＝125， 整理得2sin x cos x ＝－2425.因为(sin x －cos x )2＝1－2sin x cos x ＝4925. 由－π<x <0，知sin x <0， 又sin x ＋cos x >0，所以cos x >0，sin x －cos x <0， 故sin x －cos x ＝－75. 【答案】 A 方向3 综合应用【例5】 (2019·唐山模拟)已知角θ的终边在第三象限，tan2θ＝－22，则sin 2θ＋sin(3π－θ)cos(2π＋θ)－2cos 2θ等于( D )A ．－26 B.26 C ．－23D.23【解析】 由tan2θ＝－22可得tan2θ＝2tan θ1－tan 2θ ＝－22，即2tan 2θ－tan θ－2＝0， 解得tan θ＝2或tan θ＝－22.又角θ的终边在第三象限，故tan θ＝2， 故sin 2θ＋sin(3π－θ)cos(2π＋θ)－2cos 2θ ＝sin 2θ＋sin θcos θ－2cos 2θ ＝sin 2θ＋sin θcos θ－2cos 2θsin 2θ＋cos 2θ＝tan 2θ＋tan θ－2tan 2θ＋1＝(2)2＋2－2(2)2＋1＝23. 【答案】 D1.对于含有sin 2x ，cos 2x ，sin x cos x 的三角函数求值题，一般可以考虑添加分母1，再将1用“sin 2x ＋cos 2x ”代替，然后用分子分母同除以角的余弦的平方的方式将其转化为关于tan α的式子，从而求解.2.对于sin α＋cos α，sin α－cos α，sin αcos α这三个式子，利用(sin α±cos α)2＝1±2sin αcos α可以达到转换、知一求二的目的.1．(方向1)(2019·沈阳市质量监测)已知tan θ＝2，则sin θ＋cos θsin θ＋sin 2θ的值为( C )A.195B.165C.2310D.1710解析：解法1：原式＝sin θ＋cos θsin θ＋sin 2θ＝sin θ＋cos θsin θ＋sin 2θsin 2θ＋cos 2θ＝tan θ＋1tan θ＋tan 2θtan 2θ＋1，将tan θ＝2代入，得原式＝2310，故选C.解法2：在平面直角坐标系xOy 中，tan θ＝2＝21，不妨设θ为锐角，角θ的顶点与原点O 重合，始边与x 轴的非负半轴重合，在终边上取点P (1,2)，则|OP |＝5，由三角函数的定义，得sin θ＝25，cos θ＝15，所以sin θ＋cos θsin θ＋sin 2θ＝25＋1525＋(25)2＝2310，故选C.2．(方向2)已知sin αcos α＝18，且5π4<α<3π2，则cos α－sin α的值为( B )A ．－32 B.32 C ．－34D.34解析：∵5π4<α<3π2，∴cos α<0，sin α<0且cos α>sin α，∴cos α－sin α>0.又(cos α－sin α)2＝1－2sin αcos α＝1－2×18＝34，∴cos α－sin α＝32.3．(方向3)若tan α＝cos α，则1sin α＋cos 4α＝2.解析：tan α＝cos α⇒sin αcos α＝cos α⇒sin α＝cos 2α，故1sin α＋cos 4α＝sin 2α＋cos 2αsin α＋cos 4α＝sin α＋cos 2αsin α＋cos 4α＝sin α＋sin αsin α＋sin 2α＝sin 2α＋sin α＋1＝sin 2α＋cos 2α＋1＝1＋1＝2.第三节两角和与差的正弦、余弦和正切公式知识点一 两角和与差的正弦、余弦、正切公式1．基本公式sin(α±β)＝sin αcos β±cos αsin β， cos(α±β)＝cos αcos β∓sin αsin β， tan(α±β)＝tan α±tan β1∓tan αtan β.2．公式变形(1)tan α±tan β＝tan(α±β)(1∓tan αtan β)．(2)函数f (α)＝a sin α＋b cos α(a ，b 为常数)，可以化为f (α)＝a 2＋b 2sin(α＋φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫其中tan φ＝b a 或f (α)＝a 2＋b 2·cos(α－φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫其中tan φ＝a b .1．(必修4P137A13(5))sin347°cos148°＋sin77°·cos58°＝22. 解析：sin347°cos148°＋sin77°cos58° ＝sin(270°＋77°)cos(90°＋58°)＋sin77°cos58°＝(－cos77°)·(－sin58°)＋sin77°cos58° ＝sin58°cos77°＋cos58°sin77° ＝sin(58°＋77°)＝sin135°＝22.2．(2018·全国卷Ⅱ)已知tan(α－5π4)＝15，则tan α＝32. 解析：解法1：因为tan(α－5π4)＝15，所以tan α－tan 5π41＋tan αtan 5π4＝15，即tan α－11＋tan α＝15，解得tan α＝32. 解法2：因为tan(α－5π4)＝15， 所以tan α＝tan[(α－5π4)＋5π4] ＝tan (α－5π4)＋tan 5π41－tan (α－5π4)tan 5π4＝15＋11－15×1＝32. 3．tan20°＋tan40°＋3tan20°tan40°＝3. 解析：∵tan60°＝tan(20°＋40°) ＝tan20°＋tan40°1－tan20°tan40°，∴tan20°＋tan40° ＝tan60°(1－tan20°tan40°)＝3－3tan20°tan40°，∴原式＝3－3tan20°tan40°＋3tan20°tan40°＝ 3. 知识点二 二倍角的正弦、余弦、正切公式1．基本公式 sin2α＝2sin αcos α.cos2α＝cos 2α－sin 2α＝2cos 2α－1＝1－2sin 2α. tan2α＝2tan α1－tan 2α.2．有关公式的逆用、变形等 (1)cos 2α＝1＋cos2α2，sin 2α＝1－cos2α2. (2)1＋sin2α＝(sin α＋cos α)2， 1－sin2α＝(sin α－cos α)2，sin α±cos α＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π4.4．(2018·全国卷Ⅲ)若sin α＝13，则cos2α＝( B ) A.89 B.79 C ．－79D ．－89解析：cos2α＝1－2sin 2α＝1－2×(13)2＝79.5．计算：tan7.5°1－tan 27.5°＝2－32.解析：tan7.5°1－tan 27.5°＝12×2tan7.5°1－tan 27.5° ＝12tan15°＝12tan(45°－30°)＝12×tan45°－tan30°1＋tan45°tan30°＝12×1－331＋33＝2－32.注意四组公式：(1)降幂公式：cos 2α＝1＋cos2α2，sin 2α＝1－cos2α2. (2)升幂公式：1＋cos2α＝2cos 2α，1－cos2α＝2sin 2α. (3)公式变形：tan α±tan β＝tan(α±β)(1∓tan αtan β)．(4)辅助角公式：a sin x ＋b cos x ＝a 2＋b 2sin(x ＋φ)⎝⎛⎭⎪⎪⎫其中sinφ＝b a 2＋b2，cos φ＝aa 2＋b 2.考向一 基本公式的运用【例1】 (1)sin15°＋cos15°的值为( )A.62 B ．－62 C.22 D ．－22 (2)sin 415°－cos 415°＝( ) A.12 B ．－12 C.32 D ．－32(3)已知sin(α＋β)＝12，sin(α－β)＝13，则log 5(tan αtan β)2等于( )A ．2B ．3C ．4D ．5【解析】 (1)解法1：sin15°＋cos15°＝2sin60°＝62，故选A. 解法2：sin15°＋cos15°＝(sin15°＋cos15°)2 ＝1＋2sin15°cos15°＝1＋sin30°＝62.(2)sin 415°－cos 415°＝(sin 215°－cos 215°)(sin 215°＋cos 215°)＝sin 215°－cos 215°＝－cos30°＝－32.故选D.(3)因为sin(α＋β)＝12，sin(α－β)＝13，所以sin αcos β＋cos αsin β＝12，sin αcos β－cos αsin β＝13，所以sin αcos β＝512，cos αsin β＝112，所以tan αtan β＝5，所以log 5(tan αtan β)2＝log552＝4.故选C.【答案】 (1)A (2)D (3)C(1)使用两角和、差及倍角公式，首先要记住公式的结构特征和符号变化规律.例如两角差的余弦公式可简记为：“同名相乘，符号反”.(2)使用公式求值，应注意与同角三角函数基本关系、诱导公式的综合应用.(1)若2sin x ＋cos(π2－x )＝1，则cos2x ＝( C ) A ．－89 B ．－79 C.79 D ．－725(2)(2018·全国卷Ⅱ)已知sin α＋cos β＝1，cos α＋sin β＝0，则sin(α＋β)＝－12.解析：(1)因为2sin x ＋cos(π2－x )＝1，所以3sin x ＝1，所以sin x ＝13，所以cos2x ＝1－2sin 2x ＝79.故选C.(2)∵sin α＋cos β＝1，cos α＋sin β＝0，∴sin 2α＋cos 2β＋2sin αcos β＝1 ①，cos 2α＋sin 2β＋2cos αsin β＝0 ②，①②两式相加可得sin 2α＋cos 2α＋sin 2β＋cos 2β＋2(sin αcos β＋cos αsin β)＝1，∴sin(α＋β)＝－12.考向二 三角函数式求值方向1 给值求值【例2】 (1)(2019·福州高三考试)3cos15°－4sin 215° cos15°＝( )A.12B.22 C ．1 D. 2(2)(2018·江苏卷)已知α，β为锐角，tan α＝43，cos(α＋β)＝－55. ①求cos2α的值； ②求tan(α－β)的值．【解析】 (1)解法1：3cos15°－4sin 215°cos15°＝3cos15°－2sin15°·2sin15°cos15°＝3cos15°－2sin15°·sin30°＝3cos15°－sin15°＝2cos(15°＋30°)＝2cos45°＝ 2.故选D.解法2：因为cos15°＝6＋24，sin15°＝6－24，所以3cos15°－4sin 215°·cos15°＝3×6＋24－4×(6－24)2×6＋24＝6＋24×(3－8－434)＝6＋24×(23－2)＝ 2.故选D. (2)①因为tan α＝43，tan α＝sin αcos α，所以sin α＝43cos α.因为sin 2α＋cos 2α＝1，所以cos 2α＝925，因此，cos2α＝2cos 2α－1＝－725.②因为α，β为锐角，所以α＋β∈(0，π)． 又因为cos(α＋β)＝－55， 所以sin(α＋β)＝1－cos 2(α＋β)＝255，因此tan(α＋β)＝－2.因为tan α＝43， 所以tan2α＝2tan α1－tan 2α＝－247， 因此，tan(α－β)＝tan[2α－(α＋β)] ＝tan2α－tan (α＋β)1＋tan2αtan (α＋β)＝－211.【答案】 (1)D (2)见解析 方向2 给值求角【例3】 已知A ，B 均为钝角，sin 2A2＋cos(A ＋π3)＝5－1510，且sin B ＝1010，则A ＋B ＝( )A.3π4B.5π4C.7π4D.7π6【解析】 因为sin 2A2＋cos(A ＋π3)＝5－1510，所以1－cos A 2＋12cos A－32sin A ＝5－1510，即12－32sin A ＝5－1510，解得sin A ＝55.因为A 为钝角，所以cos A ＝－1－sin 2A ＝－1－(55)2＝－255.由sin B ＝1010，且B 为钝角，可得cos B ＝－1－sin 2B ＝－1－(1010)2＝－31010.所以cos(A ＋B )＝cos A cos B －sin A sin B ＝(－255)×(－31010)－55×1010＝22.又A ，B 都为钝角，即A ，B ∈(π2，π)，所以A ＋B ∈(π，2π)，故A ＋B ＝7π4.选C.【答案】 C1．(方向1)4cos50°－tan40°＝ 3.解析：原式＝4sin40°－sin40°cos40°＝4sin40°cos40°－sin40°cos40° ＝2sin80°－sin40°cos40°＝2cos (40°－30°)－sin40°cos40° ＝2(cos40°cos30°＋sin40°sin30°)－sin40°cos40° ＝3cos40°cos40°＝ 3.2．(方向1)若α，β都是锐角，且cos α＝55，sin(α－β)＝1010，则cos β＝( A )A.22B.210C.22或－210D.22或210解析：∵α，β都是锐角，且cos α＝55，sin(α－β)＝1010，∴sin α＝255，cos(α－β)＝31010，从而cos β＝cos[α－(α－β)]＝cos αcos(α－β)＋sin αsin(α－β)＝22.故选A.3．(方向2)若sin2α＝55，sin(β－α)＝1010，且α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，π，β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π，3π2，则α＋β的值是( A )A.7π4B.9π4C.5π4或7π4D.5π4或9π4解析：因为α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，π，所以2α∈π2，2π，又sin2α＝55，所以2α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2，π，α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，π2，故cos2α＝－255.又β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π，3π2，所以β－α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2，5π4，故cos(β－α)＝－31010.所以cos(α＋β)＝cos[2α＋(β－α)]＝cos2α·cos(β－α)－sin2αsin(β－α)＝－255×⎝⎛⎭⎪⎫－31010－55×1010＝22，又α＋β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π4，2π，故α＋β＝7π4.考向三 三角恒等变换的应用【例4】 已知函数f (x )＝3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3－2sin x cos x .(1)求f (x )的最小正周期；(2)求证：当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π4，π4时，f (x )≥－12. 【解】 (1)f (x )＝3cos2x －π3－2sin x cos x ＝32cos2x ＋32sin2x －sin2x ＝12sin2x ＋32cos2x ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π3， 所以f (x )的最小正周期T ＝2π2＝π. (2)证明：由(1)知f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x ＋π3. ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π4，π4，∴2x ＋π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π6，5π6，∴当2x ＋π3＝－π6，即x ＝－π4时，f (x )取得最小值－12. ∴f (x )≥－12成立．三角恒等变形的综合应用主要是将三角恒等变形与三角函数的性质相结合，通过变形，将复杂的函数式子化为y ＝A sin (ωx ＋φ)＋b 的形式再研究性质.在研究性质时注意利用整体思想解决相关问题.(1)(2018·全国卷Ⅲ)函数f (x )＝tan x1＋tan 2x 的最小正周期为( C )A.π4B.π2 C ．πD ．2π(2)(2018·全国卷Ⅰ)已知函数f (x )＝2cos 2x －sin 2x ＋2，则( B ) A ．f (x )的最小正周期为π，最大值为3 B ．f (x )的最小正周期为π，最大值为4 C ．f (x )的最小正周期为2π，最大值为3 D ．f (x )的最小正周期为2π，最大值为4解析：(1)f (x )＝tan x 1＋tan 2x ＝sin xcos x 1＋sin 2x cos 2x ＝sin x cos x cos 2x ＋sin 2x＝sin x cos x ＝12sin2x ，所以f (x )的最小正周期T ＝2π2＝π.故选C.(2)易知f (x )＝2cos 2x －sin 2x ＋2＝3cos 2x ＋1＝32(2cos 2x －1)＋32＋1＝32cos2x ＋52，则f (x )的最小正周期为π，当x ＝k π(k ∈Z )时，f (x )取得最大值，最大值为4.以黄金分割比为背景的数学文化众所周知，5－12≈0.618叫做黄金分割比，黄金分割最早起源于几何学，是古希腊数学家毕达哥拉斯最早发现的．黄金分割的定义：把任一线段分割成两段，使大段全段＝小段大段，如图，这样的分割叫黄金分割，这样的比值叫黄金比．设此黄金比为x ，不妨设全段长为1，则大段长为x ，小段长为1－x ，故有x 1＝1－xx ，即x 2＋x －1＝0，解得x ＝－1±52，其正根为x＝5－12≈0.618 034 0≈0.618为黄金分割比．黄金分割之所以称为“黄金”分割，是比喻这种“分割”在视觉上给人极大的愉悦感，非常难得，如黄金一样珍贵．黄金分割比是工艺美术、建筑、摄影等许多艺术门类中审美的要素之一，它表现了恰到好处的和谐．典例 公元前6世纪，古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图方法，发现了黄金分割，其比值约为0.618，这一数值也可以表示为m ＝2sin18°，若m 2＋n ＝4，则m n 2cos 227°－1＝( )A ．8B ．4C ．2D ．1 【解析】 由题设n ＝4－m 2＝4－4sin 218° ＝4(1－sin 218°)＝4cos 218°， m n2cos 227°－1＝2sin18°4cos 218°2cos 227°－1＝2·(2sin18°cos18°)cos54°＝2sin36°sin36°＝2，故选C. 【答案】 C计算：3cos10°－1sin170°＝－4.解析：原式＝3sin170°－cos10°cos10°sin170°＝3sin10°－cos10°cos10°sin10°＝2sin (10°－30°)12sin20°＝－第四节三角函数的图象知识点一 用五点法画y ＝A sin (ωx ＋φ)一个周期内的简图时，要找五个特征点 如下表所示1．用五点法作函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎪⎫x －π6在一个周期内的图象时，主要确定的五个点是⎝ ⎛⎭⎪⎫π6，0、⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3，1、⎝ ⎛⎭⎪⎫7π6，0、⎝ ⎛⎭⎪⎫5π3，－1、⎝ ⎛⎭⎪⎫13π6，0.解析：分别令x －π6＝0，π2，π，3π2，2π，可求出x 的值分别为π6，2π3，7π6，5π3，13π6.又因为A ＝1，所以需要确定的五个点为：⎝ ⎛⎭⎪⎫π6，0，⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3，1，⎝ ⎛⎭⎪⎫7π6，0，⎝ ⎛⎭⎪⎫5π3，－1，⎝ ⎛⎭⎪⎫13π6，0. 2．定义在区间[0,3π]上的函数y ＝sin2x 的图象与y ＝cos x 的图象的交点个数是7.解析：在同一直角坐标系中，作出y ＝cos x 与y ＝sin2x 在区间[0,3π]上的图象(如图)．由图象知，两图象共有7个交点．知识点二 函数y ＝sin x 的图象变换得到y ＝A sin (ωx ＋φ)的图象的步骤3．判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －π4的图象是由y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π4的图象向右平移π2个单位长度得到的．( √ )(2)将函数y ＝sin ωx 的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度，得到函数y ＝sin(ωx －φ)的图象．( × )4．(2019·合肥市第一次质检)要想得到函数y ＝sin2x ＋1的图象，只需将函数y ＝cos2x 的图象( B )A ．向左平移π4个单位长度，再向上平移1个单位长度 B ．向右平移π4个单位长度，再向上平移1个单位长度 C ．向左平移π2个单位长度，再向下平移1个单位长度D ．向右平移π2个单位长度，再向下平移1个单位长度 解析：先将函数y ＝cos2x 的图象向右平移π4个单位长度， 得到y ＝sin2x 的图象，再向上平移1个单位长度，即得y ＝sin2x ＋1的图象．故选B.知识点三 函数y ＝A sin (ωx ＋φ)(A >0，ω>0，x ∈[0，＋∞))的物理意义 1．振幅为A . 2．周期T ＝2πω. 3．频率f ＝1T ＝ω2π. 4．相位是ωx ＋φ. 5．初相是φ.5．(必修4P58习题1.5第4题改编)电流i (单位：A)随时间t (单位：s)变化的函数关系是i ＝5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt ＋π3，t ∈[0，＋∞)，则电流i 变化的初相、周期分别是π3，150.解析：由初相和周期的定义，得电流i 变化的初相是π3，周期T ＝2π100π＝150.6．(必修4P62例4改编)如图，某地一天从6～14时的温度变化曲线近似满足函数y ＝A sin(ωx ＋φ)＋b ，则这段曲线的函数解析式为y ＝10sin ⎝⎛⎭⎪⎫π8x ＋3π4＋20，x ∈[6,14]．解析：从图中可以看出，从6～14时的是函数y ＝A sin(ωx ＋φ)＋b 的半个周期，所以A ＝12×(30－10)＝10，b ＝12×(30＋10)＝20，又12×2πω＝14－6，所以ω＝π8.又π8×10＋φ＝2π＋2k π，k ∈Z ，取φ＝3π4， 所以y ＝10sin ⎝⎛⎭⎪⎫π8x ＋3π4＋20，x ∈[6,14]．1．函数y ＝A sin(ωx ＋φ)＋k 图象平移的规律：“左加右减，上加下减”．2．由y ＝sin ωx 到y ＝sin(ωx ＋φ)(ω>0，φ>0)的变换：向左平移φω个单位长度而非φ个单位长度．3．函数y ＝A sin(ωx ＋φ)的对称轴由ωx ＋φ＝k π＋π2，k ∈Z 确定；对称中心由ωx ＋φ＝k π，k ∈Z 确定其横坐标．考向一 五点法作图【例1】 (2019·景德镇测试)已知函数f (x )＝4cos x ·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π6＋a的最大值为2.(1)求a 的值及f (x )的最小正周期； (2)画出f (x )在[0，π]上的图象． 【解】 (1)f (x )＝4cos x sin ⎝⎛⎭⎪⎫x ＋π6＋a＝4cos x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin x ＋12cos x ＋a ＝3sin2x ＋2cos 2x ＋a＝3sin2x ＋cos2x ＋1＋a ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6＋1＋a∵f (x )的最大值为2，∴a ＝－1，最小正周期T ＝2π2＝π. (2)由(1)知f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x ＋π6，列表：画图如下：用“五点法”作正、余弦型函数图象的步骤(1)将原函数化为y＝A sin(ωx＋φ)或y＝A cos(ωx＋φ)(A>0，ω>0)的形式；(2)确定周期；(3)确定一个周期内函数图象的最高点和最低点；。
2020学年高考数学理一轮复习精选新题和好题归纳总结讲义：第3章 三角函数、解三角形 第6讲 Word版含解析
第6讲正弦定理和余弦定理1.正弦定理、余弦定理在△ABC中，若角A，B，C所对的边分别是a，b，c，R为△ABC外接圆的半径，则2.在△ABC中，已知a，b和A时，三角形解的情况3.三角形中常用的面积公式 (1)S ＝12ah (h 表示边a 上的高)．(2)S ＝12bc sin A ＝□0112ac sin B ＝□0212ab sin C . (3)S ＝12r (a ＋b ＋c )(r 为三角形的内切圆半径)1.概念辨析(1)正弦定理和余弦定理对任意三角形都成立．( ) (2)在△ABC 中，若sin A >sin B ，则A >B .( )(3)在△ABC 的六个元素中，已知任意三个元素可求其他元素．( ) (4)当b 2＋c 2－a 2>0时，三角形ABC 为锐角三角形．( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×2.小题热身(1)△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，已知a ＝5，c ＝2，cos A ＝23，则b ＝( )A. 2B. 3 C ．2 D ．3 答案 D解析 由余弦定理得5＝b 2＋4－2×b ×2×23，解得b ＝3或b ＝－13(舍去)，故选D.(2)已知△ABC 的三个内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若cos A cos B ＝ba ＝2，则该三角形的形状是( )A.直角三角形 B ．等腰三角形 C.等边三角形 D ．钝角三角形答案 A解析 因为cos A cos B ＝b a ，由正弦定理得cos A cos B ＝sin B sin A ，所以sin2A ＝sin2B .由b a ＝2，可知a ≠b ，所以A ≠B .又A ，B ∈(0，π)，所以2A ＝180°－2B ，即A ＋B ＝90°，所以C ＝90°，于是△ABC 是直角三角形．(3)在△ABC 中，a ＝32，b ＝23，cos C ＝13，则△ABC 的面积为________． 答案 4 3解析 ∵cos C ＝13，0<C <π，∴sin C ＝223， ∴S △ABC ＝12ab sin C ＝12×32×23×223＝4 3.(4)在△ABC 中，a ＝4，b ＝5，c ＝6，则sin2Asin C ＝________. 答案 1解析 因为a ＝4，b ＝5，c ＝6，所以cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝52＋62－422×5×6＝34，所以sin2A sin C ＝2sin A cos A sin C ＝2a cos A c ＝2×4×346＝1.题型 一 利用正、余弦定理解三角形角度1 用正弦定理解三角形1.(1)设△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c .若a ＝3，sin B ＝12，C ＝π6，则b ＝________；(2)(2017·全国卷Ⅲ)△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c .已知C ＝60°，b ＝6，c ＝3，则A ＝________.答案 (1)1 (2)75°解析 (1)因为sin B ＝12且B ∈(0，π)， 所以B ＝π6或B ＝5π6，又C ＝π6，所以B ＝π6，A ＝π－B －C ＝2π3， 又a ＝3，由正弦定理得a sin A ＝b sin B， 即3sin 2π3＝b sin π6，解得b ＝1. (2) 如图，由正弦定理，得3sin60°＝6sin B ， ∴sin B ＝22. 又c ＞b ，∴B ＝45°， ∴A ＝180°－60°－45°＝75°. 角度2 用余弦定理解三角形2.(1)在△ABC 中，若b ＝1，c ＝3，A ＝π6，则cos5B ＝( ) A.－32 B.12C.12或－1D ．－32或0(2)在△ABC 中，AB ＝3，BC ＝13，AC ＝4，则边AC 上的高为( ) A.322 B.332 C.32 D ．3 3 答案 (1)A (2)B解析 (1)因为b ＝1，c ＝3，A ＝π6， 所以由余弦定理得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ＝1＋3－2×1×3×32＝1， 所以a ＝1.由a ＝b ＝1，得B ＝A ＝π6， 所以cos5B ＝cos 5π6＝－cos π6＝－32. (2)由题意得cos A ＝AB 2＋AC 2－BC 22AB ·AC＝32＋42－(13)22×3×4＝12，∴sin A ＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝32，∴边AC 上的高h ＝AB sin A ＝332.角度3 综合利用正、余弦定理解三角形3.在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，且2a cos C －c ＝2b . (1)求角A 的大小；(2)若c ＝2，角B 的平分线BD ＝3，求a .解 (1)∵2a cos C －c ＝2b ，由正弦定理得2sin A cos C －sin C ＝2sin B,2sin A cos C －sin C ＝2sin(A ＋C )＝2sin A cos C ＋2cos A sin C ，∴－sin C ＝2cos A sin C ，∵sin C ≠0，∴cos A ＝－12， 又A ∈(0，π)，∴A ＝2π3. (2)在△ABD 中，由正弦定理得，AB sin ∠ADB＝BDsin A ，∴sin ∠ADB ＝AB sin A BD ＝22. 又∠ADB ∈(0，π)，A ＝2π3，∴∠ADB ＝π4，∴∠ABC ＝π6，∠ACB ＝π6，AC ＝AB ＝2，由余弦定理，得BC 2＝AB 2＋AC 2－2AB ·AC ·cos A ＝(2)2＋(2)2－2×2×2cos 2π3＝6，∴a ＝ 6.用正弦、余弦定理解三角形的基本题型及解题方法(1)已知两角和一边①用三角形内角和定理求第三个角． ②用正弦定理求另外两条边． (2)已知两边及其中一边所对的角 ①用正弦定理(适用于优先求角的题) 以知a ，b ，A 解三角形为例： a ．根据正弦定理，经讨论求B ；b ．求出B 后，由A ＋B ＋C ＝180°，求出C ；c ．再根据正弦定理a sin A ＝csin C ，求出边c . ②用余弦定理(适用于优先求边的题) 以知a ，b ，A 解三角形为例：列出以边c 为元的一元二次方程c 2－(2b cos A )c ＋(b 2－a 2)＝0，根据一元二次方程的解法，求边c ，然后应用正弦定理或余弦定理，求出B ，C .(3)已知两边和它们的夹角 ①用余弦定理求第三边．②用余弦定理的变形或正弦定理求另外两角． (4)已知三边可以连续用余弦定理求出两角，常常是分别求较小两边所对的角，再由A ＋B ＋C ＝180°，求出第三个角.1.在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若a ＝62b ，A ＝2B ，则cos B 等于( )A.66B.65C.64D.63 答案 C解析 因为a ＝62b ，A ＝2B ，所以由正弦定理可得62b sin2B ＝bsin B ，所以622sin B cos B ＝1sin B ，所以cos B ＝64.2.(2018·和平区模拟)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，若a 2－b 2＝3bc ，且sin C ＝23sin B ，则角A 的大小为________．答案 π6解析 由sin C ＝23·sin B 得c ＝23b . ∴a 2－b 2＝3bc ＝3·23b 2，即a 2＝7b 2. 则cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝b 2＋12b 2－7b 243b 2＝32.又A ∈(0，π)．∴A ＝π6.3．如图，在△ABC 中，B ＝45°，D 是BC 边上一点，AD ＝5，AC ＝7，DC ＝3，则AB ＝________.答案562解析 在△ACD 中，由余弦定理可得cos C ＝49＋9－252×7×3＝1114，则sin C ＝5314.在△ABC 中，由正弦定理可得AB sin C ＝ACsin B ， 则AB ＝AC sin C sin B ＝7×531422＝562.题型 二 利用正、余弦定理判定三角形的形状1.(2018·武汉调研)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，若cb <cos A ，则△ABC 为( )A.钝角三角形 B ．直角三角形 C.锐角三角形 D ．等边三角形答案 A解析 因为cb <cos A ，所以c <b cos A ，由正弦定理得sin C <sin B cos A ， 又A ＋B ＋C ＝π，所以sin C ＝sin(A ＋B )． 所以sin A cos B ＋cos A sin B <sin B cos A ， 所以sin A cos B <0，又sin A >0，所以cos B <0，B 为钝角，所以△ABC 是钝角三角形.2.在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若sin A sin B ＝ac ，(b ＋c ＋a )(b ＋c －a )＝3bc ，则△ABC 的形状为( )A.直角三角形 B ．等腰非等边三角形 C.等边三角形 D ．钝角三角形 答案 C解析 ∵sin A sin B ＝a c ，∴a b ＝ac ，∴b ＝c . 又(b ＋c ＋a )(b ＋c －a )＝3bc ，∴b2＋c2－a2＝bc，∴cos A＝b2＋c2－a22bc＝bc2bc＝12.∵A∈(0，π)，∴A＝π3，∴△ABC是等边三角形．条件探究1把举例说明2中△ABC满足的条件改为“a cos A＝b cos B”，判断△ABC的形状．解因为a cos A＝b cos B，所以sin A cos A＝sin B cos B，所以sin2A＝sin2B，又因为0<2A<2π，0<2B<2π，0<A＋B<π，所以2A＝2B或2A＋2B＝π，即A＝B或A＋B＝π2，所以△ABC是等腰三角形或直角三角形．条件探究2把举例说明2中△ABC满足的条件改为“cos2B2＝a＋c2c”，判断△ABC的形状．解因为cos2B2＝a＋c2c，所以12(1＋cos B)＝a＋c 2c，在△ABC中，由余弦定理得1 2＋12·a2＋c2－b22ac＝a＋c2c.化简得2ac＋a2＋c2－b2＝2a(a＋c)，则c2＝a2＋b2，所以△ABC为直角三角形.1.应用余弦定理判断三角形形状的方法在△ABC中，c是最大的边．若c2<a2＋b2，则△ABC是锐角三角形；若c2＝a2＋b2，则△ABC是直角三角形；若c2＞a2＋b2，则△ABC是钝角三角形．2．判断三角形形状的常用技巧若已知条件中既有边又有角，则(1)化边：通过因式分解、配方等得出边的相应关系，从而判断三角形的形状．(2)化角：通过三角恒等变换，得出内角的关系，从而判断三角形的形状．此时要注意应用A＋B＋C＝π这个结论.1.若△ABC的三个内角满足sin A∶sin B∶sin C＝5∶11∶13，则△ABC()A.一定是锐角三角形B.一定是直角三角形C.一定是钝角三角形D.可能是锐角三角形，也可能是钝角三角形答案 C解析由正弦定理得，a∶b∶c＝sin A∶sin B∶sin C＝5∶11∶13，设a＝5t，b ＝11t，c＝13t(t>0)，则cos C＝a2＋b2－c22ab＝(5t)2＋(11t)2－(13t)22×5t×11t<0，所以C是钝角，△ABC是钝角三角形.2.设△ABC的内角A，B，C所对的边分别为a，b，c，若b cos C＋c cos B＝a sin A，则△ABC的形状为()A.锐角三角形B．直角三角形C.钝角三角形D．不确定答案 B解析根据正弦定理，由b cos C＋c cos B＝a sin A得sin B·cos C＋sin C cos B＝sin2A，即sin(B＋C)＝sin2A，又因为A＋B＋C＝π，所以sin(B＋C)＝sin A，所以sin A ＝1，由0<A <π，得A ＝π2.所以△ABC 是直角三角形.题型 三 与三角形面积有关的问题(2017·全国卷Ⅰ)△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c .已知△ABC的面积为a 23sin A .(1)求sin B sin C ；(2)若6cos B cos C ＝1，a ＝3，求△ABC 的周长．解 (1)由题设得12ac sin B ＝a 23sin A ，即12c sin B ＝a 3sin A .由正弦定理得12sin C sin B ＝sin A 3sin A .故sin B sin C ＝23.(2)由题设及(1)得cos B cos C －sin B sin C ＝－12，即cos(B ＋C )＝－12.所以B ＋C ＝2π3，故A ＝π3.由题意得12bc sin A ＝a 23sin A ，a ＝3，所以bc ＝8.由余弦定理得b 2＋c 2－bc ＝9，即(b ＋c )2－3bc ＝9.由bc ＝8，得b ＋c ＝33.故△ABC 的周长为3＋33.1.求三角形面积的方法(1)若三角形中已知一个角(角的大小或该角的正、余弦值)，结合题意求解这个角的两边或该角的两边之积，代入公式求面积．(2)若已知三角形的三边，可先求其一个角的余弦值，再求其正弦值，代入公式求面积，总之，结合图形恰当选择面积公式是解题的关键．2．已知三角形的面积求边、角的方法(1)若求角，就寻求夹这个角的两边的关系，利用面积公式列方程求解．(2)若求边，就寻求与该边(或两边)有关联的角，利用面积公式列方程求解.(2018·洛阳三模)在△ABC 中，内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且b sin B ＋(c －b )sin C ＝a sin A .(1)求角A 的大小；(2)若sin B sin C ＝38，且△ABC 的面积为23，求a .解 (1)由b sin B ＋(c －b )sin C ＝a sin A 及正弦定理得b 2＋(c －b )c ＝a 2，即b 2＋c 2－bc ＝a 2，所以b 2＋c 2－a 22bc ＝cos A ＝12，所以A ＝π3.(2)由正弦定理a sin A ＝b sin B ＝c sin C ，可得b ＝a sin B sin A ，c ＝a sin C sin A ，所以S △ABC ＝12bc sin A ＝12·a sin B sin A ·a sin C sin A ·sin A＝a 2sin B sin C 2sin A ＝2 3.又sin B sin C ＝38，sin A ＝32，∴38a 2＝23，解得a ＝4.高频考点 用正弦、余弦定理进行边、角之间的转化考点分析 在综合运用正、余弦定理解决较为复杂的与解三角形有关的问题时，常利用边、角之间的转化与化归的方法解决．[典例1] (2018·枣庄二模)已知△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别是a ，b ，c ，且(a 2＋b 2－c 2)·(a cos B ＋b cos A )＝abc ，若a ＋b ＝2，则c 的取值范围为( )A ．(0,2)B ．[1,2) C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫12，2 D ．(1,2]答案 B解析 由正、余弦定理，得2cos C (sin A cos B ＋sin B cos A )＝sin C .即2cos C sin(A ＋B )＝sin C .所以2cos C sin C ＝sin C ，因为sin C ≠0，所以cos C ＝12.又C ∈(0，π)，所以C ＝π3.因为c 2＝a 2＋b 2－2ab cos C ＝(a ＋b )2－3ab ，且(a ＋b )2≥4ab ，所以ab ≤1.所以c 2≥1，即c ≥1，又c <a ＋b ＝2.所以1≤c <2.[典例2] (2017·全国卷Ⅱ)△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若2b cos B ＝a cos C ＋c cos A ，则B ＝________.答案 π3解析 解法一：由2b cos B ＝a cos C ＋c cos A 及正弦定理，得2sin B cos B ＝sin A cos C ＋sin C cos A .∴2sin B cos B ＝sin(A ＋C )．又A ＋B ＋C ＝π，∴A ＋C ＝π－B .∴2sin B cos B ＝sin(π－B )＝sin B .又sin B ≠0，∴cos B ＝12.∴B ＝π3.解法二：∵在△ABC 中，a cos C ＋c cos A ＝b ，∴条件等式变为2b cos B ＝b ，∴cos B ＝12.又0<B <π，∴B ＝π3.[典例3] (2018·东北三省四市教研联合体模拟)已知△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若b ＝2，且2b cos B ＝a cos C ＋c cos A .(1)求B 的大小；(2)求△ABC 面积的最大值．解 (1)由正弦定理a sin A ＝b sin B ＝C sin C 可得2sin B cos B ＝sin A cos C ＋sin C cos A ＝sin B ，∵sin B>0，故cos B＝12，∵0<B<π，∴B＝π3.(2)由b＝2，B＝π3及余弦定理可得ac＝a2＋c2－4，由基本不等式可得ac＝a2＋c2－4≥2ac－4，ac≤4，而且仅当a＝c＝2时，S△ABC＝12ac sin B取得最大值12×4×32＝3，故△ABC的面积的最大值为 3.方法指导 1.两种主要方法(1)全部化为角的关系，用三角恒等变换及三角函数的性质解答.(2)全部化为边的关系，用因式分解、配方等方法变形.2.基本原则(1)若出现边的一次式一般采用正弦定理；(2)若出现边的二次式一般采用余弦定理.。
2020学年高考数学理一轮复习精选新题和好题归纳总结讲义：第3章 三角函数、解三角形 第7讲 Word版含解析
第7讲解三角形应用举例[考纲解读] 1.能够运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些与测量和几何计算有关的实际问题．(重点)2.利用正、余弦定理解决实际问题，主要考查根据实际问题建立三角函数模型，将实际问题转化为数学问题．(难点)[考向预测]从近三年高考情况来看，本讲是高考中的一个考查内容．预计2020年会强化对应用问题的考查．以与三角形有关的应用问题为主要命题方向，结合正、余弦定理求解平面几何中的基本量，实际背景中求距离、高度、角度等均可作为命题角度．试题可以为客观题也可以是解答题，难度以中档为主.1．仰角和俯角在视线和水平线所成的角中，视线在水平线□01上方的角叫仰角，在水平线□02下方的角叫俯角(如图①2．方位角从指北方向顺时针转到目标方向线的水平角，如B点的方位角为α(如图②)．3．方向角相对于某一正方向的水平角．(1)北偏东α，即由指北方向顺时针旋转α到达目标方向(如图③)．(2)北偏西α，即由指北方向逆时针旋转α到达目标方向．(3)南偏西等其他方向角类似．4．坡角与坡度(1)坡角：坡面与水平面所成的二面角的度数(如图④，角θ为坡角)．(2)坡度：坡面的铅直高度与水平长度之比(如图④，i为坡度)．坡度又称为坡比．1．概念辨析(1)东北方向就是北偏东45°的方向．( )(2)从A 处望B 处的仰角为α，从B 处望A 处的俯角为β，则α，β的关系为α＋β＝180°.( )(3)方位角与方向角其实质是一样的，均是确定观察点与目标点之间的位置关系．( )(4)方位角大小的范围是[0,2π)，方向角大小的范围一般是⎣⎢⎡⎭⎪⎫0，π2.( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√2．小题热身(1)已知A ，B 两地间的距离为10 km ，B ，C 两地间的距离为20 km ，现测得∠ABC ＝120°，则A ，C 两地间的距离为( )A ．10 kmB ．10 3 kmC ．10 5 kmD ．107 km 答案 D解析 由余弦定理可得，AC 2＝AB 2＋CB 2－2AB ·CB ·cos120°＝102＋202－2×10×20×⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝700.∴AC ＝107(km)．(2)如图，为测一树的高度，在地面上选取A ，B 两点，在A ，B 两点分别测得树顶的仰角为30°，45°，且A ，B 两点之间的距离为10 m ，则树的高度h 为( )A ．(5＋53) mB ．(30＋153) mC ．(15＋303) mD ．(15＋33) m答案 A解析 在△P AB 中，由正弦定理得10sin (45°－30°)＝PB sin30°，所以PB ＝10×12sin15°＝5sin15°，所以h ＝PB sin45°＝5sin45°sin15°＝5×226－24＝(5＋53) m.(3)如图，从无人机A 上测得正前方的河流的两岸B ，C 的俯角分别为67°，30°，此时无人机的高度是46 m ，则河流的宽度BC 约等于________ m ．(用四舍五入法将结果精确到个位．参考数据：sin67°≈0.92，cos67°≈0.39，sin37°≈0.60，cos37°≈0.80，3≈1.73)答案 60解析 由图可知，AB ＝46sin67°，在△ABC 中，由正弦定理可知AB sin30°＝BCsin37°，所以BC ＝AB sin37°sin30°＝46sin37°sin67°sin30°≈46×0.600.92×0.5＝60(m)．(4)在某点B 处测得建筑物AE 的顶端A 的仰角为θ，沿BE 方向前进30 m ，至点C 处测得顶端A 的仰角为2θ，再继续前进10 3 m 至D 点，测得顶端A 的仰角为4θ，则θ的大小为________．答案 15°解析 在△ACD 中，AC ＝BC ＝30，AD ＝CD ＝103， ∠ADC ＝180°－4θ， 由正弦定理得103sin2θ＝30sin (180°－4θ)，所以103sin2θ＝302sin2θcos2θ，cos2θ＝32， 所以2θ＝30°，θ＝15°.题型 一 测量距离问题1．一艘船以每小时15 km 的速度向东航行，船在A 处看到一个灯塔M 在北偏东60°方向，行驶4 h 后，船到达B 处，看到这个灯塔在北偏东15°方向，这时船与灯塔的距离为( )A ．15 2 kmB ．30 2 kmC ．45 2 kmD ．60 2 km 答案 B解析 作出示意图如图所示，依题意有AB ＝15×4＝60，∠DAC ＝60°，∠CBM ＝15°，∴∠MAB ＝30°，∠AMB ＝45°.在△AMB 中，由正弦定理，得60sin45°＝BMsin30°， 解得BM ＝30 2.2．如图，A ，B 两点在河的同侧，且A ，B 两点均不可到达，要测出A ，B 的距离，测量者可以在河岸边选定两点C ，D ，测得CD ＝a ，同时在C ，D 两点分别测得∠BCA ＝α，∠ACD ＝β，∠CDB ＝γ，∠BDA ＝δ.在△ADC 和△BDC 中，由正弦定理分别计算出AC 和BC ，再在△ABC 中，应用余弦定理计算出AB .若测得CD ＝32 km ，∠ADB ＝∠CDB ＝30°，∠ACD ＝60°，∠ACB ＝45°，则A ，B 两点间的距离为________km.答案 64解析 ∵∠ADC ＝∠ADB ＋∠CDB ＝60°，∠ACD ＝60°， ∴∠DAC ＝60°，∴AC ＝DC ＝32(km)． 在△BCD 中，∠DBC ＝45°，由正弦定理，得 BC ＝DC sin ∠DBC ·sin ∠BDC ＝32sin45°·sin30°＝64.在△ABC 中，由余弦定理，得 AB 2＝AC 2＋BC 2－2AC ·BC ·cos45° ＝34＋38－2×32×64×22＝38.∴AB ＝64(km)．∴A ，B 两点间的距离为64 km.(1)测量距离问题，无论题型如何变化，即两点的情况如何变化，实质都是要求这两点间的距离，无非就是两点所在三角形及其构成元素的所知情况不同而已，恰当地画出(找出)适合解决问题的三角形是解题的基础，将已知线段长度和角度转化为要解的三角形的边长和角是解题的关键．(2)求距离问题的两个策略①选定或确定要创建的三角形，首先确定所求量所在的三角形，若其他量已知则直接求解；若有未知量，则把未知量放在另一确定三角形中求解．②确定用正弦定理还是余弦定理，如果都可用，就选择更便于计算的定理．(2018·广州模拟)如图，在海岸线上相距26千米的A ，C 两地分别测得小岛B 在A 的北偏西α方向，在C 的北偏西π2－α方向，且cos α＝63，则B ，C 之间的距离是( )A ．303千米B ．30千米C ．123千米D ．12千米 答案 D解析 由题意得AC ＝26， sin A ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋α＝cos α＝63，sin B ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－2α＝cos2α＝2cos 2α－1＝13，在△ABC 中，由正弦定理得 BC ＝AC sin A sin B ＝26×6313＝12，则C 与B 的距离是12千米． 题型 二测量高度问题1．(2018·山西五校联考)飞机的航线和山顶在同一个铅垂平面内，已知飞机的高度为海拔15000 m ，速度为1000 km/h ，飞行员先看到山顶的俯角为15°，经过108 s 后又看到山顶的俯角为75°，则山顶的海拔高度为________m(取3＝1.732)．答案 6340解析 ∵108 s ＝0.03 h ， ∴AB ＝1000×0.03＝30 km. ∵∠C ＝75°－15°＝60°，∴AB sin60°＝BC sin15°，∴BC ＝AB sin15°sin60°.∴C 到AB 边的距离为h ＝BC sin75°＝203sin15°sin75°＝103sin30°＝53＝5×1.732＝8.66 km.∴山顶的海拔高度为(15－8.66) km ＝6340 m.2．(2018·福州质检)如图，小明同学在山顶A 处观测到一辆汽车在一条水平的公路上沿直线匀速行驶，小明在A 处测得公路上B ，C 两点的俯角分别为30°，45°，且∠BAC ＝135°.若山高AD ＝100 m ，汽车从B 点到C 点历时14 s ，则这辆汽车的速度约为________m/s(精确到0.1)．参考数据：2≈1.414，5≈2.236. 答案 22.6解析 因为小明在A 处测得公路上B ，C 两点的俯角分别为30°，45°，所以∠BAD ＝60°，∠CAD ＝45°.设这辆汽车的速度为v m/s ，则BC ＝14v . 在Rt △ADB 中，AB ＝AD cos ∠BAD＝ADcos60°＝200.在Rt △ADC 中，AC ＝AD cos ∠CAD ＝100cos45°＝100 2.在△ABC 中，由余弦定理，得BC 2＝AC 2＋AB 2－2AC ·AB ·cos ∠BAC ，所以(14v )2＝(1002)2＋2002－2×1002×200×cos135°，所以v ＝50107≈22.6，所以这辆汽车的速度约为22.6 m/s.条件探究 将举例说明2中的条件改为“如图，一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶，到B 处时测得公路北侧一山顶A 在西偏北30°的方向上，行驶600 m 后到达C 处，测得此山顶在西偏北75°的方向上，仰角为30°”，求此山的高度AD .解 由题意，在△BCD 中，∠CBD ＝30°， ∠BCD ＝180°－75°＝105°，故∠BDC ＝45°. 又BC ＝600 m ，故由正弦定理得600sin45°＝CD sin30°， 解得CD ＝300 2 m.在Rt △ACD 中，AD ＝CD ·tan30°＝3002×33 ＝1006(m)．求解高度问题的注意事项(1)理解仰角、俯角(它是在铅垂面上所成的角)、方向(位)角(它是在水平面上所成的角)等的定义．(2)在实际问题中，可能会遇到空间与平面(地面)同时研究的问题，这时最好画两个图形，一个空间图形，一个平面图形，这样处理起来既清楚又不容易搞错．(3)注意山或塔垂直于地面或海平面，把空间问题转化为平面问题．1．如图，在离地面高400 m 的热气球上，观测到山顶C 处的仰角为15°，山脚A 处的俯角为45°，已知∠BAC ＝60°，则山的高度BC 为()A ．700 mB ．640 mC ．600 mD ．560 m 答案 C解析 在Rt △AMD 中，AM ＝MD sin45°＝40022＝4002，在△MAC 中，∠AMC ＝45°＋15°＝60°，∠MAC ＝180°－45°－60°＝75°，∠MCA ＝180°－∠AMC －∠MAC ＝45°，由正弦定理得AC ＝AM sin ∠AMC sin ∠MCA＝4002×3222＝400 3.在Rt △ABC 中，BC ＝AC sin ∠BAC ＝4003×32＝600(m)．2．如图所示，为测量山高MN ，选择A 和另一座山的山顶C 为测量观测点．从A 点测得M 点的仰角∠MAN ＝60°，C 点的仰角∠CAB ＝45°以及∠MAC ＝75°；从C 点测得∠MCA ＝60°.已知山高BC ＝100 m ，则山高MN ＝________ m.答案 150解析 在△ABC 中，AC ＝1002，在△MAC 中，MA sin60°＝AC sin45°，解得MA ＝1003，在△MNA 中，MN 1003＝sin60°＝32，故MN ＝150，即山高MN 为150 m. 题型 三 测量角度问题在一次海上联合作战演习中，红方一艘侦察艇发现在北偏东45°方向，相距12 n mile 的水面上，有蓝方一艘小艇正以每小时10 n mile 的速度沿南偏东75°方向前进，若红方侦察艇以每小时14 n mile 的速度沿北偏东45°＋α方向拦截蓝方的小艇．若要在最短的时间内拦截住，求红方侦察艇所需的时间和角α的正弦值．解 如图，设红方侦察艇经过x 小时后在C 处拦截住蓝方的小艇，则AC ＝14x ，BC ＝10x ，∠ABC ＝120°.根据余弦定理得(14x )2＝122＋(10x )2－240x cos120°， 解得x ＝2.故AC ＝28，BC ＝20. 根据正弦定理得BC sin α＝ACsin120°， 解得sin α＝20sin120°28＝5314. 所以红方侦察艇所需的时间为2小时，角α的正弦值为5314.解决测量角度问题的注意事项(1)测量角度时，首先应明确方位角及方向角的含义．(2)求角的大小时，先在三角形中求出其正弦或余弦值．(3)在解应用题时，要根据题意正确画出示意图，通过这一步可将实际问题转化为可用数学方法解决的问题，解题中也要注意体会正、余弦定理“联袂”使用的优点．如图所示，位于A 处的信息中心获悉：在A 处的正东方向相距40海里的B 处有一艘渔船遇险，在原地等待营救．信息中心立即把消息告知在A 处的南偏西30°、相距20海里的C 处的乙船，现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB 前往B 处救援，则cos θ等于( )A.217B.2114C.32114D.2128答案 B解析 在△ABC 中，AB ＝40，AC ＝20，∠BAC ＝120°，由余弦定理得BC 2＝AB 2＋AC 2－2AB ·AC ·cos120°＝2800，所以BC ＝207.由正弦定理得sin ∠ACB ＝AB BC ·sin ∠BAC ＝217.由∠BAC ＝120°知∠ACB 为锐角，故cos ∠ACB ＝277，故cos θ＝cos(∠ACB ＋30°)＝cos ∠ACB ·cos30°－sin ∠ACB ·sin30°＝2114.。
(新课标)2020年高考数学一轮总复习第三章三角函数、解三角形3-6简单的三角恒等变换课时规范练理
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3—6 简单的三角恒等变换课时规范练（授课提示：对应学生用书第71页)A组基础对点练1．（2017·简阳市期末）已知cos α＝错误!，α∈错误!,则cos错误!等于（ B ）A。
错误!B．－错误!C.错误!D．－错误!解析：α∈错误!，∴错误!∈错误!,则cos错误!＝－错误!＝－错误!＝－错误!。
2．(2016·高考山东卷)函数f(x)＝（错误!sin x＋cos x）·（错误!cos x－sin x）的最小正周期是( B )A.错误!B．πC。
错误!D．2π3．(2017·开封模拟）设a＝错误!cos 6°－错误!sin 6°，b＝错误!，c＝错误!,则( C ）A．c〈b〈a B．a〈b<cC．a〈c〈b D．b<c<a4．（2018·高考全国卷Ⅰ）已知角α的顶点为坐标原点，始边与x轴的非负半轴重合，终边上有两点A(1，a)，B（2，b），且cos 2α＝23，则|a－b|＝（ B ）A。
(新课标)2020年高考数学一轮总复习第三章三角函数、解三角形3_3三角函数的图象与性质课件理新人教A版
[2kπ，2kπ＋π]为减； [2kπ－π，2kπ]为增
kπ－π2， kπ＋π2为增
＋32π为减
对称 中心
(kπ，0)
对称轴 x＝kπ＋π2
kπ＋π2，0 x＝kπ
k2π，0
3.周期函数 (1)周期函数：对于函数 f(x)，如果存在一个 非零常数T ，使得当 x 取 定义域 内的 每一个值时，都有 f(x＋T)＝f(x)，那么函数 f(x)就叫作周期函数， 非零常数T 叫作Biblioteka ＋sin θcos θ＝( )
A．2
B．－2
C．1
D．－1
[解析] (1)由 y＝sinx＋3 φ是偶函数知φ3＝π2＋kπ，k∈Z，即 φ＝32π＋3kπ，k∈Z，又 ∵φ∈[0,2π]，∴φ＝32π. (2)f(x)＝sin 2x＋ 3cos 2x＝2sin2x＋π3， 令 2x＋π3＝π2＋kπ，解得 x＝1π2＋k2π，k∈Z.
上的性质(如单调性、最大值和最小 查三角函数性质时，常与三角恒等变换
值，图象与x轴的交点等)，理解正切函 结合，加强数形结合思想、函数与方程
数在区间－π2，π2内的单调性.
思想的应用意识．题型既有选择题和填 空题，又有解答题，中档难度.
[基础梳理] 1．用五点法作正弦函数和余弦函数的简图 正弦函数y＝sin x，x∈[0,2π]的图象上，五个关键点是：(0,0)，π2，1，(π，0)， ___3_2π_，__－__1___，(2π，0)． 余弦函数y＝cos x，x∈[0,2π]的图象上，五个关键点是：(0,1)，π2，0， (π，－1) ，32π，0，(2π，1)．
[三基自测] 1．(必修 4·1.4 练习改编)函数 y＝12sin x，x∈[－π，π]的单调性是( ) A．在[－π，0]上是增函数，在[0，π]上是减函数 B．在－π2，π2上是增函数，在－π，－π2和π2，π上都是减函数 C．在[0，π]上是增函数，在[－π，0]上是减函数 D．在π2，π和－π，－π2上是增函数，在－π2，π2上是减函数 答案：B
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(2)由(1)知，C＝π－(A＋B)＝π－2A＋2π＝π2－2A>0，所以A∈0，π4。 于是sinA＋sinC＝sinA＋sinπ2－2A ＝sinA＋cos2A＝－2sin2A＋sinA＋1
＝－2sinA－142＋98。
答案 10
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利用正、余弦定理解决实际问题的一般步骤 1．分析——理解题意，分清已知与未知，画出示意图。 2．建模——根据已知条件与求解目标，把已知量与求解量尽量集中在 相关的三角形中，建立一个解斜三角形的数学模型。 3．求解——利用正弦定理或余弦定理有序地解三角形，求得数学模型 的解。 4．检验——检验上述所求的解是否符合实际意义，从而得出实际问题 的解。
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【变式训练】 如图，高山上原有一条笔直的山路BC，现在又新架设
了一条索道AC，小李在山脚B处看索道AC，发现张
角∠ABC＝120°；从B处攀登400米到达D处，回头 看索道AC，发现张角∠ADC＝150°；从D处再攀登 800米可到达C处，则索道AC的长为________米。
立)，所以bc≤3，所以S△ABC＝12bcsinA＝ 43bc≤34 3。
答案
33 (2) 4
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教师备用题
1. (配合例3使用)如图，在△ABC中，∠B＝3π，AB＝8， 点D在边BC上，且CD＝2，cos∠ADC＝71。
因为0<A<4π，所以0<sinA< 22，
因此 22<－2sinA－142＋98≤98。
由此可知sinA＋sinC的取值范围是
22，98。
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解三角形问题中，求解某个量(式子)的取值范围是命题的热点，其主 要解决思路是：
要建立所求量(式子)与已知角或边的关系，然后把角或边作为自变 量，所求量(式子)的值作为函数值，转化为函数关系，将原问题转化为求 函数的值域问题。这里要利用条件中的范围限制，以及三角形自身范围限 制，要尽量把角或边的范围(也就是函数的定义域)找完善，避免结果的范 围过大。
ABD＝∠CBD＝60°，由三角形的面积公式可得
1 2
acsin120°＝
1 2
asin60°＋
1 2
csin60°，化简得ac＝a＋c，又a>0，c>0，所以
1 a
＋
1 c
＝1，则4a＋c＝(4a＋
c)·1a＋1c
＝5＋
c a
＋
4a c
≥5＋2
＋c的最小值为9。
答案 (1)9
c 4a a·c
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【变式训练】 △ABC的垂心H在其内部，∠A＝30°，AH＝ 3，则 3 BH＋CH的取值范围是________。
解析 由已知，得△ABC为锐角三角形，如图，延长AH，BH，CH分
别交BC，AC，AB于点E，F，D，因为H是垂心，所以AE⊥BC，BF⊥
AC，CD⊥AB，又∠BAC＝30°，所以∠ABF＝∠ACD＝60°。设∠BAH＝
且B为钝角。
(1)证明：B－A＝2π； (2)求sinA＋sinC的取值范围。
解
(1)证明：由a＝btanA及正弦定理，得csoinsAA
＝ ab
＝
sinA sinB
，所以sinB＝
cosA，即sinB＝sinπ2＋A。 因为B为钝角，所以A为锐角，
所以π2＋A∈π2，π， 则B＝π2＋A，即B－A＝π2。
＋CD2－2·AD·CD·cos∠ADC＝(400 3 )2＋8002－2×400 3 ×800×cos150°
＝4002×13，解得AC＝400 13(米)。故索道AC的长为400 13米。 答案 400 13
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考点二 解三角形与三角函数的综合应用 【例2】 (2019·辽宁五校联考)已知函数f(x)＝cos2x＋ 3 sin(π－x)cos(π ＋x)－12。 (1)求函数f(x)在[0，π]上的单调递减区间； (2)在锐角△ABC中，内角A，B，C的对边分别为a，b，c，已知f(A)＝ －1，a＝2，bsinC＝asinA，求△ABC的面积。 解 (1)f(x)＝cos2x－ 3sinxcosx－12 ＝1＋c2os2x－ 23sin2x－21 ＝－sin2x－π6，
θ，θ∈(0°，30°)，则∠CAH＝30°－θ，又AH＝ 3 ，所以在△ABH中，由
正弦定理，得
BH sinθ
＝
siAn6H0°⇒BH＝2sinθ，在△ACH中，由正弦定理，得
CH sin30°－θ
＝
siAn6H0°⇒CH＝2sin(30°－θ)，所以
3 BH＋CH＝2
3 sinθ＋
2sin(30°－θ)＝ 3sinθ＋cosθ＝2sin(θ＋30°)，因为θ∈(0°，30°)，所以θ＋
解析 在△ABD中，BD＝400米，∠ABD＝120°。因为∠ADC＝ 150°，所以∠ADB＝30°。所以∠DAB＝180°－120°－30°＝30°。由正弦定
理，可得
BD sin∠DAB
＝
AD sin∠ABD
，所以
si4n0300°＝
sinA1D20°，得AD＝400
3
(米)。在△ADC中，DC＝800米，∠ADC＝150°，由余弦定理得AC2＝AD2
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(2)因为f(C)＝0，
所以sin2C－π6－1＝0，又0<C<π， 所以2C－6π＝π2，即C＝π3。 在△ABC中，sinB＝2sinA，由正弦定理知b＝2a，
又c＝ 3，所以由余弦定理知( 3)2＝a2＋b2－2abcos3π，即a2＋b2－ab＝ 3，
解 (1)f(x)＝ 23sin2x－1＋c2os2x－12＝ 23sin2x－co2s2x－1＝sin2x－π6－1。 当2x－π6＝2kπ－2π，即x＝kπ－π6(k∈Z)时，f(x)的最小值为－2，
此时自变量x的集合为xx＝kπ－π6，k∈Z
。
或写成xx＝kπ＋56π，k∈Z
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30°∈(30°，60°)，所以sin(θ＋30°)∈ 12，
3 2
，2sin(θ＋30°)∈(1，
3 )，即
3BH＋CH∈(1， 3)。
答案 (1， 3)
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考点四 三角形中的最值与范围问题
【例4】 设△ABC的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，a＝btanA，
2sinCcosA，即sinC＝2sinCcosA，又sinC≠0，所以cosA＝12，sinA＝ 23。设
外接圆的半径为r，则r＝1，a＝2rsinA，由余弦定理得bc＝
b2＋c2－(2rsinA)2＝b2＋c2－3≥2bc－3(当且仅当b＝c时，等号成
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所以－6π<2A－6π<56π， 所以2A－π6＝2π，即A＝π3。 又bsinC＝asinA，所以bc＝a2＝4， 所以S△ABC＝12bcsinA＝ 3。
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解三角形与三角函数的综合应用主要体现在以下两方面： (1)利用三角恒等变形化简三角函数式进行解三角形。 (2)解三角形与三角函数图象与性质的综合应用。
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平面几何中解三角形问题的求解思路 1．把所提供的平面图形拆分成若干个三角形，然后在各个三角形内利 用正弦、余弦定理求解。 2．寻找各个三角形之间的联系，交叉使用公共条件，求出结果。 提醒：做题过程中，要用到平面几何中的一些知识点，如相似三角形 的边角关系、平行四边形的一些性质，要把这些性质与正弦、余弦定理有 机结合，才能顺利解决问题。
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必考部分
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第三章 三角函数、解三角形
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第2课时 解三角形的综合应用
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微考点·大课堂
考点例析 对点微练
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考点一 三角形的实际应用 【例1】 如图，为了测量河对岸A，B两点之间的距离，观察者找到 一个点C，从C点可以观察到点A，B；找到一个点D，从D点可以观察到点 A，C；找到一个点E，从E点可以观察到点B，C；并测量得到：CD＝2， CE＝2 3，∠D＝45°，∠ACD＝105°，∠ACB＝48.19°，∠BCE＝75°，∠E ＝60°，则A，B两点之间的距离为________。cos48.19°取23
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【变式训练】 (1)(2018·江苏高考)在△ABC中，角A，B，C所对的边 分别为a，b，c，∠ABC＝120°，∠ABC的平分线交AC于点D，且BD＝1， 则4a＋c的最小值为________。
解析 (1)因为∠ABC＝120°，∠ABC的平分线交AC于点D，所以∠
a2＋b2－ab＝3，
a＝1，
联立，得b＝2a，
所以b＝2。
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考点三 正、余弦定理在平面几何中的应用 【例3】 (2018·河南、河北重点中学第三次联考)如图，在△ABC中， 内角A，B，C的对边分别为a，b，c，已知c＝4，b＝2,2ccosC＝b，D，E分 别为线段BC上的点，且BD＝CD，∠BAE＝∠CAE。
＝9，当且仅当c＝2a时取等号，故4a
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(2)(2019·潍坊市统一考试)在△ABC中，内角A，B，C的对边分别为a，