三角函数与平面向量综合题(合编打印)
三角函数及平面向量测试题

姓名________ 成绩________三角函数和平面向量综合测试题160分公式:βαβαβαsin cos cos sin )sin(±=±βαβαβαsin sin cos cos )cos( =±令βα=得αααcos sin 22sin =ααααα2222sin 211cos 2sin cos 2cos -=-=-=一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分。
1.设(1,2),(3,4),(3,2)a b c =-=-=,则(2)a b c +⋅=________.2.已知两点(2,0),(2,0)M N -,点P 为坐标平面内的动点, 满足0MN MP MN NP ⋅+⋅=,则动点(,)P x y 的轨迹方程为_____.3.已知i 与j 为互相垂直的单位向量,2,a i j b i j λ=-=+,且a 与b 的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是________.4.若三点(2,2),(,0),(0,)(0)A B a C b ab ≠共线,则11a b+= . 5.设向量(1,0),(cos ,sin ),a b θθ==其中0θπ≤≤,则a b +的最大值是 .6.设,i j 是平面直角坐标系内x 轴、y 轴正方向上的单位向量,且42,34AB i j AC i j =+=+,则ABC ∆面积的值等于 .7.已知向量a 与b 的夹角为0120,1,3a b ==,则5a b -= . 8.向量)sin ,(cos θθ=,向量)1,3(-=则|2|-的最大值,最小值分别是_______. 9.已知)1,2(=a 与)2,1(=b ,要使b t a +最小,则实数t 的值为___________. 10.向量(cos ,sin )a θθ=,向量(3,1)b =-,则2a b -的最大值是 . 11.设πθ20<≤,已知两个向量()θθsin ,cos 1=OP ,()θθcos 2,sin 22-+=OP ,则向量21P P 长度的最大值是________.12、定义*a b 是向量a 和b 的“向量积”,它的长度|*|||||sin ,a b a b θθ=⋅⋅其中为向量a 和b的夹角,若(2,0),(1,3),|*()|u u v u u v =-=-+则= .13 在______,02=∠=+⋅∆A AB ABC 则中,若.14.在三角形ABC 中,点O 是BC 的中点,过点O 的直线交直线AB,AC 于不同两点M,N ,若有,,n m ==则m+n=______二、解答题:本大题共6小题,共计90分,请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明或演算步骤.15. (本小题满分14分)(1)已知向量a 与b 的夹角为60,||4,(2).(3)72b a b a b =+-=-,求向量a 的模。
考点练习(必修四):平面向量与三角函数综合(附答案)

平面向量与三角函数综合1. 已知向量a =(sin θ,cos θ-2sin θ),b =(1,2).(1)若a ∥b ,求tan θ的值; (2)若|a |=|b |,0<θ<π,求θ的值.2. 设向量a =(3sin x ,sin x ),b =(cos x ,sin x ),x ∈[0,π2].(1)若|a |=|b |,求x 的值;(2)设函数f (x )=a ·b ,求f (x )的最大值.3. 已知在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,向量m =(sin A ,sin B ), n =(cos B ,cos A ),m·n =sin 2C .(1)求角C 的大小;(2)若sin A ,sin C ,sin B 成等差数列,且CA ―→·(AB ―→-AC ―→)=18,求c .4. 已知向量a =(sin x,1),b =(t ,x ),若函数f (x )=a·b 在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上是增函数,则实数t 的取值范围是________.5.已知向量a =(cos x ,sin x ),b =(-cos x ,cos x ),c =(-1,0).(1)若x =π6,求向量a ,c 的夹角;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π2,9π8时,求函数f (x )=2a ·b +1的最小值.6.已知向量m =(sin α-2,-cos α),n =(-sin α,cos α),其中α∈R.(1)若m ⊥n ,求角α;(2)若|m -n |=2,求cos 2α的值.7. 在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c , 且2cos 2A -B 2cos B -sin(A -B )sin B +cos(A +C )=-35.(1)求cos A 的值;(2)若a =42,b =5,求向量BA →在BC →方向上的投影.8. 已知向量m =⎝⎛⎭⎫3sin x 4,1,n =⎝⎛⎭⎫cos x 4,cos 2x 4. (1)若m·n =1,求cos ⎝⎛⎭⎫2π3-x 的值;(2)记f (x )=m·n ,在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c , 且满足(2a -c )cos B =b cos C ,求函数f (A )的取值范围.9. 已知a ,b ,c 分别为△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边,向量m =(sin A,1), n =(cos A ,3),且m ∥n .(1)求角A 的大小;(2)若a =2,b =22,求△ABC 的面积.10.已知向量m =(sin x ,-1),向量n =(3cos x ,-12),函数f (x )=(m +n )·m .(1)求f (x )的最小正周期T ;(2)已知a ,b ,c 分别为△ABC 内角A ,B ,C 的对边,A 为锐角,a =23,c =4,且f (A )恰是f (x )在[0,π2]上的最大值,求A ,b 和△ABC 的面积S .11. 在如图所示的平面直角坐标系中,已知点A (1,0)和点B (-1,0),|OC ―→|=1,且∠AOC =x ,其中O 为坐标原点.(1)若x =3π4,设点D 为线段OA 上的动点,求|OC ―→+OD ―→|的最小值;(2)若x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,向量m =BC ―→,n =(1-cos x ,sin x -2cos x ),求m ·n 的最小值及对应的x 值.12. 已知向量a =(2sin(ωx +2π3),2),b =(2cos ωx,0)(ω>0),函数f (x )=a ·b 的图象与直线 y =-2+3的相邻两个交点之间的距离为π.(1)求函数f (x )在[0,2π]上的单调递增区间;(2)将函数f (x )的图象向右平移π12个单位,得到函数y =g (x )的图象.若y =g (x )在[0,b ](b >0)上至少含有10个零点,求b 的最小值.参考答案平面向量与三角函数综合1. 解 (1)因为a ∥b ,所以2sin θ=cos θ-2sin θ. 于是4sin θ=cos θ,故tan θ=14.(2)由|a |=|b |知,sin 2θ+(cos θ-2sin θ)2=12+22,所以1-2sin 2θ+4sin 2θ=5.从而-2sin 2θ+2(1-cos 2θ)=4,即sin 2θ+cos 2θ=-1, 于是sin(2θ+π4)=-22.又由0<θ<π知,π4<2θ+π4<9π4,所以2θ+π4=5π4或2θ+π4=7π4. 所以θ=π2或θ=3π4.2. 解 (1)由|a |=(3sin x )2+(sin x )2=2sin 2x ,|b |=(cos x )2+(sin x )2=1,及|a |=|b |,得sin 2x =14. 又x ∈[0,π2],从而sin x =12,所以x =π6.(2)f (x )=a ·b =3sin x ·cos x +sin 2x =32sin 2x -12cos 2x +12=sin(2x -π6)+12. 当x ∈[0,π2]时,2x -π6∈[-π6,5π6],所以当2x -π6=π2,即x =π3时,sin(2x -π6)取得最大值1,所以f (x )的最大值为32.3. [解] (1)由已知得m·n =sin A cos B +sin B cos A =sin(A +B ),∵在△ABC 中,A +B =π-C,0<C <π,∴sin(A +B )=sin C ,∴m·n =sin C , 又m·n =sin 2C ,∴sin 2C =sin C ,cos C =12,C =π3.(2)由sin A ,sin C ,sin B 成等差数列,可得2sin C =sin A +sin B , 由正弦定理得2c =a +b . ∵CA ―→·(AB ―→-AC ―→)=18,∴CA ―→·CB ―→=18, 即ab cos C =18,ab =36.由余弦定理得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =(a +b )2-3ab ,∴c 2=4c 2-3×36,c 2=36, ∴c =6.4. 解析:由f (x )=a·b =t sin x +x ,得f ′(x )=t cos x +1,因为函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上是增函数,所以f ′(x )≥0在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上恒成立, 即t cos x +1≥0恒成立,即t ≥-1cos x 在⎣⎡⎦⎤0,π2上恒成立,所以t ≥⎝⎛⎭⎫-1cos x max ⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以t ≥-1. 答案:[-1,+∞) 5.解:(1)当x =π6时,cos 〈a ,c 〉=a ·c|a ||c |=-cos x cos 2x +sin 2x ·-2+02=-cos x=-cos π6=-32.又∵0≤〈a ,c 〉≤π,∴〈a ,c 〉=5π6,即向量a ,c 的夹角为5π6.(2)f (x )=2a ·b +1=2(-cos 2x +sin x cos x )+1=2sin x cos x -(2cos 2x -1) =sin 2x -cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4. ∵x ∈⎣⎡⎦⎤π2,9π8,∴2x -π4∈⎣⎡⎦⎤3π4,2π,故sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4∈⎣⎡⎦⎤-1,22, ∴当2x -π4=3π2,即x =7π8时,f (x )取得最小值为- 2.6. 解:(1)若m ⊥n ,则m ·n =0,即为-sin α(sin α-2)-cos 2α=0,即sin α=12,可得α=2k π+π6或α=2k π+5π6,k ∈Z.(2)若|m -n |=2,即有(m -n )2=2,即(2sin α-2)2+(2cos α)2=2, 即为4sin 2α+4-8sin α+4cos 2 α=2,即有8-8sin α=2,可得sin α=34,即有cos 2α=1-2sin 2α=1-2×916=-18.7. 解 (1)由2cos 2A -B 2cos B -sin(A -B )sin B +cos(A +C )=-35,得[cos(A -B )+1]cos B -sin(A -B )sin B -cos B =-35,∴cos(A -B )cos B -sin(A -B )sin B =-35,∴cos(A -B +B )=-35,即cos A =-35.(2)由cos A =-35,0<A <π,得sin A =45,由正弦定理,有a sin A =bsin B ,所以sin B =b sin A a =22. 由题意知a >b ,则A >B ,故B =π4.根据余弦定理,有(42)2=52+c 2-2×5c ×(-35),解得c =1或c =-7(舍去).故向量BA →在BC →方向上的投影为|BA →|cos B =22.8. 解:m·n =3sin x 4cos x 4+cos 2x 4=32sin x 2+12cos x 2+12=sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π6+12. (1)∵m·n =1,∴sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π6=12,cos ⎝⎛⎭⎫x +π3=1-2sin 2⎝⎛⎭⎫x 2+π6=12,cos ⎝⎛⎭⎫2π3-x =-cos ⎝⎛⎭⎫x +π3=-12. (2)∵(2a -c )cos B =b cos C ,由正弦定理得(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C , ∴2sin A cos B =sin C cos B +sin B cos C ,∴2sin A cos B =sin(B +C ).∵A +B +C =π,∴sin(B +C )=sin A ,且sin A ≠0,∴cos B =12,B =π3.∴0<A <2π3.∴π6<A 2+π6<π2,12<sin ⎝⎛⎭⎫A 2+π6<1.又∵f (x )=m·n =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π6+12,∴f (A )=sin ⎝⎛⎭⎫A 2+π6+12, 故1<f (A )<32.故函数f (A )的取值范围是⎝⎛⎭⎫1,32. 9. 解 (1)根据m ∥n ,可得到tan A =33. 注意到A ∈(0,π),得到A =π6. (2)由正弦定理可得:sin B =b sin A 2=22,因为a <b ,所以A <B ,所以B =π4或3π4. 当B =π4时,sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A ·sin B =21+34,所以S △ABC =12ab sin C =1+3;当B =3π4时,sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A ·sin B =23-14,所以S △ABC =12ab sin C =3-1. 故△ABC 的面积为1+3或3-1.10.解 (1)f (x )=(m +n )·m =sin 2x +1+3sin x cos x +12=1-cos 2x 2+1+32sin 2x +12=32sin 2x -12cos 2x +2=sin(2x -π6)+2, 因为ω=2,所以T =2π2=π.(2)由(1)知:f (A )=sin(2A -π6)+2. 当x ∈[0,π2]时,-π6≤2x -π6≤5π6,由正弦函数图象可知,当2x -π6=π2时f (x )取得最大值3. 所以2A -π6=π2,A =π3,由余弦定理,a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,∴12=b 2+16-2×4b ×12,∴b =2,从而S =12bc sin A =12×2×4sin 60°=2 3. 综上,A =π3,b =2,S =2 3.11. 解:(1)设D (t,0)(0≤t ≤1),当x =3π4时,可得C ⎝⎛⎭⎫-22,22,所以OC ―→+OD ―→=⎝⎛⎭⎫-22+t ,22,所以|OC ―→+OD ―→|2=⎝⎛⎭⎫t -222+12(0≤t ≤1),所以当t =22时,|OC ―→+OD ―→|2取得最小值为12,故|OC ―→+OD ―→|最小值为22. (2)由题意得C (cos x ,sin x ),m =BC ―→=(cos x +1,sin x ),则m ·n =1-cos 2x +sin 2x -2sin x cos x =1-cos 2x -sin 2x =1-2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. 因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以π4≤2x +π4≤5π4. 所以当2x +π4=π2,即x =π8时, m ·n =1-2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4取得最小值1-2, 所以m ·n 的最小值为1-2,此时x =π8.12. 解 (1)函数f (x )=a ·b =4sin(ωx +2π3)cos ωx =[4×(-12)sin ωx +4×32cos ωx ]cos ωx=23cos 2ωx -sin 2ωx =3(1+cos 2ωx )-sin 2ωx =2cos(2ωx +π6)+3,由题意得T =π,∴2π2ω=π,∴ω=1,故f (x )=2cos(2x +π6)+ 3.令2k π-π≤2x +π6≤2k π(k ∈Z),得k π-7π12≤x ≤k π-π12(k ∈Z),∴y =2cos(2x +π6)+3的单调递增区间为[k π-7π12,k π-π12](k ∈Z).当k =1时,函数的单调递增区间为[5π12,11π12].当k =2时,函数的单调递增区间为[17π12,23π12].∴函数f (x )在[0,2π]上的单调递增区间为[5π12,11π12],[17π12,23π12].(2)将函数f (x )的图象向右平移π12个单位,得到函数y =g (x )=2cos 2x +3的图象.令g (x )=0,得x =k π+5π12或x =k π+7π12,k ∈Z ,∴函数g (x )在每个周期内恰好有两个零点,若y =g (x )在[0,b ](b >0)上至少含有10个零点,则b 不小于第10个零点的横坐标即可,∴b 的最小值为4π+7π12=55π12.。
三角函数平面向量一题多解 28题89解

题目及解答(a+-证法二:由正弦定理,sina b c A+≥⇒+2<三角函数图像变换问题的2,所以2BD =(0,)πθ∈,所以(2)由0[1,1]41010b a bb a b a >⎧⎪⎪-∉-⎪⎨⎪-+≥⎪++≥⎪⎩得44a b a b <->或若4,a b <-则302a b b +<-<<;若4,a b >则由10b a ++≥得1413b a b b <≤+⇒<,故51223a b b +≤+<<. (3)由20[1,1]442(1)0b a b a b b >⎧⎪⎪-∈-⎨⎪∆=-⨯-+≤⎪⎩得2218()22a b +-≤, 由柯西不等式,2222291112[8()]1()8282a b a b ⎛⎫⎛⎫ ⎪⨯≥+-+≥+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故13222a b a b +-≤⇒+≤, 当且仅当2218()2218()2a b a b ⎧+-=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩即4323a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩时取等号,此时满足1[1,1]42a b -=-∈-. 综上,a b +的最大值为2.第6题 三角形内角平分线定理的2种证法三角形内角平分线定理:△ABC 中,AD 平分BAC ∠交边BC 于D ,则AB DB AC DC=. 证法一:初中平面几何证法 利用平行线分线段成比例 证明:过D 作DE AC交AB 于E ,则ADE DAC ∠=∠,又DAE DAC ∠=∠,所以DAE DAC ∠=∠,所以AE DE =,又由DE AC 得,DB EB EB AB DC EA ED AC ===,所以AB DBAC DC =. 证法二:高中三角证法 正弦定理法 证明:在△ABD 和△ACD 中,sin sin AB ADBBD BAD ∠=∠, sin sin AC ADCCD CAD∠=∠, 而BAD CAD ∠=∠,ADB ADC π∠+∠=,所以sin sin ,BAD CAD ∠=∠sin sin ,ADB ADC ∠=∠所以AB DBAC DC=. 说明:还可以利用面积法第7题 三角形重心定理的2种证法三角形重心定理:三角形的三条中线交于一点,该点到每个顶点的距离等于它到该顶点对边中点距离的2倍.如图,AD BE CF 、、是△ABC 的三条中线,则它们交于一点G ,且2AG BG CGGD GE GF===. 证法一:初中平面几何证法,构造三角形中位线法连接EF ,由已知EF 为△ABC 的中位线, 所以,EFBC 12EF BC =, 设CF BE 、交于1G ,则再由EFBC 得11112BG CG BCG E G F EF===,同理可证AD BE 、的交点2G 满足同样的性质,所以12G G 、重合于G ,且2AG BG CGGD GE GF=== 证法二:高中向量几何证法,利用相等向量法在中线AD 上取点1G 满足112AG G D=,则112AG G D =,于是123AG AD =,又D 为BC 中点,所以1()2AD AB AC =+,所以11()3AG AB AC =+, 对于平面ABC 内任意点O ,11()3OG OA OB OA OC OA -=-+-所以11()3OG OA OB OC =++,同理在中线BE 上取点2G 满足222BG G E=,则21()3OG OA OB OC =++,在中线CF 上取点3G 满足332CG G F=,则31()3OG OA OB OC =++, 所以123OG OG OG ==,所以123G G G 、、重合于G 且 2.AG BG CG GD GE GF===第8题 垂心定理的2种证法若AD 、BE 、CF 是△ABC 的三条高,则AD 、BE 、CF 相交于一点H .H 叫做△ABC 的垂心.证法一:初中平面几何证法,运用四点共圆性质证明:设△ABC 的两条高AD 、BE 相交于点H ,连结CH 交AB 于点F . ∵AD ⊥BC 于E ,BE ⊥AC 于E ,∴A 、B 、D 、E 四点共圆,∴∠1=∠ABE , 同理∠2=∠1,∴∠2=∠ABE , ∵∠ABE+∠BAC =90°, ∴∠2+∠BAC =90°即CF ⊥AB .证法二:高中解析几何法,坐标法如图,以直线BC 为x 轴,高AD 为y 轴,建立直角坐标系, 设A(0 , a) , B(b , 0) , C(c , 0),由两条直线垂直的条件1,BE AC ck k a =-=1,CF AB b k k a=-=则三条高的直线方程为:解(2)和(3)得()(),c bx b x c aa-=-()0b c x -=,)0,0(><≠c b c b∴0=x ,这说明BE 和CF 得交点在AD 上,所以三角形的三条高相交于一点。
三角函数、平面向量专题试题集高考数学平面向量试题[整理四]
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三角函数、平面向量专题试题集1. 函数)34cos(3)34sin(3x x y -+-=ππ的最小正周期为〔 A 〕A .32πB .3πC .8D .42. 函数)(x f y =的图象的一条对称轴方程为直线x =1,假设将函数)(x f y =的图象向右平移b 个单位后得到y=sin x 的图象,那么满足条件的b 的值一定为 〔 C 〕A .12-πB .12+πC .)(12Z ∈-+k k ππD .)(12Z ∈++k k ππ3. 在△ABC ,c b a ,,,0=⋅为角A 、B 、C 所对的三条边. 〔1〕求B A t sin sin +=时,t 的取值范围;〔2〕化简abcb ac a c b c b a )()()(222+++++〔用〔1〕中t 表示〕.〔1〕∵⊥∴=⋅,0,∴△ABC 为直角三角形,∴∠A+∠B=2π…………2分 又).4sin(2cos sin sin sin π+=+=+A A A B A …………4分∵ ,20π<<A ∴4344πππ<+<A , ∴.2)4sin(21≤+<πA …………6分 〔2〕∵,sin ,cos A c a A c b == ∴abcb ac a c b c b a )()()(222+++++AA A A A A A A A A AA c A c A c c c A c A c c A c A c cos sin cos sin cos sin cos sin cos sin cos sin )cos sin ()sin (cos )cos (sin 2222322222+++++=+++++=AA AA A A cos sin cos sin 1cos sin +++++= …………9分].2,1(,121221122∈-+-=-+=-++=t t t t t t t t t …………12分4. 向量a 和b 的夹角为60°,| a | = 3,| b | = 4,那么(2a – b )·a 等于 〔 B 〕 〔A 〕15〔B 〕12〔C 〕6〔D 〕35. )23, 45( ,532sin ππαα∈=.〔Ⅰ〕求cos α的值;〔Ⅱ〕求满足sin(α– x ) – sin (α+ x ) + 2cos α=1010-的锐角x . 解:〔Ⅰ〕因为παπ2345<<,所以παπ3225<<. 〔2分〕所以αα2sin 12cos 2--==54-, 〔4分〕由1cos 22cos 2-=αα,所以1010cos -=α. 〔6分〕〔Ⅱ〕因为sin(x -α) – sin(x +α) + 2cos 1010-=α, 所以1010)sin 1(cos 2-=-x α, 〔8分〕所以sin x =21, 〔10分〕因为x 为锐角,所以6π=x . 〔12分〕6. 以下函数中,最小正周期为π,且图象关于直线3π=x 对称的是 〔 B 〕A .)32sin(π-=x y B .)62sin(π-=x yC .)62sin(π+=x yD .)62sin(π+=x y 7. 假设)1cos 2(12sin ++-θθi 是纯虚数,那么θ的值是〔 B 〕A .)(42Z k k ∈-ππ B .)(42Z k k ∈+ππC .)(32Z k k ∈±ππD .)(4Z k k ∈+ππ8. 向量OP X OB OA OP 是直线设),1,5(),7,1(),1,2(===上的一点〔O 为坐标原点〕,那么XB XA ⋅的最小值是〔 B 〕A .-16B .-8C .0D .49. 2021年8月,在召开的国际数学家大会会标如下图,它是由4个一样的直角三角形与中间的小正方形拼成的一大正方形,假设直角三角形中较小的锐角为θ,大正方形的面积是1,小正方形的面积是θθ22cos sin ,251-则的值等于〔 D 〕 A .1 B .2524-C .257D .-25710. α为锐角,β为钝角,ββααtan ,1413)cos(,71cos 则-=+==3-.11. |a |=1,|b |=2,〔1〕假设a //b ,求a ·b ;〔2〕假设a ,b 的夹角为135°,求|a +b |. 解〔1〕b a // ,①假设a ,b 同向,那么2||||=⋅=⋅b a b a……3分 ②假设a ,b 异向,那么2||||-=⋅-=⋅b a b a……3分 〔2〕b a , 的夹角为135°,1135cos ||||-=⋅⋅=⋅∴ b a b a……2分 12212)(||2222=-+=⋅++=+=+b a b a b a b a……2分1||=+∴b a……2分12. 函数3cos 33cos 3sin )(2xx x x f +=〔1〕将k wx A x f ++)sin()(写成的形式,并求其图象对称中心的横坐标;〔2〕假如△ABC 的三边a 、b 、c 成等比数列,且边b 所对的角为x ,试求x 的范围及此时函数f 〔x 〕的值域.解:〔1〕23)332sin(2332cos 2332sin 21)32cos 1(2332sin 21)(++=++=++=πx x x x x x f……3分由.,213)(3320)332sin(Z k k x z k kx x x ∈-=∈=+=+πππ得即 即对称中心的横坐标为.,213Z k k ∈-π ……3分〔2〕由ac b =2..212222cos 22222=-≥-+=-+=ac ac ac ac ac c a ac b c a x,30,1cos 21π≤<<≤∴x x……3分.953323.1)332sin(3sin πππππ≤+<≤+<∴x x)(.2323)332sin(3x f x 即+≤++<∴π的值域为]231,3(+ ……2分综上所述,]231,3()(],3,0(+∈值域为x f x π……1分13. 设平面上的动向量a =〔s ,t 〕,b =〔-1,t 2-k 〕其中s ,t 为不同时为0的两个实数,实 数0≥k ,满足a ⊥b , 〔1〕求函数关系式);(t f s =〔2〕假设函数),1()(+∞=在t f s 上是单调增函数,求证:30≤≤k ;〔3〕对上述0),(=k t f 当,存在正项数列221)()()(}{n n n S a f a f a f a =+++ 满足,其中}{,21n n n a a a a S 试求+++= 通项公式并证明32122221<+++na n a a . 〔1〕解:;)(),(32kt t t f s k t t s -==-+-=⋅得 ……3分 〔2〕证明:),1[03)(2+∞∈≥-='t k t t f 对成立, ……2分 故30,332<≤≤≤k k t k 所以得;……1分〔3〕,0,)(,,3132********>=+⋅=-+++=--n n n n n n n n n n a a S S a a S S a a a S 因为即得由 故,,,2121212121-------=+=+=+n n n n n n n n n n a a a a a S S a S S 两式相减得于是 因为,,1,,1,01312111n a a a S a a a a n n n n n ====->+--所以得又得 ……4分事实上,相加得令,,,4,3,2),111(22n k kk k k =--<.3)11(212122221<-+<+++na n a a n ……4分方法1:222211222112]2)1([]2)1([)1()1()1()0(1x x x x a x x x x a f f -+-+--≤≤;5,4,,4,16212=>≠≥≤a a x x a a 故得又得方法2:由得由,20120,041202a b a b ac b a b ->><-<⎪⎩⎪⎨⎧>-<-<得042>-ac b.4,21),(12),(1,2>≥+>+->-+->-<a c a c a ac c a b ac b 得得得结合14. 假如函数)20)(sin()(πθθπ<<+=x x f 的最小正周期是T ,且当2=x 时获得最大值,那么〔 A 〕A .2,2πθ==T B .πθ==,1T C .πθ==,2T D .2,1πθ==T15. 在ABC ∆中,C B A sin cos sin 2=,那么ABC ∆一定是〔 B 〕 A .直角三角形 B .等腰三角形 C .等腰直角三角形 D .正三角形 16. 3322cos2sin=+θθ,那么θsin 的值是31,θ2cos 的值是97。
三角函数与平面向量综合测试题

约稿:三角函数与平面向量综合测试题一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,恰有一项....是符合题目要求的。
1.下列函数中,周期为2π的是( ) A .sin 2x y = B .sin 2y x = C .cos 4xy = D .cos 4y x =2.已知命题:p x ∀∈R ,sin 1x ≤,则( ) A.:p x ⌝∃∈R ,sin 1x ≥ B.:p x ⌝∀∈R ,sin 1x ≥ C.:p x ⌝∃∈R ,sin 1x >D.:p x ⌝∀∈R ,sin 1x >3. 条件甲a =+θsin 1,条件乙a =+2cos2sinθθ,那么 ( )A .甲是乙的充分不必要条件B .甲是乙的充要条件C .甲是乙的必要不充分条件D .甲是乙的既不充分也不必要条件4.已知O 是ABC △所在平面内一点,D 为BC 边中点,且2OA OB OC ++=0,那么( )A.AO OD =B.2AO OD =C.3AO OD =D.2AO OD =5. 若函数f (x )=3sin21x , x ∈[0, 3π], 则函数f (x )的最大值是 ( )A.21 B.32C.22D.236. (1+tan25°)(1+tan20°)的值是( )A.-2B.2C.1D.-17. α、β为锐角a =sin(βα+),b =ααcos sin +,则a 、b 之间关系为 ( )A .a >bB .b >aC .a =bD .不确定8. 下面有五个命题:①函数y =sin 4x -cos 4x 的最小正周期是π.BACD②终边在y 轴上的角的集合是{a |a =Z k k ∈π,2|. ③在同一坐标系中,函数y =sin x 的图象和函数y =x 的图象有三个公共点.④把函数.2sin 36)32sin(3的图象得到的图象向右平移x y x y =ππ+=⑤函数.0)2sin(〕上是减函数,在〔ππ-=x y其中真命题的序号是 ① ④ ((写出所有真命题的编号))9. )sin()(ϕω+=x A x f (A >0,ω>0)在x =1处取最大值,则 ( )A .)1(-x f 一定是奇函数B .)1(-x f 一定是偶函数C .)1(+x f 一定是奇函数D .)1(+x f 一定是偶函数10. 使x y ωsin =(ω>0)在区间[0,1]至少出现2次最大值,则ω的最小值为( )A .π25B .π45C .πD .π2311、在直角坐标系xOy 中,,i j分别是与x 轴,y 轴平行的单位向量,若直角三角形ABC 中,2A Bi j =+ ,3AC i k j =+,则k 的可能值有 ( )A 、1个B 、2个C 、3个D 、4个 12. 如图,l 1、l 2、l 3是同一平面内的三条平行直线,l 1与l 2间的距离是1, l 2与l 3间的距离是2,正三角形ABC 的三顶点分别在l 1、l 2、l 3上,则△ABC 的边长是 ( )(A )32 (B )364(C )4173 (D )3212二、填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分。
三角函数 与 平面向量 综合解答题

月考复习1. 已知2||=a ,3||=b ,a 与b 的夹角为︒120。
求(1)(2)(3)a b a b -⋅+. (2)||b a-2.已知函数()()sin 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的图象在y轴上的截距为1,相邻两最值点()0,2x ,()003,202x x ⎛⎫+-> ⎪⎝⎭.求()f x 的解析式;3. 已知函数()2cos (sin cos )1f x x x x x =-+∈R ,. (Ⅰ)求函数()f x 的最小正周期; (Ⅱ)求函数()f x 在区间π3π84⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上的最小值和最大值.4.已知函数2()=sin (2+)+sin(2)+2cos 133f x x x x ππ--,x R ∈.(Ⅰ)求函数()f x 的最小正周期;(Ⅱ)求函数()f x 在区间[,]44ππ-上的最大值和最小值.5.已知函数ππ()sin cos 63f x x x ⎛⎫⎛⎫=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,)(x g =22sin 2x . (1)若σ是第一象限角,且)(σf=5,求)(σg 的值;(2)求不等式)()(x g x f ≥.6. 已知函数2πππ()12sin 2sin cos 888f x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.求:(I )函数()f x 的最小正周期; (II )函数()f x 的单调增区间.7.已知函数2π()2sin 24f x x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,ππ42x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,.(I )求()f x 的最大值和最小值; (II )若不等式()2f x m -<在ππ42x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,上恒成立,求实数m 的取值范围.8.已知函数2π()sin sin 2f x x x x ωωω⎛⎫=++⎪⎝⎭(0ω>)的最小正周期为π. (Ⅰ)求ω的值; (Ⅱ)求函数()f x 在区间2π03⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上的取值范围.9.已知函数22s (in cos s 1)2co f x x x x ωωω++=(,0x R ω∈>)的最小值正周期是2π. (Ⅰ)求ω的值; (Ⅱ)求函数()f x 的最大值,并且求使()f x 取得最大值的x 的集合.10.已知函数()cos(2)2sin()sin()344f x x x x πππ=-+-+(Ⅰ)求函数()f x 的最小正周期和图象的对称轴方程 (Ⅱ)求函数()f x 在区间[,]122ππ-上的值域11.已知a 、b 、c 是同一平面内的三个向量,其中a()1,2=.(1)若52||=c ,且c //a ,求c 的坐标;(2) 若|b |=,25且a +2b 与b a -2垂直,求a 与b的夹角.12(2011广东卷理)已知向量)2,(sin -=θa 与)cos ,1(θ=b 互相垂直,其中(0,)2πθ∈.(1)求θsin 和θcos 的值;(2)若sin()102πθϕϕ-=<<,求cos ϕ的值.13.(2011湖南卷理)已知向量(sin ,cos 2sin ),(1,2).a b θθθ=-=若||||,0,a b θπ=<<求θ的值。
三角函数与平面向量综合测试卷

三角函数与平面向量综合测试卷班级:____________ 姓名:________________ 座号:______一、选择题(12*5=60分)题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答 案1.cos75 ·cos15 的值是( ) A .12 B .14C .32D .342.下列函数中,在区间02π⎛⎫⎪⎝⎭,上为增函数且以π为周期的函数是: ( )A .sin 2xy = B .sin y x = C .tan y x =- D .cos 2y x =-3.sin 225︒=( )A .22- B .22C .-1D .1 4.函数y=sin(2x +3π)的一条对称轴为:( ) A .x=2π B .x= 0 C .x=-6π D .x =12π5.如果点)cos 2,cos (sin θθθP 位于第三象限,那么角θ所在象限是( ) A、第一象限 B 、第二象限 C 、第三象限 D 、第四象限6.如果21)cos(-=+A π,那么=+)2sin(A π( )A、21-B、21C、 23- D、237.o o o o sin71cos26-sin19sin26的值为( )A .12B .1C .-22 D .22 8.化简AC - BD + CD - AB得( )A .AB B .DAC .BCD .0 9.已知下列命题中:(1)若k R ∈,且0kb = ,则0k =或0b =,(2)若0a b ⋅= ,则0a = 或0b =(3)若不平行的两个非零向量b a ,,满足||||b a =,则0)()(=-⋅+b a b a(4)若a 与b 平行,则||||a b a b =⋅其中真命题的个数是( )A .0B .1C .2D .310.为了得到函数R x x y ∈+=),32cos(π的图象,只需把函数x y 2cos =的图象( )A 、向左平行移动3π个单位长度B 、向右平行移动3π个单位长度C 、向左平行移动6π个单位长度D 、向右平行移动6π个单位长度11.在[0,2π]上满足21sin ≥x 的x 的取值范围是( )A.⎥⎦⎤⎢⎣⎡6,0πB.⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππ65,6C.⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππ32,6D.⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππ,65 12.在(0,2π)内,使sinx>cosx 成立的x 的取值范围是 ( )A .(4π,2π)⋃(π,45π) B .(4π,π)C .(4π,45π) D .(4π,π)⋃(45π,23π) 二、填空题(4*5=20分) 13.若3a = ,2b = ,且a 与b 的夹角为060,则a b -= 。
高一三角函数与平面向量综合题

讲座三角形内的三角函数问题○知识梳理1.内角和定理:三角形三角和为,这是三角形中三角函数问题的特殊性,解题可不能忘记!任意两角和与第三个角总互补,任意两半角和与第三个角的半角总互余.锐角三角形三内角都是锐角⇔三内角的余弦值为正值⇔任两角和都是钝角⇔任意两边的平方和大于第三边的平方.,2.正弦定理:(R为三角形外接圆的半径).注意:①正弦定理的一些变式:;;;②已知三角形两边一对角,求解三角形时,若运用正弦定理,则务必注意可能有两解.3.余弦定理:等,常选用余弦定理鉴定三角形的形状.4.面积公式:(其中为三角形内切圆半径,).5.射影定理:a=b·cos C+c·cos B,b=a·cos C+c·cos A,c=a·cos B+c·cos A.特别提醒:求解三角形中含有边角混合关系的问题时,常运用正弦定理、余弦定理实现边角互化。
○浙江真题1.(2010年(18))在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a,b,c,已知(I)求sinC的值;(Ⅱ)当a=2, 2sinA=sinC时,求b及c的长.2.(2011(18))在中,角所对的边分别为a,b,c,已知且.(Ⅰ)当时,求的值;(Ⅱ) 若角为锐角,求p的取值范围。
3.(12年样卷) (18) 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知tan (A+B)=2.(Ⅰ) 求sin C的值;(Ⅱ) 当a=1,c=时,求b的值.○例题分析【例1】 (2011年高考陕西卷理科18)(本小题满分12分)叙述并证明余弦定理【例2】 (2011年高考湖南卷理科17)(本小题满分12分) 中,角所对的边分别为,且满足. 在ABC求角的大小;求的最大值,并求取得最大值时角的大小.【例3】已知圆内接四边形ABCD的边长AB=2,BC=6,CD=DA=4.求四边形ABCD的面积.【例4】 (2011年高考全国卷理科17) (本小题满分l0分)△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c.己知A—C=90°,a+c=b,求C.【例5】 (2011年高考山东卷理科17)(本小题满分12分)在ABC 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知.(1)求的值;(2)若cosB=,,求ABC的面积.○巩固练习1.(2011年高考辽宁卷理科4)△ABC的三个内角A、B、C所对的边分别为a,b,c,asin AsinB+bcos2A=则()(A) (B) (C) (D)22、在△OAB中,O为坐标原点,,则当△OAB的面积达最大值时,()A. B. C. D.3. (2011年高考天津卷理科6)如图,在△中,是边上的点,且,则的值为()A. B. C. D.4.(2011年高考重庆卷理科6)若ABC∆的内角所对的边满足,且,则的值为(A) (B) (C)1 (D)5.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为、b、c ,若,则。
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三角函数与平面向量题型归类解析1.考查三角函数的化简或求值2.考查三角函数中的求角问题3. 考查三角形的边长或角的运算4. 考查三角函数的最值与向量运算5. 考查三角函数解析式的求法一、结合向量的数量积,考查三角函数的化简或求值 【例1】(2007年高考安徽卷)已知04πα<<,β为()cos(2)8f x x π=+的最小正周期,(tan(),1),(cos ,2),4a b a b m βαα=+-=⋅=,求22cos sin 2()cos sin ααβαα++-的值.【解答】因为β为()cos(2)8f x x π=+的最小正周期,故βπ=.因为a b m ⋅=,又cos tan()24a b βαα⋅=⋅+-,故cos tan()24m βαα⋅+=+.由于04πα<<,所以22cos sin 2()cos sin ααβαα++=-22cos sin(22)cos sin ααπαα++-22cos sin 2cos sin αααα+=-2cos (cos sin )cos sin ααααα+=-1tan 2cos 1tan ααα+=⋅-cos tan()24m βαα=⋅+=+.【评析】 合理选用向量的数量积的运算法则构建相关等式,然后运用三角函数中的和、差、半、倍角公式进行恒等变形,以期达到与题设条件或待求结论的相关式,找准时机代入求值或化简。
题型二:结合向量的夹角公式,考查三角函数中的求角问题 【例2】 (2006年高考浙江卷)如图,函数2sin(),y x x R πϕ=+∈(其中02πϕ≤≤)的图像与y 轴交于点(0,1)。
(Ⅰ)求ϕ的值;(Ⅱ)设P 是图像上的最高点,M 、N 是图像与x 轴的交点,求PM 与PN 的夹角。
【解答】(I )因为函数图像过点(0,1), 所以2sin 1,ϕ=即1sin .2ϕ= 因为02πϕ≤≤,所以6πϕ=.(II )由函数2sin()6y x ππ=+及其图像,得115(,0),(,2),(,0),636M P N -- 所以11(,2),(,2),22PM PN =-=-从而cos ,||||PM PNPM PN PM PN ⋅<>=⋅1517=,故,PM PN <>=15arccos 17.【评析】 此类问题的一般步骤是:先利用向量的夹角公式:cos ,a b a b a b⋅=⋅求出被求角的三角函数值,再限定所求角的范围,最后根据反三角函数的基本运算,确定角的大小;或者利用同角三角函数关系构造正切的方程进行求解。
题型三:结合三角形中的向量知识考查三角形的边长或角的运算【例3】(山东卷)在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,tan C =. (1)求cos C ;(2)若52CB CA ⋅=,且9a b +=,求c .【解答】(1)tan C =,∴sin cos CC=又22sin cos 1C C +=,解得:1cos 8C =±,tan 0C >,∴C 是锐角,∴1cos8C =.(2)52CB CA ⋅=,∴5cos 2ab C =,∴20ab =,又9a b +=,22281a ab b ∴++=,2241a b ∴+=,2222cos 36c a b ab C ∴=+-=,6c ∴=.【评析】 根据题中所给条件,初步判断三角形的形状,再结合向量以及正弦定理、余弦定理实现边角转化,列出等式求解。
题型四:结合三角函数的有界性,考查三角函数的最值与向量运算 【例4】(2007年高考陕西卷)()f x a b =⋅,其中向量(,cos 2)a m x =,(1sin 2,1)b x =+,x R ∈,且函数()y f x =的图象经过点(,2)4π.(Ⅰ)求实数m 的值;(Ⅱ)求函数()y f x =的最小值及此时x 值的集合。
【解答】(Ⅰ)()f x a b =⋅(1sin 2)cos 2m x x =++ 由已知()4f π=(1sin)cos222m ππ++=,得1m =.(Ⅱ)由(Ⅰ)得()1sin 2cos 21)4f x x x x π=++=++∴当sin(2)14x π+=-时,()y f x =的最小值为1由sin(2)14x π+=-,得x 值的集合为3|,8x x k k Z ππ⎧⎫=-∈⎨⎬⎩⎭. 【评析】 涉及三角函数的最值与向量运算问题时,可先根据向量的数量积的运算法则求出相应的函数基本关系式,然后利用三角函数的基本公式将所得出的代数式化为形如sin()y A x k ωϕ=++,再借助三角函数的有界性使问题得以解决。
题型五:结合向量平移问题,考查三角函数解析式的求法【例5】(2007年高考湖北卷)将π2cos 36x y ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象按向量,24π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭a 平移,则平移后所得图象的解析式为( )A.2cos 234x y π⎛⎫=+- ⎪⎝⎭B.π2cos 234x y ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭C.π2cos 2312x y ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭D.π2cos 2312x y ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭【解答】∵,24π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭a ,∴平移后的解析式为π2cos 23612x y π⎛⎫=++- ⎪⎝⎭2cos 234x π⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,选A .【评析】理清函数()y f x ω=按向量(,)h k =a 平移的一般方法是解决此类问题之关键,平移后的函数解析式为[()]y f x h k ω=--.题型六:结合向量的坐标运算,考查与三角不等式相关的问题【例6】(2006年高考湖北卷)设向量(sin ,cos ),(cos ,cos ),a x x b x x x R ==∈,函数()()f x a a b =⋅+.(Ⅰ)求函数()f x 的最大值与最小正周期;(Ⅱ)求使不等式3()2f x ≥成立的x 的取值集. 【解答】(Ⅰ)∵()()f x a a b =⋅+222sin cos sin cos cos a a a b x x x x x =⋅+⋅=+++1131sin 2(cos 21))22224x x x π=+++=++∴()f x 的最大值为322+,最小正周期是22ππ=(Ⅱ)要使3()2f x ≥成立,当且仅当33)2242x π++≥,即sin(2)04x π+≥⇔2224k x k ππππ≤+≤+⇔3,88k x k k Z ππππ-≤≤+∈,即3()2f x ≥成立的x 的取值集合是3|,88x k x k k Z ππππ⎧⎫-≤≤+∈⎨⎬⎩⎭. 【评析】 结合向量的坐标运算法则,求出函数()f x 的三角函数关系式,再根据三角公式对函数()f x 的三角恒等关系,然后借助基本三角函数的单调性,求简单三角不等式的解集。
【跟踪训练】1.设函数()()f x a b c =⋅+,其中向量(sin ,cos ),(sin ,3cos )a x x b x x =-=-,(cos ,sin ),c x x x R =-∈.(Ⅰ)求函数()x f 的最大值和最小正周期;(Ⅱ)将函数()x f y =的图像按向量d 平移,使平移后得到的图像关于坐标原点成中心对称,求长度最小的d .2.已知向量(sin ,1),(1,cos ),22a b ππθθθ==-<<.(Ⅰ)若a b ⊥,求θ; (Ⅱ)求a b +的最大值. 【参考答案】1.解:(Ⅰ)由题意得,()()(sin ,cos )(sin cos ,sin 3cos )f x a b c x x x x x x =⋅+=-⋅--223sin 2sin cos 3cos 2cos 2sin 22)4x x x x x x π=-+=+-=++,所以,()f x 的最大值为2=,最小正周期是22ππ=. (Ⅱ)由3sin(2)04x π+=得324x k ππ+=,即3,28k x k Z ππ=-∈, 于是3(,2)28k d ππ=--,(k d k Z π=-∈. 因为k 为整数,要使d 最小,则只有1k =,此时(,2)8d π=--即为所求.2.解:(Ⅰ)若a b ⊥,则sin cos 0θθ-=,由此得:tan 1,()22ππθθ=--<<,所以, 4πθ=-.(Ⅱ)由(sin ,1),(1,cos ),a b θθ==得:(sin a b θ+===当sin()14πθ+=时,ab +取得最大值,即当4πθ=时,a b +的最大值为1.○知识梳理1.内角和定理:三角形三角和为π,这是三角形中三角函数问题的特殊性,解题可不能忘记!任意两角和与第三个角总互补,任意两半角和与第三个角的半角总互余.,sin()sin ,sincos 22A B CA B C A B C π++=-+== 锐角三角形⇔三内角都是锐角⇔三内角的余弦值为正值⇔任两角和都是钝角⇔任意两边的平方和大于第三边的平方.A>B a>b sinA>sinB ⇔⇔,60⇔A,B,C 成等差数列B=2.正弦定理:2sin sin sin a b c R A B C===(R 为三角形外接圆的半径).注意:①正弦定理的一些变式:()sin sin sin i a b c A B C ::=::; ()sin ,sin ,sin 222a b c ii A B C R R R===; ()2sin ,2sin ,2sin iii a R A b R B b R C ===;②已知三角形两边一对角,求解三角形时,若运用正弦定理,则务必注意可能有两解. 3.余弦定理:2222222cos ,cos 2b c a a b c bc A A bc+-=+-=等,常选用余弦定理鉴定三角形的形状.4.面积公式:222111222111sin sin sin 222sin sin sin sin sin sin 1112sin 2sin 2sin 1()2==========++=a b cS ah bh ch ab C bc A ca B B C C A A B a b a A B C r a b c (其中r 为三角形内切圆半径,2a b cp ++=).5.射影定理:a =b ·cos C +c ·cos B ,b =a ·cos C +c ·cos A ,c =a ·cos B +c ·cos A .特别提醒:求解三角形中含有边角混合关系的问题时,常运用正弦定理、余弦定理实现边角互化。
○浙江真题1.(2010年(18))在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a,b,c ,已知1cos 24C =- (I)求sinC 的值;(Ⅱ)当a=2, 2sinA=sinC 时,求b 及c 的长.2.(2011(18))在ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知()sin sin sin ,A C p B p R +=∈且214ac b =.(Ⅰ)当5,14p b ==时,求,a c 的值;(Ⅱ) 若角B 为锐角,求p 的取值范围。