三角函数的对称性测试题(人教A版)(含答案)
高中数学 章末综合测评(五)三角函数(含解析)新人教A版必修第一册-新人教A版高一第一册数学试题
章末综合测评(五) 三角函数(满分：150分 时间：120分钟)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，只有一项是符合题目要求的)1．若集合M ＝{x |x ＝45°＋k ·90°，k ∈Z }，N ＝{x |x ＝90°＋k ·45°，k ∈Z }，则( ) A ．M ＝N B ．M N C ．M ND ．M ∩N ＝∅C [M ＝{x |x ＝45°＋k ·90°，k ∈Z }＝{x |x ＝(2k ＋1)·45°，k ∈Z }，N ＝{x |x ＝90°＋k ·45°，k ∈Z }＝{x |x ＝(k ＋2)·45°，k ∈Z }．因为k ∈Z ，所以k ＋2∈Z ，且2k ＋1为奇数，所以M N ，故选C.]2．cos 275°＋cos 215°＋cos 75°cos 15°的值等于( ) A.62B.32C.54D ．1＋34C [∵cos 75°＝sin 15°，∴原式＝sin 215°＋cos 215°＋sin 15°cos 15° ＝1＋12sin 30°＝1＋12×12＝54.]3．化简cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α－sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α得()A ．sin 2αB ．－sin 2αC ．cos 2αD ．－cos 2αA [原式＝cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－2α＝sin 2α.]4．已知tan(α＋β)＝3，tan(α－β)＝5，则tan 2α的值为() A ．－47B.47C.18D ．－18A [tan 2α＝tan[(α＋β)＋(α－β)]＝tan (α＋β)＋tan (α－β)1－tan (α＋β)tan (α－β)＝3＋51－3×5＝－47.]5．已知sin(α－β)cos α－cos(α－β)sin α＝45，且β在第三象限，则cos β2的值等于()A ．±55 B ．±255C ．－55D ．－255A [由已知，得sin[(α－β)－α]＝sin(－β)＝45，得sin β＝－45.∵β在第三象限，∴cos β＝－35，∴cos β2＝±1＋cos β2＝±15＝±55.] 6．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B [因为当x ＝0时，y ＝2sin π3＝3，当x ＝π6时，y ＝2sin 2π3＝3，当x ＝－π6时，y ＝2sin 0＝0.所以A 、C 、D 错误，B 正确．]7．若函数f (x )＝sin(ωx ＋φ)的图象(部分)如图所示，则ω和φ的取值是( )A ．ω＝1，φ＝π3B ．ω＝1，φ＝－π3C ．ω＝12，φ＝π6D ．ω＝12，φ＝－π6C [由图象知，T ＝4⎝⎛⎭⎪⎫2π3＋π3＝4π＝2πω，∴ω＝12.又当x ＝2π3时，y ＝1，∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12×2π3＋φ＝1， π3＋φ＝2k π＋π2，k ∈Z ，当k ＝0时，φ＝π6.] 8．已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋2π3＝45，－π2＜α＜0，则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π3＋sin α等于( )A ．－435B ．－335C.335 D.435A [sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π3＋sin α＝32sin α＋32cos α＝3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6＝3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋2π3－π2＝－3cos ⎝⎛⎭⎪⎫α＋2π3＝－3×45＝－435.] 9．已知sin α＋cos α＝23，α∈(0，π)，则sin ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π12的值为( )A.3＋226 B.3－226 C.1＋266 D.1－266A [∵sin α＋cos α＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π4＝23，∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝13，∵α∈(0，π)，∴α＋π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，5π4，又∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝13， ∴α＋π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4，π，∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝－1－sin 2⎝⎛⎭⎪⎫α＋π4＝－223.sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π12＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫α＋π4－π6＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4cos π6－cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4sin π6＝13×32－⎝ ⎛⎭⎪⎫－223×12＝22＋36.] 10．已知tan α和tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α是方程ax 2＋bx ＋c ＝0的两根，则a ，b ，c 的关系是( )A ．b ＝a ＋cB ．2b ＝a ＋cC ．c ＝a ＋bD ．c ＝abC [由根与系数的关系得：tan α＋tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α＝－b a ，tan αtan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α＝ca ，tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤α＋⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α ＝tan α＋tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α1－tan αtan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α＝－ba 1－c a＝1，得c ＝a ＋b .]11．函数f (x )＝A sin ωx (ω＞0)，对任意x 有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －12＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋12，且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－14＝－a ，那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎫94等于()A ．aB ．2aC ．3aD ．4aA [由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －12＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋12， 得f (x ＋1)＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋12＋12 ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋12－12＝f (x )， 即1是f (x )的周期．而f (x )为奇函数，则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫94＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14＝－f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－14＝a .] 12．甲、乙两人从直径为2r 的圆形水池的一条直径的两端同时按逆时针方向沿水池做匀速圆周运动，已知甲的速度是乙的速度的两倍，乙绕水池一周停止运动，若用θ表示乙在某时刻旋转角的弧度数，l 表示甲、乙两人的直线距离，则l ＝f (θ)的大致图象是( )B [由题意知θ＝π时，两人相遇排除A ，C ，两人的直线距离大于等于零，排除D ，故选B.]二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分，将答案填在题中的横线上) 13．已知tan α＝－3，π2＜α＜π，那么cos α－sin α的值是________． －1＋32 [因为tan α＝－3，π2＜α＜π，所以α＝2π3， 所以cos α＝－12，sin α＝32，cos α－sin α＝－1＋32.]14．设α是第二象限角，P (x,4)为其终边上一点，且cos α＝x5，则tan 2α＝________.247[因为α是第二象限角，P (x,4)为其终边上的一点，所以x ＜0， 因为cos α＝x 5＝xx 2＋16，所以x ＝－3，所以tan α＝y x ＝－43，所以tan 2α＝2tan α1－tan 2α＝247.] 15．已知α满足sin α＝13，那么cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α的值为________．718 [∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋α＝cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2－⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α， ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α＝12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－2α＝12cos 2α＝12(1－2sin 2α)＝12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－2×⎝ ⎛⎭⎪⎫132＝718.] 16．关于函数f (x )＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＋cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6，有下列说法：①y ＝f (x )的最大值为2；②y ＝f (x )是以π为最小正周期的周期函数；③y ＝f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π24，13π24上单调递减；④将函数y ＝2cos 2x 的图象向左平移π24个单位后，将与已知函数的图象重合．其中正确说法的序号是________．(把你认为正确的说法的序号都填上) ①②③ [∵f (x )＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＋cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π2－π3 ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3－sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π12， ∴f (x )max ＝2，即①正确．T ＝2π|ω|＝2π2＝π，即②正确． f (x )的递减区间为2k π≤2x －π12≤2k π＋π(k ∈Z )，即k π＋π24≤x ≤k π＋13π24(k ∈Z )，k ＝0时，π24≤x ≤13π24，即③正确． 将函数y ＝2cos 2x 向左平移π24个单位得y ＝2cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x ＋π24≠f (x )，所以④不正确．]三、解答题(本大题共6小题，共70分．解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤)17．(本小题满分10分)已知cos(π＋α)＝－12，且角α在第四象限，计算：(1)sin(2π－α)；(2)sin[α＋(2n ＋1)π]＋sin (π＋α)sin (π－α)·cos (α＋2n π)(n ∈Z )．[解] 因为cos(π＋α)＝－12，所以－cos α＝－12，cos α＝12.又角α在第四象限，所以sin α＝－1－cos 2α＝－32. (1)sin(2π－α)＝sin[2π＋(－α)] ＝sin(－α)＝－sin α＝32. (2)sin[α＋(2n ＋1)π]＋sin (π＋α)sin (π－α)·cos (α＋2n π)＝sin (α＋2n π＋π)－sin αsin αcos α＝sin (π＋α)－sin αsin αcos α＝－2sin αsin αcos α＝－2cos α＝－4.18．(本小题满分12分)已知α，β为锐角，sin α＝17，cos(α＋β)＝35.(1)求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6的值；(2)求cos β的值．[解] (1)∵α为锐角，sin α＝17，∴cos α＝1－sin 2α＝437，∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π6＝sin αcos π6＋cos αsin π6 ＝17×32＋437×12＝5314. (2)∵α，β为锐角，∴α＋β∈(0，π)，由cos(α＋β)＝35得，sin(α＋β)＝1－cos 2(α＋β)＝45，∴cos β＝cos[(α＋β)－α]＝cos(α＋β)cos α＋sin(α＋β)sin α＝35×437＋45×17＝4＋12335. 19．(本小题满分12分)已知f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6＋32，x ∈R .(1)求函数f (x )的最小正周期和单调增区间；(2)函数f (x )的图象可以由函数y ＝sin 2x (x ∈R )的图象经过怎样的变换得到？ [解] (1)T ＝2π2＝π，由2k π－π2≤2x ＋π6≤2k π＋π2(k ∈Z )，知k π－π3≤x ≤k π＋π6(k ∈Z )． 所以所求函数的最小正周期为π，所求的函数的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π3，k π＋π6(k ∈Z )．(2)变换情况如下：y ＝sin 2x ――――――――――――→向左平移π12个单位长度y ＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π12―――――――――――→将图象上各点向上平移32个单位长度y ＝sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x ＋π6＋32.20．(本小题满分12分)已知函数f (x )＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π4，x ∈R . (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间；(2)求函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π8，π2上的最小值和最大值，并求出取得最值时x 的值． [解] (1)因为f (x )＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π4， 所以函数f (x )的最小正周期为T ＝2π2＝π.由－π＋2k π≤2x －π4≤2k π(k ∈Z )，得－3π8＋k π≤x ≤π8＋k π(k ∈Z )，故函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤－3π8＋k π，π8＋k π(k ∈Z )．(2)因为f (x )＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π4在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π8，π8上为增函数，在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π8，π2上为减函数，又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π8＝0，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8＝2，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π－π4＝－2cos π4＝－1，所以函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π8，π2上的最大值为2，此时x ＝π8；最小值为－1，此时x ＝π2.21．(本小题满分12分)已知△ABC 的三个内角分别为A ，B ，C ，且满足sin 2(A ＋C )＝3sinB cos B ，cos(C －A )＝－2cos 2A .(1)试判断△ABC 的形状；(2)已知函数f (x )＝sin x －3cos x (x ∈R )，求f (A ＋45°)的值． [解] (1)∵sin 2(A ＋C )＝3sin B cos B ， ∴sin 2B ＝3sin B cos B ，∵sin B ≠0，∴sin B ＝3cos B ，∴tan B ＝3， ∵0°＜B ＜180°，∴B ＝60°， 又cos(C －A )＝－2cos 2A ， 得cos(120°－2A )＝－2cos 2A ，化简得sin 2A ＝－3cos 2A ，解得tan 2A ＝－3， 又0°＜A ＜120°，∴0°＜2A ＜240°， ∴2A ＝120°，∴A ＝60°，∴C ＝60°， ∴△ABC 为等边三角形． (2)∵f (x )＝sin x －3cos x ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x －32cos x＝2(sin x cos 60°－cos x sin 60°) ＝2sin(x －60°)，∴f (A ＋45°)＝2sin 45°＝ 2.22．(本小题满分12分)如图，矩形ABCD 的长AD ＝23，宽AB ＝1，A ，D 两点分别在x ，y 轴的正半轴上移动，B ，C 两点在第一象限，求OB 2的最大值．[解] 过点B 作BH ⊥OA ，垂足为H .设∠OAD ＝θ⎝⎛⎭⎪⎫0＜θ＜π2，则∠BAH ＝π2－θ，OA ＝23cos θ，BH ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－θ＝cos θ，AH ＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫π2－θ＝sin θ， ∴B (23cos θ＋sin θ，cos θ)，OB 2＝(23cos θ＋sin θ)2＋cos 2θ＝7＋6cos 2θ＋23sin 2θ＝7＋43sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2θ＋π3. 由0＜θ＜π2，知π3＜2θ＋π3＜4π3，所以当θ＝π12时，OB 2取得最大值7＋4 3.。
人教A版高一数学必修第一册第五章《三角函数》章末练习题卷含答案解析(14)
人教A版高一数学必修第一册第五章《三角函数》单元练习题卷10（共22题）一、选择题（共10题）1.函数f(x)=sin2x，x∈R的最小正周期为( )A．π2B．πC．2πD．4π2.已知cotα=2，tan(α−β)=−25，则tan(β−2α)的值是( )A．14B．−112C．18D．−183.如图所示，某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y=3sin(π6x+φ)+k．据此函数可知，这段时间水深（单位：m）的最大值为( )A．5B．6C．8D．104.已知函数f(x)=asin2x−√3cos2x的图象关于直线x=−π12对称，若f(x1)⋅f(x2)=−4，则a∣∣x1−x2∣的最小值为( )A．π4B．π2C．πD．2π5.若函数f(x)=asin2x−bcos2x在x=π6处有最小值−2，则常数a，b的值是( ) A．a=−1，b=√3B．a=1，b=−√3C．a=√3，b=−1D．a=−√3，b=16.函数y=2sin(2x+π3)的图象的一条对称轴方程可以是( )A．x=0B．x=π2C．x=π12D．x=π67.设函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)(ω>0,∣φ∣<π2)的最小正周期为π，且f(−x)= f(x)，则( )A．f(x)在(0,π2)单调递减B．f(x)在(π4,3π4)单调递减C．f(x)在(0,π2)单调递增D．f(x)在(π4,3π4)单调递增8.若角α的终边经过点P(1,−2)，则sinα的值为( )A．2√55B．√55C．−√55D．−2√559.如果函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点(4π3,0)中心对称，那么∣φ∣的最小值为( )A．π6B．π4C．π3D．π210.函数y=cos2x−sin2x(0<x<π2)的值域为( ) A．(−1,1)B．[−√2,√2] C．[−√2,1]D．(−1,√2]二、填空题（共6题）11.化简sinθ1+sinθ−sinθ1−sinθ的值为．12.已知函数f(x)=√3sinωx+cosωx(ω>0)，x∈R，f(x1)=−2，f(x2)=0且∣x1−x2∣的最小值等于π，则ω=．13.已知角θ的顶点为坐标原点，始边为x轴的正半轴．若P(4,y)是角θ终边上一点，且sinθ=−2√55，则y=．14.将下列各角度化为弧度：（1）30∘=；（2）120∘=；（3）−60∘=；（4）−30∘=；（5）−200∘=；（6）180∘=；（7）135∘=；（8）−75∘=；（9）270∘=；（10）0∘=；15.如图，A，B为某市的两个旅游中心，海岸线l可看做一条直线，且与AB所在直线平行，现计划将两个旅游中心与海岸线连接起来，由于地势原因，需在以AB为直径的半圆上选定一点P，修建PA，PB，PQ三段公路，其中PQ⊥l，AB=20km，两平行直线AB与l之间的距离为20km，公路PA和PB段的造价均为6千万元/km，公路PQ段的造价为5千万元/km，为便于筹备充足资金，需要计算该项工程的最大预算，根据以上信息，这三段公路总造价的最大值为千万．,x∈R)的部分图象，则y=f(x)函数16.如图为函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,∣φ∣<π2解析式为．三、解答题（共6题）．17.已知α∈(0,π)，cosα=−13−α)的值；(1) 求cos(π4(2) 求sin(2π3+2α)的值．18.设函数f(x)=lg(1−cos2x)+cos(x+θ)，θ∈[0,π2)．(1) 讨论函数y=f(x)的奇偶性，并说明理由；(2) 设θ>0，解关于x的不等式f(π4+x)−f(3π4−x)<0．19.已知角α的终边上有一点P，OP=3√10，且tanα=−13(π2<α<π)，求点P的坐标．20.已知锐角α，β，且tanα=2，cosβ=513，求：(1) sin2α；(2) tan(2α−β)．21.已知等腰三角形底角的正弦值为45，求这个三角形顶角的正弦、余弦和正切值．22.写出与下列各角终边相同的角的集合，并找出集合中适合不等式−360∘≤β<360∘的元素β：(1) 60∘；(2) −75∘；(3) −824∘30ʹ；(4) 475∘；(5) 90∘；(6) 270∘；(7) 180∘；(8) 0∘．答案一、选择题（共10题） 1. 【答案】B【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质2. 【答案】B【知识点】两角和与差的正切3. 【答案】C【解析】由图可知 −3+k =2，所以 k =5， 所以 y =3sin (π6x +φ)+5，所以 y max =3+5=8． 【知识点】三角函数模型的应用4. 【答案】B【解析】由辅助角公式知 f (x )=√a 2+3sin (2x +φ)，φ∈[0,2π)， f (x ) 图象类似于 sinx ，可判断 x =−π12 时取最值， sin (2⋅(−π12)+φ)=±1， φ−π6=π2或32π， φ=23π或53π， 而 sinφ=√3√a 2+3，于是 φ=53π，cosφ=√a 2+3=cos 53π，解得 a =1，f (x )=2sin (2x +53π)，f (x 1)⋅f (x 2)=−4 只有一个取 2，一个取 −2， 最大值点与最小值点 ∣x 1−x 2∣min =T2=2π2ω=π2， 于是 a∣∣x 1−x 2∣min ≥π2． 综上，选B ．【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质5. 【答案】D【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质6. 【答案】C【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质7. 【答案】A【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质8. 【答案】D【知识点】任意角的三角函数定义9. 【答案】A【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质10. 【答案】C【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质二、填空题（共6题）11. 【答案】−2tan2θ【解析】sinθ1+sinθ−sinθ1−sinθ=sinθ−sin2θ−sinθ−sin2θ1−sin2θ=−2sin2θcos2θ=−2tan2θ.【知识点】同角三角函数的基本关系12. 【答案】12【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质13. 【答案】−8【解析】P(4,y)是角θ终边上一点，由三角函数的定义知sinθ=√16+y2，又sinθ=−2√55，所以√16+y2=−2√55，解得y=−8．【知识点】任意角的三角函数定义14. 【答案】π6；2π3；−π3；−π6；−10π9；π；3π4；−5π12；3π2；0【知识点】弧度制15. 【答案】 222【解析】根据题意，设 ∠PAD =θ，则 0≤θ≤π2，过点 P 作 PD ⊥AB ，则 P ，D ，Q 三点共线， 设这三段公路总造价为 y ，又由 AB =20 km ，则 AP =20cosθ km ，BP =20sinθ km ， 则 PD =20cosθsinθ km ，又由两平行直线 AB 与 l 之间的距离为 20 km ，则 PQ =(20−20cosθsinθ)km ，则 y=6×(20sinθ+20cosθ)+5×(20−20cosθsinθ)=120(sinθ+cosθ)+100(1−sinθcosθ),设 sinθ+cosθ=t ，则 t =√2sin (θ+π4)，则有 1≤t ≤√2，则 sinθcosθ=t 2−12，则 y =120t +100(1−t 2−12)=120t +100(3−t 22)=−50t 2+120t +150，1≤t ≤√2，分析可得：t =65 时，y 取得最大值，且 y max =222．【知识点】三角函数模型的应用、Asin(ωx+ψ)形式函数的性质16. 【答案】 y =2sin(2x +π3)【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质三、解答题（共6题） 17. 【答案】(1) 因为 sin 2α+cos 2α=1，cosα=−13， 所以 sin 2α=89， 又因为 α∈(0,π)， 所以 sinα=2√23．又因为 cos (π4−α)=cos π4cosα+sin π4sinα=√22⋅(−13)+√22⋅2√23=4−√26．(2) 因为 sinα=2√23，cosα=−13，所以 sin2α=2sinα⋅cosα=−4√29，cos2α=cos 2α−sin 2α=−79， sin (2π3+2α)=sin2π3⋅cos2α+cos2π3⋅sin2α=√32⋅−79+−12⋅−4√29=4√2−7√318． 【知识点】二倍角公式、两角和与差的余弦、两角和与差的正弦18. 【答案】(1) 根据对数有意义，得 1−cos2x >0， 所以 cos2x ≠1，x ≠kπ(k ∈Z ) 定义域关于原点对称，当函数是偶函数，那么有 f (−x )=f (x )，lg [1−cos2(−x )]+cos (−x +θ)=log (1−cos2x )+cos (x +θ)cos (−x +θ)=cos (x +θ)， 展开整理得 2sinxsinθ=0 对一切 x ≠kπ(k ∈Z ) 恒成立， 因为 θ∈[0,π2)， 所以 θ=0，当函数是奇函数，那么任意定义域内 x 0 有 f (x 0)+f (−x 0)=0， 例如 x 0=π4，f (π4)+f (−π4)=0，f (−π4)=lg (1−cos (−π2))+cos (−π4+θ)=cos (−π4+θ)，f (π4)=lg (1−cos π2)+cos (π4+θ)=cos (π4+θ)，f (π4)+f (−π4)=0，推得 cosθ=0，显然这样 θ∈(0,π2) 是不存在的， 所以当 θ∈(0,π2) 时既不是奇函数又不是偶函数，说明假命题只能举反例．(2) f (π4+x)−f (3π4−x)<0 代入得 lg [1−cos2(π4+x)]+cos (π4+x +θ)−lg [1−cos2(3π4−x)]−cos (3π4−x +θ)<0，lg (1+sin2x )+cos (π4+x +θ)−lg (1+sin2x )−cos (3π4−x +θ)<0，化简 cos (π4+x −θ)+cos (π4+x +θ)<0，展开整理得 2cos (x +π4)cosθ<0， 因为 θ∈(0,π2)，所以 cosθ>0， 所以 cos (x +π4)<0，所以 { cos (x +π4)<0,π4+x ≠k 1π,3π4−x ≠k 2π, k 1∈Z ，k 2∈Z ，所以不等式解集为 (2mπ+π4,2mπ+3π4)∪(2mπ+3π4,2mπ+5π4)，m ∈Z ．【知识点】函数的奇偶性、Asin(ωx+ψ)形式函数的性质19. 【答案】设点 P 的坐标为 (x,y )．因为π2<α<π，所以 x <0，y >0．由题意，得 {x 2+y 2=(3√10)2,y x=−13,x <0,y >0.解方程组，得 x =−9，y =3，即点 P 的坐标为 (−9,3)．【知识点】任意角的三角函数定义20. 【答案】(1) 因为 tanα=2， 所以 sin2α=2sinαcosα=2sinαcosαsin 2α+cos 2α=2tanαtan 2α+1=2×222+1=45.(2) 因为 tanα=2，所以 tan2α=2tanα1−tan 2α=2×21−22=−43． 因为 cosβ=513，且 β 为锐角，所以 sinβ=√1−cos 2β=√1−(513)2=1213，所以 tanβ=sinβcosβ=1213513=125，所以tan (2α−β)=tan2α−tanβ1+tan2αtanβ=−43−1251+(−43)×125=5633.【知识点】两角和与差的正切、二倍角公式21. 【答案】设底角为 B ，顶角为 A ，则 A =π−2B ，而 sinB =45，则 sinA =sin (π−2B )=sin2B =2425，cosA =725，tanA =247．【知识点】二倍角公式22. 【答案】(1) {β∣ β=60∘+k ⋅360∘,k ∈Z }，−300∘，60∘．(2) {β∣ β=−75∘+k ⋅360∘,k ∈Z }，−75∘，285∘．(3) {β∣β=−824∘30ʹ+k ⋅360∘,k ∈Z )，−104∘30ʹ，255∘30ʹ．(4) {β∣ β=475∘+k ⋅360∘,k ∈Z }，−245∘，115∘．(5) {β∣ β=90∘+k ⋅360∘,k ∈Z }，−270∘，90∘．(6) {β∣ β=270∘+k ⋅360∘,k ∈Z }，−90∘，270∘．(7) {β∣ β=180∘+k ⋅360∘,k ∈Z }，−180∘，180∘．(8) {β∣ β=k ⋅360∘,k ∈Z }，−360∘，0∘．【知识点】任意角的概念。
高中数学人教(A)版高一必修第一册 第五章《5.4 三角函数的图形与性质》 练习题
5.4 三角函数的图形与性质5.4.1 正弦函数、余弦函数的图象基础过关练习题组一 正弦函数、余弦函数的图象1、用“五点法”作1cos 2-=x y 在[]π2,0上的图象时，应取的五点为（ ）A 、()()()120231-021,0，，，，，，，，ππππ⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛B 、()()()121-233-1-21,0，，，，，，，，ππππ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛ C 、()()()()()143-3123-1,0，，，，，，，，ππππ D 、()⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛2-321-2031-361,0，，，，，，，，ππππ 2、函数y=−sinx ，x ∈[23,2-ππ]的简图（ ） A 、 B. C. D.3、已知函数()x cos 23+-=x f 的图象经过点⎪⎭⎫⎝⎛b ，3π，则b= 。
4、用“五点法”作函数x y cos 311-=图象的简图。
题组二 正弦、余弦曲线的运用5、使不等式0sin 22≥-x 成立的x 的取值集合是（ ）A 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≤≤+Z k k x k x ,43242|ππππ B 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≤≤+Z k k x k x ,47242|ππππ C 、⎬⎫⎨⎧∈+≤≤Z k k x k x ,25-2|ππππ D 、⎬⎫⎨⎧∈+≤≤+Z k k x k x ,7252|ππππ6、已知集合A=⎭⎬⎫⎩⎨⎧>21cos |αα，B={}παα<<0|，且C B A = ,则C=（ ） A 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<60|παα B 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<23|παπα C 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<30|παα D 、⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<παπα3|7、函数()x x f 4log =的图象与函数()x x g πsin =的图象的交点个数是（ ） A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 8、（多选）下列x 的取值范围能使x x sin cos >成立的是（ ）A 、⎪⎭⎫ ⎝⎛40π，B 、⎪⎭⎫ ⎝⎛454ππ，C 、⎪⎭⎫ ⎝⎛ππ245，D 、⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛4524ππππ，， 9、函数x y cos =，[]π2,0∈x 的图象与直线21-=y 的交点有 个。
高中数学 第五章 三角函数检测试题(含解析)新人教A版必修第一册-新人教A版高一第一册数学试题
第五章检测试题时间：120分钟 分值：150分第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题每小题5分，共60分 1．已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2＋σ＝－35，且σ是第四象限角，则cos(－3π＋σ)的值为( B )A.45 B ．－45C ．±45D.35解析：∵cos ⎝⎛⎭⎪⎫3π2＋σ＝sin σ＝－35，且σ是第四象限角，∴cos σ＝45.∴cos(－3π＋σ)＝－cos σ＝－45.2．计算sin135°cos15°－cos45°sin(－15°)的值为( D ) A.12B.33 C.22D.32解析：原式＝cos45°cos15°＋si n45°sin15°＝cos(45°－15°)＝cos30°＝32.故选D.3．函数y ＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫π6－2x (x ∈[0，π])为增函数的区间是( C )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π3 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12，7π12C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3，5π6D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π6，π 解析：y ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6－2x ＝－2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π6，原函数的单调递增区间就是y ＝2sin2x －π6的单调递减区间，即2k π＋π2≤2x －π6≤2k π＋3π2，k ∈Z ，k π＋π3≤x ≤k π＋5π6，k ∈Z ，对比各选项，令k ＝0，得选项C 正确．4．函数f (x )＝sin(ωx ＋φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0，|φ|<π2的最小正周期为π，若其图象向右平移π3个单位后关于y 轴对称，则( B )A ．ω＝2，φ＝π3B ．ω＝2，φ＝π6C ．ω＝4，φ＝π6D ．ω＝2，φ＝－π6解析：T ＝2πω＝π，所以ω＝2.函数f (x )＝sin(2x ＋φ)的图象向右平移π3个单位得函数g (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋φ－2π3的图象关于y 轴对称，所以φ－2π3＝π2＋k π，k ∈Z ，所以φ＝76π＋k π，k ∈Z .因为|φ|<π2，所以φ＝π6，故选B.5．函数f (x )＝A sin(ωx ＋φ)＋b 的图象如图，则S ＝f (0)＋f (1)＋…＋f (2 016)等于( C )A ．0B ．503C ．2 017D ．2 012解析：由题意知，函数f (x )＝12sin π2x ＋1，周期T ＝4.S ＝f (0)＋f (1)＋…＋f (2 016)＝504[f (0)＋f (1)＋f (2)＋f (3)]＋1＝504×4＋1＝2017.选C.6．已知sin2π＋θtan π＋θtan 3π－θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－θtan －π－θ＝1，则3sin 2θ＋3sin θcos θ＋2cos 2θ的值是( A ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．6解析：∵sin2π＋θtan π＋θtan 3π－θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－θtan －π－θ＝sin θtan θtan －θ－sin θtan π＋θ＝－sin θtan θtan θ－sin θtan θ＝tan θ＝1， ∴3sin 2θ＋3sin θcos θ＋2cos 2θ ＝3sin 2θ＋3cos 2θsin 2θ＋3sin θcos θ＋2cos 2θ＝3tan 2θ＋3tan 2θ＋3tan θ＋2＝3＋31＋3＋2＝1，故选A. 7．若0<α<π2，－π2<β<0，cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋α＝13，cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2＝33，则cos ⎝⎛⎭⎪⎫α＋β2＝( C ) A.33 B ．－33 C.539D ．－69解析：根据条件可得α＋π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，34π，π4－β2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，π2，所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝223，sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2＝63，所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋β2＝cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋α－⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2 ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2＋sin ⎝⎛⎭⎪⎫π4＋αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2＝13×33＋223×63＝539.8．已知函数f (x )＝3sin ωx ＋cos ωx (ω>0)，y ＝f (x )的图象与直线y ＝2的两个相邻交点的距离等于π，则f (x )的单调递增区间是( C )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π12，k π＋5π12，k ∈Z B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π＋5π12，k π＋11π12，k ∈Z C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π3，k π＋π6，k ∈Z D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π＋π6，k π＋2π3，k ∈Z 解析：f (x )＝3sin ωx ＋cos ωx ＝2sin(ωx ＋π6)，由已知得周期T ＝π.∴ω＝2，即f (x )＝2sin(2x ＋π6)．由2k π－π2≤2x ＋π6≤2k π＋π2(k ∈Z )得k π－π3≤x ≤k π＋π6(k ∈Z )．9．在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤－3π2，3π2X 围内，函数y ＝tan x 与函数y ＝sin x 的图象的交点的个数为( C )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：在同一坐标系中，首先作出y ＝sin x 与y ＝tan x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π2，π2内的图象，需明确x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2时，有sin x <x <tan x (利用单位圆中的正弦线、正切线结合面积大小的比较就可证明)，然后作出x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－3π2，3π2的两函数的图象，如图所示，由图象可知它们有3个交点．10．若ω>0，函数y ＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫ωx ＋π3的图象向右平移π3个单位长度后与函数y ＝sin ωx的图象重合，则ω的最小值为( B )A.112B.52C.12D.32解析：y ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋π3向右平移π3个单位长度可得y ＝cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x －π3＋π3＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋π3－ωπ3＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋π3－ωπ3＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋56π－ωπ3. 因为函数y ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋π3的图象向右平移π3个单位长度后与函数y ＝sin ωx 图象重合，所以ωx ＋5π6－ωπ3＝ωx ＋2k π(k ∈Z )．又ω>0，所以当k ＝0时，ω取最小值为52，故选B.11．将函数f (x )＝12sin2x sin π3＋cos 2x cos π3－12sin(π2＋π3)的图象上各点的横坐标缩短到原来的12，纵坐标不变，得到函数y ＝g (x )的图象，则函数g (x )在[0，π4]上的最大值和最小值分别为( C )A.12，－12B.14，－14C.12，－14D.14，－12解析：f (x )＝12×32sin2x ＋12cos 2x －12sin 5π6＝34sin2x ＋12cos 2x －14 ＝34sin2x ＋12×1＋cos2x 2－14＝12sin(2x ＋π6)， 所以g (x )＝12sin(4x ＋π6)．因为x ∈[0，π4]，所以4x ＋π6∈[π6，7π6]，所以当4x ＋π6＝π2时，g (x )取得最大值12；当4x ＋π6＝7π6时，g (x )取得最小值－14.12．设函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x ＋π4⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，9π8，若方程f (x )＝a 恰好有三个根，分别为x 1，x 2，x 3(x 1<x 2<x 3)，则2x 1＋3x 2＋x 3的值为( D )A ．π B.3π4C.3π2 D.7π4解析：由题意x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，9π8，则2x ＋π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，5π2，画出函数的大致图象，如图所示．由图可得，当22≤a <1时，方程f (x )＝a 恰有三个根． 由2x ＋π4＝π2得x ＝π8；由2x ＋π4＝3π2得x ＝5π8.由图可知，点(x 1，a )与点(x 2，a )关于直线x ＝π8对称；点(x 2，a )和点(x 3，a )关于x ＝5π8对称，所以x 1＋x 2＝π4，x 2＋x 3＝5π4，所以2x 1＋3x 2＋x 3＝2(x 1＋x 2)＋(x 2＋x 3)＝7π4，故选D.第Ⅱ卷(非选择题，共90分)二、填空题每小题5分，共20分13．已知一扇形的半径为2，面积为4，则此扇形圆心角的绝对值为2弧度． 解析：设扇形圆心角的绝对值为α弧度，则4＝12α·22，所以α＝2.14．已知cos(α－π6)＋sin α＝435，则sin(α＋7π6)的值为－45.解析：由已知得32cos α＋32sin α＝435， 所以12cos α＋32sin α＝45，即sin(α＋π6)＝45，因此，sin(α＋7π6)＝－sin(α＋π6)＝－45.15．已知f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋π3(ω>0)，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3，且f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π6，π3内有最小值，无最大值，则ω＝143.解析：由题意知x ＝π6＋π32＝π4为函数的一条对称轴，且ω·π4＋π3＝2k π－π2(k ∈Z )，得ω＝8k －103(k ∈Z )．①又π3－π6≤2πω(ω>0)，∴0<ω≤12.② 由①②得k ＝1，ω＝143.16．关于函数f (x )＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＋cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6，有下列命题： ①y ＝f (x )的最大值为2； ②y ＝f (x )的最小正周期是π；③y ＝f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π24，13π24上是减函数；④将函数y ＝2cos2x 的图象向右平移π24个单位后，与已知函数的图象重合．其中正确命题的序号是①②③④. 解析：f (x )＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＋cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＋sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2－⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3－sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3 ＝2⎣⎢⎡⎦⎥⎤22cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3－22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3＋π4 ＝2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π12， ∴y ＝f (x )的最大值为2，最小正周期为π，故①②正确．又当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π24，13π24时，2x －π12∈[0，π]，∴y ＝f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π24，13π24上是减函数，故③正确．由④得y ＝2cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x －π24 ＝2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π12，故④正确． 三、解答题写出必要的计算步骤，只写最后结果不得分，共70分17．(10分)函数f 1(x )＝A sin(ωx ＋φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0，ω>0，|φ|<π2的一段图象过点(0,1)，如图所示．(1)求函数f 1(x )的表达式；(2)将函数y ＝f 1(x )的图象向右平移π4个单位，得函数y ＝f 2(x )的图象，求y ＝f 2(x )的最大值，并求出此时自变量x 的取值集合．解：(1)由题图知，T ＝π，于是ω＝2πT＝2.将y ＝A sin2x 的图象向左平移π12，得y ＝A sin(2x ＋φ)的图象，于是φ＝2×π12＝π6.将(0,1)代入y ＝A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6，得A ＝2. 故f 1(x )＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6. (2)依题意，f 2(x )＝2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x －π4＋π6＝－2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6.当2x ＋π6＝2k π＋π(k ∈Z )，即x ＝k π＋5π12(k ∈Z )时，y max ＝2.x 的取值集合为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ＝k π＋5π12，k ∈Z. 18．(12分)已知函数f (x )＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π4，x ∈R . (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间；(2)求函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π8，π2上的最小值和最大值，并求出取得最值时的x 的值．解：(1)∵f (x )＝2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π4，∴函数f (x )的最小正周期为T ＝2π2＝π.由－π＋2k π≤2x －π4≤2k π(k ∈Z )，得－3π8＋k π≤x ≤π8＋k π(k ∈Z )．故函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤－3π8＋k π，π8＋k π(k ∈Z )． (2)∵f (x )＝2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π4在区间⎣⎢⎡－π8，⎦⎥⎤π8上为增函数，在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π8，π2上为减函数， 又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π8＝0，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8＝2，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝－1，∴函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π8，π2上的最大值为2，此时x ＝π8；最小值为－1，此时x ＝π2.19．(12分)设函数f (x )＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π3＋sin 2x .(1)求函数f (x )的最大值和最小正周期；(2)设A ，B ，C 为△ABC 的三个内角，若cos B ＝13，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫C 2＝－14，且C 为锐角，求sin A .解：(1)f (x )＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π3＋sin 2x＝cos2x ·cos π3－sin2x ·sin π3＋1－cos2x2＝12cos2x －32sin2x －12cos2x ＋12＝12－32sin2x ， ∴当2x ＝－π2＋2k π(k ∈Z )，即x ＝k π－π4(k ∈Z )时，f (x )max ＝1＋32.T ＝2π2＝π. 故f (x )的最大值为1＋32，最小正周期为π.(2)由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫C 2＝－14，即12－32sin C ＝－14， 解得sin C ＝32. 又C 为锐角，∴C ＝π3.由cos B ＝13，得sin B ＝223.∴sin A ＝sin[π－(B ＋C )]＝sin(B ＋C )＝sin B ·cos C ＋cos B ·sin C ＝223×12＋13×32＝22＋36.20．(12分)已知函数f (x )＝A sin(ωx ＋φ)＋B ⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0，ω>0，|φ|<π2的一系列对应值如下表：(2)根据(1)的结果，若函数y ＝f (kx )(k >0)的周期为2π3，当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π3时，方程f (kx )＝m 恰有两个不同的解，某某数m 的取值X 围．解：(1)设f (x )的最小正周期为T ， 得T ＝11π6－⎝ ⎛⎭⎪⎫－π6＝2π，由T ＝2πω，得ω＝1.又⎩⎪⎨⎪⎧B ＋A ＝3，B －A ＝－1，解得⎩⎪⎨⎪⎧A ＝2，B ＝1.令ω·5π6＋φ＝π2＋2k π(k ∈Z )，即5π6＋φ＝π2＋2k π(k ∈Z )， 又|φ|<π2，∴φ＝－π3，∴f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x －π3＋1.(2)∵函数y ＝f (kx )＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫kx －π3＋1的周期为2π3，又k >0，∴k ＝3， 令t ＝3x －π3，∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π3，∴t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π3，2π3.如图，sin t ＝s 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π3，2π3上有两个不同的解，则s ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫32，1.∴方程f (kx )＝m 在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π3时恰好有两个不同的解，则m ∈[3＋1,3)，即实数m 的取值X 围是[3＋1,3)．21．(12分)已知函数f (x )＝23sin x cos x ＋2sin 2x .(1)若f (x )＝0，x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2，π，求x 的值；(2)将函数f (x )的图象向左平移π3个单位长度，再将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变)，得到函数g (x )的图象，若y ＝h (x )与y ＝g (x )的图象关于直线x ＝π4对称，求函数h (x )在⎝ ⎛⎦⎥⎤－π6，2π3上的值域．解：f (x )＝23sin x cos x ＋2sin 2x＝3sin2x ＋1－cos2x ＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π6＋1.(1)由f (x )＝0，得2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π6＋1＝0， ∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π6＝－12，∴2x －π6＝－π6＋2k π或2x －π6＝－5π6＋2k π，k ∈Z .又∵x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2，π，∴x ＝－π3或0或2π3.(2)将函数f (x )的图象向左平移π3个单位长度，可得函数图象的解析式为y ＝2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π3－π6＋1＝2sin2x ＋π2＋1＝2cos2x ＋1，再将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变)，得到函数g (x )＝2cos x ＋1.又y ＝h (x )与y ＝g (x )的图象关于直线x ＝π4对称，∴h (x )＝g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－x ＝2sin x ＋1. ∵x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤－π6，2π3，∴sin x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤－12，1.故函数h (x )的值域为(0,3]．22．(12分)已知函数f (x )＝3sin ωx cos ωx ＋cos 2ωx ＋b ＋1.(1)若函数f (x )的图象关于直线x ＝π6对称，且ω∈[0,3]，求函数f (x )的单调递增区间；(2)在(1)的条件下，当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，7π12时，函数f (x )有且只有一个零点，某某数b 的取值X 围．解：(1)函数f (x )＝3sin ωx cos ωx ＋cos 2ωx ＋b ＋1＝32sin2ωx ＋1＋cos2ωx2＋b ＋1＝sin ⎝⎛⎭⎪⎫2ωx ＋π6＋32＋b .∵函数f (x )的图象关于直线x ＝π6对称，∴2ω·π6＋π6＝k π＋π2，k ∈Z ，且ω∈[0,3]，∴ω＝1.由2k π－π2≤2x ＋π6≤2k π＋π2(k ∈Z )，解得k π－π3≤x ≤k π＋π6(k ∈Z )，∴函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π3，k π＋π6(k ∈Z )． (2)由(1)知f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6＋32＋b .∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，7π12，∴2x ＋π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6，4π3.当2x ＋π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6，π2，即x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π6时，函数f (x )单调递增；当2x ＋π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2，4π3，即x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6，7π12时，函数f (x )单调递减．又f (0)＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3， ∴当f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>0≥f ⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12或f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＝0时，函数f (x )有且只有一个零点， 即sin 4π3≤－b －32<sin 5π6或1＋32＋b ＝0，∴b ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤－2，3－32∪⎩⎨⎧⎭⎬⎫－52 .。
第五章 三角函数测试题(习题)- 2021-2022学年高一上数学人教A版(2019)必修(第一册)
第五章测试题一、单选题(每小题5分，共40分)1．电流I (A )随时间t (s )变化的关系是I ＝3sin 100πt ，t ∈[0，＋∞)，则电流I 变化的周期是( ) A ．150 B ．50 C ．1100 D ．1002．已知角α是第三象限角，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3．在平面直角坐标系中，设角α的终边上任意一点P 的坐标是(x ，y )，它与原点的距离是r (r ＞0)，规定：比值y －x r 叫做α的正余混弦，记作sch α.若sch α＝15 (0＜α＜π)，则tan α＝( )A ．－34B ．34C ．－43D ．434．已知α为锐角，cos α＝55，则tan ⎝⎛⎭⎫π4＋2α ＝( ) A ．－3 B ．－17 C ．－43D ．－75．已知函数y ＝A sin (ωx ＋φ)(A >0，ω>0，|φ|<π)的一段图象如图所示，则函数的解析式为( )A.y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π4 B ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π4 或y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋3π4 C ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋3π4 D ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －3π4 6．若sin (π＋α)＋cos ⎝⎛⎭⎫π2＋α ＝－m ，则cos ⎝⎛⎭⎫3π2－α ＋2sin (6π－α)的值为( ) A ．－23 mB ．－32 mC ．23mD ．32m7．已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π4 (x ∈R ，ω>0)的最小正周期为π，将y ＝f (x )的图象向左平移|φ|个单位长度，所得图象关于y 轴对称，则φ的一个值是( ) A ．π2 B ．3π8 C ．π4 D ．5π88．已知函数f (x )＝sin ωx ＋3 cos ωx (ω∈N *)在(0，π)上恰有两个不同的零点，则ω的值是( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4二、多选题(每小题5分，共20分，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 9．若角α是第二象限角，则α2 不可能是( )A ．第一象限角B ．第二象限角C ．第三象限角D ．第四象限角 10．下列说法错误的是( )A ．长度等于半径的弦所对的圆心角为1弧度B ．若tan α≥0，则k π≤α≤π2＋k π(k ∈Z )C ．若角α的终边过点P (3k ，4k )(k ≠0)，则sin α＝45D ．当2k π<α<π4＋2k π(k ∈Z )时，sin α<cos α11．已知函数y ＝⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6 ，则以下结论正确的是( ) A ．函数的最小正周期为π2B ．函数为偶函数C ．函数图象的一条对称轴为直线x ＝π3D ．函数在⎣⎡⎦⎤2π3，5π6 上为减函数12．关于函数f (x )＝sin |x |＋|sin x |有下述四个结论，其中正确的结论是( ) A ．f (x )是偶函数B ．f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π2，π 单调递增C ．f (x )在[－π，π]有4个零点D ．f (x )的最大值为2三、填空题(每小题5分，共20分)13.sin ⎝⎛⎭⎫15π2＋αcos ⎝⎛⎭⎫α－π2sin ⎝⎛⎭⎫9π2－αcos ⎝⎛⎭⎫3π2＋α ＝________．14．已知α为钝角，sin ⎝⎛⎭⎫π4＋α ＝34 ，则sin (π4 －α)＝________，cos ⎝⎛⎭⎫α－π4 ＝________．(本题第一空2分，第二空3分)15．若sin α＝－45 ，且α是第三象限角，则1＋tanα21－tanα2＝________．16．已知函数f (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6 (ω>0)和g (x )＝2cos (2x ＋φ)＋1的图象的对称轴完全相同，若x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2 ，则f (x )的取值范围是________． 四、解答题(共70分) 17．(10分)已知tan α＝－34 .(1)求2＋sin αcos α－cos 2α的值；(2)求sin （4π－α）cos （3π＋α）cos ⎝⎛⎭⎫π2＋αcos ⎝⎛⎭⎫152π－αcos （π－α）sin （3π－α）sin （－π－α）sin ⎝⎛⎭⎫132π＋α 的值．18．(12分)已知函数f (x )＝23 sin x cos x ＋2cos 2x －1(x ∈R ). (1)求函数f (x )的最小正周期及单调递增区间； (2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0，π2 上的最大值和最小值． 19.(12分)如图，是函数y ＝A sin (ωx ＋φ)＋k (A ＞0，ω＞0)的一段图象．(1)求此函数的解析式；(2)分析一下该函数的图象是如何通过y ＝sin x 的图象变换得来的？20．(12分)如图，设A 是单位圆和x 轴正半轴的交点，P ，Q 是单位圆上的两点，O 是坐标原点，且∠AOP ＝β，β∈(0，π2)，∠AOQ ＝α，α∈[0，π).(1)若点Q 的坐标是(m ，45 )，其中m <0，求cos (π－α)＋sin (－α)的值；(2)设点P ⎝⎛⎭⎫32，12 ，函数f (α)＝sin (α＋β)，求f (α)的值域．21．(12分)设x ∈R ，函数f (x )＝cos (ωx ＋φ)(ω>0，－π2 <φ<0)的最小正周期为π，且f (π4 )＝32 .(1)求ω和φ的值；(2)在给定坐标系中作出函数f (x )在[0，π]上的图象； (3)若f (x )>22，求x 的取值范围．22.(12分)某农场有一块农田，如图所示，它的边界由圆O 的一段圆弧MPN (P 为此圆弧的中点)和线段MN 构成．已知圆O 的半径为40 m ，点P 到MN 的距离为50 m ．现规划在此农田上修建两个温室大棚，大棚Ⅰ内的地块形状为矩形ABCD ，大棚Ⅱ内的地块形状为△CDP ，要求A ，B 均在线段MN 上，C ，D 均在圆弧上．设OC 与MN 所成的角为θ.用θ分别表示矩形ABCD 和△CDP 的面积，并确定sin θ的取值范围．一、单选题(每小题5分，共40分)1．电流I (A )随时间t (s )变化的关系是I ＝3sin 100πt ，t ∈[0，＋∞)，则电流I 变化的周期是( ) A ．150 B ．50 C ．1100 D ．100分析选A.T ＝2π100π ＝150.2．已知角α是第三象限角，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 分析选B.因为角α是第三象限角，所以k ·360°＋180°<α<k ·360°＋270°，k ∈Z ，所以－k ·360°－270°<－α<－k ·360°－180°，k ∈Z .所以角－α的终边在第二象限．3．在平面直角坐标系中，设角α的终边上任意一点P 的坐标是(x ，y )，它与原点的距离是r (r ＞0)，规定：比值y －x r 叫做α的正余混弦，记作sch α.若sch α＝15 (0＜α＜π)，则tan α＝( )A ．－34B ．34C ．－43D ．43分析选D.因为角α的终边上任意一点P 的坐标是(x ，y )，它与原点的距离是r (r ＞0)， 规定：比值y －xr叫做α的正余混弦，记作sch α. 若sch α＝15 (0＜α＜π)＝y －x r ＝y －xx 2＋y2，所以25(y －x )2＝x 2＋y 2，即24⎝ ⎛⎭⎪⎫y x 2－50y x ＋24＝0，y ＞x .求得tan α＝y x ＝43 或tan α＝y x ＝910 (舍去).4．已知α为锐角，cos α＝55，则tan ⎝⎛⎭⎫π4＋2α ＝( ) A ．－3 B ．－17 C ．－43 D ．－7分析选B.由α为锐角，cos α＝55 ，所以sin α＝255. 故tan α＝2，tan 2α＝2tan α1－tan 2α ＝41－4 ＝－43 ， 所以tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋2α ＝tan π4＋tan 2α1－tan π4tan 2α ＝1－431＋43＝－17 . 5．已知函数y ＝A sin (ωx ＋φ)(A >0，ω>0，|φ|<π)的一段图象如图所示，则函数的解析式为( )A.y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π4 B ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π4 或y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋3π4 C ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋3π4 D ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －3π4 分析选C.由图象可知A ＝2，因为π8 －⎝ ⎛⎭⎪⎫－π8 ＝π4 ＝T4 ，所以T ＝π，ω＝2.当x ＝－π8时，2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π8·2＋φ ＝2，即sin ⎝⎛⎭⎪⎫φ－π4 ＝1， 又|φ|<π，解得φ＝3π4 .故函数的解析式为y ＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x ＋3π4 .6．若sin (π＋α)＋cos ⎝⎛⎭⎫π2＋α ＝－m ，则cos ⎝⎛⎭⎫3π2－α ＋2sin (6π－α)的值为( ) A ．－23 mB ．－32 mC ．23mD ．32m分析选B.因为sin (π＋α)＋cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋α ＝－m ， 即－sin α－sin α＝－2sin α＝－m ，从而sin α＝m 2 ，所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2－α ＋2sin (6π－α)＝－sin α－2sin α ＝－3sin α＝－32m .7．已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π4 (x ∈R ，ω>0)的最小正周期为π，将y ＝f (x )的图象向左平移|φ|个单位长度，所得图象关于y 轴对称，则φ的一个值是( ) A ．π2 B ．3π8 C ．π4 D ．5π8分析选D.由函数f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋π4 (x ∈R ，ω>0)的最小正周期为T ＝2πω ＝π，可得ω＝2，所以f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π4 ，将y ＝f (x )的图象向左平移|φ|个单位长度得y ＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2（x ＋|φ|）＋π4 的图象，因为平移后图象关于y 轴对称，所以2|φ|＋π4 ＝k π＋π2 (k ∈Z )，所以|φ|＝k π2 ＋π8(k ∈Z )，k ＝1⇒φ＝±5π8. 8．已知函数f (x )＝sin ωx ＋3 cos ωx (ω∈N *)在(0，π)上恰有两个不同的零点，则ω的值是( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4分析选B.f (x )＝sin ωx ＋3 cos ωx ＝2sin (ωx ＋π3)，又在(0，π)上恰有两个不同的零点，令ωx ＋π3 ＝2π可得，x ＝5π3ω ，令ωx ＋π3 ＝3π可得，x ＝8π3ω，由题意可得，⎩⎪⎨⎪⎧5π3ω<π，8π3ω≥π， 解得，53 ＜ω≤83 ，所以ω∈N *，则ω的值是2.二、多选题(每小题5分，共20分，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 9．若角α是第二象限角，则α2 不可能是( )A ．第一象限角B ．第二象限角C ．第三象限角D ．第四象限角 分析选BD.因为α是第二象限角， 所以π2 ＋2k π<α<π＋2k π，k ∈Z ，所以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．10．下列说法错误的是( )A ．长度等于半径的弦所对的圆心角为1弧度B ．若tan α≥0，则k π≤α≤π2＋k π(k ∈Z )C ．若角α的终边过点P (3k ，4k )(k ≠0)，则sin α＝45D ．当2k π<α<π4＋2k π(k ∈Z )时，sin α<cos α分析选ABC.对于A ，长度等于半径的弦所对的圆心角为π3弧度，命题错误；对于B ，若tan α≥0，则k π≤α<π2 ＋k π(k ∈Z )，命题错误；对于C ，若角α的终边过点P (3k ，4k )(k≠0)，则sin α＝±45 ，命题错误；对于D ，当2k π<α<π4＋2k π(k ∈Z )时，sin α<cos α，命题正确．11．已知函数y ＝⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6 ，则以下结论正确的是( ) A ．函数的最小正周期为π2B ．函数为偶函数C ．函数图象的一条对称轴为直线x ＝π3D ．函数在⎣⎡⎦⎤2π3，5π6 上为减函数分析选AC.该函数的最小正周期T ＝π2 ，A 正确；因为f (－x )＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎪⎫－2x －π6 ＝ ⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 ，因此它是非奇非偶函数，B 错误；直线x ＝π3 是函数图象的一条对称轴，C 正确；函数y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π6 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3，5π6 上是减函数，但y ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π6在⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3，5π6 上是增函数，D 错误．12．关于函数f (x )＝sin |x |＋|sin x |有下述四个结论，其中正确的结论是( ) A ．f (x )是偶函数B ．f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π2，π 单调递增 C ．f (x )在[－π，π]有4个零点 D ．f (x )的最大值为2分析选AD.f (－x )＝sin |－x |＋|sin (－x )|＝sin |x |＋|sin x |＝f (x )，则函数f (x )是偶函数，故A 正确；当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，π 时，sin |x |＝sin x ，|sinx |＝sin x ，则f (x )＝sin x ＋sin x ＝2sin x 为减函数，故B 错误；当0≤x ≤π时，f (x )＝sin |x |＋|sin x |＝sin x ＋sin x ＝2sin x ，由f (x )＝0得2sin x ＝0得x ＝0或x ＝π，由f (x )是偶函数，得在[－π，0)上还有一个零点x ＝－π，即函数f (x )在[－π，π]有3个零点，故C 错误；当sin |x |＝1，|sin x |＝1时，f (x )取得最大值2，故D 正确．三、填空题(每小题5分，共20分) 13.sin ⎝⎛⎭⎫15π2＋αcos ⎝⎛⎭⎫α－π2sin ⎝⎛⎭⎫9π2－αcos ⎝⎛⎭⎫3π2＋α ＝________．分析原式＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤8π＋⎝ ⎛⎭⎪⎫α－π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－αsin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤4π＋⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－αcos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π＋⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋α＝sin ⎝⎛⎭⎪⎫α－π2sin αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－α⎣⎢⎡⎦⎥⎤－cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋α＝－cos α sin αcos α[－（－sin α）]＝－1.答案：－114．已知α为钝角，sin ⎝⎛⎭⎫π4＋α ＝34 ，则sin (π4 －α)＝________，cos ⎝⎛⎭⎫α－π4 ＝________．(本题第一空2分，第二空3分)分析sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α ＝cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2－⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－α ＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋α ，因为α为钝角，所以34 π<π4 ＋α<54 π.所以cos (π4 ＋α)<0.所以cos (π4＋α)＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫342 ＝－74 .cos (α－π4 )＝sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫α－π4＝sin ⎝⎛⎭⎪⎫π4＋α ＝34.答案：－74 3415．若sin α＝－45 ，且α是第三象限角，则1＋tanα21－tanα2＝________．分析1＋tan α21－tan α2 ＝1＋sinα2cosα21－sin α2cosα2＝cos α2＋sinα2cos α2－sinα2，因为α是第三象限角，所以α2 ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，3π4 ，所以cos α2 －sin α2＜0，所以上式＝－（cos α2＋sinα2cos α2－sinα2）2＝－1＋sin α1－sin α＝－1－451＋45＝－13 . 答案：－1316．已知函数f (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6 (ω>0)和g (x )＝2cos (2x ＋φ)＋1的图象的对称轴完全相同，若x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2 ，则f (x )的取值范围是________．分析因为f (x )与g (x )的图象的对称轴完全相同，所以f (x )与g (x )的最小正周期相等， 因为ω>0，所以ω＝2， 所以f (x )＝3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π6 ， 因为0≤x ≤π2 ，所以－π6 ≤2x －π6 ≤5π6 ，所以－12 ≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π6 ≤1，所以－32 ≤3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π6 ≤3， 即f (x )的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤－32，3 .答案：⎣⎢⎡⎦⎥⎤－32，3 四、解答题(共70分) 17．(10分)已知tan α＝－34 .(1)求2＋sin αcos α－cos 2α的值；(2)求sin （4π－α）cos （3π＋α）cos ⎝⎛⎭⎫π2＋αcos ⎝⎛⎭⎫152π－αcos （π－α）sin （3π－α）sin （－π－α）sin ⎝⎛⎭⎫132π＋α 的值．分析(1)原式＝2（sin 2α＋cos 2α）＋sin αcos α－cos 2αsin 2α＋cos 2α＝2sin 2α＋sin αcos α＋cos 2αsin 2α＋cos 2α ＝2tan 2α＋tan α＋1tan 2α＋1＝2×⎝ ⎛⎭⎪⎫－342＋⎝ ⎛⎭⎪⎫－34＋1⎝ ⎛⎭⎪⎫－342＋1 ＝98－34＋11＋916＝2225 .(2)原式＝（－sin α）（－cos α）（－sin α）cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤7π＋⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－α（－cos α）sin αsin αsin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤6π＋⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋α＝sin 2αcos αsin α－cos αsin 2αcos α ＝－sin αcos α ＝－tan α＝34 . 18．(12分)已知函数f (x )＝23 sin x cos x ＋2cos 2x －1(x ∈R ). (1)求函数f (x )的最小正周期及单调递增区间； (2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0，π2 上的最大值和最小值． 分析(1)由f (x )＝23 sin x cos x ＋2cos 2x －1，得f (x )＝3 (2sin x cos x )＋(2cos 2x －1)＝3 sin2x ＋cos 2x ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 .所以函数f (x )的最小正周期为π.由2k π－π2 ≤2x ＋π6 ≤2k π＋π2，k ∈Z 得k π－π3 ≤x ≤k π＋π6，k ∈Z .所以f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π3，k π＋π6 ，k ∈Z . (2)因为f (x )＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π6 上为增函数，在区间⎝ ⎛⎦⎥⎤π6，π2 上为减函数，又f (0)＝1，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6 ＝2，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2 ＝－1，所以函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2上的最大值为2，最小值为－1.19.(12分)如图，是函数y ＝A sin (ωx ＋φ)＋k (A ＞0，ω＞0)的一段图象．(1)求此函数的解析式；(2)分析一下该函数的图象是如何通过y ＝sin x 的图象变换得来的？ 分析(1)由图象知A ＝－12－⎝ ⎛⎭⎪⎫－322 ＝12 ，k ＝－12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫－322 ＝－1，T ＝2×⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3－π6 ＝π，所以ω＝2πT＝2.所以y ＝12sin (2x ＋φ)－1.当x ＝π6 时，2×π6 ＋φ＝π2 ，所以φ＝π6 .所以所求函数的解析式为y ＝12 sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 －1. (2)把y ＝sin x 的图象向左平移π6 个单位长度，得到y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π6 的图象，然后纵坐标保持不变、横坐标缩短为原来的12，得到y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 的图象，再横坐标保持不变，纵坐标变为原来的12 ，得到y ＝12 sin (2x ＋π6 )的图象，最后把函数y ＝12 sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 的图象向下平移1个单位长度，得到y ＝12 sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6 －1的图象．20．(12分)如图，设A 是单位圆和x 轴正半轴的交点，P ，Q 是单位圆上的两点，O 是坐标原点，且∠AOP ＝β，β∈(0，π2)，∠AOQ ＝α，α∈[0，π).(1)若点Q 的坐标是(m ，45 )，其中m <0，求cos (π－α)＋sin (－α)的值；(2)设点P ⎝⎛⎭⎫32，12 ，函数f (α)＝sin (α＋β)，求f (α)的值域．分析(1)由⎩⎪⎨⎪⎧m 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫452＝1m <0，得m ＝－35，所以cos α＝m ＝－35 ，sin α＝45 .所以cos (π－α)＋sin (－α)＝－cos α－sin α＝－15 .(2)由已知得β＝π6 ，因为α∈[0，π)，则α＋π6 ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫π6，7π6 ，所以－12 <sin ⎝⎛⎭⎪⎫α＋π6 ≤1.故f (α)的值域是⎝ ⎛⎦⎥⎤－12，1 .21．(12分)设x ∈R ，函数f (x )＝cos (ωx ＋φ)(ω>0，－π2 <φ<0)的最小正周期为π，且f (π4 )＝32 .(1)求ω和φ的值；(2)在给定坐标系中作出函数f (x )在[0，π]上的图象； (3)若f (x )>22，求x 的取值范围．分析(1)因为函数f (x )的最小正周期T ＝2πω＝π，所以ω＝2.因为f (π4)＝cos ⎝⎛⎭⎪⎫2×π4＋φ ＝cos⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋φ ＝－sin φ＝32 ，且－π2 <φ<0，所以φ＝－π3 . (2)由(1)知f (x )＝cos ⎛⎪⎫2x －π3 ，列表如下：x0 π6 5π12 2π3 11π12 π 2x －π3－π3π2π3π25π3f (x )121 0 －1 012作图象如图所示：(3)因为f (x )>22 ，即cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π3 >22 ， 所以2k π－π4 <2x －π3 <2k π＋π4 (k ∈Z )，则2k π＋π12 <2x <2k π＋7π12(k ∈Z )，即k π＋π24 <x <k π＋7π24 (k ∈Z ).所以x 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |k π＋π24<x <k π＋7π24，k ∈Z .22.(12分)某农场有一块农田，如图所示，它的边界由圆O 的一段圆弧MPN (P 为此圆弧的中点)和线段MN 构成．已知圆O 的半径为40 m ，点P 到MN 的距离为50 m ．现规划在此农田上修建两个温室大棚，大棚Ⅰ内的地块形状为矩形ABCD ，大棚Ⅱ内的地块形状为△CDP ，要求A ，B 均在线段MN 上，C ，D 均在圆弧上．设OC 与MN 所成的角为θ.用θ分别表示矩形ABCD 和△CDP 的面积，并确定sin θ的取值范围．分析如图所示，设PO 的延长线交MN 于点H ，则PH ⊥MN ，所以OH ＝10.过O 作OE ⊥BC 于E ，则OE ∥MN ，所以∠COE ＝θ，故OE ＝40cos θ，EC ＝40sin θ， 则矩形ABCD 的面积为2×40 cos θ(40sin θ＋10)＝800(4sin θcos θ＋cos θ)， △CDP 的面积为12 ×2×40cos θ(40－40sin θ)＝1 600(cos θ－sin θcos θ).过N 作GN ⊥MN ，分别交圆弧和OE 的延长线于G 和K ，则GK ＝KN ＝10.连接OG ，令∠GOK ＝θ0，则sin θ0＝14 <12 ，可知θ0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π6 .当θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤θ0，π2 时，才能作出满足条件的矩形ABCD ，所以sin θ的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫14，1 .故矩形ABCD 的面积为800(4sin θcos θ＋cos θ)m 2，△CDP 的面积为1 600(cos θ－sinθcos θ)m 2，sin θ的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫14，1 .。
专题33 三角函数的单调性、奇偶性、对称性与周期性题2021高中数学必做黄金100题(解析版
一．题源探究·黄金母题
（求函数 的单调递增区间．
【解析】设 ，函数 的单调递增区间为 ．由 ，得 ．易知 ．
【试题来源】人教版A版必修4第39页例5．
【母题评析】本题考查三角函数单调区间的求法，是历年来高考的一个常考点．
【思路方法】限定区间上三角函数单调区间的求法：先用整体思想求
【技能方法】解决三角函数的单调性有关的问题，要结合函数的图象及其性质。
考向6已知三角函数的奇偶性、对称性或周期求参数的值
已知函数 （ ， ），其图像与直线 相邻两个交点的距离为 ，若 对于任意的 恒成立，则 的取值范围是（）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】令 ，可得 ，
∵函数 （ ， ）的图像与直线 相邻两个交点的距离为 ，
∴函数 的图象与直线 相邻两个交点的距离为 ，
∴函数 的周期为 ，故 ，∴ ．∴ ．
由题意得“ 对于任意的 恒成立”等价于“ 对于任意的 恒成立”．∵ ，∴ ，
∴ ，∴ ．
故结合所给选项可得C正确．选C．
【技能方法】本题难度较大，解题时根据题意得 在 上的取值范围是 的子集去处理，由此通过不等式可得 的范围，结合选项得解．
④将 的图象向右平移 个单位可得到图像 ．
【答案】①②③
【解析】对于 ，
令 ，求得f(x)=−1，为函数的最小值，故它的图象C关于直线 对称故①正确．
令x= ，求得f(x)=0，可得它的图象C关于点( ，0)对称，故②正确．
令 ，可得 ，故函数f(x)在区间 是增函数，故③正确，
由 的图象向右平移 个单位长度可以得到 故排除④，
【考试方向】这类试题在考查题型上，通常以选择题或填空题或解答题的形式出现，难度中等．
人教A版数学高二任意角的三角函数精选试卷练习(含答案)3
C． cos sin tan
D． cos tan sin
2
2．若点 P 在角 的终边上，且｜OP｜＝2，则点 P 的坐标是（ ）
3
A． (1, 3)
B． ( 3, 1)
C． (1, 3)
D． (1, 3)
sin cos 3． 若α是第三象限角，则 sin － cos ＝( )
2
标 x, y
46．设 sin 0 且 tan 0 ,确定角 是第几象限角.
47．(1)已知角α的终边经过点 P(4，－3)，求 2sinα＋cosα的值； (2)已知角α的终边经过点 P(4a，－3a)(a≠0)，求 2sinα＋cosα的值； (3)已知角α终边上一点 P 与 x 轴的距离与 y 轴的距离之比为 3∶4，求 2sinα＋cosα的值．
A． 2cos 2, 2sin 2
B． 2cos, 2sin
C． cos 2,sin 2 D． 4cos, 4sin
20．下列形式中，正确的是（）
A． 2k 45, k Z
B．
2k
2
2k
,
k
Z
为第二象限的角
C． cos1 tan1 sin1
D． cos1 sin1 tan1
9．点 Acos 2019,sin 2019 在平面直角坐标系中位于( )
A．第一象限
B．第二象限
C．第三象限
D．第四象限
10．已知角α的终边与单位圆的交点 P
，则 tanα＝( )
A．
B．±
C．
Hale Waihona Puke D．±11．若角α的终边落在 y=-x 上，则 tanα的值为( )
人教A版高中数学必修四三角函数模型的简单应用评估训练
高中新课程数学（新课标人教A 版）必修四《1.6三角函数模型的简单应用》评估训练双基达标 限时20分钟1．函数y ＝sin |x |的图象( )．A ．关于x 轴对称B ．关于原点对称C ．关于y 轴对称D ．不具有对称性 解析 ∵x ∈R ，且f (－x )＝sin |－x |＝sin |x |＝f (x )．∴函数y ＝sin |x |是偶函数，图象关于y 轴对称．答案 C2．电流I (A )随时间t (s)变化的关系是I ＝3sin 100πt ，t ∈[0，＋∞)，则电流I 变化的周期是( )．A.150 B ．50 C.1100D ．100 解析 由题知T ＝2πω＝2π100π＝150. 答案 A3．函数y ＝sin x 与y ＝tan x 的图象在⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2，π2上的交点有( )． A ．4个 B ．3个 C ．2个 D ．1个解析 当x ＝0时，sin x ＝0，tan x ＝0，(0,0)为两函数图象的交点，当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2时，tan x >sin x ，两函数图象无交点． 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2，0时，tan x <sin x ，两函数图象无交点． 所以所求交点只有1个．答案 D4．振动量函数y ＝2sin (ωx ＋φ)(ω>0)的初相和频率分别为－π和32，则它的相位是________．解析 T ＝1f ＝23，∴ω＝2πT ＝3π， ∴相位ωx ＋φ＝3πx －π.答案 3πx －π5．函数y ＝tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π3与y ＝－a (a ∈R )的交点中距离最小为________． 解析 y ＝tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x －π3与y ＝－a 的交点中距离最小为一个周期T ＝π2. 答案 π26．如图所示，某地一天从6时至14时的温度变化曲线近似地满足函数y ＝A sin (ωx ＋φ)＋b (0<φ<2π)．(1)求这段时间的最大温差；(2)写出这段曲线的函数解析式．解 (1)由图可知，这段时间的最大温差是30－10＝20(℃)．(2)∵从6时到14时的图象是函数y ＝A sin(ωx ＋φ)＋b 的半个周期的图象，∴12T ＝14－6，∴T ＝16，ω＝π8，A ＝12(30－10)＝10， b ＝12(30＋10)＝20，此时y ＝10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x ＋φ＋20. 将x ＝6，y ＝10代入上式，得φ＝3π4， 综上所求的解析式为y ＝10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x ＋3π4＋20，x ∈[6,14]． 综合提高 限时25分钟7．如图，单摆从某点开始来回摆动，离开平衡位置O 的距离s cm 和时间t s 的函数解析式为s ＝6sin ⎝⎛⎭⎪⎫2πt ＋π6，则单摆来回摆动一次所需的时间为( )．A ．2π sB ．π sC ．0.5 sD ．1s 解析 单摆来回摆动一次所需时间为该函数的最小正周期，∵ω＝2π，∴T ＝2π2π＝1 s. 答案 D8．同时具有性质“①最小正周期是π；②图象关于直线x ＝π4对称；③在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4上是增函数”的一个函数是( )． A ．y ＝sin x 2B ．y ＝cos 2xC ．y ＝sin 2xD ．y ＝cos x2 解析 最小正周期为π，可排除A 、D ；B 、C 的周期均为π，但当x ＝π4时，cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π4＝cos π2＝0， ∴x ＝π4不是y ＝cos 2x 的对称轴，排除B. 答案 C9．(2012·盐城高一检测)某时钟的秒针端点A 到中心点O 的距离为5 cm ，秒针均匀地绕点O 旋转．当时间t ＝0时，点A 与钟面上标12的点B 重合，将A 、B 两点的距离d (cm)表示成t (s)的函数，则d ＝________，其中t ∈[0,60]．解析 经过t s 秒针转了π30t rad.由图知sin πt 60＝d 25，所以d ＝10sin πt 60. 答案 10sin πt 6010．(2012·菏泽高一检测)据市场调查，某种商品一年内每件出厂价在7千元的基础上，按月呈f (x )＝A sin (ωx ＋φ)＋B (A >0，ω>0，|φ|<π2)的模型波动(x 为月份)，已知3月份达到最高价9千元，7月份价格最低为5千元，根据以上条件可确定f (x )的解析式为________．解析 由题可知T 2＝7－3＝4，∴T ＝8，∴ω＝2πT ＝π4. 又⎩⎨⎧5＋92＝B ，9－52＝A ，∴⎩⎨⎧ A ＝2，B ＝7. 即f (x )＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x ＋φ＋7(*) 又过点(3,9)，代入(*)式得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4＋φ＝1. 由3π4＋φ＝π2，且|φ|<π2，∴φ＝－π4， 即f (x )＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x －π4＋7(1≤x ≤12，x ∈N *)． 答案 f (x )＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x －π4＋7(1≤x ≤12，x ∈N *) 11．健康成年人的收缩压和舒张压一般为120～140 mmHg 和60～90 mmHg.心脏跳动时，血压在增加或减小．血压的最大值、最小值分别称为收缩压和舒张压，血压计上的读数就是收缩压和舒张压，读数120/80 mmHg 为标准值．设某人的血压满足函数式p (t )＝115＋25sin(160πt )，其中p (t )为血压(mmHg)，t 为时间(min)，试回答下列问题：(1)求函数p (t )的周期；(2)求此人每分钟心跳的次数；(3)求出此人的血压在血压计上的读数，并与正常值比较．解 (1)T ＝2π|ω|＝2π160π＝180min. (2)f ＝1T＝80. (3)p (t )max ＝115＋25＝140 mmHg ，p (t )min ＝115－25＝90 mmHg.即收缩压为140 mmHg ，舒张压为90 mmHg ，比正常值稍高．12．(创新拓展)某海滨浴场的海浪高度y (米)是时间t (0≤t ≤24) (小时)的函数，记作y ＝f (t )，下表是某天各时的浪高数据：(1)(小时)的函数关系；(2)依据规定，当海浪高度不少于1米时才对冲浪爱好者开放海滨浴场，请依据(1)的结论，判断一天内的上午8时至晚上20时之间，有多少时间可供冲浪爱好者进行冲浪？解 (1)以时间为横坐标，水深为纵坐标，在直角坐标系中画出散点图如下：依据散点图，可以选用函数y ＝A sin(ωx ＋φ)＋h 来近似描述这个海滨浴场的海浪高度y (米)与t 时间(小时)的函数关系．从表中数据和散点图可知，A ＝1.5－0.52＝12，T ＝12，所以2πω＝12，得ω＝π6.又h ＝1.5＋0.52＝1，于是y ＝12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6t ＋φ＋1.由图可知，点(0,1.5)是“五点法”中的第二点，即π6×0＋φ＝π2，得φ＝π2，从而y＝12sin⎝⎛⎭⎪⎫π6t＋π2＋1，即y＝12cosπ6t＋1.(2)由题意可知，当y≥1时才对冲浪爱好者开放海滨浴场，所以12cosπ6t＋1≥1，即cos π6t≥0，所以2kπ－π2≤π6t≤2kπ＋π2(k∈Z)，即12k－3≤t≤12k＋3(t∈Z)．而0≤t≤24，所以0≤t≤3或9≤t≤15或21≤t≤24.故一天内的上午8时至晚上20时之间有6个小时可供冲浪爱好者进行冲浪，即上午9时至下午15时．。
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三角函数的对称性（人教A版）一、单选题(共10道，每道10分)
1.函数在上对称轴的条数为( )
A.1
B.2
C.3
D.0
答案：B
解题思路：
令，解得，．
∴，解得，,
∴，即共2条对称轴．
故选B．
试题难度：三颗星知识点：正弦函数的对称性
2.方程（是参数，）表示的曲线的对称轴的方程为( )
A. B.
C. D.
答案：B
解题思路：
∵，
∴．
∴方程表示的曲线为：．
令，解得，．
∴对称轴的方程为．
故选B．
试题难度：三颗星知识点：正弦函数的对称性
3.已知，函数的一条对称轴为直线，一个对称中心为
，则有( )
A.最小值2
B.最大值2
C.最小值1
D.最大值1
答案：A
解题思路：
由题意，
（1），
则，解得，．
∴可取：
（2），
则，解得，．
∴可取：
由题意知，必须同时满足（1）（2），
则有最小值2．
故选A．
试题难度：三颗星知识点：余弦函数的对称性
4.函数（）图象的一条对称轴在内，则满足此条件的一个值为( )
A. B.
C. D.
答案：A
解题思路：
由题意，
令，解得．
∴对称轴为直线，，
∵该对称轴在内，
∴，
解得，．
又，
∴当时，，可取，满足题意，
故选A．
试题难度：三颗星知识点：正弦函数的对称性
5.已知函数图象在区间上仅有两条对称轴，且，那么符合条件的值有( )个
A.1
B.2
C.3
D.4
答案：D
解题思路：
由题意，，作出的大致图象如下：
由图知，
①，②，
由①得，；由②得，．
∵，
∴．
故选D．
试题难度：三颗星知识点：正弦函数的对称性
6.设函数与函数的对称轴完全相
同，则的值为( )
A. B.
C. D.
答案：B
解题思路：
由题意，
∵两函数对称轴完全相同，
∴周期相同，
即，解得．
令，解得，
∴函数的对称轴为直线，．令，解得，
∴函数的对称轴为直线，．∵，∴，．
∵，
∴．
故选B．
试题难度：三颗星知识点：正弦函数的对称性
7.设点是函数的图象C上的一个对称中心，若点到图象C 的对称轴的距离的最小值为，则为( )
A.1
B.2
C. D.4
答案：B
解题思路：
由题意，
最小正周期T满足，
∴，
即，解得．
故选B．
试题难度：三颗星知识点：余弦函数的对称性
8.函数（，）为奇函数，该函数的部分图象如图所示，
分别为最高点与最低点，并且两点间的距离为，则该函数的一条对称轴为直线( )
A. B.
C. D.
答案：C
解题思路：
由题意，
，
∴，．
∵，
∴．
由图象，
∵分别为最高点与最低点，且，
∴，解得，即，解得．
综上，，
令，解得，．
当时，，
故选C．
试题难度：三颗星知识点：余弦函数的对称性
9.设函数（，，）图象的相邻两条对称轴
为直线，直线，则( )
A.的图象过点
B.在区间上是减函数
C.的图象的一个对称中心是
D.的最大值是
答案：C
解题思路：
由题意，
，解得．
∴，解得．
∴
又，
∴，解得，．
∵，
∴．
∴．
A：当时，，但值不确定，故A错，
同理B，D错．
C：令，解得，．
当时，对称中心为点．
故选C．
试题难度：三颗星知识点：正弦函数的对称性
10.函数（，，，）的部分图象如图所示，如果，且，则等于( )
A.1
B.
C. D.
答案：D
解题思路：
∵函数最大值为1，，
∴，，
∴．
∵，
∴，．
∵，
∴，
∴．
∵，且，∴，
∴，
∴，
故选D．
试题难度：三颗星知识点：正弦函数的对称性。