高中数学必修四试卷
高中数学必修四试卷(含详细答案)[1]
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高中数学必修四试卷一、选择题3.如果1cos()2A π+=-,那么sin()2A π+= A.12 B.12 C.12 D.124.函数2005sin(2004)2y x π=-是A.奇函数B.偶函数C.非奇非偶函数D.既是奇函数又是偶函数 6.如果点(sin 2P θ,cos 2)θ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7.在四边形ABCD 中,如果0AB CD =u u u r u u u r g,AB DC =u u u r u u u r,那么四边形ABCD 的形状是 A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.直角梯形 8.若α是第一象限角,则sin cos αα+的值与1的大小关系是 A.sin cos 1αα+> B.sin cos 1αα+= C.sin cos 1αα+< D.不能确定 9.在△ABC 中,若sin 2cos sin C A B =,则此三角形必是A.等腰三角形B.正三角形C.直角三角形D.等腰直角三角形 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)11.设扇形的周长为8cm ,面积为24cm ,则扇形的圆心角的弧度数是 .12.已知tan 2α=,3tan()5αβ-=-,则tan β= . 13.已知(3a =r ,1),(sin b α=r ,cos )α,且a r ∥b r ,则4sin 2cos 5cos 3sin αααα-+= .三、解答题(本大题共6小题,共80分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 16.(本小题满分13分)已知函数()sin22x xf x =,x R ∈. (1)求函数()f x 的最小正周期,并求函数()f x 在[2,2]x ππ∈-上的单调递增区间; (2)函数()sin ()f x x x R =∈的图象经过怎样的平移和伸缩变换可以得到函数()f x 的图象.17.已知,cos )a x m x =+r ,(cos ,cos )b x m x =-+r , 且()f x a b =v vg(1) 求函数()f x 的解析式; (2) 当,63x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时, ()f x 的最小值是-4 , 求此时函数()f x 的最大值, 并求出相应的x 的值.18.(本小题满分13分)已知向量(3,4)OA =-u u u r ,(6,3)OB =-u u u r ,(5,3)OC m m =---u u u r.(1)若点,,A B C 能够成三角形,求实数m 应满足的条件; (2)若△ABC 为直角三角形,且A ∠为直角,求实数m 的值.19.(本小题满分13分)设平面内的向量(1,7)OA =u u u r ,(5,1)OB =u u u r ,(2,1)OM =u u u u r ,点P 是直线OM 上的一个 动点,且8PA PB =-u u u r u u u r g ,求OP uuu r的坐标及APB ∠的余弦值.20.(本小题满分13分)已知向量33(cos ,sin )22x x a =r ,(cos ,sin )22x x b =-r ,且[,]2x ππ∈. (1)求a b r r g及a b +r r ; (2)求函数()f x a b a b =++r r r rg的最大值,并求使函数取得最大值时x 的值.高中数学必修(4)试卷参考答案及评分标准一、选择题二、填空题11. 2 12. -13 13. 5714. (1)(2)(3) 三、解答题15.解:(1)因为5342παπ<<,所以5232παπ<<. ………………………(2分) 因此4cos 25α==-. ………………………………(4分)由2cos 22cos 1αα=-,得cos α=. ……………………(8分) (2)因为sin()sin()2cos x x ααα--++=, 所以2cos (1sin )x α-=1sin 2x =. ………………………(11分) 因为x 为锐角,所以6x π=. ………………………………………………(13分)16.解:sin2sin()2223x x x y π=+=+. (1)最小正周期2412T ππ==. ……………………………………………(3分)令123z x π=+,函数sin y z =单调递增区间是[2,2]()22k k k Z ππππ-++∈.由 1222232k x k πππππ-+≤+≤+,得 544,33k x k k Z ππππ-+≤≤+∈. ………………………………(5分) 取0k =,得533x ππ-≤≤,而5[,]33ππ-⊂[2,2]ππ-, 所以,函数sin 22x x y =,[2,2]x ππ∈-得单调递增区间是5[,]33ππ-.…………………………………………………………………………(8分)(2)把函数sin y x =图象向左平移3π,得到函数sin()3y x π=+的图象,…(10分)再把函数sin()3y x π=+的图象上每个点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数sin()23x y π=+的图象, …………………………………(11分)然后再把每个点的纵坐标变为原来的2倍,横坐标不变,即可得到函数2sin()23x y π=+的图象. …………………………………………………(13分)17.解 (1) (),cos )(cos ,cos )f x a b x m x x m x ==+-+v vgg即22()cos cos f x x x x m =+-(2) 21cos 2()2xf x m +=- 21sin(2)62x m π=++- 由,63x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦, 52,666x πππ⎡⎤∴+∈-⎢⎥⎣⎦, 1sin(2),162x π⎡⎤∴+∈-⎢⎥⎣⎦,211422m ∴-+-=-, 2m ∴=± max 11()1222f x ∴=+-=-, 此时262x ππ+=, 6x π=.18.解:(1)已知向量(3,4)OA =-u u u r ,(6,3)OB =-u u u r ,(5,3)OC m m =---u u u r,若点,,A B C 能构成三角形,则这三点不共线,即AB u u u r 与BC uuur 不共线. ……(4分) (3,1)AB =u u u r ,(2,1)AC m m =--u u u r,故知3(1)2m m -≠-,∴实数12m ≠时,满足条件. …………………………………………………(8分) (若根据点,,A B C 能构成三角形,必须任意两边长的和大于第三边的长,即由AB u u u rBC CA +>u u u r u u u r去解答,相应给分)(2)若△ABC 为直角三角形,且A ∠为直角,则AB AC ⊥u u u r u u u r, …………(10分)∴3(2)(1)0m m -+-=, 解得74m =. …………………………………………………………………(13分) 19.解:设(,)OP x y =u u u r . ∵点P 在直线OM 上,∴OP uuu r 与OM u u u u r 共线,而OM u u u u r(2,1)=,∴20x y -=,即2x y =,有(2,)OP y y =u u u r. ………………………………(2分) ∵(12,7)PA OA OP y y =-=--u u u r u u u r u u u r ,(52,1)PB OB OP y y =-=--u u u r u u u r u u u r,……(4分) ∴(12)(52)(7)(1)PA PB y y y y =--+--u u u r u u u rg ,即252012PA PB y y =-+u u u r u u u r g . …………………………………………………(6分)又8PA PB =-u u u r u u u r g , ∴2520128y y -+=-,所以2y =,4x =,此时(4,2)OP =u u u r. ……………………………………(8分) (3,5),(1,1)PA PB =-=-u u u r u u u r.于是8PA PB PA PB ===-u u u r u u u r u u u r u u u rg . …………………………………(10分)∴cos 17PA PB APB PA PB∠===-⋅u u u r u u u rg u u u r u u u r . ………………………(13分) 20.解:(1)33cos cos sin sin cos 22222x x x xa b x =-=r r g , ……………………(3分)a b +=r r ………………………(4分)=2cos x == …………………………………………(7分) ∵[,]2x ππ∈, ∴cos 0x <.∴2cos a b x +=-r r. …………………………………………………………(9分) (2)2()cos 22cos 2cos 2cos 1f x a b a b x x x x =++=-=--r r r r g2132(cos )22x =-- …………………………………………………(11分) ∵[,]2x ππ∈, ∴1cos 0x -≤≤, ……………………………………(13分)∴当cos 1x =-,即x π=时max ()3f x =. ………………………………(15分)。
人教版B版高中数学必修第四册 第十一章综合测试01试题试卷含答案 答案在前

第十一章综合测试答案解析基础练习一、 1.【答案】D【解析】直线AC 与直线PO 交于点O ,所以平面PCA 与平面PBD 交于点O ,所以必相交于直线PO ,直线AM 在平面PAC 内,点N AM ∈故N ∈面PAC ,故O ,N ,P ,M 四点共面,所以A 错,点D 若与M ,N 共面,则直线BD 在平面PAC 内,与题目矛盾,故B 错,O ,M 为中点,所以OM PA ∥,ON PA P =,故ON OM O =,故C 错,故选D 。
2.【答案】D【解析】连接1B C 交1BC 于点O ,取AC 中点D ,连接OD ,设12AA AB AC BC ====,三棱柱111ABC A B C −为直三棱柱,∴四边形11BCC B 为矩形,O ∴为1B C 中点,1//DO AB ∴且112DO AB ===又1DC 1112OC BC ==,11cos 4DOC ∴∠==−, ∴异面直线1AB 和1BC 所成角的余弦值为11cos 4DOC ∠=, 故选:D 。
3.【答案】C【解析】因为截面PQMN 是正方形,所以PQ MN ∥、QM PN ∥, 则PQ ACD ∥平面、QM BDA ∥平面,所以PQ AC ∥,QM BD ∥,由PQ QM ⊥可得AC BD ⊥,故A 正确; 由PQ AC ∥可得AC PQMN ∥截面,故B 正确;异面直线PM 与BD 所成的角等于PM 与QM 所成的角,故D 正确; 综上C 是错误的, 故选C 。
4.【答案】A【解析】如图所示,三棱锥11D B EF −的体积为1 111112·2213323D EF V S B C ==⨯⨯⨯⨯=为定值,①正确; 11EF D C ∥,111B D C ∠是异面直线11D B 与EF 所成的角为45︒,②正确;若11D B ⊥平面1B EF ,则11D B EF ⊥,而11EF D C ∥故1111D B D C ⊥,而11D B 与11D C 所成角为45︒,③错误;平面1D EF 即为平面11D C CD ,故直线11D B 与平面1D EF 所成的角是为11145C D B ∠=︒,④错误。
高中数学必修4第三章三角恒等变换综合检测题(人教A版)

第三章三角恒等变换综合检测题本试卷分第I 卷选择题和第U 卷非选择题两部分,满分150分,时间120 分钟。
第I 卷(选择题共60分)一、选择题(本大题共12个小题,每小题 5分,共60分,在每小题给出的四个选项中 只有一个是符合题目要求的 )n 3 41 .已知 0v av 2v 3<n 又 sin a= 5, cos (a+ ®= — 5,贝V sin ()B . 0 或 2424 C.25 24 D . ±25 [答案]Cn 3 4[解析]•/ 0v av 2 v 3v n 且 sin a= 5, COS ( a+ 3 = — 54 n3 3• cos a= 5 , 2< a+ 3v ㊁ n, • sin( a+ 3 = ±5,=sin( a+ 3cos a — cos( a+ 3)sin a才< 3v n ••• sin 3> 0•故排除 A , B , D.4 3 4⑵由 cos( a+ 3)= — 5及 Sin a= 3可得 sin 3= §(1 + cos 3)代入 sin 2 3+ cos 2 3= 1 中可解得 cos37 n=—1或一25,再结合2<仟n 可求sin 32.若sin Bv 0, cos2 0v 0,则在(0,2 内)B 的取值范围是()3 n3=0.sin3=- 5x 4-又氏才,n j, • sin 3> 0,故 sin 3= 24当 sin( a+ 3 =,sin 3= sin [( a+ a[点评](1)可用排除法求解,T=器53 245 = 25;A . n< 0< 25 nB.5T <e< ¥3 nC.y <e< 2 nD.严< 0<孕4 4[答案]B[解析]2 2 2•/ cos2 e< 0, • 1 —2sin < 0,即sin e>2或sin < —"2,又已知sin < 0, •— 1 < sin e<—亠2,2由正弦曲线得满足条件的e取值为54n<e< ¥3. 函数y= sin2x+ cos2x的图象,可由函数y= sin2x —cos2x的图象()A .向左平移f个单位得到B .向右平移f个单位得到8c.向左平移n个单位得到4D .向右平移4个单位得到[答案]C[解析]y= sin2x+ cos2x= , 2sin(2x+J=2si n2(x +》_ n _ ny= sin2x—cos2x= 2sin(2x—4)= . 2sin2(x—§)n n n其中x+8=(x+ 4)—8n•••将y= sin2x—cos2x的图象向左平移:个单位可得y= sin2x+ cos2x的图象.44. 下列各式中,值为~2的是()A . 2sin 15 cos15 °2 2B. cos 15。
高中数学必修四试卷(含详细答案)

高中数学必修四试卷(考试时间:100分钟 满分:150分)一、选择题1.下列命题正确的是A.第一象限角是锐角B.钝角是第二象限角C.终边相同的角一定相等D.不相等的角,它们终边必不相同 2.函数12sin()24y x π=-+的周期,振幅,初相分别是A.4π,2,4π B. 4π,2-,4π- C. 4π,2,4π D. 2π,2,4π3.如果1cos()2A π+=-,那么sin()2A π+=A.12B.12C.12D.124.函数2005sin(2004)2y x π=-是 A.奇函数 B.偶函数 C.非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数 5.给出命题(1)零向量的长度为零,方向是任意的.(2)若a ,b 都是单位向量,则a =b.(3)向量AB 与向量BA相等.(4)若非零向量AB 与CD是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点共线.以上命题中,正确命题序号是A.(1)B.(2)C.(1)和(3)D.(1)和(4) 6.如果点(sin 2P θ,cos2)θ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7.在四边形ABCD 中,如果0AB CD = ,AB DC =,那么四边形ABCD 的形状是A.矩形B.菱形C.正方形D.直角梯形 8.若α是第一象限角,则sin cos αα+的值与1的大小关系是 A.sin cos 1αα+> B.sin cos 1αα+= C.sin cos 1αα+< D.不能确定 9.在△ABC 中,若sin 2cos sin C A B =,则此三角形必是10.如图,在△ABC 中,AD 、BE 、CF 分别是BC 、点G ,则下列各等式中不正确的是 A.23BG BE = B.2CG GF =C.12DG AG =D.121332DA FC BC +=二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)11.设扇形的周长为8cm ,面积为24cm ,则扇形的圆心角的弧度数是 .12.已知tan 2α=,3tan()5αβ-=-,则tan β= . 13.已知(3a = ,1),(sin b α= ,cos )α,且a ∥b ,则4sin 2cos 5cos 3sin αααα-+= .14.给出命题:(1)在平行四边形ABCD 中,AB AD AC +=.(2)在△ABC 中,若0AB AC <,则△ABC 是钝角三角形.(3)在空间四边形ABCD 中,,E F 分别是,BC DA 的中点,则1()2FE AB DC =+.以上命题中,正确的命题序号是 .三、解答题(本大题共6小题,共80分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)15.(本小题满分13分)已知3sin 25α=,53[,]42αππ∈. (1)求cos 2α及cos α的值;(2)求满足条件sin()sin()2cos 10x x ααα--++=-的锐角x .已知函数()sin22x xf x =,x R ∈. (1)求函数()f x 的最小正周期,并求函数()f x 在[2,2]x ππ∈-上的单调递增区间; (2)函数()sin ()f x x x R =∈的图象经过怎样的平移和伸缩变换可以得到函数()f x 的图象.17.(本小题满分13分)已知电流I 与时间t 的关系式为sin()I A t ωϕ=+. (1)下图是sin()I A t ωϕ=+(0,)2πωϕ><求sin()I A t ωϕ=+的解析式; (2)如果t 在任意一段1150秒的时间内,电流 sin()I A t ωϕ=+ 那么ω的最小正整数值是多少?已知向量(3,4)OA =- ,(6,3)OB =- ,(5,3)OC m m =---.(1)若点,,A B C 能够成三角形,求实数m 应满足的条件; (2)若△ABC 为直角三角形,且A ∠为直角,求实数m 的值.19.(本小题满分13分)设平面内的向量(1,7)OA = ,(5,1)OB = ,(2,1)OM =,点P 是直线OM 上的一个 动点,且8PA PB =- ,求OP的坐标及APB ∠的余弦值.20.(本小题满分13分)已知向量33(cos ,sin )22x x a = ,(cos ,sin )22x x b =- ,且[,]2x ππ∈. (1)求a b 及a b +;(2)求函数()f x a b a b =++的最大值,并求使函数取得最大值时x 的值.高中数学必修(4)试卷参考答案及评分标准一、选择题二、填空题11. 2 12. -13 13. 5714. (1)(2)(3) 三、解答题15.解:(1)因为5342παπ<<,所以5232παπ<<. ………………………(2分) 因此4cos 25α==-. ………………………………(4分)由2cos 22cos 1αα=-,得cos α=……………………(8分) (2)因为sin()sin()2cos x x ααα--++=, 所以2cos (1sin )10x α-=-,所以1sin 2x =. ………………………(11分)因为x 为锐角,所以6x π=. ………………………………………………(13分)16.解:sin2sin()2223x x x y π=+=+. (1)最小正周期2412T ππ==. ……………………………………………(3分)令123z x π=+,函数sin y z =单调递增区间是[2,2]()22k k k Z ππππ-++∈.由 1222232k x k πππππ-+≤+≤+,得 544,33k x k k Z ππππ-+≤≤+∈. ………………………………(5分) 取0k =,得533x ππ-≤≤,而5[,]33ππ-⊂[2,2]ππ-, 所以,函数sin 22x x y =,[2,2]x ππ∈-得单调递增区间是5[,]33ππ-.(2)把函数sin y x =图象向左平移3π,得到函数sin()3y x π=+的图象,…(10分)再把函数sin()3y x π=+的图象上每个点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数sin()23x y π=+的图象, …………………………………(11分)然后再把每个点的纵坐标变为原来的2倍,横坐标不变,即可得到函数2sin()23x y π=+的图象. …………………………………………………(13分) 17.解:(1)由图可知300A =,设11900t =-,21180t =, ……………………(2分)则周期211112()2()18090075T t t =-=+=, …………………………(4分) ∴2150T πωπ==. ………………………………………………………(6分) 1900t =-时,0I =,即1sin[150()]0900πϕ⋅-+=,sin()06πϕ-=. 而2πϕ<, ∴6πϕ=.故所求的解析式为300sin(150)6I t ππ=+. ……………………………(8分)(2)依题意,周期1150T ≤,即21150πω≤,(0)ω>, …………………(10分)∴300942ωπ≥>,又*N ω∈,故最小正整数943ω=. ……………(13分)18.解:(1)已知向量(3,4)OA =- ,(6,3)OB =- ,(5,3)OC m m =--- ,若点,,A B C 能构成三角形,则这三点不共线,即AB 与BC不共线. ……(4分)(3,1)AB = ,(2,1)AC m m =--,故知3(1)2m m -≠-,∴实数12m ≠时,满足条件. …………………………………………………(8分) (若根据点,,A B C 能构成三角形,必须任意两边长的和大于第三边的长,即由ABBC CA +>去解答,相应给分)∴3(2)(1)0m m -+-=, 解得74m =. …………………………………………………………………(13分) 19.解:设(,)OP x y =.∵点P 在直线OM 上,∴OP 与OM 共线,而OM(2,1)=,∴20x y -=,即2x y =,有(2,)OP y y =. ………………………………(2分)∵(12,7)PA OA OP y y =-=-- ,(52,1)PB OB OP y y =-=--,……(4分)∴(12)(52)(7)(1)PA PB y y y y =--+-- ,即252012PA PB y y =-+ . …………………………………………………(6分) 又8PA PB =- , ∴2520128y y -+=-,所以2y =,4x =,此时(4,2)OP =. ……………………………………(8分) (3,5),(1,1)PA PB =-=-.于是8PA PB PA PB ===-. …………………………………(10分)∴cos PA PB APB PA PB ∠===⋅. ………………………(13分) 20.解:(1)33cos cos sin sin cos 22222x x x xa b x =-=, ……………………(3分)a b += ………………………(4分)=2cos x == …………………………………………(7分) ∵[,]2x ππ∈, ∴cos 0x <.∴2cos a b x +=-. …………………………………………………………(9分) (2)2()cos 22cos 2cos 2cos 1f x a b a b x x x x =++=-=--2132(cos )22x =-- …………………………………………………(11分) ∵[,]2x ππ∈, ∴1cos 0x -≤≤, ……………………………………(13分)∴当cos 1x =-,即x π=时max ()3f x =. ………………………………(15分)。
高中数学必修4习题和复习参考题及对应答案

高中数学必修4习题和复习参考题及对应答案A组1、在0°~360°范围内,找出与下列各角终边相同的角,并指出它们是哪个象限的角:(1)-265°;(2)-1000°;(3)-843°10′;(4)3900°.答案:(1)95°,第二象限;(2)80°,第一象限;(3)236°50′,第三象限;(4)300°,第四象限.说明:能在给定范围内找出与指定的角终边相同的角,并判定是第几象限角.2、写出终边在x轴上的角的集合.答案:S={α|α=k·180°,k∈Z}.说明:将终边相同的角用集合表示.3、写出与下列各角终边相同的角的集合,并把集合中适合不等式-360°≤β<360°的元素β写出来:(1)60°;(2)-75°;(3)-824°30′;(4)475°;(5)90°;(6)270°;(7)180°;(8)0°.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°30′+k·360°,k∈Z},-104°30′,255°30′;(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°.说明:用集合表示法和符号语言写出与指定角终边相同的角的集合,并在给定范围内找出与指定的角终边相同的角.4、分别用角度和弧度写出第一、二、三、四象限角的集合.说明:用角度制和弧度制写出各象限角的集合.5、选择题:(1)已知α是锐角,那么2α是( ) A .第一象限角 B .第二象限角C .小于180°的正角D .第一或第二象限角 (2)已知α是第一象限角,那么2α是( )、 A .第一象限角 B .第二象限角C .第一或第二象限角D .第一或第三象限角 答案:(1)C说明:因为0°<α<90°,所以0°<2α<180°. (2)D说明:因为k·360°<α<90°+k·360°,k∈Z ,所以180451802k k α︒<<︒+︒,k∈Z .当k 为奇数时,2α是第三象限角;当k 为偶数时,2α是第一象限角. 6、一条弦的长等于半径,这条弦所对的圆心角等于1弧度吗?为什么?答案:不等于1弧度.这是因为等于半径长的弧所对的圆心角为1弧度,而等于半径长的弦所对的弧比半径长.说明:了解弧度的概念. 7、把下列各角度化成弧度: (1)36°;(2)-150°;(3)1095°;(4)1440°.答案:(1)5π;(2)56π;(3)7312π-;(4)8π.说明:能进行度与弧度的换算.8、把下列各弧度化成度: (1)76π-;(2)103π-;(3)1.4;(4)23. 答案:(1)-210°;(2)-600°;(3)80.21°;(4)38.2°.说明:能进行弧度与度的换算. 9、要在半径OA=100cm 的圆形金属板上截取一块扇形板,使其弧AB 的长为112cm ,求圆心角∠AOB 是多少度(可用计算器,精确到1°).答案:64°说明:可以先运用弧度制下的弧长公式求出圆心角的弧度数,再将弧度换算为度,也可以直接运用角度制下的弧长公式.10、已知弧长50cm 的弧所对圆心角为200°,求这条弧所在的圆的半径(可用计算器,精确到1cm ).答案:14cm .说明:可以先将度换算为弧度,再运用弧度制下的弧长公式,也可以直接运用角度制下的弧长公式.B 组1、每人准备一把扇子,然后与本小组其他同学的对比,从中选出一把展开后看上去形状较为美观的扇子,并用计算器算出它的面积S 1.(1)假设这把扇子是从一个圆面中剪下的,而剩余部分的面积为S 2,求S 1与S 2的比值; (2)要使S 1与S 2的比值为0.618,则扇子的圆心角应为几度(精确到10°)? 答案:(1)(略)(2)设扇子的圆心角为θ,由2122120.6181(2)2r S S r θπθ==-,可得θ=0.618(2π-θ),则θ=0.764π≈140°.说明:本题是一个数学实践活动.题目对“美观的扇子”并没有给出标准,目的是让学生先去体验,然后再运用所学知识发现,大多数扇子之所以“美观”是因为基本都满足:120.618SS =(黄金分割比)的道理.2、(1)时间经过4 h (时),时针、分针各转了多少度?各等于多少弧度?(2)有人说,钟的时针和分针一天内会重合24次、你认为这种说法是否正确?请说明理由. (提示:从午夜零时算起,假设分针走了t min 会与时针重合,一天内分针和时针会重合n 次,建立t 关于n 的函数关系式,并画出其图象,然后求出每次重合的时间.)答案:(1)时针转了-120°,等于23π-弧度;分针转了-1440°,等于-8π弧度 (2)设经过t min 分针就与时针重合,n 为两针重合的次数. 因为分针旋转的角速度为2(rad /min)6030ππ=, 时针旋转的角速度为2(rad/min)1260360ππ=⨯,所以()230360t n πππ-=,即72011t n =. 用计算机或计算器作出函数72011t n =的图象(如下页图)或表格,从中可清楚地看到时针与分针每次重合所需的时间.n u1 15. 981.82 16. 1047.3 17. 1112.7 18. 1178.2 19. 1243.6 20. 1309.1 21. 1374.5 22.1440.因为时针旋转一天所需的时间为24×60=1440(min ),所以144011n ≤,于是n≤22.故时针与分针一天内只会重合22次.说明:通过时针与分针的旋转问题进一步地认识弧度的概念,并将问题引向深入,用函数思想进行分析.在研究时针与分针一天的重合次数时,可利用计算器或计算机,从模拟的图形、表格中的数据、函数的解析式或图象等角度,不难得到正确的结论.3、已知相互啮合的两个齿轮,大轮有48齿,小轮有20齿,当大轮转动一周时,小轮转动的角是__________度,即__________rad .如果大轮的转速为180r/min (转/分),小轮的半径为10.5cm ,那么小轮周上一点每1s 转过的弧长是__________.答案:864°,245π,151.2π cm. 说明:通过齿轮的转动问题进一步地认识弧度的概念和弧长公式.当大齿轮转动一周时,小齿轮转动的角是4824360864rad.205π⨯︒=︒= 由于大齿轮的转速为3r/s ,所以小齿轮周上一点每1s 转过的弧长是483210.5151.2(cm)20ππ⨯⨯⨯=. P20习题1.2A 组1、用定义法、公式一以及计算器求下列角的三个三角函数值:(1)173π-;(2)214π;(3)236π-;(4)1500°.答案:(1)1sin ,tan 22ααα===(2)sin tan 122ααα=-=-=;(3)1sin ,cos tan 2ααα===(4)1sin ,tan 2ααα=== 说明:先利用公式一变形,再根据定义求值,非特殊角的三角函数值用计算器求.2、已知角α的终边上有一点的坐标是P (3a ,4a ),其中a≠0,求sinα,cosα,tanα的三角函数值.答案:当a >0时,434sin ,cos ,tan 553ααα===;当a <0时,434sin ,cos ,tan 553ααα=-=-=-.说明:根据定义求三角函数值. 3、计算:(1)6sin (-90°)+3sin0°-8sin270°+12cos180°; (2)10cos270°+4sin0°+9tan0°+15cos360°;(3)22322costantan sin cos sin 2446663ππππππ-+-++;(4)2423sincos tan 323πππ+-. 答案:(1)-10;(2)15;(3)32-;(4)94-.说明:求特殊角的三角函数值.4、化简:(1)asin0°+bcos90°+ctan180°;(2)-p 2cos180°+q 2sin90°-2pqcos0°;(3)223cos 2sincos sin 22a b ab ab ππππ-+-; (4)13tan 0cos sin cos sin 222m n p q r ππππ+---.答案:(1)0;(2)(p -q )2;(3)(a -b )2;(4)0.说明:利用特殊角的三角函数值化简.5、根据下列条件求函数3()sin()2sin()4cos 23cos()444f x x x x x πππ=++--++的值. (1)4x π=;(2)34x π=. 答案:(1)-2;(2)2.说明:转化为特殊角的三角函数的求值问题. 6、确定下列三角函数值的符号:(1)sin186°; (2)tan505°; (3)sin7.6π; (4)23tan()4π-; (5)cos940°;(6)59cos()17π-. 答案:(1)负;(2)负;(3)负;(4)正;(5)负;(6)负. 说明:认识不同位置的角对应的三角函数值的符号. 7、确定下列式子的符号: (1)tan125°·sin273°;(2)tan108cos305︒︒;(3)5411sin cos tan 456πππ;(4)511cos tan 662sin 3πππ. 答案:(1)正;(2)负;(3)负;(4)正.说明:认识不同位置的角对应的三角函数值的符号. 8、求下列三角函数值(可用计算器):(1)67sin()12π-; (2)15tan()4π-;(3)cos398°13′; (4)tan766°15′. 答案:(1)0.9659;(2)1;(3)0.7857;(4)1.045.说明:可先运用公式一转化成锐角三角函数,然后再求出三角函数值. 9、求证:(1)角θ为第二或第三象限角当且仅当sinθ·tanθ<0; (2)角θ为第三或第四象限角当且仅当cosθ·tanθ<0; (3)角θ为第一或第四象限角当且仅当sin 0tan θθ>;(4)角θ为第一或第三象限角当且仅当sinθ·cosθ>0. 答案:(1)先证如果角θ为第二或第三象限角,那么sinθ·tanθ<0. 当角θ为第二象限角时,sinθ>0,tanθ<0,则sinθ·tanθ<0; 当角θ为第三象限角时,sinθ<0,tanθ>0,则sinθ·tanθ<0, 所以如果角θ为第二或第三象限角,那么sinθ·tanθ<0. 再证如果sinθ·tanθ<0,那么角θ为第二或第三象限角.因为sinθ·tanθ<0,即sinθ>0且tanθ<0,或sinθ<0且tanθ>0, 当sinθ>0且tanθ<0时,角θ为第二象限角; 当sinθ<0且tanθ>0时,角θ为第三象限角,所以如果sinθ·tanθ<0,那么角θ为第二或第三象限角. 综上所述,原命题成立. (其他小题略)说明:以证明命题的形式,认识位于不同象限的角对应的三角函数值的符号.10、(1)已知sin α=,且α为第四象限角,求cosα,tanα的值; (2)已知5cos 13α=-,且α为第二象限角,求sinα,tanα的值; (3)已知3tan 4α=-,求sinα,cosα的值;(4)已知cosα=0.68,求sinα,tanα的值(计算结果保留两个有效数字).答案:(1)1,2 (2)1212,135-;(3)当α为第二象限角时,34sin ,cos 55αα==-, 当α为第四象限角时,34sin ,cos 55αα=-=;(4)当α为第一象限角时,sinα=0.73,tanα=1.1,当α为第四象限角时,sinα=-0.73,tanα=-1.1. 说明:要注意角α是第几象限角.11、已知1sin 3x =-,求cosx ,tanx 的值.答案:当x 为第三象限角时,cos tan x x ==当x 为第四象限角时,cos tan 34x x ==- 说明:要分别对x 是第三象限角和第四象限角进行讨论.12、已知3tan 2απαπ=<<,求cosα-sinα的值.答案:11)2说明:角α是特殊角. 13、求证: (1)2212sin cos 1tan 1tan cos sin x x xxx x--=+-;(2)tan 2α-sin 2α=tan 2α·sin 2α;(3)(cosβ-1)2+sin 2β=2-2cosβ;(4)sin 4x +cos 4x=1-2sin 2xcos 2x .答案:(1)2(cos sin )cos sin 1tan (cos sin )(cos sin )cos sin 1tan x x x x xx x x x x x x---===+-++左边; (2)222222222211cos sin sin (1)sin sin sin tan cos cos cos x x x xxx x xxx-=-===左边;(3)左边=1-2cosβ+cos 2β+sin 2β=2-2cosβ;(4)左边=(sin 2x +cos 2x )2-2sin 2x·cos 2x=1-2sin 2x·cos 2x .说明:还可以从右边变为左边,或对左右同时变形.可提倡一题多解,然后逐渐学会选择较为简单的方法.B 组1、化简(1+tan 2α)cos 2α. 答案:1说明:根据同角三角函数的基本关系,将原三角函数式转化为正余弦函数式.2α为第二象限角. 答案:-2t anα说明:先变形,再根据同角三角函数的基本关系进行化简. 3、已知tanα=2,求sin cos sin cos αααα+-的值.答案:3说明:先转化为正切函数式. 4、从本节的例7可以看出,cos 1sin 1sin cos x x x x+=-就是sin 2x +cos 2x=1的一个变形.你能利用同角三角函数的基本关系推导出更多的关系式吗?答案:又如sin 4x +cos 4x=1-2sin 2x·cos 2x 也是sin 2x +cos 2x=1的一个变形;2211tan cos x x=+是sin 2x +cos 2x=1和sin tan cos xx x=的变形;等等. 说明:本题要求学生至少能写出每个同角关系式的一个变形.P29习题1.3A 组1、将下列三角函数转化为锐角三角函数,并填在题中横线上: (1)cos210°=__________; (2)sin263°42′=__________; (3)cos()6π-=__________; (4)5sin()3π-=__________;(5)11cos()9π-=__________;(6)cos (-104°26′)=__________; (7)tan632°24′=__________; (8)17tan6π=__________. 答案:(1)-cos30°; (2)-sin83°42′ (3)cos 6π;(4)sin3π; (5)2cos 9π-;(6)-cos75°34′; (7)-tan87°36′; (8)tan6π-. 说明:利用诱导公式转化为锐角三角函数. 2、用诱导公式求下列三角函数值: (1)17cos()4π-; (2)sin (-1574°); (3)sin (-2160°52′); (4)cos (-1751°36′);(5)cos1615°8′;(6)26sin()3π-.答案:(1)2;(2)-0.7193;(3)-0.0151;(4)0.6639;(5)-0.9964;(6)-说明:先利用诱导公式转化为锐角三角函数,再求值.3、化简:(1)sin(-1071°)·sin99°+sin(-171°)·sin(-261°);(2)1+sin(α-2π)·sin(π+α)-2cos2(-α).答案:(1)0;(2)-cos2α说明:先利用诱导公式转化为角α的三角函数,再进一步化简.4、求证:(1)sin(360°-α)=-sinα;(2)cos(360°-α)=cosα;(3)tan(360°-α)=-tanα.答案:(1)sin(360°-α)=sin(-α)=-sinα;(2)略;(3)略.说明:有的书也将这组恒等式列入诱导公式,但根据公式一可知,它和公式三等价,所以本教科书未将其列入诱导公式.B组1、计算:(1)sin420°·cos750°+sin(-330°)·cos(-660°);(2)tan675°+tan765°-tan(-330°)+tan(-690°);(3)252525sin cos tan() 634πππ++-.答案:(1)1;(2)0;(3)0.说明:先利用诱导公式转化为锐角三角函数,再求值.2、已知1sin()2πα+=-,计算:(1)sin(5π-α);(2)sin()2πα+;(3)3cos()2πα-; (4)tan()2πα-. 答案:(1)12; (2)3,,23,;2αα⎧⎪⎪⎨⎪-⎪⎩当为第一象限角当为第二象限角(3)12-; (4)3,,3,αα⎧⎪⎨-⎪⎩当为第一象限角当为第二象限角.说明:先用诱导公式将已知式和待求式都转化为角α的三角函数,然后再根据同角三角函数的基本关系得解. P46习题1.4A 组1、画出下列函数的简图:(1)y=1-sinx ,x∈[0,2π]; (2)y=3cosx +1,x∈[0,2π]. 答案:(1)(2)说明:可以直接用“五点法”作出两个函数的图象;也可以先用“五点法”作出正弦、余弦函数的图象,再通过变换得到这两个函数的图象.2、求使下列函数取得最大值、最小值的自变量x 的集合,并分别写出最大值、最小值是什么.(1)11cos ,23y x x π=-∈R ; (2)3sin(2),4y x x π=+∈R ;(3)31cos(),226y x x π=--∈R ; (4)11sin(),223y x x π=+∈R .答案:(1)使y 取得最大值的集合是{x|x=6k +3,k∈Z },最大值是32; 使y 取得最小值的集合是{x|x=6k ,k∈Z },最大值是12; (2)使y 取得最大值的集合是{|,}8x x k k ππ=+∈Z ,最大值是3;使y 取得最小值的集合是3{|,}8x x k k ππ=-+∈Z ,最小值是-3; (3)使y 取得最大值的集合是{|2(21),}3x x k k ππ=++∈Z ,最大值是32; 使y 取得最小值的集合是{|4,}3x x k k ππ=+∈Z ,最小值是32-; (4)使y 取得最大值的集合是{|4,}3x x k k ππ=+∈Z ,最大值是12;使y 取得最小值的集合是5{|4,}3x x k k ππ=-+∈Z ,最小值是12-. 说明:利用正弦、余弦函数的最大值、最小值性质,研究所给函数的最大值、最小值性质.3、求下列函数的周期: (1)2sin 3y x =,x∈R ; (2)1cos 42y x =,x∈R . 答案:(1)3π;(2)2π说明:可直接由函数y=Asin (ωx+φ)和函数y=Acos (ωx+φ)的周期2T πω=得解.4、利用函数的单调性比较下列各组中两个三角函数值的大小: (1)sin103°15′与sin164°30′; (2)4744cos()cos()109ππ--与; (3)sin508°与sin144°;(4)cos760°与cos (-770°). 答案:(1)sin103°15′>sin164°130′; (2)4744cos()cos()109ππ->-; (3)sin508°<sin144°;(4)cos760°>cos (-770°).说明:解决这类问题的关键是利用诱导公式将它们转化到同一单调区间上研究. 5、求下列函数的单调区间: (1)y=1+sinx ,x∈R ; (2)y=-cosx ,x∈R . 答案:(1)当[2,2]22x k k ππππ∈-++,k∈Z 时,y=1+sinx 是增函数;当3[2,2]22x k k ππππ∈++,k∈Z 时,y=1+sinx 是减函数. (2)当x∈[(2k -1)π,2kπ],k∈Z 时,y=-cosx 是减函数; 当x∈[2kπ,(2k +1)π],k∈Z 时,y=-cosx 是增函数. 说明:利用正弦、余弦函数的单调性研究所给函数的单调性. 6、求函数tan()26y x π=-++的定义域.答案:{|,}3x x k k ππ≠+∈Z .说明:可用换元法.7、求函数5tan(2),()3122k y x x k πππ=-≠+∈Z 的周期. 答案:2π. 说明:可直接由函数y=Atan (ωx+φ)的周期T πω=得解. 8、利用正切函数的单调性比较下列各组中两个函数值的大小: (1)13tan()tan()57ππ--与; (2)tan1519°与tan1493°; (3)93tan 6tan(5)1111ππ-与; (4)7tantan 86ππ与. 答案:(1)13tan()tan()57ππ->-;(2)tan1519°>tan1493°;(3)93tan 6tan(5)1111ππ>-;(4)7tantan 86ππ<. 说明:解决这类问题的关键是利用诱导公式将它们转化到同一单调区间上研究.9、根据正切函数的图象,写出使下列不等式成立的x 的集合:(1)1+tanx≥0;(2)tan 0x . 答案:(1){|,}42x k x k k ππππ-+<+∈Z ≤;(2){|,}32x k x k k ππππ+<+∈Z ≤.说明:只需根据正切曲线写出结果,并不要求解三角方程或三角不等式. 10、设函数f (x )(x∈R )是以 2为最小正周期的周期函数,且x∈[0,2]时f (x )=(x -1)2.求f (3),7()2f 的值.答案:由于f (x )以2为最小正周期,所以对任意x∈R ,有f (x +2)=f (x ).于是:f (3)=f (1+2)=f (1)=(1-1)2=0;273331()(2)()(1)22224f f f =+==-=. 说明:利用周期函数的性质,将其他区间上的求值问题转化到区间[0,2]上的求值问题. 11、容易知道,正弦函数y=sinx 是奇函数,正弦曲线关于原点对称,即原点是正弦曲线的对称中心.除原点外,正弦曲线还有其他对称中心吗?如果有,对称中心的坐标是什么?另外,正弦曲线是轴对称图形吗?如果是,对称轴的方程是什么?你能用已经学过的正弦函数性质解释上述现象吗? 对余弦函数和正切函数,讨论上述同样的问题.答案:由正弦函数的周期性可知,除原点外,正弦曲线还有其他对称中心,其对称中心坐标为(kπ,0),k∈Z .正弦曲线是轴对称图形,其对称轴的方程是,2x k k ππ=+∈Z .由余弦函数和正切的周期性可知,余弦曲线的对称中心坐标为(,0)2k ππ+,k∈Z ,对称轴的方程是x=kπ,k∈Z ;正切曲线的对称中心坐标为(,0)2k π,k∈Z ,正切曲线不是轴对称图形. 说明:利用三角函数的图象和周期性研究其对称性.B 组1、根据正弦函数、余弦函数的图象,写出使下列不等式成立的x 的取值集合:(1)sin )2x x ∈R ≥;(22cos 0()x x ∈R ≥. 答案:(1)2{|22,}33x k x k k ππππ++∈Z ≤≤; (2)33{|22,}44x k x k k ππππ-++∈Z ≤≤. 说明:变形后直接根据正弦函数、余弦函数的图象写出结果,并不要求解三角方程或三角不等式.2、求函数3tan(2)4y x π=--的单调区间. 答案:单调递减区间5(,),2828k k k ππππ++∈Z . 说明:利用正切函数的单调区间求所给函数的单调区间.3、已知函数y=f (x )的图象如图所示,试回答下列问题: (1)求函数的周期;(2)画出函数y=f (x +1)的图象;(3)你能写出函数y=f (x )的解析式吗?答案:(1)2;(2)y=f (x +1)的图象如下;(3)y=|x -2k|,x∈[2k-1,2k +1],k∈Z .说明:可直接由函数y=f (x )的图象得到其周期.将函数y=f (x )的图象向左平行移动1个单位长度,就得到函数y=f (x +1)的图象.求函数y=f (x )的解析式难度较高,需要较强的抽象思维能力.可先求出定义域为一个周期的函数y=f (x ),x∈[-1,1]的解析式为y=|x|,x∈[-1,1],再根据函数y=f (x )的图象和周期性,得到函数y=f (x )的解析式为y=|x -2k|,x∈[2k-1,2k +1],k∈Z . P57习题1.5A 组1、选择题:(1)为了得到函数1cos()3y x =+,x∈R 的图象,只需把余弦曲线上所有的点( )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13个单位长度 D .向右平行移动13个单位长度(2)为了得到函数cos5xy =,x∈R 的图象,只需把余弦曲线上所有的点的( )、 A .横坐标伸长到原来的5倍,纵坐标不变 B .横坐标缩短到原来的15倍,纵坐标不变 C .纵坐标伸长到原来的5倍,横坐标不变D .纵坐标缩短到原来的15倍,横坐标不变 (3)为了得到函数1cos 4y x =,x∈R 的图象,只需把余弦曲线上所有的点的( ).A .横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变B .横坐标缩短到原来的14倍,纵坐标不变 C .纵坐标伸长到原来的4倍,横坐标不变 D .纵坐标缩短到原来的14倍,横坐标不变 答案:(1)C ;(2)A ;(3)D .2、画出下列函数在长度为一个周期的闭区间上的简图(有条件的可用计算器或计算机作图检验):(1)14sin 2y x =,x∈R ; (2)1cos32y x =,x∈R ; (3)3sin(2)6y x π=+,x∈R ;(4)112cos()24y x π=-,x∈R .答案:(1)(2)(3)(4)说明:研究了参数A 、ω、φ对函数图象的影响.3、不画图,直接写出下列函数的振幅、周期与初相,并说明这些函数的图象可由正弦曲线经过怎样的变化得到(注意定义域):(1)8sin()48xy π=-,x∈[0,+∞);(2)1sin(3)37y x π=+,x∈[0,+∞). 答案:(1)振幅是8,周期是8π,初相是8π-.先把正弦曲线向右平行移动8π个单位长度,得到函数1sin()8y x π=-,x∈R 的图象;再把函数y 1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的4倍(纵坐标不变),得到函数2sin()48x y π=-,x∈R的图象;再把函数y 2的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的8倍(横坐标不变),得到函数38sin()48x y π=-,x∈R 的图象;最后把函数y 3的图象在y 轴左侧的部分抹去,就得到函数8sin()48x y π=-,x∈[0,+∞)的图象.(2)振幅是13,周期是23π,初相是7π.先把正弦曲线向左平行移动7π个单位长度,得到函数1sin()7y x π=+,x∈R 的图象;再把函数y 1的图象上所有点的横坐标缩短到原来的13倍(纵坐标不变),得到函数2sin(3)7y x π=+,x∈R的图象;再把函数y 2的图象上所有点的纵坐标缩短到原来的13倍(横坐标不变),得到函数31sin(3)37y x π=+,x∈R 的图象;最后把函数y 3的图象在y 轴左侧的部分抹去,就得到函数1sin(3)37y x π=+,x∈[0,+∞)的图象.说明:了解简谐振动的物理量与函数解析式的关系,并认识函数y=Asin (ωx+φ)的图象与正弦曲线的关系.4、图 1.5-1的电流i (单位:A )随时间t (单位:s )变化的函数关系是5sin(100),[0,)3i t t ππ=+∈+∞.(1)求电流i 变化的周期、频率、振幅及其初相; (2)当t=0,1171,,,(:s)60015060060单位时,求电流i . 答案:(1)周期为150,频率为50,振幅为5,初相为3π.(2)t=0时,2i =;1600t =时,i=5;1150t =时,i=0;7600t =时,i=-5;160t =时,i=0.说明:了解简谐振动的物理量与函数解析式的关系,并求函数值.5、一根长为l cm 的线,一端固定,另一端悬挂一个小球.小球摆动时,离开平衡位置的位移s (单位:cm )与时间t (单位:s)的函数关系是),[0,)3s t π=+∈+∞. (1)求小球摆动的周期;(2)已知g≈980cm/s 2,要使小球摆动的周期是1s ,线的长度l 应当是多少?(精确到0.1cm ) 答案:(1)2(2)约24.8cm . 说明:了解简谐振的周期.B 组1、弹簧振子的振动是简谐运动.下表给出了振子在完成一次全振动的过程中的时间t 与位移s答案:根据已知数据作出散点图(如图).由散点图可知,振子的振动函数解析式为020sin()62x y t ππ=-,x∈[0,+∞). 说明:作出已知数据的散点图,然后选择一个函数模型来描述,并根据已知数据求出该函数模型.2、弹簧挂着的小球作上下运动,它在t 秒时相对于平衡位置的高度h 厘米由下列关系式确定:2sin()4h t π=+.以t 为横坐标,h 为纵坐标,作出这个函数在一个剧期的闭区间上的图象,并回答下列问题: (1)小球在开始振动时(即t=0)的位置在哪里?(2)小球的最高点和最低点与平衡位置的距离分别是多少? (3)经过多少时问小球往复运动一次? (4)每秒钟小球能往复振动多少次?答案:函数2sin()4h t π=+在[0,2π]上的图象为(1)小球在开始振动时的位置在(0,2);(2)最高点和最低点与平衡位置的距离都是2;(3)经过2π秒小球往复运动一次;(4)每秒钟小球能往复振动12π次.说明:结合具体问题,了解解析式中各常数的实际意义.3、如图,点P是半径为r cm的砂轮边缘上的一个质点,它从初始位置P0开始,按逆时针方向以角速度ω rad/s做圆周运动.求点P的纵坐标y关于时间t的函数关系,并求点P的运动周期和频率.答案:点P的纵坐标关于时间t的函数关系式为y=rsin(ωt+φ),t∈[0,+∞);点P的运动周期和频率分别为2πω和2ωπ.说明:应用函数模型y=rsin(ωt+φ)解决实际问题.P65习题1.61、根据下列条件,求△ABC的内角A:(1)1sin2A=;(2)2cos A=-;(3)tanA=1;(4)3 tan A=-.答案:(1)30°或150°;(2)135°;(3)45°;(4)150°.说明:由角A是△ABC的内角,可知A∈(0°,180°).2、根据下列条件,求(0,2π)内的角x:(1)3sin x=-;(2)sinx=-1;(3)cosx=0;(4)tanx=1.答案:(1)4533ππ或;(2)32π;(3)322ππ或;(4)544ππ或.说明:可让学生再变换角x的取值范围求解.3、天上有些恒星的亮度是会变化的.其中一种称为造父(型)变星,本身体积会膨胀收缩造成亮度周期性的变化、下图为一造父变星的亮度随时间的周期变化图、此变星的亮度变化的周期为多少天?最亮时是几等星?最暗时是几等星?答案:5.5天;约3.7等星;约4.4等星.说明:每个周期的图象不一定完全相同,表示视星等的坐标是由大到小.4、夏天是用电的高峰时期,特别是在晚上.为保证居民空调制冷用电,电力部门不得不对企事业拉闸限电,而到了0时以后,又出现电力过剩的情况.因此每天的用电也出现周期性的变化.为保证居民用电,电力部门提出了“消峰平谷”的想法,即提高晚上高峰时期的电价,同时降低后半夜低峰时期的电价,鼓励各单位在低峰时用电.请你调查你们地区每天的用电情况,制定一项“消峰平谷”的电价方案.答案:先收集每天的用电数据,然后作出用电量随时间变化的图象,根据图象制定“消峰平谷”的电价方案.说明:建立周期变化的模型解决实际问题.B 组1、北京天安门广场的国旗每天是在日出时随太阳升起,在日落时降旗、请根据年鉴或其他的参考资料,统计过去一年不同时期的日出和日落时间.(1)在同一坐标系中,以日期为横轴,画出散点图,并用曲线去拟合这些数据,同时找到函数模型;(2)某同学准备在五一长假时去看升旗,他应当几点到达天安门广场? 答案:略.说明:建立周期变化的函数模型,根据模型解决实际问题.2、一个城市所在的经度和纬度是如何影响日出和日落的时间的?收集其他有关的数据并提供理论证据支持你的结论.答案:略.说明:收集数据,建立周期变化的函数模型,根据模型提出个人意见.然后采取上网、查阅资料或走访专业人士的形式,获取这方面的信息,以此来说明自己的结论. P69复习参考题A 组1、写出与下列各角终边相同的角的集合S ,并且把S 中适合不等式-2π≤β≤4π的元素β写出来:(1)4π; (2)23π-;(3)125π; (4)0.答案:(1)79{|2,},,,4444k k ππππββπ=+∈-Z ;(2)22410{|2,},,,3333k k ββπππππ=-+∈-Z ;(3)128212{|2,},,,5555k k ββπππππ=+∈-Z ; (4){β|β=2kπ,k∈Z },-2π,0,2π.说明:用集合表示法和符号语言写出与指定角终边相同的角的集合,并在给定范围内找出与指定的角终边相同的角.2、在半径为15cm 的圆中,一扇形的弧含有54°,求这个扇形的周长与面积(π取3.14,计算结果保留两个有效数字).答案:周长约44cm ,面积约1.1×102cm 2.说明:可先将角度转化为弧度,再利用弧度制下的弧长和面积公式求解. 3、确定下列三角函数值的符号:(1)sin4; (2)cos5; (3)tan8; (4)tan (-3). 答案:(1)负;(2)正;(3)负;(4)正.说明:将角的弧度数转化为含π的形式或度,再进行判断. 4、已知1cos 4ϕ=,求sinφ,tanφ.答案:当φ为第一象限角时,sin tan 4ϕϕ==当φ为第四象限角时,sin tan ϕϕ== 说明:先求sinφ的值,再求tanφ的值.5、已知sinx=2cosx ,求角x 的三个三角函数值.答案:当x 为第一象限角时,tanx=2,cos x x ==;当x 为第三象限角时,tanx=2,cos x x == 说明:先求tanx 的值,再求另外两个函数的值.6、用cosα表示sin 4α-sin 2α+cos 2α.答案:cos 4α.说明:先将原式变形为sin 2α(sin 2α-1)+cos 2α,再用同角三角函数的基本关系变形. 7、求证:(1)2(1-sinα)(1+cosα)=(1-sinα+cosα)2;(2)sin 2α+sin 2β-sin 2α·sin 2β+cos 2α·cos 2β=1. 答案:(1)左边=2-2sinα+2cosα-2sinαcosα=1+sin 2α+cos 2α-2sinα+2cosα-2sinαcosα =右边. (2)左边=sin 2α(1-sin 2β)+sin 2β+cos 2αcos 2β=cos 2β(sin 2α+cos 2α)+sin 2β =1=右边.说明:第(1)题可先将左右两边展开,再用同角三角函数的基本关系变形. 8、已知tanα=3,计算:(1)4sin 2cos 5cos 3sin αααα-+;(2)sinαcosα;(3)(sinα+cosα)2. 答案:(1)57;(2)310;(3)85.说明:第(2)题可由222sin tan 9cos ααα==,得21cos 10α=,所以23sin cos tan cos 10αααα==.或2222sin cos tan 33sin cos 10sin cos tan 131αααααααα====+++. 9、先估计结果的符号,再进行计算. (1)252525sincos tan()634πππ++-; (2)sin2+cos3+tan4(可用计算器).答案:(1)0;(2)1.0771.说明:先根据各个角的位置比较它们的三角函数值的大小,再估计结果的符号. 10、已知1sin()2πα+=-,计算: (1)cos (2π-α);(2)tan (α-7π).答案:(1)当α为第一象限角时,cos(2)πα-=,当α为第二象限角时,cos(2)πα-=(2)当α为第一象限角时,tan(7)3απ-=,当α为第二象限角时,tan(7)απ-= 说明:先用诱导公式转化为α的三角函数,再用同角三角函数的基本关系计算. 11、先比较大小,再用计算器求值:(1)sin378°21′,tan1111°,cos642.5°; (2)sin (-879°),3313tan(),cos()810ππ--; (3)sin3,cos (sin2).答案:(1)tan1111°=0.601,sin378°21′=0.315,cos642.5°=0.216; (2)sin (-879°)=-0.358,3313tan()0.414,cos()0.588810ππ-=--=-; (3)sin3=0.141,cos (sin2)=0.614.说明:本题的要求是先估计各三角函数值的大小,再求值验证. 12、设π<x <2π,填表:说明:熟悉各特殊角的三角函数值. 13、下列各式能否成立,说明理由: (1)cos 2x=1.5;(2)3sin 4x π=-.答案:(1)因为cos x =cos x =1,1><-,所以原式不能成立;(2)因为sin x =,而|1<,所以原式有可能成立.说明:利用正弦和余弦函数的最大值和最小值性质进行判断.14、求下列函数的最大值、最小值,并且求使函数取得最大、最小值的x 的集合:(1)sin xy π=,x∈R ;(2)y=3-2cosx ,x∈R .答案:(11π,此时x 的集合为{|2,}2x x k k ππ=+∈Z ;1π,此时x 的集合为{|2,}2x x k k ππ=-+∈Z ;(2)最大值为5,此时x 的集合为{x|x=(2k +1)π,k∈Z }; 最小值为1,此时x 的集合为{x|x=2kπ,k∈Z }.说明:利用正弦、余弦函数的最大值和最小值性质,研究所给函数的最大值和最小值性质. 15、已知0≤x≤2π,求适合下列条件的角x 的集合: (1)y=sinx 和y=cosx 都是增函数; (2)y=sinx 和y=cosx 都是减函数;(3)y=sinx 是增函数,而y=cosx 是减函数; (4)y=sinx 是减函数,而y=cosx 是增函数. 答案:(1)3{|2}2x x ππ≤≤; (2){|}2x x ππ≤≤;(3){|0}2x x π≤≤;(4)3{|}2x x ππ≤≤. 说明:利用函数图象分析.16、画出下列函数在长度为一个周期的闭区间上的简图: (1)1sin(3),;23y x x π=-∈R (2)2sin(),;4y x x π=-+∈R (3)1sin(2),;5y x x π=--∈R(4)3sin(),.63xy x π=-∈R 答案:(1)(2)(3)(4)说明:可要求学生在作出图象后,用计算机或计算器验证. 17、(1)用描点法画出函数y=sinx ,[0,]2x π∈的图象.(2)如何根据第(1)小题并运用正弦函数的性质,得出函数y=sinx ,x∈[0,2π]的图象? (3)如何根据第(2)小题并通过平行移动坐标轴,得出函数y=sin (x +φ)+k ,x∈[0,2π]的图象?(其中φ,k 都是常数)答案:(1)x 0 18π9π 6π 29π 518π 3π 718π 49π 2π sinx0.170.340.500.640.770.870.940.981(2)由sin (π-x )=sinx ,可知函数y=sinx ,x∈[0,π]的图象关于直线2x =对称,据此可得函数y=sinx ,[,]2x ππ∈的图象;又由sin (2π-x )=-sinx ,可知函数y=sinx ,x∈[0,2π]的图象关于点(π,0)对称,据此可得出函数y=sinx ,x∈[π,2π]的图象.(3)先把y 轴向右(当φ>0时)或向左(当φ<0时)平行移动|φ|个单位长度,再把x 轴向下(当k >0时)或向上(当k <0时)平行移动|k|个单位长度,最后将图象向左或向右平行移动2π个单位长度,并擦去[0,2π]之外的部分,便得出函数y=sin (x +φ)+k ,x∈[0,2π]的图象.说明:学会用不同的方法作函数图象.18、不通过画图,写出下列函数的振幅、周期、初相,并说明如何由正弦曲线得出它们的图象:(1)sin(5),;6y x x π=+∈R(2)12sin,.6y x x =∈R 答案:(1)振幅是1,周期是25π,初相是6π. 把正弦曲线向左平行移动6π个单位长度,可以得函数sin()6y x π=+,x∈R 的图象;再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的15倍(纵坐标不变),就可得出函数sin(5)6y x π=+,x∈R 的图象.(2)振幅是2,周期是2π,初相是0.把正弦曲线上所有点的横坐标伸长到原来的6倍(纵坐标不变),得到函数1sin6y x =,x∈R 的图象;再把所得图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),就可得到函数12sin()6y x =,x∈R 的图象.说明:会根据解析式求各物理量,并理解如何由正弦曲线通过变换得到正弦函数的图象.B 组1、已知α为第四象限角,确定下列各角的终边所在的位置:(1)2α; (2)3α; (3)2α. 答案:(1)3(1)42k k παππ+<<+,所以2α的终边在第二或第四象限; (2)9012030901203k k α︒+︒<<︒+︒+︒,所以3α的终边在第二、第三或第四象限;(3)(4k +3)π<2α<(4k +4)π,所以2α的终边在第三或第四象限,也可在y 轴的负半轴上.说明:不要求探索α分别为各象限角时,nα和nα的终边所在位置的规律.。
【沪科版】高中数学必修四期末模拟试卷附答案

一、选择题1.已知3sin cos x x +=,则1tan tan x x +=( ) A .6-B .7-C .8-D .9-2.若()π,2πα∈,πcos sin 042αα⎛⎫+-= ⎪⎝⎭,则πsin 6α⎛⎫+= ⎪⎝⎭( ) A .3-B .0C .3 D .3-或0 3.已知()3sin 2020cos2020f x x x =+的最大值为A ,若存在实数1x ,2x ,使得对任意的实数x ,总有()()()12f x f x f x ≤≤成立,则12A x x -的最小值为( ) A .2020π B .1010π C .505π D .4040π 4.若()tan 804sin 420α+=,则()tan 20α+的值为( )A .35-B .35C .3 D .3 5.在ABC ∆中,2AB =,3AC =,5cos 6A =,若O 为ABC ∆的外心(即三角形外接圆的圆心),且AO mAB nAC +=,则2n m -=( ) A .199B .4122-C .111-D .17116.在ABC ∆中,D 为BC 边上一点,且AD BC ⊥,向量AB AC +与向量AD 共线,若10AC =,2BC =,0GA GB GC ++=,则AB CG=( )A .3B .5C .2D .1027.如图,已知点D 为ABC 的边BC 上一点,3BD DC =,*()∈n E n N 为AC 边的一列点,满足11(32)4n n n n n E A a E B a E D +=-+,其中实数列{}n a 中,10,1n a a >=,,则{}n a 的通项公式为( )A .1321n -⋅-B .21n -C .32n -D .1231n -⋅-8.已知正项等比数列{}n a ,若向量()28,a a =,()8,2b a =,//a b ,则212229log log log (a a a ++⋯+= )A .12B .28log 5+C .5D .189.将函数()sin 25f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象向右平移10π个单位长度后得到函数()y g x =的图象,对于函数()y g x =有以下四个判断:①该函数的解析式为2sin 210y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭;②该函数图象关于点,02π⎛⎫⎪⎝⎭对称; ③该函数在区间,44ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增; ④该函数在区间,42ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增. 其中,正确判断的序号是( ) A .②③B .①②C .②④D .③④10.如果一个函数在给定的区间上的零点个数恰好为8,则称该函数为“比心8中函数”.若函数()2sin()1f x x ωπ=-,(0)>ω是区间[0,1]上的“比心8中函数”,则ω的取值范围是( ) A .4149,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .4953,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .3741,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .[8,9)11.现有四个函数:①y =x |sin x |,②y =x 2cos x ,③y =x ·e x ;④1y x x=+的图象(部分)如下,但顺序被打乱,则按照从左到右将图象对应的函数序号安排正确的一组是( )A .①②③④B .①③②④C .②①③④D .③②①④12.将函数()2sin (04)6f x x πωω⎛⎫=-<< ⎪⎝⎭的周期为π,则以下说法正确的是( ) A .1ω=B .函数()y f x =图象的一条对称轴为12x π=C .()3f f x π⎛⎫⎪⎝⎭D .函数()y f x =在区间0,2π⎛⎫⎪⎝⎭,上单调递增二、填空题13.4cos50tan40-=______.14.在ABC ∆中,内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知3b =,22cos c a b A -=,则a c +的取值范围为______.15.已知角θ的终边经过点(4,3)P -,则22cos sin 122sin()4--=+θθπθ_____________.16.已知ABC ,点P 是平面上任意一点,且AP AB AC λμ=+(,λμ∈R ),给出以下命题: ①若1ABλ=,1ACμ=,则P 为ABC 的内心;②若1λμ==,则直线AP 经过ABC 的重心; ③若1λμ+=,且0μ>,则点P 在线段BC 上; ④若1λμ+>,则点P 在ABC 外; ⑤若01λμ<+<,则点P 在ABC 内. 其中真命题为______ 17.如图,在△ABC 中,13AN NC =,P 是BN 上的一点,若AP =m 211AB AC +,则实数m 的值为_____.18.如图,在四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 相交于点O .已知AC BC =,AC BC ⊥,AD BD ⊥,且O 是AC 的中点,若2AD AB CD CB ⋅-⋅=,则AC BD ⋅的值为__________.19.设函数()3sin 23f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭的图象为C ,给出下列命题:①图象C 关于直线1112π=x 对称;②函数()f x 在区间5,1212ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭内是减函数;③函数()f x 是奇函数;④图象C 关于点,03π⎛⎫⎪⎝⎭对称.其中,错误命题的是______. 20.已知M 是函数()()238sin f x x x x R π=--∈的所有零点之和.则M 的值为_____.三、解答题21.已知函数()2sin cos 144f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=+--⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. (1)求函数()f x 的最小正周期;(2)若函数()()223g x f x x =-,求函数()g x 的单调增区间.22.已知函数2()2sin sin 26f x x x.(1)求()f x 的最小正周期; (2)若,212x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,求()f x 的值域. 23.在OAB 的边OA ,OB 上分别有一点P ,Q ,已知:1:2OP PA =,:3:2OQ QB =,连接AQ ,BP ,设它们交于点R ,若OA a =,OB b =.(1)用a 与b 表示OR ;(2)过R 作RH AB ⊥,垂足为H ,若1a =,2b =,a 与b 的夹角2,33ππθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,求BHBA的范围.24.如图一,在平面直角坐标系xOy 中,O 为坐标原点,()11,A x y ,()22,B x y ,请根据以下信息,处理问题(1)和(2).信息一:O 为坐标原点,()22,OB x y =,若将OB 顺时针旋转90︒得到向量'OB ,则()22',OB y x =-,且'OB OB =;信息二:()22,OB x y =与()11,OA x y =的夹角记为θ,()22',OB y x =-与()11,OA x y =的夹角记为α,则sin cos θα=;信息三:1sin 2OAB S OA OB θ=⋅⋅△;信息四:11122122x y x y x y x y =-,叫二阶行列式.(1)求证:112212OAB x y S x y =△,(外层“”表示取绝对值);(2)如图二,已知三点()2,1M ,()3,4N ,()1,6Q ,试用(1)中的结论求MNQ △的面积.25.已知函数()sin()2cos(2)f x a x x θθ=+++,其中a R ∈,,22ππθ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭. (1)当0a =,6πθ=时,求()f x 在区间[]0,π上的值域;(2)若关于θ的方程()0fπ=有两个不同的实数解,求a 的取值范围.26.海水受日月的引力,在一定的时候发生涨落的现象叫潮,一般地,早潮叫潮,晚潮叫汐.在通常情况下,船在涨潮时驶进航道,靠近码头;卸货后,在落潮时返回海洋.下面是某港口在某季节每天的时间与水深关系表: 时刻 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 水深 5.000 6.250 7.165 7.500 7.165 6.250 时刻 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 水深 5.000 3.754 2.835 2.500 2.835 3.754 时刻 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 水深 5.000 6.250 7.165 7.500 7.165 6.250 时刻 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 水深5.0003.7542.8352.5002.8353.754(1)这个港口的水深与时间的关系可用函数sin()y A x b ωϕ=++(0A >,0>ω)近似描述,试求出这个函数解析式;(2)一条货船的吃水深度(船底与水面的距离)为5米,安全条例规定至少要有1.25米的安全间隙(船底与洋底的距离),利用(1)中的函数计算,该船何时能进入港口?在港口最多能呆多久?【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】将等式sin cos 2x x +=两边平方可求得sin cos x x 的值,利用切化弦可求得1tan tan x x+的值. 【详解】由sin cos x x +=,可得()23sin cos 12sin cos 4x x x x +=+=,得1sin cos 8x x =-,因此,221sin cos sin cos 1tan 8tan cos sin sin cos sin cos x x x x x x x x x x x x++=+===-.故选:C. 【点睛】方法点睛:应用公式时注意方程思想的应用,对于sin cos αα+、sin cos αα-、sin cos αα这三个式子,利用()2sin cos 12sin cos αααα±=±可以知一求二.2.B解析:B 【分析】根据题意,化简得到cossin222αα+=-,所以3,24αππ⎛⎫∈⎪⎝⎭,取得1sin 2α=-,再利用三角函数的基本关系式和两角和的正弦函数公式,即可求解. 【详解】由cos sin 042παα⎛⎫+-= ⎪⎝⎭,可得22cos sin cos sin 022222αααα⎫-+-=⎪⎝⎭,即cossincos sin 02222αααα⎛⎛⎫-++= ⎪⎝⎭⎝⎭, 因为(),2αππ∈,所以,22αππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以cos sin 022αα-≠,解得cos sin22αα+=,所以3,24αππ⎛⎫∈⎪⎝⎭,所以11sin 2α+=,所以1sin 2α=-,又3,22παπ⎛⎫∈⎪⎝⎭,所以cos α==,所以π11sin 062222α⎛⎫+=-+⨯= ⎪⎝⎭. 【点睛】三角函数的化简求值的规律总结:1、给角求值:一般给出的角是非特殊角,要观察所给角与特殊角的关系,利用三角变换转化为求特殊角的三角函数值问题;2、给值求值:即给出某些角的三角函数值,求另外一些角的三角函数值,解题关键在于“变角”,使相关角相同或具有某种关系;3、给值求角:实质上可转化为“给值求值”即通过求角的某个三角函数值来求角(注意角的范围).3.B解析:B 【分析】化简函数()f x 的解析式可得周期与最大值,对任意的实数x ,总有()()()12f x f x f x ≤≤成立,即12x x -半周期的整数倍,代入求最小值即可.【详解】()2020cos 20202sin 20206f x x x x π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,则220201010T ππ==,2A = 1212210101010A x x ππ-≥⨯⨯=故选:B 【点睛】本题考查正弦函数的性质,考查三角恒等变换,考查周期与最值的求法,属于中档题.4.D解析:D 【分析】由()tan804sin 420α+=得:()tan 804sin 4204sin 6023α+===,然后将()tan 20α+化为()tan 8060α⎡⎤+-⎣⎦,用正切的差角公式求解.【详解】 因为()tan804sin 4204sin 6023α+===,则()()()()tan 80tan 6023tan 20tan 80601tan 80tan 6012αααα+-⎡⎤+=+-===⎣⎦++⋅+ 故选:D . 【点睛】本题考查诱导公式、正切的差角公式的运用,难度一般.解答时要注意整体思想的运用,即观察目标式与条件式角度之间的和差关系,然后运用公式求解.5.D解析:D 【分析】设,D E 分别为,AB AC 的中点,连接,OD OE ,则OD AB ⊥,OE AC ⊥,从而得到·0?0OD AB OE AC ==,,坐标化构建m ,n 的方程组,解之即可.【详解】设,D E 分别为,AB AC 的中点,连接,OD OE ,则OD AB ⊥,OE AC ⊥,又OD AD AO =-,即11222m OD AB mAB nAC AB nAC -=--=-, 同理122nOE AE AO AC mAB -=-=-, 因为212·||?02mOD AB AB nAB AC -=-=, 所以124502m n -⨯-=,又212·||?02nOE AC AC mAB AC -=-=, 所以129502nm -⨯-=,联立方程组124502129502mn n m -⎧⨯-=⎪⎪⎨-⎪⨯-=⎪⎩,解得922811m n ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,所以17211n m -=. 故选D 【点睛】本题考查了数量积运算性质、向量垂直与数量积的关系、三角形外心的性质、向量基本定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.6.B解析:B 【解析】取BC 的中点E ,则2AB AC AE +=与向量AD 共线,所以A 、D 、E 三点共线,即ABC ∆中BC 边上的中线与高线重合,则10AB AC ==因为0GA GB GC ++=,所以G 为ABC ∆的重心,则2222() 2.32BC GA GE AC ==-=所以2101,1 5.2AB CE CG CG===∴== 本题选择B 选项.7.D解析:D 【分析】以BA 和BC 为基底,表示n BE ,根据n E ,A ,C 三点共线,可得1193331442+-++=++n n n a a a ,构造等比数列,即可求出通项公式. 【详解】113(32),44+=-+=-=-n n n n n n n n E A a E B a E D E D BD BE BC BE , 113(32)()44n n n n n E A a E B a BC BE +∴=-+-113(32)(32)44n n n n a a E B a BC +=---+ 又=-n n E A BA BE113(32)(32=)44+∴---+-n n n n n a a E B a BC BA BE113(33)(32)44+-∴++=++n n n n a a BE a BC BA因为n E ,A ,C 三点共线113(33)1(32)44+-++=++∴n n n a a a ,即1=32++n n a a ,即1+1=3(1)++n n a a ,所以数列{1}n a +是等比数列,首项为2,公比为3.1+1=23-∴⋅n n a ,即1=23-1-⋅n n a ,故选:D . 【点睛】本题考查了平面向量基本定理和等比数列的通项公式,考查了运算求解能力和逻辑推理能力,属于中档题.8.D解析:D 【分析】本题先根据平行向量的坐标运算可得2816a a =,再根据等比中项的知识,可计算出54a =,在求和时根据对数的运算及等比中项的性质可得到正确选项.【详解】解:由题意,向量()28,a a =,()8,2b a =,//a b 则28820a a ⨯-⨯=,即2816a a =,根据等比中项的知识,可得228516a a a ==, 50a >,54a ∴=,212229log log log a a a ∴++⋯+ 2129log ()a a a =⋯2192837465log [()()()()]a a a a a a a a a =925log a =29log 4=18=.故选:D . 【点睛】本题主要考查等比数列的性质应用,以及数列与向量的综合问题.考查了转化与化归思想,平行向量的运算,对数的计算,逻辑思维能力和数学运算能力.属于中档题.9.A解析:A 【分析】根据函数平移变换得sin 2y x =,再根据正弦函数的性质依次讨论即可得答案. 【详解】解:由函数sin 25y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象平移变换的性质可知: 将sin 25y x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象向右平移10π个单位长度之后 解析式为sin 2sin 2105y x x ππ⎡⎤⎛⎫=-+= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,选项①错误;令2x k =π,k Z ∈,求得2k x =π,k Z ∈, 故函数的图象关于点,02k ⎛⎫⎪⎝⎭π对称, 令1k =,故函数的图象关于点,02π⎛⎫⎪⎝⎭对称,选项②正确;则函数的单调递增区间满足:222()22k x k k Z ππππ-≤≤+∈,即()44k x k k Z ππππ-≤≤+∈,令0k =可得函数的一个单调递增区间为,44ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,选项③正确,④错误. 故选:A. 【点睛】本题考查三角函数平移变换,正弦型函数的单调区间,对称中心等,考查运算求解能力,解题的易错点在于平移变换时,当1ω≠时,须将ω提出,平移只针对x 进行平移,具体的在本题中,sin 25y x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象向右平移10π个单位长度之后得sin 2sin 2105y x x ππ⎡⎤⎛⎫=-+= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,而不是sin 2sin 251010y x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,是中档题. 10.A解析:A 【分析】根据题意问题转化为方程1sin()2x ωπ=在区间[0,1]上有8个解,根据正弦函数的图像与性质可求得1sin()2x ωπ=在区间[0,1]上取第8个解为416x ω=、第9个解为496x ω=,则4149166ωω≤<,解不等式即可. 【详解】根据题意,函数()2sin()1f x x ωπ=-,(0)>ω是区间[0,1]上零点个数为8,即方程1sin()2x ωπ=在区间[0,1]上有8个解, ∴26x k πωππ=+或52,6x k k Z πωππ=+∈, 当0k =时,1sin()2x ωπ=在区间[0,1]上取第1个解16x ω=,取第2个解56x ω=;当1k =时,1sin()2x ωπ=在区间[0,1]上取第3个解136x ω=,取第4个解176x ω=; 当3k =时,1sin()2x ωπ=在区间[0,1]上取第7个解376x ω=,取第8个解416x ω=; 当4k =时,1sin()2x ωπ=在区间[0,1]上取第9个解496x ω=. 则4149166ωω≤<,解得414966ω≤<. 故选:A11.D解析:D 【分析】根据各函数的特征如函数值的正负,单调性、奇偶性,定义域、值域等进行判断. 【详解】左边第一个图象中0x <时,0y <,只有③满足,此时只有D 可选,实际上,左边第二个图象关于y 轴对称,是偶函数,只有②满足,而0x >时,10y x x=+>恒成立,只有最右边的图象满足,由此也可得顺序是③②①④,选D . 故选:D . 【点睛】思路点睛:本题考查由函数解析式选择函数图象,解题时可两者结合,由函数解析式和图象分别确定函数的性质,如奇偶性、单调性、函数值的正负,特殊的函数值,变化趋势等等,两者对照可得结论.12.C解析:C 【分析】由周期求出ω,然后由正弦函数的性质判断. 【详解】函数()2sin (04)6f x x πωω⎛⎫=-<< ⎪⎝⎭的周期为π,所以22πωπ==,A 错; 12x π=时,206x π-=,12x π=不是对称轴,B 错;3x π=时,226x ππ-=,即23f π⎛⎫= ⎪⎝⎭为最大值,因此()3f f x π⎛⎫⎪⎝⎭正确,C 正确; 0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,52,666x πππ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,而sin y x =在5,66ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上不单调,D 错; 故选:C . 【点睛】方法点睛:本题考查三角函数的性质,对函数()sin()f x A x ωϕ=+,掌握五点法是解题关键.解题时可由x 的值或范围求得x ωϕ+的值或范围,然后结合正弦函数性质判断.二、填空题13.【详解】故答案为考点:三角函数诱导公式切割化弦思想【详解】4sin 40cos 40sin 404cos50tan 40cos 40--=2cos10sin 30cos10sin10cos30cos 40--=,1cos10sin1022cos 40⎫-⎪⎝⎭=40340==.考点:三角函数诱导公式、切割化弦思想.14.【分析】将已知等式化边为角结合两角和的正弦公式化简可得已知由余弦定理和基本不等式求出的最大值结合即可求解【详解】由正弦定理及得因为所以化简可得因为所以因为所以由已知及余弦定理得即因为所以得所以当且仅解析:【分析】将已知等式化边为角,结合两角和的正弦公式化简可得B ,已知b ,由余弦定理和基本不等式,求出a c +的最大值,结合a c b +>,即可求解. 【详解】由正弦定理及22cos c a b A -=, 得2sin sin 2sin cos C A B A -=. 因为()C A B π=-+,所以()2sinsin 2sin cos A B A B A +-=.化简可得()sin 2cos 10A B -=.因为sin 0A ≠,所以1cos 2B =. 因为0B π<<,所以3B π=.由已知及余弦定理,得2223b a c ac =+-=, 即()233a c ac +-=,因为0a >,0c >,所以()22332a c a c +⎛⎫+-≤ ⎪⎝⎭,得()212a c +≤,所以a c +≤,当且仅当a c ==.又因三角形任意两边之和大于第三边,所以a c +>,a c <+≤故a c +的取值范围为.故答案为: 【点睛】本题考查正弦定理、余弦定理、三角恒等变换解三角形,利用基本不等式求最值,属于中档题.15.7【分析】根据角终边定义得将所求分式用倍角公式和差公式化简化为齐次式代化简即可【详解】解:由角的终边经过点得所以故答案为:7【点睛】任意角的三角函数值:(1)角与单位圆交点则;(2)角终边任意一点则;解析:7 【分析】根据角终边定义得3tan 4θ=-,将所求分式用倍角公式、和差公式化简,化为齐次式,代3tan 4θ=-化简即可.【详解】解:由角θ的终边经过点(4,3)P -得3tan 4θ=-所以222cos sin 1(2cos 1)sin cos sin 22sin cos )coscos sin )444-----==+++θθθθθθπππθθθθθ31cos sin 1tan 473sin cos tan 114θθθθθθ⎛⎫-- ⎪--⎝⎭====++-+.故答案为:7 【点睛】任意角的三角函数值:(1)角α与单位圆交点(,)P x y ,则sin ,cos ,tan (0)yy x x xααα===≠; (2)角α终边任意一点(,)P x y,则sin tan (0)yx xααα===≠;16.②④【分析】①可得在的角平分线上但不一定是内心;②可得在BC 边中线的延长线上;③利用向量线性运算得出可判断;④得出根据向量加法的平行四边形法则可判断;⑤令可判断【详解】①若则因为是和同向的单位向量则解析:②④ 【分析】①可得P 在BAC ∠的角平分线上,但不一定是内心;②可得P 在BC 边中线的延长线上;③利用向量线性运算得出=BP BC μ可判断;④得出()1CP CB AC λλμ=++-,根据向量加法的平行四边形法则可判断;⑤令1132=λμ=-,可判断. 【详解】 ①若1ABλ=,1ACμ=,则AB AC AP ABAC=+,因为,AB AC ABAC是和,AB AC 同向的单位向量,则P 在BAC ∠的角平分线上,但不一定是内心,故①错误;②若1λμ==,则AP AB AC =+,则根据平行四边形法则可得,P 在BC 边中线的延长线上,故直线AP 经过ABC 的重心,故②正确;③若1λμ+=,且0μ>,则()1=AP AB AC AB AB AC μμμμ=-+-+,即()==AP AB AB AC AC AB μμμ--+-,即=BP BC μ,则点P 在线段BC 上或BC 的延长线上,故③错误;④若1λμ+>,()()11AP AB AC AC λλλμ=+-++-,整理可得()1CP CB AC λλμ=++-,10λμ+->,根据向量加法的平行四边形法则可判断点P 在ABC 外,故④正确;⑤若01λμ<+<,则令1132=λμ=-,,则1132AP AB AC =-+,则根据向量加法的平行四边形法则可判断点P 在ABC 外,故⑤错误. 故答案为:②④. 【点睛】本题考查向量基本定理的应用,解题的关键是正确利用向量的线性运算进行判断,合理的进行转化,清楚向量加法的平行四边形法则.17.【解析】由得设=n 所以+n=+n()=(1-n)=m 由n=得m=1-n= 解析:311【解析】 由13AN NC =,得14AN AC =.设BP =n BN ,所以AP AB BP AB =+=+n BN =AB +n (AN AB -)=(1-n )14AB nAC +=m 211AB AC +. 由14n=211,得m=1-n=311. 18.【分析】如图设先求出再根据得到再求的值得解【详解】如图四点共圆为圆的直径设所以由相交弦定理得在直角△中由勾股定理得在△中由余弦定理得因为所以又所以所以故答案为:【点睛】本题主要考查平面向量的数量积的 解析:3-【分析】如图,设12OA OC BC t ===,先求出,,OD AD CD ,再根据2AD AB CD CB ⋅-⋅=得到5t =,再求AC BD ⋅的值得解. 【详解】如图,,,,A B C D 四点共圆,AB 为圆的直径. 设12OA OC BC t ===,所以225AB t OB t ==,由相交弦定理得5OD =,在直角△AOD 中,由勾股定理得5AD =, 在△COD 中,由余弦定理得225tCD =. 因为2AD AB CD CB ⋅-⋅=, 2222cos 2cos(180)255t t DAB t DAB ∠--∠=,又cosAD DAB AB ∠==,所以t =. 所以212125=(2)(5)cos(180)35545AC BD t t t α⋅+-=-=-=-.故答案为:3- 【点睛】本题主要考查平面向量的数量积的计算,考查平面几何圆的知识,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.19.②③④【分析】根据函数的图象与性质分析函数的对称性奇偶性与单调性即可得出结论【详解】解:①由得令直线为函数图象的对称轴故图象C 关于直线对称故①正确;由得令得函数在区间内是增函数故②错误;故函数不是奇解析:②③④ 【分析】根据函数()3sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象与性质,分析函数的对称性,奇偶性与单调性,即可得出结论. 【详解】 解:①由232x k πππ-=+,Z k ∈,得25121x k ππ=+,Z k ∈, 令1k =,直线1112π=x 为函数图象的对称轴, 故图象C 关于直线1112π=x 对称,故①正确; 由222232k x k πππππ-+≤-≤+,k Z ∈,得5,1212x k k ππππ⎡⎤∈-++⎢⎥⎣⎦,k Z ∈, 令0k =,得函数()f x 在区间5,1212ππ⎛⎫-⎪⎝⎭内是增函数,故②错误; ()00f ≠,故函数()f x 不是奇函数,故③错误;由23x k ππ-=,k Z ∈,得612x k ππ=+,k Z ∈,图象C 不关于点,03π⎛⎫ ⎪⎝⎭对称,故④错误.故答案为:②③④. 【点睛】本题考查正弦函数的图象与性质,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力.20.【分析】根据和的函数图像的对称点和交点个数得出答案【详解】令可得作出和的函数图像如图所示:由图像可知两函数图像有个交点又两函数图像均关于直线对称的个零点之和为故答案为:【点睛】本题考查了函数零点之和 解析:12【分析】根据8sin y x π=和23y x =-的函数图像的对称点和交点个数得出答案. 【详解】令()0f x =可得8sin 23x x π=-,作出8sin y x π=和23y x =-的函数图像如图所示:由图像可知两函数图像有8个交点, 又两函数图像均关于直线32x =对称, ∴()f x 的8个零点之和为324122⨯⨯=.故答案为:12 【点睛】本题考查了函数零点之和,考查了转化与化归、数形结合的思想,属于基础题.三、解答题21.(1)最小正周期为π;(2)5,1212k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦,. 【分析】(1)由三角函数恒等变换化简函数得()sin 2f x x =,由三角函数的周期公式可得答案;(2)由余弦的二倍角公式和辅助角公式得()g x 2sin233x π=-(),再由正弦函数的性质可求得函数的单调增区间. 【详解】 解:(1)函数()22sin cos 12cos 1cos 2sin 24444f x x x x x x ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+--=--=⨯-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,所以函数()f x 的最小正周期为22ππ=.(2)()()22sin 22cos 1sin 2g x f x x x x x x =-=-=)2sin 23x π=-(),令222232k x k k Z πππππ-≤-≤+∈,,得51212k x k k Z ππππ-≤≤+∈,, 所以函数()g x 的单调增区间为51212k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦,,. 【点睛】方法点睛:解决三角函数的周期和单调性等相关问题,先利用三角函数的恒等变换化简函数为一个角一个三角函数,再运用整体思想代入是常用的方法. 22.(1)最小正周期T π=;(2)3()0,2f x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦. 【分析】(1)先利用余弦的二倍角公式和两角差的正弦化简后,再由辅助角公式化简,利用周期公式求周期;(2)由x 的范围求出26x π-的范围,再由正弦函数的有界性求f (x )的值域.【详解】 由已知2()2sin sin 26f x x x11cos 22cos 22x x x =-+12cos 212x x =-+ sin 216x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭(1)函数()f x 的最小正周期T π=; (2)因为,212x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,所以72,066x ππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦所以1sin 21,62x π⎛⎫⎡⎤-∈- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦, 所以3()0,2f x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.【点睛】本题考查三角函数的周期性、值域及两角和与差的正弦、二倍角公式,关键点是对()f x的解析式利用公式进行化简,考查学生的基础知识、计算能力,难度不大,综合性较强,属于简单题.23.(1)11 62OR a b=+;(2)171,422⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【分析】(1)利用,,A R Q三点共线和,,B R P三点共线,结合平面向量共线定理,可构造方程组求得结果;(2)设BHtBA=,利用0BH AB⋅=,结合平面向量线性运算将两个向量转化为用,a b表示的向量,利用平面向量数量积的运算律可整理得到t关于cosθ的函数形式,利用cosθ的范围即可求得结果.【详解】(1)设OR OA OQλμ=+,,,A R Q三点共线,1λμ∴+=,又:3:2OQ QB=,35OQ OB∴=,35OR OA OBμλ∴=+;设OR mOP nOB=+,同理可得:1m n+=,3mOR OA nOB=+,,OA OB不共线,335mnλμ⎧=⎪⎪∴⎨⎪=⎪⎩,51331m nm n⎧+=⎪∴⎨⎪+=⎩,解得:1212mn⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,1162OR OA OB∴=+,即1162OR a b=+.(2)设BH t BA =,则BH tBA =,()()1162RH BH BR tBA OR OB t OA OB OA OB ⎛⎫=-=--=--- ⎪⎝⎭ 11116262t OA t OB t a t b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-=-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 又AB OB OA b a =-=-,BH AB ⊥,0BH AB ∴⋅=,()2211112262623t a t b b a t a t b t a b ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴-+-⋅-=-+-+-⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦14134244cos 54cos cos 06363t t t t t θθθ⎛⎫=-+-+-=-+-= ⎪⎝⎭, 整理可得:134cos 138cos 136354cos 3024cos 33024cos t θθθθθ--===+---, 2,33ππθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,11cos ,22θ⎡⎤∴∈-⎢⎥⎣⎦,171,422t ⎡⎤∴∈⎢⎥⎣⎦, 即BHBA 的取值范围为171,422⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 【点睛】思路点睛:本题考查了平面向量线性运算和数量积运算的综合应用,处理数量积运算问题时,通常利用线性运算将所求向量进行等价转化,利用模长和夹角已知的两个向量来表示所求向量,如本题中利用,a b 表示出,BH AB ,再结合数量积的运算律来进行求解. 24.(1)证明见解析;(2)4.【分析】(1)由1sin 2OAB S OA OB θ=⋅⋅△,再根据'OB OB =,sin cos θα=,转化OAB S =△1'2OA OB =⋅,利用平面向量的数量积运算结合行列式证明. (2)由(1)的结论,由MNQ OMN ONQ OMQ S S S S =+-△△△△求解.【详解】(1)如图所示. ∵1sin 2OAB S OA OB θ=⋅⋅△, 又因为'OB OB =,sin cos θα=,∴1'cos 2OAB S OA OB α=⋅⋅△ 1'2OA OB =⋅ ()()11221,,2x y y x =⋅- ()121212x y y x =+- 122112x y x y =-, 又∵11122122x y x y x y x y =-, ∴112212OAB x y S x y =△.(2)∵MNQ OMN ONQ OMQ S S S S =+-△△△△∴213421111341616222MNQ S =+-△ 111(2431)(3614)(2611)222=⨯-⨯+⨯-⨯-⨯-⨯ 511722=+- 4=【点睛】本题主要考查平面向量的数量积运算,行列式以及面积公式的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.25.(1)[]2,1-;(2)22a -<<. 【分析】(1) 0a =,6πθ=代入化简函数得()2cos 3f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,根据余弦函数的值域可求得答案;(2) 将问题等价于24sin sin 20a θθ--=关于θ有两个不同的解,sin t θ=换元后由一元二次方程的根的分布建立不等式组可求得a 的取值范围.【详解】(1)当0a =,6πθ=时,()2cos 3f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在20,3π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在2π,π3上单调递增,∴min 2()()23f x f π==-,max ()(0)1f x f ==, ∴()f x 的值域为[]2,1-.(2)由sin()2cos(2)0a πθπθ+++=,得sin 2cos20a θθ--=,∴24sin sin 20a θθ--=关于θ有两个不同的实数解,设sin t θ=,∵,22ππθ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,∴()1,1t ∈-. ∴2420t at --=在()1,1t ∈-有两个不同的实数解,记2()42g t t at =--, 则2320118(1)420(1)420a a g a g a ⎧∆=+>⎪⎪-<<⎪⎨⎪-=+->⎪=-->⎪⎩解得:22a -<<. 【点睛】关键点点睛: 24sin sin 20a θθ--=关于θ有两个不同的实数解换元后可得2420t at --=在()1,1t ∈-有两个不同的实数解,结合二次函数2()42g t t at =--图象和性质列出不等式组求解,转化思想的应用是解题的关键.26.(1) 2.5sin()56y x π=+;(2)该船1:00至5:00和13:00至17:00期间可以进港,在港口最多能呆4个小时.【分析】(1)由表格中数据可得, 2.5,5,12A B T ===,26T ππω==,取3x =代入可得2,k k Z ϕπ=∈,则解析式可得;(2)由(1)得计算2.5sin()5 6.256x π+≥解x 范围即可得结果. 【详解】解:(1)由表格中数据可得, 2.5,5,12A B T ===.因为0>ω,所以22126T πππω===. 因为3x =时y 取得最大值,所以32,62k k Z ππϕπ⨯+=+∈,解得2,k k Z ϕπ=∈. 所以这个函数解析式为 2.5sin()56y x π=+(2)因为货船的吃水深度为5米,安全间隙至少要有1.25米, 所以2.5sin()5 6.256x π+≥,即1sin()562x π+≥, 所以522,666m x m m N πππππ+≤≤+∈, 解得112512,m x m m N +≤≤+∈. 取0,1,m m ==得15,1317x x ≤≤≤≤.答:该船1:00至5:00和13:00至17:00期间可以进港,在港口最多能呆4个小时.【点睛】已知f (x )=Asin (ωx +φ)(A >0,ω>0)的部分图象求其解析式时,A 比较容易看图得出,困难的是求待定系数ω和φ,常用如下两种方法: (1)由ω=2Tπ即可求出ω;确定φ时,若能求出离原点最近的右侧图象上升(或下降)的“零点”横坐标x 0,则令ωx 0+φ=0(或ωx 0+φ=π),即可求出φ. (2)代入点的坐标,利用一些已知点(最高点、最低点或“零点”)坐标代入解析式,再结合图形解出ω和φ,若对A ,ω的符号或对φ的范围有要求,则可用诱导公式变换使其符合要求.。
【沪科版】高中数学必修四期末试卷含答案(1)

一、选择题1.已知tan α,tan β是方程2506x x a -+=的两个实数根,且()tan 1αβ+=,则实数a =( )A .16B .116C .512D .7122.设函数22()cos sin 2cos sin f x x x x x =-+,下列说法中,错误的是( ) A .()f x 的最小值为2- B .()f x 在区间,48ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增. C .函数()y f x =的图象可由函数2sin y x =的图象先向左平移4π个单位,再将横坐标缩短为原来的一半(纵坐标不变)而得到. D .将函数()y f x =的图象向左平移4π个单位,所得函数的图象关于y 轴对称. 3.设a =sin17°cos45°+cos17°sin45°,b =2cos 213°-1,c =32,则有( ) A .c <a <bB .b <c <aC .a <b <cD .b <a <c4.在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知sin 3cos 23b A a B b c -=-,则A =( )A .3π B .4π C .6π D .23π 5.已知非零向量,a b 满足4,2a b ==,且a 在b 方向上的投影与b 在a 方向上的投影相等,则a b -等于( ) A .1B .25C .5D .36.已知圆C 的方程为22(1)(1)2x y -+-=,点P 在直线3y x上,线段AB 为圆C的直径,则PA PB ⋅的最小值为() A .2B .52C .3D .727.在边长为2的正方形ABCD 中,E ,F 分别为BC 和DC 的中点,则AE AF ⋅=( )A .52B .52-C .4D .4-8.在ABC 中,D 为AB 的中点,E 为AC 边上靠近点A 的三等分点,且BE CD ⊥,则cos2A 的最小值为( ) A .267B .27-C .17-D .149-9.斐波那契螺线又叫黄金螺线,广泛应用于绘画、建筑等,这种螺线可以按下列方法画出:如图,在黄金矩形ABCD (512AB BC -=)中作正方形ABFE ,以F 为圆心,AB 长为半径作圆弧BE ;然后在矩形CDEF 中作正方形DEHG ,以H 为圆心,DE 长为半径作圆弧EG ;……;如此继续下去,这些圆弧就连成了斐波那契螺线.记圆弧BE ,EG ,GI 的长度分别为,,l m n ,对于以下四个命题:①l m n =+;②2m l n =⋅;③2m l n =+;④211m l n=+.其中正确的是( )A .①②B .①④C .②③D .③④10.将函数()sin 2f x x =的图象向右平移ϕ(02πϕ<≤)个单位,得到函数()g x 的图象.在同一坐标系中,这两个函数的部分图象如图所示,则ϕ=( )A .6π B .4π C .3π D .2π 11.已知曲线1C :sin y x =,2C :cos 23y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,则下面结论正确的是( )A .把1C 上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移3π个单位长度,得到曲线2CB .把1C 上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移23π个单位长度,得到曲线2CC .把1C 上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移12π个单位长度,得到曲线2CD .把1C 上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移12π个单位长度,得到曲线2C12.设函数()sin()(0,||)f x x ωϕωϕπ=+><.若5()8f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭对任意的实数x 都成立,且1108f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,()f x 在443,ππ⎛⎫-⎪⎝⎭单调,则( ) A .23ω=,12πϕ=B .23ω=,1112πϕ=- C .13ω=,1124πϕ=-D .13ω=,724πϕ= 二、填空题13.已知1cos 3α=,且02πα-<<,则()()()cos sin 2tan 23sin cos 22αππαπαππαα--+-=⎛⎫⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭______. 14.sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°=________. 15.已知sin 4πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,()0,απ∈,则cos 26πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭__________. 16.已知平面向量a ,b 不共线,且1a =,1a b ⋅=,记b 与2a b +的夹角是θ,则θ最大时,a b -=_______.17.设1e ,2e 是单位向量,且1e ,2e 的夹角为23π,若12a e e =+,122b e e =-,则a 在b 方向上的投影为___________.18.如图,在矩形ABCD 中,3AB =,4=AD ,圆M 为BCD △的内切圆,点P 为圆上任意一点, 且AP AB AD λμ=+,则λμ+的最大值为________.19.已知函数()()()cos 0,0f x x ωϕωϕπ=+>≤≤是奇函数,且在,64ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递减,则ω的最大值是__________. 20.已知函数sin cos |sin cos |3()22+--=+x x x x f x [0,]m 上恰有4个零点,则实数m 的取值范围为________.三、解答题21.已知函数()2sin cos 144f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=+--⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. (1)求函数()f x 的最小正周期;(2)若函数()()223g x f x x =-,求函数()g x 的单调增区间.22.已知函数23()3sin cos (0)2f x x x x ωωωω=+->的最小正周期为π. (1)求()f x 的解析式;(2)将()f x 图象上所有的点向左平移4π个单位长度,得到函数()y g x =的图象,若对于任意的12,,66x x ππϕϕ⎛⎫∈---+⎪⎝⎭,当12x x >时,()()()()1212f x f x g x g x ->-恒成立,求ϕ的取值范围.23.已知4a =,8b =,a 与b 的夹角是120(1)计算:①a b +,②42a b-;(2)当k 为何值时,2a b +()与ka b -()垂直? 24.已知||4,||2a b ==,且a 与b 夹角为120︒, 求:(1)||a b +; (2)a 与a b +的夹角.25.已知函数2()3cos cos (0)f x x x x ωωωω=->周期是2π. (1)求()f x 的解析式,并求()f x 的单调递增区间;(2)将()f x 图像上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,再向左平移6π个单位,最后将整个函数图像向上平移32个单位后得到函数()g x 的图像,若263x ππ≤≤时,()2g x m -<恒成立,求m 得取值范围.26.已知函数()sin()0,0,||2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭,,28M π⎛⎫⎪⎝⎭、5,28N π⎛⎫- ⎪⎝⎭分别为其图象上相邻的最高点、最低点. (1)求函数()f x 的解析式; (2)求函数()f x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的单调区间和值域.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.A 解析:A 【分析】首先利用韦达定理求得5tan tan 6αβ+=,tan tan a αβ⋅=,再结合()tan 1αβ+=,利用两角和正切公式得到关于a 的等量关系式,求得结果. 【详解】因为tan α,tan β是方程2506x x a -+=的两个实数根, 所以有5tan tan 6αβ+=,tan tan a αβ⋅=, 因为()tan 1αβ+=,所以有5611a=-,所以16a =,故选:A. 【点睛】思路点睛:该题考查的是有关两角和正切公式,解题思路如下: (1)先利用韦达定理,写出两根和与两根积;(2)利用两角和正切公式,结合题中条件,得到等量关系式,求得结果.2.D解析:D 【分析】由二倍角公式及辅助角公式化简,再根据正弦型函数性质判断AB ,利用图象平移伸缩判断CD. 【详解】由22()cos sin 2cos sin cos 2sin 2)4f x x x x x x x x π=-+=+=+,可知函数的最小值为,故A 正确;当,48x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,2,442x πππ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦,由正弦函数单调性知())4f x x π=+单调递增,故B 正确;y x =的图象先向左平移4π个单位得)4y x π=+,再将横坐标缩短为原来的一半(纵坐标不变)得)4y x π=+,故C 正确;将函数()y f x =的图象向左平移4π个单位得)]))44424y x x x πππππ=++=++=+,图象不关于y 轴对称,故D 错误. 故选:D 【点睛】关键点点睛:首先要把函数解析式化简,利用正弦型函数的图象与性质判断值域与单调性,利用图象变换的时候,注意平移与伸缩都变在自变量上,属于中档题.3.A解析:A 【分析】利用两角和的正弦函数公式化简a ,利用二倍角的余弦公式及诱导公式化简b ,再利用特殊角的三角函数值化简c ,根据正弦函数在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦为增函数,甶角度的大小,得到正弦值的大小,进而得到,a b 及c 的大小关系. 【详解】化简得()17cos45cos1745174562a sin sin sin sin =+=+=,()22cos 131cos26cos 906464b sin =-==-=,60c sin ==,正弦函数在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦为增函数,606264sin sin sin ∴<<,即c a b <<,故选A. 【点睛】本题考查了二倍角的余弦公式,两角和与差的正弦公式,诱导公式,以及特殊角的三角函数,正弦函数的单调性,属于中档题. 比较大小主要有四种方法:(1)作差法;(2)作商法;(3)函数单调性法;(4)基本不等式法.4.C解析:C 【分析】由正弦定理,两角和的正弦函数公式化简已知等式,结合sin 0B ≠,可得2sin 23A π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,根据题意可求范围(0,)A π∈,根据正弦函数的图象和性质即可求解A 的值. 【详解】解:∵ bsin cos 2A B b -=,∴由正弦定理可得:sin sin cos 2sin B A A B B C =, ∴sin sin cos 2sin B A A B B C =2sin cos cos sin )B A B A B =-+,∴sin sin 2sin sin B A B A B =,又∵sin 0B ≠,∴sin 2A A +=, ∴2sin 23A π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,可得232A k πππ+=+,Z k ∈, 又(0,)A π∈,∴6A π=.故选:C . 【点睛】本题考查正弦定理和三角恒等变换的运用,考查运算求解能力,求解时注意角的范围.5.B解析:B 【解析】因为a 在b 方向上的投影与b 在a 方向上的投影相等,设这两个向量的夹角为θ,则cos cos 4cos 2cos 2a b πθθθθθ===⇒=,又由2()a b a b -=-且4,2a b ==,所以222()225a b a b a a b b -=-=-⋅+=,故选B.6.B解析:B 【分析】将PA PB ⋅转化为2||2PC -,利用圆心到直线的距离求得||PC 的取值范围求得PA PB⋅的最小值. 【详解】()()()()PA PB PC CA PC CB PC CA PC CA ⋅=+⋅+=+⋅-2222||||||222PC CA PC =-=-≥- ⎪⎝⎭52=.故选B. 【点睛】本小题主要考查向量的线性运算,考查点到直线距离公式,考查化归与转化的数学思想方法,属于中档题.7.C解析:C 【分析】建立直角坐标系,利用向量的坐标运算求解即可. 【详解】以点A 为坐标原点,建立如下图所示的直角坐标系(0,0),(2,1),(1,2)A E F(2,1),(1,2)AE AF ∴==21124AE AF ∴⋅=⨯+⨯=故选:C【点睛】本题主要考查了求平面向量的数量积,属于中档题.8.D解析:D 【分析】作出图形,用AB 、AC 表示向量BE 、CD ,由BE CD ⋅可得出2232cos 7c b A bc+=,利用基本不等式求得cos A 的最小值,结合二倍角的余弦公式可求得cos2A 的最小值. 【详解】 如下图所示:13BE AE AB AC AB =-=-,12CD AD AC AB AC =-=-, BE CD ⊥,则2211711032623BE CD AC AB AB AC AB AC AB AC ⎛⎫⎛⎫⋅=-⋅-=⋅--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即22711cos 0623cb A c b --=,可得22322626cos 7c b bc A bc +=≥= 当且仅当62b =时,等号成立, 所以,22261cos 22cos 12149A A =-≥⨯-=-⎝⎭. 故选:D. 【点睛】本题考查二倍角余弦值最值的求解,考查平面向量垂直的数量积的应用,同时也考查了基本不等式的应用,考查计算能力,属于中等题.9.A解析:A 【分析】 设51AB =,则2BC =,再由14圆弧分别求出,,l m n ,再逐项判断即可得正确选项. 【详解】 不妨设51AB =,则2BC =,所以()512l BE π==⨯, ()25135ED =-=所以(352m EG π==⨯,(134CG =-=,所以())422n GI ππ==⨯=,所以(())341222m n l πππ⨯+⨯=⨯==+,故①正确;(22227342m π-⨯==,))271222l n ππ-⨯⨯=⋅=, 所以2m l n =⋅,故②正确;))122l n ππ⨯++==,((22332m ππ=⨯⨯-=-, 所以2m l n ≠+,故③不正确;11l n l n l n ++===⋅(1132m π==⨯,所以211m l n ≠+, 故④不正确;所以①②正确, 故选:A 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是读懂题意,正确求出扇形的半径,利用弧长公式求出弧长即,,l m n 的值.10.C解析:C 【分析】由图可知,172482g f ππ⎛⎫⎛⎫==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,根据函数图象的平移变化法则可知()()sin 2x g x ϕ=-,于是推出1717sin 224242g ππϕ⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即1722124k ππϕπ-=+或324k ππ+,k Z ∈,再结合02πϕ<≤,解之即可得ϕ的值.【详解】由图可知,17sin 224882g f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⨯=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 因为()f x 的图象向右平移ϕ个单位,得到函数()g x 的图象,所以()()sin 2x g x ϕ=-,所以171717sin 2sin 22424122g πππϕϕ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以1722124k ππϕπ-=+或17322124k ππϕπ-=+,k Z ∈, 解得712k πϕπ=-或3k πϕπ=-,k Z ∈,因为02πϕ<≤,所以3πϕ=.故选:C 【点睛】本小题主要考查三角函数图象变换,属于中档题.11.C解析:C 【分析】由题意利用诱导公式得1sin cos :2C y x x π⎛⎫==- ⎪⎝⎭,根据函数()cos y A x ωϕ=+的图象变换规律,得出结论. 【详解】已知曲线1sin cos :2C y x x π⎛⎫==-⎪⎝⎭,2cos 23:C y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭, ∴把1C 上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,可得cos 22y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象,再把得到的曲线向左平移 12π个单位长度,得到曲线2cos 2cos 263:2C x x πππ⎛⎫⎛⎫+-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象,故选C .【点睛】本题主要考查函数()cos y A x ωϕ=+的图象变换规律,属于基础题.12.A解析:A 【分析】5()8f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭对任意的实数x 都成立,可得 58x π=时函数取得最大值,则函数满足518f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,1108f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,且()f x 在443,ππ⎛⎫-⎪⎝⎭单调,再利用排除法可得答案. 【详解】因为5()8f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭对任意的实数x 都成立,则58x π=时函数取得最大值,所以函数满足518f π⎛⎫=⎪⎝⎭,1108f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,且()f x 在443,ππ⎛⎫-⎪⎝⎭单调, 对于A ,若23ω=,12πϕ=,可得2()sin 312f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,5sin 182f ππ⎛⎫== ⎪⎝⎭,11sin 08f ππ⎛⎫== ⎪⎝⎭,3254412,,4,31222x x πππππππ⎛⎫⎛⎫⎡⎤∈-⇒+∈-⊆- ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,则2()sin 312f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在443,ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭单调递增,故A 符合题意; 对于B ,若23ω=,1112πϕ=-,可得211()sin 312f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,5sin 1182f ππ⎛⎫⎛⎫=-=-≠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故B 不符合题意; 对于C ,若13ω=,1124πϕ=-,可得111()sin 324f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,5sin 1842f ππ⎛⎫⎛⎫=-=-≠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故C 不符合题意; 对于D ,若13ω=,724πϕ=,可得17()sin 324f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,113sin 084f ππ⎛⎫==≠ ⎪⎝⎭,故D 不符合题意; 故选:A. 【点睛】方法点睛:特殊法是“小题小做”的重要策略,排除法解答选择题是高中数学一种常见的解题思路和方法,这种方法即可以提高做题速度和效率,又能提高准确性,这种方法主要适合下列题型:(1)求值问题(可将选项逐个验证);(2)求范围问题(可在选项中取特殊值,逐一排除);(3)图象问题(可以用函数性质及特殊点排除);(4)解方程、求解析式、求通项、求前n 项和公式问题等等.二、填空题13.【分析】用同角间的三角函数关系计算用诱导公式化简后再计算然后计算可得【详解】∵且∴∴故答案为:【点睛】方法点睛:本题考查诱导公式同角间的三角函数关系三角函数求值问题首先要进行化简应用诱导公式化简应用解析:-【分析】用同角间的三角函数关系计算sin α,用诱导公式化简后再计算.然后计算tan α,可得. 【详解】∵1cos 3α=,且02πα-<<,∴sin 3α==-, ∴()()()cos sin 2tan 2cos sin (tan )sin tan 3cos (sin )cos sin cos 22αππαπααααααππααααα--+---=====---⎛⎫⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故答案为:-. 【点睛】方法点睛:本题考查诱导公式,同角间的三角函数关系.三角函数求值问题,首先要进行化简,应用诱导公式化简,应用同角间的三角函数关系化简,最后才代入求值.应用诱导公式应牢记:奇变偶不变,符号看象限,应用同角间的三角函数关系应注意在应用平方关系求函数值需确定角的范围,以确定正弦余弦值的正负.14.【分析】首先根据诱导公式将然后结合两角和正弦公式的逆用化简即可求值【详解】sin347°cos148°+sin77°cos58°=sin(270°+77°)cos(90°+58°)+sin77°co解析:2【分析】首先根据诱导公式将sin347cos77︒=-︒、cos148sin58︒=-︒,然后结合两角和正弦公式的逆用化简,即可求值 【详解】sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°=sin(270°+77°)cos(90°+58°)+sin 77°cos 58° =(-cos 77°)·(-sin 58°)+sin 77°cos 58° =sin 58°cos 77°+cos 58°sin 77° =sin(58°+77°) =sin 135°=2故答案为:2【点睛】本题考查了利用三角函数的诱导公式、两角和正弦公式化简求值,注意有大角要根据诱导公式将其转化为小角,进而应用三角恒等变换化简求值15.【分析】构造角再用两角和的余弦公式及二倍公式打开【详解】故答案为:【点睛】本题是给值求值题关键是构造角应注意的是确定三角函数值的符号解析:26- 【分析】 构造角22643πππαα⎛⎫+=+- ⎪⎝⎭,cos 4πα⎛⎫+ ⎪⎝⎭求,再用两角和的余弦公式及二倍公式打开. 【详解】()50,,,444πππαπα⎛⎫∈+∈ ⎪⎝⎭,sin 42πα⎛⎫+=< ⎪⎝⎭,cos 4πα⎛⎫∴+= ⎪⎝⎭,22cos 22cos 1443ππαα⎛⎫⎛⎫+=+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,sin 22sin cos 444πππααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+⋅+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭cos 2cos 2cos 2cos sin 2sin 6434343πππππππαααα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+-=+++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦2132⎛=⨯+= ⎝⎭故答案为:26【点睛】本题是给值求值题,关键是构造角,应注意的是确定三角函数值的符号.16.【分析】把表示为的函数利用函数的性质求出当最大时的值进而可求出的值【详解】设则所以易得当时取得最小值取得最大值此时故答案为:【点睛】本题考查平面向量的有关计算利用函数的思想求最值是一种常见思路属于中【分析】把cos θ表示为|b|的函数,利用函数的性质求出当θ最大时|b|的值,进而可求出a b -的值. 【详解】 设()0b x x =>,则()22·222b a b a b b x +=⋅+=+,22|2+|=448a b a a b b +⋅+=+,所以()2·2cos 28b a bb a bx θ+==++易得cos 0θ>,()()()2222222222211cos 124811411222263x x x x x x θ+===+⎛⎫-++--+⎪+++⎝⎭, 当24x =时,2cos θ取得最小值,θ取得最大值,此时22||=212ab a a b b --⋅+=-=【点睛】本题考查平面向量的有关计算,利用函数的思想求最值是一种常见思路.属于中档题.17.【分析】根据平面向量数量积的定义求出与并计算出平面向量的模再利用公式即可求解【详解】由平面向量的数量积的定义可得即所以在方向上的投影为故答案为:【点睛】本题主要考查了平面向量的数量积的定义以及向量的 解析:14【分析】根据平面向量数量积的定义求出12e e ⋅与a b ⋅,并计算出平面向量b 的模b ,再利用公式,即可求解. 【详解】由平面向量的数量积的定义,可得1221211cos11()322e e e e π⋅=⋅=⨯⨯-=-, 222222111111()(2)22122a b e e e e e e e e ⋅=+-=+⋅-=--=,22221112221(2)4444()172e e e e e e b =-=-⋅+=-⨯-+=,即7b =,所以a 在b 方向上的投影为127a b b⋅==. 【点睛】本题主要考查了平面向量的数量积的定义,以及向量的投影的应用,其中解答中熟记平面向量的数量积的计算公式,以及向量的投影的计算是解答本题的关键,着重考查了推理与运算能力,属于中档试题.18.【分析】以点B 为坐标原点建立平面直角坐标系如下图所示由已知条件得出点坐标圆M 的方程设由得出再设(为参数)代入中根据三角函数的值域可求得最大值【详解】以点B 为坐标原点建立平面直角坐标系如下图所示因为在解析:116【分析】以点B 为坐标原点,建立平面直角坐标系如下图所示,由已知条件得出点坐标,圆M 的方程,设(),P x y ,由AP AB AD λμ=+,得出134y x λμ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,再设3cos 1sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数),代入λμ+中,根据三角函数的值域,可求得最大值. 【详解】以点B 为坐标原点,建立平面直角坐标系如下图所示,因为在矩形ABCD 中,3AB =,4=AD ,所以圆M 的半径为3+4512r -==, 所以()0,0B ,()0,3A ,()4,0C ,()4,3D,()3,1M ,圆M 的方程为()()22311x y -+-=,设(),P x y ,又AP AB AD λμ=+,所以()()(),30,34,0x y λμ-=-+,解得134y x λμ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 又点P 是圆M 上的点,所以3cos 1sin x y θθ=+⎧⎨=+⎩(θ为参数),所以()1sin 3cos 517sin 1+1+34312124+y x θθβθλμ+=+--+=-=,其中3tan 4β=, 所以,当()sin 1βθ-=时,λμ+取得最大值116, 故答案为:116.【点睛】本题考查向量的线性表示,动点的轨迹中的最值问题,属于中档题.19.【分析】先根据函数为奇函数结合的取值范围可求得的值化简可得由求得可得出进而得出关于的不等式组由此可得出实数的最大值【详解】函数是奇函数则函数在区间上单调递减则解得因此的最大值是故答案为:【点睛】本题 解析:2【分析】先根据函数()y f x =为奇函数结合ϕ的取值范围可求得ϕ的值,化简可得()sin f x x ω=-,由,64x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦求得,64x πωπωω⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,可得出,,6422πωπωππ⎡⎤⎡⎤-⊆-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,进而得出关于ω的不等式组,由此可得出实数ω的最大值. 【详解】函数()()()cos 0,0f x x ωϕωϕπ=+>≤≤是奇函数,则()0cos 0f ϕ==,0ϕπ≤≤,2πϕ∴=,()cos sin 2f x x x πωω⎛⎫∴=+=- ⎪⎝⎭.,64x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,,64x πωπωω⎡⎤∴∈-⎢⎥⎣⎦. 函数()y f x =在区间,64ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递减,则,,6422πωπωππ⎡⎤⎡⎤-⊆-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 62420πωππωπω⎧-≥-⎪⎪⎪∴≤⎨⎪>⎪⎪⎩,解得02ω<≤,因此,ω的最大值是2.故答案为:2. 【点睛】本题考查三角函数的图象与性质,主要考查利用奇偶性与单调性求参数,考查计算能力,属中等题.20.【分析】周期为先考查一个周期函数判断零点个数及坐标再结合周期性即可求解【详解】是函数的一个周期当时当时只有四个零点在上恰有4个零点实数m 的取值范围为故答案为:【点睛】本题考查函数的零点个数求参数注意 解析:517[,)36ππ 【分析】()f x 周期为2π,先考查一个周期函数,判断零点个数及坐标,再结合周期性,即可求解【详解】2x π=是函数()f x 的一个周期,当[0,2]x π时,5cos [,]44()5sin [0,][,2]244x x f x x x πππππ⎧∈⎪⎪=⎨⎪+∈⋃⎪⎩当[0,2]x π时,()f x 只有四个零点5745,,,6633ππππ, 在[0,]m 上恰有4个零点,实数m 的取值范围为517[,)36ππ. 故答案为:517[,)36ππ. 【点睛】本题考查函数的零点个数求参数,注意函数图像和性质的应用,属于中档题.三、解答题21.(1)最小正周期为π;(2)5,1212k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦,. 【分析】(1)由三角函数恒等变换化简函数得()sin 2f x x =,由三角函数的周期公式可得答案;(2)由余弦的二倍角公式和辅助角公式得()gx 2sin23x π=-(),再由正弦函数的性质可求得函数的单调增区间. 【详解】 解:(1)函数()22sin cos 12cos 1cos 2sin 24444f x x x x x x ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+--=--=⨯-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,所以函数()f x 的最小正周期为22ππ=. (2)()()22sin 22cos 1sin 2g x f x x x x x x =-=-=)2sin 23x π=-(),令222232k x k k Z πππππ-≤-≤+∈,,得51212k x k k Z ππππ-≤≤+∈,, 所以函数()g x 的单调增区间为51212k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦,,. 【点睛】方法点睛:解决三角函数的周期和单调性等相关问题,先利用三角函数的恒等变换化简函数为一个角一个三角函数,再运用整体思想代入是常用的方法.22.(1)()sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭;(2)08πϕ<≤【分析】(1)利用二倍角公式以及辅助角公式可得()sin 23f x x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再由22T ππω==即可求解.(2)由三角函数的平移变换可得()cos 23g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,设()()()212h x f x g x x π⎛⎫=-=+ ⎪⎝⎭,将不等式化为()h x 在区间,66ππϕϕ⎛⎫---+ ⎪⎝⎭上单调递增,只需22,22,2,124422x k k k Z πππππϕϕππ⎛⎫⎡⎤+∈---+⊆-++∈ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦即可. 【详解】(1)()2sin 2()sin cos 1cos 22x f x x x x x ωωωωω=+=++-12sin 2sin 223x x x πωωω⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭, 又0>ω,22T ππω==,解得1ω=, 所以()sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.(2)由题意可得()sin 2cos 2433g x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦, 设()()()sin 2cos 233h x f x g x x x ππ⎛⎫⎛⎫=-=+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭223412x x πππ⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,12,,66x x ππϕϕ⎛⎫∈---+ ⎪⎝⎭,当12x x >时,()()()()1212f x f x g x g x ->-恒成立,即()()()()1122f x g x f x g x ->-恒成立, 即()()12h x h x >恒成立,()h x ∴在区间,66ππϕϕ⎛⎫---+ ⎪⎝⎭上单调递增,,66x ππϕϕ⎛⎫∈---+ ⎪⎝⎭,则22,22,2,124422x k k k Z πππππϕϕππ⎛⎫⎡⎤+∈---+⊆-++∈ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦, 224222422244k k ππϕπππϕπππϕϕ⎧--≥-+⎪⎪⎪∴-+≤+⎨⎪⎪--<-+⎪⎩,8380k k πϕππϕπϕ⎧≤-⎪⎪⎪∴≤+⎨⎪>⎪⎪⎩, 08πϕ∴<≤【点睛】关键点点睛:本题考查了三角恒等变换、三角函数的平移变换,三角函数的单调性,解题的关键是结合不等式将问题转化为()()()212h x f x g x x π⎛⎫=-=+ ⎪⎝⎭在区间是单调递增函数,考查了计算能力、分析能力以及转化能力. 23.(1)①②2)7k =-. 【分析】利用数量积的定义求解出a b ⋅的值;(1)将所求模长平方,从而得到关于模长和数量积的式子,代入求得模长的平方,再开平方得到结果;(2)向量互相垂直得到数量积等于零,由此建立方程,解方程求得结果. 【详解】由已知得:cos ,48cos12016a b a b a b ⋅=⋅=⨯⨯=- (1)①222216326448a b a a b b +=+⋅+=-+= 43a b ∴+=②2224216164256256256768a b a a b b -=-⋅+=++= 42163a b ∴-=(2)若2a b +与ka b -垂直,则()()20a b ka b +⋅-=()222120ka k a b b ∴+-⋅-=即:1616(21)2640k k ---⨯=,解得:7k =- 【点睛】本题考查利用数量积求解向量的模长、利用数量积与向量垂直的关系求解参数的问题.求解向量的模长关键是能够通过平方运算将问题转化为模长和数量积运算的形式,从而使问题得以求解.24.(1)2)6π. 【分析】(1)由已知利用向量的数量积的 定义可求||||cos120a b a b =︒,然后由222||()2a b a b a a b b +=+=++可求(2)设a 与a b +的夹角θ,代入向量的夹角公式2()cos ||||423a ab a a a b θ+==+⨯可求θ【详解】 解:(1)||4a =,||2b =,且a 与b 夹角为120︒∴1||||cos12042()42a b a b =︒=⨯⨯-=-∴222||()2164a b a b a a b b +=+=++=+-(2)设a 与a b +的夹角θ则2()3cos ||||42383a ab a a a b θ+====+⨯0θπ∴6πθ=.【点睛】本题主要考查了向量的数量积的定义及向量的数量积的性质的简单应用,属于基础试题 25.(1)1()sin 462f x x π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,单调递增区间为,21226k k ππππ-+⎡⎤⎢⎥⎣⎦,k Z ∈;(2)()0,2. 【分析】(1)根据正弦和余弦的二倍角公式化简可得1()sin 262f x x πω⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,由222T ππω==,解得2ω=,带入正弦函数的递增区间242262k x k πππππ-≤-≤+,化简即可得解; (2)根据三角函数的平移和伸缩变换可得()sin 216g x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,根据题意只需要max min [()2][()2]g x m g x -<<+,分别在263x ππ≤≤范围内求出()g x 的最值即可得解. 【详解】(1)2()cos cos f x x x x ωωω=-12(cos 21)22x x ωω=-+ 1sin 262x πω⎛⎫=-- ⎪⎝⎭由222T ππω==,解得2ω=所以,1()sin 462f x x π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭ ∵242262k x k πππππ-≤-≤+∴224233k x k ππππ-≤≤+∴21226k k x ππππ-≤≤+ ∴()f x 的单调递增区间为,21226k k ππππ-+⎡⎤⎢⎥⎣⎦,k Z ∈ (2)依题意得()sin 216g x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭因为|()|2g x m -<,所以()2()2g x m g x -<<+因为当2,63x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()2()2g x m g x -<<+恒成立所以只需max min [()2][()2]g x m g x -<<+转化为求()g x 的最大值与最小值当2,63x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()y g x =为单调减函数所以max ()1126g x g π⎛⎫==+= ⎪⎝⎭,()min21103g x g π⎛⎫==-+= ⎪⎝⎭, 从而max [()2]0g x -=,min [()2]2g x +=,即02m <<所以m 的取值范围是()0,2. 【点睛】本题考查了三角函数的单调性和最值,考查了三角函数的辅助角公式和平移伸缩变换,有一定的计算量,属于中档题.本题关键点有: (1)三角函数基本量的理解应用; (2)三角函数图像平移伸缩变换的方法; (3)恒成立思想的理解及转化. 26.(1)()2sin 24f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭;(2)单调递增区间为0,8π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,单调递减区间为,82ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()f x 值域为⎡⎤⎣⎦. 【分析】(1)利用最高点与最低点坐标可求出A 和周期T ,由2T πω=可求得ω的值,再将点,28M π⎛⎫⎪⎝⎭代入即可求得ϕ的值,进而可得函数()f x 的解析式;(2)解不等式222242k x k πππππ-≤+≤+,k Z ∈,可得()f x 的单调的增区间,再与0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦求交集即可得()f x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的单调区间,利用单调性求出最值即得值域. 【详解】(1)因为()f x 图象上相邻两个最高点和最低点分别为,28π⎛⎫ ⎪⎝⎭,5,28π⎛⎫- ⎪⎝⎭所以2A =,52882T πππ=-=,则T π=, 又2||T πω=,0>ω,所以2ω=,()2sin(2)f x x ϕ=+, 又图象过点,28π⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以22sin 28πϕ⎛⎫=⨯+ ⎪⎝⎭,即sin 14πϕ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以242k ππϕπ+=+,k Z ∈,即24k πϕπ=+,k Z ∈.又||2ϕπ<,所以4πϕ=,所以()2sin 24f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.(2)由222242k x k πππππ-≤+≤+,k Z ∈,得388k x k ππππ-≤≤+,k Z ∈, 所以()f x 的单调递增区间为3,88k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈, 又0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以()f x 的单调递增区间为0,8π⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 同理()f x 的单调递减区间为,82ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.又(0)2sin 4f π==28f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,2f π⎛⎫= ⎪⎝⎭所以当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()f x 值域为⎡⎤⎣⎦. 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是由五点法作图的特点得出相邻两个最高点和最低点横坐标之差的绝对值为半个周期,纵坐标为振幅,利用峰点或谷点坐标求ϕ,利用整体代入法求()f x 的单调区间,利用单调性求最值.。
(常考题)北师大版高中数学必修四第二章《平面向量》测试(包含答案解析)(1)

【分析】
设 , ,设 ,则 ,由 ,得到 , ,再利用 ,得到 ,再设 ,得到 ,根据 ,可解得结果.
【详解】
因为 ,所以可设 , ,
设 ,则 ,
由 ,得 ,所以 ,
由 ,得 ,化简得 ,所以 ,
所以由 ,得 ,
所以 ,
设 ,则 ,所以 ,
所以 ,
由 ,得 ,解得 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
故答案为: .
15.已知正方形 的边长为4,若 ,则 的值为_________________.
16.已知圆 , 点为圆上第一象限内的一个动点,将 逆时针旋转90°得 ,又 ,则 的取值范围为________.
17.已知平面非零向量 ,满足 且 ,已知 ,则 的取值范围是________
18. 中, , ,且 ,则 ______.
6.C
解析:C
【详解】
由题意可得 ,所以 ,又因为 ,所以 ,选C.
7.B
解析:B
【分析】
根据方程有实根得到 ,利用向量模长关系可求得 ,根据向量夹角所处的范围可求得结果.
【详解】
关于 的方程 有实根
设 与 的夹角为 ,则
又
又
本题正确选项:
【点睛】
本题考查向量夹角的求解问题,关键是能够利用方程有实根得到关于夹角余弦值的取值范围,从而根据向量夹角范围得到结果.
此时,符合条件的点 有 个.
综上所述,满足题中条件的点 的个数为 .
故选:D.
【点睛】
本题考查符合条件的点的个数的求解,考查了平面向量加法法则的应用,属于中等题.
9.B
解析:B
【分析】
由 知, ,根据平面向量的线性运算可推出
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高中数学必修四试卷(一)
(总分120分,考试时间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.下列不等式中,正确的是( )
A .tan 5
13tan
4
13ππ< B .sin )
7cos(5
π
π->
C .sin(π-1)<sin1o
D .cos )5
2cos(57π
π-<
2. 函数)6
2sin(π
+-=x y 的单调递减区间是( )
A .)](23
,26
[Z k k k ∈++-ππππ B .)](26
5,26[Z k k k ∈++ππππ
C .)](3,6[Z k k k ∈++-ππππ
D .)](6
5,6[Z k k k ∈++ππππ
3.已知向量()2,1,10,||52
a a
b a b =⋅=+=r r
r r r 则||b =r ( )
A. 5
B. 10
C.5
D. 25
4.要得到函数x y 2sin =的图象,可由函数)4
2cos(π-=x y ( )
A. 向左平移8π个长度单位
B. 向右平移8π
个长度单位 C. 向左平移4π个长度单位 D. 向右平移4
π
个长度单位
5.已知向量(1)(1)n n ==-,,,a b 若2-a b 与b 垂直则=
a ( )
A .1
B 2
C .2
D .4
6.设()f x 是定义域为R ,最小正周期为32π的函数,若cos (0)()2
sin (0)
x x f x x x ππ⎧-≤<⎪=⎨⎪
≤≤⎩,则15()4
f π-的值等于( )
A.1 B 2 C.0 D. 2
7.函数)(x f y =的图象如图所示,则)(x f y =的解析式为( ) A.22sin -=x y B.13cos 2-=x y
C.1)52sin(--=πx y
D. )5
2sin(1π
--=x y
8.已知函数x b x a x f cos sin )(-=(a 、b 为常数,0≠a ,R x ∈)在4
π
=
x 处取
10
π
o x
y 2 1
得最小值,则函数)4
3(
x f y -=π
是( ) A .偶函数且它的图象关于点)0,(π对称
B .偶函数且它的图象关于点)0,23(π
对称
C .奇函数且它的图象关于点)0,2
3(π
对称
D .奇函数且它的图象关于点)0,(π对称
9.函数]0,[,cos 3sin )(π-∈-=x x x x f 的单调递增区间是( )
A .]65,[ππ--
B .]6,65[ππ--
C .]0,3[π-
D .]0,6
[π
-
10. 已知函数sin cos 1212y x x ππ⎛
⎫⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝
⎭,则下列判断正确的是( )
A .此函数的最小周期为2π,其图像的一个对称中心是,012π⎛⎫
⎪⎝⎭
B .此函数的最小周期为π,其图像的一个对称中心是,012π⎛⎫
⎪⎝⎭
C .此函数的最小周期为2π,其图像的一个对称中心是,06π⎛⎫
⎪⎝⎭
D .此函数的最小周期为π,其图像的一个对称中心是,06π⎛⎫
⎪⎝⎭
11. 若2
2
)
4sin(2cos -=-παα,则ααsin cos +的值为( ) A.27- B.2
1
- C.21 D.27
12. . 函数23)cos 3(sin cos +-=x x x y 在区间],2
[ππ
-的简图是( )
A. B. C.
D.
二、 填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分。
13.若向量),3(),5,2(),1,1(x c b a ===满足条件==⋅-x c b a 则,30)8(______.
14.已知sin (700+α)=1
3,则cos (2α-40︒)= .
15.已知函数)5
2sin()(π
π+=x x f ,若对任意R x ∈都有)()()(21x f x f x f ≤≤成
立,则||21x x -的最小值是____________.
16.在平行四边形ABCD 中E 和F 分别是边CD 和BC 的中
点,=
+其中
R 则
+
= _________.
三、 解答题:本大题共6小题,共74分,解答题应写出文字说明、证明过程
或演算步骤。
17.(本小题14分)已知函数3)6
2sin(3)(++=π
x x f
(1)用五点法画出它在一个周期内的闭区间上的图象; (2)指出)(x f 的周期、振幅、初相、对称轴;
18.(本小题12分)已知函数)
2
sin()
42cos(21)(ππ
+-+=
x x x f . (1)求)(x f 的定义域;
(2)若角α在第一象限且5
3
cos =α,求)(αf 的值.
19.(本小题12分)已知ΔABC 的角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c 设向量(,)m a b =u r (sin ,sin )n B A =r
(2,2)p b a =--u r
.
(1)若m u r //n r
求证ΔABC 为等腰三角形;
(2)若m u r ⊥p u
r 边长c = 2角C = 3π求ΔABC 的面积 .
高中数学必修四试卷(一)
(总分120分,考试时间120分钟)
参考答案
一、选择题:(本大题共12个小题;每小题5分,共60分。
)
二、填空题:(本大题共4小题,每小题4分,共16分。
)
13、4; 14、7
9
-; 15、2; 16、4/3
三、解答题:本大题共3小题,共44分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.解:(1)列表
x
3
π
-
32π 3
5π 38π 311π
π3π
(2)周期T =π4,振幅A =3,初相6
π
ϕ=,
由
262πππ+=+k x ,得)(3
22Z k k x ∈+=ππ即为对称轴; (3)①由x y sin =的图象上各点向左平移6
π
ϕ=个长度单位,得)6
sin(π
+
=x y 的图象;
②由)6
sin(π
+
=x y 的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变)
,得)6
2sin(π
+=x y 的图象;
③由)62sin(π
+=x y 的图象上各点的纵坐标伸长为原来的3倍(横坐标不变),得
)62sin(3π
+=x y 的图象;
④由)62sin(3π+=x y 的图象上各点向上平移3个长度单位,得)6
2sin(3π
+=x y +3的图
象。
18.解:(1)由0)2
sin(≠+
π
x ,得0cos ≠x ,
)
(2
Z k k x ∈+
≠∴π
π;
故)(x f 的定义域为}
,2|{Z k k x x ∈+≠π
π
(2)由已知条件得
54
)53(1cos 1sin 22=
-=-=αα; 从而)
2sin()
42cos(21)(παπ
αα+-+=f =απαπαcos )
4sin 2sin 4cos 2(cos 21++
=αααααααcos cos sin 2cos 2cos 2sin 2cos 12+=
++=)sin (cos 2αα+=514
19.证明(1)//,sin sin ,m n a A b B ∴=u v v
Q
即
22a b a b R R ⋅
=⋅其中R 是三角形ABC 外接圆半径a b =
ABC ∴∆为等腰三角形
解(2)由题意可知//0,(2)(2)0m p a b b a =-+-=u v u v
即
a b ab ∴+=
由余弦定理可知
222
4()3a b ab a b ab =+-=+- 2()340ab ab --=即
4(1)ab ab ∴==-舍去
11sin 4sin 3223S ab C π
∴=
=⋅⋅=。