三角函数与平面向量
专题二 三角函数与平面向量的综合应用
的参数 A，ω ，φ，从图象的特征上寻找答案，A 主要由最值 确定，ω 是由周期确定，周期通过特殊点观察求得，如相邻 两个最大、最小值点相差半个周期，φ 可由点在函数图象上 求得，确定 φ 值时，注意它的不惟一性．如果函数的最大值 与最小值不互为相反数，说明解析式为 y＝Asin( ω x＋φ)＋k 的形式．设最大值为 m，最小值为 n，则 A＋k＝m，－A＋k m－n m＋n ＝n，从而 A＝ 2 ，k＝ 2 .
π 由图象最高点为 ， 3得 6
(2)由 (1)知，函数的最小值为－ 3； π π π 由 2x＋ ＝2kπ－ ，k∈Z，得 x＝kπ－ ，k∈ Z， 6 2 3 π ∴函数取得最小值时自变量 x 的集合为x|x＝kπ－ ， k∈ Z. 3
探究提高
确定函数关系式 y＝Asin( ω x＋φ)就是确定其中
题型分类 深度剖析
题型一 三角函数的化简求值问题 3 1 1 例1 求 2 － 2 · 的值． sin 140° cos 140° 2sin 10°
思维启迪 从角、函数名称、式子结构入手找其
特征，构造“相消”、“约分”或构造特殊角．
3cos2140° － sin2140° 1 解 原式＝ · sin2140° cos2140° 2sin 10° 3cos240° － sin240° 1 ＝ · sin240° cos240° 2sin 10° ( 3cos 40° － sin 40° )( 3cos 40° ＋ sin 40° ) 1 ＝ · 1 2 2sin 10° sin 80° 4 2sin(60° － 40° )· 2sin(60° ＋ 40° ) 1 ＝ · 1 2 2sin 10° cos 10° 4 8sin 20° sin 100° 16sin 10° · cos210° ＝ ＝ ＝ 16. cos210° · sin 10° cos210° · sin 10° π 探究提高 若 α＋β＝π，则 sin α＝sin β；若 α＋β＝2，
高考数学大一轮专题复习 专题二 三角函数与平面向量配套课件 文
则cos∠MNP＝|NN→→MM|··N|→N→PP|＝
Hale Waihona Puke －6 5×25＝－35.
由∠MNP∈[0，π]，得sin∠MNP＝ 1－cos2∠MNP＝45.
2 值；最后由点M在图象上求得φ的值，进而得到函数的解析 式；先由x的范围，求得2x＋ π 的范围，把ωx＋φ看作一个整
6 体，再求得fx的值域.
第十一页，共36页。
【互动(hù dònɡ)探究】
2．(2012年湖北八校联考)已知函数f(x)＝Asin(ωx＋φ) A>0，ω>0，|φ|<π2，x∈R图象的一部分如图2-1.
第七页，共36页。
题型 2 三角变换与三角函数(sānjiǎhánshù)性质的整合 例2：(2012年陕西西安模拟)已知函数f(x)＝Asin(ωx＋φ)， x∈R 其中A＞0，ω＞0，0＜φ＜π2 的图象与x轴的交点中，相邻两 个交点之间的距离为π2，且图象上的一个最低点为M23π，－2. (1)求f(x)的解析式； (2)当x∈1π2，π2时，求f(x)的值域．
对广东的试题而言，2008 年、2009 年、2010 年、2011 年、 2012 年、2013 年连续六年都是考查三角变换及三角函数求值． 这个数据足以说明广东对该题型的情有独钟，但绝对不能因此
还有两个现象也应该引起(yǐnqǐ)我们备考时注意：①三角函数与 而放松对整章知识系统而全面地复习． 平面向量的综合，是近几年全国各地高考试题中的一种重要题 型，已成为热点．而广东高考仅在 2007 年、2009 年在三角函
第三页，共36页。
题型 1 三角变换(biànhuàn)与求值的整合
例1：(2012年广东)已知函数f(x)＝Acos4x＋π6
专题03 三角函数与平面向量综合问题(答题指导)(解析版)
专题03 三角函数与平面向量综合问题（答题指导）【题型解读】题型特点命题趋势▶▶题型一：三角函数的图象和性质1．注意对基本三角函数y ＝sin x ，y ＝cos x 的图象与性质的理解与记忆，有关三角函数的五点作图、图象的平移、由图象求解析式、周期、单调区间、最值和奇偶性等问题的求解，通常先将给出的函数转化为y ＝A sin(ωx ＋φ)的形式，然后利用整体代换的方法求解． 2．解决三角函数图象与性质综合问题的步骤 (1)将f (x )化为a sin x ＋b cos x 的形式． (2)构造f (x )＝a 2＋b 2⎝⎛⎭⎪⎫a a 2＋b 2·sin x ＋b a 2＋b 2·cos x . (3)和角公式逆用，得f (x )＝a 2＋b 2sin(x ＋φ)(其中φ为辅助角)． (4)利用f (x )＝a 2＋b 2sin(x ＋φ)研究三角函数的性质． (5)反思回顾，查看关键点、易错点和答题规范．【例1】 (2017·山东卷)设函数f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx －π6＋sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx －π2，其中0＜ω＜3.已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＝0.(1)求ω；(2)将函数y ＝f (x )的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变)，再将得到的图象向左平移π4个单位，得到函数y ＝g (x )的图象，求g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π4，3π4上的最小值．【答案】见解析【解析】(1)因为f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx －π6＋sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx －π2，所以f (x )＝32sin ωx －12cos ωx －cos ωx ＝32sinωx －32cos ωx ＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin ωx －32cos ωx ＝3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx －π3.因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＝0，所以ωπ6－π3＝k π，k ∈Z .故ω＝6k ＋2，k ∈Z .又0＜ω＜3，所以ω＝2.(2)由(1)得f (x )＝3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3，所以g (x )＝3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π4－π3＝3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －π12.因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π4，3π4，所以x －π12∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π3，2π3，当x －π12＝－π3，即x ＝－π4时，g (x )取得最小值－32.【素养解读】本题中图象的变换考查了数学直观的核心素养，将复杂的三角函数通过变形整理得到正弦型函数，从而便于对性质的研究，考查数学建模的核心素养．【突破训练1】 设函数f (x )＝32－3sin 2ωx －sin ωx cos ωx (ω>0)，且y ＝f (x )的图象的一个对称中心到最近的对称轴的距离为π4.(1)求ω的值；(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π，3π2上的最大值和最小值． 【答案】见解析 【解析】(1)f (x )＝32－3·1－cos2ωx 2－12sin2ωx ＝32cos2ωx －12sin2ωx ＝ －sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx －π3.因为y ＝f (x )的图象的一个对称中心到最近的对称轴的距离为π4，故该函数的周期T ＝4×π4＝π.又ω>0，所以2π2ω＝π，因此ω＝1.(2)由(1)知f (x )＝－sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3.当π≤x ≤3π2时，5π3≤2x －π3≤8π3，所以－32＝sin 5π3≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π3≤sin 5π2＝1，所以－1≤f (x )≤32，即f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π，3π2上的最大值和最小值分别为32，－1.▶▶题型二 解三角形1．高考对解三角形的考查，以正弦定理、余弦定理的综合运用为主．其命题规律可以从以下两方面看：(1)从内容上看，主要考查正弦定理、余弦定理以及三角函数公式，一般是以三角形或其他平面图形为背景，结合三角形的边角关系考查学生利用三角函数公式处理问题的能力；(2)从命题角度看，主要是在三角恒等变换的基础上融合正弦定理、余弦定理，在知识的交汇处命题． 2．用正、余弦定理求解三角形的步骤第一步：找条件，寻找三角形中已知的边和角，确定转化方向．第二步：定工具，根据已知条件和转化方向，选择使用的定理和公式，实施边角之间的转化． 第三步：求结果，根据前两步分析，代入求值得出结果．第四步：再反思，转化过程中要注意转化的方向，审视结果的合理性．【例2】 在△ABC 中，a ，b ，c 分别为角A ，B ，C 的对边，且cos(C ＋B)cos(C －B)＝cos2A －sin Csin B ． (1)求A ；(2)若a ＝3，求b ＋2c 的最大值． 【答案】见解析【解析】(1)cos(C ＋B)cos(C －B)＝cos2A －sinCsinB ＝cos2(C ＋B)－sinCsinB ，则cos(C ＋B)[cos(C －B)－cos(C ＋B)]＝－sinCsinB ，则－cosA·2sinCsinB＝－sinCsinB ，可得cosA ＝12，因为0＜A ＜π，所以A＝60°.(2)由a sinA ＝b sinB ＝csinC ＝23，得b ＋2c ＝23(sinB ＋2sinC)＝23[sinB ＋2sin(120°－B)]＝23(2sinB＋3cosB)＝221sin(B ＋φ)，其中tanφ＝32，φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2.由B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，2π3得B ＋φ∈⎝⎛⎭⎪⎫0，7π6，所以sin(B ＋φ)的最大值为1，所以b ＋2c 的最大值为221.【素养解读】试题把设定的方程与三角形内含的方程(三角形的正弦定理、三角形内角和定理等)建立联系，从而求得三角形的部分度量关系，体现了逻辑推理、数学运算的核心素养．【突破训练2】 (2017·天津卷)在△ABC 中，内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c .已知a >b ，a ＝5，c ＝6，sin B ＝35.(1)求b 和sin A 的值； (2)求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A ＋π4的值．【答案】见解析【解析】(1)在△ABC 中，因为a >b ，故由sin B ＝35，可得cos B ＝45.由已知和余弦定理，有b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B＝13，所以b ＝13.由正弦定理得sin A ＝a sin B b ＝31313. (2)由(1)及a <c ，得cos A ＝21313，所以sin2A ＝2sin A cos A ＝1213，cos2A ＝1－2sin 2A ＝－513.故sin ⎝⎛⎭⎪⎫2A ＋π4＝sin2A cos π4＋cos 2A ·sin π4＝7226.▶▶题型三 三角函数与平面向量的综合1．三角函数、解三角形与平面向量的综合主要体现在以下两个方面：(1)以三角函数式作为向量的坐标，由两个向量共线、垂直、求模或求数量积获得三角函数解析式；(2)根据平面向量加法、减法的几何意义构造三角形，然后利用正、余弦定理解决问题．2．(1)向量是一种解决问题的工具，是一个载体，通常是用向量的数量积运算或性质转化成三角函数问题．(2)三角形中的三角函数要结合正弦定理、余弦定理进行转化，注意角的范围对变形过程的影响． 【例3】 (2019·佛山调考)已知函数f (x )＝a ·b ，其中a ＝(2cos x ，－3sin2x )，b ＝(cos x,1)，x ∈R .(1)求函数y ＝f (x )的单调递减区间；(2)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，f (A )＝－1，a ＝7，且向量m ＝(3，sin B )与n ＝(2，sin C )共线，求边长b 和c 的值． 【答案】见解析【解析】(1)f (x )＝a ·b ＝2cos 2x －3sin2x ＝1＋cos2x －3sin2x ＝1＋2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π3，由2k π≤2x ＋π3≤2k π＋π(k ∈Z )，解得k π－π6≤x ≤k π＋π3(k ∈Z )，所以f (x )的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π6，k π＋π3(k ∈Z )．(2)因为f (A )＝1＋2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A ＋π3＝－1，所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A ＋π3＝－1.因为0＜A ＜π，所以π3＜2A ＋π3＜7π3，所以2A ＋π3＝π，即A ＝π3.因为a ＝7，由余弦定理得a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ＝(b ＋c )2－3bc ＝7.①因为向量m ＝(3，sin B )与n ＝(2，sin C )共线，所以2sin B ＝3sinC ． 由正弦定理得2b ＝3c ，② 由①②可得b ＝3，c ＝2.【突破训练3】(2019·湖北八校联考) 已知△ABC 的面积为S ，且32AB →·AC →＝S ，|AC →－AB →|＝3.(1)若f (x )＝2cos(ωx ＋B )(ω＞0)的图象与直线y ＝2相邻两个交点间的最短距离为2，且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫16＝1，求△ABC 的面积S ；(2)求S ＋3 3 cos B cos C 的最大值． 【答案】见解析【解析】设△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ， 因为32AB →·AC →＝S ，所以32bc cos A ＝12bc sin A ， 解得tan A ＝3，所以A ＝π3.由|AC →－AB →|＝3得|BC →|＝a ＝3.(1)因为f (x )＝2cos(ωx ＋B )(ω>0)的图象与直线y ＝2相邻两个交点间的最短距离T ＝2，即2πω＝2，解得ω＝π，故f (x )＝2cos(πx ＋B )．又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫16＝2cos ⎝⎛⎭⎪⎫π6＋B ＝1，即cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＋B ＝12.因为B 是△ABC 的内角，所以B ＝π6，从而△ABC 是直角三角形，所以b ＝3，所以S △ABC ＝12ab ＝332.(2)由题意知A ＝π3，a ＝3，设△ABC 的外接圆半径为R ，则2R ＝a sin A ＝ 332＝23，解得R ＝3，所以S＋33cos B cos C ＝12bc sin A ＋33cos B cos C ＝34bc ＋33cos B cos C ＝33sin B sin C ＋33cos B cos C ＝33cos(B －C )，故S ＋33cos B cos C 的最大值为3 3.。
高考一轮复习：高考三角函数与平面向量命题动向
专题二高考三角函数与平面向量命题动向高考命题分析纵观近年各省的高考数学试题，出现了一些富有时代气息的三角函数与平面向量考题，它们形式独特、背景鲜明、结构新颖，主要考查学生分析问题、解决问题的能力和处理交汇性问题的能力．在新课标高考试卷中一般有2～4题，分值约占全卷的14%～20%，因此，加强这些试题的命题动向研究，对指导高考复习无疑有十分重要的意义．现聚焦高考三角函数与平面向量试题，揭秘三角函数与平面向量高考命题动向，挖掘三角函数与平面向量常见的考点及其求解策略，希望能给考生带来帮助和启示．高考命题特点新课标高考涉及三角函数与平面向量的考题可以说是精彩纷呈，奇花斗艳，其特点如下：(1)考小题，重基础：有关三角函数的小题其考查重点在于基础知识：解析式；图象与图象变换；两域(定义域、值域)；四性(单调性、奇偶性、对称性、周期性)；简单的三角变换(求值、化简及比较大小)．有关向量的考查主要是向量的线性运算以及向量的数量积等知识．(2)考大题，难度明显降低：有关三角函数的大题即解答题，通过公式变形转换来考查思维能力的题目已经很少，而着重考查基础知识和基本技能与方法的题目却在增加．大题中的向量，主要是作为工具来考查的，多与三角、圆锥曲线相结合．(3)考应用，融入三角形与解析几何之中：既能考查解三角形、圆锥曲线的知识与方法，又能考查运用三角公式进行恒等变换的技能，深受命题者的青睐．主要解法是充分利用三角形内角和定理、正、余弦定理、面积公式、向量夹角公式、向量平行与垂直的充要条件，向量的数量积等．(4)考综合，体现三角的工具作用：由于近几年高考试题突出能力立意，加强对知识性和应用性的考查，故常常在知识交汇点处命题，而三角知识是基础中的基础，故考查与立体几何、解析几何、导数等综合性问题时突出三角与向量的工具性作用．高考动向透视考查三角函数的概念及同角三角函数的基本关系高考对本部分内容的考查主要以小题的形式出现，即利用三角函数的定义、诱导公式及同角三角函数的关系进行求值、变形，或是利用三角函数的图象及其性质进行求值、求参数的值、求值域、求单调区间及图象判断等，而大题常常在综合性问题中涉及三角函数的定义、图象、诱导公式及同角三角函数的关系的应用等，在这类问题的求解中，常常使用的方法技巧是“平方法”，“齐次化切”等．【示例1】►(2011·福建)若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2，且sin 2α＋cos 2α＝14，则tan α的值等于 ( )． A.22 B.33 C. 2 D. 3解析 由二倍角公式可得sin 2α＋1－2sin 2α＝14，即－sin 2α＝－34，sin 2α＝34，又因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2，所以sin α＝32，即α＝π3，所以tan α＝tan π3＝3，故选D. 答案 D本题考查了三角恒等变换中二倍角公式的灵活运用．考查三角函数的图象及其性质三角函数的图象与性质主要包括：正弦(型)函数、余弦(型)函数、正切(型)函数的单调性、奇偶性、周期性、最值、图象的变换等五大块内容，在近年全国各地的高考试卷中都有考查三角函数的图象与性质的试题，而且对三角函数的图象与性质的考查不但有客观题，还有主观题，客观题常以选择题的形式出现，往往结合集合、函数与导数考查图象的相关性质；解答题主要在与三角恒等变换、不等式等知识点的交汇处命题，难度中等偏下．【示例2】►(2011·浙江)已知函数f (x )＝A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3x ＋φ，x ∈R ，A ＞0,0＜φ＜π2，y ＝f (x )的部分图象如图所示，P ，Q 分别为该图象的最高点和最低点，点P 的坐标为(1，A )．(1)求f (x )的最小正周期及φ的值；(2)若点R 的坐标为(1,0)，∠PRQ ＝2π3，求A 的值．解 (1)由题意得，T ＝2ππ3＝6.因为P (1，A )在y ＝A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3x ＋φ的图象上， 所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3＋φ＝1. 又因为0＜φ＜π2，所以φ＝π6.(2)设点Q 的坐标为(x 0，－A )，由题意可知π3x 0＋π6＝3π2，得x 0＝4，所以Q (4，－A )，如图，连接PQ ，在△PRQ中，∠PRQ ＝2π3，由余弦定理得cos ∠PRQ ＝RP 2＋RQ 2－PQ 22RP ·RQ＝A 2＋9＋A 2－(9＋4A 2)2A·9＋A2＝－12，解得A 2＝3.又A ＞0，所以A ＝ 3. 本题主要考查三角函数的图象与性质、三角运算等基础知识．求单调区间高考对三角函数的单调性考查，常以小题形式呈现，有时也会出现在大题的某一小问中，属中档题．对于形如y ＝A sin(ωx ＋φ)(或y ＝A cos(ωx ＋φ))，Aω≠0的单调区间的求法是：先考虑A ，ω的符号，再将ωx ＋φ视为一个整体，利用y ＝sin x 的单调区间，整体运算，解出x 的范围即可．【示例3】►(2011·安徽)已知函数f (x )＝sin(2x ＋φ)，其中φ为实数，若f (x )≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6对x ∈R 恒成立，且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＞f (π)，则f (x )的单调递增区间是( )．A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π3，k π＋π6(k ∈Z ) B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π，k π＋π2(k ∈Z ) C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π＋π6，k π＋2π3(k ∈Z ) D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π2，k π(k ∈Z ) 解析 因为当x ∈R 时，f (x )≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6恒成立，所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3＋φ＝±1，可得φ＝2k π＋π6或φ＝2k π－5π6.因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝sin(π＋φ)＝－sin φ＞f (π)＝sin(2π＋φ)＝sin φ，故sin φ＜0，所以φ＝2k π－5π6，所以f (x )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －5π6，所以由－π2＋2k π≤2x －5π6≤π2＋2k π得，函数的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π＋π6，k π＋2π3(k ∈Z )． 答案 C本题的亮点是引入参数φ与不等式恒成立问题，求解此类问题的关键是：利用隐蔽条件“正弦函数的有界性”，把不等式恒成立问题转化为含参数φ的方程，求出参数φ的值，注意利用已知条件剔除增根；求出函数的解析式即可求其单调递增区间，熟悉正弦函数的单调性可加快求解此类问题的速度．【训练】 (2011·新课标全国)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 解析 f (x )＝sin(ωx ＋φ)＋cos(ωx ＋φ)＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx ＋φ＋π4，由最小正周期为π得ω＝2，又由f (－x )＝f (x )可知f (x )为偶函数，|φ|＜π2可得φ＝π4，所以f (x )＝2cos 2x在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2单调递减． 答案 A求最值高考对三角函数最值的考查，常以小题形式呈现，属中档题．有时也在大题中的某一步呈现，属中档偏难题，高考常考查以下两种类型：①化成y ＝A sin(ωx ＋φ)的形式后利用正弦函数的单调性求其最值；②化成二次函数形式后利用配方法求其最值．【示例4】►(2011·重庆)设a ∈R ，f (x )＝cos x (a sin x －cos x )＋cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－x 满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π3＝f (0)，求函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，11π24上的最大值和最小值． 解 f (x )＝a sin x cos x －cos 2x ＋sin 2 x ＝a 2sin 2x －cos 2x .由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π3＝f (0)得－32·a 2＋12＝－1，解得a ＝2 3. 因此f (x )＝3sin 2x －cos 2x ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －π6. 当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，π3时，2x －π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3，π2，f (x )为增函数， 当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3，11π24时，2x －π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2，3π4，f (x )为减函数， 所以f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，11π24上的最大值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3＝2. 又因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＝3，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π24＝2， 故f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，11π24上的最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π24＝ 2.本小题主要考查基本三角函数公式，以及运用三角函数公式对相关函数的解析式进行化简的能力，同时考查数形结合思想．【训练】 (2011·上海)函数y ＝2sin x －cos x 的最大值为________．解析 注意到y ＝5⎝ ⎛⎭⎪⎫25sin x －15cos x ＝5sin(x －θ)．其中cos θ＝25，sin θ＝15，因此函数y ＝2sin x －cos x 的最大值是 5.答案 5利用三角恒等变换求三角函数值三角恒等变换是研究三角函数的图象与性质，解三角形的基础，在前几年的高考中单独命题的情况很少，但在今年的高考中加强了对三角恒等变换的考查，大多是结合三角函数的图象与性质，解三角形进行命题，但有的省份对三角恒等变换进行了单独命题，由此可见，高考加大了对三角恒等变换的考查力度，高考命题考查的重点性质是公式，同角三角函数基本关系，两角和与差的正弦、余弦、正切公式以及二倍角公式．【示例5】►(2011·天津)已知函数f (x )＝tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π4. (1)求f (x )的定义域与最小正周期；(2)设α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π4，若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2＝2cos 2α，求α的大小． 解 (1)由2x ＋π4≠π2＋k π，k ∈Z ，得x ≠π8＋k π2，k ∈Z ，所以f (x )的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R |x ≠π8＋k π2，k ∈Z ，f (x )的最小正周期为π2. (2)由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2＝2cos 2α，得tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝2cos 2α， sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋π4＝2(cos 2α－sin 2α)， 整理得sin α＋cos αcos α－sin α＝2(cos α＋sin α)(cos α－sin α)． 因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π4，所以sin α＋cos α≠0. 因此(cos α－sin α)2＝12，即sin 2α＝12.由α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π4，得2α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2.所以2α＝π6，即α＝π12. 本小题主要考查两角和的正弦、余弦、正切公式，同角三角函数的基本关系，二倍角的正弦、余弦公式，正切函数的性质等基础知识，考查基本运算能力．【训练】 (2011·浙江)若0＜α＜π2，－π2＜β＜0，cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋α＝13，cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2＝33，则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋β2＝( )． A.33 B ．－33 C.539 D ．－69解析 对于cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋β2＝cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋α－⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2＋sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2，而⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，3π4，⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4，π2. 因此sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋α＝223，sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－β2＝63， 则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋β2＝13×33＋223×63＝539.故选C. 答案 C三角函数的综合应用三角函数的综合应用是历年来高考考查的重点、热点问题，新课标高考更加注重对知识点的综合应用意识的考查，而且新课标高考在考查的内容以及形式上不断推陈出新，三角函数不仅可以与集合、函数与方程、不等式等结合命题，而且还可以结合线性规划知识命题，给今后的命题提出了新的挑战．【示例6】►设函数f (θ)＝3sin θ＋cos θ，其中，角θ的顶点与坐标原点重合，始边与x 轴非负半轴重合，终边经过点P (x ，y )，且0≤θ≤π.(1)若点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，32，求f (θ)的值； (2)若点P (x ，y )为平面区域Ω⎩⎨⎧ x ＋y ≥1，x ≤1，y ≤1上的一个动点，试确定角θ的取值范围，并求函数f (θ)的最小值和最大值． 解 (1)由点P 的坐标和三角函数的定义可得⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ＝32，cos θ＝12.于是f (θ)＝3sin θ＋cos θ＝3×32＋12＝2.(2)作出平面区域Ω(即三角区域ABC )如图所示，其中A (1,0)，B (1,1)，C (0,1)．于是0≤θ≤π2.又f (θ)＝3sin θ＋cos θ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ＋π6，且π6≤θ＋π6≤2π3， 故当θ＋π6＝π2，即θ＝π3时，f (θ)取得最大值，且最大值等于2；当θ＋π6＝π6，即θ＝0时，f (θ)取得最小值，且最小值等于1.本小题主要考查三角函数、不等式等基础知识，考查运算求解能力．有关解三角形的考查新课标高考对解三角形的考查，以正弦定理、余弦定理的综合运用为主，在解题时，要分析清楚题目条件，利用正弦定理、余弦定理转化为三角形中各边之间的关系或各角之间的关系，并结合三角形的内角和为180°，诱导公式，同角三角函数基本关系，两角和与差的正弦、余弦、正切公式进行化简求值．在近几年的高考中，对解三角形的考查力度有所加强，而且更加注重知识点的综合运用，没有怪题、偏题．下面我们就高考试题研究一下解三角形的问题．【示例7】►(2011·江苏)在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c .(1)若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A ＋π6＝2cos A ，求A 的值； (2)若cos A ＝13，b ＝3c ，求sin C 的值． 解 (1)由题设知sin A cos π6＋cos A sin π6＝2cos A ．从而sin A ＝3cos A ，所以cosA ≠0，tan A ＝ 3.因为0＜A ＜π，所以A ＝π3.(2)由cos A ＝13，b ＝3c 及a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ，得a 2＝b 2－c 2.故△ABC是直角三角形，且B＝π2.所以sin C＝cos A＝1 3.本小题主要考查三角函数的基本关系式、两角和的正弦公式、解三角形，考查运算求解能力．【训练】(2011·天津)在△ABC中，内角A，B，C的对边分别为a，b，c.已知B ＝C,2b＝3a.(1)求cos A的值；(2)求cos⎝⎛⎭⎪⎫2A＋π4的值．解(1)由B＝C,2b＝3a，可得c＝b＝32a.所以cos A＝b2＋c2－a22bc＝34a2＋34a2－a22×32a×32a＝13.(2)因为cos A＝13，A∈(0，π)，所以sin A＝1－cos2A＝223，cos 2A＝2cos2A－1＝－79.故sin 2A＝2sin A cos A＝429.所以cos⎝⎛⎭⎪⎫2A＋π4＝cos 2A cosπ4－sin 2A sinπ4＝⎝⎛⎭⎪⎫－79×22－429×22＝－8＋7218.平面向量共线与垂直高考对平面向量共线与垂直的考查，常以小题形式出现，属中档题，有时也在大题的条件中出现，属中档偏难题．平面向量的坐标表示可使平面向量运算完全代数化，从而使得我们可以利用“方程的思想”破解向量共线与垂直的问题．【示例8】►(2011·江苏)已知e1，e2是夹角为2π3的两个单位向量，a＝e1－2e2，b ＝k e1＋e2，若a·b＝0，则实数k的值为________．解析由题意知：a·b＝(e1－2e2)·(k e1＋e2)＝0，即k e21＋e1e2－2k e1e2－2e22＝0，即k＋cos2π3－2k cos2π3－2＝0，化简可求得k＝54.答案 54本题从向量数量积为0入手，转化为关于两单位向量数量积的关系式，再利用两向量数量积定义，转化为含k 的方程，即可求出k 的值．【训练】 (2011·广东)若向量a ，b ，c 满足a ∥b 且a ⊥c ，则c ·(a ＋2b )＝( )．A ．4B ．3C ．2D ．0解析 由a ∥b 及a ⊥c ，得b ⊥c ，则c ·(a ＋2b )＝c ·a ＋2c ·b ＝0.故选D.答案 D平面向量的夹角高考对平面向量夹角的考查，常以小题形式出现，属中档题．有时也在大题中出现，属中档题．两向量夹角公式其实是平面向量数量积公式的变形和应用、有关两向量夹角问题的考查，常见类型：①依条件等式，运算求夹角，此类问题求解过程中应关注夹角取值范围；②依已知图形求两向量夹角，此类题求解过程应抓住“两向量共起点”，便可避开陷阱，顺利求解．【示例9】►(2011·新课标全国)已知a 与b 均为单位向量，其夹角为θ，有下列四个命题：p 1：|a ＋b |＞1⇔θ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0，2π3； p 2：|a ＋b |＞1⇔θ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤2π3，π； p 3：|a －b |＞1⇔θ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0，π3； p 4：|a －b |＞1⇔θ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤π3，π. 其中的真命题是( )．A ．p 1，p 4B ．p 1，p 3C ．p 2，p 3D ．p 2，p 4解析 由|a ＋b |＝a 2＋2a ·b ＋b 2＝2＋2cos θ＞1，得2＋2cos θ＞1，∴cos θ＞－12，∴0≤θ＜2π3.由|a －b |＝a 2－2a ·b ＋b 2＝2－2cos θ＞1，得2－2cos θ＞1，∴cos θ＜12，∴π3＜θ＜π.∴p 1，p 4正确．答案 A此题考查向量的运算、向量的模及向量的夹角．平面向量的模高考对平面向量的模的考查，常以小题形式出现，属中档题，常考查类型：①把向量放在适当的坐标系中，给有关向量赋予具体坐标求向量的模，如向量a ＝(x ，y )，求向量a 的模只需利用公式|a |＝x 2＋y 2即可求解．②不把向量放在坐标系中研究，求解此类问题的通常做法是利用向量运算法则及其几何意义或应用向量的数量积公式，关键是会把向量a 的模进行如下转化：|a |＝a 2.【示例10】►(2011·辽宁)若a ，b ，c 均为单位向量，且a ·b ＝0，(a －c )·(b －c )≤0，则|a ＋b －c |的最大值为( )． A.2－1 B ．1 C. 2 D ．2解析 由已知条件，向量a ，b ，c 都是单位向量可以求出，a 2＝1，b 2＝1，c 2＝1，由a ·b ＝0，及(a －c )·(b －c )≤0，可以知道，(a ＋b )·c ≥c 2＝1，因为|a ＋b －c |2＝a 2＋b 2＋c 2＋2a ·b －2a ·c －2b ·c ，所以有|a ＋b －c |2＝3－2(a ·c ＋b ·c )≤1，故|a ＋b －c |≤1.故选B.答案 B本小题主要考查了平面向量数量积的运算及应用它解决向量模的问题．【训练】 (2011·全国)设向量a ，b 满足|a |＝|b |＝1，a ·b ＝－12，则|a ＋2b |＝( )． A. 2 B. 3 C. 5 D.7解析 依题意得(a ＋2b )2＝a 2＋4b 2＋4a ·b ＝5＋4×⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝3，则|a ＋2b |＝3，故选B.答案 B向量的应用近年的新课标高考，对于平面向量的应用的考查不仅体现在力学中，还渗透到中学学科的各个分支，但不论题型如何变化，都是把向量作为工具进行考查的，解题的关键是把这些以向量形式出现的条件还其本来面目．【示例11】►(2011·湖北)已知向量a ＝(1,2)，b ＝(1，－1)，则2a ＋b 与a －b 的夹角等于( )．A ．－π4 B.π6 C.π4 D.3π4解析2a＋b＝(3,3)，a－b＝(0,3)，则cos〈2a＋b，a－b〉＝(2a＋b)·(a－b)|2a＋b|·|a－b|＝932×3＝22，故夹角为π4，选C.答案 C本题主要考查了向量的坐标运算及数量积运算．。
专题一 三角函数与平面向量(1)
B O
CxLeabharlann （ 1） 则 f ( x) 的值域为
（ 2） 若 在区间 [0, m] 上方程 f ( x) = 解， 则实数 m 的范围是 .
三、 解答题 （ 15、 16 各10 分， 17、 18 各 12 分， 共 44 分 ） 15. 已 知 函 数 f (x) = － 2 sin 2x＋6 sin x cos x － 2 cos x ＋1 ，x ∈R . （ 1） 求 f ( x) 的最小正周期； π （ 2） 求 f ( x) 在区间 [0 ， ] 上的最大值和最小值. 2 18. 已 知 函 数 π x + )+ 4 2
A A. 3 3 B. 3 6
D C. 6 3
C D. 6 6
C.
D.
7. 若 圆 x + y = r (r > 0) 至 少 能 盖 住 函 数 f (x) = 30 sin π x 的一个最大值点和一个 最小值点， 2 r ） B. [6, + ∞) D. 以上都不对 3 1 , )， 2 2
2. 函 数 f (x) = sin(ω x+ φ ) 的 导 函数 y = f ′ (x) 的 部 分 图象 如 图所 示, 其 中，P 为 图象 与 y 轴 的交 点, A, C 为图象 与 x 轴的 两个交 点, B 为图 象的最 低点. 若 在曲 线段 ABC 与 x 轴所 围成 的区 域内 随机 取一 点,则该点在 △ABC 内的概率为 （ y P O A B A. π 3 B. 3 π 4 C. π 4 D. 2 π 3 C x ）
π 3 D. 4 个
C. 3 个
1
高三二轮复习专题 数学 （ 理 ） 二、 填空题 （每小题 4 分， 共 16 分） 11. 在 △ABC 中 ，a , b, c 成 等 比 数 列 ， 且 a2 - c2 = ac - bc ， 则 b sin B = c . x + 17. 函 数 f ( x) = 6 cos 2 ω 2 3cos ω x - 3(ω> 0)
专题一 平面向量、三角函数与解三角形
[析考情·明重点]第一讲 小题考法——平面向量[典例感悟][典例] (1)已知向量a ＝(1,3)，b ＝(－2，k )，且(a ＋2b )∥(3a －b )，则实数k ＝( ) A ．4 B ．－5 C ．6D ．－6(2)(2018·浙江三模)已知向量e 1＝(1,2)，e 2＝(3,4)，且x ，y ∈R ，x e 1＋y e 2＝(5,6)，则x －y ＝( )A ．3B ．－3C ．1D ．－1(3)(2019届高三 ·浙江名校联考)若点P 是△ABC 的外心，且PA ―→＋PB ―→＋λPC ―→＝0，∠ACB ＝120°，则实数λ的值为( )A.12B ．－12C ．－1D ．1[解析] (1)a ＋2b ＝(－3,3＋2k )，3a －b ＝(5,9－k )，由题意可得－3(9－k )＝5(3＋2k )，解得k ＝－6.故选D.(2)∵向量e 1＝(1,2)，e 2＝(3,4)，且x ，y ∈R ，x e 1＋y e 2＝(5,6)，则(x ＋3y,2x ＋4y )＝(5,6)，∴⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋3y ＝5，2x ＋4y ＝6，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1，y ＝2，∴x －y ＝－3.故选B. (3)设AB 的中点为D ，则PA ―→＋PB ―→＝2PD ―→.因为PA ―→＋PB ―→＋λPC ―→＝0，所以2PD ―→＋λPC ―→＝0，所以向量PD ―→，PC ―→共线．又P 是△ABC 的外心，所以PA ＝PB ，所以PD ⊥AB ，所以CD ⊥AB .因为∠ACB ＝120°，所以∠APB ＝120°，所以四边形APBC 是菱形，从而PA ―→＋PB ―→＝2PD ―→＝PC ―→，所以2PD ―→＋λPC ―→＝PC ―→＋λPC ―→＝0，所以λ＝－1，故选C.[答案] (1)D (2)B (3)C[方法技巧]掌握平面向量线性运算的2种技巧(1)对于平面向量的线性运算问题，要尽可能转化到三角形或平行四边形中，灵活运用三角形法则、平行四边形法则，紧密结合图形的几何性质进行运算．(2)在证明两向量平行时，若已知两向量的坐标形式，常利用坐标运算来判断；若两向量不是以坐标形式呈现的，常利用共线向量定理(当b ≠0时，a ∥b ⇔存在唯一实数λ，使得a ＝λb )来判断．[演练冲关]1．(2019届高三·台州检测)已知e 1，e 2是平面内两个不共线向量，AB ―→＝e 1－k e 2，CB ―→＝2e 1－e 2，CD ―→＝3e 1－3e 2，若A ，B ，D 三点共线，则k 的值为( )A ．2B ．－3C ．－2D ．3解析：选A ∵CB ―→＝2e 1－e 2，CD ―→＝3e 1－3e 2， ∴BD ―→＝CD ―→－CB ―→＝(3e 1－3e 2)－(2e 1－e 2)＝e 1－2e 2. ∵A ，B ，D 三点共线， ∴AB ―→与BD ―→共线，∴存在唯一的实数λ，使得e 1－k e 2＝λ(e 1－2e 2)．即⎩⎪⎨⎪⎧1＝λ，－k ＝－2λ，解得k ＝2. 2.(2018·浙江模拟)如图，在△ABC 中，点D ，E 是线段BC 上两个动点，且AD ―→＋AE ―→＝x AB ―→＋y AC ―→，则1x ＋4y的最小值为( )A ．32B ．2C ．52D ．92解析：选D 设AD ―→＝m AB ―→＋n AC ―→，AE ―→＝λAB ―→＋μAC ―→， ∵B ，D ，E ，C 共线，∴m ＋n ＝1，λ＋μ＝1. ∵AD ―→＋AE ―→＝x AB ―→＋y AC ―→，则x ＋y ＝2， ∴1x ＋4y ＝12⎝⎛⎭⎫1x ＋4y (x ＋y )＝12⎝⎛⎭⎫5＋y x ＋4x y ≥12⎝⎛⎭⎫5＋2y x ·4x y ＝92.则1x ＋4y 的最小值为92. 3．(2018·衢州期中)已知D 为△ABC 的边AB 的中点，M 在DC 上满足5AM ―→＝AB ―→＋3AC ―→，则△ABM 与△ABC 的面积比为( )A.15B.25C.35D.45解析：选C 因为D 是AB 的中点，所以AB ―→＝2AD ―→， 因为5AM ―→＝AB ―→＋3AC ―→，所以2AM ―→－2AD ―→＝3AC ―→－3AM ―→，即2DM ―→＝3MC ―→， 所以5DM ―→＝3DM ―→＋3MC ―→＝3DC ―→，所以DM ―→＝35DC ―→，设h 1，h 2分别是△ABM ，△ABC 的AB 边上的高， 所以S △ABM S △ABC ＝12×AB ×h 112×AB ×h 2＝h 1h 2＝DM DC ＝|DM ―→||DC ―→|＝35.[典例感悟][典例] (1)(2018·遂宁模拟)如图，在△ABC 中，AD ⊥AB ，BC ―→＝3 BD ―→，|AD ―→|＝1，则AC ―→·AD ―→的值为( ) A ．23 B ．32C ．33D ． 3(2)向量a ，b 满足|a |＝4，b ·(a －b )＝0.若|λa －b |的最小值为2(λ∈R )，则a ·b ＝( ) A ．0 B ．4 C ．8D ．16(3)(2018·杭州二模)记M 的最大值和最小值分别为M max 和M min .若平面向量a ，b ，c 满足|a |＝|b |＝a ·b ＝c ·(a ＋2b －2c )＝2，则( )A ．|a －c |max ＝3＋72 B ．|a ＋c |max ＝7－32 C ．|a －c |min ＝3＋72D ．|a ＋c |min ＝7－32[解析] (1)∵在△ABC 中，AD ⊥AB ， ∴AB ―→·AD ―→＝0，AC ―→·AD ―→＝(AB ―→＋BC ―→)·AD ―→ ＝AB ―→·AD ―→＋BC ―→·AD ―→ ＝BC―→·AD ―→ ＝ 3 BD ―→·AD ―→ ＝3(AD ―→－AB ―→)·AD ―→＝ 3 AD ―→·AD ―→－ 3 AB ―→·AD ―→ ＝ 3.(2)法一：由已知得a ·b ＝b 2，则|λa －b |＝a 2λ2－2λa ·b ＋b 2＝16λ2－2λa ·b ＋a ·b (λ∈R )，当且仅当λ＝a ·b 16时，|λa －b |有最小值2，所以16⎝⎛⎭⎫a ·b 162－2⎝⎛⎭⎫a ·b 16a ·b ＋a ·b ＝4，所以(a ·b －8)2＝0，故a ·b ＝8.故选C.法二：向量a ，b 满足|a |＝4，b ·(a －b )＝0，即a ·b ＝b 2.由题意知|λa －b |＝a 2λ2－2λa ·b ＋b 2＝16λ2－2λa ·b ＋a ·b ≥2(λ∈R )，即16λ2－2λa ·b ＋a ·b －4≥0对于λ∈R 恒成立，所以对于方程16λ2－2λa ·b ＋a ·b －4＝0，Δ＝4(a ·b )2－64(a ·b －4)≤0，即(a ·b －8)2≤0，所以(a ·b －8)2＝0，所以a ·b ＝8.故选C.(3)由a ·b ＝2×2cos 〈a ，b 〉＝2， 可得cos 〈a ，b 〉＝12，sin 〈a ，b 〉＝32，设OA ―→＝a ＝(2,0)，OB ―→＝b ＝(1，3)，OC ―→＝c ＝(x ，y )， 可得(x ，y )·(4－2x,23－2y )＝2， 即x (4－2x )＋y (23－2y )＝2， 可化为x 2＋y 2－2x －3y ＋1＝0， 则C 在以圆心P ⎝⎛⎭⎫1，32，半径r ＝32的圆上运动，且|a －c |表示点A 与点C 的距离， 显然最大值为|AP |＋r ＝1＋34＋32＝3＋72， 最小值为|AP |－r ＝1＋34－32＝7－32. 设D (－2,0)，则|a ＋c |＝|OA ―→＋OC ―→|＝|－OD ―→＋OC ―→|＝|DC ―→|， 则|a ＋c |表示点D (－2,0)与点C 的距离， 显然最大值为|DP |＋r ＝9＋34＋32＝39＋32，最小值为|DP |－r ＝39－32.[答案] (1)D (2)C (3)A[方法技巧]在求解与向量的模有关的问题时，往往会涉及“平方”技巧，注意对结论(a ±b )2＝|a |2＋|b |2±2a ·b ，(a ＋b ＋c )2＝|a |2＋|b |2＋|c |2＋2(a ·b ＋b ·c ＋a ·c )的灵活运用．另外，向量作为工具性的知识，具备代数和几何两种特征，求解此类问题时可以使用数形结合的思想，从而加快解题速度．[演练冲关]1．如图，在四边形ABCD 中，AB ＝6，AD ＝2，DC ―→＝13AB ―→，AC 与BD 相交于点O ，E 是BD 的中点，若AO ―→·AE ―→＝8，则AC ―→·BD ―→＝( )A ．－9B ．－293 C ．－10D ．－323解析：选D 由DC ―→＝13AB ―→，可得DC ∥AB ，且DC ＝2，则△AOB ∽△COD ，AO ―→＝34AC ―→＝34⎝⎛⎭⎫AD ―→＋13AB ―→ ＝34AD ―→＋14AB ―→，又E 是BD 的中点，所以AE ―→＝12AD ―→＋12AB ―→，则AO ―→·AE ―→＝⎝⎛⎭⎫34AD ―→＋14AB ―→ ·⎝⎛⎭⎫12AD ―→＋12AB ―→ ＝38AD 2―→＋18AB 2―→＋12AD ―→·AB ―→＝32＋92＋12AD ―→·AB ―→＝8，则AD ―→·AB ―→＝4，则AC ―→·BD ―→＝⎝⎛⎭⎫AD ―→＋13AB ―→ ·()AD ―→－AB ―→＝AD 2―→－13AB 2―→－23AD ―→·AB ―→＝4－13×36－23×4＝－323.2．(2018·温州二模)已知向量a ，b 满足|a |＝1，且对任意实数x ，y ，|a －x b |的最小值为32，|b －y a |的最小值为3，则|a ＋b |＝( ) A.7 B.5＋2 3C.7或 3D.5＋23或5－2 3解析：选C 取a ＝(1,0)，b ＝(c ，d )， 则|a －x b |＝(1－xc )2＋x 2d 2＝(c 2＋d 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x －c c 2＋d 22＋1－c 2c 2＋d 2≥32， ∴1－c 2c 2＋d 2＝34，又|b －y a |＝(c －y )2＋d 2≥3，可得d 2＝3，解得c 2＝1. ∴|a ＋b |＝(1＋c )2＋d 2＝5＋2c ＝3或7.3．(2019届高三·湖州五校模拟)设a ，b 满足|a |＝1，|a ＋2b |＝2，则|2a －b |的取值范围是________．解析：设|2a －b |＝t ，则4a 2－4a ·b ＋b 2＝t 2， ∵|a ＋2b |＝2，则a 2＋4a ·b ＋4b 2＝4， ∴5a 2＋5b 2＝t 2＋4， ∵|a |＝1，∴t 2＝1＋5b 2， ∵|a ＋2b |＝2，|a |＝1，∴由|a ＋2b |≤|a |＋2|b |＝1＋2|b |，得|b |≥12，由|2b ＋a |≥2|b |－|a |＝2|b |－1，得|b |≤32，∴14≤b 2≤94， ∴t 2＝1＋5b 2∈⎣⎡⎦⎤94，494， ∴32≤t ≤72， ∴|2a －b |∈⎣⎡⎦⎤32，72. 答案：⎣⎡⎦⎤32，72[必备知能·自主补缺] (一) 主干知识要记牢 1．平面向量的两个充要条件若两个非零向量a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，则(1)a ∥b ⇔a ＝λb (b ≠0)⇔x 1y 2－x 2y 1＝0. (2)a ⊥b ⇔a ·b ＝0⇔x 1x 2＋y 1y 2＝0. 2．平面向量的性质(1)若a ＝(x ，y )，则|a |＝a ·a ＝x 2＋y 2.(2)若A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则|AB ―→|＝(x 2－x 1)2＋(y 2－y 1)2. (3)若a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，θ为a 与b 的夹角，则cos θ＝a ·b|a ||b |＝x 1x 2＋y 1y 2x 21＋y 21 x 22＋y 22. (4)|a ·b |≤|a |·|b |. (二) 二级结论要用好 1．三点共线的判定(1)A ，B ，C 三点共线⇔AB ―→，AC ―→共线．(2)向量PA ―→，PB ―→，PC ―→中三终点A ，B ，C 共线⇔存在实数α，β使得PA ―→＝αPB ―→＋βPC ―→，且α＋β＝1.[针对练1] 在▱ABCD 中，点E 是AD 边的中点，BE 与AC 相交于点F ，若EF ―→＝m AB ―→＋n AD ―→(m ，n ∈R )，则m n ＝________.解析：如图，∵AD ―→＝2AE ―→，EF ―→＝m AB ―→＋n AD ―→，∴AF ―→＝AE ―→＋EF ―→＝m AB ―→＋(2n ＋1)AE ―→，∵F ，E ，B 三点共线，∴m ＋2n ＋1＝1，∴mn ＝－2. 答案：－22．中点坐标和三角形的重心坐标(1)设P 1，P 2的坐标分别为(x 1，y 1)，(x 2，y 2)，则线段P 1P 2的中点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫x 1＋x 22，y 1＋y 22.(2)三角形的重心坐标公式：设△ABC 的三个顶点的坐标分别为A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，C (x 3，y 3)，则△ABC 的重心坐标为⎝⎛⎭⎫x 1＋x 2＋x 33，y 1＋y 2＋y 33.3．三角形“四心”向量形式的充要条件设O 为△ABC 所在平面上一点，角A ，B ，C 所对的边长分别为a ，b ，c ，则 (1)O 为△ABC 的外心⇔|OA ―→|＝|OB ―→|＝|OC ―→|＝a2sin A.(2)O 为△ABC 的重心⇔OA ―→＋OB ―→＋OC ―→＝0.(3)O 为△ABC 的垂心⇔OA ―→·OB ―→＝OB ―→·OC ―→＝OC ―→·OA ―→. (4)O 为△ABC 的内心⇔a OA ―→＋b OB ―→＋c OC ―→＝0. (三) 易错易混要明了1．要特别注意零向量带来的问题：0的模是0，方向任意，并不是没有方向；0与任意向量平行；λ0＝0(λ∈R )，而不是等于0；0与任意向量的数量积等于0，即0·a ＝0；但不说0与任意非零向量垂直．2．当a ·b ＝0时，不一定得到a ⊥b ，当a ⊥b 时，a ·b ＝0；a ·b ＝c ·b ，不能得到a ＝c ，即消去律不成立；(a ·b )·c 与a ·(b ·c )不一定相等，(a ·b )·c 与c 平行，而a ·(b ·c )与a 平行．3．两向量夹角的范围为[0，π]，向量的夹角为锐角与向量的数量积大于0不等价． [针对练2] 已知向量a ＝(－2，－1)，b ＝(λ，1)，若a 与b 的夹角为钝角，则λ的取值范围是________．解析：依题意，当a 与b 的夹角为钝角时，a ·b ＝－2λ－1<0，解得λ>－12.而当a 与b共线时，有－2×1＝－λ，解得λ＝2，即当λ＝2时，a ＝－b ，a 与b 反向共线，此时a 与b 的夹角为π，不是钝角，因此，当a 与b 的夹角为钝角时，λ的取值范围是⎝⎛⎭⎫－12，2∪(2，＋∞)．答案：⎝⎛⎭⎫－12，2∪(2，＋∞) [课时跟踪检测]A 组——10＋7提速练一、选择题1．已知平面向量a ＝(3,4)，b ＝⎝⎛⎭⎫x ，12，若a ∥b ，则实数x 为( ) A ．－23B ．23C ．38D ．－38解析：选C ∵a ∥b ，∴3×12＝4x ，解得x ＝38，故选C.2．(2019届高三·杭州六校联考)已知向量a 和b 的夹角为120°，且|a |＝2，|b |＝5，则(2a －b )·a ＝( )A ．9B ．10C ．12D ．13解析：选D ∵向量a 和b 的夹角为120°， 且|a |＝2，|b |＝5，∴a ·b ＝2×5×cos 120°＝－5，∴(2a －b )·a ＝2a 2－a ·b ＝2×4＋5＝13， 故选D.3．(2018·全国卷Ⅰ)在△ABC 中，AD 为BC 边上的中线，E 为AD 的中点，则EB ―→＝( ) A.34AB ―→－14AC ―→ B.14AB ―→－34AC ―→ C.34AB ―→＋14AC ―→ D.14AB ―→＋34AC ―→解析：选A 作出示意图如图所示．EB ―→＝ED ―→＋DB ―→＝12AD ―→＋12CB―→＝12×12(AB ―→＋AC ―→)＋12(AB ―→－AC ―→)＝34AB ―→－14AC ―→.故选A. 4．设向量a ＝(－2,1)，a ＋b ＝(m ，－3)，c ＝(3,1)，若(a ＋b )⊥c ，则cos 〈a ，b 〉＝( ) A ．－35B ．35C ．55D ．－255解析：选D 由(a ＋b )⊥c 可得，m ×3＋(－3)×1＝0，解得m ＝1.所以a ＋b ＝(1，－3)，故b ＝(a ＋b )－a ＝(3，－4)．所以cos 〈a ，b 〉＝a ·b|a |·|b |＝－2×3＋1×(－4)(－2)2＋12×32＋(－4)2＝－255，故选D. 5．P 是△ABC 所在平面上一点，满足|PB ―→－PC ―→|－|PB ―→＋PC ―→－2PA ―→|＝0，则△ABC 的形状是( )A ．等腰直角三角形B ．直角三角形C ．等腰三角形D ．等边三角形解析：选B ∵P 是△ABC 所在平面上一点，且|PB ―→－PC ―→|－|PB ―→＋PC ―→－2PA ―→|＝0， ∴|CB ―→|－|(PB ―→－PA ―→)＋(PC ―→－PA ―→)|＝0， 即|CB ―→|＝|AB ―→＋AC ―→|， ∴|AB ―→－AC ―→|＝|AB ―→＋AC ―→|，两边平方并化简得AB ―→·AC ―→＝0， ∴AB ―→⊥AC ―→，∴∠A ＝90°， 则△ABC 是直角三角形．6.(2018·浙江二模)如图，设A ，B 是半径为2的圆O 上的两个动点，点C 为AO 中点，则CO ―→·CB ―→的取值范围是( )A ．[－1,3]B ．[1,3]C ．[－3，－1]D ．[－3,1]解析：选A 建立平面直角坐标系如图所示，可得O (0,0)，A (－2,0)，C (－1,0)，设B (2cos θ，2sin θ)．θ∈[0,2π)． 则CO ―→·CB ―→＝(1,0)·(2cos θ＋1，2sin θ)＝2cos θ＋1∈[－1,3]． 故选A.7．(2019届高三·浙江名校联考)已知在△ABC 中，AB ＝4，AC ＝2，AC ⊥BC ，D 为AB 的中点，点P 满足AP ―→＝1a AC ―→＋a －1a AD ―→，则PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)的最小值为( )A ．－2B ．－289C ．－258D ．－72解析：选C 由AP ―→＝1a AC ―→＋a －1a AD ―→知点P 在直线CD 上，以点C 为坐标原点，CB 所在直线为x 轴，CA 所在直线为y 轴建立如图所示的平面直角坐标系，则C (0,0)，A (0,2)，B (23，0)，D (3，1)，∴直线CD 的方程为y ＝33x ，设P ⎝⎛⎭⎫x ，33x ，则PA ―→＝⎝⎛⎭⎫－x ，2－33x ，PB ―→＝⎝⎛⎭⎫23－x ，－33x ，PC ―→＝⎝⎛⎭⎫－x ，－33x ，∴PB ―→＋PC ―→＝⎝⎛⎭⎫23－2x ，－233x ，∴PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)＝－x (23－2x )＋23x 2－433x ＝83x 2－1033x ＝83⎛⎭⎫x －5382－258，∴当x ＝538时，PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)取得最小值－258. 8．已知单位向量a ，b ，c 是共面向量，a ·b ＝12，a ·c ＝b ·c <0，记m ＝|λa －b |＋|λa －c |(λ∈R )，则m 2的最小值是( )A ．4＋ 3B ．2＋ 3C ．2＋ 2D ．4＋ 2解析：选B 由a ·c ＝b ·c ，可得c ·(a －b )＝0，故c 与a －b 垂直，又a ·c ＝b ·c <0，记OA ―→＝a ，OB ―→＝b ，OC ―→＝c ，以O 为坐标原点，OA ―→的方向为x 轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系，设OD ―→＝λa ，则|λa －b |＋|λa －c |＝|BD ―→|＋|CD ―→|≥|b －c |＝|BC ―→|，由图可知最小值为BC ，易知∠OBC ＝∠BCO ＝15°，所以∠BOC ＝150°，在△BOC 中，BC 2＝BO 2＋OC 2－2BO ·OC ·cos ∠BOC ＝2＋ 3.所以m 2的最小值是2＋ 3.9．在矩形ABCD 中，AB ＝1，AD ＝2，动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上．若AP ―→＝λAB ―→＋μAD ―→，则λ＋μ的最大值为( )A ．3B ．2 2 C. 5D ．2解析：选A 以A 为坐标原点，AB ，AD 所在直线分别为x 轴，y 轴建立如图所示的平面直角坐标系，则A (0,0)，B (1,0)，C (1,2)，D (0,2)，可得直线BD 的方程为2x ＋y －2＝0，点C 到直线BD 的距离为222＋12＝25，所以圆C ：(x －1)2＋(y －2)2＝45.因为P 在圆C 上，所以P ⎝⎛⎭⎫1＋255cos θ，2＋255sin θ. 又AB ―→＝(1,0)，AD ―→＝(0,2)，AP ―→＝λAB ―→＋μAD ―→＝(λ，2μ)，所以⎩⎨⎧1＋255cos θ＝λ，2＋255sin θ＝2μ，λ＋μ＝2＋255cos θ＋55sin θ＝2＋sin(θ＋φ)≤3(其中tan φ＝2)，当且仅当θ＝π2＋2k π－φ，k ∈Z 时，λ＋μ取得最大值3.10．如图，在四边形ABCD 中，点E ，F 分别是边AD ，BC 的中点，设AD ―→·BC ―→＝m ，AC ―→·BD ―→＝n .若AB ＝2，EF ＝1，CD ＝3，则( )A ．2m －n ＝1B ．2m －2n ＝1C ．m －2n ＝1D ．2n －2m ＝1解析：选D AC ―→·BD ―→＝(AB ―→＋BC ―→)·(－AB ―→＋AD ―→)＝－AB ―→2＋AB ―→·AD ―→－AB ―→·BC ―→＋AD ―→·BC ―→＝－AB ―→2＋AB ―→·(AD ―→－BC ―→)＋m ＝－AB ―→2＋AB ―→·(AB ―→＋BC ―→＋CD ―→－BC ―→)＋m ＝AB ―→·CD ―→＋m .又EF ―→＝EA ―→＋AB ―→＋BF ―→，EF ―→＝ED ―→＋DC ―→＋CF ―→，两式相加，再根据点E ，F 分别是边AD ，BC 的中点，化简得2EF ―→＝AB ―→＋DC ―→，两边同时平方得4＝2＋3＋2AB ―→·DC ―→，所以AB ―→·DC ―→＝－12，则AB ―→·CD ―→＝12，所以n ＝12＋m ，即2n －2m ＝1，故选D.二、填空题11．(2018·龙岩模拟)已知向量a ，b 夹角为60°，且|a |＝1，|2a －b |＝23，则|b |＝________. 解析：∵|2a －b |＝23，∴4a 2－4a ·b ＋b 2＝12， ∴4×12－4×1×|b |cos 60°＋|b |2＝12， 即|b |2－2|b |－8＝0， 解得|b |＝4. 答案：412.(2019届高三·宁波效实模拟)如图，在平面四边形ABCD 中，|AC |＝3，|BD |＝4，则(AB ―→＋DC ―→)·(BC ―→＋AD ―→)＝________.解析：∵在平面四边形ABCD 中，|AC |＝3，|BD |＝4，∴AB ―→＋DC ―→＝AC ―→＋CB ―→＋DB ―→＋BC ―→＝AC ―→＋DB ―→＝AC ―→－BD ―→， BC ―→＋AD ―→＝BD ―→＋DC ―→＋AC ―→＋CD ―→＝AC ―→＋BD ―→，∴(AB ―→＋DC ―→)·(BC ―→＋AD ―→)＝(AC ―→－BD ―→)(AC ―→＋BD ―→)＝AC ―→2－BD ―→2＝9－16＝－7. 答案：－713．设向量a ，b 满足|a ＋b |＝2|a －b |，|a |＝3，则|b |的最大值是________；最小值是________．解析：由|a ＋b |＝2|a －b |两边平方，得a 2＋2a ·b ＋b 2＝4(a 2－2a ·b ＋b 2)，化简得到3a 2＋3b 2＝10a ·b ≤10|a ||b |，|b |2－10|b |＋9≤0，解得1≤|b |≤9.答案：9 114．(2018·嘉兴期末)在Rt △ABC 中，AB ＝AC ＝2，D 为AB 边上的点，且ADBD ＝2，则CD ―→·CA ―→＝________；若CD ―→＝x CA ―→＋y CB ―→，则xy ＝________.解析：以A 为坐标原点，AB ―→，AC ―→分别为x 轴，y 轴的正方向建立如图所示的平面直角坐标系，则A (0,0)，B (2,0)，C (0,2)，D ⎝⎛⎭⎫43，0，所以CD ―→·CA ―→＝⎝⎛⎭⎫43，－2·(0，－2)＝4.由CD ―→＝x CA ―→＋y CB ―→，得⎝⎛⎭⎫43，－2＝x (0，－2)＋y (2，－2)，所以43＝2y ，－2＝－2x －2y ，解得x ＝13，y ＝23，所以xy ＝29.答案：42915．(2018·温州二模)若向量a ，b 满足(a ＋b )2－b 2＝|a |＝3，且|b |≥2，则a ·b ＝________，a 在b 方向上的投影的取值范围是________．解析：向量a ，b 满足(a ＋b )2－b 2＝|a |＝3， ∴a 2＋2a ·b ＋b 2－b 2＝3， ∴9＋2a ·b ＝3，∴a ·b ＝－3；则a 在b 方向上的投影为|a |cos θ＝a ·b |b|＝－3|b|，又|b |≥2，∴－32≤－3|b |<0，∴a 在b 方向上的投影取值范围是⎣⎡⎭⎫－32，0. 答案：－3 ⎣⎡⎭⎫－32，0 16．(2018·温州适应性测试)已知向量a ，b 满足|a |＝|b |＝a ·b ＝2，向量x ＝λa ＋(1－λ)b ，向量y ＝m a ＋n b ，其中λ，m ，n ∈R ，且m >0，n >0.若(y －x )·(a ＋b )＝6，则m 2＋n 2的最小值为________．解析：法一：依题意得，[ma ＋nb －λa －(1－λ)b ]·(a ＋b )＝6，所以[(m －λ)a ＋(n －1＋λ)b ]·(a ＋b )＝6，因为|a |＝|b |＝a ·b ＝2，所以4(m －λ)＋4(n －1＋λ)＋2[(m －λ)＋(n －1＋λ)]＝6， 所以m ＋n －1＝1，即m ＋n ＝2，所以m 2＋n 2＝m 2＋(2－m )2＝2m 2－4m ＋4＝2(m －1)2＋2≥2，当且仅当m ＝1时取等号， 所以m 2＋n 2的最小值为2.法二：依题意得，[ma ＋nb －λa －(1－λ)b ]·(a ＋b )＝6， 即[(m －λ)a ＋(n －1＋λ)b ]·(a ＋b )＝6，因为|a |＝|b |＝a ·b ＝2，所以4(m －λ)＋4(n －1＋λ)＋2[(m －λ)＋(n －1＋λ)]＝6，所以m ＋n －1＝1，即m ＋n ＝2，所以m 2＋n 2＝(m ＋n )2－2mn ＝4－2mn ≥4－2⎝ ⎛⎭⎪⎫m ＋n 22＝2，当且仅当m ＝n ＝1时取等号，所以m 2＋n 2的最小值为2.答案：217．已知在△ABC 中，AC ⊥AB ，AB ＝3，AC ＝4.若点P 在△ABC 的内切圆上运动，则PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)的最小值为________，此时点P 的坐标为________．解析：因为AC ⊥AB ，所以以A 为坐标原点，以AB ，AC 所在的直线分别为x 轴，y 轴建立如图所示的平面直角坐标系，则A (0,0)，B (3,0)，C (0,4)．由题意可知△ABC 内切圆的圆心为D (1,1)，半径为1.因为点P 在△ABC 的内切圆上运动，所以可设P (1＋cos θ，1＋sin θ)(0≤θ<2π)．所以PA ―→＝(－1－cos θ，－1－sin θ)，PB ―→＋PC ―→＝(1－2cos θ，2－2sin θ)，所以PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)＝(－1－cos θ)(1－2cos θ)＋(－1－sin θ)(2－2sin θ)＝－1＋cos θ＋2cos 2 θ－2＋2sin 2 θ＝－1＋cos θ≥－1－1＝－2，当且仅当cos θ＝－1，即P (0,1)时，PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)取到最小值，且最小值为－2.答案：－2 (0,1)B 组——能力小题保分练1．已知△ABC 是边长为1的等边三角形，点D ，E 分别是边AB ，BC 的中点，连接DE 并延长到点F ，使得DE ＝2EF ，则AF ―→·BC ―→的值为( )A ．－58B.18C.14D.118解析：选B 如图所示，AF ―→＝AD ―→＋DF ―→.又D ，E 分别为AB ，BC 的中点，且DE ＝2EF ，所以AD ―→＝12AB ―→，DF ―→＝12AC ―→＋14AC ―→＝34AC ―→，所以AF ―→＝12AB ―→＋34AC ―→.又BC ―→＝AC ―→－AB ―→，则AF ―→·BC ―→＝⎝⎛⎭⎫12AB ―→＋34AC ―→·(AC ―→－AB ―→) ＝12AB ―→·AC ―→－12AB ―→2＋34AC ―→2－34AC ―→·AB ―→＝34AC ―→2－12AB ―→2－14AC ―→·AB ―→＝34|AC ―→|2－12|AB ―→|2－14×|AC ―→|×|AB ―→|×cos ∠BAC . 又|AB ―→|＝|AC ―→|＝1，∠BAC ＝60°， 故AF ―→·BC ―→＝34－12－14×1×1×12＝18.2.如图，在等腰梯形ABCD 中，已知DC ∥AB ，∠ADC ＝120°，AB ＝4，CD ＝2，动点E 和F 分别在线段BC 和DC 上，且BE ―→＝12λBC ―→，DF ―→＝λDC ―→，则AE ―→·BF ―→的最小值是( ) A ．46＋13 B ．46－13 C ．46＋132D ．46－132解析：选B 在等腰梯形ABCD 中，AB ＝4，CD ＝2，∠ADC ＝120°，易得AD ＝BC ＝2.由动点E 和F 分别在线段BC 和DC 上得，⎩⎪⎨⎪⎧0<12λ<1，0<λ<1，所以12<λ<1.所以AE ―→·BF ―→＝(AB ―→＋BE ―→)·(BC ―→＋CF ―→)＝AB ―→·BC ―→＋BE ―→·BC ―→＋AB ―→·CF ―→＋BE ―→·CF ―→＝|AB ―→|·|BC ―→|cos 120°＋|BE ―→|·|BC ―→|－|AB ―→|·|CF ―→|＋|BE ―→|·|CF ―→|cos 60°＝4×2×⎝⎛⎭⎫－12＋1λ×2－4×(1－λ)×2＋1λ×(1－λ)×2×12＝－13＋8λ＋3λ≥－13＋28λ×3λ＝46－13，当且仅当λ＝64时取等号．所以AE ―→·BF ―→的最小值是46－13.3．(2018·台州一模)已知单位向量e 1，e 2，且e 1·e 2＝－12，若向量a 满足(a －e 1)·(a －e 2)＝54，则|a |的取值范围为( ) A.⎣⎡⎦⎤2－32，2＋32B.⎣⎡⎦⎤2－12，2＋12 C.⎝⎛⎦⎤0，2＋12 D.⎝⎛⎦⎤0，2＋32 解析：选B ∵单位向量e 1，e 2，且e 1·e 2＝－12，∴〈e 1，e 2〉＝120°， ∴|e 1＋e 2|＝1＋1＋2×⎝⎛⎭⎫－12＝1. 若向量a 满足(a －e 1)·(a －e 2)＝54，则a 2－a ·(e 1＋e 2)＋e 1·e 2＝54，∴|a |2－a ·(e 1＋e 2)＝74，∴|a |2－|a |·cos 〈a ，e 1＋e 2〉＝74，即cos 〈a ，e 1＋e 2〉＝|a |2－74|a |.∵－1≤cos 〈a ，e 1＋e 2〉≤1， ∴－1≤|a |－74|a |≤1，解得2－12≤|a |≤2＋12，∴|a |的取值范围为⎣⎡⎦⎤2－12，2＋12. 4．(2017·丽水模拟)在△ABC 和△AEF 中，B 是EF 的中点，AB ＝EF ＝1，BC ＝6，CA ＝33，若AB ―→·AE ―→＋AC ―→·AF ―→＝2，则EF ―→与BC ―→的夹角的余弦值等于________．解析：由题意可得BC ―→2＝(AC ―→－AB ―→)2＝AC ―→2＋AB ―→2－2AC ―→·AB ―→＝33＋1－2AC ―→·AB ―→＝36，∴AC ―→·AB ―→＝－1.由AB ―→·AE ―→＋AC ―→·AF ―→＝2，可得AB ―→·(AB ―→＋BE ―→)＋AC ―→·(AB ―→＋BF ―→) ＝AB ―→2＋AB ―→·BE ―→＋AC ―→·AB ―→＋AC ―→·BF ―→ ＝1－AB ―→·BF ―→＋(－1)＋AC ―→·BF ―→ ＝BF ―→·(AC ―→－AB ―→) ＝12EF ―→·BC ―→＝2， 故有EF ―→·BC ―→＝4.再由EF ―→·BC ―→＝1×6×cos 〈EF ―→，BC ―→〉，可得6×cos 〈EF ―→，BC ―→〉＝4，∴cos 〈EF ―→，BC ―→〉＝23.答案：235．(2019届高三·镇海中学模拟)已知向量a ，b 的夹角为π3，|b |＝2，对任意x ∈R ，有|b＋x a |≥|a －b |，则|t b －a |＋⎪⎪⎪⎪tb －a2(t ∈R )的最小值为________． 解析：向量a ，b 夹角为π3，|b |＝2，对任意x ∈R ，有|b ＋x a |≥|a －b |，两边平方整理可得x 2a 2＋2x a ·b －(a 2－2a ·b )≥0， 则Δ＝4(a ·b )2＋4a 2(a 2－2a ·b )≤0， 即有(a 2－a ·b )2≤0，即为a 2＝a ·b ， 则(a －b )⊥a ，由向量a ，b 夹角为π3，|b |＝2，由a 2＝a ·b ＝|a |·|b |·cos π3，得|a |＝1，则|a －b |＝a 2＋b 2－2a ·b ＝3，画出AO ―→＝a ，AB ―→＝b ，建立平面直角坐标系，如图所示： 则A (1,0)，B (0，3)，∴a ＝(－1,0)，b ＝(－1，3)； ∴|t b －a |＋⎪⎪⎪⎪tb －a 2 ＝(1－t )2＋(3t )2＋ ⎝⎛⎭⎫12－t 2＋(3t )2＝4t 2－2t ＋1＋4t 2－t ＋14＝2⎝⎛⎭⎪⎫⎝⎛⎭⎫t －142＋⎝⎛⎭⎫0－342＋ ⎝⎛⎭⎫t －182＋⎝⎛⎭⎫0＋382 表示P (t,0)与M ⎝⎛⎭⎫14，34，N ⎝⎛⎭⎫18，－38的距离之和的2倍，当M ，P ，N 共线时，取得最小值2|MN |. 即有2|MN |＝2⎝⎛⎭⎫14－182＋⎝⎛⎭⎫34＋382＝72. 答案：726．已知定点A ，B 满足|AB ―→|＝2，动点P 与动点M 满足|PB ―→|＝4，AM ―→＝λAB ―→＋(1－λ)AP ―→(λ∈R )，且|MA ―→|＝|MP ―→|，则AP ―→·AM ―→的取值范围是________；若动点C 也满足|CB ―→|＝4，则AC ―→·AM ―→的取值范围是________．解析：因为AM ―→＝λAB ―→＋(1－λ)AP ―→(λ∈R )，λ＋1－λ＝1，所以根据三点共线知，点M 在直线PB 上，又|MA ―→|＝|MP ―→|，记PA 的中点为D ，连接MD ，如图，则MD ⊥AP ，AP ―→·AM ―→＝AP ―→·(AD ―→＋DM ―→)＝AP ―→·AD ―→＋0＝12AP ―→2，因为|PB ―→|＝4，所以点P 在以B 为圆心，4为半径的圆上，则|AP ―→|∈[2,6]，则AP ―→·AM ―→＝12AP ―→2∈[2,18]． 由于|MA |＋|MB |＝|MP |＋|MB |＝4，所以点M 在以A ，B 为焦点，长轴的长为4的椭圆上，以直线AB 为x 轴，线段AB 的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系，则椭圆方程为x 24＋y 23＝1，点C 在圆(x －1)2＋y 2＝16上，A (－1,0)，设M (2cos α，3sin α)，C (4cos β＋1，4sin β)，则AC ―→＝(4cos β＋2,4sin β)，AM ―→＝(2cos α＋1，3sin α)，AC ―→·AM ―→＝(8cos α＋4)cos β＋43sin αsin β＋4cos α＋2 ＝(8cos α＋4)2＋(43sin α)2sin(β＋φ)＋4cos α＋2＝(4cos α＋8)sin(β＋φ)＋4cos α＋2，最大值是(4cos α＋8)＋4cos α＋2＝8cos α＋10≤18， 最小值是－(4cos α＋8)＋4cos α＋2＝－6， 所以AC ―→·AM ―→∈[－6,18]． 答案：[2,18] [－6,18]第二讲 小题考法——三角函数的图象与性质[典例感悟][典例] (1)要想得到函数y ＝sin 2x ＋1的图象，只需将函数y ＝cos 2x 的图象( ) A ．向左平移π4个单位长度，再向上平移1个单位长度B ．向右平移π4个单位长度，再向上平移1个单位长度C ．向左平移π2个单位长度，再向下平移1个单位长度D ．向右平移π2个单位长度，再向下平移1个单位长度(2)已知函数g (x )＝sin 2x －cos 2x ，如图是函数f (x )＝A sin(ωx＋φ)⎝⎛⎭⎫A >0，ω>0，|φ|<π2的部分图象，为了得到f (x )的图象，只需将g (x )的图象( )A ．向左平移π6个单位长度B ．向左平移π3个单位长度C ．向右平移π6个单位长度D ．向右平移π3个单位长度(3)将函数f (x )＝2sin x 2cos x 2cos φ＋⎝⎛⎭⎫2cos 2x 2－1sin φ⎝⎛⎭⎫|φ|<π2的图象向左平移π3个单位长度后得到函数g (x )的图象，且函数g (x )的图象关于y 轴对称，则g ⎝⎛⎭⎫π6的值为( )A.32B ．－32C.12 D ．－12[解析] (1)先将函数y ＝cos 2x ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2的图象向右平移π4个单位长度，得到y ＝sin 2x 的图象，再向上平移1个单位长度，即得y ＝sin 2x ＋1的图象，故选B.(2)设函数f (x )的最小正周期为T ，由图象知A ＝1，T ＝⎝⎛⎭⎫11π12－π6×43＝π＝2πω，所以ω＝2.因为f ⎝⎛⎭⎫π6＝1，所以2×π6＋φ＝π2＋2k π，k ∈Z ，又|φ|<π2，所以φ＝π6，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6.将g (x )＝sin 2x －cos 2x ＝－cos 2x ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π2的图象向左平移π3个单位长度后得到的图象对应的解析式为y ＝sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x ＋π3－π2＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6.故选B. (3)将函数f (x )＝2sin x 2cos x2cos φ＋⎝⎛⎭⎫2cos 2x 2－1·sin φ＝sin x cos φ＋cos x sin φ＝sin(x ＋φ)的图象向左平移π3个单位长度后，所得图象对应的函数解析式为g (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π3＋φ.由g (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π3＋φ的图象关于y 轴对称，可得g (x )为偶函数，故φ＋π3＝k π＋π2，k ∈Z ，即φ＝k π＋π6，k ∈Z .又|φ|<π2，故φ＝π6，可得函数g (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π2，g ⎝⎛⎭⎫π6＝sin 2π3＝32. [答案] (1)B (2)B (3)A[方法技巧]1．函数表达式y ＝A sin(ωx ＋φ)＋B 的确定方法2．三角函数图象平移问题处理的“三看”策略[演练冲关]1．(2017·全国卷Ⅰ)已知曲线C 1：y ＝cos x ，C 2：y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋2π3，则下面结论正确的是( )A ．把C 1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π6个单位长度，得到曲线C 2B ．把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变，再把得到的曲线向左平移π12个单位长度，得到曲线C 2C ．把C 1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π6个单位长度，得到曲线C 2D ．把C 1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π12个单位长度，得到曲线C 2解析：选D 易知C 1：y ＝cos x ＝sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π2，把曲线C 1上的各点的横坐标缩短到原来的12倍，纵坐标不变，得到函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2的图象，再把所得函数的图象向左平移π12个单位长度，可得函数y ＝sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x ＋π12＋π2＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋2π3的图象，即曲线C 2. 2．(2019届高三·金华十校联考)已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π3(x ∈R ，ω>0)与g (x )＝cos(2x＋φ)的对称轴完全相同．为了得到h (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π3的图象，只需将y ＝f (x )的图象( ) A ．向左平移π4个单位长度B ．向右平移π4个单位长度C ．向左平移π2个单位长度D ．向右平移π2个单位长度解析：选A 函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π3与g (x )＝cos(2x ＋φ)的对称轴完全相同， 则ω＝2，且f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3， 又h (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3＋π2＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋5π6， 把f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3的图象向左平移π4个单位长度， 可得y ＝sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎫x ＋π4＋π3＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋5π6＝h (x )的图象．3.(2019届高三·镇海区校级模拟)函数f (x )＝A sin(ωx ＋φ)(A >0，ω>0，－π<φ<0)的部分图象如图所示，则φ＝________，为了得到g (x )＝A cos ωx 的图象，需将函数y ＝f (x )的图象最少向左平移________个单位长度．解析：由图象可得A ＝2， ∵T 2＝π3－⎝⎛⎭⎫－π6＝π2， ∴T ＝π，ω＝2，f (x )＝2sin(2x ＋φ)， 将⎝⎛⎭⎫π3，2代入得sin ⎝⎛⎭⎫2π3＋φ＝1， ∵－π<φ<0，∴φ＝－π6，f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6. ∵f ⎝⎛⎭⎫x ＋π3＝2sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x ＋π3－π6＝2cos 2x ＝g (x )， ∴可将函数y ＝f (x )的图象向左平移π3个单位长度得到g (x )的图象，故答案为－π6，π3.答案：－π6 π34.已知函数f (x )＝A cos(ωx ＋φ)(A >0，ω>0，0<φ<π)为奇函数，该函数的部分图象如图所示，△EFG (点G 是图象的最高点)是边长为2的等边三角形，则f (1)＝________.解析：由题意得，A ＝3，T ＝4＝2πω，ω＝π2.又∵f (x )＝A cos(ωx ＋φ)为奇函数， ∴φ＝π2＋k π，k ∈Z ，∵0<φ<π，则φ＝π2，∴f (x )＝3cos ⎝⎛⎭⎫π2x ＋π2，∴f (1)＝－ 3. 答案：－ 3[典例感悟][典例] (1)函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫πx ＋π2，x ∈[－1,1]，则( ) A ．f (x )为偶函数，且在[0,1]上单调递减 B ．f (x )为偶函数，且在[0,1]上单调递增 C ．f (x )为奇函数，且在[－1,0]上单调递增 D ．f (x )为奇函数，且在[－1,0]上单调递减(2)已知函数f (x )＝sin x cos 2x ，则下列关于函数f (x )的结论中，错误的是( ) A ．最大值为1B ．图象关于直线x ＝－π2对称C ．既是奇函数又是周期函数D ．图象关于点⎝⎛⎭⎫3π4，0中心对称(3)已知函数f (x )＝sin(ωx ＋φ)⎝⎛⎭⎫ω>0，|φ|≤π2，x ＝－π4为f (x )的零点，x ＝π4为y ＝f (x )图象的对称轴，且f (x )在⎝⎛⎭⎫π18，5π36上单调，则ω的最大值为( )A ．11B ．9C ．7D ．5[解析] (1)∵函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫πx ＋π2＝cos πx ，故函数f (x )为偶函数，故排除C 、D.当x ∈[0,1]时，πx ∈[0，π]，函数y ＝cos πx 是减函数，故排除B ，选A.(2)∵函数f (x )＝sin x cos 2x ，当x ＝3π2时，f (x )取得最大值为1，故A 正确；当x ＝－π2时，函数f (x )＝1，为函数的最大值，故图象关于直线x ＝－π2对称；故B 正确；函数f (x )满足f (－x )＝sin(－x )cos(－2x )＝－sin x cos 2x ＝－f (x )，故函数f (x )为奇函数，再根据f (x ＋2π)＝sin(x ＋2π)cos [2(x ＋2π)]＝sin x cos 2x ，故f (x )的周期为2π，故C 正确；由于f ⎝⎛⎭⎫3π2－x ＋f (x )＝－cos x ·cos(3π－2x )＋sin x cos 2x ＝cos x cos 2x ＋sin x cos 2x ＝cos 2x (sin x ＋cos x )＝0不一定成立，故f (x )图象不一定关于点⎝⎛⎭⎫3π4，0中心对称，故D 不正确，故选D.(3)由题意得⎩⎨⎧－π4ω＋φ＝k 1π，k 1∈Z ，π4ω＋φ＝k 2π＋π2，k 2∈Z ，且|φ|≤π2，则ω＝2k ＋1，k ∈Z ，φ＝π4或φ＝－π4.对比选项，将选项各值依次代入验证：若ω＝11，则φ＝－π4，此时f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫11x －π4，f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π18，3π44上单调递增，在区间⎝⎛⎭⎫3π44，5π36上单调递减，不满足f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π18，5π36上单调； 若ω＝9，则φ＝π4，此时f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫9x ＋π4，满足f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π18，5π36上单调递减，故选B.[答案] (1)A (2)D (3)B[方法技巧]1．求函数单调区间的方法(1)代换法：求形如y ＝A sin(ωx ＋φ)(或y ＝A cos(ωx ＋φ))(A ，ω，φ为常数，A ≠0，ω>0)的单调区间时，令ωx ＋φ＝z ，得y ＝A sin z (或y ＝A cos z )，然后由复合函数的单调性求得．(2)图象法：画出三角函数的图象，结合图象求其单调区间． 2．判断对称中心与对称轴的方法利用函数y ＝A sin(ωx ＋φ)的对称轴一定经过图象的最高点或最低点，对称中心一定是函数的零点这一性质，通过检验f (x 0)的值进行判断．3．求三角函数周期的常用结论(1)y ＝A sin(ωx ＋φ)和y ＝A cos(ωx ＋φ)的最小正周期为2π|ω|，y ＝tan ()ωx ＋φ的最小正周期为π|ω|. (2)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是12个周期，相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14个周期；正切曲线相邻两对称中心之间的距离是12个周期．[演练冲关]1．(2018·浙江十校联考)下列四个函数中，以π为最小正周期，在⎝⎛⎭⎫0，π2上单调递减且为偶函数的是( )A ．y ＝sin|x |B ．y ＝cos|x |C ．y ＝|tan x |D ．y ＝－ln|sin x |解析：选D 由题意知函数y ＝sin|x |在⎝⎛⎭⎫0，π2上单调递增，y ＝cos|x |的最小正周期为2π，y ＝|tan x |在⎝⎛⎭⎫0，π2上单调递增，故排除A 、B 、C.因为f (x )＝|sin x |为偶函数，且当x ∈⎝⎛⎭⎫0，π2时单调递增，所以y ＝－ln|sin x |为偶函数，且当x ∈⎝⎛⎭⎫0，π2时单调递减，又g (x )＝sin x 的最小正周期为2π，所以f (x )＝|sin x |的最小正周期为π，则函数y ＝－ln|sin x |的最小正周期为π.故选D.2．已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6＋12，ω>0，x ∈R ，且f (α)＝－12，f (β)＝12.若|α－β|的最小值为3π4，则函数f (x )的单调递增区间为________．解析：由f (α)＝－12，f (β)＝12，|α－β|的最小值为3π4，知T 4＝3π4，即T ＝3π＝2πω，所以ω＝23，所以f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫23x －π6＋12.由－π2＋2k π≤23x －π6≤π2＋2k π，k ∈Z ，得－π2＋3k π≤x ≤π＋3k π，k ∈Z ，即函数f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤－π2＋3k π，π＋3k π，k ∈Z . 答案：⎣⎡⎦⎤－π2＋3k π，π＋3k π，k ∈Z 3．已知函数f (x )＝2sin(ωx ＋φ)⎝⎛⎭⎫ω>0，|φ|≤π2图象的相邻两条对称轴之间的距离为π，则ω＝________，若f (x )>1对任意的x ∈⎝⎛⎭⎫－π12，π3恒成立，则φ的取值范围是________． 解析：∵函数f (x )＝2sin(ωx ＋φ)⎝⎛⎭⎫ω>0，|φ|≤π2图象的相邻两条对称轴之间的距离为π，∴2πω＝2π，ω＝1，f (x )＝2sin(x ＋φ)． ∵当x ∈⎝⎛⎭⎫－π12，π3，即x ＋φ∈⎝⎛⎭⎫－π12＋φ，π3＋φ时，f (x )>1恒成立， ∴当x ＋φ∈⎝⎛⎭⎫－π12＋φ，π3＋φ时，sin(x ＋φ)>12恒成立，又|φ|≤π2，∴－π12＋φ≥π6，且π3＋φ≤5π6，解得π4≤φ≤π2.答案：1 ⎣⎡⎦⎤π4，π2[典例感悟][典例] (1)函数f (x )＝cos 2x ＋6cos ⎝⎛⎭⎫π2－x 的最大值为( ) A ．4 B ．5 C ．6D ．7(2)函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3在⎣⎡⎦⎤0，π2上的值域为________． (3)(2018·郑州模拟)已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π6，其中x ∈⎣⎡⎦⎤－π3，a ，若f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤－12，1，则实数a 的取值范围是________．[解析] (1)∵f (x )＝cos 2x ＋6cos ⎝⎛⎭⎫π2－x ＝cos 2x ＋6sin x ＝1－2sin 2x ＋6sin x ＝－2⎝⎛⎭⎫sin x －322＋112， 又sin x ∈[－1,1]，∴当sin x ＝1时，f (x )取得最大值5. (2)∵x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2，∴2x ＋π3∈⎣⎡⎦⎤π3，4π3，∴当2x ＋π3＝π2，即x ＝π12时，f (x )max ＝1.当2x ＋π3＝4π3，即x ＝π2时，f (x )min ＝－32，∴f (x )∈⎣⎡⎦⎤－32，1. (3)由x ∈⎣⎡⎦⎤－π3，a ，知x ＋π6∈⎣⎡⎦⎤－π6，a ＋π6. ∵x ＋π6∈⎣⎡⎦⎤－π6，π2时，f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤－12，1， ∴由函数的图象知π2≤a ＋π6≤7π6，∴π3≤a ≤π.[答案] (1)B (2)⎣⎡⎦⎤－32，1 (3)⎣⎡⎦⎤π3，π [方法技巧]求三角函数的值域(最值)的常见类型及方法[演练冲关]1．已知函数y ＝2cos x 的定义域为⎣⎡⎦⎤π3，π，值域为[a ，b ]，则b －a 的值是( ) A ．2 B ．3 C.3＋2D ．2－ 3解析：选B 因为x ∈⎣⎡⎦⎤π3，π，所以cos x ∈⎣⎡⎦⎤－1，12，故y ＝2cos x 的值域为[－2,1]，所以b －a ＝3.2．当x ∈⎣⎡⎦⎤π6，7π6时，函数y ＝3－sin x －2cos 2x 的最小值是________，最大值是________． 解析：y ＝3－sin x －2cos 2x ＝3－sin x －2(1－sin 2x )＝2⎝⎛⎭⎫sin x －142＋78.∵x ∈⎣⎡⎦⎤π6，7π6，∴sin x ∈⎣⎡⎦⎤－12，1. ∴当sin x ＝14时，y min ＝78，当sin x ＝－12或sin x ＝1时，y max ＝2.答案：7823．(2018·南宁模拟)已知函数f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫3x ＋π3，其中x ∈⎣⎡⎦⎤ π6，m ⎝⎛⎭⎫m ∈R 且m >π6，若f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤－1，－32，则m 的取值范围是________． 解析：由x ∈⎣⎡⎦⎤π6，m ，可知5π6≤3x ＋π3≤3m ＋π3，∵f ⎝⎛⎭⎫π6＝cos 5π6＝－32，且f ⎝⎛⎭⎫2π9＝cos π＝－1，∴要使f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤－1，－32，需要π≤3m ＋π3≤7π6，即2π9≤m ≤5π18.答案：⎣⎡⎦⎤2π9，5π18[必备知能·自主补缺] (一) 主干知识要记牢1．三角函数的图象及常用性质(二) 二级结论要用好1．sin α－cos α＞0⇔α的终边在直线y ＝x 上方(特殊地，当α在第二象限时有 sin α－cos α＞1)．2．sin α＋cos α＞0⇔α的终边在直线y ＝－x 上方(特殊地，当α在第一象限时有sin α＋cos α>1)．(三) 易错易混要明了求y ＝A sin(ωx ＋φ)的单调区间时，要注意ω，A 的符号．ω<0时，应先利用诱导公式将x 的系数转化为正数后再求解；在书写单调区间时，弧度和角度不能混用，需加2k π时，不要忘掉k ∈Z ，所求区间一般为闭区间．如求函数f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫π3－x 的单调减区间，应将函数化为f (x )＝－2sin ⎝⎛⎭⎫x －π3，转化为求函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫x －π3的单调增区间． [课时跟踪检测]A 组——10＋7提速练一、选择题1．函数f (x )＝tan ⎝⎛⎭⎫2x －π3的单调递增区间是( ) A.⎣⎡⎦⎤k π2－π12，k π2＋5π12(k ∈Z ) B.⎝⎛⎭⎫k π2－π12，k π2＋5π12(k ∈Z ) C.⎝⎛⎭⎫k π＋π6，k π＋2π3(k ∈Z )D.⎣⎡⎦⎤k π－π12，k π＋5π12(k ∈Z ) 解析：选B 由k π－π2<2x －π3<k π＋π2(k ∈Z )得，k π2－π12<x <k π2＋5π12(k ∈Z )，所以函数f (x )＝tan ⎝⎛⎭⎫2x －π3的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫k π2－π12，k π2＋5π12(k ∈Z )，故选B. 2．为了得到函数y ＝3sin 2x ＋1的图象，只需将y ＝3sin x 的图象上的所有点( ) A ．横坐标伸长2倍，再向上平移1个单位长度 B ．横坐标缩短12倍，再向上平移1个单位长度C ．横坐标伸长2倍，再向下平移1个单位长度D ．横坐标缩短12倍，再向下平移1个单位长度解析：选B 将y ＝3sin x 的图象上的所有点的横坐标缩短12倍得到y ＝3sin 2x 的图象，再将y ＝3sin 2x 的图象再向上平移1个单位长度即得y ＝3sin 2x ＋1的图象，故选B.3.函数f (x )＝sin(ωx ＋φ)⎝⎛⎭⎫x ∈R ，ω>0，|φ|<π2的部分图象如图所示，则函数f (x )的解析式为( )A ．f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4 B ．f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π4 C ．f (x )＝sin ⎝⎛⎫4x ＋π4 D ．f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫4x －π4 解析：选A 由题图可知， 函数f (x )的最小正周期为T ＝2πω＝⎝⎛⎭⎫3π8－π8×4＝π，所以ω＝2，即f (x )＝sin(2x ＋φ)．又函数f (x )的图象经过点⎝⎛⎭⎫π8，1，所以sin ⎝⎛⎭⎫π4＋φ＝1，则π4＋φ＝2k π＋π2(k ∈Z )，解得φ＝2k π＋π4(k ∈Z )，又|φ|<π2，所以φ＝π4，即函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4，故选A.4．(2018·宁波模拟)将函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3的图象向左平移π4个单位长度，所得函数图象的一条对称轴方程是( )A ．x ＝2π3B ．x ＝－π12C ．x ＝π3D ．x ＝5π12解析：选A 将函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3的图象向左平移π4个单位长度，可得y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2－π3。
三角函数与平面向量教师版
三角函数图像与性质及解三角形三角化简与求值：重点公式要牢记（二倍角、辅助角、22sin cos 1,αα+=sin tan cos ααα=、常用诱导公式、两角和差公式）；注意方法（整体考虑、变角、1的活用，sin cos αα+型、齐次式） 典型例题：1. 设α为锐角，若4cos 65απ⎛⎫+= ⎪⎝⎭，则sin 212πα⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值为 ． ∵α为锐角，即02<<πα，∴2=66263<<πππππα++。
∵4cos 65απ⎛⎫+= ⎪⎝⎭，∴3sin 65απ⎛⎫+= ⎪⎝⎭。
∴3424sin 22sin cos =2=3665525αααπππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭。
∴7cos 2325απ⎛⎫+=⎪⎝⎭sin(2)=sin(2)=sin 2cos cos 2sin 12343434a a a a πππππππ⎛⎫⎛⎫++-+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭247=2525- 2. 已知1sin cos 2α=+α，且0,2π⎛⎫α∈ ⎪⎝⎭，则cos 2sin 4πα⎛⎫α- ⎪⎝⎭的值为__________ 2-3. 已知tan 2θ=，则22sin sin cos 2cos θθθθ+-=（A ）43-（B ）54（C ）34-（D ）45D三角函数图像与性质：图像的对称性（轴、对称中心坐标）、图像变换（尤其是伸缩）、单调区间、周期性、奇偶性、三角函数形式最后归为()()sin f x A x k ωϕ=++、三角函数的值域或最值1.已知0ω>，函数()sin()4f x x πω=+在(,)2ππ上单调递减。
则ω的取值范围是（ ）()A 15[,]24 ()B 13[,]24()C 1(0,]2 ()D (0,2]【解析】选A ()22πωππω-≤⇔≤，3()[,][,]424422x ππππππωωπω+∈++⊂得：315,2424224πππππωπωω+≥+≤⇔≤≤ 2.把函数y ＝cos2x ＋1的图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)，然后向左平移1个单位长度，再向下平移1个单位长度，得到的图像是【解析】把函数y ＝cos2x ＋1的图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)得：y 1＝cos x ＋1，向左平移1个单位长度得：y 2＝cos(x +1)＋1，再向下平移1个单位长度得：y 3＝cos(x+1)．令x ＝0，得：y 3＞0；x ＝12-π，得：y 3＝0；观察即得答案．【答案】A 3.已知函数()sin(2)f x x ϕ=+，其中ϕ为实数，若()()6f x f π≤对x R ∈恒成立，且()()2f f ππ>，则()f x 的单调递增区间是（A ）,()36k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦ （B ）,()2k k k Z πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦ （C ）2,()63k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦（D ）,()2k k k Z πππ⎡⎤-∈⎢⎥⎣⎦ （9）C 【命题意图】本题考查正弦函数的有界性，考查正弦函数的单调性.属中等偏难题. 【解析】若()()6f x f π≤对x R ∈恒成立，则()sin()163f ππϕ=+=，所以,32k k Z ππϕπ+=+∈，,6k k Z πϕπ=+∈.由()()2f f ππ>，（k Z ∈），可知sin()sin(2)πϕπϕ+>+，即sin 0ϕ<，所以72,6k k Z πϕπ=+∈，代入()s i n f x x ϕ=+，得7()s i n (2)6f xx π=+，由7222262k x k πππππ-++剟，得263k x k ππππ++剟，故选C .4. 已知向量(c os s i n x x x ωωω=-a ，(cos sin ,)x x x ωωω=--b ，设函数()f x λ=⋅+a b ()x ∈R 的图象关于直线πx =对称，其中ω，λ为常数，且1(,1)2ω∈.（1）求函数()f x 的最小正周期；（2）若()y f x =的图象经过点π(,0)4，求函数()f x 在区间3π[0,]5上的取值范围.解：（1）因为22()sin cos cos f x x x x x ωωωωλ=-+⋅+cos22x x ωωλ=-+π2sin(2)6x ωλ=-+.由直线πx =是()y f x =图象的一条对称轴，可得πsin(2π)16ω-=±，所以ππ2ππ()62k k ω-=+∈Z ，即1()23k k ω=+∈Z ．又1(,1)2ω∈，k ∈Z ，所以1k =，故56ω=.所以()f x 的最小正周期是6π5.（2）由()y f x =的图象过点π(,0)4，得π()04f =，即5πππ2sin()2sin 6264λ=-⨯-=-=，即λ=故5π()2sin()36f x x =-3π05x ≤≤，有π5π5π6366x -≤-≤，所以15πsin()1236x -≤-≤，得5π12sin()236x --故函数()f x 在3π[0,]5上的取值范围为[12-.解三角形：正弦定理、余弦定理及其变形、三角形面积公式、 三角形的四心G 是ABC ∆的重心()13AG AB AC ⇔=+ 0GA GB GC ⇔++=()13PG PA PB PC ⇔=++若G 是ABC ∆的重心13BGC AGC AGB ABC S S S S ∆∆∆∆⇒===H 为ABC ∆的垂心⇔HA HB HB HC HC HA ⋅=⋅=⋅ ⇔222222HA BC HB CA HC AB +=+=+ .若H 是ABC ∆(非直角三角形)的垂心::tan :tan :tan BHC AHC AHB S S S A B C ∆∆∆⇒=O 为ABC ∆的外心⇔==⇔222OA OB OC ==⇔()()()OA OB BA OB OC CB OC OA AC +⋅=+⋅=+⋅向量()()0||||AB AC AB AC λ+λ≠所在直线过ABC ∆的内心(是BAC ∠的角平分线所在直线)；1.给出下列四个命题：()222sin sin sin sin cos cos cos cos 0cos()cos()cos()1 A B C D A B C ABC A B ABC A B C ABC A B B C C A ABC =+∆=∆<∆---=∆①若，则是直角三角形；②若，则是等腰三角形；③若，则是钝角三角形；④若，则是正三角形．以上命题中正确的为．②③④．①③④ ．①②④．①②③222222sin sin sin sin cos sin sin()222cos cos cos 00cos()cos()cos()1cos()cos()cos()1A B C a b c ABC A B A B A B A B A B C ABC A B B C C A A B B C C A πππ=+=+∴∆==-∴+=-=<∆---=-=-=-=∴由，得，为直角三角形，①正确；由，得，或，②错误；由，知三个余弦值中有且只有一个小于，从而为钝角三角形，③正确；由，得，A B C ABC ==∴∆，为正三角形，④正确．2. 在直角坐标系xoy 中，已知点A(0,1)和点B(–3, 4)，若点C 在∠AOB 的平分线上，且||2OC =，则OC=_________________.略解：点C在∠AOB的平线上，则存在(0,)λ∈+∞使()||||OA OBOC OA OB λ=+=34(0,1)(,)55λλ+-=39(,)55λλ-, 而||2OC = ，可得λ=，∴0()OC = . 3.已知非零向量AB 与AC满足()||||AB AC BC AB AC +⋅= 0且12||||AB AC AB AC ⋅= ，则△ABC 为( ) A. 三边均不相等的三角形 B. 直角三角形C. 等腰非等边三角形D. 等边三角形解：由()||||AB AC BC AB AC +⋅= 0，知角A 的平分线垂直于BC ，故△ABC 为等腰三角形，即|AB| = |AC|；由12||||AB AC AB AC ⋅=⇒1cos 2||||AB AC A AB AC ⋅==⋅ ，∴A ∠= 600 . 所以△ABC 为等边三角形，选D .4.已知O 为△ABC 所在平面内一点，满足|||2|OB OC OB OC OA -=+-，则△ABC 一定是( )A. 等腰直角三角形B. 直角三角形C. 等腰三角形D. 等边三角形解：由已知得||||CB OB OA OC OA =-+-⇒||||AB AC AB AC -=+，可知以AB 与AC 为邻边的平行四边形是矩形，所以AB ⊥AC ，选B .5.在ABC ∆中，已知3AB AC BA BC =． （1）求证：tan 3tan B A =；（2）若cos C =求A 的值． 【答案】解：（1）∵3AB AC BA BC =，∴cos =3cos AB AC A BA BC B ，即cos =3cos AC A BC B。
三角函数与平面向量(吴中才)
（二）平面向量的思维复习逻辑
• 例3.【2012北京理13】已知正方形ABCD的边长为1， 点E是AB边上的动点，则 DE· CB的值为 1 ； DE· DC的最大值为 1 ．
• 例4.【2012北京文13】已知正方形ABCD的边长为1， 点E是AB边上的动点，则 DE· CB的值为 1 ．
（Ⅱ）求 2 cos A cos C 的最大值. （答案：1）
参考解答：
a 2 c 2 b2 2ac 2 （ Ⅰ ） cos B 2ac 2ac 2
又因为
,
0 B
，所以
B
4
.
（四）三角函数的思维复习逻辑
（ II ） 解 法 1 ： 由 （ Ⅰ ） 知
3 . 4 3 2 cos A cos C 2 cos A cos( A) 4 2 2 = 2 cos A cos A sin A 2 2 2 2 cos A sin A 2 2 A C
（直接运用）
三角函数 图象性质
（几何表征）
两角和与 差的公式
（代数特征）
解三 角形
（应用）
（四）三角函数的知识复习逻辑
• 从函数的角度理解三角函数内容的知识逻辑：
（1）诱导公式：是三角函数性质与单位圆的几何 意义的代数表现形式．
（2）同角三角函数式：本质也是以代数形式表现 三角函数之间的内在联系． （3）三角函数图象的变换：本质上是自变量与因 变量之间的一种对应关系．
（四）三角函数的思维复习逻辑
• 1.三角形中三角的关系在解三角形的问题中几乎都会 涉及，这是转化角时最基本的工具； • 2.正余弦定理除了准确记忆外，包括边向角以及角向 边转化如何去使用要理解到位； • 3.诱导公式、两角和差的余弦公式、辅助角公式在三 角恒等变换中的使用不管是在解三角形问题还是有关 三角函数性质的研究，都是化简式子的核心知识载体； • 4.在三角形背景下求角或边时先寻找等量关系，进一 步构造方程（组）的意识要清晰； • 5.求最值问题从函数模型、不等式模型、几何特征三 大方向入手的意识要清楚，对本题而言，消元构造函 数即常规又简单，另两个方向则走不下去.
三角函数、三角变换、解三角形、平面向量
三角函数、三角变换、解三角形、平面向量第一讲 三角函数的图象与性质1．任意角的三角函数(1)设α是一个任意角，它的终边与单位圆交于点P (x ，y )，那么sin α＝y ，cos α＝x ，tan α＝yx .(2)各象限角的三角函数值的符号：一全正，二正弦，三正切，四余弦． 2．3． y ＝A sin(ωx ＋φ)的图象及性质(1)五点作图法：五点的取法：设X ＝ωx ＋φ，X 取0，π2，π，3π2，2π时求相应的x 值、y 值，再描点作图．(2)给出图象求函数表达式的题目，比较难求的是φ，一般是从“五点法”中的第一点(－φω，0)作为突破口． (3)图象变换y ＝sin x ―――――――――――――→向左(φ>0)或向右(φ<0)平移|φ|个单位y ＝sin(x ＋φ)――――――――――――→纵坐标变为原来的A 倍横坐标不变y ＝A sin(ωx ＋φ)．第二讲 三角变换与解三角形1． 两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)sin(α±β)＝sin αcos β±cos αsin β. (2)cos(α±β)＝cos αcos β∓sin αsin β.(3)tan(α±β)＝tan α±tan β1∓tan αtan β.2． 二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)sin 2α＝2sin αcos α. (2)cos 2α＝cos 2α－sin 2α＝2cos 2α－1＝1－2sin 2α.(3)tan 2α＝2tan α1－tan 2α.3． 三角恒等变换的基本思路(1)“化异为同”，“切化弦”，“1”的代换是三角恒等变换的常用技巧． “化异为同”是指“化异名为同名”，“化异次为同次”，“化异角为同角”． (2)角的变换是三角变换的核心，如β＝(α＋β)－α，2α＝(α＋β)＋(α－β)等． 4． 正弦定理a sin A ＝b sin B ＝c sin C＝2R (2R 为△ABC 外接圆的直径)． 变形：a ＝2R sin A ， b ＝2R sin B ， c ＝2R sin C .sin A ＝a 2R ， sin B ＝b 2R ， sin C ＝c2R .a ∶b ∶c ＝sin A ∶sin B ∶sin C . 5． 余弦定理a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ， b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B ， c 2＝a 2＋b 2－2ab cos C .推论：cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ， cos B ＝a 2＋c 2－b 22ac ， cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab .6． 面积公式S △ABC ＝12bc sin A ＝12ac sin B ＝12ab sin C .7． 三角形中的常用结论(1)三角形内角和定理：A ＋B ＋C ＝π. (2)A >B >C ⇔a >b >c ⇔sin A >sin B >sin C . (3)a ＝b cos C ＋c cos B .第三讲 平面向量1．向量的概念(1)零向量模的大小为0，方向是任意的，它与任意非零向量都共线，记为0.(2)长度等于1个单位长度的向量叫单位向量，a 的单位向量为±a|a |.(3)方向相同或相反的向量叫共线向量(平行向量)．(4)如果直线l 的斜率为k ，则a ＝(1，k )是直线l 的一个方向向量． (5)向量的投影：|b |cos 〈a ，b 〉叫做向量b 在向量a 方向上的投影． 2．向量的运算(1)向量的加法、减法、数乘向量是向量运算的基础，应熟练掌握其运算规律．(2)平面向量的数量积的结果是实数，而不是向量，要注意运算数量积与实数运算律的差异，平面向量的数量积不满足结合律与消去律．a ·b 运算结果不仅与a ，b 的长度有关而且与a 与b 的夹角有关，即a ·b ＝|a ||b |cos 〈a ，b 〉． 3．两非零向量平行、垂直的充要条件 若a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)， 则a ∥b ⇔a ＝λb ⇔x 1y 2－x 2y 1＝0. a ⊥b ⇔a ·b ＝0⇔x 1x 2＋y 1y 2＝0.可利用它处理几何中的两线平行、垂直问题，但二者不能混淆．。
平面向量与三角函数相结合问题
平面向量与三角恒等变换相结合问题分析平面向量与三角恒等变换都是人教版高中数学必修四中的内容，这些内容在整个高中数学知识体系中占有重要地位，也是一个高考考察的热点问题。
其中平面向量是重要的数学概念和工具,它的有关知识能有效地解决数学、物理等学科中的很多问题。
三角函数是重要的基本初等函数，它的定义和性质有着十分鲜明的特征和规律性。
它们都与与代数、几何有着密切的联系。
在此我仅对平面向量与三角函数结合性问题做简要分析。
准备知识：向量加、减、数乘运算及两向量间共线、垂直，数量积、夹角关系等知识点。
三角函数中同角三角函数关系，两角和与差的正弦、余弦、正切公式，二倍角与半角的正弦、余弦、正切公式。
平面向量与三角恒等变换相结合问题如下：一：结合平面向量运算律考察三角函数的化简求值。
利用向量的运算律得到一个与三角函数有关的式子然后利用三角函数公式进行三角恒等变换进行化简求值。
例1：已知向量a ),cos x x =，()=b ，若//a b ，求sin cos x x 值。
解：由//a b ，x x = （利用向量平行公式） ∴tan 2x = （利用同角三角函数关系sin tan cos x x x=） sin cos x x sin cos 1x x =22sin cos sin cos x x x x =+2tan 1tan x x== （此处用到两个技巧：①利用同角三角函数关系将1转化为22sincos x x + ②分子分母同时除以2cosx 将正弦、余弦转化为正切问题）将tan 2x =带入得到：sin cos x x 25=。
二：结合平面向量数量积与三角函数性质求特殊角利用平面向量夹角公式等问题求解三角函数中某角的值或范围。
例2：已知向量()sin ,1x =a ，()2sin x x =b ，若2⊥a b ，且角x 的终边不在坐标轴上，求夹角x 。
解：由2⊥a b ，∴2⋅a b 0=， （两向量垂直，则它们的数量积为0）∴()()2sin ,12sin 0x x x ⋅=∴()()2sin ,22sin 0x x x ⋅= （利用数乘向量）∴24sin 0x x += 即 (sin 2sin 0x x += （注：此处以sin x 为自变量，当成一个整体，提取公因式）∴sin 0x =或sin 2x =- 由角x 终边不在坐标轴上∴sin 2x =- ∴423x k ππ=+或523x k π=+()k z ∈ （考察知识点：向量的数乘运算，向量数量积，向量垂直公式，三角函数特殊值，三角函数周期性等问题）三：利用平面向量，结合三角函数性质求新函数周期，最值，单调性 例3：设函数()f x =⋅a b ，其中向量()2c o s ,c o s x x =a ，()sin ,2cos x x =b ，x R ∈。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三角函数与平面向量
三角函数和平面向量是数学中最常用的基础概念，两者之间具有紧密的联系。
三角函数是一类特殊的数学函数，它是以弧度为单位、以正弦函数、余弦函数和正切函数为基础的函数，它们可以表示圆上任意一点的位置。
而平面向量是一种特殊的几何形式，它以一个箭头来表示，由一个起点和一个终点组成，可以表示二维平面上的任意方向。
三角函数和平面向量之间的关系可以从三个方面来理解：第一，三角函数可以用来表示平面向量的大小；第二，三角函数可以用来表示平面向量的方向；第三，三角函数可以用来表示平面向量的旋转。
（1）三角函数可以用来表示平面向量的大小。
如果将一个平面向量等分成两部分，一部分为x轴方向的分量，另一部分为y轴方向的分量，那么这两个分量的比例就可以用三角函数来表示。
具体来说，如果将平面向量的起点固定在原点，那么平面向量的长度可以用极坐标系中的模m=|a|=√(x2+y2)来表示，而平面向量的方向可以用极角
θ=arctan(y/x)来表示，其中x和y分别为平面向量的x 轴和y轴分量。
（2）三角函数可以用来表示平面向量的方向。
平面向量的方向可以用极角θ=arctan(y/x)来表示，其中x和y
分别为平面向量的x轴和y轴分量。
这里的极角θ可以被看作是平面向量的方向，即平面向量与x轴之间的夹角。
通过求解极角θ，就可以得到平面向量的方向。
（3）三角函数可以用来表示平面向量的旋转。
在三维空间中，平面向量可以沿着一个指定的轴旋转，而这个旋转的角度可以用三角函数来表示。
比如，在二维空间中，平面向量沿着x轴旋转θ角度后，可以使用余弦函数
cosθ来表示新的x轴分量，使用正弦函数sinθ来表示新的y轴分量，从而可以得到新的平面向量。
总之，三角函数和平面向量之间具有千丝万缕的联系，它们在数学中都具有重要的意义，在几何学中也发挥着重要的作用。
只有充分理解了它们之间的联系，才能在数学和几何学中取得更好的成绩。