2018-2019年高考数学(理)二轮专题复习突破精练专题对点练11 三角变换与解三角形 及答案
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3.2三角变换与解三角形【课时作业】A 级1.(2018·全国卷Ⅱ)在△ABC 中,cos C 2=55,BC =1,AC =5,则AB =()A .42B .30 C.29D .25解析: ∵cos C 2=55,∴cos C =2cos 2C2-1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫552-1=-35.在△ABC 中,由余弦定理,得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos C =52+12-2×5×1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35=32,∴AB =32=4 2. 故选A. 答案: A2.(2018·山东菏泽2月联考)已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,2π,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=13,则tan(π+2α)=()A.427B .±225C .±427D .225解析: ∵α∈⎝⎛⎭⎪⎫3π2,2π,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=13,∴cos α=13,sin α=-223,由同角三角函数的商数关系知tan α=sin αcos α=-2 2.∴tan(π+2α)=tan2α=2tan α1-tan2α=-421--22=427,故选A. 答案: A3.已知△ABC 中,内角A ,B ,C 所对边长分别为a ,b ,c ,若A =π3,b =2a cos B ,c =1,则△ABC 的面积等于() A.32B .34C.36D .38解析: 由正弦定理得sin B =2sin A cos B ,故tan B =2sin A =2sin π3=3,又B ∈(0,π),所以B =π3,又A =π3=B ,则△ABC 是正三角形,所以S △ABC =12bc sin A =12×1×1×32=34.答案: B 4.若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π,且3cos2α=4sin ⎝⎛⎭⎪⎫π4-α,则sin2α的值为()A.79B .-79 C .-19D .19解析: 3(cos 2α-sin 2α)=22(cos α-sin α),因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π,所以cos α-sin α≠0,所以3(cos α+sin α)=22,即cos α+sin α=223,两边平方可得1+sin2α=89⇒sin2α=-19.答案: C5.(2018·南昌市第一次模拟测试卷)已知台风中心位于城市A 东偏北α(α为锐角)的150千米处,以v 千米/时沿正西方向快速移动,2.5小时后到达距城市A 西偏北β(β为锐角)的200千米处,若cos α=34cos β,则v =() A .60B .80 C .100D .125解析: 如图,台风中心为B,2.5小时后到达点C ,则在△ABC中,AB sin α=AC sin β,即sin α=43sin β,又cos α=34cos β.∴sin 2α+cos 2α=169sin 2β+916cos 2β=1=sin 2β+cos 2β,∴sin β=34cos β, ∴sin β=35,cos β=45,∴sin α=45,cos α=35,∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=35×45-45×35=0,∴α+β=π2,∴BC 2=AB 2+AC 2,∴(2.5v )2=1502+2002,解得v =100,故选 C. 答案: C 6.化简:π-α+sin 2αcos2α2=________.解析:π-α+sin 2αcos2α2=2sin α+2sin α·cos α12+cos α=2sin α+cos α12+cos α=4sinα.答案: 4sin α7.在△ABC 中,a =4,b =5,c =6,则sin 2Asin C =________.解析:sin 2A sin C =2sin Acos A sin C =2a c ·b2+c2-a22bc =2×46·25+36-162×5×6=1. 答案: 18.(2018·开封市高三定位考试)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,b tan B +b tan A =2c tan B ,且a =5,△ABC 的面积为23,则b +c 的值为________.解析: 由正弦定理及b tan B +b tan A =2c tan B ,得sin B ·sin B cos B +sin B ·sin A cos A =2sin C ·sin Bcos B ,即cos A sin B +sin A cos B =2sin C cos A ,亦即sin(A +B )=2sin C cos A ,故sin C =2sin C cos A .因为sin C ≠0,所以cos A =12,所以A =π3.由面积公式,知S △ABC =12bc sin A =23,所以bc =8.由余弦定理,知a 2=b 2+c 2-2bc cos A =(b +c )2-3bc ,代入可得b +c =7.答案: 79.(2018·浙江卷)已知角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它的终边过点P ⎝⎛⎭⎪⎫-35,-45.(1)求sin(α+π)的值;(2)若角β满足sin(α+β)=513,求cos β的值.解析: (1)由角α的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45,得sin α=-45.所以sin(α+π)=-sin α=45.(2)由角α的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45,得cos α=-35,由sin(α+β)=513,得cos(α+β)=±1213.由β=(α+β)-α,得cos β=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α, 所以cos β=-5665或cos β=1665.10.(2018·北京卷)在△ABC 中,a =7,b =8,cos B =-17.(1)求∠A ;(2)求AC 边上的高.解析: (1)在△ABC 中,因为cos B =-17,所以sin B =1-cos2B =437. 由正弦定理得sin A =asin B b =32.由题设知π2<∠B <π,所以0<∠A <π2.所以∠A =π3.(2)在△ABC 中,因为sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =3314,所以AC 边上的高为a sin C =7×3314=332.B 级1.(2018·河南濮阳一模)已知△ABC 中,sin A ,sin B ,sin C 成等比数列,则sin 2Bsin B +cos B 的取值范围是() A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,22B .⎝ ⎛⎦⎥⎤0,22C .(-1,2)D .⎝⎛⎦⎥⎤0,3-32解析: 由sin A ,sin B ,sin C 成等比数列,知a ,b ,c ,成等比数列,即b 2=ac ,∴cos B =a2+c2-b22ac =a2+c2-ac 2ac =⎝ ⎛⎭⎪⎫a2c +c 2a -12≥2a 2c ·c 2a -12=12,当且仅当a =c 时等号成立,可知B ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,π3,设y =sin 2B sin B +cos B =2sin Bcos B sin B +cos B,设sin B +cos B =t ,则2sin B cos B =t 2-1.由于t =sin B +cos B =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫B +π4,B ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π3,所以t ∈(1,2],故y =sin 2B sin B +cos B =2sin Bcos B sin B +cos B =t2-1t =t -1t ,t ∈(1,2],因为y =t -1t 在t ∈(1,2]上是增函数,所以y ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,22.故选B. 答案: B2.(2018·石家庄质量检测(一))如图,平面四边形ABCD 的对角线的交点位于四边形的内部,AB =1,BC =2,AC =CD ,AC ⊥CD ,当∠ABC 变化时,对角线BD 的最大值为________.解析: 设∠ABC =θ,θ∈(0,π),则由余弦定理得AC 2=3-22cos θ,由正弦定理得1sin∠ACB =AC sin θ,得sin ∠ACB =sin θAC .在△DCB 中,由余弦定理可得,BD 2=CD 2+2-22CD cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+∠ACB =AC 2+2+22AC sin ∠ACB =3-22cos θ+2+22AC ×sin θAC =5+22(sin θ-cos θ)=5+4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4,当θ=3π4时,⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4max =1,∴BD 2m ax =9,∴BD max =3.答案: 33.已知向量a =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+x ,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+x ,b =(-sin x ,3sin x ),f (x )=a ·b . (1)求函数f (x )的最小正周期及f (x )的最大值;(2)在锐角△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫A 2=1,a =23,求△ABC 面积的最大值.解析: (1)易得a =(-sin x ,cos x ), 则f (x )=a ·b =sin 2x +3sin x cos x =12-12cos2x +32sin2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6+12,所以f (x )的最小正周期T =2π2=π, 当2x -π6=π2+2k π,k ∈Z 时,即x =π3+k π(k ∈Z )时,f (x )取最大值是32.(2)因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫A 2=sin ⎝⎛⎭⎪⎫A -π6+12=1,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A -π6=12⇒A =π3.因为a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 所以12=b 2+c 2-bc , 所以b 2+c 2=bc +12≥2bc ,所以bc ≤12(当且仅当b =c 时等号成立),所以S =12bc sin A =34bc ≤3 3.所以当△ABC 为等边三角形时面积取最大值是3 3.4.如图,在一条海防警戒线上的点A 、B 、C 处各有一个水声检测点,B 、C 两点到A 的距离分别为20千米和50千米,某时刻B 收到发自静止目标P 的一个声波信号,8秒后A 、B 同时接收到该声波信号,已知声波在水中的传播速度是1.5千米/秒.(1)设A 到P 的距离为x 千米,用x 表示B 、C 到P 的距离,并求出x 的值; (2)求P 到海防警戒线AC 的距离.解析: (1)依题意,有PA =PC =x ,PB =x -1.5×8=x -12. 在△PAB 中,AB =20,cos ∠PAB =PA2+AB2-PB22PA·AB =x2+202--2x·20=3x +325x,同理,在△PAC 中,AC =50,cos ∠PAC =PA2+AC2-PC22PA·AC =x2+502-x22x·50=25x .∵cos ∠PAB =cos ∠PAC ,∴3x +325x =25x, 解得x =31.(2)作PD ⊥AC 于点D ,在△ADP 中, 由cos ∠PAD =2531,得sin ∠PAD =1-cos2∠PAD=42131,∴PD =PA sin ∠PAD =31×42131=421.故静止目标P 到海防警戒线AC 的距离为421千米.。
一、选择题(10×3=30分)1.如图,在方格纸中,以AB为一边作△ABP,使之与△ABC全等,从P1,P2,P3,P4四个点中找出符合条件的点P,则点P有(C)A.1个B.2个C.3个D.4个【解析】要使△ABP与△ABC全等,点P到AB的距离应该等于点C到AB的距离,即3个单位长度,故点P的位置可以是P1,P3,P4三个.2.如图,▱ABCD中,E,F是对角线BD上的两点,如果添加一个条件,使△ABE≌△CDF,则添加的条件不能为( )A.BE=DF B.BF=DE C.AE=CF D.∠1=∠23.(2018·广西梧州·3分)如图,在△ABC中,AB=AC,∠C=70°,△AB′C′与△ABC关于直线EF对称,∠CAF=10°,连接BB′,则∠ABB′的度数是()A.30°B.35°C.40°D.45°【分析】利用轴对称图形的性质得出△BAC≌△B′AC′,进而结合三角形内角和定理得出答案.4.(2018·辽宁大连·3分)如图,将△ABC绕点B逆时针旋转α,得到△EBD,若点A恰好在ED的延长线上,则∠CAD的度数为()A.90°﹣αB.αC.180°﹣αD.2α解:由题意可得:∠CBD=α,∠ACB=∠EDB.∵∠EDB+∠ADB=180°,∴∠ADB+∠ACB=180°.∵∠ADB+∠DBC+∠BCA+∠CAD=360°,∠CBD=α,∴∠CAD=180°﹣α.故选C.5.(2018•聊城)如图,将一张三角形纸片ABC的一角折叠,使点A落在△ABC外的A'处,折痕为DE.如果∠A=α,∠CEA′=β,∠BDA'=γ,那么下列式子中正确的是()A.γ=2α+βB.γ=α+2βC.γ=α+βD.γ=180°﹣α﹣β【分析】根据三角形的外角得:∠BDA'=∠A+∠AFD,∠AFD=∠A'+∠CEA',代入已知可得结论.6.(2017•营口)如图,在△ABC中,AB=AC,E,F分别是BC,AC的中点,以AC为斜边作Rt△ADC,若∠CAD=∠CAB=45°,则下列结论不正确的是()A.∠ECD=112.5°B.DE平分∠FDC C.∠DEC=30°D.AB=CD【考点】KX:三角形中位线定理;KH:等腰三角形的性质..【分析】由AB=AC,∠CAB=45°,根据等边对等角及三角形内角和定理求出∠B=∠ACB=67.5°.由Rt△ADC中,∠CAD=45°,∠ADC=90°,根据三角形内角和定理求出∠ACD=45°,根据等角对等边得出AD=DC,那么∠ECD=∠ACB+∠ACD=112.5°,从而判断A正确;根据三角形的中位线定理得到FE=AB,FE∥AB,根据平行线的性质得出∠EFC=∠BAC=45°,∠FEC=∠B=67.5°.根据直角三角形的性质以及等腰三角形的性质得到FD=AC,DF⊥AC,∠FDC=45°,等量代换得到FE=FD,再求出∠FDE=∠FED=22.5°,进而判断B正确;由∠FEC=∠B=67.5°,∠FED=22.5°,求出∠DEC=∠FEC﹣∠FED=45°,从而判断C错误;在等腰Rt△ADC中利用勾股定理求出AC=CD,又AB=AC,等量代换得到AB=CD,从而判断D正确.∵F是AC的中点,∠ADC=90°,AD=DC,∴FD=AC,DF⊥AC,∠FDC=45°,∵AB=AC,∴FE=FD,∴∠FDE=∠FED=(180°﹣∠EFD)=(180°﹣135°)=22.5°,∴∠FDE=∠FDC,∴DE平分∠FDC,故B正确,不符合题意;∵∠FEC=∠B=67.5°,∠FED=22.5°,∴∠DEC=∠FEC﹣∠FED=45°,故C错误,符合题意;∵Rt△ADC中,∠ADC=90°,AD=DC,∴AC=CD,∵AB=AC,∴AB=CD,故D正确,不符合题意.故选C.7.(2017山东滨州)如图,点P为定角∠AOB的平分线上的一个定点,且∠MPN与∠AOB互补,若∠MPN在绕点P旋转的过程中,其两边分别与OA、OB相交于M、N两点,则以下结论:(1)PM=PN恒成立;(2)OM+ON的值不变;(3)四边形PMON的面积不变;(4)MN的长不变,其中正确的个数为()A.4 B.3 C.2 D.1【考点】KD:全等三角形的判定与性质;KF:角平分线的性质.【分析】如图作PE⊥OA于E,PF⊥OB于F.只要证明△POE≌△POF,△PEM≌△PFN,即可一一判断.[来&源:%中国@教*育#出版网]在△POE和△POF中,,∴△POE≌△POF,∴OE=OF,8.(2018•杭州)如图,在△ABC中,点D在AB边上,DE∥BC,与边AC交于点E,连结BE.记△ADE,△BCE的面积分别为S1,S2()A.若2AD>AB,则3S1>2S2B.若2AD>AB,则3S1<2S2C.若2AD<AB,则3S1>2S2D.若2AD<AB,则3S1<2S2【分析】根据题意判定△ADE∽△ABC,由相似三角形的面积之比等于相似比的平方解答.【解答】解:∵如图,在△ABC中,DE∥BC,9.(2018•孝感)如图,△ABC是等边三角形,△ABD是等腰直角三角形,∠BAD=90°,AE⊥BD于点E,连CD分别交AE,AB于点F,G,过点A作AH⊥CD交BD于点H.则下列结论:①∠ADC=15°;②AF=AG;③AH=DF;④△AFG∽△CBG;⑤AF=(﹣1)EF.其中正确结论的个数为()A.5 B.4 C.3 D.2【分析】①由等边三角形与等腰直角三角形知△CAD是等腰三角形且顶角∠CAD=150°,据此可判断;②求出∠AFP和∠FAG度数,从而得出∠AGF度数,据此可判断;③证△ADF≌△BAH即可判断;④由∠AFG=∠CBG=60°、∠AGF=∠CGB即可得证;⑤设PF=x,则AF=2x、AP==x,设EF=a,由△ADF≌△BAH知BH=AF=2x,根据△ABE是等腰直角三角形之BE=AE=a+2x,据此得出EH=a,证△PAF∽△EAH得=,从而得出a与x的关系即可判断.由AH⊥CD且∠AFG=60°知∠FAP=30°,则∠BAH=∠ADC=15°,在△ADF和△BAH中,∵,∴△ADF≌△BAH(ASA),∴DF=AH,故③正确;∵∠AFG=∠CBG=60°,∠AGF=∠CGB,∴△AFG∽△CBG,故④正确;在Rt△APF中,设PF=x,则AF=2x、AP==x,10.(2018•扬州)如图,点A在线段BD上,在BD的同侧作等腰Rt△ABC和等腰Rt△ADE,CD与BE、AE分别交于点P,M.对于下列结论:①△BAE∽△CAD;②MP•MD=MA•ME;③2CB2=CP•CM.其中正确的是()A.①②③B.①C.①② D.②③【分析】(1)由等腰Rt△ABC和等腰Rt△ADE三边份数关系可证;(2)通过等积式倒推可知,证明△PAM∽△EMD即可;(3)2CB2转化为AC2,证明△ACP∽△MCA,问题可证.【解答】解:由已知:AC=AB,AD=AE∴∵∠BAC=∠EAD∴∠BAE=∠CAD∴△BAE∽△CAD所以①正确∵△BAE∽△CAD∴∠BEA=∠CDA∵∠PME=∠AMD∴△PME∽△AMD∴∴MP•MD=MA•ME所以②正确二、填空题(6×4=24分).11.如图22-7,已知AB=BC,要使△ABD≌△CBD,还需添加一个条件,你添加的条件是__ _(只需写一个,不添加辅助线).【解析】由已知AB=BC,及公共边BD=BD,可知要使△ABD≌△CBD,已经具备了两个边了,然后根据全等三角形的判定定理,应该有两种判定方法①SAS,②SSS.所以可添∠ABD=∠CBD或AD=CD.12.(2018·广西贺州·3分)如图,将Rt△ABC绕直角顶点C顺时针旋转90°,得到△A′B′C,连接BB',若∠A′B′B=20°,则∠A的度数是.13. (2018·重庆市B卷)(4.00分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=6,CD是斜边AB上的中线,将△BCD沿直线CD翻折至△ECD的位置,连接AE.若DE∥AC,计算AE的长度等于.【分析】根据题意、解直角三角形、菱形的性质、翻折变化可以求得AE的长.【解答】解:由题意可得,DE=DB=CD=AB,∴∠DEC=∠DCE=∠DCB,∵DE∥AC,∠DCE=∠DCB,∠ACB=90°,∴∠DEC=∠ACE,∴∠DCE=∠ACE=∠DCB=30°,∴∠ACD=60°,∠CAD=60°,∴△ACD是等边三角形,∴AC=CD,∴AC=DE,∵AC∥DE,AC=CD,∴四边形ACDE是菱形,∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=6,∠B=30°,∴AC=,∴AE=.14.(2018•绵阳)如图,在△ABC中,AC=3,BC=4,若AC,BC边上的中线BE,AD垂直相交于O点,则AB=.【分析】利用三角形中线定义得到BD=2,AE=,且可判定点O为△ABC的重心,所以AO=2OD,OB=2OE,利用勾股定理得到BO2+OD2=4,OE2+AO2=,等量代换得到BO2+AO2=4,BO2+AO2=,把两式相加得到BO2+AO2=5,然后再利用勾股定理可计算出AB的长.15.(2017广西)如图,点P在等边△ABC的内部,且PC=6,PA=8,PB=10,将线段PC绕点C顺时针旋转60°得到P'C,连接AP',则sin∠PAP'的值为.【考点】R2:旋转的性质;KK:等边三角形的性质;T7:解直角三角形.【解答】解:连接PP′,如图,∵线段PC绕点C顺时针旋转60°得到P'C,∴CP=CP′=6,∠PCP′=60°,∴△CPP′为等边三角形,∴PP′=PC=6,∵△ABC为等边三角形,∴CB=CA,∠ACB=60°,∴∠PCB=∠P′CA,在△PCB和△P′CA中,∴△PCB≌△P′CA,∴PB=P′A=10,∵62+82=102,∴PP′2+AP2=P′A2,∴△APP′为直角三角形,∠APP′=90°,∴sin∠PAP′===.故答案为.16.(2016·浙江省湖州市·3分)如图1,在等腰三角形ABC中,AB=AC=4,BC=7.如图2,在底边BC上取一点D,连结AD,使得∠DAC=∠ACD.如图3,将△ACD沿着AD所在直线折叠,使得点C落在点E 处,连结BE,得到四边形ABED.则BE的长是.A.4 B.C.3D.2【考点】翻折变换(折叠问题);四点共圆;等腰三角形的性质;相似三角形的判定与性质.【分析】只要证明△ABD∽△MBE,得=,只要求出BM、BD即可解决问题.∵∠DAM=∠DAC=∠DBA,∠ADM=∠ADB,∴△ADM∽△BDA,∴=,即=,三、解答题(共46分).17.某产品的商标如图所示,O是线段AC,DB的交点,且AC=BD,AB=DC,嘉琪认为图中的两个三角形全等,他的思考过程是:∵AC=DB,∠AOB=∠DOC,AB=DC,∴△ABO≌△DCO.你认为嘉琪的思考过程对吗?如果正确,指出她用的是判别三角形全等的哪个条件;如果不正确,写出你的思考过程.【点拨】判定两个三角形是否满足全等条件“SAS”.【解答】解:显然嘉琪的思路是不正确的,因为由已知条件不能直接得到这两个三角形全等.可考虑连接BC,由SSS可先得△ABC和△DCB全等,由全等三角形的性质,可得到∠A=∠D,再根据∠AOB=∠DOC,AB=DC,由AAS判断得到△ABO≌△DCO.18.如图1所示,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D为射线BC上一动点,连接AD,以AD为直角边,A为直角顶点,在AD左侧作等腰直角△ADF,连接CF.(1)当点D 在线段BC 上时(不与点B 重合),线段CF 和BD 的数量关系与位置关系分别是什么?请给予证明; (2)当点D 在线段BC 的延长线上时,(1)的结论是否仍然成立?请在图2中画出相应的图形,并说明理由.【点拨】 可证明△ACF ≌△ABD ,再利用全等三角形的性质,可得CF =BD ,CF ⊥BD.(2)(1)的结论仍然成立. ∵∠CAB =∠DAF =90°,∴∠CAB +∠CAD =∠DAF +∠CAD ,即∠CAF =∠BAD.在△ACF 和△ABD 中,⎩⎪⎨⎪⎧AC =AB ,∠CAF =∠BAD ,AF =AD ,∴△ACF ≌△ABD(SAS).∴CF =BD ,∠ACF =∠B. ∵AB =AC ,∠BAC =90°, ∴∠B =∠ACB =45°.∴∠BCF =∠ACF +∠ACB =45°+45°=90°,即CF ⊥BD. 综上,CF =BD ,且CF ⊥BD.19. (2016·山东潍坊)如图,在菱形ABCD 中,AB=2,∠BAD=60°,过点D 作DE ⊥AB 于点E ,DF ⊥BC 于点F .(1)如图1,连接AC 分别交DE 、DF 于点M 、N ,求证:MN=AC ;(2)如图2,将△EDF以点D为旋转中心旋转,其两边DE′、DF′分别与直线AB、BC相交于点G、P,连接GP,当△DGP的面积等于3时,求旋转角的大小并指明旋转方向.【分析】(1)连接BD,证明△ABD为等边三角形,根据等腰三角形的三线合一得到AE=EB,根据相似三角形的性质解答即可;(2)分∠EDF顺时针旋转和逆时针旋转两种情况,根据旋转变换的性质解答即可.(2)解:∵AB∥DC,∠BAD=60°,∴∠ADC=120°,又∠ADE=∠CDF=30°,∴∠EDF=60°,当∠EDF顺时针旋转时,由旋转的性质可知,∠EDG=∠FDP,∠GDP=∠EDF=60°,DE=DF=,∠DEG=∠DFP=90°,在△DEG和△DFP中,,同理可得,当逆时针旋转60°时,△DGP的面积也等于3,综上所述,将△EDF以点D为旋转中心,顺时针或逆时针旋转60°时,△DGP的面积等于3.20.(山东省菏泽市·3分)如图,△ACB和△DCE均为等腰三角形,点A,D,E在同一直线上,连接BE.(1)如图1,若∠CAB=∠CBA=∠CDE=∠CED=50°①求证:AD=BE;②求∠AEB的度数.(2)如图2,若∠ACB=∠DCE=120°,CM为△DCE中DE边上的高,BN为△ABE中AE边上的高,试证明:AE=2CM+BN.【考点】等腰三角形的性质.【解答】(1)①证明:∵∠CAB=∠CBA=∠CDE=∠CED=50°,∴∠ACB=∠DCE=180°﹣2×50°=80°.∵∠ACB=∠ACD+∠DCB,∠DCE=∠DCB+∠BCE,∴∠ACD=∠BCE.∵△AC B和△DCE均为等腰三角形,∴AC=BC,DC=EC.在△ACD和△BCE中,有,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴AD=BE.②解:∵△ACD≌△BCE,∴∠ADC=∠BEC.∵点A,D,E在同一直线上,且∠CDE=50°,∴∠ADC=180°﹣∠CDE=130°,∴∠BEC=130°.∵∠BEC=∠CED+∠AEB,且∠CED=50°,∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=130°﹣50°=80°.(2)证明:∵△ACB和△DCE均为等腰三角形,且∠ACB=∠DCE=120°,∴∠CDM=∠CEM=×(180°﹣120°)=30°.∵CM⊥DE,∴∠CMD=90°,DM=EM.在Rt△CMD中,∠CMD=90°,∠CDM=30°,∴DE=2DM=2×=2CM.∵∠BEC=∠ADC=180°﹣30°=150°,∠BEC=∠CEM+∠AEB,∴∠AEB=∠BEC﹣∠CEM=150°﹣30°=120°,∴∠BEN=180°﹣120°=60°.。
专题对点练10 三角函数与三角变换1.(2018上海,18)设常数a∈R,函数f(x)=a sin 2x+2cos2x.(1)若f(x)为偶函数,求a的值;(2)若f+1,求方程f(x)=1- 在区间[-π,π]上的解.2.已知函数f(x)=cos--2sin x cos x.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求证:当x∈-时,f(x)≥-.3.设函数f(x)=cos2x-x cos x+.(1)求f(x)的最小正周期及值域;(2)已知在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f(B+C)=,a=,b+c=3,求△ABC的面积.4.已知函数f(x)=sin ωx·cos ωx+cos2ωx-(ω>0)的两条相邻对称轴之间的距离为.(1)求ω的值;(2)将函数f(x)的图象向左平移个单位,再将所得函数的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,若函数y=g(x)-k在区间-上存在零点,求实数k的取值范围.5.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知A为锐角,且b sin A cos C+c sin A cos B= a.(1)求角A的大小;(2)设函数f(x)=tan A sin ωx cos ωx-cos 2ωx(ω>0),其图象上相邻两条对称轴间的距离为,将函数y=f(x)的图象向左平移个单位,得到函数y=g(x)图象,求函数g(x)在区间-上的值域.6.已知f(x)=sin(π+ωx)·sin--cos2ωx(ω>0)的最小正周期为T=π.(1)求f的值;(2)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若(2a-c)cos B=b cos C,求角B的大小以及f(A)的取值范围.7.已知函数f(x)=2cos2x+2sin x cos x+a,且当x∈时,f(x)的最小值为2.(1)求a的值,并求f(x)的单调递增区间;(2)先将函数y=f(x)的图象上的点纵坐标不变,横坐标缩小到原来的,再将所得图象向右平移个单位,得到函数y=g(x)的图象,求方程g(x)=4在区间上所有根之和.8.函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示.(1)求f(x)的解析式,并求函数f(x)在-上的值域;(2)在△ABC中,AB=3,AC=2,f(A)=1,求sin 2B.专题对点练10答案1.解 (1)∵f(x)=a sin 2x+2cos2x,∴f(-x)=-a sin 2x+2cos2x.∵f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x),∴-a sin 2x+2cos2x=a sin 2x+2cos2x,∴2a sin 2x=0,∴a=0.(2)∵f+1,∴a sin+2cos2=a+1=+1,∴a=,∴f(x)=sin 2x+2cos2x=x+cos 2x+1=2sin+1.∵f(x)=1-,∴2sin+1=1-,∴sin=-,∴2x+=-+2kπ或2x+π+2kπ,k∈Z,∴x=kπ-或x=kπ+,k∈Z.∵x∈[-π,π],∴x=-或-或或.∴所求方程的解为x=-或-或或.2.(1)解f(x)=cos 2x+sin 2x-sin 2x=sin 2x+cos 2x=sin.所以f(x)的最小正周期T==π.(2)证明因为-≤x≤,所以-≤ x+.所以sin≥sin-=-.所以当x∈-时,f(x)≥-.3.解 (1)f(x)=cos2x-sin x cos x+=cos+1,∴f(x)的最小正周期为T=π.∵x∈R,∴- ≤cos≤故f(x)的值域为[0,2].(2)由f(B+C)=cos)+1=,得cos-.又A∈(0,π),得A=.在△ABC中,由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos=(b+c)2-3bc,又a=,b+c=3,∴3=9-3bc,解得bc=2,∴△ABC的面积S=bc sin×2×.4.解 (1)原函数可化为f(x)=sin 2ωx+cos sin 2ωx+·cos 2ωx=sin.∵函数f(x)的相邻两条对称轴之间的距离为,∴f(x)的最小正周期为2×=π.∴=π,∴ω=1.(2)由(1)知,ω=1,f(x)=sin,将函数f(x)的图象向左平移个单位,得到函数y=sin=sin=cos 2x的图象,再将函数y=cos 2x的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数y=cos x的图象.∴g(x)=cos x.∵x∈-,∴g(x)=cos x∈-.∵函数y=g(x)-k在区间-上存在零点,∴k∈-.∴实数k的取值范围为-.5.解 (1)∵b sin A cos C+c sin A cos B=a,∴由正弦定理可得sin B sin A cos C+sin C sinA cos B=sin A,∵A为锐角,sin A≠0,∴sin B cos C+sin C cos B=,可得sin(B+C)=sin A=,∴A=.(2)∵A=,可得tan A=,∴f(x)=sin ωx cos ωx-cos 2ωx=sin 2ωx-cos 2ωx=sin-,∵其图象上相邻两条对称轴间的距离为,可得T=2×,解得ω=1,∴f(x)=sin-,∴将y=f(x)的图象向左平移个单位,图象对应的函数为y=g(x)=sin-=sinπ3,∵x∈-,可得2x+,∴g(x)=sin.6.解 (1)f(x)=sin(π+ωx)·sin--cos2ωx=ωx·cos ωx-cos2ωx=sin 2ωx-cos 2ωx-=sin-.∵最小正周期为T=π,∴=π,ω=1.∴f(x)=sin-.∴f=sin-.(2)∵(2a-c)cos B=b cos C,∴(2sin A-sin C)cos B=sin B cos C,2sin A cos B=sin B cos C+cos B sin C=sin(B+C)=sin A.∵sin A>0,∴cos B=,∵B∈(0,π),∴B=.∴A∈,2A--,∴sin--.即f(A)的取值范围为-.7.解 (1)f(x)=2cos2x+2·sin x cos x+a=cos 2x+1+sin 2x+a=2sin+a+1,∵x∈,∴2x+,∴f(x)的最小值为-1+a+1=2,解得a=2,∴f(x)=2sin+3.由2kπ-≤ x+≤ kπ+,k∈Z,可得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,∴f(x)的单调递增区间为- (k∈Z).(2)由函数图象变换可得g(x)=2sin-+3,由g(x)=4可得sin-,∴4x-=2kπ+或4x-=2kπ+(k∈Z),解得x=或x=(k∈Z),∵x∈,∴x=或x=,∴所有根之和为.8.解 (1)由题图知,T=,∴T=π.∴=π,∴ω=2,∴f(x)=2sin(2x+φ).∵点在函数f(x)的图象上,∴sin=1,∴+φ=+2kπ(k∈Z).∵0<φ<π,∴φ=,∴f(x)=2sin.∵-≤x≤,∴ ≤ x+.∴ ≤sin≤ ∴ ≤f(x)≤ 即函数f(x)在-上的值域为[0,2].(2)∵f(A)=2sin=1,∴sin.∵<2A+,∴2A+,∴A=.在△ABC中,由余弦定理得BC2=9+4-2×3×2×=7,∴BC=.,由正弦定理得sin sin故sin B=.又AC<AB,∴角B为锐角,∴cos B=,∴sin 2B=2sin B cos B=.。
大题规范练(四)(满分70分,押题冲刺,70分钟拿到主观题高分)解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.1.(本小题满分12分)△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,面积S 满足S =12[c 2-(a -b )2].(1)求cos C ;(2)若c =4,且2sin A cos C =sin B ,求b 的长.解:(1)由S =12[c 2-(a -b )2]=12[-(a 2+b 2-c 2)+2ab ]=-ab cos C +ab ,又S =12ab sin C ,于是12ab sin C =-ab cos C +ab ,即sin C =2(1-cos C ),结合sin 2C +cos 2C =1,可得5cos 2C -8cos C +3=0,解得cos C =35或cos C =1(舍去),故cos C =35.(2)由2sin A cos C =sin B 结合正、余弦定理,可得2·a ·a 2+b 2-c 22ab=b ,即(a -c )(a +c )=0,解得a =c ,又c =4,所以a =4,由c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,得42=42+b 2-2×4×35b ,解得b =245.2.(本小题满分12分)如图,在三棱柱ABC A 1B 1C 1中,B 1B =B 1A =AB =BC ,∠B 1BC =90°,D 为AC 的中点,AB ⊥B 1D .(1)求证:平面ABB 1A 1⊥平面ABC ;(2)求直线B 1D 与平面ACC 1A 1所成角的正弦值. 解:(1)取AB 的中点O ,连接OD ,OB 1. 因为B 1B =B 1A ,所以OB 1⊥AB .又AB ⊥B 1D ,OB 1∩B 1D =B 1,所以AB ⊥平面B 1OD , 因为OD ⊂平面B 1OD ,所以AB ⊥OD .由已知,BC ⊥BB 1,又OD ∥BC ,所以OD ⊥BB 1,因为AB ∩BB 1=B ,所以OD ⊥平面ABB 1A 1. 又OD ⊂平面ABC ,所以平面ABC ⊥平面ABB 1A 1.(2)由(1)知,OB ,OD ,OB 1两两垂直,以O 为坐标原点,OB →的方向为x 轴的正方向,|OB →|为单位长度1,建立如图所示的空间直角坐标系O xyz .由题设知B 1(0,0,3),D (0,1,0),A (-1,0,0),C (1,2,0),C 1(0,2,3). 则B 1D →=(0,1,-3),AC →=(2,2,0),CC 1→=(-1,0,3).设平面ACC 1A 1的法向量为m =(x ,y ,z ),则m ·AC →=0,m ·CC 1→=0,即x +y =0,-x +3z =0,可取m =(3,-3,1).设直线B 1D 与平面ACC 1A 1所成角为θ,故cos 〈B 1D →,m 〉=B 1D →·m|B 1D →|·|m |=-217.则sin θ=217. ∴直线B 1D 与平面ACC 1A 1所成角的正弦值为217. 3.(本小题满分12分)2017年1月6日,国务院法制办公布了《未成年人网络保护条例(送审稿)》,条例禁止未成年人在每日的0:00至8:00期间打网游,强化网上个人信息保护,对未成年人实施网络欺凌,构成犯罪的,将被依法追究刑事责任.为了解居民对实施此条例的意见,某调查机构从某社区内年龄(单位:岁)在[25,55]内的10 000名居民中随机抽取了100人,获得的所有样本数据按照年龄区间[25,30),[30,35),[35,40),[40,45),[45,50),[50,55]进行分组,同时对这100人的意见情况进行统计得到频率分布表.(1)完成抽取的这100人的频率分布直方图,并估计这100人的平均年龄(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);(2)将频率视为概率,根据样本估计总体的思想,若从这10 000名居民中任选4人进行座谈,求至多有1人的年龄在[50,55]内的概率;(3)若按分层抽样的方法从年龄在区间[25,40),[40,45)内的居民中共抽取10人,再从这10人中随机抽取3人进行座谈,记抽取的3人的年龄在[40,45)内的人数为X ,求X 的分布列与数学期望.分组 持赞同意见的人数占本组的频率[25,30) 4 0.80 [30,35)80.80[35,40) 12 0.80 [40,45) 19 0.95 [45,50) 24 0.80 [50,55]170.85解:(1)根据题意可得年龄在[25,30)内的人数为40.80=5,其频率为5100=0.05;年龄在[30,35)内的人数为80.80=10,其频率为10100=0.1;年龄在[35,40)内的人数为120.80=15,其频率为15100=0.15;年龄在[40,45)内的人数为190.95=20,其频率为20100=0.2;年龄在[45,50)内的人数为240.80=30,其频率为30100=0.3;年龄在[50,55]内的人数为170.85=20,其频率为20100=0.2.作出频率分布直方图如图所示.根据频率分布直方图估计这100人的平均年龄为25+302×0.05+30+352×0.1+35+402×0.15+40+452×0.2+45+502×0.3+50+552×0.2=1.375+3.25+5.625+8.5+14.25+10.5=43.5.(2)由(1)知随机抽取的这100人中,年龄在[25,50)内的人数为80,年龄在[50,55]内的人数为20,任选1人,其年龄恰在[50,55]内的频率为20100=15,将频率视为概率,故从这10 000名居民中任选1人,其年龄恰在[50,55]内的概率为15,设“从这10 000名居民中任选4人进行座谈,至多有1人的年龄在[50,55]内”为事件A ,则P (A )=C 04×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-154×⎝ ⎛⎭⎪⎫150+C 14×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-153×15=512625.(3)由(1)得年龄在[25,40)内的人数为30,年龄在[40,45)内的人数为20,则分层抽样的抽样比为30∶20=3∶2,故从年龄在[25,40)内的居民中抽取6人,从年龄在[40,45)内的居民中抽取4人,则抽取的3人的年龄在[40,45)内的人数X 的所有可能取值为0,1,2,3,P (X =0)=C 36C 04C 310=16,P (X =1)=C 26C 14C 310=12,P (X =2)=C 16C 24C 310=310,P (X =3)=C 06C 34C 310=130.故X 的分布列为X 0 1 2 3 P16 12310130E (X )=0×16+1×12+2×10+3×30=5.4.(本小题满分12分)设椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F ,右顶点为A ,B ,C 是椭圆上关于原点对称的两点(B ,C 均不在x 轴上),线段AC 的中点为D ,且B ,F ,D 三点共线.(1)求椭圆E 的离心率;(2)设F (1,0),过F 的直线l 交E 于M ,N 两点,直线MA ,NA 分别与直线x =9交于P ,Q 两点.证明:以PQ 为直径的圆过点F .解:(1)解法一:由已知A (a,0),F (c,0),设B (x 0,y 0),C (-x 0,-y 0),则D ⎝⎛⎭⎪⎫a -x 02,-y 02,∵B ,F ,D 三点共线,∴BF →∥BD →,又BF →=(c -x 0,-y 0),BD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫a -3x 02,-3y 02,∴-32y 0(c -x 0)=-y 0·a -3x 02,∴a =3c ,从而e =13.解法二:设直线BF 交AC 于点D ,连接OD ,由题意知,OD 是△CAB 的中位线, ∴OD ═∥12AB ,∴AB →∥OD →, ∴△OFD ∽△AFB .∴ca -c =12,解得a =3c ,从而e =13. (2)证明:∵F 的坐标为(1,0), ∴c =1,从而a =3,∴b 2=8. ∴椭圆E 的方程为x 29+y 28=1.设直线l 的方程为x =ny +1,由⎩⎪⎨⎪⎧x =ny +1x 29+y28=1⇒(8n 2+9)y 2+16ny -64=0,∴y 1+y 2=-16n 8n 2+9,y 1y 2=-648n 2+9,其中M (ny 1+1,y 1),N (ny 2+1,y 2). ∴直线AM 的方程为y y 1=x -3ny 1-2,∴P ⎝⎛⎭⎪⎫9,6y 1ny 1-2,同理Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫9,6y 2ny 2-2, 从而FP →·FQ →=⎝ ⎛⎭⎪⎫8,6y 1ny 1-2·⎝ ⎛⎭⎪⎫8,6y 2ny 2-2=64+36y 1y 2n 2y 1y 2-2n y 1+y 2+4=64+36×-648n 2+9-64n 28n 2+9+32n28n 2+9+4 =64+36×-6436=0.∴FP ⊥FQ ,即以PQ 为直径的圆恒过点F .5.(本小题满分12分)已知函数f (x )=12x 2-x +a ln x (a >0).(1)若a =1,求f (x )的图象在(1,f (1))处的切线方程; (2)讨论f (x )的单调性;(3)若f (x )存在两个极值点x 1,x 2,求证:f (x 1)+f (x 2)>-3-2ln 24.解:(1)a =1时,f (x )=12x 2-x +ln x ,f ′(x )=x -1+1x ,f ′(1)=1,f (1)=-12,∴y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=x -1,即y =x -32.∴f (x )的图象在(1,f (1))处的切线方程为2x -2y -3=0.(2)f ′(x )=x -1+a x =x 2-x +ax(a >0).①若a ≥14,x 2-x +a ≥0,f ′(x )≥0,∴f (x )在(0,+∞)上单调递增.②若0<a <14,由x 2-x +a >0得0<x <1-1-4a 2或x >1+1-4a 2;由x 2-x +a <0得1-1-4a 2<x <1+1-4a 2. ∴f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1-4a 2,1+1-4a 2上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1-1-4a 2和⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1-4a 2,+∞上单调递增.综上,当a ≥14时,f (x )在(0,+∞)上单调递增;当0<a <14时,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1-4a 2,1+1-4a 2上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1-1-4a 2和⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1-4a 2,+∞上单调递增.(3)由(2)知0<a <14时,f (x )存在两个极值点x 1,x 2,且x 1,x 2是方程x 2-x +a =0的两个根,∴x 1+x 2=1,x 1·x 2=a .∴f (x 1)+f (x 2)=12x 21-x 1+a ln x 1+12x 22-x 2+a ln x 2=12(x 1+x 2)2-x 1·x 2-(x 1+x 2)+a ln(x 1·x 2)=12-a -1+a ln a =a ln a -a -12.令g (x )=x ln x -x -12⎝⎛⎭⎪⎫0<x <14,则g ′(x )=ln x <0.∴g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14上单调递减,∴g (x )>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=-3-2ln 24.∴f (x 1)+f (x 2)>-3-2ln 24.请考生在第6、7题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分. 6.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,圆C的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos φy =2+2sin φ(φ为参数).以O 为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(1)求圆C 的普通方程;(2)直线l 的极坐标方程是2ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6=53,射线OM :θ=π6与圆C 的交点为O ,P ,与直线l 的交点为Q ,求线段PQ 的长.解:(1)因为圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos φy =2+2sin φ(φ为参数),所以圆心C 的坐标为(0,2),半径为2,圆C 的普通方程为x 2+(y -2)2=4.(2)将x =ρcos θ,y =ρsin θ代入x 2+(y -2)2=4,得圆C 的极坐标方程为ρ=4sin θ.设P (ρ1,θ1),则由⎩⎪⎨⎪⎧ρ=4sin θθ=π6,解得ρ1=2,θ1=π6.设Q (ρ2,θ2),则由⎩⎪⎨⎪⎧2ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π6=53θ=π6,解得ρ2=5,θ2=π6.所以|PQ |=3.7.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲 已知f (x )=|2x -1|-|x +1|.(1)将f (x )的解析式写成分段函数的形式,并作出其图象;(2)若a +b =1,对∀a ,b ∈(0,+∞),1a +4b≥3f (x )恒成立,求x 的取值范围.解:(1)由已知,得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +2,x <-1-3x ,-1≤x <12,x -2,x ≥12作函数f (x )的图象如图所示.(2)∵a,b∈(0,+∞),且a+b=1,∴1a+4b=⎝⎛⎭⎪⎫1a+4b(a+b)=5+⎝⎛⎭⎪⎫ba+4ab≥5+2ba·4ab=9,当且仅当ba=4ab,即a=13,b=23时等号成立.∴1a+4b≥3(|2x-1|-|x+1|)恒成立,∴|2x-1|-|x+1|≤3,结合图象知-1≤x≤5.∴x的取值范围是[-1,5].。
专题能力训练10 三角变换与解三角形一、能力突破训练1.(2018全国Ⅲ,理4)若sin α=,则cos 2α=()A.B.C.-D.-2.已知=-,则sin α+cos α等于()A.-B.C.D.-3.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若(a2+c2-b2)tan B=ac,则角B的值为()A. B.C. D.4.在△ABC中,∠ABC=,AB=,BC=3,则sin∠BAC等于()A. B. C. D.5.已知在△ABC中,内角A,B,C对边分别为a,b,c,C=120°,a=2b,则tan A= .6.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cos A=,cos C=,a=1,则b= .7.(2018全国Ⅱ,理15)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)= .8.在△ABC中,a2+c2=b2+ac.(1)求B的大小;(2)求cos A+cos C的最大值.9.在△ABC中,∠A=60°,c=a.(1)求sin C的值;(2)若a=7,求△ABC的面积.10.设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,a=b tan A,且B为钝角.(1)证明:B-A=;(2)求sin A+sin C的取值范围.11.设f(x)=sin x cos x-cos2.(1)求f(x)的单调区间;(2)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若f=0,a=1,求△ABC面积的最大值.二、思维提升训练12.若0<α<,-<β<0,cos,cos,则cos等于()A. B.- C. D.-13.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足c sin A=a cos C.当sin A-cos取最大值时,角A的大小为()A. B. C. D.14.在△ABC中,边AB的垂直平分线交边AC于点D,若C=,BC=8,BD=7,则△ABC的面积为.15.已知sin sin,α∈,则sin 4α的值为.16.在锐角三角形ABC中,若sin A=2sin B sin C,则tan A tan B tan C的最小值是.17.在△ABC中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,<C<,且.(1)判断△ABC的形状;(2)若||=2,求的取值范围.专题能力训练10三角变换与解三角形一、能力突破训练1.B解析 cos 2α=1-2sin2α=1-22.D解析=-=2cos cos α+sin α=-,∴sin α+cos α=-,故选D.3.D解析由(a2+c2-b2)tan B=ac,得,即cos B=,则sin B=∵0<B<π,∴角B为故选D.4.C解析在△ABC中,由余弦定理,得AC2=BA2+BC2-2BA·BC cos∠ABC=()2+32-23cos=5.解得AC=由正弦定理,得sin∠BAC=5解析由正弦定理可得sin A=2sin B,因为B=180°-A-120°=60°-A,所以sin A=2sin(60°-A),即sin A=cos A-sin A,所以2sin A=cos A,故tan A=6解析因为cos A=,cos C=,且A,C为△ABC的内角,所以sin A=,sin C=,sin B=sin[π-(A+C)]=sin (A+C)=sin A cos C+cos A sin C=又因为,所以b=7.-解析∵(sin α+cos β)2+(cos α+sin β)2=1,∴sin2α+cos2β+cos2α+sin2β+2sin αcos β+2sin βcos α=1+1+2sin(α+β)=1.∴sin(α+β)=-8.解 (1)由余弦定理及题设得cos B=又因为0<B<π,所以B=(2)由(1)知A+C=cos A+cos C=cos A+cos=cos A-cos A+sin A=cos A+sin A=cos因为0<A<,所以当A=时,cos A+cos C取得最大值1.9.解 (1)在△ABC中,因为∠A=60°,c=a,所以由正弦定理得sin C=(2)因为a=7,所以c=7=3.由余弦定理a2=b2+c2-2bc cos A得72=b2+32-2b×3,解得b=8或b=-5(舍).所以△ABC的面积S=bc sin A=8×3=610.(1)证明由a=b tan A及正弦定理,得,所以sin B=cos A,即sin B=sin又B为钝角,因此+A,故B=+A,即B-A=(2)解由(1)知,C=π-(A+B)=π--2A>0,所以A,于是sin A+sin C=sin A+sin=sin A+cos 2A=-2sin2A+sin A+1=-2因为0<A<,所以0<sin A<,因此<-2由此可知sin A+sin C的取值范围是11.解 (1)由题意知f(x)==sin 2x-由-+2kπ≤2x+2kπ,k∈Z,可得-+kπ≤x+kπ,k∈Z;由+2kπ≤2x+2kπ,k∈Z,可得+kπ≤x+kπ,k∈Z.所以f(x)的单调递增区间是(k∈Z);单调递减区间是(k∈Z).(2)由f=sin A-=0,得sin A=,由题意知A为锐角,所以cos A=由余弦定理a2=b2+c2-2bc cos A,得1+bc=b2+c2≥2bc,即bc≤2+,且当b=c时等号成立.因此bc sin A所以△ABC面积的最大值为二、思维提升训练12.C解析∵cos,0<α<,∴sin又cos,-<β<0,∴sin,∴cos=cos=cos cos+sin sin=13.A解析由正弦定理,得sin C sin A=sin A cos C.因为0<A<π,所以sin A>0,从而sin C=cos C.又cos C≠0,所以tan C=1,则C=,所以B=-A.于是sin A-cos sin A-cos(π-A)=sin A+cos A=2sin因为0<A<,所以<A+,从而当A+,即A=时,2sin取最大值2.故选A.14.20或24解析在△CDB中,设CD=t,由余弦定理得49=64+t2-2×8t×cos,即t2-8t+15=0,解得t=3或t=5.当t=3时,CA=10,△ABC的面积S=10×8×sin=20;当t=5时,CA=12,△ABC的面积S=12×8×sin=24故△ABC的面积为20或2415.-解析因为sin=sin=cos,所以sin sin=sin cos sin=cos 2α=,所以cos 2α=因为<α<π,所以π<2α<2π.所以sin 2α=-=-所以sin 4α=2sin 2αcos 2α=-=-16.8解析 sin A=sin(B+C)=2sin B sin C⇒tan B+tan C=2tan B tan C,因为tan A=-tan(B+C)=-,所以tan A tan B tan C=tan A+tan B+tan C=tan A+2tan B tan C.因为△ABC为锐角三角形,所以tan A>0,tan B tan C>0,所以tan A+2tan B tan C≥2,当且仅当tanA=2tan B tan C时,等号成立,即tan A tan B tan C≥2,解得tan A tan B tan C≥8,即最小值为8.17.解 (1)由及正弦定理,得sin B=sin 2C,∴B=2C或B+2C=π.若B=2C,<C<,<B<π,B+C>π(舍去).若B+2C=π,又A+B+C=π,∴A=C,∴△ABC为等腰三角形.(2)∵||=2,∴a2+c2+2ac cos B=4.又由(1)知a=c,∴cos B=而cos B=-cos 2C,<cos B<1,∴1<a2<=ac cos B=a2cos B,且cos B=,∴a2cos B=2-a2。
高三数学二轮复习重点高三数学第二轮重点复习内容专题一:函数与不等式,以函数为主线,不等式和函数综合题型是考点函数的性质:着重掌握函数的单调性,奇偶性,周期性,对称性。
这些性质通常会综合起来一起考察,并且有时会考察具体函数的这些性质,有时会考察抽象函数的这些性质。
一元二次函数:一元二次函数是贯穿中学阶段的一大函数,初中阶段主要对它的一些基础性质进行了了解,高中阶段更多的是将它与导数进行衔接,根据抛物线的开口方向,与x轴的交点位置,进而讨论与定义域在x轴上的摆放顺序,这样可以判断导数的正负,最终达到求出单调区间的目的,求出极值及最值。
不等式:这一类问题常常出现在恒成立,或存在性问题中,其实质是求函数的最值。
当然关于不等式的解法,均值不等式,这些不等式的基础知识点需掌握,还有一类较难的综合性问题为不等式与数列的结合问题,掌握几种不等式的放缩技巧是非常必要的。
专题二:数列。
以等差等比数列为载体,考察等差等比数列的通项公式,求和公式,通项公式和求和公式的关系,求通项公式的几种常用方法,求前n项和的几种常用方法,这些知识点需要掌握。
专题三:三角函数,平面向量,解三角形。
三角函数是每年必考的知识点,难度较小,选择,填空,解答题中都有涉及,有时候考察三角函数的公式之间的互相转化,进而求单调区间或值域;有时候考察三角函数与解三角形,向量的综合性问题,当然正弦,余弦定理是很好的工具。
向量可以很好得实现数与形的转化,是一个很重要的知识衔接点,它还可以和数学的一大难点解析几何整合。
专题四:立体几何。
立体几何中,三视图是每年必考点,主要出现在选择,填空题中。
大题中的立体几何主要考察建立空间直角坐标系,通过向量这一手段求空间距离,线面角,二面角等。
另外,需要掌握棱锥,棱柱的性质,在棱锥中,着重掌握三棱锥,四棱锥,棱柱中,应该掌握三棱柱,长方体。
空间直线与平面的位置关系应以证明垂直为重点,当然常考察的方法为间接证明。
专题五:解析几何。
2018-2019年高考数学试题分类汇编三角函数一、选择题.1、(2018年高考全国卷1文科8)已知函数f(x)=2cos2x﹣sin2x+2,则()A.f(x)的最小正周期为π,最大值为3B.f(x)的最小正周期为π,最大值为4C.f(x)的最小正周期为2π,最大值为3D.f(x)的最小正周期为2π,最大值为4【解答】解:函数f(x)=2cos2x﹣sin2x+2,=2cos2x﹣sin2x+2sin2x+2cos2x,=4cos2x+sin2x,=3cos2x+1,=,=,故函数的最小正周期为π,函数的最大值为,故选:B.2、(2018年高考全国卷1文科11)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有两点A(1,a),B(2,b),且cos2α=,则|a﹣b|=()A.B.C.D.1【解答】解:∵角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有两点A(1,a),B(2,b),且cos2α=,∴cos2α=2cos2α﹣1=,解得cos2α=,∴|cosα|=,∴|sinα|==,|tanα|=||=|a﹣b|===.故选:B.3、(2018年高考全国卷3理科4)若sinα=,则cos2α=()A.B.C.﹣ D.﹣【解答】解:∵sinα=,∴cos2α=1﹣2sin2α=1﹣2×=.故选:B.4、(2018年高考全国卷3理科9文科11)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若△ABC的面积为,则C=()A.B.C.D.【解答】解:∵△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.△ABC的面积为,∴S△ABC==,∴sinC==cosC,∵0<C<π,∴C=.故选:C.5、(2018年高考全国卷2理科6文科7)在△ABC中,cos=,BC=1,AC=5,则AB=()A.4 B. C. D.2【解答】解:在△ABC中,cos=,cosC=2×=﹣,BC=1,AC=5,则AB====4.故选:A.6、(2018年高考全国卷2理科10)若f(x)=cosx﹣sinx在[﹣a,a]是减函数,则a的最大值是()A.B.C. D.π【解答】解:f(x)=cosx﹣sinx=﹣(sinx﹣cosx)=,由,k∈Z,得,k∈Z,取k=0,得f(x)的一个减区间为[,],由f(x)在[﹣a,a]是减函数,得,∴.则a的最大值是.故选:A.7、(2018年高考全国卷2文科)10.(5分)若f(x)=cosx﹣sinx在[0,a]是减函数,则a的最大值是()A.B.C. D.π【解答】解:f(x)=cosx﹣sinx=﹣(sinx﹣cosx)=﹣sin(x﹣),由﹣+2kπ≤x﹣≤+2kπ,k∈Z,得﹣+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z,取k=0,得f(x)的一个减区间为[﹣,],由f(x)在[0,a]是减函数,得a≤.则a的最大值是.故选:C8、(2018年高考全国卷3文科4)若sinα=,则cos2α=()A.B.C.﹣ D.﹣【解答】解:∵sinα=,∴cos2α=1﹣2sin2α=1﹣2×=.故选:B.9、(2018年高考全国卷3文科6)函数f(x)=的最小正周期为()A.B.C.πD.2π【解答】解:函数f(x)===sin2x的最小正周期为=π,故选:C.10、(2018年高考北京卷理科7)在平面直角坐标系中,记d为点P(cosθ,sinθ)到直线x﹣my﹣2=0的距离.当θ、m变化时,d的最大值为()A.1 B.2 C.3 D.4【解答】解:由题意d==,tanα=﹣,∴当sin(θ+α)=﹣1时,d max=1+≤3.∴d的最大值为3.故选:C.11、(2018年高考北京卷文科7)在平面直角坐标系中,,,,是圆x2+y2=1上的四段弧(如图),点P其中一段上,角α以Ox为始边,OP为终边.若tanα<cosα<sinα,则P所在的圆弧是()A.B.C.D.【解答】解:A.在AB段,正弦线小于余弦线,即cosα<sinα不成立,故A不满足条件.B.在CD段正切线最大,则cosα<sinα<tanα,故B不满足条件.C.在EF段,正切线,余弦线为负值,正弦线为正,满足tanα<cosα<sinα,D.在GH段,正切线为正值,正弦线和余弦线为负值,满足cosα<sinα<tanα不满足tanα<cosα<sinα.故选:C.12、(2018年高考天津卷文理科6)将函数y=sin(2x+)的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数()A.在区间[,]上单调递增B.在区间[,π]上单调递减C.在区间[,]上单调递增D.在区间[,2π]上单调递减【解答】解:将函数y=sin(2x+)的图象向右平移个单位长度,得到的函数为:y=sin2x,增区间满足:﹣+2kπ≤2x ≤,k ∈Z , 减区间满足:≤2x ≤,k ∈Z ,∴增区间为[﹣+kπ,+kπ],k ∈Z , 减区间为[+kπ,+kπ],k ∈Z ,∴将函数y=sin (2x+)的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数在区间[,]上单调递增.故选:A .13、(2019年高考全国I 卷文理科5)函数f (x )=2sin cos ++x xx x 在[,]-ππ的图像大致为A .B .C .D .答案:D解析:因为)()(x f x f -=-,所以)(x f 为奇函数又01)(2>-=πππf ,124412)2(22>+=+=πππππf ,故选D 14、(2019年高考全国I 卷理科11)关于函数()sin |||sin |f x x x =+有下述四个结论:①f (x )是偶函数②f (x )在区间(2π,π)单调递增③f (x )在[,]-ππ有4个零点 ④f (x )的最大值为2其中所有正确结论的编号是 A .①②④ B .②④C .①④D .①③答案:C解析:由)(|sin |||sin |)sin(|||sin )(x f x x x x x f =+=-+-=-,故①正确;),2(ππ∈x 时,x x x x f sin 2sin sin )(=+=,函数递减,故②错误;],0[π∈x 时,x x x x f sin 2sin sin )(=+=,函数有2个零点,0)()0(==πf f ,而],0[π∈x 时0)()0(=-=πf f ,所以函数有且只有3个零点,故③错误;函数为偶函数,只需讨论0>x ,N k k k x ∈+∈),2,2(πππ时,x x x x f sin 2sin sin )(=+=,最大值为2,N k k k x ∈++∈),22,2(ππππ时,0sin sin )(=-=x x x f ,故函数最大值为2,故④正确。
强化训练11 空间几何体的表面积与体积——小题备考一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40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)1.[2022·山东临沂一模]已知圆锥的侧面展开图是一个半径为2的半圆,则该圆锥的体积为( )A .3πB .3π3C .3 πD .2π2.[2022·山东潍坊一模]以边长为2的正方形一边所在直线为轴旋转一周,所得到的几何体的体积为( )A .2πB .8πC .2π3D .8π33.在三棱锥P - ABC 中,P A ⊥平面ABC ,AB ⊥AC ,且P A =AB =2,AC =23 ,则三棱锥P - ABC 外接球的体积等于( )A .2033 πB .203π C .2053π D .20π 4.[2022·湖北黄冈中学模拟]已知某圆台的高为1,上底面半径为1,下底面半径为2,则侧面展开图的面积为( )A .3πB .6πC .62 πD .32 π5.一个正四面体的棱长为2,则这个正四面体的外接球的体积为( )A .6 πB .2πC .3πD .22 π6.[2022·河北唐山二模]如图,圆锥的轴为PO ,其底面直径和高均为2,过PO 的中点O 1作平行底面的截面,以该截面为底面挖去一个圆柱,此圆柱的下底面在圆锥的底面上,则圆锥与所得圆柱的体积之比为( )A .2∶1B .5∶3C .3∶1D .8∶37.已知正方体ABCD - A 1B 1C 1D 1的棱长为1,E 为BC 上一点,则三棱锥B 1 - AC 1E 的体积为( ) A.12 B .13C .14D .168.[2022·山东济宁三模]若一个正六棱柱既有外接球又有内切球,则该正六棱柱的外接球和内切球的表面积的比值为( )A .2∶1B .3∶2C .7∶3D .7∶4二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多个符合题目要求,全部选对得5分,部分选对得2分,选错或多选得0分)9.用平行于棱锥底面的平面去截棱锥,得到上、下两部分空间图形且上、下两部分的高之比为1∶2,则关于上、下两空间图形的说法正确的是( )A.侧面积之比为1∶4B .侧面积之比为1∶8C .体积之比为1∶27D.体积之比为1∶2610.[2022·湖北武汉模拟]一个圆柱和一个圆锥的底面直径和它们的高都与一个球的直径2R 相等,下列结论正确的是()A.圆柱的侧面积为4πR2B.圆锥的侧面积为2πR2C.圆柱的侧面积与球的表面积相等D.球的体积是圆锥体积的两倍11.我国古代数学名著《九章算术》中将正四棱锥称为方锥.已知半球内有一个方锥,方锥的底面内接于半球的底面,方锥的顶点在半球的球面上,若方锥的体积为18,则关于半球的说法正确的是()A.半径是3B.体积为18πC.表面积为27πD.表面积为18π12.[2022·山东滨州二模]在边长为4的正方形ABCD中,如图1所示,E,F,M分别为BC,CD,BE的中点,分别沿AE,AF及EF所在直线把△AEB,△AFD和△EFC折起,使B,C,D三点重合于点P,得到三棱锥P-AEF,如图2所示,则下列结论中正确的是()A.P A⊥EFB.三棱锥M -AEF的体积为4C.三棱锥P -AEF外接球的表面积为24πD.过点M的平面截三棱锥P -AEF的外接球所得截面的面积的取值范围为[π,6π]三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.[2022·山东济南一模]已知圆锥的轴截面是一个顶角为2π3,腰长为2的等腰三角形,则该圆锥的体积为________.14.[2022·广东惠州一模]若一个圆台的侧面展开图是半圆面所在的扇环,且扇环的面积为4π,圆台上、下底面圆的半径分别为r1,r2(r1<r2),则r22-r21=________.15.一个正四棱锥的高为7,底面边长为10,若正四棱锥的五个顶点恰好在一个球面上,则该球的半径为________.16.[2022·山东烟台三模]某学校开展手工艺品展示活动,小明同学用塑料制作了如图所示的手工艺品,其外部为一个底面边长为6的正三棱柱,内部为一个球,球的表面与三棱柱的各面均相切,则该内切球的表面积为________,三棱柱的顶点到球的表面的最短距离为________.强化训练11 空间几何体的表面积与体积1.解析:设圆锥底面半径为r ,高为h ,母线长为l =2,则l2=r2+h2=4,底面周长2πr =12 ×(2π×2)⇒r =1,所以h =4-12 = 3 ,所以圆锥的体积为13 ×π×12× 3 =3π3 .答案:B2.解析:以边长为2的正方形一边所在直线为轴旋转一周所得几何体是以2为底面圆半径,高为2的圆柱,由圆柱的体积公式得:V =π×22×2=8π,所以所得到的几何体的体积为8π.答案:B3.解析:PA ⊥平面ABC ,AB ⊥AC ,因此以AP ,AB ,AC 为棱构造一个长方体,此长方体的外接球即为三棱锥P - ABC 的外接球,长方体的对角线是外接球的直径,由已知长方体对角线长为22+22+(23)2 =2 5 ,所以外接球半径为R =5 ,外接球体积为V =43 π·( 5 )3=2053 π.答案:C4.解析:由题意知圆台母线长为12+(2-1)2 = 2 ,且上底面圆周为2π,下底面圆周为4π,圆台侧面展开图为圆环的一部分,圆环所在的小圆半径为12+12 = 2 ,则圆环所在的大圆半径为2 2 ,所以侧面展开图的面积S=12×4π×2 2 -12×2π× 2 =3 2 π.答案:D5.解析:如图,四面体BDMN是正四面体,棱长BD=2,将其补形成正方体GBCD - MENF,则正方体GBCD - MENF的棱长GB=22 BD= 2 ,此正方体的体对角线长为6 ,正四面体BDMN与正方体GBCD - MENF有相同的外接球,则正四面体BDMN的外接球半径R=6 2,所以正四面体BDMN的外接球体积为V=43πR3=43π·(62)3= 6 π.答案:A6.解析:圆锥的体积为V1=13π×12×2=2π3,圆柱的体积为V2=π×(12)2×1=π4,所以V1∶V2=2π3∶π4=8∶3.答案:D7.解析:由ABCD - A1B1C1D1为正方体,显然AB为A到平面EB1C1的距离,所以VB1 - AC1E=VA - EB1C1=13 S△EB1C1·AB=13 ×12 ×1×1×1=16 .答案:D8.解析:如图:O1,O2分别为底面中心,O为O1O2的中点,D为AB的中点,设正六棱柱的底面边长为2,若正六棱柱有内切球,则OO1=O1D= 3 ,即内切球的半径r= 3 ,OA2=OO21+O1A2=7,即外接球的半径R=7 ,则该正六棱柱的外接球和内切球的表面积的比值为4πR2∶4πr2=R2∶r2=7∶3. 答案:C9.解析:依题意知,上部分为小棱锥,下部分为棱台,所以小棱锥与原棱锥的底面边长之比为1∶3,高之比为1∶3,所以小棱锥与原棱锥的侧面积之比为1∶9,体积之比为1∶27,即小棱锥与棱台的侧面积之比为1∶8,体积之比为1∶26.答案:BD10.解析:对于A,∵圆柱的底面直径和高都等于2R,∴圆柱的侧面积S1=2πR·2R=4πR2故A正确;对于B,∵圆锥的底面直径和高等于2R,∴圆锥的侧面积为S2=πR·R2+4R2 = 5 πR2,故B错误;对于C,∵圆柱的侧面积为S1=4πR2,球的表面积S3=4πR2,即圆柱的侧面积与球的表面积相等,故C正确;对于D,球的体积为V1=43πR3,圆锥的体积为V2=13πR2·2R=23πR3,即球的体积是圆锥体积的两倍,故D正确.答案:ACD11.解析:如图,△PAC是正四棱锥的对角面,设球半径为r,AC是半圆的直径,则正四棱锥底面边长为 2 r,棱锥体积为V=13 ×( 2 r)2×r=23 r3=18,r=3,半球体积为V =23 πr3=23 π×33=18π,表面积为S =2π×32+π×32=27π.答案:ABC12.解析:由题意,将三棱锥补形为边长为2,2,4的长方体,如图所示:对A :因为AP ⊥PE ,AP ⊥PF ,PE∩PF =P ,所以AP ⊥平面PEF ,所以PA ⊥EF ,故选项A 正确;对B :因为M 为BE 的中点,所以VM - AEF =12 VP - AEF =12 ×13 ×12 ×2×2×4=43 ,故选项B 错误;对C :三棱锥P - AEF 外接球即为补形后长方体的外接球,所以外接球的直径(2R )2=22+22+42=24,所以三棱锥P - AEF 外接球的表面积为S =4πR2=24π,故选项C 正确;对D :过点M 的平面截三棱锥P - AEF 的外接球所得截面为圆,其中最大截面为过球心O 的大圆,此时截面圆的面积为πR2=π( 6 )2=6π,最小截面为过点M 垂直于球心O 与M 连线的圆,此时截面圆半径r =R2-OM2 =6-5 =1,截面圆的面积为πr2=π,所以过点M 的平面截三棱锥P - AEF 的外接球所得截面的面积的取值范围为[π,6π],故选项D 正确.答案:ACD13.解析:因圆锥的轴截面是一个顶角为2π3 ,腰长为2的等腰三角形,则此等腰三角形底边上的高即为圆锥的高h ,因此,h =2cos π3 =1,圆锥底面圆半径r =22-h2 = 3 ,所以圆锥的体积为V =13 πr2h =13 π×( 3 )2×1=π.答案:π14.解析:圆台的侧面展开图是半圆面所在的扇环,所以圆台的母线长为2πr2π -2πr1π =2r2-2r1,圆台的侧面积为2πr1+2πr22×(2r2-2r1)=2π(r 2 -r 21 )=4π, 所以r 22 -r 21 =2.答案:215.解析:设该正四棱锥为P - ABCD ,由正四棱锥和球的性质可知球的球心在高上,设球心为O ,底面中心为E ,因为底面是正方形,所以DE =12 102+102 =5 2 ,在直角三角形ODE 中,OD2=OE2+DE2,设球的半径为r ,所以有r2=(7-r )2+50⇒r =9914 .答案:991416.解析:依题意如图过侧棱的中点作正三棱柱的截面,则球心为△MNG 的中心,因为MN =6,所以△MNG 内切圆的半径r =OH =13 MH =13 MN2-HN2 =3 ,即内切球的半径R = 3 ,所以内切球的表面积S =4πR2=12π,又正三棱柱的高AA1=2R =2 3 ,所以OM =23 OH =2 3 ,所以AO =OM2+AM2 =(23)2+(3)2 =15 ,所以A 到球面上的点的距离最小值为AO -R =15 - 3答案:12π 15 - 3。
课时跟踪检测(三) 三角恒等变换与解三角形 (小题练)A 级——12+4提速练一、选择题1.(2018·河北保定一模)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3,则tan α的值为( ) A .-1 B .1 C. 3D .- 3解析:选 B 由已知得12cos α-32sin α=12sin α-32cos α,整理得⎝ ⎛⎭⎪⎫12+32sin α=⎝ ⎛⎭⎪⎫12+32cos α,即sin α=cos α,故tan α=1. 2.(2018·福州模拟)3cos 15°-4sin 215°cos 15°=( ) A.12 B.22C .1 D. 2解析:选D3cos 15°-4sin 215°cos 15°=3cos 15°-2sin 15°·2sin 15°cos 15°=3cos 15°-2sin 15°·sin 30°=3cos 15°-sin 15°=2cos(15°+30°)=2cos 45°= 2.故选D.3.(2018·全国卷Ⅱ)在△ABC 中,cos C 2=55,BC =1,AC =5,则AB =( )A .4 2 B.30 C.29D .2 5解析:选A ∵cos C 2=55,∴cos C =2cos 2C 2-1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫552-1=-35.在△ABC 中,由余弦定理,得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos C =52+12-2×5×1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35=32,∴AB =4 2.4.(2018·唐山模拟)已知α是第三象限的角,且tan α=2,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=( ) A .-1010B.1010 C .-31010D.31010解析:选C 因为α是第三象限的角,tan α=2,且⎩⎪⎨⎪⎧sin αcos α=tan α,sin 2α+cos 2α=1,所以cos α=-11+tan 2α=-55,sin α=-255,则sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=sinαcos π4+cos αsin π4=-255×22-55×22=-31010,选C. 5.(2018·武汉调研)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,且2b cos C =2a +c ,则B =( )A.π6B.π4C.π3D.2π3解析:选D 因为2b cos C =2a +c ,所以由正弦定理可得2sin B cos C =2sin A +sin C =2sin(B +C )+sin C =2sin B cos C +2cos B sin C +sin C ,即2cos B sin C =-sin C ,又sin C ≠0,所以cos B =-12,又0<B <π,所以B =2π3,故选D.6.已知3cos 2α=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π,则sin 2α=( )A.79 B .-79C.19D .-19解析:选D 由题意知3(cos 2α-sin 2α)=22(cos α-sin α),由于α∈⎝⎛⎭⎪⎫π4,π,因而cos α≠sin α,则3(cos α+sin α)=22,那么9(1+sin 2α)=8,sin 2α=-19.7.(2019届高三·昆明三中、玉溪一中联考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为S ,且2S =(a +b )2-c 2,则tan C 等于( )A.34B.43 C .-43D .-34解析:选C 因为2S =(a +b )2-c 2=a 2+b 2-c 2+2ab ,由面积公式与余弦定理,得ab sin C =2ab cos C +2ab ,即sin C -2cos C =2,所以(sin C -2cos C )2=4,sin 2C -4sin C cos C +4cos 2Csin 2C +cos 2C=4,所以tan 2C -4tan C +4tan 2C +1=4,解得tan C =-43或tan C =0(舍去). 8.(2018·洛阳模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,若a ,b ,c 成等比数列,且a 2=c 2+ac -bc ,则cb sin B=( )A.32B.233C.33D. 3解析:选B 由a ,b ,c 成等比数列得b 2=ac ,则有a 2=c 2+b 2-bc ,由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc=bc 2bc =12,故A =π3.对于b 2=ac ,由正弦定理,得sin 2B =sin A sinC =32·sin C ,由正弦定理,得cb sin B =sin C sin 2B =sin C 32sin C =233.故选B. 9.(2019届高三·广西三市联考)已知x ∈(0,π),且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=sin 2x ,则tan ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4=( )A.13 B .-13C .3D .-3解析:选A 由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=sin 2x 得sin 2x =sin 2x ,∵x ∈(0,π),∴tan x =2,∴tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4=tan x -11+tan x =13.10.(2018·广东佛山二模)已知tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=34,则cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=( )A.725 B.925 C.1625D.2425解析:选 B 由tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=1+tan α1-tan α=34,解得tan α=-17,所以cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=1+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2α2=1+sin 2α2=12+sin αcos α,又sin αcos α=sin αcos αsin 2α+cos 2α=tan αtan 2α+1=-750,故12+sin αcos α=925. 11.(2018·福州模拟)已知m =tan α+β+γtan α-β+γ,若sin [2(α+γ)]=3sin 2β,则m =( )A.12B.34C.32D .2解析:选D 设A =α+β+γ,B =α-β+γ,则2(α+γ)=A +B,2β=A -B ,因为sin [2(α+γ)]=3sin 2β,所以sin(A +B )=3sin(A -B ),即sin A cos B +cos A sin B =3(sin A cos B -cos A sin B ),即2cos A sin B =sin A cos B ,所以tan A =2tan B ,所以m =tan A tan B=2.12.(2018·南宁、柳州联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若bc =1,b +2c cos A =0,则当角B 取得最大值时,△ABC 的周长为( )A .2+ 3B .2+ 2C .3D .3+ 2解析:选A 由已知b +2c cos A =0,得b +2c ·b 2+c 2-a 22bc =0,整理得2b 2=a 2-c 2.由余弦定理,得cos B =a 2+c 2-b 22ac =a 2+3c 24ac ≥23ac 4ac =32,当且仅当a =3c 时等号成立,此时角B 取得最大值,将a =3c 代入2b 2=a 2-c 2可得b =c .又bc =1,所以b =c =1,a = 3.故△ABC 的周长为2+ 3.故选A.二、填空题13.(2018·全国卷Ⅱ)已知tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-5π4=15,则tan α=________.解析:tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-5π4=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=tan α-11+tan α=15,解得tan α=32.答案:3214.(2018·贵州模拟)如图,已知两座灯塔A 和B 与海洋观察站C 的距离分别为a 海里和2a 海里,灯塔A 在观察站C 的北偏东20°,灯塔B 在观察站C 的南偏东40°,则灯塔A 和B 的距离为________海里.解析:依题意知∠ACB =180°-20°-40°=120°,在△ABC 中,由余弦定理知AB =AC 2+BC 2-2AC ·BC cos 120°=7a 2=7a .即灯塔A 与灯塔B 的距离为7a 海里.答案:7a15.(2018·贵州模拟)已知△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足a =4,a sinB =3b cos A ,若△ABC 的面积S =43,则b +c =________.解析:由正弦定理,得sin A sin B =3sin B cos A , 又sin B ≠0,∴tan A =3,∴A =π3.由S =12bc ×32=43,得bc =16,由余弦定理得,16=b 2+c 2-bc ,∴c 2+b 2=32,∴b +c =8.答案:816.(2018·成都模拟)如图,在直角梯形ABDE 中,已知∠ABD =∠EDB =90°,C 是BD 上一点,AB =3-3,∠ACB =15°,∠ECD =60°,∠EAC =45°,则线段DE 的长度为________.解析:易知∠ACE =105°,∠AEC =30°,在直角三角形ABC 中,AC =ABsin 15°,在三角形AEC中,AC sin 30°=CE sin 45°⇒CE =AC sin 45°sin 30°,在直角三角形CED 中,DE =CE sin 60°,所以DE =CE sin60°=sin 45°sin 60°sin 30°×AB sin 15°=22×3212×3-36-24=6.答案:6B 级——难度小题强化练1.已知sin θ+cos θ=2sin α,sin 2θ=2sin 2β,则( ) A .cos β=2cos α B .cos 2β=2cos 2α C .cos 2β=2cos 2αD .cos 2β=-2cos 2α解析:选C 由同角三角函数的基本关系可得sin 2θ+cos 2θ=1,所以(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ=1+sin 2θ.由已知可得(2sin α)2=1+2sin 2β,即4sin 2α=1+2sin 2β.由二倍角公式可得4×1-cos 2α2=1+2×1-cos 2β2,整理得cos 2β=2cos 2α.故选C.2.在不等边三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,其中a 为最大边,如果sin 2(B +C )<sin 2B +sin 2C ,则角A 的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎪⎫0,π2B.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2C.⎝⎛⎭⎪⎫π6,π3D.⎝⎛⎭⎪⎫π3,π2解析:选D 由题意得sin 2A <sin 2B +sin 2C ,由正弦定理得a 2<b 2+c 2,即b 2+c 2-a 2>0,则cos A=b 2+c 2-a 22bc >0.因为0<A <π,所以0<A <π2,又a 是最大边,所以A >π3,即角A 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2.故选D.3.(2018·唐山统考)在O 点测量到远处有一物体在做匀速直线运动,开始时该物体位于P 点,一分钟后,其位置在Q 点,且∠POQ =90°,再过两分钟后,该物体位于R 点,且∠QOR =30°,则tan ∠OPQ 的值为( )A.32B.233C.32D.23解析:选B 如图,设物体的运动速度为v ,则PQ =v ,QR =2v ,因为∠POQ =90°,∠QOR =30°,所以∠POR =120°,P +R =60°,所以R =60°-P .在Rt △OPQ 中,OQ =v sin P .在△OQR 中,由正弦定理得OQ =QR ·sin Rsin ∠ROQ=4v ·sin R =4v sin(60°-P )=23v cos P -2v sin P .所以有23v cosP -2v sin P =v sin P ,即23v cos P =3v sin P ,所以tan P =233,所以选B. 4.(2018·成都模拟)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且23(sin 2A -sin 2C )=(a -b )sin B ,△ABC 的外接圆半径为 3.则△ABC 面积的最大值为( )A.38B.34C.938D.934解析:选D 由正弦定理,得a sin A =b sin B =c sin C =23,所以sin A =a 23,sin B =b23,sin C =c23,将其代入23(sin 2A -sin 2C )=(a -b )sin B ,得a 2+b 2-c 2=ab ,由余弦定理,得cosC =a 2+b 2-c 22ab =12,又0<C <π,所以C =π3.于是S △ABC =12ab sin C =12×23sin A ×23sin B ×sinπ3=33sin A sin B =332[cos(A -B )-cos(A +B )]=332[cos(A -B )+cos C ]=332cos(A -B )+334.当A =B =π3时,S △ABC 取得最大值,最大值为934,故选D.5.定义运算⎪⎪⎪⎪⎪⎪a b cd =ad -bc .若cos α=17,⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin α sin βcos α cos β=3314,0<β<α<π2,则β=________.解析:依题意有sin αcos β-cos αsin β=sin(α-β)=3314,又0<β<α<π2,∴0<α-β<π2,故cos(α-β)=1-sin 2α-β=1314,而cos α=17,∴sin α=437,于是sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β)=437×1314-17×3314=32,故β=π3. 答案:π36.(2018·四川成都模拟)如图,在△ABC 中,AB =4,BC =2,∠ABC =∠D =π3,若△ADC 是锐角三角形,则DA +DC 的取值范围为________.解析:设∠ACD =θ,则∠CAD =2π3-θ,根据条件及余弦定理计算得AC =2 3.在△ACD 中,由正弦定理得AD sin θ=CD sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ=23sinπ3=4,∴AD =4sin θ,CD =4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ, ∴DA +DC =4⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ=4⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θ+32cos θ+12sin θ=4⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin θ+32cos θ =43⎝⎛⎭⎪⎫32sin θ+12cos θ=43sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6.∵△ACD 是锐角三角形,∴θ和2π3-θ均为锐角,∴θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π2,∴θ+π6∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,2π3,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6∈⎝ ⎛⎦⎥⎤32,1.∴DA +DC =43sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6∈(]6,43. 答案:(6,4 3 ]。
专题对点练11三角变换与解三角形1. (2017全国川,理17) △ ABC 的内角ABC的对边分别为a, b,c.已知sin cosA=0, a=2 , b=2.(1)求c;⑵设D为BC边上一点,且ADL AC求厶ABD的面积.解(1)由已知可得tan A=-,所以A=.2u在厶ABC中,由余弦定理得28=4+c - 4c cos ',2即c+2c-24=0,解得c=-6(舍去),c=4.n(2)由题设可得/ CAD=,1 7T—AB AD sin—Z 6n 1—-ACAD 所以/ BAD M BAC2 CAD=.故厶ABD面积与△ ACD面积的比值为二=1.1又厶ABC的面积为1X 4 X 2sin M BAC2<S ,所以△ ABD的面积为.2. 已知a, b, c分别为锐角三角形ABC的内角ABC所对的边,且山a=2c sin A.(1)求角C3•晶⑵若c=,且厶ABC的面积为,求a+b的值.解(1)由a=2c sin A 及正弦定理得' sin A=2sin C sin A.J? K••• sin A M0, ••• sin C= . v △ ABC是锐角三角形,C=.⑵•/ C= , △ ABC的面积为,1 7T痂• ab sin ,即ab=6.71v c= , •由余弦定理得a2+b2- 2ab cos 1=7,2即(a+b) =3ab+7.将①代入②得(a+b )2=25,故a+b=5. 3.(2017河南商丘二模,理17)在厶ABC 中,角A , B.C 的对边分别为 a , b , c ,已知b (1+cos C ) =c (2 - cos B ).(1)求证:a , c , b 成等差数列;⑵若C= , △ ABC 的面积为4,求c.(1)证明 T b (1+cos C ) =c (2 - cos B ),由正弦定理可得 sin B+sin B cos C=2sin C-sin C bos B, 可得 sin B cos C+sin C cos B+sinB=2sin C,sin A+sin B=2sin C 二 a+b=2c ,即 a , c , b 成等差数列.⑵ 解■/ C= , △ ABC 的面积为4ab sin C 」ab ,222222.ab=16, T 由余弦定理可得 c =a+b-2ab cos C=a+b-ab=(a+b ) -3ab, ■/ a+b=2c ,.可得 c 2=4c 2- 3 x 16,解得 c=4.4. (2017河南六市联考二模,理17)已知在△ ABC 中,角A B, C 的对边分别为 a , b , c ,且a sinB+t cos A=0.(1)求角A 的大小;⑵若a=2, b=2,求厶ABC 的面积.解(1)在厶 ABC 中 ,由正弦定理得 sin A - sin B+sin B - cos A=0,即 sin B (sin A+cos A ) =0,M 又角B 为三角形内角,sinB M 0,所以sin A+cos A=0,即' sin '' =0,3TI又因为A € (0, n ),所以A= ^ .2 2 2 2⑵在厶ABC 中,由余弦定理得 a=b+c-2bc • cos A 则20=4+c-4c • 即 c 2+2 c-16=0,解得 c=-4(舍)或 c=2 ,5.(2017四川成都二诊,理17)如图,在梯形ABCD^ ,已知/ A= , / B= :, AB=6,在AB 边上取 点E 使得 BE=,连接 EC ED 若/ CED= , EC^.1又 S= bc sin(1)求sin / BCE的值;⑵求CD 的长.1 X -T - . --- CE BEBEsinB 2 善1解(1)在厶CBE 中,由正弦定理得 门心‘ 曲“:江=,sin / BCE= ' »:'丨;2n(2)在厶CBE 中 ,由余弦定理得 CE=BE+C 直2BE ・ CB Cos ,即7=1+CB+CB 解得CB=2.2“ 721由余弦定理得 C B=B E+C E-2BE ・ CE J OS / BEC Cos / BEC= ,sin / BEC=,鬥 \ V 32A /7 1 J21 Ql5J7—+^EC = —x —--x —=——sin / AED=in ,cos / AED=:,AE50在 Rt △ ADE 中 , AE=5^ ;=cos / AED= , DE=2,2n在厶 CED 中 ,由余弦定理得 CD=CE+D E-2CE ・ DE J OS =49, /• CD=.6.(2017江西宜春二模,理17)如图,某生态园将一块三角形地271已知角A 为 ,AB AC 的长度均大于200米,现在边界AP AQ 处建围墙,在PQ 处围竹篱笆 (1)若围墙APAQ 总长度为200米,如何可使得三角形地块 APC 面积最大?⑵ 已知竹篱笆长为50 米,AP 段围墙高1米,AQ 段围墙高2米,造价均为每平方米100元, 若AP> AQ求围墙总造价的取值范围.解设 AP=x 则 AQ=200-x ,当且仅当x=200-x 时,取等号,即AP=AQ=)0时,S A APQ 有最大值为2 500 '平方米AP AQ PQ⑵由正弦定理smS 卩Q wm",得 AP=100sin / AQPAQ=00sin / APQ.故围墙总造价y=100(AP£AQ =10 000(sin / AQP+sin / APQ =10 000 cos / AQP.u u因为 AP>AQ 所以’<Z AQP<,导学号16804183?ABC 的一角APQ 开辟为水果园1 二 &AP (= x (200 -x )sin^-<J3 ?所以. cos / AQ匡.所以围墙总造价(单位:元)的取值范围为(5 000 ,15 000] .?导学号16804184?cosP + xUinP+x,b=( - sin x, sin x), f (x) =a • b.7.已知向量a=(1)求函数f (x)的最小正周期及f (x)的最大值;iA⑵在锐角三角形ABC中,角A B, C的对边分别为a, b, c,若f 12=1, a=2 ,求厶ABC面积的最大值.解(1)易得贝U f (x) =a • b=sin 2x+ sin x cos11 ©x= cos 2 x+ 1 sin 2 x=sinf (x)的最小正周期T= =n ,7T 71 K 3当2x-‘'+2k n (k € Z)时,即x= +k n (k € Z), f ( x)取最大值是.(A(2) v *=sin 1 = 1■/a2=b2+c2-2bc cos A12=b2+c2-bc,b2+c2=12+bc>2 be,bc< 12.(当且仅当b=c时等号成立)1 占S= bc sin A」bc<3•••当厶ABC为等边三角形时面积最大,最大值是3 .?导学号16804185?8. (2017 陕西咸阳二模,理17)设函数f (x) =sin x cos x- sin (X €R). (1)求函数f(x)的单调区间;⑵在锐角三角形ABC中,角A B, C所对的边分别为a, b, c,若f fCJ=0, c=2,求厶ABC面积的最大值.2胡 |解 (1)函数 f (x )=sinx cos x-sin 丿(x € R),化 简可得 f (x )=^ sin 令 2k n - W2xW2k n + ( k € Z),贝 V k n - : < x W k n + :(k € Z),即 f (x )的递增区间为71 71]fcn - - fcn + — 4 4J(k € Z),K3n令 2k n + ' W2x W2k n + (k € Z),u3TI贝 V k n + :W x W k n + ( k € Z).' IT 3K 'fcir + — kn + ——44 可得f (x )的递减区间为J(k € Z).|S 1⑵由f 卩丿=0,得sin C=.u•••△ ABC 是锐角三角形,••(=.u由余弦定理得 c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,将 c=2, C=代入得 4=a 2+b 2「ab. 由基本不等式得 a 2+b 2=4+ab>2 ab ,即ab w 4(2 + ),1 1 1• &ABC = ab sin C W x 4(2 + ) x =2+ ,即厶ABC 面积的最大值为 2+.—1 - cos (2x2x- ' =sin 2 x-.。
专题对点练10三角函数与三角变换1.已知函数f(x)=A sin错误!未找到引用源。
,x∈R,且f错误!未找到引用源。
.(1)求A的值;(2)若f(θ)+f(-θ)=错误!未找到引用源。
,θ∈错误!未找到引用源。
,求f错误!未找到引用源。
.解(1)∵f(x)=A sin错误!未找到引用源。
,且f错误!未找到引用源。
,∴f错误!未找到引用源。
=A sin错误!未找到引用源。
=A sin 错误!未找到引用源。
=A·错误!未找到引用源。
,∴A=错误!未找到引用源。
.(2)∵f(x)=错误!未找到引用源。
sin错误!未找到引用源。
,且f(θ)+f(-θ)=错误!未找到引用源。
,∴f(θ)+f(-θ)=错误!未找到引用源。
sin错误!未找到引用源。
sin错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
×2cos θsin 错误!未找到引用源。
cos θ=错误!未找到引用源。
, ∴cos θ=错误!未找到引用源。
,且θ∈错误!未找到引用源。
.∴sin θ=错误!未找到引用源。
.∴f错误!未找到引用源。
sin错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
sin(π-θ)=错误!未找到引用源。
sin θ=错误!未找到引用源。
.2.(2017河北邯郸一模,理17)已知a,b分别是△ABC内角A,B的对边,且b sin2A=错误!未找到引用源。
a cos A sin B,函数f(x)=sin A cos2x-sin2错误!未找到引用源。
sin 2x,x∈错误!未找到引用源。
.(1)求A;(2)求函数f(x)的值域.解(1)在△ABC中,b sin2A=错误!未找到引用源。
a cos A sin B,由正弦定理得sin B sin2A=错误!未找到引用源。
sin A cos A sin B,∴tan A=错误!未找到引用源。
,又A∈(0,π),∴A=错误!未找到引用源。
.(2)由A=错误!未找到引用源。
,∴函数f(x)=sin A cos2x-sin2错误!未找到引用源。
专题对点练11 三角变换与解三角形
1.(2017全国Ⅲ,理17)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知sin A+cos A=0,a=2,b=
2.
(1)求c;
(2)设D为BC边上一点,且AD⊥AC,求△ABD的面积.
解 (1)由已知可得tan A=-,所以A=.
在△ABC中,由余弦定理得28=4+c2-4c cos,
即c2+2c-24=0,解得c=-6(舍去),c=4.
(2)由题设可得∠CAD=,
所以∠BAD=∠BAC-∠CAD=.故△ABD面积与△ACD面积的比值为=1.
又△ABC的面积为×4×2sin∠BAC=2,
所以△ABD的面积为.
2.已知a,b,c分别为锐角三角形ABC的内角A,B,C所对的边,且a=2c sin A.
(1)求角C;
(2)若c=,且△ABC的面积为,求a+b的值.
解 (1)由a=2c sin A及正弦定理得sin A=2sin C sin A.
∵sin A≠0,∴sin C=.∵△ABC是锐角三角形,∴C=.
(2)∵C=,△ABC的面积为,
∴ab sin ,即ab=6. ①∵c=,∴由余弦定理得a2+b2-2ab cos =7,
即(a+b)2=3ab+7. ②将①代入②得(a+b)2=25,故a+b=5.
3.(2017河南商丘二模,理17)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知
b(1+cos C)=c(2-cos B).
(1)求证:a,c,b成等差数列;
(2)若C=,△ABC的面积为4,求c.
(1)证明∵b(1+cos C)=c(2-cos B),
∴由正弦定理可得sin B+sin B cos C=2sin C-sin C cos B,
可得sin B cos C+sin C cos B+sin B=2sin C,
∴sin A+sin B=2sin C,∴a+b=2c,即a,c,b成等差数列.
(2)解∵C=,△ABC的面积为4ab sin C=ab,
∴ab=16,∵由余弦定理可得c2=a2+b2-2ab cos C=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,
∵a+b=2c,∴可得c2=4c2-3×16,解得c=4.
4.(2017河南六市联考二模,理17)已知在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,
且a sin B+b cos A=0.
(1)求角A的大小;
(2)若a=2,b=2,求△ABC的面积.
解 (1)在△ABC中,由正弦定理得sin A·sin B+sin B·cos A=0,即sin B(sin
A+cos A)=0,又角B为三角形内角,sin B≠0,所以sin A+cos A=0,即sin=0,
又因为A∈(0,π),所以A=.
(2)在△ABC中,由余弦定理得a2=b2+c2-2bc·cos A,则20=4+c2-4c·,
即c2+2c-16=0,解得c=-4(舍)或c=2,
又S=bc sin A,所以S=×2×2=2.
5.(2017四川成都二诊,理17)如图,在梯形ABCD中,已知∠A=,∠B=,AB=6,在
AB边上取点E,使得BE=1,连接EC,ED.若∠CED=,EC=.
(1)求sin∠BCE的值;
(2)求CD的长.
解 (1)在△CBE中,由正弦定理得,sin∠BCE=.
(2)在△CBE中,由余弦定理得CE2=BE2+CB2-2BE·CB cos,即7=1+CB2+CB,解
得CB=2.
由余弦定理得CB2=BE2+CE2-2BE·CE cos∠BEC,cos∠BEC=,sin∠BEC=,
sin∠AED=sin,cos∠AED=,
在Rt△ADE中,AE=5,=cos∠AED=,DE=2,
在△CED中,由余弦定理得CD2=CE2+DE2-2CE·DE cos=49,∴CD=7.〚导学号16804183〛6.
(2017江西宜春二模,理17)如图,某生态园将一块三角形地ABC的一角APQ开辟为水果园,已知角A为,AB,AC的长度均大于200米,现在边界AP,AQ处建围墙,在PQ处围竹篱笆.
(1)若围墙AP,AQ总长度为200米,如何可使得三角形地块APQ面积最大?
(2)已知竹篱笆长为50米,AP段围墙高1米,AQ段围墙高2米,造价均为每平方米100元,若AP≥AQ,求围墙总造价的取值范围.
解设AP=x,则AQ=200-x,
∴S
=x(200-x)sin=2 500,
△APQ
当且仅当x=200-x时,取等号,即AP=AQ=100时,S △APQ有最大值为2 500平方米.
(2)由正弦定理,得AP=100sin∠AQP,AQ=100sin∠APQ.
故围墙总造价y=100(AP+2AQ)
=10 000(sin∠AQP+2sin∠APQ)
=10 000cos∠AQP.
因为AP≥AQ,所以≤∠AQP<,
所以cos∠AQP≤.
所以围墙总造价(单位:元)的取值范围为(5 000,15 000].〚导学号
16804184〛
7.已知向量a=,b=(-sin x,sin x),f(x)=a·b.
(1)求函数f(x)的最小正周期及f(x)的最大值;
(2)在锐角三角形ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f=1,a=2,求
△ABC面积的最大值.
解 (1)易得a=(-sin x,cos x),
则f(x)=a·b=sin 2x+sin x cos x=cos 2x+sin 2x
=sin,
∴f(x)的最小正周期T==π,
当2x-+2kπ(k∈Z)时,即x=+kπ(k∈Z),f(x)取最大值是.
(2)∵f=sin=1,
∴sin,∴A=.
∵a2=b2+c2-2bc cos A,∴12=b2+c2-bc,∴b2+c2=12+bc≥2bc,∴bc≤12.(当且仅
当b=c时等号成立)
∴S=bc sin A=bc≤3.
∴当△ABC为等边三角形时面积最大,最大值是3.〚导学号16804185〛8.(2017陕西咸阳二模,理17)设函数f(x)=sin x cos x-sin2(x∈R).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)在锐角三角形ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若f=0,c=2,求△ABC
面积的最大值.
解(1)函数f(x)=sin x cos x-sin2(x∈R),化简可得f(x)=sin
2x-=sin 2x-.
令2kπ-≤2x≤2kπ+(k∈Z),则kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),即f(x)的递增区间为(k∈Z),
令2kπ+≤2x≤2kπ+(k∈Z),
则kπ+≤x≤kπ+(k∈Z).
可得f(x)的递减区间为(k∈Z).
(2)由f=0,得sin C=.
∵△ABC是锐角三角形,∴C=.
由余弦定理得c2=a2+b2-2ab cos C,将c=2,C=代入得4=a2+b2-ab.
由基本不等式得a2+b2=4+ab≥2ab,即ab≤4(2+),
=ab sin C≤×4(2+)×=2+,
∴S
△ABC
即△ABC面积的最大值为2+.。