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【走向高考】(全国通用)2016高考数学二轮复习 第2部分 大专题综合测2 三角函数与平面向量(含解析)

2024-01-16 来源:好走旅游网
2 三角函数与平面向量

时间120分钟,满分150分。

一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

1.已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x轴的正半轴,若P(x,2)是角θ终边上一点,313且cosθ=,则x的值为( )

13

A.±3 C.3 [答案] C

[解析] P到原点的距离|PO|=x+4,由三角函数的定义及题设条件得,313x2=,x+413x>0,

2B.-3 D.±13

解之得x=3.

2.(2015²河南商丘市二模)已知向量a=(3,1),b=(0,-1),c=(k,3),若a-2b与c共线,则k的值为( )

A.1 C.2 [答案] A

[解析] a-2b=(3,3),∵a-2b与c共线,∴(3)-3k=0,∴k=1. π3π

3.(文)下列函数中,周期为π,且在区间[,]上单调递增的函数是( )

44A.y=sin2x C.y=-sin2x [答案] C

π

(理)已知f(x)=asin2x+bcos2x,其中a、b∈R,ab≠0,若f(x)≤|f()|对一切x6π

∈R恒成立,且f()>0,则f(x)的单调递增区间是( )

2

ππ

A.[kπ-,kπ+](k∈Z)

36π2π

B.[kπ+,kπ+](k∈Z)

63π

C.[kπ,kπ+](k∈Z)

2

1

2

B.-1 D.-2

B.y=cos2x D.y=-cos2x

π

D.[kπ-,kπ](k∈Z)

2[答案] B

ππ

[解析] 用淘汰法求解.由条件f(x)≤|f()|知x=时f(x)取得最大值或最小值,

66ππ

故kπ+为单调区间的一个端点,排除C、D,又当单调区间为A时,应有f()<0,排除

62A,∴选B.

4.(2015²太原市二模)已知a=(x,2),b=(2,-1),且a⊥b,则|a-b|=( ) A.5 C.25 [答案] B

[解析] ∵a⊥b,∴a²b=2x-2=0,∴x=1, ∴a-b=(-1,3),∴|a-b|=10.

ππ

5.(文)函数y=tan(x-)(042

B.10 D.10

A的直线l与函数的图象交于B、C两点,则(OB+OC)²OA等于( )

A.-8 B.-4 C.4 D.8 [答案] D

[解析] A点坐标为(2,0),即OA=(2,0),

ππ

由y=tan(x-)的图象的对称性知A是BC的中点.

42→→→

∴OB+OC=2OA, →→→→→∴(OB+OC)²OA=2OA²OA →2

=2³|OA|=8.故选D.

(理)(2015²江西质监)已知△ABC是边长为2的正三角形,点P为△ABC内一点,且PA+→→→→

2PB+3PC=0,则PA²PB等于( )

2A.- 92C. 9

1B.-

98D. 9

2

→→→

[答案] A

[解析] 以AB中点O为原点,OC所在直线为y轴建立直角坐标系如图,设P(x,y),→→→

∵PA+2PB+3PC=(-1-x,-y)+2(1-x,-y)+3(-x,-y)=(1-6x,33-6y)=0,

3

1-6x=0,

∴

33-6y=0,

1x=,6∴

3y=.2

23→→1

∴P,,PA²PB=-. 962

6.(文)已知倾斜角为α的直线l与直线x-2y+2=0平行,则tan2α的值为( ) 4

A. 54

C. 3[答案] C

12tanα4

[解析] ∵tanα=,∴tan2α==. 2

21-tanα3

3

B. 42D. 3

ππ则tanα=( )

(理)(2015²太原市二模)已知sinα+cosα=2,α∈-,,

22

A.-1 C.2 2

B.-D.1

2 2

[答案] D

1

[解析] 解法1:∵sinα+cosα=2,∴sinαcosα=,

2sinα+cosα1∴=2,即tanα+=2,解之得tanα=1.

sinαcosαtanαπ

解法2:∵sinα+cosα=2,∴sin(α+)=1,

4πππ

∵α∈(-,),∴α=,∴tanα=1,故选D.

2247.(文)函数y=cos(2x-( )

A.值域为[0,2]的奇函数

3

2

2

2

ππ

)的图象向左平移个单位,所得的图象对应的函数是36

B.值域为[0,1]的奇函数 C.值域为[0,2]的偶函数 D.值域为[0,1]的偶函数 [答案] D

1+cos4x-3ππ112

[解析] y=cos(2x-)=,左移个单位后为y=+cos4x为

32622偶函数,值域为[0,1],故选D.

π

(理)若把函数y=sinωx的图象向左平移个单位,则与函数y=cosωx的图象重合,

3则ω的值可能是( )

1A. 32C. 3[答案] B

3B. 21D. 2

Tπ4π

[解析] 由条件知,=,∴T=,

433

2π3

又T=,∴ω=.

ω2

8.(2015²梧州二模)设非零向量a,b,c,满足|a|=|b|=|c|,|a+b|=|c|,则向量a,b的夹角是( )

A.π 6

πB.

35πD.

6

2πC. 3[答案] C

[解析] 由|a+b|=|c|,得|a+b|=|c|, 即a+b+2a²b=c,又因为|a|=|b|=|c|, |a|

所以a²b=-=|a||b|cos〈a,b〉,

212π

所以cos〈a,b〉=-,故〈a,b〉=.

239.(文)(2015²河南六市联考)若α∈的值为( )

A.

1

18

1B.-

18

4

2

2

2

2

22

π,π,则3cos2α=sinπ-α

4

2

,则sin2α



17C. 18[答案] D

[解析] 由已知得3(cosα-sinα)=

2

2

17D.-

18

2

(cosα-sinα), 2

π21

∵α∈(,π),∴cosα+sinα=,∴1+2sinαcosα=,

2618117

∴sin2α=-1=-.

1818

(理)(2015²唐山市一模)函数f(x)=|sinx|+2|cosx|的值域为( ) A.[1,5] C.[2,5] [答案] A

[解析] 解法1:∵f(x+π)=|sin(x+π)|+2|cos(x+π)|=|-sinx|+2|-cosx|=|sinx|+2|cosx|,∴f(x)为周期函数,其中一个周期为T=π,故只需考虑f(x)在[0,1πf(x)=sinx+2cosx=5sin(x+α),

π]上的值域即可.当x∈0,时,其中cosα=,

25sinα=

2

B.[1,2] D.[5,3]

πππ,∴f(x)max=f-α=5,f(x)≥f=1.当x∈,π时,f(x)=sinx2225

1

2π

,sinβ=-,∴f(x)max=f-β

255

-2cosx=5sin(x+β),其中cosβ=

=5,



f(x)min=f=1,∴f(x)的值域为[1,5].

2

π

解法2:∵f(0)=2,∴排除D;f()=1,排除C;

又0≤x≤时,f(x)=sinx+2cosx=5sin(x+φ),

2此时f(x)max>2,排除B,故选A.

10.(文)(2015²河北衡水中学一模)已知平面向量a=(2cosx,sinx),b=(cosx,-2sinx),f(x)=a²b,要得到y=sin2x+3cos2x的图象,只需要将y=f(x)的图象( )

π

A.向左平行移动个单位

C.向左平行移动个单位

12[答案] D

[解析] 由题意得:f(x)=a²b=2cosx-2sinx=2(cosx+sinx)(cosx-sinx)=

4

4

2

2

2

2

2

2

2

2

π

π

B.向右平行移动个单位

D.向右平行移动个单位

12

5

ππππ

2cos2x=2sin2x+,而y=sin2x+3cos2x=2sin2x+=2sin2x-+,故只

23122π

需将y=f(x)的图象向右平移个单位即可.

12

ππ(理)(2015²昆明市质检)若将函数y=sinωx+(ω>0)的图象向左平移个单位36π

后,得到的图象关于直线x=对称,则ω的最小值为( )

6

1A. 2C.2 [答案] A

ωππππ+,由题[解析] 平移后所得函数解析式为y=sinωx++=sinωx+

6363ωπωππ1π意得:sin++=sinω+1的值为1或-1,故ω的最小值为,选A.

66323

→→→

11.(文)已知P是边长为2的正三角形ABC的边BC上的动点,则AP²(AB+AC)( ) A.最大值为8 C.最小值为2 [答案] B

→→→→

[解析] 如图,∵AB+AC=AD=2AO,△ABC为正三角形, →→→

∴四边形ABDC为菱形,BC⊥AO,∴AP在向量AD上的投影为AO,→→→→→→

又|AO|=3,∴AP²(AB+AC)=|AO|²|AD|=6,故选B.

(理)如图,已知△ABC中,点M在线段AC上,点P在线段BM上且满足==2,若→→→→

|AB|=2,|AC|=3,∠BAC=120°,则AP²BC的值为( )

B.是定值6 D.与P的位置有关 B.1 7D. 2

AMMPMCPB

A.-2 2C. 3[答案] A

B.2 11D.-

3

6

→2→→1→→→

[解析] 由条件知AM=AC,BP=BM,AB²AC=2³3cos120°=-3,

33→→→→→→1→→

∴AP²BC=(AB+BP)²BC=(AB+BM)²BC

3→1→1→→=(AB+AM-AB)²BC

332→12→→

=(AB+²AC)²BC 3332→2→→→=(AB+AC)²(AC-AB) 394→→2→22→2

=AB²AC-|AB|+|AC|=-2. 939

x2y2

12.(文)(2015²唐山市一模)F是双曲线C:2-2=1(a>0,b>0)的右焦点,过点F向

abC的一条渐近线引垂线,垂足为A, 交另一条渐近线于点B.若2AF=FB,则C的离心率是

( )

A.23

3

B.

14 3

→→

C.2 [答案] A

D.2

[解析] 由已知得渐近线为l1:y=x,l2:y=-x, 由条件得,F到渐近线的距离|FA|=b,则|FB|=2b, 在Rt△AOF中,|OF|=c,则|OA|=c-b=a. 设l1的倾斜角为θ,即∠AOF=θ,则∠AOB=2θ.

2

2

babab3b在Rt△AOF中,tanθ=,在Rt△AOB中,tan2θ=,

aa2ba2tanθ3b22

而tan2θ=,即=22,即a=3b,

1-tanθab1-2

ac2423

∴a=3(c-a),∴e=2=,即e=. a33

2

2

2

2

→2

(理)(2015²河南商丘市二模)已知以F为焦点的抛物线y=4x上的两点A,B满足AF=→

3FB,则弦AB中点到准线的距离为( )

8A. 3

B.2

7

4C. 3[答案] A

5D. 3

→→

[解析] 由已知得F(1,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),则由AF=3FB得,(1-x1,-y1)

x=my+1

=3(x2-1,y2),∴y1=-3y2,设AB方程为:x=my+1,由2

y=4x2

2

2

2

得:y-4my-4=

2

42y1y21

0,∴y1y2=-4,∴y=,y1=12,∴x1==3,x2==,所以AB中点到准线的距离d344318

=(x1+x2+p)=. 23

二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,将正确答案填在题中横线上) 2π

13.(2015²河北衡水中学一模)已知平面向量a与b的夹角等于,如果|a|=2,|b|

3=3,那么|2a-3b|等于________.

[答案]

133

2

2

2

2

2

[解析] |2a-3b|=(2a-3b)=4a-12a²b+9b=4³2-12³2³3³cos9³3=133,

∴|2a-3b|=133.

14.已知函数f(x)=cosxsinx,给出下列四个结论: ①若f(x1)=-f(x2),则x1=-x2; ②f(x)的最小正周期是2π;

ππ

③f(x)在区间[-,]上是增函数;

44④f(x)的图象关于直线x=

对称. 4

2

+3

其中正确的结论是________. [答案] ③④

1kππ3π

[解析] f(x)=sin2x最小正周期T=π,对称轴x=+,k∈Z,令k=1得x=;2244ππππππ

由2kπ-≤2x≤2kπ+得,kπ-≤x≤kπ+,取k=0知,f(x)在区间[-,]

224444上为增函数,f(x)为奇函数,当x1=-x2时,有f(x1)=f(-x2)=-f(x2),但f(x1)=-f(x2)时,由周期性知不一定有x1=-x2,故正确选项为③④.

15.(文)关于平面向量a、b、c,有下列四个命题: ①若a∥b,a≠0,则∃λ∈R,使b=λa;

8

②若a²b=0,则a=0或b=0;

③存在不全为零的实数λ,μ,使得c=λa+μb; ④若a²b=a²c,则a⊥(b-c). 其中正确的命题序号是________. [答案] ①④

[解析] 逐个判断.由向量共线定理知①正确;若a²b=0,则a=0或b=0或a⊥b,所以②错误;在a,b能够作为基底时,对平面上任意向量,存在实数λ,μ使得c=λa+μb,所以③错误;若a²b=a²c,则a²(b-c)=0,所以a⊥(b-c),所以④正确.故正确命题序号是①④.

→→→→→

(理)在△ABC中,M是BC的中点,AM=1,点P在AM上且满足AP=2PM,则PA²(PB+PC)等于________.

4[答案] -

9

2→1→→→

[解析] AM=1,AP=2PM,∴|PA|=,|PM|=,

33214→→→→→

∴PA²(PB+PC)=PA²(2PM)=-2³³=-.

339

cosAb3

16.(文)在△ABC中,内角A、B、C的对边长分别为a、b、c,且==.若c=10,

cosBa4则△ABC的面积是________.

[答案] 24

cosAb[解析] 由=得acosA=bcosB,

cosBa由正弦定理得sin2A=sin2B, 由

cosA3

=知A≠B,∴2A=π-2B, cosB4

ππ

∴A+B=,∴C=,

22

b31

又=,c=10,∴b=6,a=8,S=ab=24. a42

(理)(2015²河南八市监测)已知△ABC的内角A、B、C对应的边分别为a,b,c,且关于x的方程2a+2x+b=2bx+22ax只有一个零点x0,(2b+a)cos C+ccos A=0,S△

ABC2

2

2

=2

sin A²sin B,则边c=________. 2

[答案] 1

[解析] 方程2a+2x+b=2bx+22ax可化为2x-2(b+2a)x+2a+b=0,由题

2

2

2

2

2

2

9

意可得4(b+2a)-8(2a+b)=0,即2a-22ab+b=0,所以(b-2a)=0,

所以b=2a,又因为(2b+a)cosC+ccosA=0,所以3acosC+ccosA=0⇒3sinAcosC+cosAsinC=0,

∴2sinAcosC+sin(A+C)=0,所以2sinAcosC+sinB=0,∴2acosC+b=0⇒2acosC+2a=0, 所以cosC=-23,因为02

2

2

2

2

222222

由余弦定理:c=a+b-2abcosC=a+2a+2a³2a³

22

=5a, 2

所以c=5a,由于==,所以a=2csinA,b=2csinB,

sinCsinAsinB1122222

∴S△ABC=absinC=³2csinA³2csinB³=csinAsinB=sinAsinB,∴c22222=1,∴c=1.

三、解答题(本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本题满分10分)(文)已知△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,3sinCcosC12

-cosC=,且c=3.

2

(1)求角C;

(2)若向量m=(1,sinA)与n=(2,sinB)共线,求a、b的值. 12

[解析] (1)∵3sinCcosC-cosC=,

2∴

31π

sin2C-cos2C=1,∴sin(2C-)=1, 226

cabππ11π∵-<2C-<,

666πππ∴2C-=,∴C=.

623

(2)∵m=(1,sinA)与n=(2,sinB)共线, 2π

∴sinB=2sinA,∴sin(-A)=2sinA,

3∴

31

cosA+sinA=2sinA, 22

3

, 3

∴cosA=3sinA,即tanA=

2πππ

又0362

10

333

在直角三角形ABC中c=3,∴a=,b=.

22

→→

(理)在△ABC中,内角A、B、C的对边分别为a、b、c,且a>c,已知BA²BC=2,cosB1

=,b=3,求: 3

(1)a和c的值; (2)cos(B-C)的值.

[分析] (1)根据数量积的定义、余弦定理联立解方程组求解.(2)根据正弦定理,结合两角差的余弦公式求解.

→→

[解析] (1)由BA²BC=2得c²acosB=2. 1

又cosB=,所以ac=6.

3

由余弦定理得a+c=b+2accosB. 122

又b=3,所以a+c=9+2³6³=13.

3

ac=6解22

a+c=13

2

2

2

得a=2,c=3或a=3,c=2.

因a>c,所以a=3,c=2. (2)在△ABC中,sinB=1-cosB=

2

1222

1-=.

33

c22242

由正弦定理,得sinC=sinB=³=.

b339

因a=b>c,所以C为锐角, 因此cosC=1-sinC=

24227

1-=.

99

于是cos(B-C)=cosBcosC+sinBsinC 17224223

=²+²=. 393927

18.(本题满分12分)(文)(2015²北京理,15)已知函数f(x)=2sincos-2sin.

222(1)求f(x)的最小正周期;

(2)求f(x)在区间[-π,0]上的最小值.

[分析] 考查三角恒等变形;三角函数的图象与性质.

先用降幂公式和辅助角公式进行三角恒等变形,把函数化为f(x)=Asin(ωx+φ)+m形式,再利用周期公式T=

2π3ππ

求出周期,第二步由于-π≤x≤0则可求出-≤x+ω44

11

xx2

≤,借助正弦函数图象找出在这个范围内f(x)的最小值. 4

[解析] (1)f(x)=2sin cos -2sin 222

11-cos x222

=2²sin x-2²=sin x+cos x-

222222π=sinx+-. 42

xx2

xf(x)的最小正周期为T=2π;

3πππππ

(2)∵-π≤x≤0,∴-≤x+≤,当x+=-,

444423π2

即x=-时,f(x)取得最小值为-1-.

42

π2(理)(2015²山东理,16)设f(x)=sinxcosx-cosx+.

4(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

2积的最大值.

π2

[解析] f(x)=sin x²cos x-cos(x+)

1+cos2x+

21

=sin 2x- 22111

=sin 2x-+ sin 2x 2221=sin 2x-.

2

ππ

(1)由-+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z,

22ππ

得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.

44

ππ

∴函数f(x)的单调递增区间是[-+kπ,+kπ](k∈Z),

44π3π

由+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z, 22π3

得+kπ≤x≤π+kπ,k∈Z. 44

A

12

π3π

∴函数f(x)的单调递减区间是[+kπ,+kπ](k∈Z).

44

A11

(2)∵f()=0,∴sin A-=0,∴sin A=,

222

π

∵A是锐角,∴A=,

6

由余弦定理:a=b+c-2bc cos A, ∴1=b+c-3bc

≥2 bc-3bc=(2-3)bc. (其中等号当且仅当b=c时成立) ∴bc≤12-3

=2+3

2

2

2

2

2

11π2+3

∴S△ABC=bcsin A≤³(2+3)sin=.

22642+3

∴△ABC面积最大值为.

4

19.(本题满分12分)(2014²乌鲁木齐地区5月诊断)已知a=(cosx,23cosx),b=(2cosx,sinx),且f(x)=a²B.

(1)求f(x)的最小正周期及单调递增区间;

(2)在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,若(a+2c)cosB=-bcosA成立,求f(A)的取值范围.

[分析] 先按照向量的数量积运算求出f(x)并化为“一角一函”形式,再求第(1)问;第二问先按正弦定理化边为角或化角为边,考虑到求f(A)的取值范围,应化边为角,进行三角变换,再依据变换后的结果确定下一步.考虑结论求f(A)的范围,应先求得A的范围,故只需将sinC用sin(A+B)代换求出B即可.

[解析] (1)∵a=(cosx,23cosx),b=(2cosx,sinx), ∴f(x)=a²b=2cosx+23sinxcosx π

=1+cos2x+3sin2x=2sin(2x+)+1.

6∴函数f(x)的最小正周期为π.

πππππ

由-+2kπ≤2x+≤+2kπ(k∈Z),得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),

26236ππ

∴函数f(x)的单调递增区间为[-+kπ,+kπ](k∈Z).

36(2)由正弦定理得:(sinA+2sinC)cosB=-sinBcosA,

2

13

1

∴sin(A+B)=-2sinCcosB,∴cosB=-. 22π

又∵B为三角形的内角,∴B=. 3π

∴f(A)=2sin(2A+)+1.

6πππ5π∵036661π

20.(本题满分12分)(文)(2014²海南六校联盟二模)在△ABC中,内角A、B、C的对边分别为a,b,c.已知b(cosA-2cosC)=(2c-a)²cosB.

(1)求的值;

1

(2)若cosB=,△ABC的周长为5,求B.

4[解析] (1)在△ABC中,有

abc===2R, sinAsinBsinCca又b(cosA-2cosC)=(2c-a)cosB,则 sinB(cosA-2cosC)=(2sinC-sinA)cosB, 即sinBcosA-2sinBcosC=2sinCcosB-sinAcosB,

∴sin(A+B)=2sin(B+C)⇒sinC=2sinA⇒=2.(也可用余弦定理求解) (2)由(1)=2⇒c=2a,又a+b+c=5,∴b=5-3a. 由余弦定理得:b=c+a-2accosB,

12222

∴(5-3a)=(2a)+a-4a³⇒a=1,或a=5,

4当a=1⇒b=2,当a=5与a+b+c=5矛盾.故b=2.

(理)(2015²新课标Ⅱ理,17)△ABC中,D是BC上的点,AD平分∠BAC,△ABD面积是△ADC面积的2倍.

sin B(1)求;

sin C(2)若AD=1,DC=

2

,求BD和AC的长. 2

2

2

2

caca[解析] 考查1.三角形面积公式;2.正弦定理和余弦定理.

(1)由△ABD和△ADC面积关系得边AB和AC的关系,进而在△ABC中,利用正弦定理求解;

14

(2)由△ABD和△ADC面积关系得BD和DC的关系,结合DC=角形中利用余弦定理求解.

1

(1)S△ABD=AB²ADsin ∠BAD,

2

2

可求BD,分别在两个三2

SΔADC=AC²ADsin ∠CAD,

因为SΔABD=2SΔADC,∠BAD=∠CAD,

sin BAC1

所以AB=2AC,由正弦定理可得==.

sin CAB2(2)因为S△ABDS△ADC=BDDC,所以BD=2. 在△ABD和△ADC中,由余弦定理得

12

AB2=AD2+BD2-2AD²BDcos ∠ADB, AC2=AD2+DC2-2AD²DCcos ∠ADC.

故AB+2AC=3AD+BD+2DC=6. 由(1)知AB=2AC,所以AC=1.

21.(本题满分12分)(文)函数f(x)=sinωxcosφ-cosωxsinφ(ω>0,0<φ<π)的图ππ象过点(,0),且相邻两条对称轴间的距离为. 62

(1)求f(x)的表达式;

121

(2)试求函数y=f (x)+的单调增区间.

22[解析] (1)由题意y=sin(ωx-φ), π

∵相邻两条对称轴间的距离为,

22π

∴T=π=,∴ω=2,

ω故f(x)=sin(2x-φ), π

又y=f(x)的图象过点(,0),

6

ππ

∴2³-φ=kπ,k∈Z,∴φ=-kπ,k∈Z,

63π又0<φ<π,∴φ=,

3

2

2

2

2

2

f(x)=sin(2x-).

1π1212

(2)y=f (x)+=sin(x-)+

2232

15

π

3

1-cos2x-3112π

=+=1-cos(2x-),

22232π

由2kπ≤2x-≤2kπ+π,

3π5π

解之得kπ+≤x≤kπ+,

36

1π5π21

∴y=f (x)+的增区间为[kπ+,kπ+],(k∈Z).

2236

(理)如图,D是直角△ABC斜边BC上一点,AB=AD,记∠CAD=α,∠ABC=β.

(1)证明:sinα+cos2β=0; (2)若AC=3DC,求β.

[解析] (1)证明:∵AB=AD,∠ABC=β,∠CAD=α, π

∴2β=+α,

2

π

∴sinα+cos2β=sinα+cos(+α)=sinα-sinα=0.

2(2)在△ABC中,

∵AC=3DC,∴sinβ=3sinα,

∴sinβ=3sinα=-3cos2β=23sinβ-3. π3

∵β∈(0,),∴sinβ=,

22π

∴β=. 3

22.(本题满分12分)(文)已知向量a=(sinωx,2cosωx),b=(cosωx,-π

cosωx)(ω>0),函数f(x)=a²(3b+a)-1,且函数f(x)的最小正周期为. 2

(1)求ω的值;

(2)设△ABC的三边a、b、c满足:b=ac,且边b所对的角为x,若方程f(x)=k有两个不同的实数解,求实数k的取值范围.

2

2

233

16

[解析] (1)∵f(x)=a²(3b+a)-1

=(sinωx,2cosωx)²(sinωx+3cosωx,0)-1 =

311sin2ωx-cos2ωx- 222

π1=sin(2ωx-)-.

622ππ

∵T==,∴ω=2.

2ω2

π1

(2)由(1)知,f(x)=sin(4x-)-,

62

a2+c2-b22ac-ac1

∵在△ABC中,cosx=≥=,

2ac2ac2

πππ7π

∴03666

π11

∴f(x)=sin(4x-)-=k有两个不同的实数解时,k的取值范围是(-1,).

622

ππ(理)(2015²江西质检)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)其中A>0,ω>0,φ∈-,

22

在其一个周期内的图象最高点和最低点的坐标分别是

(1)求函数y=f(x)的解析式;

2A(2)三角形ABC的三个内角A,B,C所对边分别是a,b,c,若f=,a=6,4sin B25=5sin C,求边b,c.

[解析] (1)由已知得A=2,T=2∴ω=2,f(x)=2sin(2x+φ),

3π3π从而2=2sin2³+φ,∴sin(+φ)=1,

84∴

3ππ

+φ=2kπ+,k∈Z. 42

3π,2,7π,-2.

88

7π-3π=π, 88

πππ∴φ=2kπ-,∴可取φ=-,∴f(x)=2sin2x-.

444

Aπ222A-(2)由f=,得到sin=<, 410225

ππ3ππ72,

又A-∈-,,所以cosA-=

441044

17

ππππ3

所以cos A=cosA-cos-sinA-sin=,

44445

4

由4sinB=5sinC得到c=b,

5

162432

根据余弦定理,得到36=b+b-2b³b³,

25553024

解得b=17,c=17.

1717

反馈练习

一、选择题

π

1.(文)将函数y=cos(x+)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),

再向左平移个单位,所得函数的最小正周期为( )

6

A.π C.4π [答案] C

πxπ向左平移x5π各点的横坐标

[解析] y=cos(x+)伸长到原来的――→2倍y=cos(+)π――→y=cos(+).

3236个单位2122π

∴最小正周期为T==4π.

12

1π(理)(2015²洛阳市期末)把函数y=sinx+图象上各点的横坐标缩小到原来的(纵

62π

坐标不变),再将图象向右平移个单位,那么所得图象的一条对称轴方程为( )

3

π

A.x=-

2πC.x= 8[答案] A

π1π

[解析] y=sin(x+)上各点横坐标缩小到原来的得到y=sin(2x+)的图象,再

626πππ

向右平移个单位得到y=sin[2(x-)+],即y=-cos2x,因此图象变换后所得函数

336解析式为y=-cos2x,由选项知选A.

→→

2.(2015²山东理,4)已知菱形ABCD的边长为a,∠ABC=60°,则BD²CD=( )

π

B.x=- 4πD.x=

4B.2π D.8π

18

32

A.-a

232C.a 4[答案] D

32

B.-a

432D.a 2

[解析] BD―→²CD―→=BD―→²BA―→=(BA―→+BC―→)²BA―→=(BA―→)+

2222

BC―→²BA―→=|BA―→|+|BC―→|²|BA―→|cos∠ABC=a+a³cos 60°=a.故选D.

2

3

2

π

3.(文)设函数f(x)=sin(ωx+φ)(x∈R,ω>0,|φ|<)的部分图象如右图所示,

2则函数f(x)的表达式为( )

π

A.f(x)=sin(2x+)

B.f(x)=sin(2x-)

43π

C.f(x)=sin(4x+)

D.f(x)=sin(4x-)

4[答案] A

3ππππ

[解析] 周期T=4(-)=π,故ω=2,又点(,1)在图象上,代入可得φ=,

8884故选A.

(理)如图所示为函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,0≤φ≤π)的部分图象,其中A、B两点之间的距离为5,那么f(-1)等于( )

A.2 C.-3 [答案] A

[解析] 设函数f(x)的最小正周期为T,因为A,B两点之间的距离为5,所以

B.3 D.-2

T222ππ

+4=5,解得T=6.所以ω==.又图象过点(0,1),代入得2sinφ=1,所2T3

π5ππ5π

以φ=2kπ+或φ=2kπ+(k∈Z).又0≤φ≤π,所以φ=或φ=.故f(x)

6666

19

πππ5π

=2sin(x+)或f(x)=2sin(x+).

3636

πππ对于函数f(x)=2sin(x+),当x略微大于0时,有f(x)>2sin=1,与图象不符,

366π5π

故舍去;综上,f(x)=2sin(x+).

36

π5π

故f(-1)=2sin(-+)=2.故选A.

36

4.已知向量|a|=2,|b|=3,a、b的夹角为120°,那么|a-b|等于( ) A.19 C.7 [答案] B

[解析] ∵|a|=2,|b|=3,〈a,b〉=120°,∴a²b=|a|²|b|²cos120°=-3,∴|a-b|=|a|+|b|-2²a²b=4+9-2³(-3)=19,∴|a-b|=19.

5.(文)在△ABC中,若2cosB²sinA=sinC,则△ABC的形状一定是( ) A.等腰直角三角形 C.等腰三角形 [答案] C

[解析] 解法1:∵C=π-(A+B),

∴sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB=2cosBsinA. ∴sinAcosB-cosAsinB=0,即sin(A-B)=0. ∵-πB.直角三角形 D.等边三角形

2

2

2

B.19 D.7

aca2+c2-b2

解法2:由正弦定理sinA=,sinC=,cosB=,

2R2R2aca2+c2-b2ac代入条件式得2²²=,

2ac2R2R∴a=b.故a=B.

53

(理)在△ABC中,已知cosA=,sinB=,则cosC的值为( )

135A.C.16

651656或 6565

56B. 651656D.-或 6565

2

2

[答案] A

5123

[解析] 由cosA=>0得A为锐角,且sinA=,sinB=,sinA>sinB,因此B为锐

13135

20

416

角,于是cosB=,cosC=cos[π-(A+B)]=-cos(A+B)=sinAsinB-cosAcosB=,选565A.

6.(2014²新课标Ⅰ文,6)设D,E,F分别为△ABC的三边BC、CA、AB的中点,则EB+→

FC=( )

A.→AD B.1→2AD C.→BC D.1→2

BC [答案] A [解析] 如图,

EB+FC→

=-12(→BA+→BC)-1→→2(CB+CA)

=-12(→BA+→CA)=12(→AB+→AC)=→AD.

选A.

7.(文)如果sinα=45,那么sin(α+π2

4)-2cosα等于( A.22

B.-225

5 C.425

D.-425

[答案] A

[解析] sin(α+π2

4)-2

cosα

=sinαcosπ4+cosαsinπ24222

4-2cosα=5³2=5.

(理)已知sinα+2cosα=3,则tanα=( ) A.22

B.2

)

21

C.-2 2

D.-2

[答案] A

[解析] ∵sinα+2cosα=3, ∴sinα+22sinαcosα+2cosα=3, sinα+22sinαcosα+2cosα∴=3, 22sinα+cosα

tanα+22tanα+22∴=3,∴2tanα-22tanα+1=0, 2

tanα+1∴tanα=

2. 2

22

2

2

2

ππ8.(2015²南昌市二模)将函数y=sin2x-的图象向左移动个单位,得到函数y33=f(x)的图象,则函数y=f(x)的一个单调递增区间是( )

ππA.-,

445ππC.-, 1212

[答案] C

πB.-,0 2π7πD., 1212

πππππ[解析] 由已知得:f(x)=sin2x+-=sin2x+,由-+2kπ≤2x+

33323π5ππ

≤+2kπ得:-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z)知f(x)的一个单调递增区间为C. 21212

9.(文)(2015²洛阳市期末)在平面直角坐标系xOy中,点A与B关于y轴对称,若向→2→

量a=(1,k),则满足不等式OA+a²AB≤0的点A(x,y)的集合为( )

A.{(x,y)|(x+1)+y≤1} B.{(x,y)|x+y≤k} C.{(x,y)|(x-1)+y≤1} D.{(x,y)|(x+1)+y≤k} [答案] C

→222

[解析] 由已知得B(-x,y),∴AB=(-2x,0),∴x+y+(-2x)≤0,即(x-1)+

2

2

2

2

2

2

2

22

2

y2≤1,选C.

sinA→sinB→

(理)(2015²河南高考适应性测试)已知O是△ABC的重心,且满足²OA+²OB37sinC→

+²OC=0,则角B等于( )

8

22

A.30° C.90° [答案] B

B.60° D.120°

a→b→c→abc→→→

[解析] 由正弦定理得:OA+OB+OC=0,又由题意得:OA+OB+OC=0,∴==,

378378

a+c-b=2ac2

2

2

∴由余弦定理得:cosB=

3b2+8b2-b277

1

38

2³b³b77

=,∴B=60°. 2

2

10.在△ABC中,∠A=60°,最大边和最小边恰为方程x-7x+11=0的两根,则第三边的长是( )

A.3 B.4 C.5 D.6 [答案] B

[解析] 设最大边为x1,最小边为x2,且x1+x2=7,x1x2=11.而a边不是最大边和最小边,故a=x1+x2-2x1x2²cosA=(x1+x2)-2x1x2-2x1x2cosA=(x1+x2)-3x1x2=7-3³11=16,∴a=4.

11.(2014²山西大学附中第二次月考)△ABC的三内角A、B、C所对边的长分别为a,b,

2

2

2

2

2

2

c,设向量p=(sinB,a+c),q=(sinC-sinA,b-a).若∃λ∈R,使p=λq,则角C的

大小为( )

A.π

6

2πB.

3πD.

2

πC. 3[答案] C

[解析] 由题意知,sinB=λ(sinC-sinA),a+c=λ(b-a),∴b=λ(c-a),∴λ

a2+b2-c2

=,∴a+c=(b-a),∴ c-a=b-ab,即a+b-c=ab,∴cosC=c-ac-a2abbb2

2

2

2

2

2

1π=,∴C=. 23

12.若a、b、c均为单位向量,且a²b=0,(a-c)²(b-c)≤0,则|a+b-c|的最大值为( )

A.2-1 C.2 [答案] B

[解析] |a+b-c|=|a|+|b|+|c|+2a²b-2a²c-2b²c=3-2(a²c+b²c)

23

2

2

2

2

B.1 D.2

(a-c)²(b-c)=a²b-a²c-b²c+|c| =1-(a²c+b²c)≤0,

∴|a+b-c|≤1,∴|a+b-c|max=1. 二、填空题

13.(文)(2015²北京西城区二模)已知角α的终边经过点(-3,4),则cosα=________;cos2α=________.

37

[答案] - -

525

[解析] 本题考查余弦函数的概念与二倍角公式,难度较小. 由题意得cosα=

372

=-,则cos2α=2cosα-1=-. 22

525-3+4

-3

2

2

(理)已知a、b、c分别是△ABC的三个内角A、B、C的对边,若c=2,b=3,A+C=3B,则sinC=________.

[答案]

6

3

π

[解析] 本题主要考查正弦定理及应用.由A+C=3B得B=,由正弦定理知,sinC4=sinB=cb6. 3

→→

14.(文)在正三角形ABC中,D是边BC上的点,若AB=3,BD=1,则AB²AD=________. [答案]

15

2

→→→→→→2→→

[解析] AB²AD=AB(AB+BD)=AB+AB²BD 3152

=3+3³1³cos120°=9-=.

22

(理)(2015²北京东城区检测)已知非零向量a,b满足|b|=1,a与b-a的夹角为120°,则|a|的取值范围是________.

23[答案] (0,]

3

[解析] 本题考查平面向量的运算、正弦定理的应用.

→→→

设OA=a,AB=b-a,则OB=b,则在△ABO中,∠OAB=180°-120°=60°,OB=|b|=1,

则由正弦定理得=,

sin∠OBAsin∠OABOAOB

24

所以OA=

23

²sin∠OBA=sin∠OBA,

sin∠OAB3

OB2π2323

又因为∠OBA∈(0,),所以sin∠OBA∈(0,1],OA=sin∠OBA∈(0,],即

33323

|a|=OA∈(0,].

3

x2y2

15.已知椭圆2+2=1(a>b>0),F(c,0)是右焦点,经过坐标原点O的直线l与椭圆交

ab→→→→→→

于点A、B,且FA²FB=0,|OA-OB|=2|OA-OF|,则该椭圆的离心率为________.

[答案]

3-1

→→→→→→→→→→

[解析] ∵|OA-OB|=|AB|,|OA-OF|=|AF|,且|OA-OB|=2|OA-OF|,

→→

∴AB=2AF,∵FA²FB=0,∴FA⊥FB,

c3

∴OF=OA=AF,∴A(,-c)在椭圆上,

22c23c2

∴2+2=1, 4a4b2

c23c123∴2+2=1, 2=1,∴e+4a4a-4c44

e

∵02

-4

16.(文)(2014²河北衡水中学二调)在△ABC中,边AC=1,AB=2,角A=,过A3→→→

作AP⊥BC于P,且AP=λAB+μAC,则λμ=________.

[答案]

10 49

2π1222

[解析] 如图,BC=AB+AC-2AB²ACcos=4+1-2³2³1³(-)=7,∴BC=

327,

设BP=x,则CP=7-x,

25

∵AB-BP=AP=AC-PC, ∴4-x=1-(7-x),∴x=∴PC=7-x=

27.

2

2

22222

57

→5→→→→→5→∴BP=BC,∴AP=AB+BP=AB+BC

772→5→→5→→

=AB+(AC-AB)=AB+AC,

7772510∴λ=,μ=,∴λμ=.

7749

x2y2

(理)(2015²杭州市质检)设P是双曲线C:2-2=1(a>0,b>0)右支上的任意一点,已

ab→→→22

知A(a,b)和B(a,-b).若OP=λOA+μOB(O为坐标原点),则λ+μ的最小值为( )

1A.ab 41C.ab 2[答案] D

[解析] 本题考查平面向量的坐标运算、基本不等式,难度中等.

利用坐标运算求解点P的坐标,结合基本不等式求解.由题意可得OP=(aλ+aμ,bλ-bμ),又点P(aλ+aμ,bλ-bμ)在双曲线C上,得(λ+μ)-(λ-μ)=1,∴λμ11112222

=,则λ+μ≥2λμ=,当且仅当λ=μ=时取等号,所以λ+μ的最小值为,4222故选D.

三、解答题

17.(文)在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,且bcosC=(3a-c)cosB. (1)求cosB的值;

→→

(2)若BA²BC=2,且b=22,求a和c的值.

[解析] (1)由正弦定理得,sinBcosC=3sinAcosB-sinCcosB,∴sin(B+C)=3sinAcosB,

可得sinA=3sinAcosB. 1

又sinA≠0,∴cosB=.

3

→→

(2)由BA²BC=2,可得accosB=2.

2

2

1B. 41D. 2

26

1

又cosB=,∴ac=6.

3

由b=a+c-2accosB,及b=22, 可得a+c=12, ∴(a-c)=0,即a=c. ∴a=c=6.

(理)在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,若m=(2b-c,cosC),n=(a,cosA),且m∥n.

(1)求角A的大小;

(2)记B=x,作出函数y=2sinx+cos

2

22

2

2

2

2

π-2x的图象.

3

[解析] (1)由m∥n得,(2b-c)²cosA-acosC=0, 由正弦定理得:2sinBcosA-sinCcosA-sinAcosC=0, ∴2sinBcosA-sin(A+C)=0,∴2sinBcosA-sinB=0, 1π

∵A、B∈(0,π),∴sinB≠0,cosA=,∴A=.

23(2)y=2sinx+cos(π

sin(2x-)+1,

6

∵B=x,∴由(1)知x∈(0,

). 3

2

π13132

-2x)=2sinx+cos2x+sin2x=1-cos2x+sin2x=32222

列表:

x y 0 1 2π 121 π 32 7π 121 2π 31 2π2

函数y=2sinx+cos(-2x)的图象如图所示.

3

π

18.(2015²东北三省四市联考)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,B=,

tan(A+)=-3.

4

27

(1)求角C;

(2)若b-c=2-3,求△ABC的面积.

[解析] (1)∵B=π3ππ

4,∴0∵tan(A+π4)=-3,∴A+π2π5π

4=3,∴A=12.

∴C=π

3

. (2)∵B=π4,C=π3,∴sinB=22,sinC=3

2,

∴cosB=

22,cosC=1

2

,∴bc=23. ∵b-c=2-3,∴b=2,c=3. sinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC=6+2

4

. ∴S116+23+3

△ABC=2bcsinA=2³2³3³4=4.

19.(文)已知在△ABC中,cosA=6

3

,a、b、c分别是角A、B、C所对的边.(1)求tan2A的值;

(2)若sin(π22

2+B)=3,c=22,求△ABC的面积.

[解析] (1)因为cosA=6

3

,A∈(0,π), 所以sinA=323,则tanA=2

. 所以tan2A=2tanA1-tan2A=22.

(2)由sin(π2+B)=223,得cosB=22

3,

又B∈(0,π),所以sinB=1

3

.

则sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB=63

. 由正弦定理知a=

csinAsinC=2,所以△ABC的面积为 S=1acsinB=22

23

. 28

(理)在△ABC中,角A、B、C对应的边分别是a、b、c.已知cos2A-3cos(B+C)=1. (1)求角A的大小;

(2)若△ABC的面积S=53,b=5,求sinBsinC的值.

[解析] (1)由cos2A-3cos(B+C)=1,得2cosA+3cosA-2=0. 1

即(2cosA-1)(cosA+2)=0,解得cosA=或cosA=-2(舍去)

因为01133

(2)由S=bcsinA=bc²=bc=53,得bc=20,又b=5,所以c=4,

2224由余弦定理得a=b+c-2bccosA=25+16-20=21,故a=21,

2

2

2

2

bcbc22035

又由正弦定理得sinBsinC=sinA²sinA=2sinA=³=.

aaa2147

20.(2015²深圳市二调)设函数f(x)=Acos(2x+φ)(其中A>0,0<φ<π,x∈R).已知

x=时,f(x)取得最小值-2.

(1)求函数f(x)的解析式; (2)若角θ满足2sin(θ+

ππ

)=f(θ),且0≤θ<π,求sin(θ+)的值. 33

π

6

[解析] (1)由f(x)的最小值为-2且A>0得A=2. ππ

因为f()=-2,所以cos(+φ)=-1,

63ππ4ππ

由0<φ<π可得<+φ<,所以+φ=π,

33332π

所以φ=.

3

故f(x)的解析式为f(x)=2cos(2x+).

3

π2π

(2)由(1)结合条件得sin(θ+)=cos(2θ+),

33ππ2

即sin(θ+)=1-2sin(θ+),

33ππ2

所以2sin(θ+)+sin(θ+)-1=0,

33ππ1

所以sin(θ+)=-1或sin(θ+)=.

332ππ4π

又0≤θ<π,所以≤θ+<. 333

29

π1

所以sin(θ+)=. 32

21.(文)(2015²安徽理,16)在△ABC中,∠A=,AB=6,AC=32,点D在BC边

4上,AD=BD,求AD的长.

[分析] 考查正弦定理、余弦定理的应用.

根据题意,设出△ABC的内角A,B,C所对边的长分别是a,b,c,由余弦定理求出a的长度,再由正弦定理求出角B的大小,在△ABD中,利用正弦定理即可求出AD的长度.

[解析] 如图,

设△ABC的内角A,B,C所对边的长分别是a,b,c, 由余弦定理得a=b+c-2bccos∠BAC 3π22

=(32)+6-2³32³6³cos 4=18+36-(-36)=90,所以a=310. 又由正弦定理得sin B=π

由题设知04所以cos B=1-sinB=在△ABD中,由正弦定理得

22

2

2

bsin∠BAC10

=. a10

13101-=. 1010

AD=AB²sin B6sin B3

===10.

sinπ-2B2sin Bcos Bcos B(理)(2015²湖北理,17)某同学用“五点法”画函数f(x)=Asin(ωx+πφ)ω>0,|φ|<在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表: 2

ωx+φ 0 π 2π 35 π 3π 25π 6-5 2π 0 x Asin(ωx+φ) 0 (1)请将上表数据补充完整,并直接写出函数f(x)的解析式; (2)将y=f(x)图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y=g(x)的图

30

象.若y=g(x)图象的一个对称中心为

5π,0,求θ的最小值.

12

[分析] (1)由表中数据可得到A的值与函数的周期,从而得到ω的值,进而求得φ的值,即可得到函数f(x)的解析式.

(2)由f(x)的解析式可设出g(x)的解析式,由g(x)图象的对称中心可求出符合题意的θ的最小值.

π

[解析] (1)根据表中已知数据,解得A=5,ω=2,φ=-.数据补全如下表:

6

ωx+φ 0 π 120 π 2π 35 π 7π 120 3π 25π 6-5 2π 13π 120 x Asin(ωx+φ) π函数f(x)的表达式为f(x)=5sin(2x-).

(2)由(1)知f(x)=5sin(2x-),

故g(x)=5sin(2x+2θ-).

6

因为y=sin x的对称中心为(kπ,0),k∈Z. πkππ

令2x+2θ-=kπ,解得x=+-θ,k∈Z.

6212

5πkππ5π

又函数y=g(x)的图象关于点(,0)中心对称,因此可以令+-θ=,解得

1221212θ=

2

π

,k∈Z.又θ>0, 3

π

所以当k=1时,θ取最小值.

6

ππ22.(文)已知向量m=1,sinωx+,n=2,2sinωx-(其中ω为正常数). 63

π2π(1)若ω=1,x∈,,求m∥n时tanx的值;

36

π

(2)设f(x)=m²n-2,若函数f(x)的图象的相邻两个对称中心的距离为,求f(x)在

2

π区间0,上的最小值.

2

ππx-x+[解析] (1)m∥n时,sin=sin,

63

31

ππππ

sinxcos-cosxsin=sinxcos+cosxsin,

6633则∴

3113

sinx-cosx=sinx+cosx. 2222

3-13+13+1

sinx=cosx,所以tanx==2+3. 223-1

ππ(2)f(x)=2sinωx-sinωx+

63πππ=2sinωx-cosωx+-

326

πππ=2sinωx-cosωx-=sin2ωx-.

663ππ(或f(x)=2sinωx-sinωx+

63=2=21331

sinωx-cosωxsinωx+cosωx

222232132

sinωx-cosωx+sinωxcosωx

424π31sin2ωx+sin2ωx=sin2ωx-.)

322

=-π

∵函数f(x)的图象的相邻两个对称中心的距离为,

2∴f(x)的最小正周期为π,又ω为正常数, ∴

π2π=π,解得ω=1.故f(x)=sin2x-. 32ω

ππ2ππ因为x∈0,,所以-≤2x-≤. 2333π3

故当x=-时,f(x)取最小值-. 32

(理)设△ABC的内角A、B、C所对的边长分别为a、b、c,且(2b-3c)cosA=3acosC. (1)求角A的大小;

π

(2)若角B=,BC边上的中线AM的长为7,求△ABC的面积.

6[解析] (1)∵(2b-3c)cosA=3acosC, ∴(2sinB-3sinC)cosA=3sinAcosC, 即2sinBcosA=3sinAcosC+3sinCcosA. ∴2sinBcosA=3sinB,

32

3π∵sinB≠0,∴cosA=2,∵0. (2)由(1)知A=B=π2π

6,所以AC=BC,C=3,

设AC=x,则MC=1

2x.又AM=7,

在△AMC中,由余弦定理得,

x2+(x2

)2-2x²x2

²cos2π

3

=(7)2,解得x=2,

故S122π

△ABC=2xsin3

=3.

33

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