(共27张PPT)
第10章 三角恒等变换
10.1 两角和与差的三角函数
10.1.1 两角和与差的余弦
基础认知·自主学习
简记符号 公式 使用条件
C(α-β) cos(α-β)=______________________ α,β∈R
C(α+β) cos(α+β)=_____________________
cos αcos β+sin αsin β
cos αcos β-sin αsin β
学情诊断·课时测评两角和与差的余弦
两角和与差的余弦公式
简记符号 公式 使用条件
C(α-β) cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β α,β∈R
C(α+β) cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β
1.cos 165°的值是( )
A. B.
C. D.-
【解析】选D.cos 165°=cos (180°-15°)=-cos 15°
=-cos (45°-30°)=-cos 45°cos 30°-sin 45°sin 30°=-×-×=-.
2.cos (-15°)的值是( )
A. B. C. D.
【解析】选D.cos (-15°)=cos 15°=cos (45°-30°)=
cos 45°cos 30°+sin 45°sin 30°=×+×=.
3.计算cos cos +cos sin 的值是( )
A.0 B. C. D.
【解析】选C.cos cos +cos sin
=cos cos +sin sin =cos
=cos =.
4.已知锐角α,β满足cos α=,cos (α+β)=-,则cos β等于( )
A. B.- C. D.-
【解析】选A.因为α,β为锐角,cos α=,cos (α+β)=-,所以sin α=,sin (α+β)=,所以cos β=cos [(α+β)-α]=cos (α+β)cos α+sin (α+β)sin α=-×+×=.
5.sin 75°=________.
【解析】sin 75°=cos 15°=cos (45°-30°)=cos 45°·cos 30°+sin 45°·sin 30°=×+×=.
答案:
6.cos 65°cos 20°+sin 65°sin 20°=________.
【解析】cos 65°cos 20°+sin 65°sin 20°=cos (65°-20°)=cos 45°=.
答案:
7.设α,β都是锐角,且cos α=,sin (α+β)=,求cos β的值.
【解析】因为α,β都是锐角且cos α=<,所以<α<,0<β<,所以<α+β<π,又sin (α+β)=<,所以π<α+β<π,所以cos (α+β)=-=-,sinα==,所以cosβ=cos [(α+β)-α]=cos (α+β)cos α+sin (α+β)sin α=-×+×=.
一、单选题
1.cos 70°cos 335°+sin 110°sin 25°的值为( )
A.1 B. C. D.
【解析】选B.原式=cos 70°cos 25°+sin 70°sin 25°=
cos (70°-25°)=cos 45°=.
2.满足cos αcos β=+sin αsin β的一组α,β的值为( )
A.α=,β= B.α=,β=
C.α=,β= D.α=,β=
【解析】选A.原等式可化为cos αcos β-sin αsin β=,即cos (α+β)=,经检验,A选项符合.
3.若cos (α+β)=,cos (α-β)=,则tan α·tan β的值为( )
A.2 B. C.-2 D.-
【解析】选B.由cos (α+β)=,cos (α-β)=可得
则sin αsin β=,cos αcos β=.
故tan αtan β===.
二、填空题
4.已知α为三角形的内角且cos α+sin α=,则α=________.
【解析】因为cos α+sin α=cos cos α+sin sin α=cos =,因为0<α<π,
所以-<α-<,所以α-=,α=.
答案:π
5.已知sin α=,sin β=,且α和β均为钝角,则α+β=________.
【解析】因为α,β均为钝角,
所以cos α=-=-,
cosβ=-=-.
所以cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=×-×=.
由α和β均为钝角,得π<α+β<2π,所以α+β=.
答案:
三、解答题
6.已知cos α=,且α为第一象限角,求cos ,sin 的值.
【解析】因为cos α=,且α为第一象限角,
所以sin α===.
所以cos=cos cos α-sin sin α
=×-×=.
sin =cos =cos
=.
【加固训练】
已知在△ABC中,sin A=,cos B=,求cos C的值.
【解析】因为cos B=<,
所以B∈且sin B=.
因为sin A=<,所以A∈∪.
若A∈,又B∈,则A+B∈,这与A+B+C=π矛盾,所以A ,故A∈.由sin A=,得cos A=.
所以cos C=cos [π-(A+B)]=-cos (A+B)=
-cos A cos B+sin A sin B=-×+×=.
一、选择题
1.若cos 5x cos (-2x)-sin (-5x)sin 2x=0,则x的值可能是( )
A. B. C. D.
【解析】选B.因为cos 5x cos (-2x)-sin (-5x)sin 2x=cos 5x cos 2x+
sin 5x sin 2x=cos (5x-2x)=cos 3x=0,
所以3x=+kπ,k∈Z,即x=+,k∈Z,所以当k=0时,x=.
2.若sin α=,α∈,则cos 的值为( )
A.- B.- C.- D.-
【解析】选C.因为sin α=,α∈,
所以cos α=-=-=-,
所以cos=cos cos α-sin sin α
=×-×=-.
3.若sin x+cos x=4-m,则实数m的取值范围是( )
A.3≤m≤5 B.-5≤m≤5
C.3
【解析】选A.因为sin x+cos x
=cos x cos +sin x sin =cos =4-m,
所以|4-m|≤1,解得3≤m≤5.
4.(多选)下列各式化简正确的是( )
A.cos 80°cos 20°+sin 80°sin 20°=cos 60°
B.cos75°=cos 45°cos 30°-sin 45°sin 30°
C.sin (α+45°)sin α+cos (α+45°)cos α=cos 45°
D.cos=cos α-sin α
【解析】选ABC.根据两角和与差的余弦公式知,A,B,C均正确,cos =cos α-sin α,D选项错误.
二、填空题
5.已知P,Q是圆心在坐标原点O的单位圆上的两点,且分别位于第一象限和第四象限,点P的横坐标为,点Q的横坐标为,则cos ∠POQ=________.
【解析】由题意可得,cos ∠xOP=,
所以sin ∠xOP=.
再根据cos ∠xOQ=,
可得sin ∠xOQ=-,
所以cos ∠POQ=cos (∠xOP+∠xOQ)=cos ∠xOP·cos ∠xOQ-sin ∠xOP·sin ∠xOQ=×-×=.
答案:
6.已知点P(1,)是角α终边上一点,则 sin α·cos α=________,cos =________.
【解析】由题意可得sin α=,cos α=,
所以sin αcos α=×=;cos =cos cos α+sin sin α=×+×=.
答案:
三、解答题
7.已知cos α=,sin (α-β)=,且α,β∈(0,).
求:(1)cos (2α-β)的值;
(2)β的值.
【解析】(1)因为α,β∈,所以α-β∈,又sin (α-β)=>0,所以0<α-β<,所以cos (α-β)==,
因为cosα=,所以sin α==,cos(2α-β)=cos [α+(α-β)]=cos αcos (α-β)-sin αsin (α-β)=×-×=.
(2)cos β=cos [α-(α-β)]=cos αcos (α-β)+sin αsin (α-β)=×+×=,又因为β∈,所以β=.
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7(共32张PPT)
10.1.2 两角和与差的正弦
基础认知·自主学习
名称 简记符号 公式 使用条件
两角和
的正弦 S(α+β) sin(α+β)=______________________ α,β∈R
两角差
的正弦 S(α-β) sin(α-β)=_____________________ α,β∈R
sin αcos β+cos αsin β
sin αcos β-cos αsin β
学情诊断·课时测评两角和与差的正弦
1.两角和与差的正弦公式
名称 简记符号 公式 使用条件
两角和的正弦 S(α+β) sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β α,β∈R
两角差的正弦 S(α-β) sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β α,β∈R
2.辅助角公式
辅助角公式:a sin x+b cos x=·sin (x+φ)(或a sin x+b cos x=·cos (x-φ)),其中sin φ=,cos φ=(或cos φ=,sin φ=).
1.sin 245°sin 125°+sin 155°sin 35°的值是( )
A.- B.-
C. D.
【解析】选B.因为sin 245°=sin (155°+90°)=cos 155°,sin 125°=sin (90°+35°)=cos 35°,所以原式=cos 155°cos 35°+sin 155°sin 35°
=cos (155°-35°)=cos 120°=-.
2.函数f(x)=sin x-cos 的值域为( )
A.[-2,2] B.
C.[-1,1] D.
【解析】选B.f(x)=sin x-cos =sin x-cos x+sin x=sin x
-cos x=sin ,所以函数f(x)的值域为.
3.在△ABC中,A=15°,则sin A-cos (B+C)的值为( )
A. B. C. D.2
【解析】选C.原式=sin A+cos A=2sin (A+30°)=2sin 45°=.
4.若cos α=-,α是第三象限的角,则sin =________.
【解析】因为cos α=-,α是第三象限的角,
所以sin α=-=-,
所以sin=sin α-cos α=×-×=-.
答案:-
5.sin 155°cos 35°-cos 25°cos 235°=________.
【解析】原式=sin 25°cos 35°+cos 25°sin 35°
=sin (25°+35°)=sin 60°=.
答案:
6.sin (45°+A)-sin (45°-A)=________.
【解析】sin (45°+A)-sin (45°-A)=2cos 45°sin A
=sin A.
答案:sin A
7.若函数f(x)=(1+tan x)cos x,0≤x<.
(1)把f(x)化成A sin (ωx+φ)或A cos (ωx+φ)的形式;
(2)判断f(x)在上的单调性,并求f(x)的最大值.
【解析】(1)f(x)=(1+tan x)cos x=cos x+
sin x=2=2sin .
(2)因为0≤x<,所以f(x)在上单调递增,在上单调递减.所以当x=时,f(x)有最大值2.
一、单选题
1.下面各式中,不正确的是( )
A.sin =sin cos +cos
B.cos =sin -cos cos
C.cos =cos cos +
D.cos =cos -cos
【解析】选D.因为sin =,所以A正确;
因为cos =-cos =-cos ,所以B正确;
cos =cos ,所以C正确;
因为cos =cos ≠cos -cos ,所以D不正确.
2.(教材二次开发:练习改编)化简:sin 21°cos 81°-cos 21°·sin 81°等于( )
A. B.- C. D.-
【解析】选D.原式=sin (21°-81°)=-sin 60°=-.
3.已知sin α=,cos β=,且α是第二象限角,β是第四象限角,那么sin (α-β)等于( )
A. B. C.- D.-
【解析】选A.因为α是第二象限角, 且sin α=,
所以cos α=-.
又因为β是第四象限角,cos β=,
所以sin β=-.sin (α-β)=sin α cos β-cos α sin β=×-×==.
二、填空题
4.cos 105°+sin 195°的值为________.
【解析】cos 105°+sin 195°=cos 105°+sin (90°+105°)=2cos 105°
=2cos (135°-30°)
=2(cos 135°cos 30°+sin 135°sin 30°)
=2=.
答案:
5.已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin (α+β)=________.
【解析】因为sin α+cos β=1,①
cos α+sin β=0,②
所以①2+②2得1+2(sin αcos β+cos αsin β)+1=1,所以sin αcos β+cos αsin β=-,所以sin (α+β)=-.
答案:-
三、解答题
6.已知α,β是锐角,sin α=,cos (α+β)=-,求sin β的值.
【解析】因为α是锐角,且sin α=,
所以cos α===.
又因为cos(α+β)=-,α,β均为锐角,
所以sin (α+β)==.
所以sinβ=sin [(α+β)-α]=sin (α+β)cos α-cos (α+β)sin α=×-×=.
一、选择题
1.在△ABC中,2cos B sin A=sin C,则△ABC的形状一定是( )
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
【解析】选C.因为2cos B sin A=sin C,
所以2cos B sin A=sin (A+B).
所以2cos B sin A=sin A cos B+cos A sin B.
所以sin A cos B-cos A sin B=0,
所以sin (A-B)=0.因为A,B是△ABC的内角,
所以A=B.所以△ABC是等腰三角形.
2.如图,正方形ABCD的边长为1,延长BA至E,使AE=1,连接EC,ED,则sin ∠CED等于( )
A. B. C. D.
【解析】选B.由题意知sin ∠BEC=,cos ∠BEC=,∠BED=,又∠CED=-∠BEC,所以sin ∠CED=sin cos ∠BEC-cos sin ∠BEC=×-×=.
3.已知1-sin =cos ,则cos 2的值为( )
A. B. C. D.
【解析】选C.因为1-sin =cos ,
所以1-sin θ-cos θ=sin θ,
所以sin θ+cos θ=1,
所以sin =,
所以cos 2=1-sin 2=1-=.
4.(多选)已知θ是锐角,那么下列各值中sin θ+cos θ不能取得的值是( )
A. B. C. D.
【解析】选BCD.因为0<θ<,所以θ+∈,所以<sin ≤1,又sin θ+cos θ=sin ,所以1<sin θ+cos θ≤.
二、填空题
5.已知sin =-,则cos x+cos 的值为________.
【解析】cos x+cos =cos x+cos x+sin x=cos x+sin x=
=sin =-1.
答案:-1
6.已知sin α=-,α∈,cos β=-,β∈,则cos (α+β)= ________,sin (α+β)=________.
【解析】由题意得,cos α=-,sin β=,
所以cos (α+β)=×-×=,sin (α+β)=×+×=.
答案:
三、解答题
7.已知M(1+cos 2x,1),N(1,sin 2x+a),若f(x)=·(O为坐标原点).
(1)求f(x)的解析式;
(2)当x∈时,f(x)的最大值为4,求a的值.
【解析】(1)f(x)=·=1+cos 2x+sin 2x+a,
所以f(x)=cos 2x+sin 2x+a+1.
(2)f(x)=cos 2x+sin 2x+a+1
=2sin +a+1,
因为x∈,所以2x+∈.
所以当2x+=时,
即x=时,f(x)取得最大值为3+a,
所以3+a=4,所以a=1.
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7(共71张PPT)
10.1.3 两角和与差的正切
基础认知·自主学习
且tan α·tan β≠-1
学情诊断·课时测评
素养培优练
C
0
P
Q
M
T N
A
B两角和与差的正切
两角和与差的正切公式
名称 简记符号 公式 使用条件
两角和的正切 T(α+β) tan(α+β)= α,β,α+β≠kπ+(k∈Z)且tan α·tan β≠1
两角差的正切 T(α-β) tan(α-β)= α,β,α-β≠kπ+ (k∈Z)且tan α·tan β≠-1
1.设角θ的终边过点(2,3),则tan =( )
A. B.- C.5 D.-5
【解析】选A.由于角θ的终边过点(2,3),因此tan θ=,故tan ===.
2.tan 10°tan 20°+(tan 10°+tan 20°)等于( )
A. B.1 C. D.
【解析】选B.原式=tan 10°tan 20°+tan 30°(1-tan 10°tan 20°)=
tan 10°tan 20°+1-tan 10°tan 20°=1.
3.已知tan α+tan β=2,tan (α+β)=4,则tan αtan β等于( )
A.2 B.1 C. D.4
【解析】选C.因为tan (α+β)==4且tan α+tan β=2,所以=4,解得tan αtan β=.
4.求值:tan =________.
【解析】tan =-tan =-tan =-=-=-2+.
答案:-2+
5.已知tan α=2,则tan =________.
【解析】tan ===-3.
答案:-3
6.=________.
【解析】原式=tan (75°-15°)=tan 60°=.
答案:
7.已知tan (α+β)=,tan =,求tan 的值.
【解析】因为α+=(α+β)-,
所以tan =tan
===.
一、单选题
1.已知cos α=-,且α∈,则tan 等于( )
A.- B.-7 C. D.7
【解析】选D.因为cos α=-,且α∈,
所以sin α=,
所以tan α==-,
所以tan ==7.
2.已知α,β都是锐角,tan α=,tan β=,则α+β的值为( )
A. B. C. D.
【解析】选C.tan (α+β)===1,
又因为α,β都是锐角,所以α+β∈(0,π),所以α+β=.
3.的值等于( )
A.-1 B.1 C. D.-
【解析】选D.因为tan 60°=tan (10°+50°)=,
所以tan 10°+tan 50°=tan 60°-tan 60°tan 10°tan 50°.
所以原式==-.
二、填空题
4.若tan =3,则tan α的值为________.
【解析】tan α=tan
==
=
==.
答案:
5.tan 72°-tan 42°-tan 72°tan 42°=________.
【解析】原式=tan (72°-42°)(1+tan 72°·tan 42°)-tan 72°tan 42°
=tan 30°(1+tan 72°tan 42°)-tan 30°tan 72°tan 42°=tan 30°=.
答案:
三、解答题
6.已知tan (α-β)=,tan β=-,且α,β∈(-π,0),求2α-β的值.
【解析】因为α=(α-β)+β,tan (α-β)=,tan β=-,α,β∈(-π,0),
所以tan α=tan [(α-β)+β]===.
又2α-β=α+(α-β),
所以tan (2α-β)=tan [α+(α-β)]===1.
而tan α=>0,tan β=-<0,α,β∈(-π,0),
则α∈,β∈,
所以α-β∈(-π,0),
而tan (α-β)=>0,则α-β∈,
结合α∈,则有2α-β∈(-2π,-π),
所以2α-β=-.
一、选择题
1.已知tan =,则tan α=( )
A. B.- C.5 D.-5
【解析】选B.因为tan =
==,所以tan α=-.
【加固训练】
若=,则tan =( )
A.-2 B.2 C.- D.
【解析】选C.因为=,
所以=,所以tan α=-3.
所以tan =
==-.
2.已知tan α=lg (10a),tan β=lg ,且α+β=,则实数a的值为( )
A.1 B. C.1或 D.1或10
【解析】选C.因为α+β=,所以tan (α+β)==1,
tan α+tan β=1-tan αtan β,
即lg (10a)+lg =1-lg (10a)lg ,1=1-lg (10a)lg ,所以lg (10a)lg =0,lg (10a)=0或lg =0.得a=或a=1.
3.已知α,β为锐角,tan α=,cos (α+β)=-,则tan (α-β)=( )
A.- B.-
C.- D.-2
【解析】选C.因为α,β为锐角,
所以α+β∈(0,π).
又因为cos (α+β)=-,
所以sin (α+β)= =,
因此tan(α+β)=-2.
因为tan α=,
所以tan 2α== -,
因此,tan (α-β)=tan [2α-(α+β)]
==-.
【加固训练】
1.计算等于( )
A. B. C.1 D.
【解析】选A. =
=tan 30°=.
2.=________.
【解析】=
==tan (15°-45°)
=tan (-30°)=-.
答案:-
4.(多选)已知tan α,tan β是方程x2+3x+4=0的两个根,且-<α<,-<β<,则( )
A.tan α+tan β=3 B.tan (α+β)=
C.tan α·tan β=4 D.α+β=-
【解析】选BCD.由根与系数的关系得:
tan α+tan β=-3,tan α·tan β=4,
所以tan α<0,tan β<0,
所以tan (α+β)===,
又-<α<,-<β<,
且tan α<0,tan β<0,
所以-π<α+β<0,
所以α+β=-.
二、填空题
5.=________.
【解析】原式=
==tan 15°
=tan (45°-30°)==2-.
答案:2-
6.(1)tan (-75°)=________;
(2)=________.
【解析】(1)tan 75°=tan (45°+30°)
=
====2+,
所以tan (-75°)=-tan 75°=-2-.
(2)原式=tan (74°+76°)=tan 150°=-.
答案:(1)-2- (2)-
三、解答题
7.已知△ABC中tan B+tan C+tan B tan C=,且tan A+tan B+1=tan A tan B,判断△ABC的形状.
【解析】由tan A=tan [π-(B+C)]=-tan (B+C)
===-.
而0°<A<180°,所以A=120°.
由tan C=tan [π-(A+B)]===,
而0°<C<180°,所以C=30°,所以B=30°.
所以△ABC是顶角为120°的等腰三角形.
(60分钟 100分)
一、选择题(每小题5分,共45分,多选题全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.已知tan α=2,则sin sin =( )
A.- B. C.- D.
【解析】选B.sin sin =·
==×=×=×=.
2.已知顶点在原点的锐角α绕原点逆时针转过后,终边交单位圆于P,则sin α的值为( )
A. B.
C. D.
【解析】选D.因为锐角α绕原点逆时针转过后,终边交单位圆于P,
所以2+y2=1,y=或-(舍去),P,
则sin =,cos =-,
故sin α=sin =sin cos -
cos sin =×-×=.
3.已知cos +sin α=,则sin 的值为( )
A. B. C.- D.-
【解析】选C.因为cos +sin α=cos α+ sin α=,
所以cos α+sin α=.
所以sin =-sin
=-=-.
4.在△ABC中,A=,cos B=,则sin C=( )
A.- B. C.- D.
【解析】选D.因为A=,所以cos A=sin A=,
又cos B=,0<B<,所以sin B=,又C=π-(A+B),
所以sin C=sin (A+B)=sin A cos B+cos A sin B=×+×=.
5.已知函数f(x)=cos 2x·cos φ-sin (2x+π)·sin φ在x=处取得最小值,则函数f的一个单调递减区间为( )
A. B.
C. D.
【解析】选D.因为f(x)=cos 2x·cos φ-sin ·sin φ=
cos 2x·cos φ+sin 2x·sin φ=cos ,
且f在x=处有最小值,
所以f=cos =-1,
所以-φ=2kπ+π,k∈Z,
所以φ=--2kπ,k∈Z,取φ的一个值为-
所以f=cos ,令2kπ≤2x+≤2kπ+π,k∈Z,
所以kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,令k=0,
所以此时单调递减区间为.
6.已知A,B,C是△ABC的三个内角,且tan A,tan B 是方程3x2-5x+1=0的两个实数根,则△ABC是( )
A.钝角三角形 B.锐角三角形
C.直角三角形 D.无法确定
【解析】选A.因为tan A,tan B 是方程3x2-5x+1=0的两个实数根,则tan A+tan B=,tan A tan B=,
所以tan (A+B)== ,
所以0所以△ABC是钝角三角形.
7.(2021·全国乙卷)函数f(x)=sin +cos 的最小正周期和最大值分别是( )
A.3π和 B.3π和2
C.6π和 D.6π和2
【解析】选C.由f(x)=sin +cos
可得f(x)=sin ,故周期为T===6π,最大值为.
8.(多选)(2021·潍坊高一检测)若tan x1,tan x2是方程x2-kx+2=0 的两个不相等的正根,则下列结论正确的是( )
A.tan x1+tan x2=-k B.tan (x1+x2)=-k
C.k>2 D.k>2或k<-2
【解析】选BC.因为tan x1,tan x2是方程x2-kx+2=0的两个不相等的正根,
所以tan x1+tan x2=k,tan x1·tan x2=2,
所以tan (x1+x2)==-k,
所以tan x1+tan x2≥2=2,
因为tan x1≠tan x2,所以k>2.
9.(多选)下列式子中叙述正确的为( )
A.tan =
B.存在α、β,满足tan (α-β)=tan α-tan β
C.存在α、β,满足tan (α+β)=tan α+tan β
D.对任意α、β,tan (α+β)=tan α+tan β
【解析】选ABC.tan =,A正确.
存在α=β=,满足tan (α-β)=tan α-tan β,B正确.
存在α=0,β=,满足tan (α+β)=tan α+tan β,C正确.对任意α、β,tan (α+β)=,D不正确.
二、填空题(每小题5分,共15分)
10.已知tan α=2,tan β=-3,其中0°<α<90°,90°<β<180°,则=________,α-β=________.
【解析】==-7.
因为tan (α-β)==-1,
又0°<α<90°,90°<β<180°,
所以-180°<α-β<0°,所以α-β=-45°.
答案:-7 -45°
11.已知角α,β的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,若角α的终边经过点,cos =,且β∈,则sin β=________.
【解析】因为角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点,
所以sin α=,cos α=,又<,所以2kπ<α<2kπ+,k∈Z,
因为β∈,所以2kπ<α+β<2kπ+,k∈Z,
因为cos =,所以sin =,
所以sin β=sin =sin cos α-
cos sin α=×-×=.
答案:
12.(2021·杭州高一检测)函数f=2-的最小正周期为________,f的值域为________.
【解析】首先由f=2|sin x|-|cos x|两项的系数特征知,周期是π的正整数倍,而f(x+π)=2|sin (x+π)|-|cos (x+π)|=2|sin x|-|cos x|=f(x),故最小正周期是π;
最小正周期是π,故只研究x∈的值域即可.
当x∈时,f=2sin x-cos x=
sin ,,
则x-φ∈ ,f(x)递增,故x-φ=-φ时,
f(x)min=sin =-×=-1,
当x-φ=-φ时,f(x)max=sin =×=2,即值域为;
当x∈时,f=2sin x+cos x=sin ,
,
则x+φ∈ ,f(x)递减,故值域为,即,
综上,f(x)值域为.
答案:π
三、解答题(每小题10分,共40分)
13.已知0<α<,-<β<0,且α,β满足sin α=,cos β=,求α-β.
【解析】因为0<α<,-<β<0,
且sin α=,cos β=,
故cos α===,
sinβ=-=-=-,
由0<α<,-<β<0得,0<α-β<π,
故cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=×+×=.
又cos (α-β)>0,所以α-β为锐角,所以α-β=.
14.如图,在平面直角坐标系xOy中,以Ox轴为始边作两个锐角α,β,它们的终边分别与单位圆相交于A,B两点,已知A,B的横坐标分别为,.
(1)求tan (α+β)的值;
(2)求α+2β的值.
【解题指南】先由任意角的三角函数定义求出cos α,cos β,再求sin α,sin β,从而求出tan α,tan β,然后求tan (α+β),最后利用α+2β=(α+β)+β,求tan (α+2β),进而得到α+2β的值.
【解析】由条件得cos α=,cos β=,
因为α,β为锐角,
所以sin α=,sin β=,
所以tan α=7,tan β=.
(1)tan (α+β)===-3.
(2)tan (α+2β)=tan [(α+β)+β]
===-1,
因为α,β为锐角,所以0<α+2β<,所以α+2β=.
15.已知函数f=2sin cos +2sin x cos x.
(1)求f单调递增区间;
(2)若f=,且α∈,求sin α的值.
【解析】(1)f=sin +sin 2x=cos 2x+sin 2x=2sin ,
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,
得kπ-≤x≤kπ+,
则函数单调递增区间为.
(2)由f=得2sin =,
即sin =,
由α∈,α+∈,
可得cos =-,
则sin α=sin =sin cos -
cos sin ,
所以sin α=×+×=.
16.如图,在某小区内有一形状为正三角形ABC的草地,该正三角形的边长为20米,在C点处有一喷灌喷头,该喷头喷出的水的射程为10米,其喷射的水刚好能洒满以C为圆心,以10米为半径的圆,在△ABC内部的扇形CPQ区域内,现要在该三角形内修一个直线型步行道,该步行道的两个端点M,N分别在线段CA,CB上,并且与扇形的弧相切于△ABC内的T点,步道宽度忽略不计,设∠MCT=α.
(1)试用α表示该步行道MN的长度;
(2)试求出该步行道MN的长度的最小值,并指出此时α的值.
【解析】(1)因为∠ACB=,所以∠NCT=-α,
因为MN与扇形弧PQ相切于点T,所以CT⊥MN.
在Rt△CMT中,因为CT=10,
所以MT=10tan α,
在Rt△CNT中,∠NCT=-α,
所以NT=10tan (-α),
所以MN=10tan α+10tan ,其中0<α<.
(2)因为0<α<,
所以0令1+tan α=t,其中1则MN=10=
10=≥,
当且仅当t=时
即t=2,α=时MN的最小值为,
故当α=时步行道的长度有最小值.
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