(共48张PPT)
第四章 三角函数与解三角形
滚动测试卷(二) 第一~四章
单元检测(一)
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√
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2024·山东聊城三模)“a+b<-2,且ab>1”是“a<-1,且b<-1”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
B [若a<-1,且b<-1,根据不等式的加法和乘法法则可得a+b<-2,且ab>1,即必要性成立;
当a=-3,b=-时,满足a+b<-2,且ab>1,但是b=->-1,故充分性不成立,
所以“a+b<-2,且ab>1”是“a<-1,且b<-1”的必要不充分条件.
故选B.]
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2.(2024·广东茂名一模)已知cos (α+π)=-2sin α,则=( )
A.-1 B.-
C. D.
D [由cos (α+π)=-2sin α,得cos α=2sin α,则tan α=,
所以==tan2α+tanα==.故选D.]
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3.(2024·北京东城二模)在△ABC中,A=,C=,b=,则a=( )
A.1 B.
C. D.2
D [由题意可得:B=π-A-C=,
由正弦定理=,可得a===2.
故选D.]
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4.(2024·河北保定二模)函数f (x)=cos 2x的部分图象大致为( )
A.
B.
C.
D.
A [设g(x)=,则g(-x)===-g(x),
所以g(x)为奇函数,
设h(x)=cos 2x,可知h(x)为偶函数,
所以f (x)=cos 2x为奇函数,则B,C错误,
易知f (0)=0,所以A正确,D错误.
故选A.]
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5.已知角α∈,记实数x=logsin αα,y=logcos αsin α,z=logαtan α,则x,y,z的大小关系正确的是( )
A.xC.zA [依题意<1<α<<,则有0α,因此logsin αα<0,0logαα=1,所以x题号
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6.(2024·江西赣州二模)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若b=1,a2-1=c(c-1),则A=( )
A. B.
C. D.
A [由a2-1=c(c-1),得a2-1=c2-c,即c2-a2=c-1,
又因为b=1,上式可化为b2+c2-a2=bc,
由余弦定理的推论得cos A=,
所以cos A=,
又因为A∈(0,π),所以A=.
故选A.]
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7.(2024·贵州黔东南二模)已知0<α<β<π,且sin (α+β)=2cos (α+β),sin αsin β-3cos αcos β=0,则tan (α-β)=( )
A.-1 B.-
C.- D.
C [∵sin αsin β-3cos αcos β=0,
∴sin αsin β=3cos αcos β,
∴tan αtan β=3,①
∵sin (α+β)=2cos (α+β),
∴tan (α+β)=2 =2 =2,
∴tan α+tan β=-4,②
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由①②解得或
∵0<α<β<π,∴tan α∴∴tan (α-β)==-.故选C.]
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8.(2024·山东临沂二模)已知函数f (x)=sin (2x+φ)图象的一个对称中心为,则( )
A.f (x)在区间上单调递增
B.x=是f (x)图象的一条对称轴
C.f (x)在上的值域为
D.将函数f (x)图象上的所有点向左平移个单位长度后,得到的函数图象关于y轴对称
D [由题意可得2×+φ=kπ(k∈Z),解得φ=-+kπ(k∈Z),
又|φ|<,故φ=-,即f (x)=sin .
对于A项,当x∈时,2x-∈,
由函数y=sin x在上不单调递增,
故f (x)在区间上不单调递增,故A错误;
对于B项,当x=时,2x-=,
由x=不是函数y=sin x图象的对称轴,
故x=不是f (x)图象的对称轴,故B错误;
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对于C项,当x∈时,2x-∈,
则f (x)∈,故C错误;
对于D项,将函数f (x)图象上的所有点向左平移个单位长度后,
可得y=sin =sin =cos 2x的图象,
该函数图象关于y轴对称,故D正确.故选D.]
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二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.(2024·湖北武汉二模)下列说法正确的是( )
A.若ac2>bc2,则a>b
B.的最小值为2
C. a>b,m>0,<
D.的最小值为2
√
AD [对于A,若ac2>bc2,则a>b,A正确;
对于B,≥2或≤-2,因为和0的大小关系不确定,故B错误;
对于C,若a>b,m>0,则==,而m(b-a)<0,但是a(a+m)与0的大小关系不能确定,故C错误;
对于D,≥2,当且仅当=,即sinx=0时取等号,D正确.
故选AD.]
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10.已知函数f (x)=sin x·cos x,则( )
A.f (x)是奇函数
B.f (x)的最小正周期为2π
C.f (x)的最小值为-
D.f (x)在上单调递增
√
AC [f (x)=sin x·cos x=sin 2x,函数的定义域为R,
对于A项,f (-x)=-sin 2x=-f (x),所以函数f (x)是奇函数,故A正确;
对于B项,函数f (x)的最小正周期为=π,故B错误;
对于C项,函数f (x)的最小值为-,故C正确;
对于D项,当x∈时,2x∈[0,π],函数f (x)不单调,f (x)在上单调递增,在上单调递减,故D错误.
故选AC.]
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11.(2025·八省联考)在人工神经网络中,单个神经元输入与输出的函数关系可以称为激励函数.双曲正切函数是一种激励函数.定义双曲正弦函数sinh x=,双曲余弦函数cosh x=,双曲正切函数tanh x=.则( )
A.双曲正弦函数是增函数
B.双曲余弦函数是增函数
C.双曲正切函数是增函数
D.tanh(x+y)=
√
√
ACD [对于A,令f (x)=sinh x=,则f′(x)=>0恒成立,故双曲正弦函数是增函数,故A正确;
对于B,令g(x)=cosh x=,则g′(x)=,由选项A知,g′(x)为增函数,又g′(0)==0,故当x∈(-∞,0)时,g′(x)<0,当x∈(0,+∞)时,g′(x)>0,故g(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,
+∞)上单调递增,故B错误;
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对于C,tanh x=====1-,
由y=e2x+1在R上单调递增,且y=e2x+1>1,
故tanh x=1-是增函数,故C正确;
对于D,由选项C知tanh x=,则
tanh(x+y)=,
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=
=
=
==,
故tanh(x+y)=,故D正确.
故选ACD.]
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三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.(2024·湖南衡阳三模)已知集合A={a,a+1},集合B={x∈N|x2-x-2≤0},若A B,则a=________.
0或1 [由x2-x-2≤0,得(x+1)(x-2)≤0,解得-1≤x≤2,
因为x∈N,所以x=0,1,2,
所以B={0,1,2},
因为A={a,a+1},且A B,
所以a=0或a=1.]
0或1
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13.(2024·四川遂宁三模)曲线y=x2+ax在点P(1,b)处切线的斜率为3,则实数a=________.
1 [y=x2+ax的导数为y′=2x+a,
可得曲线y=x2+ax在点P(1,b)处切线的斜率为2×1+a=3,
解得a=1.]
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14.(2024·河南三模)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,C=60°,c=7,若a-b=3,D为AB中点,则CD=_______.
[由余弦定理,c2=a2+b2-2ab cos C=(a-b)2+ab,将a-b=3,c=7代入解得ab=40,
因为=),所以===,所以CD=.]
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四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)(2025·南阳模拟)已知0<α<π,且cos =.
(1)求cos α的值;
(2)求tan 2α的值.
[解] (1)由cos =,得sin
=±=±,
∵0<α<π,∴<α+<.
而cos=>0,则<α+<,
可得sin =.
∴cos α=cos =cos cos +sin sin =.
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(2)由0<α<π,得sin α>0.
由(1)可知cos α=,则sin α==,
∴tan α==,
故tan 2α===.
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16.(15分)(2024·北京三模)在△ABC中,=,cosA=.
(1)求证△ABC为等腰三角形;
(2)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使△ABC存在且唯一,求b的值.
条件①:B=;条件②:△ABC的面积为;条件③:AB边上的高为3.
[解] (1)在△ABC中,=,cos A=,设a=5m,b=m,m>0,
根据余弦定理a2=b2+c2-2bc cos A,得25m2=10m2+c2-2c×m×,
整理得c2-2mc-15m2=0,
因为c>0,解得c=5m,所以a=c,
所以△ABC为等腰三角形.
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(2)若选择条件①:若B=,由(1)可知a=c,则A=C=,
所以cos A=cos =cos =cos cos -sin sin =≠,
所以△ABC不存在.
若选择条件②:在△ABC中,由cos A= sin A=,
由(1)c=5m,b=m,m>0,
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所以S△ABC=bc sin A=m×5m×=m2=,
解得m=1,即b=.
若选择条件③:在△ABC中,由AB边上的高为3,得b sin A=3,
由cos A= sin A=,解得b=.
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17.(15分)(2025·深圳龙岗区校级模拟)如图,在扇形OPQ中,半径OP=1,圆心角∠POQ=.C是扇形圆弧上的动点,矩形ABCD内接于扇形,记∠POC=α.
(1)将矩形ABCD的面积S表示成关于
α的函数f (α)的形式;
(2)求f (α)的最大值,及此时的角α.
[解] (1)依题意,在Rt△OBC中,∠OBC=,
所以AD=BC=OC sin ∠POC=sin α,OB=OC cos ∠POC=cos α,
在Rt△OAD中,∠OAD=,∠POQ=,则OA=AD,
因此AB=OB-OA=cos α-sin α,
所以S=AB·BC=sin α(cos α-sin α)=sin αcos α-sin2α
=(sin2α+cos 2α-1)=sin ,
所以f (α)=sin .
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(2)由(1)知,当0<α<时,<2α+<,
所以当2α+=,即α=时,=1,
所以当α=时,f (α)max=.
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18.(17分)(2024·上海闵行区期末)如图,某快递小哥从A地出发,沿小路AB→BC以平均时速20 km/h送快件到C处,已知∠CBD=120°,∠ADB=30°,sin ∠ABD=sin A,BD=10 km,CD=5 km.
(1)求△BCD的面积;
(2)快递小哥出发25分钟后,公司发现快件有重大问
题,由于通讯不畅,公司只能派车沿大路AD→DC追
赶,若汽车平均时速50 km/h,问汽车能否先到达C处?
[解] (1)在△BCD中,BD=10 km,CD=5 km,∠CBD=120°,
由余弦定理得CD2=BC2+BD2-2BC·BD cos 120°,即475=BC2+102-20BC·,
整理得BC2+10BC-375=0,解得BC=15(BC=-25不符合题意,舍去).
所以S△BCD=BC·BD sin 120°=×15×10×=(km2).
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(2)因为在△ABD中,sin ∠ABD=sin A,所以AD=BD=10(km),
由AB2=AD2+BD2-2AD·BD·cos 30°=300+100-2×10×10×=100,得AB=10 km.
公司派车沿大路AD→DC追赶,行驶的路程为AD+DC=(10+5)km,
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汽车的平均时速50 km/h,所以公司的车到达C点所需时间t1==<,
快递小哥从A地出发,沿小路AB→BC以平均时速20 km/h送快件到C处,
所需时间t2===,可知t2-t1>=,
结合25 min= h= h< h,可知汽车能在快递小哥到达之前先到达C处.
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19.(17分)已知函数f (x)=x-a ln x-b(a,b∈R,a≠0).
(1)若a=b=1,求f (x)的极值;
(2)若f (x)≥0,求ab的最大值.
[解] (1)当a=b=1时,f (x)=x-ln x-1,函数f (x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1-=,
当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f (x)单调递减,
x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f (x)单调递增,
所以当x=1时,f (x)取得极小值,极小值为f (1)=0,无极大值.
(2)函数f (x)的定义域为(0,+∞),f ′(x)=1-=(a≠0),
当a<0时,f′(x)>0,函数f (x)在(0,+∞)上单调递增,
x趋向于0时,f (x)趋向于-∞,与f (x)≥0矛盾,不合题意.
当a>0,x∈(0,a)时,f ′(x)<0,f (x)在(0,a)上单调递减,
当x∈(a,+∞)时,f ′(x)>0,f (x)在(a,+∞)上单调递增,
当x=a时,f (x)取得最小值,最小值为f (a)=a-a ln a-b≥0,
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即a-a ln a≥b,则ab≤a2-a2ln a,令g(x)=x2-x2ln x(x>0),
g′(x)=2x-2x ln x-x=x-2x ln x=x(1-2ln x),
当x∈(0,)时,g′(x)>0,g(x)在x∈(0,)上单调递增,
x∈(,+∞)时,g′(x)<0,g(x)在x∈(,+∞)上单调递减,
所以当x=时,g(x)取得最大值,最大值为g()=e-=,
即当a=,b=时取等号,此时f (x)=x-ln x-,
f (x)min=f ()=0,满足f (x)≥0,故ab的最大值为.
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