第二课时 正弦函数的图象
1.用“五点法”作y=2sin 2x的图象时,首先描出的五个点的横坐标是( )
A.0,,π,π,2π
B.0,,,π,π
C.0,π,2π,3π,4π
D.0,,,,π
2.(多选)下列函数图象相同的是( )
A.y=sin x与y=sin(π-x)
B.y=sin与y=sin
C.y=sin x与y=sin(-x)
D.y=sin(2π+x)与y=sin x
3.函数y=sin|x|的图象是( )
4.函数y=的图象是( )
5.(多选)函数y=sin(π-x)-1的图象( )
A.关于直线x=对称
B.关于直线x=π对称
C.关于原点对称
D.关于点(π,-1)对称
6.下列各点:M(0,0),N,P,Q(π,-2)在函数y=2sin x图象上的是 .
7.用“五点法”作函数y=2+sin x,x∈[0,2π]的图象时的五个点分别是 , , , , .
8.在[0,2π]内,不等式sin x<-的解集是 .
9.已知函数y=sin x(x∈[m,n])的值域为,则n-m的最大值为 .
10.用“五点法”作出函数y=1-2sin x,x∈[-π,π]的简图,并回答下列问题:
(1)观察函数图象,写出满足下列条件的x的区间:
①y>1;②y<1.
(2)若直线y=a与y=1-2sin x有两个交点,求a的取值范围;
(3)求函数y=1-2sin x的最大值,最小值及相应的自变量的值.
11.(多选)设函数f(x)=sin x,则下列结论正确的是( )
A.f(x)的一个周期为-2π
B.f(x)的图象关于直线x=0对称
C.f(x)的图象关于点对称
D.f(x)在区间上单调递增
12.若sin θ=1-log2x,则实数x的取值范围是 .
13.(1)利用sin(3π-x)=sin x,证明正弦曲线关于x=对称;
(2)利用sin(2π-x)=-sin x,证明正弦曲线关于点(π,0)对称.
14.已知函数y=2sin x的图象与直线y=2围成一个封闭的平面图形,那么此封闭图形的面积为( )
A.4 B.8
C.4π D.2π
15.已知函数f(x)=sin x-2|sin x|,x∈[0,2π].
(1)作出函数f(x)的图象,并写出f(x)的单调区间;
(2)讨论g(x)=sin x-2|sin x|-k,x∈[0,2π]的零点个数,并求此时k的取值范围.
2 / 2课时跟踪检测部分
第七章 三角函数
7.1 任意角的概念与弧度制
7.1.1 角的推广
1.ABC 160°显然在第二象限;480°=120°+360°是第二象限角;-960°=-3×360°+120°是第二象限角;1 530°=4×360°+90°不是第二象限角.
2.D ∵与-120°终边相同的角的集合为{α|α=-120°+k·360°,k∈Z}.取k=1,可得在0°到360°范围内,与角-120°终边相同的角是240°.故选D.
3.C 由于k·90°(k∈Z)表示终边在x轴或y轴上的角,所以k·90°+45°(k∈Z)表示终边落在y=x或y=-x上的角(如图①).
又由于k·45°+90°(k∈Z)表示终边落在x轴、y轴、直线y=±x上8个位置的角(如图②),因而M N,故选C.
4.A 由已知可得α=β+k·360°(k∈Z),∴α-β=k·360°(k∈Z),∴α-β的终边在x轴的正半轴上.
5.BCD 对于A,-330°是第一象限角,它是负角,故A错误;对于B,β=α+k·360°(k∈Z),则α与β的终边相同,满足终边相同的角的定义,B正确;对于C,α=45°+k·180°(k∈Z),则α的终边落在直线y=x上,C正确;对于D,终边在x轴上的角的集合是{α|α=k·180°,k∈Z},D正确.
6.D ∵角α与角β的终边互为反向延长线,∴α-β=k·360°+180°(k∈Z),∴α=k+360°+180°+β(k∈Z).
7.-960° 解析:因为α与120°角终边相同,故有α=k·360°+120°,k∈Z.又因为-990°<α<-630°,所以-990°<k·360°+120°<-630°,即-1 110°<k·360°<-750°.所以-<k<-,当k=-3时,α=(-3)·360°+120°=-960°.
8.{α|α=270°+k·360°,k∈Z} 解析:∵点P(0,-1)在y轴的负半轴上,在0°~360°内满足条件的角为270°,∴所有角α组成的集合S={α|α=270°+k·360°,k∈Z}.
9.-5 -60 解析:将钟表拨快10分钟,则时针按顺时针方向转了10×=5°,所转成的角度是-5°;分针按顺时针方向转了10×=60°,所转成的角度是-60°.
10.解:(1)终边落在OA位置上的角的集合为{α|α=30°+k·360°,k∈Z},
终边落在OB位置上的角的集合为{β|β=105°+k·360°,k∈Z}.
(2)由(1)及题图知,阴影部分的角的集合为{θ|30°+k·360°≤θ<105°+k·360°,k∈Z}.
11.ACD 因为α是第三象限的角,则α∈(k·360°+180°,k·360°+270°),k∈Z,所以∈(k·120°+60°,k·120°+90°),k∈Z,按照k=3n,k=3n+1,k=3n+2(n∈Z)进行讨论可知可以是第一、第三、第四象限角.
12.60°+k·360°,k∈Z 解析:因为30°与60°的终边关于y=x对称,所以β的终边与60°角的终边相同.所以β=60°+k·360°,k∈Z.
13.解:(1)令-360°<30°+k·90°<360°,得-<k<,又∵k∈Z,∴k=-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,∴集合M中大于-360°且小于360°的角共有8个,分别是-330°,-240°,-150°,-60°,30°,120°,210°,300°.
(2)∵集合M中的第二象限角与120°角的终边相同,
∴β=120°+k·360°,k∈Z.
7.1.2 弧度制及其与角度制的换算
1.C 法一 由于-=-4π+,所以-与的终边相同,与的终边相同的角的集合为{α+2kπ,k∈Z},令k=1,α=,故选C.
法二 因为--=-,--=-,--=-6π,--=-,只要两个角的差为周角的整数倍,那么其终边相同,故选C.
2.B ∵按顺时针方向旋转转过的角为负角,按逆时针方向旋转转过的角为正角,∴OP转过的角为-+=-.故选B.
3.ABD 对于A,67°30'=67.5×=,故A正确;对于B,因为-×=-600°,所以-=-600°,故B正确;对于C,-150°=-150×=-,故C错误;对于D,因为×=15°,所以=15°,故D正确.故选A、B、D.
4.A ∵-=-2π-,∴-与-是终边相同的角,且此时=是最小的.
5.C 如图,设圆的半径为R,则圆的内接正三角形的边长为R,所以圆弧长度为R的圆心角的弧度数α==.
6.B 根据题设,弦=2×4sin =4 m,矢=4-4cos =2 m,故弧田面积=×(弦×矢+矢2)=×(4×2+22)=4+2≈9 m2.
7.-π 600° 解析:-105°=-105×=-π,π=π×=600°.
8.4 6π 解析:因为135°==,所以扇形的半径为=4,面积为×3π×4=6π.
9.,,, 解析:由题意,得α=+2kπ,∴=+(k∈Z).令k=0,1,2,3,得=,,,.
10.解:(1)因为α=1 200°=1 200×==3×2π+,
又<<π,所以角α与的终边相同,所以角α是第二象限的角.
(2)因为与角α终边相同的角(含角α在内)为2kπ+,k∈Z,所以由-4π≤2kπ+≤π,得-≤k≤.
因为k∈Z,所以k=-2或k=-1或k=0.
故在区间[-4π,π]上与角α终边相同的角是-,-,.
11.C 由已知得AB=BC=AC=2,则===,故扇形的面积为,由已知可得,莱洛三角形的面积是扇形面积的3倍减去三角形面积的2倍,所以所求面积为3×-2××22=2π-2.故选C.
12.AC 设此扇形的半径为r,圆心角的弧度数是α(0<α<2π),则有解得α=1或α=4,故选A、C.
13.解:∵秒针的旋转方向为顺时针,
∴t s后秒针端点A转过的角α=- rad,
∴秒针端点A转过的路程为d=|α|·r=(cm),
∴形成的扇形面积为S=|α|·r2=(cm2),
∴d=(t∈[0,60]),S=(t∈[0,60]).
7.2 任意角的三角函数
7.2.1 三角函数的定义
1.C 因为x=1,y=-5,所以r=,所以sin α==-.
2.C 因为2sin =1,-2cos =-,所以r==2,所以sin α=-.
3.A ∵r==,cos α==-,∴9(a2+1)=5(2a+1)2且2a+1<0,解得a=-2.
4.D 设P(x,y),则sin α=,所以y=rsin α,又cos α=,所以x=rcos α,所以P(rcos α,rsin α),故选D.
5.AB 当a>0时,|OP|==a,由三角函数的定义得sin α==;当a<0时,|OP|==-a,由三角函数的定义得sin α==-,故A、B正确.
6.CD 由条件知r=,由sin αcos α=知×=即=,∴a=-4或-,故选C、D.
7.(-2,3] 解析:由三角函数的定义可知sin α>0,a+2>0,cos α≤0,3a-9≤0,解得-2<a≤3.
8. 解析:∵cos x=|cos x|,∴ cos x≥0,∴2kπ-≤x≤2kπ+(k∈Z).
9. - 解析:因为角α的终边过点P(-8m,-3),所以OP=(O为坐标原点),因为cos α==-<0,所以m>0,角α是第三象限角,且可得m=,所以P(-4,-3),OP=5,sin α=-.
10.解:∵角α的终边落在直线y=-3x上,
∴角α的终边落在第二象限或第四象限.
若角α的终边落在第二象限,则可取其上一点(-1,3),
∴r==,
∴sin α==,cos α==-;
若角α的终边落在第四象限,则可取其上一点(1,-3),
∴r==,
∴sin α==,cos α==.
11.CD 因为0<A<π,所以0<<,所以tan >0;又因为0<C<π,所以sin C>0.
12.CD 由题意,可设P(x,-4),则tan α==,解得x=-6,所以点P的横坐标是-6,故A错误;因为P(-6,-4),所以角α是第三象限角,故B错误;因为P(-6,-4),所以OP=2(O为坐标原点),所以cos α==-,故C正确;因为角α是第三象限角,所以sin α<0,所以sin αcos α>0,故D正确.故选C、D.
13.- - 解析:因为=,y<0,所以y=-4.所以tan α=-,sin α==-.
14.解:由题意,得r=OP=,则cos θ==.
∵cos θ=x,∴=x.
∵x≠0,∴x=1或x=-1.
当x=1时,点P的坐标为(1,3),角θ为第一象限角,
此时,sin θ==,cos θ=;
当x=-1时,点P的坐标为(-1,3),角θ为第二象限角,
此时,sin θ=,cos θ=-.
7.2.2 单位圆与三角函数线
1.AD 由三角函数线的定义A、D正确,B、C不正确.B中有相同正弦线的角可能不等,如与;C中当α=时,α与α+π都没有正切线.
2.ACD 三角函数线的方向和三角函数值的符号是一致的.sin =||>0,tan =||>0.
3.C 易知<1<,在单位圆中,作出锐角1的正切线、正弦线、余弦线,观察它们的长度,则有tan 1>sin 1>cos 1>0.
4.B 根据三角函数线定义可知,与的正弦线相等,与的正切线相等,与的余弦线相反.
5.C 如图,作α=-1的正弦线,余弦线,正切线,因为-<-1<-,所以b=cos(-1)>0,a=sin(-1)<0,c=tan(-1)<0,又正切线的长度大于正弦线的长度,所以a>c,即c<a<b.
6.AD 由于单位圆的半径为1,根据弧长公式有=1·α=α,所以A正确;由于B是∠AOB的一边与单位圆的交点,y1是对应∠AOB的正弦值,即y1=sin x0,所以x1是对应∠AOB的余弦值,即x1=cos x0,所以B错误;当y1=sin x0时,∠AOB=x0+2kπ,k∈Z,所以C错误;反过来,当∠AOB=x0,即=x0时,y1=sin x0一定成立,所以D正确.故选A、D.
7.- 解析:三角函数线的方向和三角函数值的符号是一致的,由题设可知sin α的值为-.
8.sin >sin >sin 解析:在单位圆中作出,,角的正弦线,可知sin >sin >sin .
9.(k∈Z) 解析:要使函数有意义,有1-2sin x≥0,得sin x≤,
如图,确定正弦值为的角的终边OP与OP',其对应的一个角分别为π,π,所求函数定义域为[2kπ+π,2kπ+π](k∈Z).
10.解:(1)如图①所示,过点(1,-1)和原点作直线交单位圆于点P和P',则OP和OP'就是角α的终边,
∴∠xOP==π-,∠xOP'=-,
∴满足条件的所有角α的集合是{α|α=-+kπ,k∈Z}.
(2)如图②所示,过点作x轴的平行线,交单位圆于点P和P',
则sin∠xOP=sin∠xOP'=-,
∴∠xOP=,∠xOP'=,
∴满足条件的所有角α的集合是
.
11.B 由三角函数线知,在[0,2π)内使cos θ<sin θ的角θ∈,使tan θ<sin θ的角θ∈∪,故θ的取值范围是.
12.ABC 分别在四个象限内作出满足sin α>sin β的两个角α,β,再作出要比较的余弦线或正弦线.通过图形(图略)易得选A、B、C.
13.证明:如图所示,设角α的终边与单位圆交于点P(x,y),过P作PM⊥Ox,PN⊥Oy,M,N分别为垂足.
所以MP=y=sin α,OM=x=cos α,
在△OMP中,OM+MP>OP,
所以sin α+cos α>1.
因为S△OAP=OA·MP=y=sin α,
S△OBP=OB·NP=x=cos α,
S扇形OAB=π×12=,
又因为S△OAP+S△OBP<S扇形OAB,
所以sin α+cos α<,即sin α+cos α<,
所以1<sin α+cos α<.
7.2.3 同角三角函数的基本关系式
1.B 原式=+=+=-1-2=-3.
2.D 因为sin α=-,且α为第四象限角,所以cos α=,所以tan α=-.
3.C ∵sin θ=,cos θ=-,∴sin2θ+cos2θ=+=1,解得a=0或a=4.∵θ为第二象限角,∴sin θ>0,cos θ<0,∴a=4,∴sin θ=,cos θ=-,tan θ=-.
4.B ∵sin 1°=cos 89°,sin 2°=cos 88°,…,sin 89°=cos 1°,故设cos289°+cos288°+…+cos22°+cos21°=t,则2t=89,∴t=.
5.C 因为sin θ+cos θ=a,a∈(0,1),两边平方可得sin θcos θ=<0,所以-<θ<0且cos θ>-sin θ,所以|cos θ|>|sin θ|,借助三角函数线可知-<θ<0,则-1<tan θ<0,故满足题意的值为-.
6.ABD ∵1+sin θ+cos θ·=1+sin θ·|sin θ|+cos θ|cos θ|=0.又sin2θ+cos2θ=1,∴即π+2kπ≤θ≤+2kπ(k∈Z).故角θ不可能在第一、二、四象限.
7.二或四 解析:由=1 tan α=-1<0,∴α在第二或第四象限.
8.tan x 解析:原式=sin2x=sin2x=·sin2x==tan x.
9.-1 π或 解析:依题意有sin θ+cos θ=k, ①
sin θcos θ=k+1. ②
又∵(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ,∴k2-2k-3=0.解得k=3或k=-1.∵|sin θcos θ|=|k+1|≤1,∴k=-1.代入①②,得解得或又∵θ∈(0,2π),∴θ=π或.
10.解:(1)原式=
=
==
=1.
(2)原式=
==cos θ.
11.ABD A正确,=·=2;B正确,tan θ+=+==2;C不正确,===2;D正确,∵α为第一象限角,∴原式=+=2.故选A、B、D.
12. 7 解析:∵tan α+=3,∴+=3,即=3,∴sin αcos α=,tan2α+=-2tan α·=9-2=7.
13.解:(1)由=,
得3tan2α-2tan α-1=0,
即(3tan α+1)(tan α-1)=0,
解得tan α=-或tan α=1.
因为α∈,所以tan α<0,所以tan α=-.
(2)由(1),得tan α=-,所以===.
7.2.4 诱导公式
第一课时 诱导公式①、②、③、④
1.C sin=sin=sin=.故选C.
2.A 原式=sin 2-cos 2,故选A.
3.B ∵tan=tan=-tan,∴tan=-.
4.B 因为sin(π-α)=sin α=lo 2-2=-,所以cos(π+α)=-cos α=-=-=-.
5.ACD sin(α+180°)=-sin α,cos(-α+β)=cos[-(α-β)]=cos(α-β),sin(-α-360°)=-sin(α+360°)=-sin α,cos(-α-β)=cos[-(α+β)]=cos(α+β).
6.AD 由A+B+C=π,故A正确,C错误;对B,若cos A>0,可得A为锐角,△ABC不一定是锐角三角形,B错误;由sin(π-A)=sin A=sin B,A,B∈(0,π)知,A=B,故D正确.
7.- 解析:tan 690°=tan(2×360°-30°)=tan(-30°)=-tan 30°=-.
8.- 解析:∵sin(α+π)=,∴sin α=-.
又∵sin αcos α<0,∴cos α>0,cos α==,∴tan α=-.原式===-.
9.cos2α 解析:原式=·[-sin(2π-α)]cos(2π-α)=sin αcos α=cos2α.
10.解:由条件得sin A=sin B,cos A=cos B,
平方相加得2cos2A=1,cos A=±,
又因为A∈(0,π),所以A=或π.
当A=π时,cos B=-<0,所以B∈,
所以A,B均为钝角,不合题意,舍去.
所以A=,cos B=,所以B=,所以C=π.
综上所述,A=,B=,C=π.
11.D sin=sin=sin=-sin=-.
12.ABD ∵sin(π+α)=-sin α=-,∴sin α=,若α+β=π,则β=π-α.A中,sin β=sin=sin α=,故A符合条件;B中,cos(π+β)=cos=cos α=±,故B符合条件;C中,tan β=,即sin β=cos β,又sin2β+cos2β=1,故sin β=±,即C不符合条件;D中,cos(2π-β)=cos[2π-(π-α)]=cos(π+α)=-cos α=±,故D符合条件.故选A、B、D.
13.4 049 解析:因为f(x)=asin(πx+α)+bcos(πx+β)+x,所以f(2 024)=asin(2 024π+α)+bcos(2 024π+β)+2 024=asin α+bcos β+2 024=0,得到asin α+bcos β=-2 024,所以f(2 025)=asin(2 025π+α)+bcos(2 025π+β)+2 025=asin(π+α)+bcos(π+β)+2 025=-asin α-bcos β+2 025=-(-2 024)+2 025=4 049.
14.解:存在α=,β=使等式同时成立.理由如下:
由sin(3π-α)=sin(2π+β),cos(-α)=-cos(π+β)得,sin α=sin β,cos α=cos β,两式平方相加得,sin2α+3cos2α=2,得到sin2α=,即sin α=±.因为α∈,所以α=或α=-.将α=代入cos α=cos β,得cos β=,由于β∈(0,π),所以β=.将α=-代入sin α=sin β,得sin β=-,由于β∈(0,π),这样的角β不存在.综上可知,存在α=,β=使等式同时成立.
第二课时 诱导公式⑤、⑥、⑦、⑧
1.B ∵(75°+α)+(15°-α)=90°,∴cos(15°-α)=cos [90°-(75°+α)]=sin(75°+α)=.
2.A 由已知得cos α=,又α∈,所以sin α=-=-=-.因此,tan α==-2.
3.B 由条件得-sin α-sin α=-a,故sin α=,原式=-sin α-2sin α=-3sin α=-a.
4.A f(cos 10°)=f(sin 80°)=cos 240°=cos(270°-30°)=-sin 30°=-.
5.ABC f(x+π)=sin(x+π)+cos(x+π)=-sin x-cos x,f(π-x)=sin(π-x)+cos(π-x)=sin x-cos x,f=sin+cos=cos x-sin x,f=sin+cos=cos x+sin x,故选A、B、C.
6.D 由角α的终边在第二象限,可知sin α>0,cos α<0,对于A,sin=cos α<0,错误;对于B,cos=-sin α<0,错误;对于C,sin(π+α)=-sin α<0,错误;对于D,cos(π+α)=-cos α>0,正确.
7.-sin2α 解析:原式=-sin(7π+α)·cos=-sin(π+α)·=sin α·(-sin α)=-sin2α.
8.2 解析:∵sin+2sin=0,∴sin(+θ)=2sin=2sin=2cos,∴tan=2.
9. 解析:sincos=-cos α·(-sin α)=sin αcos α=,由0<α<,可得0<sin α<cos α,联立,得得sin α=,cos α=.
10.解:因为sin=cos α,cos=sin α,
cos(π+α)=-cos α,sin(π-α)=sin α,
cos=-sin α,sin(π+α)=-sin α,
所以原式=+
=-sin α+sin α=0.
11.C 由已知得消去sin β,得tan α=3,∴sin α=3cos α,代入sin2α+cos2α=1,化简得sin2α=,则sin α=(α为锐角).
12.CD 由诱导公式知α∈R时,sin(π+α)=-sin α,所以A错误;当n=2k(k∈Z)时,cos(nπ-α)=cos(-α)=cos α,此时cos α=,当n=2k+1(k∈Z)时,cos(nπ-α)=cos[(2k+1)π-α]=cos(π-α)=-cos α,此时cos α=-,所以B错误;若α≠(k∈Z),则tan===-,所以C正确;因为在△ABC中,B+C=π-A,所以sin =sin(-)=cos ,故D正确.
13.解:如图所示,由题意知 =OB=2.
∵圆的半径为1,∴∠BAP=2,
故∠DAP=2-,
∴DA=APcos=sin 2,
DP=APsin=-cos 2.
∴OC=2-sin 2,PC=1-cos 2.
∴点P的坐标为(2-sin 2,1-cos 2).
14.cos α 解析:f(α)==cos α,∴f=cos=cos =cos=cos =.
15.解:若选①,则tan(π+α)=2,即tan α=2;
若选②,则sin(π-α)-sin=cos(-α),即sin α-cos α=cos α,
即sin α=2cos α,tan α=2;
若选③,2sin=cos,即2cos α=sin α,tan α=2;
(1)====8.
(2)当α为第三象限角时,tan α==2,
即sin α=2cos α,
又∵sin2α+cos2α=1,即(2cos α)2+cos2α=1,解得cos α=-,
sin α=-=-=-,
sin(-α)-cos(π+α)-cossin=-sin α+cos α+sin αcos α=--+×=.
7.3 三角函数的性质与图象
7.3.1 正弦函数的性质与图象
第一课时 正弦函数的性质
1.B 函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,且f(-x)=f(x),故f(x)为偶函数.
2.D 当0≤x≤时,0≤sin x≤1,∴3≤-2sin x+5≤5.故选D.
3.D y=-sin x-7的单调递减区间与y=sin x的单调递增区间相同.
4.B 由y==2-,当sin x=-1时,y=取得最小值-2.
5.A 法一 易知y=sin x在R上为奇函数,
∴f(0)=0,∴a=0.
法二 ∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x),即sin(-x)-|a|=-sin x+|a|,-sin x-|a|=-sin x+|a|.∴|a|=0,即a=0.
6.AC 当a>0时,由条件知∴当a<0时,由条件知∴故选A、C.
7.偶函数 解析:f(-x)=[sin(-x)]2+1=sin2x+1=f(x),所以f(x)为偶函数.
8.> 解析:因为->-,且y=sin x在内为增函数,所以sin>sin.
9. -2 解析:由题意知,x∈R,y===3-.∵-1≤sin x≤1,∴1≤sin x+2≤3,即≤≤1,∴-2≤y≤,即函数y=的最大值为,最小值为-2.
10.解:当x∈时,3π-x∈,
∵当x∈时,f(x)=1-sin x,
∴f(3π-x)=1-sin(3π-x)=1-sin x.
又∵f(x)是以π为周期的偶函数,
∴f(3π-x)=f(-x)=f(x).
∴f(x)的解析式为f(x)=1-sin x,x∈.
11.D ∵α,β∈,∴-α∈.∵cos α>sin β,∴sin>sin β.∵y=sin x在上是增函数,∴-α>β,即α+β<.
12.AC 选项A、C正确.对于B,y=3sin x+1的最小值为-3+1=-2;对于D,y=sin x-1的单调递增区间为,k∈Z.故B、D不符合题意.
13.解:(1)∵ymax=1-a,∴a<0,
故ymin=1+a=-3,∴a=-4,
∴y=-4sin x+1.
(2)当+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z时,函数y=-4sin x+1递增,
∴y=-4sin x+1的递增区间为(k∈Z).
(3)∵x∈[-π,π],(k∈Z)∩[-π,π]=∪.
∴当x∈[-π,π]时,y=-4sin x+1的递增区间为,.
14.[2kπ-π,2kπ](k∈Z) (k∈Z)
解析:由-2sin x≥0,得sin x≤0,∴2kπ-π≤x≤2kπ(k∈Z),即函数的定义域是[2kπ-π,2kπ](k∈Z).∵y=与y=sin x的单调性相反,∴函数的单调递减区间为(k∈Z).
15.解:(1)∵函数f(x)=,
∴sin x≠0,x≠kπ,k∈Z,
故函数的定义域为{x|x≠kπ,k∈Z}.
显然,f(x)的周期,即y=sin x的周期为2π.
由于满足f(-x)==-=-f(x),故f(x)为奇函数.
(2)证明:正弦函数y=sin x在区间上单调递增,设0<x1<x2<,则0<sin x1<sin x2<1,
∴f(x1)=>=f(x2),
即f(x1)>f(x2),
因此,y=f(x)在区间上单调递减.
第二课时 正弦函数的图象
1.B 由五点作图法,令2x=0,,π,π,2π,解得x=0,,,π,π.
2.AD 根据诱导公式,y=sin(π-x)=sin x,故A符合;y=sin(2π+x)=sin x,故D符合.
3.B 因为函数y=sin |x|是偶函数,且x≥0时,sin |x|=sin x.故选B.
4.C 由y==|sin x|易知该函数为偶函数,当sin x≥0时,y=sin x,当sin x<0时,y=-sin x,作x≥0时y=sin x的图象,将x轴下方的图象翻折到x轴上方,再关于y轴对称即作出y=|sin x|的图象.
5.AD 由三角函数的诱导公式得y=sin(π-x)-1=sin x-1,所以函数y=sin(π-x)-1的图象关于直线x=对称,关于点(π,-1)对称.
6.M,N 解析:将点的坐标代入可知符合条件的是点M与N.
7.(0,2) (π,2) (2π,2) 解析:可结合函数y=sin x的图象的五个关键点寻找,即把y=sin x的图象上五个关键点向上平移2个单位.
8. 解析:画出y=sin x,x∈[0,2π]的图象如下:
因为sin=,所以sin=-,
sin=-.
即在[0,2π]内,满足sin x=-的是x=或x=.
可知不等式sin x<-的解集是.
9. 解析:
作出正弦函数y=sin x(x∈R)的图象,如图所示,∵函数y=sin x的定义域为[m,n],值域为,又sin=sin =-,结合图象可知n-m的最大值为-=.
10.解:按五个关键点列表
x -π - 0 π
sin x 0 -1 0 1 0
1-2sin x 1 3 1 -1 1
描点连线得:
(1)由图象可知函数y=1-2sin x在y=1上方的部分y>1,在y=1下方的部分y<1,
所以当x∈(-π,0)时,y>1,当x∈(0,π)时,y<1.
(2)如图,当直线y=a与y=1-2sin x有两个交点时,1<a<3或-1<a<1,
所以a的取值范围是{a|1<a<3或-1<a<1}.
(3)由图象可知ymax=3,此时x=-;
ymin=-1,此时x=.
11.AD 函数f(x)=sin x的最小正周期为2π;对称轴方程为x=kπ+,k∈Z;对称中心为(kπ,0),k∈Z;单调增区间为,k∈Z.则A正确,B错误,C错误,D正确.故选A、D.
12.[1,4] 解析:由正弦函数的图象,可知-1≤sin θ≤1,所以-1≤1-log2x≤1,整理得0≤log2x≤2,解得1≤x≤4.
13.证明:(1)令f(x)=sin x,
f(3π-x)=sin(3π-x)=sin x,
∴f(3π-x)=f(x),
令t=-x,则x=-t,
∴f=f,
即f=f,
∴f(x)=sin x关于x=对称.
(2)令f(x)=sin x.
∴f(2π-x)=sin(2π-x)=-sin x,
∴f(2π-x)=-f(x),
令t=π-x,则x=π-t,
∴f[2π-(π-t)]=-f(π-t),
即f(π+t)=-f(π-t),
∴f(x)=sin x关于点(π,0)对称.
14.C 数形结合,如图所示,y=2sin x,x∈的图象与直线y=2围成的封闭平面图形的面积相当于由x=,x=,y=0,y=2围成的矩形面积,即S=×2=4π.
15.解:(1)f(x)=
图象如图,
由图象可知f(x)的递增区间为,;
f(x)的递减区间为,.
(2)由图象可知:
当k>0或k<-3时,直线y=k与函数f(x)有0个交点,故g(x)没有零点;
当k=-3时,直线y=k与函数f(x)有1个交点,故g(x)有1个零点;
当-3<k<-1时,直线y=k与函数f(x)有2个交点,故g(x)有2个零点;
当k=0或k=-1时,直线y=k与函数f(x)有3个交点,故g(x)有3个零点;
当-1<k<0时,直线y=k与函数f(x)有4个交点,故g(x)有4个零点.
7.3.2 正弦型函数的性质与图象
第一课时 正弦型函数的图象
1.B
2.A 当x=0时,y=sin=-<0,排除B、D;当x=时,y=sin=sin 0=0,排除C,故选A.
3.BC 由题图所示可知A=1,T=4=π,所以ω==2,又2×+φ=π,所以φ=,f(x)=sin,g(x)=-cos 2x=-sin=sin=sin(k∈Z),可验证得k=0时,B正确,k=-1时,C正确,故选B、C.
4.C 由于y=sin=sin,所以要得到y=sin的图象,只要将函数y=sin 的图象向左平移个单位长度即可.
5.A ∵T=π-=π,∴T=π,∴=π(ω>0),∴ω=2.由图象知当x=π时,2×π+φ=2kπ+(k∈Z),即φ=2kπ-(k∈Z).∵-<φ<,∴φ=-.
6.B 将y=sin x的图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),所得图象的函数解析式为y=sin 2x,再将此函数图象向右平移个单位长度可得y=sin的图象,即y=sin的图象,所以ω=2,φ=-.
7.(0,sin 1) - 解析:∵f(0)=sin|a×0+1|=sin 1,∴f(x)=sin|ax+1|的图象恒过定点(0,sin 1).当a=π时,f=sin=sin =-.
8. 解析:由题意设函数周期为T,则=-=,∴T=.∴ω==.
9.y=sin x 解析:y=sin 2x的图象y=sin =sin x的图象y=sin x的图象,即所得图象的函数解析式为y=sin x.
10.解:(1)依题意,A=,T=4×=π.
∵T==π,ω>0,∴ω=2,∴y=sin(2x+φ),
又曲线上的最高点为,
∴sin=1.
∵-<φ<,∴φ=.
∴y=sin.
(2)列出x,y的对应值表:
x 0 π π π π
2x+ π π 2π
y 1 0 - 0 1
作图如下:
11.AB ①向左平移个单位,再将横坐标变为原来的(纵坐标不变),则正弦函数y=sin x的图象变为y=sin的图象;②横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位,则正弦函数y=sin x的图象变为y=sin =sin的图象;③横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位,则正弦函数y=sin x的图象变为y=sin =sin的图象;④向左平移个单位,再将横坐标变为原来的(纵坐标不变),则正弦函数y=sin x的图象变为y=sin的图象,因此①和②符合题意,故选A、B.
12.解:(1)由题设图象,易得A=2,T=-=,
所以T=π,所以ω==2.
所以f(x)=2sin(2x+φ).
因为函数f(x)的图象经过点.
所以2sin=2,即sin=1.
又因为-<φ<,所以-<+φ<.
所以+φ=,所以φ=.
故所求函数f(x)的解析式为f(x)=2sin.
(2)由题意,知方程f(x)=m有两个不同的实数根等价于函数f(x)=2sin的图象与g(x)=m的图象有两个不同的交点.
因为0<x<π,
易画出函数f(x)=2sin的图象与函数g(x)=m的图象(如图所示).
依据图象可知:
当-2<m<1或1<m<2时,直线g(x)=m与曲线f(x)=2sin有两个不同的交点,
即方程f(x)=m有两个不同的实数根,
故所求实数m的取值范围为(-2,1)∪(1,2).
13. 解析:f(x)=sin ωx(ω>0)图象上所有点的横坐标向右平移个单位长度得y=sin,则y=sin和g(x)=sin相同,所以=+2kπ,k∈Z,解得ω=+6k,k∈Z,因为ω>0,所以当k=0时,ω的最小值为.
14.解:(1)y=sin 3x在上的图象如图所示,
由函数y=sin 3x在上的面积为,
所以在上的面积为.
(2)结合(1),由图可知阴影面积为S=SABCD+=π+.
第二课时 正弦型函数的性质(习题课)
1.D 法一 由-+2kπ≤x-≤+2kπ,k∈Z,得-+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z.由于x∈[-π,0],
所以所求单调递增区间为.
法二 当x=时,函数y=2sin取得最大值,且其最小正周期为2π,则函数y=2sin的一个单调递增区间为,即,所以当x∈[-π,0]时,所求单调递增区间为.
2.B 令sin=±1,得2x+=kπ+(k∈Z),即x=π+(k∈Z),取k=1,得x=.
3.D 由f=f知,x=是函数的对称轴,解得f=-3或3.故选D.
4.B 函数f(x)的最小正周期T==4.由于对任意的x∈R都有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则f(x1)=f(x)min=-2,f(x2)=f(x)max=2,从而|x1-x2|的最小值为=2.
5.AB ∵f(x)的周期为π,∴ω=2.∴f(x)=sin,∴f(x)的图象关于点(k∈Z)对称,关于直线x=+(k∈Z)对称.
6.A 依题意,原函数经图象变换后,得到函数y=sin的图象.令2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),解得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),则函数y=sin的单调递增区间为(k∈Z).结合选项可知,当k=0时,函数y=sin在区间上单调递增.
7.(k∈Z) 解析:令+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,则+4kπ≤x≤+4kπ,k∈Z.
8.x=+(k∈Z) 解析:因为f(x)=2sin(2x+2φ+)(x∈R)为奇函数,所以f(0)=2sin=0,所以2φ+=kπ(k∈Z),即φ=-(k∈Z),所以当k=1时,正数φ取得最小值,此时f(x)=-2sin 2x.令2x=kπ+(k∈Z),得x=+(k∈Z),故所求函数f(x)图象的对称轴方程是x=+(k∈Z).
9.sin - 解析:函数f(x)的图象向左平移个单位得g(x)=sin的图象.因为g(x)是奇函数,所以φ+=kπ,k∈Z.又因为|φ|<,所以φ=-,所以f(x)=sin.又x∈,所以2x-∈,所以当x=0时,f(x)取得最小值-.
10.解:(1)由题意可知A=,=6-2=4,
∴T=16,即=16,∴ω=,
∴y=sin.
又图象过最高点(2,),
∴sin=1,
故+φ=+2kπ,k∈Z,
φ=+2kπ,k∈Z,
由|φ|≤,得φ=,
∴y=sin.
(2)∵-6≤x≤0,∴-≤x+≤,
∴-≤sin≤1.
即函数在[-6,0]上的值域为[-,1].
11.ACD 由正弦函数性质知f(x)的最小值是-1,A正确;令2x+=kπ,x=-,k∈Z,没有一个整数k,能使-=,B错误;T==π,C正确;由2kπ-≤2x+≤2kπ+得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.当k=0时,-≤x≤,而 ,D正确.故选A、C、D.
12. 解析:由于0≤x≤π,所以≤x+≤,由于关于x的方程sin=2m在[0,π]内有相异两实根,令u=x+,由函数y=sin u与y=2m的图象(图略)可知,≤2m<1,解得≤m<.
13.解:(1)∵f(x)的最小正周期为π,又ω>0,T==π,∴ω==2.
又函数f(x)图象上的最低点纵坐标为-3,且A>0,∴A=3.
∴f(x)=3sin.
(2)由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
可得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
∴函数f(x)的单调递增区间为,k∈Z,
由2x+=+kπ,得x=+,k∈Z,
∴函数f(x)的对称轴方程为x=+,k∈Z.
14.ACD 将函数f(x)=Asin(A≠0)的图象向左平移个单位得到函数g(x)=Asin=Asin的图象,因为A≠0,正负不知,所以A错;又因为g=Asin( 2×+)=Asin =A,所以直线x=是g(x)图象的一条对称轴,所以B正确;因为g=Asin[2×+]=Asin≠0,所以C错;g(x)=Asin为非奇非偶函数,所以D错误.
15.解:(1)根据表中已知数据,解得A=5,ω=2,φ=-.数据补全如下表:
ωx+φ 0 π 2π
x
Asin(ωx+φ) 0 5 0 -5 0
函数解析式为f(x)=5sin.
(2)由(1)知f(x)=5sin,
所以g(x)=5sin.
由于y=sin x的图象的对称中心为(kπ,0),k∈Z.
所以令2x+2θ-=kπ,解得x=+-θ,k∈Z.
由于函数y=g(x)的图象关于点成中心对称,则+-θ=,
解得θ=-,k∈Z.
由θ>0可知,当k=1时,θ取得最小值.
7.3.3 余弦函数的性质与图象
1.D 由题意得y=显然只有D合适.
2.C y=cos|x|在上是减函数,排除选项A;y=cos|-x|=cos|x|,排除选项B;y=sin=-sin=-cos x,是偶函数,且在(0,π)上单调递增,选项C符合题意;y=-sin 在(0,π)上是单调递减的.故选C.
3.C 作出函数y=|cos x|的图象如图所示,由图象可知,A、B都不是单调区间,D是单调增区间,C是单调减区间.
4.C 由题意,得y=2sin2x+2cos x-3=2(1-cos2x)+2cos x-3=-2-.因为-1≤cos x≤1,所以当cos x=时,函数有最大值-.
5.ABD 函数f(x)=cos,则函数的周期为π的倍数,故A正确.当x=时,f=-1,故f(x)的图象关于直线x=对称,故B正确.f(x)的单调递减区间为,故C错误.f=cos=0,故f(x+π)的一个零点为x=,故D正确.
6.B 函数f(x)=cos x图象的对称中心的横坐标为x=+kπ,k∈Z,则m=+kπ,k∈Z,从而f(m)=f=cos=0.
7.- 解析:由已知=得ω=3,∴ (x)=3cos,
∴ (π)=3cos=3cos=-3cos=-.
8.y=-cos 2x 解析:将函数y=cos的图象向左平移个单位长度,所得图象对应的函数为y=cos[2+]=cos(2x+π)=-cos 2x.
9.y=4cos-1 解析:∵2A=3-(-5)=8,∴A=4.
∵2b=3+(-5)=-2,∴b=-1.
又=-=,∴T=π,∴ω==2.
∴y=4cos(2x+φ)-1.
又函数的图象过点,从而3=4cos(2×+φ)-1,
∴cos=1,即+φ=2kπ,k∈Z,∴φ=-+2kπ,k∈Z,
又|φ|<,∴φ=-,∴y=4cos-1.
10.解:∵函数y1的最大值是,最小值是-,当b>0时,由题意得∴当b<0时,由题意得∴因此函数y=-2sin 3x或y=2sin 3x的最大值均为2.
11.ABC 画出函数f(x)的图象(如图),由图象容易看出:该函数的值域是;当x=2kπ+或x=2kπ,k∈Z时,函数取得最大值1;当且仅当x=2kπ+,k∈Z时,函数取得最小值-;当且仅当2kπ+π<x<2kπ+,k∈Z时,f(x)<0,可知A、B、C不正确.
12.-1或3 1或-3 解析:由题意知或解得或故函数g(x)的最大值为a-b=a+1,即最大值为3或-1,函数g(x)的最小值为a+b=a-1,即最小值为1或-3.
13.解:(1)由题图知A=2,=-=,
∴T=π,∴ω=2.
∴f(x)=2cos(2x+φ).
又f(x)过点代入得2cos=2,
∴cos=1,
∴+φ=2kπ,k∈Z,
∴φ=-+2kπ,k∈Z,
又|φ|<,∴φ=-.
∴f(x)=2cos.
(2)∵x∈,∴2x-∈,
∴cos∈,
∴f(x)∈(-,2].
∴当x∈时,f(x)的取值范围是(-,2].
14.A 由题意,建立平面直角坐标系,如图所示:
则f(x)=Acos ωx,其中A=≈45,T=552+190+190=932≈900,若按100∶1的比例缩小,则A'=0.45,T'=9,ω=≈=,所以函数y=0.45cosx.故选A.
15.解:(1)由题意可知=π,故ω=2,则f(x)=2cos 2x,故f=2cos =.
(2)将y=f(x)的图象向右平移个单位长度后,得到y=f的图象,再将得到的函数图象上各点的横坐标伸长到原来的4倍(纵坐标不变),得到y=f的图象,故g(x)=f=2cos[2(-)]=2cos.
当2kπ≤-≤2kπ+π(k∈Z),即4kπ+≤x≤4kπ+(k∈Z)时,y=g(x)单调递减,故y=g(x)的单调递减区间为(k∈Z).
7.3.4 正切函数的性质与图象
1.D f(-x)=|tan(-2x)|=|tan 2x|=f(x)为偶函数,T=.
2.B ∵x∈,f(-x)=tan |-x|=tan |x|=f(x),∴f(x)为偶函数,即y=tan |x|的图象关于y轴对称.
3.BC ∵|AB|=,则T=,∴ω=4,故A错,B正确;令4x=kπ,k∈Z,∴x=kπ,k∈Z.∴y=tan 4x的图象的对称中心为(k∈Z),故C正确;y=|f(x)|图象的对称轴方程为x=(k∈Z),故D错.
4.A 由函数周期T==2π,排除选项B、D;将x=代入函数式中,得tan=tan 0=0.故函数图象与x轴的一个交点为.故选A.
5.D f(x)=tan ωx的图象的相邻两支截直线y=1所得的线段长度为函数的周期,所以该函数的周期是,所以=(ω>0),解得ω=4.所以f(x)=tan 4x,当x=时,f=tan=tan =.
6.AD A错,对称中心为(k∈Z);B对,同y=tan x的周期为π;C对,x∈时,tan x≥0;D错,它的单调区间只在(k∈Z)内,而不能说它在定义域内是增函数,由此可知D错.
7.(k∈Z) 解析:由题可得tan x+1≥0,即tan x≥-1,解得x∈(k∈Z).
8.2或3 解析:由T=,又1<T<2,∴k的值可取2或3.
9. (k∈Z) 解析:最小正周期T=.由=2x-(k∈Z)得x=+(k∈Z).∴对称中心为(k∈Z).
10.解:(1)由函数f(x)=3tan,
可得2x-≠kπ+求得x≠+,k∈Z,
故函数的定义域为.
令kπ-<2x-<kπ+,k∈Z,
求得-<x<+,k∈Z.
故函数的单调增区间为,k∈Z.
(2)f=3tan =-3tan <0,
f=3tan=3tan >0,
所以f<f.
11.B ∵y=tan ωx在内是减函数,∴ω<0且T=≥π.∴|ω|≤1,即-1≤ω<0.
12.BC 令kπ-<x+<kπ+,解得kπ-<x<kπ+,k∈Z,显然不满足上述关系式,故A错误;易知该函数的最小正周期为π,故B正确;令x+=,解得x=-,k∈Z,当k=1时,x=,故C正确;正切函数曲线没有对称轴,因此函数y=tan的图象也没有对称轴,故D错误.故选B、C.
13.解:(1)由题意知,函数f(x)的最小正周期为T=,即T==.
因为ω>0,所以ω=2,从而f(x)=tan(2x+φ).
因为函数y=f(x)的图象关于点M对称,
所以2×+φ=,k∈Z,即φ=+,k∈Z.
因为0<φ<,所以φ=,故f(x)=tan.
(2)由(1)知,f(x)=tan.
由-1≤tan≤,得-+kπ≤2x+≤+kπ,k∈Z,
即-+≤x≤+,k∈Z.
所以不等式-1≤f(x)≤的解集为[-+,+],k∈Z.
14.或- π 解析:由于是函数f(x)图象的对称中心,所以+φ=π,k∈Z,所以φ=π-,k∈Z,由于|φ|<,故取k=0,1,φ=-,,T=π.
15.解:(1)由函数f(x)=的解析式可得函数的定义域为关于原点对称,
又因为f(x)==,
所以f(-x)===-f(x),
所以函数f(x)=为奇函数.
(2)由(1)可得
f(x)=
其图象如图所示:
由图象可知f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为,.
7.3.5 已知三角函数值求角
1.C 因为arcsin∈,所以π-arcsin∈,所以sin x=,x∈,x=π-arcsin.
2.B arccos∈,所以π-arccos∈.所以cos x=-,x∈[0,π],x=π-arccos.
3.B 因为≥0,所以arctan ∈,则arctan -∈,故选B.
4.B 由题意可得sin α=,cos α=-,tan α=-2,又α∈,可知α=π-arcsin =arccos=π+arctan(-2).故选B.
5.A 由题意得三角形顶角为arccos=,底角为=.故tan =.
6.AB 因为sin x=,x∈[0,2π),所以x=arcsin ,或x=π-arcsin,所以方程的解集为{arcsin,π-arcsin}.故选A、B.
7. 解析:因为cos=,且0<<1,所以arccos=.
8. 解析:因为tan=,又α∈,所以α=π+=.
9. 解析:因为g(x)=sin(ω>0)的最小正周期为π,所以=π,解得ω=2,所以f(x)=cos 2x.由f(α)=,得cos 2α=,即cos 2α=,所以2α=2kπ±,k∈Z.则α=kπ±,k∈Z.因为α∈[-π,π],所以α∈.
10.解:(1)∵arcsin =,arccos=,arctan (-1)=-
∴原式==-1+=.
(2)∵arcsin =,∴sin=sin =.
∵sin =,∴arcsin=arcsin =.
∵arccos =,∴cos=cos =,
∵cos =-,∴arccos=arccos=,∴原式=+++=π+1.
11.BCD 对于A,在arcsin x中-1≤x≤1,而>1.故A式无意义;对于B,在上只有sin=-,所以arcsin=-,故B正确;对于C、D,由定义知是正确的.故选B、C、D.
12. 解析:∵cos=cos ,且cos =∈[0,1],∴arccos=arccos=.
13.解:(1)由-≠kπ+,得到函数的定义域为;
周期T=2π;
由kπ-<-<kπ+(k∈Z),解得f(x)的单调递增区间为(k∈Z),无减区间;
由-=得x=+kπ(k∈Z),故f(x)的对称中心为(k∈Z).
(2)由题意,kπ-≤-≤kπ+(k∈Z),
解得+2kπ≤x≤+2kπ(k∈Z),
可得不等式-1≤f(x)≤的解集为{x≤x≤+2kπ,k∈Z}.
14. 或π 解析:∵y=sin x在上是增函数,且sin =,∴x=.∵sin x=>0,∴x为第一或第二象限的角,且sin=sin=,∴在[0,2π]上符合条件的角有x=或x=π.
15.解:对于函数y=arcsin(sin x),根据-1≤sin x≤1,求得x∈R,故函数的定义域为R.
根据反正弦函数的定义可得y∈.
再根据y=f(x)=arcsin(sin x)满足f(-x)=arcsin[sin(-x)]=arcsin[-sin x]=-arcsin(sin x)=-f(x),
故函数f(x)为奇函数.
在R上,当x增大时,函数t=sin x不具备单调性,故函数y=arcsin(sin x)在定义域R上不具备单调性.
再根据y=f(x)=arcsin(sin x)满足f(x+2π)=arcsin[sin(x+2π)]=arcsin(sin x)=f(x),
可得函数y的一个周期为2π.
由于不存在T∈(0,2π),使f(x+T)=f(x)对于定义域内的任意x都成立,故函数y的最小正周期为2π.
第八章 向量的数量积与三角恒等变换
8.1 向量的数量积
8.1.1 向量数量积的概念
1.C 因为e1,e2是两个互相平行的单位向量,则当e1,e2方向相同时,e1·e2=|e1||e2|cos 0°=1;当e1,e2方向相反时,e1·e2=|e1||e2|cos 180°=-1.综上所述,e1·e2=±1.
2.C 因为·=||||cos A<0,所以cos A<0.所以角A是钝角.所以△ABC是钝角三角形.
3.A 由题意知|b|cos θ=cos θ=,∵θ∈[0,π],∴θ=30°.故选A.
4.D 由题意,得a·(a+b)=a2+a·b=25-6=19,|a+b|===7,所以cos<a,a+b>===,故选D.
5.AB 由于a2≥0,b2≥0,所以若a2+b2=0,则a=b=0,故A正确;若a+b=0,则a=-b,又a,b,c是三个非零向量,所以a·c=-b·c,所以|a·c|=|b·c|,故B正确;a,b共线 a·b=±|a||b|,所以C不正确;对于D应有|a||b|≥a·b,所以D不正确.故选A、B.
6.C 由题意知向量和的夹角为120°,所以在方向上的投影的数量为||cos 120°=4×=-2.故选C.
7.-2e 解析:向量a在向量e方向上的投影向量为|a|cos ·e=4×e=-2e.
8.8 解析:如图,取AC的中点D,AB的中点E,并连接OD,OE,则OD⊥AC,OE⊥AB.∴·=,·=,∴·=·(-)=·-·=-=×52-×32=8.
9.1 1 解析:如图所示,根据平面向量的数量积的定义可得·=·=||||·cos θ.
由图可知,||cos θ=||,因此·=||2=1.
·=||||cos α=||cos α,而||cos α就是向量在上的投影的数量,
当在上的投影的数量最大,即投影的数量为||时,·取得最大值,所以·的最大值为1.
10.解:∵∴
即∴
∴cos θ===-.
又∵0°≤θ≤180°,∴θ=120°.
11.C 由黄金矩形的定义,可得AB=2.在矩形ABCD中,cos∠CAB=,则·=||||cos∠CAB=||2=4.
12. 8 解析:设向量a与b的夹角为θ,则cos θ===,又因为θ∈[0,π],所以θ=.因为c为单位向量,所以|c|=1,由向量数量积公式得c·d=|c|·|d|·cos<c,d>,得4=1×|d|×cos ,所以|d|=8.
13.解:(1)∵(2a-3b)·(2a+b)=61,
∴4|a|2-4a·b-3|b|2=61,又|a|=4,|b|=3,
∴64-4a·b-27=61,则a·b=-6.
(2)∵c=×=-.
∴c·(a+b)=-b·(a+b)=-(a·b+b2)=-×(-6+9)=-2.
14.BD 对于选项A,若a·b=b·c,则(a-c)·b=0,故A错误;对于选项B,若a⊥b,所以a·b=0,则a·b=(a·b)2,故B正确;对于选项C,若a∥b,则a在b上的投影的数量为±|a|,故C错误;对于选项D,若λ1a+λ2b=0(λ1,λ2∈R,且λ1·λ2≠0),推出a=-b,由平行向量基本定理可知a∥b,故D正确.故选B、D.
15.解:如图,过E作EE'⊥AB,垂足为E',过C作CC'⊥AB,垂足为C'.
则在上的投影为,
∴在上的投影的数量为||,
由向量数量积的几何意义知·=||·||=4||.
∵点E在腰BC上运动,
∴点E'在线段C'B上运动,
∴||≤||≤||,
∴2≤||≤4,
∴8≤4||≤16,
∴·的取值范围是[8,16].
8.1.2 向量数量积的运算律
1.C 向量|a|=2,|b|=,且向量a与b的夹角为150°,则a·b=|a||b|cos 150°=2××=-3.故选C.
2.C 因为=+=+=+(-)=+,所以·=·(-)=×32-×22+·=+×2×3cos =.
3.A 因为向量|a|=2|b|=2,a与b的夹角为120°,则|a+2b|2=(a+2b)2=a2+4a·b+4b2=4+4|a||b|·cos 120°+4=4.所以|a+2b|=2.
4.B +-2=-+-=+,-==-,于是|+|=|-|,所以|+|2=|-|2,即·=0,从而AB⊥AC.故△ABC为直角三角形.
5.ACD 根据向量数量积的分配律知A正确;因为[(b·c)·a-(c·a)·b]·c=(b·c)·(a·c)-(c·a)·(b·c)=0,所以(b·c)·a-(c·a)·b与c垂直,B错误;因为a,b不共线,所以|a|,|b|,|a-b|组成三角形三边,所以|a|-|b|<|a-b|成立,C正确;(3a+2b)·(3a-2b)=9a2-4b2=9|a|2-4|b|2,D正确;故选A、C、D.
6.C 因为平面向量a,b,c两两所成的角相等,所以任意两个向量的夹角为0或.再由|a|=2,|b|=2,|c|=6,可得①若任意两个向量的夹角为0,则|a+b+c|=2+2+6=10.
②若任意两个向量的夹角为,则a·b=2×2×cos =-2,a·c=b·c=2×6×cos =-6,故|a+b+c|=
==4.所以|a+b+c|=4或10.
7.-7 解析:因为=+,=-,所以·=(+)·(-)=-=9-16=-7.
8. 6 解析:由题意,设向量a,b的夹角为θ.因为|a|=,|b|=2,且(a-b)⊥a,所以(a-b)·a=|a|2-a·b=|a|2-|a||b|·cos θ=3-2·cos θ=0,解得cos θ=.又因为0≤θ≤π,所以θ=.则a·(a+b)=|a|2+|a||b|·cos θ=3+2×=6.
9.2 解析:因为=(+)=(2a+2b+2a-6b)=2a-2b,所以||2=4(a-b)2=4(a2-2a·b+b2)=4×=4,则||=2.
10.证明:如图,设圆心为O,连接OC,则||=||,=(+),所以||2=||2,=(+)2,得||2=(+)2,即(-)2=(+)2,得+-2·=++2·,
所以4·=0,·=0,所以⊥,即∠ACB=90°.
11.C 因为(2a+b)·b=2a·b+b·b=0,所以a·b=-|b|2.设a与b的夹角为θ,则cos θ===-,而0°≤θ≤180°,故θ=120°.
12.AC 设向量a,b的夹角为θ,由|a+b|=|2a-b|,得(a+b)2=(2a-b)2,即|a|2+2|a||b| cos θ+|b|2=4|a|2-4|a||b|cos θ+|b|2,化简得|a|=2|b|cos θ.因为向量a,b不共线,所以cos θ∈(0,1),所以|a|<|2b|,故A正确,B错误;又|a-b|2=|a|2-2|a||b|cos θ+|b|2=|a|2-|a|2+|b|2=|b|2,所以|a-b|=|b|,故C正确,D错误.
13.解:(1)|a+tb|2=a2+2ta·b+t2b2,
即|a+tb|2=b2t2+2a·bt+a2,
所以当t=-时,|a+tb|有最小值.
(2)证明:因为a与b共线同向,所以a·b=|a||b|,
所以t=-=-=-,
所以b·(a+tb)=a·b+t|b|2=|a||b|-|a||b|=0.
所以b⊥(a+tb).
14.AD 当a,b共线时,a*b=|a-b|=|b-a|=b*a,当a,b不共线时,a*b=a·b=b·a=b*a,故A是正确的;当λ=0,b≠0时,λ(a*b)=0,(λa)*b=|0-b|≠0,故B是错误的;当a+b与c共线时,则存在a,b与c不共线,(a+b)*c=|a+b-c|,a*c+b*c=a·c+b·c,显然|a+b-c|≠a·c+b·c,故C是错误的;当e与a不共线时,|a*e|=|a·e|<|a|·|e|<|a|+1,当e与a共线时,设a=ue,u∈R,|a*e|=|a-e|=|ue-e|=|u-1|≤|u|+1,故D是正确的.
15.解:∵=-,=-=--,
∴·=(-)·(--)
=(-·)+·-+·
=·-r2+(-)
=·-r2+·
=||·||cos∠BAC-r2+·
=bccos∠BAC-r2+·.
当与同向时,·取得最大值,为ra,
即当与共线且同向时,
·有最大值bccos∠BAC+ar-r2.
8.1.3 向量数量积的坐标运算
1.A ∵b=(-1,),∴|b|=2.又∵向量a=(2,),∴向量a在b的投影的数量为==,所以向量a在b上的投影向量为|a|cos<a,b>=·=b=.故选A.
2.C ∵(2a-b)·b=2a·b-|b|2=2(-1+n2)-(1+n2)=n2-3=0,∴n2=3,∴|a|==2.
3.AC ∵|ka-b|=,|a+b|==,∴(ka-b)·(a+b)=(k,k+2)·(1,-1)=k-k-2=-2,又ka-b与a+b的夹角为120°,∴cos 120°=,即-=,化简并整理,得k2+2k-2=0,解得k=-1±.
4.B 因为a=(x,1),b=(1,y),c=(2,-4),由a⊥c得a·c=0,即2x-4=0,所以 x=2.由b∥c,得1×(-4)-2y=0,所以 y=-2.所以a=(2,1),b=(1,-2).所以a+b=(3,-1),所以|a+b|==.
5.CD 由向量a=(3,4),b=(-4,-3),得a·b=-24<0,所以a与b的夹角是钝角,A错误.a+b=(-1,1),所以|a+b|==,B错误.(a+b)·(a-b)=a2-b2=0,所以a+b与a-b的夹角是直角,C正确.a在b上投影的数量为|a|cos<a,b>==-,b在a上投影的数量为|b|cos<a,b>==-,D正确.
6.A 建立如图所示的坐标系xAy,可得A(0,0),B(,0),E(,1),F(x,2),则=(,0),=(x,2),于是·=x=,解得x=1,因此F(1,2),=(,1),=(1-,2),·=(1-)+1×2=.故选A.
7.180° - 解析:设a,b的夹角为θ,则a·b=|a||b|·cos θ=-6,∴cos θ=-1,∴θ=180°.即a,b共线且反向,∴a=-b,∴x1=-x2,y1=-y2,∴=-.
8.-1 解析:∵=(-3,-1),=(2,-1),∴-t=(-3-2t,-1+t),又(-t)⊥,∴(-3-2t)×2+(-1+t)·(-1)=0.∴t=-1.
9.2+ 解析:2a-b=(2cos θ-,2sin θ),|2a-b|===,当且仅当cos θ=-1时,|2a-b|取最大值2+.
10.解:(1)设c=(x,y),由题意,得
解得或
∴c=或c=.
(2)由题意,得(a+2b)·(2a-b)=0,
即2|a|2+3a·b-2|b|2=0,∴a·b=-2.
∴cos θ==-1.而0≤θ≤π,∴θ=π.
11.C 因为tan α=-2,所以可设P(x,-2x),所以cos<,>==,当x>0时,cos<,>=,当x<0时,cos<,>=-.故选C.
12. 解析:由题意知向量m+n=(2λ+3,3),m-n=(1,-1),因为(m+n)⊥(m-n),所以λ=0.所以m=(2,1),n=(1,2),cos<m,n>=,m+n=(3,3).m+n在n方向上的投影的数量为|m+n|cos<m+n,n>==.
13.解:(1)由a=(1,2),b=(-3,4),
得c=a+λb=(1-3λ,2+4λ),
|c|2=c2=(1-3λ)2+(2+4λ)2=5+10λ+25λ2=25+4,
当λ=-时,|c|最小,此时c=,b·c=0,所以b⊥c.
(2)设向量a与c的夹角为θ,则
cos θ===,
要使向量a与c的夹角最小,则cos θ最大,
由于θ∈[0, π],所以cos θ的最大值为1,此时θ=0,=1,解得λ=0,c=(1,2).
所以当λ=0时,a与c的夹角最小,此时a=c.
14.BCD 在△ABC中,=(2,3),=(1,k),①当A=90°时,·=0,即2×1+3k=0,解得k=-.②当B=90°时,=-=(-1,k-3),且·=0,即2×(-1)+3×(k-3)=0,解得k=.③当C=90°时,·=0,即-1+k(k-3)=0,整理得k2-3k-1=0,解得k=.综上知,k的取值为-或或.
15.解:(1)设向量+2与向量2+的夹角为θ,||=||=a.
∵⊥,∴·=0,
∴(+2)·(2+)=2+5·+2=4a2,
|+2|=
==a,
同理可得|2+|=a,
∴cos θ===.
(2)∵⊥,||=||=,∴||=1.
设||=x(0≤x≤1),则||=1-x,而+=2,
∴·+·=·(+)=2·=2||·||·cos π=-2x(1-x)=2x2-2x=2-,
当且仅当x=时,·+·取得最小值-.
8.2 三角恒等变换
8.2.1 两角和与差的余弦
1.A 原式=cos 80°cos 35°+sin 80°sin 35°=cos(80°-35°)=cos 45°=.
2.ABC 根据两角和与差的余弦公式可知选项A、B、C都正确,选项D,cos=cos αcos -sin αsin =cos α-sin α.
3.A 因为θ∈,所以θ+∈,所以sin=.又cos θ=cos=coscos+sinsin=×+×=.
4.B ∵cos=,∴cos x+cos=cos x+cos x+sin x==cos(x-)=×=1.
5.B 由cos(α+β)=,cos(α-β)=可得则sin αsin β=,cos αcos β=.故tan αtan β===.
6.AC 由已知,得sin γ=sin β-sin α,cos γ=cos α-cos β.两式分别平方相加,得(sin β-sin α)2+(cos α-cos β)2=1,∴-2cos(β-α)=-1,∴cos(β-α)=,∴A正确,B错误;∵α,β,γ∈,∴sin γ=sin β-sin α>0,∴β>α,∴β-α=,∴C正确,D错误.
7. 解析:原式=cos(-40°)·cos(-20°)-sin(-40°)·sin(-20°)=cos[-40°+(-20°)]=cos(-60°)=cos 60°=.
8. 解析:∵α∈,∴α+∈,∴sin==,∴cos α=cos[(α+)-]=coscos+sinsin=×+×=.
9. 解析:∵cos+sin α=cos α+sin α=,∴cos α+sin α=,∴cos=cos α+sin α=.
10.解:(1)f=cos=cos=×=1.
(2)∵cos θ=,θ∈,
∴sin θ<0,∴sin θ=-=-=-.
∴f=cos=cos==(cos θ×+sin θ×)=cos θ+sin θ=-=-.
11.BD 由条件cos αcos β=-sin αsin β得cos αcos β+sin αsin β=,即cos(α-β)=, α=,β=满足题意,α=,β=也满足题意,故选B、D.
12.- 解析:因为cos(α+β)=,<α+β<2π,所以sin(α+β)=-;因为cos(α-β)=-,<α-β<π,所以sin(α-β)=,所以cos 2α=cos[(α+β)+(α-β)]=cos(α+β)cos(α-β)-sin(α+β)sin(α-β)=-.
13.解:(1)角α终边上一点A(1,-1),根据三角函数定义:r==,
∴sin α==-,cos α==,
cos=cos αcos -sin αsin =×[-(-)]=1.
(2)若选择①,∵tan β==2,∴sin β=2cos β,
又∵sin2β+cos2β=1,
即(2cos β)2+cos2β=1,即5cos2β=1,cos2β=,
又∵β为锐角,∴cos β=,
sin β====,
∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=×+×=-.
若选择②,∵锐角β的终边在直线y=2x上;
即角β的终边在第一象限,不妨在直线上取一点B(1,2),
根据三角函数的定义得r==,
sin β==,cos β==,
∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=×+×=-.
若选择③,∵角β的终边与π的终边相同,
又∵π=π=336×2π+π,
即π与终边相同,
∴β与终边相同,
∴sin β=sin =-sin =-,
cos β=cos =-cos =-,
∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=×+×=.
14.C cos ===cos Acos B+sin Asin B=cos(A-B).又-<A-B<,∴A-B=±.
15.解:(1)因为Q,∠AOQ=α,
所以sin α=,cos α=,
则cos=cos α·+sin α·=.
(2)由题意得Q(cos α,sin α),∠AOP=,
则P,
所以·=cos α+sin α,
即函数f(α)=cos α+sin α=cos.
由α∈,得α-∈,
所以f(α)∈.
8.2.2 两角和与差的正弦、正切
第一课时 两角和与差的正弦
1.B 原式=sin 14°cos 16°+cos 14sin 16°=sin(14°+16°)=sin 30°=.
2.CD ∵cos(-15°)=cos 15°=cos(45°-30°)=cos 45°cos 30°+sin 45°·sin 30°=,故A错.∵cos 15°sin 105°-sin 15°cos 105°=sin 105°cos 15°-cos 105°sin 15°=sin(105°-15°)=sin 90°=1,故B错.C、D正确.
3.A 原式=sin θ+sin θcos +cos θsin +sin θcos +cos θsin =sin θ-sin θ+cos θ-sin θ-cos θ=0.
4.D f(x)=sin,∵f(x)是奇函数,∴f(0)=sin=0,∴θ=kπ+,k∈Z.∵f(x)在上是减函数,∴k为奇数.当k=1时,θ=π.
5.C 由<β<π,cos β=-得sin β=.又0<α<<β<π,所以<α+β <,所以cos(α+β)=-=-=-.所以sin α=sin[(α+β)-β]=sin(α+β)cos β-cos(α+β)sin β=×+×=,故选C.
6.A 由已知可得(3sin A+4cos B)2+(3cos A+4sin B)2=62+12,即9+16+24sin(A+B)=37,所以sin(A+B)=.所以在△ABC中,sin C=,所以C=或C=.又1-3cos A=4sin B>0,所以cos A<.又<,所以A>,所以C<,所以C=不符合题意,所以C=.
7. 解析:因为cos θ=,所以sin θ==,所以sin=sin θcos+cos θsin=×=;sin=sin θcos-cos θsin=×-×=.
8.[2,6] 解析:∵sin x+cos x=4-m,∴sin x+cos x=,∴sin sin x+cos cos x=,∴cos=,∵≤1,∴||≤1,∴2≤m≤6.
9.等腰三角形 解析:因为2cos Bsin A=sin C,所以2cos Bsin A=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B,所以cos Bsin A-cos Asin B=0 sin(A-B)=0.因为角A,B,C为△ABC的内角,所以A=B.
10.解:因为 <α-β<π,cos(α-β)=-,
所以sin(α-β)=.
因为<α+β<2π,sin(α+β)=-,
所以cos(α+β)=.
所以cos 2β=cos [(α+β)-(α-β)]=cos(α+β)cos(α-β)+sin(α+β)sin(α-β)=×+×=-1.
因为<α-β<π,<α+β<2π,
所以<2β<,2β=π,
所以β=.
11.AD sin θ+cos θ=sin(θ+),∵0<θ<,∴<θ+<,∴<sin≤1,∴1<sin θ+cos θ≤,∴sin θ+cos θ可能取的值是和,故选A、D.
12.1 -1 解析:因为f(x)=sin(x+2φ)-2sin φcos(x+φ)=sin[(x+φ)+φ]-2sin φcos(x+φ)=sin(x+φ)cos φ-sin φ·cos(x+φ)=sin x,所以函数f(x)的最大值为1,最小值为-1.
13.解:(1)由f=Asin=Asin =A=,可得A=3.
(2)f(θ)-f(-θ)=,
则3sin-3sin=,
3-3=,得sin θ=.
因为θ∈,所以cos θ=,f=3sin=3sin=3cos θ=.
14.C sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β),由已知cos α=,cos(α-β)=,0<β<α<,可知sin α=,sin(α-β)=,代入上式得sin β=×-×==,所以β=.
15.解:由题意得f(x)=a·b=sin x-cos x+1=2sin+1.
(1)f(x)的最小正周期T=2π,
令x-=kπ(k∈Z),则x=kπ+(k∈Z),
又f=2sin(kπ)+1=1,
因此函数f(x)的对称中心为,k∈Z.
(2)f=2sin+1=2sin α+1= sin α=.
∵α∈,∴cos α=.
∵α∈,β∈(0,π),∴α+β∈.
又sin(α+β)=-<0,∴α+β∈,
∴cos(α+β)=-,
∴sin(2α+β)=sin[(α+β)+α]=sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α=-×+×=-.
第二课时 两角和与差的正切
1.B 由三角函数的定义可得tan α==,所以tan(α+)===-7.故选B.
2.D 由已知得2tan θ-=7,得tan θ=2.
3.B 由公式变形tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan α·tan β)可得,tan 28°+tan 32°=tan 60°(1-tan 28°tan 32°)=(1-m).
4.D tan=tan==1.
5.AC 对选项A,因为tan 25°+tan 35°=tan(25°+35°)·(1-tan 25°·tan 35°)=-tan 25°tan 35°,所以原式=-tan 25°tan 35°+tan 25°tan 35°=.对选项B,(1+tan 20°)(1+tan 40°)=1+tan 20°+tan 40°+tan 20°·tan 40°=1+(1-tan 20°tan 40°)+tan 20°·tan 40°=1+-(-1)tan 20°tan 40°≠.对选项C,原式==tan 60°=.对选项D,原式==.
6.B =tan=tan[(α+β)-]====,故选B.
7.1 解析:tan β===tan,∵-α,β∈且y=tan x在上是单调函数,∴β=-α,∴α+β=,∴tan(α+β)=tan =1.
8. -4 解析:tan===-,解得tan α=-4,tan===.
9. 解析:由题图可知tan α=,tan β=,且α,β均为锐角,所以tan(α+β)===1.因为α+β∈(0,π),所以α+β=.
10.解:(1)因为tan=2,所以=2,所以=2,解得tan α=.
(2)原式=
===tan(β-α)===.
11.B 由tan(20°+25°)=1得tan 20°+tan 25°=1-tan 20°tan 25°,∴(1+tan 20°)(1+tan 25°)=1+tan 20°+tan 25°+tan 20°tan 25°=2.同理(1+tan 21°)·(1+tan 24°)=2.故原式等于4.
12.-8 解析:tan=tan
===-8.
tan==-2,tan β=-,tan(α+2β)==.
13.解:选择条件①,∵角α的终边经过点P(1,2),
∴tan α=2,则tan(α+β)===4,解得tan β=.
选择条件②,∵α∈,sin α=,∴cos α==,∴tan α==,
则tan (α+β)===4,解得tan β=.
选择条件③,∵α∈,sin α+2cos α=,
由sin2α+cos2α=1,则可得sin α=,cos α=,
∴tan α==3,
则tan(α+β)===4,解得tan β=.
14.BD 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 ,即1=1-lg(10a)lg,所以lg(10a)lg=0.lg(10a)=0或lg=0.得a=或a=1.
15.解:(1)∵α,β∈,sin α=,sin β=,
∴cos α=,cos β= .
∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=.
(2)∵α+β∈(0,π),cos(α+β)=,∴α+β=,∴+y=α+β=.∴tan==.
∵tan ·tan y=2-,∴tan +tan y=3-.
∴tan ,tan y是方程t2-(3-)t+2-=0的两个根.
∵x,y∈,∴0<tan <1,∴tan =2-,tan y=1.
∴=,y=,即存在x=,y=满足条件.
8.2.3 倍角公式
1.A 原式===.
2.D ===2tan α=6.
3.B 因为f(tan x)=,所以f(2)==-.故选B.
4.BD 因为==,由sin=,得(sin θ-cos θ)=,两边平方得sin 2θ=,所以cos 2θ=±.所以原式==±,故选B、D.
5.B 由sin B sin C=cos2得sin Bsin C=,
∴2sin Bsin C=1+cos A,
∴2sin Bsin C=1+cos[π-(B+C)]=1-cos(B+C),
∴2sin Bsin C=1-cos Bcos C+sin Bsin C,
∴cos Bcos C+sin Bsin C=1,∴cos(B-C)=1.
又∵-180°<B-C<180°,∴B-C=0°,
∴B=C,∴△ABC是等腰三角形.
6.C 由sin=cos,可得cos α+sin α=cos α+sin α sin α=cos α tan α=1,cos 2α===0,故选C.
7. 解析:因为sin x=-,所以由二倍角公式,得cos 2x=1-2sin2x=1-2×=.
8. 解析:∵sin +cos =,∴(sin +cos )2=,即1+2sin cos =,∴sin θ=,∴cos 2θ=1-2sin2θ=1-2×=.
9.- 解析:由tan(π+2α)=-,得tan 2α=-,又tan 2α==-,解得tan α=-或tan α=2,又α是第二象限的角,所以tan α=-.
10.解:(1)因为cos=,α∈,
所以=,
cos α+sin α=,平方化简可得sin 2α=-,
又α∈,
所以sin α>0,cos α<0,cos α-sin α=-=-=-.
(2)cos=cos 2α-sin 2α
=(cos α+sin α)(cos α-sin α)-sin 2α=.
11.BCD 因为f(x)===-tan x,所以函数f(x)是周期为π的奇函数,图象关于点对称,故选B、C、D.
12. 解析:由1-cos 2α=sin αcos α,得1-(1-2sin2α)=sin αcos α,即2sin2α=sin αcos α.∵α为锐角,∴sin α≠0,∴2sin α=cos α,即tan α=.
法一 由tan(β-α)===,得tan β=1.∵β为锐角,∴β=.
法二 tan β=tan(β-α+α)===1.∵β为锐角,∴β=.
13.解:(1)f(x)=cos 2x-sin 2x-cos 2x+sin 2x
=sin 2x-cos 2x=sin.
(2)f(α)=sin=,2α是第一象限角,
即2kπ<2α<+2kπ(k∈Z),
∴2kπ-<2α-<+2kπ(k∈Z),
∴cos=,
∴sin 2α=sin
=sincos +cossin
=×+×=.
14. 解析:由题图知,A=36°,则A=18°,sin 18°=×=×=,∴cos 36°=1-2sin218=1-2×=,∴cos 324°=cos(360°-36°)=cos 36°=.
15.解:(1)cos215°+cos215°-sin 15°sin 15°
=2cos215°-sin215°
=1+cos 30°-(1-cos 30°)
=1+-×=.
同理,其他两式的值是.
(2)推广:当α+β=30°时,cos2α+cos2β-sin αsin β=.
证明:cos2α+cos2β-sin αsin β
=cos2α+cos2(30°-α)-sin αsin(30°-α)
=cos2α+-sin α(cos α-sin α)
=cos2α+cos2α+cos αsin α+sin2α-cos α sin α+sin2α
=cos2α+sin2α=.
8.2.4 三角恒等变换的应用
1.B 由于5π<θ<6π,所以<<.所以sin =-=-.
2.D 原式=(cos 60°+cos 15°)=.
3.BC 因为sin2+cos2=1≠,所以A为假命题;当x=y=0时,sin(x-y)=sin x-sin y,所以B为真命题;因为==|sin x|=sin x,x∈[0,π],所以C为真命题;当x=,y=2π时,sin x=cos y,但x+y≠,所以D为假命题.故选B、C.
4.C 因为cos(α+β)cos(α-β)=(cos 2α+cos 2β)=[(2cos2α-1)+(1-2sin2β)]=cos2α-sin2β,所以cos2α-sin2β=.
5.C ∵C=π-(A+B),∴sin C=sin(A+B)=,∴2sin cos =,∴2cos2=1,即cos(A+B)=0,∴A+B=,∴C=.故此三角形为直角三角形.
6.C ∵sin x+sin y=2sin ·cos =2sin ·cos ,又0<<<,∴sin <sin .∴2sin <2sin =1.∴sin x+sin y=2sin ·cos <cos ≤1.∴sin x+sin y<1.
7. 解析:∵cos α+cos β=,∴cos cos ===×=.
8.0 解析:原式=(cos 47°-cos 61°)-(cos 11°-cos 25°)-sin 7°=2sin 54°sin 7°-2sin 18°sin 7°-sin 7°=2sin 7°·(sin 54°-sin 18°)-sin 7°=2sin 7°·2cos 36°sin 18°-sin 7°=sin 7°·-sin 7°=sin 7°·-sin 7°=sin 7°-sin 7°=0.
9. 解析:∵tan ==tan,tan θ=,∴+θ=kπ+,k∈Z,解得θ=kπ+.∴tan θ=tan=.∴=.
10.解:(1)f(x)==
=2cos cos =cos 2x+cos x
=2cos2x+cos x-1.
(2)∵f(x)=2-且-1<cos x<1,
∴当cos x=-时,f(x)取最小值-.
11.B 在△ABC中,B=45°,所以cos Asin C=[sin(A+C)-sin(A-C)]=[sin B-sin(A-C)]=-sin(A-C),因为B=45°,所以-135°<A-C<135°,所以-1≤sin(A-C)≤1,所以≤cos Asin C≤,故选B.
12. 解析:∵A+B=,∴cos2A+cos2B=(1+cos 2A+1+cos 2B)=1+(cos 2A+cos 2B)=1+cos(A+B)·cos(A-B)=1+coscos(A-B)=1-cos(A-B),∴当cos(A-B)=-1时,原式取得最大值;当cos(A-B)=1时,原式取得最小值.
13.解:f(x)=sin 2x+2sincos=sin 2x+sin=sin 2x-cos 2x=2sin(2x-).
(1)函数f(x)的最小正周期T==π,
由2x-=kπ+,k∈Z,得对称轴方程为x=+,k∈Z.
(2)因为-≤x≤,所以-≤2x-≤,
所以当2x-=,即x=时,f(x)max=2,
当2x-=-,即x=-时,f(x)min=2×=-,
所以f(x)的值域是[-,2].
14.CD A项,===|tan α|,不符合;B项,==tan ,不符合;C项,因为α∈(0,π),所以原式=·==tan α,符合;D项,==tan α,符合;故选C、D.
15.证明:(1)∵A+B=π-C,
∴tan(nA+nB)=tan(nπ-nC)=-tan nC,
∴=-tan nC,
∴tan nA+tan nB=-tan nC+tan nAtan nBtan nC,
∴tan nA+tan nB+tan nC=tan nAtan nBtan nC.
(2)原式=tan +tan tan
=tan tan+tan tan .
∵+=,
∴sin =cos ,cos =sin ,
∴tan tan =·=·=1,
∴原式=1-tan tan +tan tan =1(定值).
1 / 37.3 三角函数的性质与图象
7.3.1 正弦函数的性质与图象
第一课时 正弦函数的性质
1.函数f(x)=是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
2.函数y=-2sin x+5,x∈的值域是( )
A.[3,7] B.[5,7]
C.[-7,5] D.[3,5]
3.函数y=-sin x-7的单调递减区间是( )
A.[2kπ,2kπ+π](k∈Z)
B.[2kπ-π,2kπ](k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
4.y=的最小值是( )
A.2 B.-2
C.1 D.-1
5.已知a∈R,函数f(x)=sin x-|a|,x∈R为奇函数,则a等于( )
A.0 B.1
C.-1 D.±1
6.(多选)已知函数f(x)=2asin x+a+b的定义域是,值域为[-5,-1],则a,b的值为( )
A.a=2,b=-7 B.a=-2,b=2
C.a=-2,b=1 D.a=1,b=-2
7.函数f(x)=sin2x+1的奇偶性是 .
8.sin sin(填“>”“<”或“=”).
9.函数y=的最大值为 ,最小值为 .
10.已知f(x)是以π为周期的偶函数,且x∈时,f(x)=1-sin x,求当x∈时,f(x)的解析式.
11.已知α,β∈,且cos α>sin β,则α+β与的大小关系为( )
A.α+β≥ B.α+β>
C.α+β≤ D.α+β<
12.(多选)下列说法正确的是( )
A.y=|sin x|的定义域为R
B.y=3sin x+1的最小值为1
C.y=-sin x为奇函数
D.y=sin x-1的单调递增区间为[2kπ+,2kπ+](k∈Z)
13.函数y=asin x+1的最大值为1-a,最小值为-3.
(1)求实数a的值;
(2)求该函数的单调递增区间;
(3)若x∈[-π,π],求该函数的递增区间.
14.函数y=的定义域是 ,单调递减区间是 .
15.设函数f(x)=.
(1)请指出函数y=f(x)的定义域、周期性和奇偶性;(不必证明)
(2)请以正弦函数y=sin x的性质为依据,并运用函数单调性的定义证明:y=f(x)在区间上单调递减.
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