2020_2021学年高中数学第三章三角恒等变换训练含解析(5份打包)新人教A版必修4

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名称 2020_2021学年高中数学第三章三角恒等变换训练含解析(5份打包)新人教A版必修4
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2021-02-27 20:44:38

文档简介

第三章 三角恒等变换
3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
3.1.1 两角差的余弦公式
[A组 学业达标]
1.cos
27°cos
57°-sin
27°cos
147°等于
(  )
A.   B.-   C.   D.-
解析:原式=cos
27°cos
57°-sin
27°cos(180°-33°)=cos
27°·cos
57°+sin
27°cos
33°=cos
27°cos
57°+sin
27°sin
57°=cos(57°-27°)=cos
30°=.故选A.
答案:A
2.cos(45°-α)cos(α+15°)-sin(45°-α)sin(α+15°)等于
(  )
A.
B.-
C.
D.-
解析:原式=cos(α-45°)cos(α+15°)+sin(α-45°)sin(α+15°)=cos[(α-45°)-(α+15°)]=cos(-60°)=.
答案:A
3.cos
555°的值是
(  )
A.+
B.--
C.-
D.-
解析:∵cos
555°=cos
195°=-cos
15°=-cos(45°-30°)=-×-×=-.故选B.
答案:B
4.若cos
α=,cos(α+β)=-,且α,β都是锐角,则cos
β的值为(  )
A.-
B.
C.
D.-
解析:∵β=(α+β)-α,
又∵cos
α=,cos(α+β)=-,α,β都是锐角,
∴α+β是钝角,∴sin
α=,sin(α+β)=.
∵cos
β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos
α+sin(α+β)sin
α,
∴cos
β=-×+×===.
答案:B
5.已知sin=,<α<,则cos
α的值是
(  )
A.
B.
C.
D.
解析:∵<α<,∴<+α<π.
∴cos=-=-.
∴cos
α=cos=coscos+sin·sin=-×+×=.
答案:A
6.计算cos
45°·cos
15°+sin
45°sin
15°=________.
解析:cos
45°cos
15°+sin
45°sin
15°=cos=cos
30°=.
答案:
7.已知cos=cos
α,则tan
α=________.
解析:cos=cos
αcos+sin
αsin=cos
α+sin
α=cos
α,∴sin
α=cos
α,∴=,即tan
α=.
答案:
8.已知α,β∈,sin(α+β)=-,sin=,则cos=________.
解析:∵α,β∈,∴α+β∈,β-∈.
又∵sin(α+β)=-,sin=,
∴cos(α+β)==,
cos=-=-.
∴cos=cos
=cos(α+β)cos+sin(α+β)sin
=×+×=-.
答案:-
9.求的值.
解析:原式=


=.
10.已知-<α<,且cos=,求cos
α.
解:∵-<α<,∴0<α+<.
又∵cos=,
∴sin=.
∴cos
α=cos
=coscos+sinsin
=×+×=.
[B组 能力提升]
11.若sin
α-sin
β=,cos
α-cos
β=,则cos(α-β)的值为(  )
A.
B.
C.
D.1
解析:由sin
α-sin
β=,cos
α-cos
β=,
得sin2α+sin2β-2sin
αsin
β=,①
cos2α+cos2β-2cos
αcos
β=,②
①+②得2-2(sin
αsin
β+cos
αcos
β)=1.
∴sin
αsin
β+cos
αcos
β=.
∴cos(α-β)=.
答案:A
12.若cos(α-β)=,cos
2α=,并且α,β均为锐角,且α<β,则α+β的值为
(  )
A.
B.
C.
D.
解析:∵0<α<β<,∴-<α-β<0,0<2α<π.
由cos(α-β)=,得sin(α-β)=-.
由cos
2α=,得sin
2α=.
∴cos(α+β)=cos[2α-(α-β)]=cos
2αcos(α-β)+sin
2αsin(α-β)
=×+×=-.
又∵α+β∈(0,π),∴α+β=.
答案:C
13.在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sin
α=,则cos(α-β)=________.
解析:由题意知α+β=π+2kπ(k∈Z),
∴β=π+2kπ-α(k∈Z),sin
β=sin
α,cos
β=-cos
α.
又sin
α=,
∴cos(α-β)=cos
αcos
β+sin
αsin
β
=-cos2α+sin2α=2sin2α-1
=2×-1=-.
答案:-
14.已知α,β均为锐角,且sin
α=,sin
β=,则α-β=________.
解析:∵α,β均为锐角,∴cos
α=,cos
β=.
∴cos(α-β)=cos
αcos
β+sin
αsin
β=×+×=.
又∵sin
α>sin
β,∴0<β<α<,
∴0<α-β<,故α-β=.
答案:
15.已知cos
α=,sin(α+β)=,α、β∈,求β的值.
解析:∵α,β∈,∴α+β∈(0,π),
∵cos
α=,sin(α+β)=,
∴sin
α=,cos(α+β)=±,
当cos(α+β)=-时,
cos
β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos
α+sin(α+β)sin
α=×+×=,
∵β∈,∴β=;
当cos(α+β)=时,
cos
β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos
α+sin(α+β)sin
α=×+×=<=cos(α+β),
且α+β∈,β∈,
所以β>α+β,即α<0,与已知矛盾,舍去,所以β=.
16.已知向量a=(sin
θ,-2)与b=(1,cos
θ)互相垂直,其中θ∈.
(1)求sin
θ和cos
θ的值;
(2)若5cos(θ-φ)=3cos
φ,0<φ<,求cos
φ的值.
解析:(1)因为a⊥b,所以a·b=sin
θ-2cos
θ=0,
即sin
θ=2cos
θ,
又因为sin2θ+cos2θ=1,所以4cos2θ+cos2θ=1,
即cos2θ=,所以sin2θ=,
又θ∈,所以sin
θ=,cos
θ=.
(2)因为5cos(θ-φ)=5(cos
θcos
φ+sin
θsin
φ)=cos
φ+2sin
φ=3cos
φ,
所以cos
φ=sin
φ,所以cos2φ=sin2φ=1-cos2φ,即cos2φ=.
因为0<φ<,所以cos
φ=.
PAGE第三章 三角恒等变换
3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
3.1.2 两角和与差的正弦、余弦、正切公式(二)
[A组 学业达标]
1.求值:=
(  )
A.    B.    C.    D.
解析:==tan(45°-15°)=tan
30°=.故选C.
答案:C
2.等于
(  )
A.
B.
C.tan

D.
解析:∵=tan(27°+33°)=tan
60°,∴原式==.
答案:A
3.已知α∈,sin
α=,则tan=
(  )
A.
B.7
C.-
D.-7
解析:α∈,sin
α=,∴cos
α=-,tan
α==-
∴tan===-.
答案:C
4.已知tan
α=,tan(α-β)=,则tan
β等于
(  )
A.
B.-
C.-
D.
解析:tan
β=tan[α-(α-β)]==-.
答案:C
5.若α+β=,则=
(  )
A.tan
α
B.tan
β
C.tan
D.tan
解析:tan(α+β)=,即tan
α+tan
β=1-tan
αtan
β.
∴tan
α(1+tan
β)=1-tan
β
∴=tan
α.
答案:A
6.若tan=,则tan
α=________.
解析:∵tan===,∴tan
α=.
答案:
7.已知△ABC中,tan
Atan
B-tan
A-tan
B=,则C的大小为________.
解析:依题意:=-,即tan(A+B)=-.
又∵0答案:
8.在△ABC中,C=120°,tan
A+tan
B=,则tan
Atan
B的值为________.
解析:C=120°,∴A+B=60°,
∴tan
60°=,
∴tan
A·tan
B=.
答案:
9.已知tan=2,tan
β=.
求:(1)tan
α的值;
(2)的值.
解析:(1)∵tan===2,
∴tan
α=.
(2)



=tan(β-α)=
==.
10.已知tan(α-β)=,tan
β=-,且α,β∈(-π,0),求2α-β的值.
解析:∵α=(α-β)+β,tan(α-β)=,tan
β=-,
∴tan
α=tan[(α-β)+β]=
==.
又2α-β=α+(α-β)
∴tan(2α-β)=tan[α+(α-β)]
===1.
∵tan
α=>0,tan
β=-<0,α,β∈(-π,0),
∴α∈,β∈,
∴α-β∈(-π,0),
而tan(α-β)=>0,则α-β∈,
结合α∈,则有2α-β∈(-2π,-π),
∴2α-β=-.
[B组 能力提升]
11.已知α+β=,且α,β满足(tan
αtan
β+2)+2tan
α+3tan
β=0,则tan
α等于
(  )
A.-
B.
C.-
D.3
解析:∵(tan
αtan
β+2)+2tan
α+3tan
β=0,
∴tan
αtan
β+3(tan
α+tan
β)=tan
α-2.①
∵tan(α+β)==,
∴3(tan
α+tan
β)=(1-tan
αtan
β).②
将②代入①,得=tan
α-2,∴tan
α=+2=3.
答案:D
12.已知tan
α,tan
β是方程x2+3x+4=0的两根,且-<α<,-<β<,则α+β的值为
(  )
A.
B.-
C.或-
D.-或
解析:由一元二次方程根与系数的关系得tan
α+tan
β=-3,tan
α·tan
β=4,∴tan
α<0,tan
β<0.
∴tan(α+β)===.
又∵-<α<,-<β<,
且tan
α<0,tan
β<0,
∴-π<α+β<0,∴α+β=-.
答案:B
13.已知tan
α=-2,tan(α+β)=,则tan(α-β)=________.
解析:tan
β=tan[(α+β)-α]


=3,
∴tan(α-β)===1.
答案:1
14.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,以Ox轴为始边的两个锐角为α,β,它们的终边分别交单位圆于A,B两点,已知A,B两点的横坐标分别是和.
(1)求tan(α+β)的值;
(2)求α+2β的值.
解析:(1)由题意可得cos
α=,
cos
β=.
由于α,β为锐角,所以sin
α==,sin
β==.从而tan
α=7,tan
β=,
所以tan(α+β)===-3.
(2)因为tan(α+2β)=tan[(α+β)+β]===-1.
又0<α<,0<β<,
所以0<α+2β<,从而α+2β=.
15.是否存在锐角α和β,使得α+2β=,tantan
β=2-同时成立?若存在,求出α和β的值;若不存在,说明理由.
解析:∵α+2β=,∴+β=,
∴tan==.
∵tantan
β=2-,∴tan+tan
β=3-.
故tan,tan
β是方程x2-(3-)x+2-=0的两根,解得x1=2-,x2=1.
∵α,β都为锐角,∴0<<,∴0∴tan=2-,tan
β=1,
∴存在满足条件的锐角α,β,且α=,β=.
PAGE第三章 三角恒等变换
3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
3.1.2 两角和与差的正弦、余弦、正切公式(一)
[A组 学业达标]
1.sin
165°等于
(  )
A.        
B.
C.
D.
解析:sin
165°=sin
15°=sin(45°-30°)=.
答案:D
2.计算sin
44°cos
14°-cos
44°cos
76°的值为
(  )
A.
B.
C.
D.
解析:原式=sin(44°-14°)=sin
30°=.
答案:A
3.下列各式中,不正确的是
(  )
A.sin=sincos+cos
B.cos=sin-coscos
C.cos=coscos+
D.cos=cos-cos
解析:∵sin=,∴A正确;∵cos=-cos=-cos,∴B正确;∵cos=cos,∴C正确;∵cos=cos≠cos-cos,∴D不正确.
答案:D
4.设α∈,β∈,若cos
β=-,sin(α+β)=,则sin
α的值为(  )
A.
B.
C.
D.
解析:由cos
β=-,sin(α+β)=,得sin
β=,cos(α+β)=-,所以sin
α=sin[(α+β)-β]=×-×=.
答案:C
5.若sin
x+cos
x=4-m,则实数m的取值范围是
(  )
A.[2,6]
B.[-6,6]
C.(2,6)
D.[2,4]
解析:∵sin
x+cos
x=4-m,
∴sin
x+cos
x=,
∴sinsin
x+coscos
x=,
∴cos=.
∵≤1,∴≤1,∴2≤m≤6.
答案:A
6.在△ABC中,cos
A=,cos
B=,则cos
C的值为________
解析:cos
C=cos[π-(A+B)]=-cos(A+B)=-[cos
Acos
B-sin
Asin
B]=.
答案:
7.设α为锐角,若cos=,则sin=________.
解析:∵α∈,α+∈
cos=,sin=
sin=sin=sincos-cossin=×-×=.
答案:
8.已知0<α<<β<π,cos=,sin(α+β)=,则cos=________.
解析:∵0<α<<β<π,
∴<β-<π,<α+β<,
∴sin>0,cos(α+β)<0.
∵cos=,sin(α+β)=,
∴sin=,cos(α+β)=-,
∴cos=cos
=cos(α+β)cos+sin(α+β)·sin
=-×+×=.
答案:
9.化简:sin(α+β)cos
α-[sin(2α+β)-sin
β].
解析:原式=sin(α+β)cos
α-[sin(α+α+β)-sin(α+β-α)]=sin(α+β)cos
α-[sin
αcos(α+β)+cos
αsin(α+β)-sin(α+β)cos
α+cos(α+β)sin
α]
=sin(α+β)cos
α-×2sin
αcos(α+β)
=sin(α+β)cos
α-cos(α+β)sin
α=sin(α+β-α)=sin
β.
10.已知cos
α=,sin(α-β)=,且α,β∈.求:
(1)cos(2α-β)的值;
(2)β的值.
解析:(1)因为α,β∈,所以α-β∈.
又因为sin(α-β)=>0,所以0<α-β<.
所以sin
α==,
cos(α-β)==.
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=.
[B组 能力提升]
11.已知cos=,则cos
x+cos=
(  )
A.
B.
C.
D.
解析:cos
x+cos=cos+
cos=2coscos=,故选D.
答案:D
12.已知sin(α+β)=,sin(α-β)=,则log=
(  )
A.5
B.4
C.3
D.2
解析:∵sin(α+β)=,sin(α-β)=,
∴sin
αcos
β+cos
αsin
β=,sin
αcos
β-cos
αsin
β=,
∴sin
αcos
β=,cos
αsin
β=,
∴=5,
∴log=log52=4.故选B.
答案:B
13.已知A,B均为钝角且sin
A=,sin
B=,则A+B的大小为________.
解析:∵A,B均为钝角且sin
A=,sin
B=,
∴cos
A=-=-,
cos
B=-=-.
∴cos(A+B)=cos
Acos
B-sin
Asin
B=-×-×=.
又∵∴A+B=.
答案:
14.已知sin
xcos
y=,则cos
xsin
y的取值范围是________.
解析:设cos
xsin
y=t,将sin
xcos
y=与cos
xsin
y=t两边相加得sin(x+y)=+t,由|sin(x+y)|≤1得-≤t≤,同样将两式相减得sin(x-y)=-t,∴-1≤-t≤1,
即-≤t≤.
综上可得-≤t≤.
答案:
15.已知函数f(x)=Asin,x∈R,且f=.
(1)求A的值;
(2)若f(θ)-f(-θ)=,θ∈,求f.
解析:(1)∵f(x)=Asin,且f=,
∴Asin=,
即Asin=,∴A=3.
(2)由(1)知f(x)=3sin,
∵f(θ)-f(-θ)=,
∴3sin-3sin=,
展开得3=,
化简得sin
θ=.
∵θ∈,∴cos
θ=.
∴f=3sin=3sin=3cos
θ=.
PAGE第三章 三角恒等变换
3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
3.1.3 二倍角的正弦、余弦、正切公式
[A组 学业达标]
1.-sin215°=
(  )
A.   B.   C.   D.
解析:原式=-==.
答案:D
2.=
(  )
A.
B.
C.1
D.-1
解析:原式===.
答案:A
3.cos275°+cos215°+cos
75°cos
15°=
(  )
A.
B.
C.
D.1+
解析:原式=sin215°+cos215°+sin
15°cos
15°=1+sin
30°=1+=.
答案:C
4.已知sin
2α=,则sin2=
(  )
A.
B.
C.
D.
解析:sin2===.
答案:D
5.-=
(  )
A.-2cos

B.2cos

C.-2sin

D.2sin

解析:原式=-=(cos
50°-sin
50°)=2=2sin(45°-50°)=-2sin
5°.
答案:C
6.=________.
解析:===2.
答案:2
7.=________.
解析:===
=.
答案:
8.已知α∈,且sin
α=,则tan=________.
解析:因为α∈,且sin
α=,所以cos
α=-,所以tan
α=-,由二倍角公式得tan
2α==-,tan==-.
答案:-
9.求证:=tan4A.
证明:左边====(tan2A)2=tan4A=右边.
所以=tan4A.
10.计算:coscoscos.
解析:原式=
==
===.
[B组 能力提升]
11.已知cos=,则sin
2x=
(  )
A.
B.
C.-
D.-
解析:因为sin
2x=cos=cos=2cos2-1,所以sin
2x=2×-1=-1=-.
答案:C
12.若tan
θ+=4,则sin
2θ=
(  )
A.
B.
C.
D.
解析:法一:∵tan
θ+==4,∴4tan
θ=1+tan2θ,∴sin
2θ=2sin
θcos
θ====.
法二:∵tan
θ+=+==,∴4=,∴sin
2θ=.
答案:D
13.若sin=-,0≤α≤π,则tan
α的值是________.
解析:两边平方得sin2=2-2,
∴=2-2|cos
α|.①
当0≤α≤时,①式为=2-2cos
α,
∴cos
α=1,
∴α=0,∴tan
α=0.
当<α≤π时,①式为=2+2cos
α,
∴cos
α=-,
∴sin
α=.∴tan
α=-.
综上,tan
α的值是0或-.
答案:0或-
14.已知cos=,若π解析:法一:(求值代入)由π得π又cos=,所以sin=-,
所以cos
x=cos=coscos+sinsin=×-×=-,
从而sin
x=-,tan
x=7.
则=
==-.
法二:(切化弦)由法一得tan=-.
又sin
2x=-cos=-cos
2
=-2cos2+1=-+1=,
则=

==sin
2x·
=sin
2x·tan=×=-.
15.已知函数f(x)=cos+sin2x-cos2x+2sin
xcos
x.
(1)化简f(x);
(2)若f(α)=,2α是第一象限角,求sin
2α.
解析:(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
=sin·cos+cos·sin
=×+×=.
PAGE第三章 三角恒等变换
3.2 简单的三角恒等变换
[A组 学业达标]
1.已知180°<α<360°,则cos=
(  )
A.
   
B.
C.-
D.-
解析:∵90°<<180°,∴cos=-.
答案:C
2.已知cos
α=,α∈,则sin等于
(  )
A.-
B.
C.
D.-
解析:∵α∈,∴∈,
∴sin==.
答案:B
3.已知sin
α+cos
α=,则2cos2-1=
(  )
A.
B.
C.-
D.-
解析:∵sin
α+cos
α=,∴1+sin
2α=,∴sin
2α=-,∴2cos2-1=cos=sin
2α=-.
答案:C
4.函数f(x)=2sinsin的最小值是
(  )
A.
B.
C.-
D.-
解析:∵f(x)=2sin·sin=
-=
cos-,∴ymin=-1-=-.
答案:D
5.若α是第三象限角,且sin(α+β)cos
β-sin
βcos(α+β)=-,则tan=(  )
A.-5
B.-
C.
D.5
解析:∵sin(α+β)cos
β-sin
βcos(α+β)=sin[(α+β)-β]=sin
α=-,
又α是第三象限角,∴cos
α=-,
∴tan
===-5.
答案:A
6.已知sin
θ=-,3π<θ<,则tan=________.
解析:由sin
θ=-,3π<θ<,得cos
θ=-,
从而tan===-3.
答案:-3
7.已知sin+cos=,则cos
2θ=________.
解析:因为sin+cos=,所以1+sin
θ=,
即sin
θ=,所以cos
2θ=1-2sin2θ=1-=.
答案:
8.若tan=3,则5sin2θ-3sin
θcos
θ+2cos2θ=________.
解析:tan
θ=tan
==,
∴原式=
==.
答案:
9.已知tan=,求sin的值.
解析:∵tan=,∴sin
α=2sincos====,
cos
α=cos2-sin2====.
∴sin=sin
αcos+cos
αsin=×+×=.
10.已知sin
θ+cos
θ=2sin
α,sin2β=sin
θcos
θ.
求证:2cos
2α=cos
2β.
证明:由题意,得
①2-②×2,得4sin2α-2sin2β=1.
∴1-2sin2β=2-4sin2α,即cos
2β=2cos
2α.
[B组 能力提升]
11.已知sin=-,则sin
2x=
(  )
A.
B.
C.-
D.-
解析:因为sin=-,所以sin
x+cos
x=-,则(sin
x+cos
x)2=1+sin
2x=,
所以sin
2x=-.故选D.
答案:D
12.若cos
α=-,α是第三象限角,则=
(  )
A.-    B.    C.2    D.-2
解析:∵α是第三象限角,cos
α=-,∴sin
α=-.
∴===·===-.故选A.
答案:A
13.化简
=________.
解析:原式===.
∵<θ<2π,∴π<<π,∴原式=sin.
答案:sin
14.设α为第四象限角,若=,则tan
2α=________.
解析:===2cos2α+cos
2α=.
∴2cos2α+2cos2α-1=,
∴cos2α=,sin2α=,
∴tan2α==,
∵α为第四象限角,tan
α<0.
∴tan
α=-.
∴tan
2α===-.
答案:-
15.已知向量m=(cos
θ,sin
θ)和n=(-sin
θ,cos
θ),θ∈(π,2π),且|m+n|=,求cos的值.
解析:m+n=(cos
θ-sin
θ+,cos
θ+sin
θ),
|m+n|=
==
=2.
∵|m+n|=,∴cos=.
又∵cos=2cos2-1,
∴cos2=.
∵π<θ<2π,∴<+<.
∴cos<0.
∴cos=-.
16.已知tan
α=-,cos
β=,α,β∈(0,π).
(1)求tan(α+β)的值;
(2)求函数f(x)=sin(x-α)+cos(x+β)的最大值.
解析:(1)∵cos
β=,β∈(0,π),∴sin
β=,
tan
β=2.
∴tan(α+β)==1.
(2)∵tan
α=-,α∈(0,π),∴sin
α=,cos
α=-.
f(x)=(sin
xcos
α-cos
xsin
α)+cos
xcos
β-sin
xsin
β
=-sin
x-cos
x+cos
x-sin
x
=-sin
x.
又∵-1≤sin
x≤1,∴f(x)的最大值为.
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