高考三角函数经典解答题及答案
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1在△ABC中,角A、B、C所对的边分别是a,b,c,且
a
2
c
2
b
2
ac.
(1)求
sin
2
AC
cos2B
的值;
2
1
2
(2)若b=2,求△ABC面积的最大值.
1
解:(1) 由余弦定理:conB=
4
1
AB
sin+cos2B= -
4
2
2
(2)由
cosB,得sinB
1
4
15
.
∵b=2,
4
11
15
8
+=ac+4≥2ac,得ac≤,S
(a=c时取等号)
△ABC
=acsinB≤
a
c
22
3
3
2
2
故S
△ABC
的最大值为
15
3
2在△ABC中,角A,
B,C的对边分别为a,b,c,且
bcosC3acosBccosB.
(I)求cosB的值;
(II)若
BABC2
,且
b22<
br>,求
a和c
b的值.
解:(I)由正弦定理得
a2RsinA,b2RsinB,c2RsinC
,
因此
cosB.
(II)解:由
BABC2,可得acosB2
,
所以a=c=6
π
3已知向量m =
sinB,1cosB
,
向量n = (2,0),且m与n所成角为,
3
其中A、B、C是
ABC
的内角。
(1)求角B的大小;
(2)求
sinAsinC
的取值范围。
解:(1)
m
=
sinB,1cosB
,且与向量n = (2,0)所成角为,
3
1
3
又
0B
p>
(2)由(1)知,
B
2
,
<
br>A+C=
33
sinAsinC
=
sinAsin
(
13
cosA
=
sin(A)
A)
=
sinA
22
33
0A
3
,
3
3
,
,1,1
sinAsinC
A)
<
br>
3
2
2
urrur
r
4已知向量
m(1,2sinA)
,
n(sinA,1cosA),
满足mn,bc3a.
(I)求A的大小;(II)
sin(
求
sin(B
6
)
的值.
解:(1)由mn得
2sin
2
A1cosA0
……2分
即
2cos
2
AcosA10
cosA
1
或cosA1
2
A
A是ABC的内角,cosA1
舍去
3
3a
(2)
bc
由正弦定理,
sinBsinC3sinA
3
2
2
BC
3
sinBsin(
2
B)
3
32<
br>5在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,C=2A,
cosA
,
(1)求
cosC,cosB
的值;
27
,求边AC的长。 2
91
解:(1)
cosCcos2A2cos
2
A1
21
168
2727
(2)
BABC,accosB,ac24
①
22
ac3
又
,C2A,c2acosAa
②
sinAsinC2
3
4
(2)若
BABC
由①②解得a=4,c=6
b5
,即AC边的长为5.
r
6
r
ABAB
6已知
A、B
是△
ABC
的两个
内角,向量
a
,若
|a|
.
(2cos, sin)
2
22
(Ⅰ)试问
tanAtanB
是否为定值?若为定值,请求出;否
则请说明理由;
(Ⅱ)求
tanC
的最大值,并判断此时三角形的形状.
解:(Ⅰ)由条件
(
1
2
3
2
6
2
r
2
)|a|
2
∴
cos(AB)cos(AB)
∴
3sinAsinBcosAcosB
∴
tanAtanB
为定值.
tanAtanB
1tanAtanB
1
由(Ⅰ)知
tanAtanB
,∴
tanA,tanB0
3
33
从而
tanC(tanAtanB)
≤
2tanA
tanB3
22
1
3
(Ⅱ)
tanCtan(A
B)
∴取等号条件是
tanAtanB
3
,
即
AB
取得最大值,
3
6
AB7
cos2C.
22
7在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c.已知a+b=5,c
=
7
,且
4sin
2
(1) 求角C的大小;
(2)求△ABC的面积.
解:(1) ∵A+B+C=180°
AB7C7
cos2C得4cos
2
cos2C
2222
∴
4
1cosC
(2cos
2
C1)
7
22
由
4sin
2
整理,得
4cos
2<
br>C4cosC10
解 得:
cosC
……5分
∵
0C180
∴C=60°
(2)
解:由余弦定理得:c
2
=a
2
+b
2
-2abcosC,
即7=a
2
+b
2
-ab
∴
7(ab)
2
3ab
由条件a+b=5得
7=25-3ab
ab=6
……10分
1
2
∴S
ABC
1
absinC
1
6
3<
br>
33
2222
8已知角
A,B,C
为ABC
的三个内角,其对边分别为
a,b,c
,若
m(cos,s
in)
,
AA
1
n(cos,sin)
,
a23
,且
mn
.
2
22
A
2
A
2
(1)若
ABC
的面积
S3
,求
bc
的值.
(2)求
bc
的取值范围.
AAAA
1
2
2222
AA11
2
………..2分
cos
2<
br>sin
2
,即
cosA
,又
A(0,
)
,
A
3
2
222
1
又由S
ABC
bcsinA3
,
bc4
2<
br>2
由余弦定理得:
a
2
b
2
c
2
2bccosb
2
c
2
bc
3<
br>解:(1)
m(cos,sin)
,
n(cos,sin)
,且
mn
.
16(bc)
2
,故
bc4
(2)由
正弦定理得:
bca23
4
,又
BC
A
,
2
sinBsinCsinA
3
sin<
br>3
0B
3
,则
3
B
3
3
2
sin(B)1
,
即
bc
的取值范围是
(23,4].
….则
23
3
10分
9在锐角△ABC中,已知内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,且
tanA
·tanB.
(1)若a
2
-ab=c
2
-b
2
,求A、B、C的大小;
(2)已知向量m=(sinA,cosA),n=(cosB,sinB),求|3m-2n|的取值范围.
10在
ABC
中,角
A、B、C
的对边分别为
a、b、c
,且
mn
。
m(2bc,a)
,
n(cosA,
cosC)
,
⑴求角
A
的大小;
⑵当
y2
sin
2
Bsin(2B)
取最大值时,求角
B
的大小
6
(tanA-tanB)=1+
解:⑴由
mn
,得
mgn0
,从而
(2bc)cosAacosC0
由正弦定理得
2sinBcosAsinCcosAsinAcosC0
1
Q
A,B(0,
)
,
si
nB0,cosA
,
A
(6分)
2
3
⑵
y2sin
2
Bsi
n(2B)(1cos2B)sin2Bcoscos2Bsin
666
由
(1)
得,
0B
2
7
,2B,
时,
366662
即
B
3
时,
y
取最大值2
cosBb
.
cosC2ac
11在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,且
(I)求角B的大小;
(II)若
b13,ac4
,求△ABC的面积.
解:(I)解法一:由正弦定理
将上式代入已知
abc
2R
得
sinAsinBsinC
cosBbcosBsinB
得
cosC2accosC2sinAsinC
即
2sinAcosBsinCcosBcosCsinB0
即
2sinAcosBsin(BC)0
∵
ABC
,∴sin(BC)sinA,∴2sinAcosBsinA0
∵
sinA≠0,∴cosB,
∵B为三角形的内角,∴
B
.
a
2
c
2
b
2
a
2
b
2
c
2
,c
osC
解法二:由余弦定理得
cosB
2ac2abcosBba
2
c
2
b
2
2abb
得
×
2
将上式代入
22
cosC2ac2ac2a
c
abc
2
3
1
2
整理得
a
2
c
2
b
2
ac
<
br>a
2
c
2
b
2
ac1
∴
cosB
2ac2ac2
∵B为三角形内角,∴
B
(II)将
b13,a
c4,B
代入余弦定理
b
2
a
2
c<
br>2
2accosB
得
b
2
(ac)
2
2ac2accosB
,
∴
13162ac(1),∴ac3
∴
S△ABC
acsinB
1
2
3
3
.
4
1
2
2
3
2
3
12
ABC
中,
a
、
b
、
c
是三个内角
A
、
B<
br>、
C
的对边,关于
x
的不等式
x
2
cosC4xsinC60
的解集是空集.
(1)求角
C
的最大值;
3
3
,求当角
C
取最大值时
ab
的值.
2
cosC0
解析:(1)显然
cosC0
不合题意, 则有
,
0
cosC0
cosC0
即
, 即
1
,
2
cosC2或cosC
16sinC24cosC0
2
1
故
cosC
,∴角
C
的最大值为
60
。
…………………
2
(2)若
c
,
ABC
的面积<
br>S
7
2
6分
133
ab3
,∴
ab6
,
242
由余弦定理得
c
2
a
2
b
2
2abcosC
(ab)
2
2ab2abcosC
,
121
11
∴
(ab)
2
c
2
3ab
,∴
ab<
br>。
2
4
(2)当
C
=
60
时,
S
ABC
absinC
13在△ABC中,角A、B、
C的对边分别为a、b、c,且满足(2a-c)cosB=bcosC.
(Ⅰ)求角B的大小;
urrurr
(Ⅱ)设
m
sin
A,cos2A
,n
4k,1
k1
,且mn
的最大值是5,求k的值.
解:(I)∵(2a-c)cosB=bcosC,
∴(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC.……………………………………………2分
即2sinAcosB=sinBcosC+sinCcosB
=sin(B+C)
∵A+B+C=π,∴2sinAcosB=sinA.…………………………………………4分
∵0∴cosB=.…………………………………………………………………5分
∵0urr
(II)
mn
=4ksinA+cos2A.……………………
……………………………………7分
3
1
2
=-2sin
2
A+4ksinA+1,A∈(0,
设sinA=t,则t∈
(0,1]
.
22
)……………………………………10分
3
urr
则
mn
=-2t
2
+4kt+1=-2(t-k)
2
+1+2k2
,t∈
(0,1]
.…………………………12分
urr
∵k>1,∴t=1时,
mn
取最大值.
依题意得,-2+4k+1=5,∴k=.
14已知锐角△ABC三个内角为
A、B、C,向量
p=
(
2-2sinA,cosA+sinA
)
与向量
v
q=
(
sinA-
cosA,1+sinA
)
是共线向量.
C
-
3B
的最大值.
2
3
2
uv
(Ⅰ)求角A. (Ⅱ)求函数
y
=
2sin
2
B
+
cos
urr
Q
p
解:(Ⅰ)
,q
共线
22sinA
1sinA
cosAsinA
cosA
sinA
……2分
3
sin
2
A
…………4分
4
3
又
A
为锐角,所以
sinA
A
………6分
2
3
B
3B
C3B
3
2sin
2
Bcos
(Ⅱ)
y2sin
2
Bcos
2
2
31
sin2Bcos2B1
sin(2B)1
……………9分
22
6
5
Q
B
0,
2B
,
…………10分
2
6
66
2
B
6
2
B
3
时,
y
max
2
…………12分
CCC
C
,sin),
n
=(cos,-sin
)
且
m,n
的夹角为
2
2223
33
,求a+b(a、b、c分别∠A、∠B、∠C所对的边)
2
15在三角形ABC中,
m
=(cos
(1)求C;
7
2
(2)已知c=,三角形的面积S=
解:(1)
m•ncos
2
CC
sin
2
cosC
22
1
cosC= C=
2
3
7
(2)
c
2
=a
2
+b
2
-2abcosC c=
2
333
49
22
11
=a+
b-ab=(a+b)
2
-3ab. S=absinC=absin=ab=
2
422
3
4
Ab=6
(a+b)
2
=
494912111
+3ab=+18=
a+b=
4442
16已知
ABC
中,角A,B,C,所对的边分别是<
br>a,b,c
,且
2
a
2
b
2
c
2
3ab
;
(1)求
sin
2
AB
2
(2)若
c2
,求
ABC
面积的最大值。
3a
2b
2
c
2
3
2分
解:(Ⅰ)
abcab,cosC
22ab4
222
(Ⅱ)
a
2
b
2
c
2
3ab,且c2
,
a
2
b
2
4
322
ab
,
又
a
2
b
2
2ab,
3
2
ab2ab4,ab8
8分
当且仅当
ab22
时,△ABC面积取最大值,最大值为
7
.
17在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足csinA=acosC.
(Ⅰ)求角C的大小;
(Ⅱ)求
3
sinA-
cos(B+
4
)的最大值,并求取得最大值时角A、B的大小。
解析:(I)由正弦定理得
sinCsinAsinAcosC.
因为
0A
,
所以
(II)由(I)知
B
3
4
A.
于是
2sin(A
6
)
取最大值2.
综上所述,
3sinAcos(B
4
)
的最大值为2,此时
A
5
3
,B
12
.
18 △ABC
的内角A、B、C的对边分别为a、b、c.己知A—C=90°,a+c=
2
b,求
解:由
ac2b
及正弦定理可得
sinAsinC2sinB.
…………3分
又由于
AC90,B180(AC),
故
2cos2C.
…………7分
因为
0C90
,
所以
2C45C,
cosA-2cosC
19在
ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,
c.已知
cosB
=
2c-a
b
.
sinC1
(I)求
sinA
的值;(II)若cosB=
4
,b=2,
AB
C
的面积S。
C.
abc
k,
sinAsinBsinC
解:
(I)由正弦定理,设
2ca2ksinCksinA2sinCsinA
,ksinBsinB
则
b
cosA2cosC2sinCsinA
.
cosBsinB
所以
即
(cosA2cosC)sinB(2sinCsinA)cosB
,
化简可得
sin(AB)2sin(BC).
又
ABC
,
所以
sinC2sinA
sinC
2.
因此
sinA
sinC
2
sinA
(II)由得
c2a.
由余弦定理
解得a=1。因此c=2
15
1
sinB.
cosB,且GB
.
4
4
又因为所以
因此
20在
ABC
中,
a、b、
c
分别为内角
A、B、C
的对边,
且
2asinA(2bc)sinB(2cb)sinC
(Ⅰ)求
A
的大小;
(Ⅱ)若
sinBsinC1
,试判断
ABC
的形状. 解:(Ⅰ)由已知,根据正弦定理得
2a
2
(2bc)b(2cb)c<
br>
即
a
2
b
2
c
2
bc
<
br>由余弦定理得
a
2
b
2
c
2
2bcc
osA
故
cosA,A120
1
2
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
sin
2
A
sin
2
Bsin
2
CsinBsinC.
又
sinBsinC1
,得
sinBsinC
因为
0B90,0C90
,
故
BC
所以
ABC
是等腰的钝角三角形。
1
2
21在△ABC中,a, b, c分别为内角A, B, C的对边,且
(Ⅰ)求A的大小;
(Ⅱ)求
sinBsinC
的最大值.
解:
(Ⅰ)由已知,根据正弦定理得
2a
2
(2bc)b(
2cb)c
即
a
2
b
2
c
2
bc
由余弦定理得
a
2
b
2
c
2
2bccosA
故
cosA
,A=120°
……6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)得:
故当B=30°时,sinB+sinC取得最大值1。
……12分
22△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,设S为△ABC的面积,满足
S
(Ⅰ)求角C的大小;
(Ⅱ)求
sinAsinB
的最大值。
23设锐角三角形
ABC
的内角
A,B,C
的对边分别为
a,b,c
,
a2bsi
nA
.
(Ⅰ)求
B
的大小;
(Ⅱ)求
cosAsinC
的取值范围.
解:(Ⅰ)由
a2b
sinA
,根据正弦定理得
sinA2sinBsinA
,所以
sinB
,
由
△ABC
为锐角三角形得
B
.
π
6
1
2
3
2
(ab
2
c
2
)
。
4
1
2
(Ⅱ)
cosAsinC
cosAsin
A
3sin
A
.
3
由
△ABC
为锐角三角形知,
AB
,
B
.
222263
2
A
,
336
所以
sin
.
A
2
3
2
13
由此有
3
3
3sin
A
3
,
23
2
33
所以,
co
sAsinC
的取值范围为
2
,
. <
br>2
24在
ABC
中,角
A,B,C
所对应的边
分别为
a,b,c
,
a23
,
tan
2sinBcosC
sinA
,求
A,B
及
b,c
ABCCC
tan4
得
cottan4
222
2
CC
cossin
1
2
2
4
∴∴
4
CC
CC
sincos
sincos
2
2
22
1
∴
sinC
,又
C(0,
)
2
5
∴
C,或C
66
ABC
tan4,
22
解:由
tan
由
2sinBcosCsinA
得
2sinBcosBsin(BC)
即
sin(BC)0
∴
BC
由正弦定理
abc
得
sinAs
inBsinC
25在锐角△ABC中,a、b、c分别为角A、B、C所对的边,且
3a2
csinA
(Ⅰ)确定角C的大小:
(Ⅱ)若c=
7
,且△ABC的面积为
33
2
,求a+b的值。
解(1)由
3a2csinA
及正弦定理得,
QABC
是锐角三角形,<
br>C
a
c
2sinAsinA
21世纪教育网
sinC
3
3
(2)解法1:
Qc7,C
3
.
由面积公式得
由余弦定理得21世纪教育网
(a+b)
2
25,故ab5
由②变形得
解法2:前同解法1,联立①、②得
消去b并整理得
a
4
13a
2
360
解得
a
2
4或a
29
所以
a2
a3
故<
br>ab5
或
b3
b2