高考数学(理)重难点专练02《三角函数与解三角形》(解析版)
银杏树的资料-中秋节的作文500字
重难点02 三角函数与解三角形
【高考考试趋势】 新高
考环境下,三角函数与解三角形依然会作为一个重点参与到高考试
题中,其中对应的题目的分布特点与命
题规律分析可以看出,三角试题每年都考,而且文理有
别,或一大一小或三小或二小小指选择题或填空题
,大指解答题),解答题以简单题
或中档题为主,选择题或填空题比较灵活,有简单题,有中档题,也有
对学生能力和素养要求较
高的题.三角函数的图象与性质是高考考查的重点及热点内.
备考时要熟练掌握三角函数的图象与性质、三角恒等变换公式 及正、余弦定理,在此
基础上掌握一些三
角恒变换的技巧,如角的变换,函数名称的变换等,此外,还要注意题目
中隐含的各种限制条件,选择合
理的解决方法,灵活实现问题的转化
鉴于新课标核心素养的要求,三角函数与解三角形在实际背景下的
应用也将是一个考试
试点.考点主要集中在三角函数图像及其性质的应用,三角函数恒等变换,以及正弦
余弦定
理的应用.本专题在以往高考常见的题型上,根据新课标的要求,精选了部分预测题型,并
对相应的题型的解法做了相应的题目分析以及解题指导,希望你在学习完本专题以后能够对
三角函数以
及解三角形的题型以及解答技巧有一定的提升.
【知识点分析以及满分技巧】
三角
函数与解三角形:从返几年高考情况来看,高考对本部分内容的考查主要有,1.
三解恒等变换与三角函
数的图象、性质相结合;2.三角恒等变换与解三角形相结合;3.平面
向量、不等式、数列与三角函数
和解三角形相结合,难度一般不大,属中档题型.
三角函数图形的性质以及应用:对于选择题类型特
别是对称中心,对称轴等问题选项中
特殊点的带入简单方便,正确率比较高.总额和性的问题一般采用换
元法转化成最基本的函
数问题去解答.
对于三角函数有关恒等变换的题目应注重公式的变形.
解三角形类型的大题中,重点是角边转化,
但是要注意两边必须同时转化,对于对应的面
积的最大值问题以及周长的最值问题一般转化成基本不等式
去求,但是在用基本不等式的时
候应注意不等式等号成立的条件.
【常见题型限时检测】(建议用时:35分钟)
1
1
.(
2019·
吉林高考模拟(理))已知函数
f(x)cos(
x
)(
0)
的最小正周期为
π
,且
f
对
xR
,
f(x)
…
(
)
A
.
恒成
立,若函数
yf(x)
在
[0,a]
上单调递减,则
a
的
最大值是
3
π
6
B
.
π
3
C
.
2π
3
D
.
5π
6
【答案】
B
【解析】
【分析】先由最小正周期,求出
,再由对
x
R
,
f
x
f
恒成立,得到
3
fxcos2
x
2k
,kZ
,进而可得
<
br>,求出其单调递减区间,即可得出结
3
3
果<
br>.
【详解】
因为函数
f
x
cos
x
的最小正周期为
,所以
2
2
,
<
br>
x
fxf
又对任意的,都使得
,
3
所以函数
f
x
在
x
3
上取得最小值,则
2
2k
,
kZ
,
3
即
3
2k
,kZ
,
所以
f
x
cos
2x
,
3
3
k
,kZ
,
令
2k
2x
3
<
br>
2k
,kZ
,解得
k
x
6
yfx
.
则函数
在
0,
3
上单调递减,故
a
的最大值是
3
2
故选
B
【名师点睛】
本题考查三角函数的图象及其性质,考查运算求解能力
. <
br>2
.(
2020·
云南高三月考(理))
ABC
的三个内角
A
,
B
,
C
所对的边分别为
a
,
b
,
c
,
若
B120
,
sinC
2
1
,
c2
,则
ABC
的面积等于(
)
7
3
4
A
.
3
2
B
.
23
C
.
D
.
3
【答案】
A
【解析】
【分析】
先通过已知求出
sinB,cosB
,cosC
,进而根据
sinAsin(BC)
求出
sinA
,
再利用正
弦定理求出
b
,则利用面积公式可求出
ABC
的面积.<
br>
【详解】
解:
QB120
,
sinB
31
,cosB
,
22
21
,
C
为锐角,
7
27
,
7
又
sinC
cosC
sinAsin(BC)sinBcosCcosBsinC
327
1
2121
,
2714
2
7
3
由正弦定理得
bc
,
sinBsinC
b
c23
sinB7
,
sinC
21
2
7
11213
,
bcs
inA72
22142
S
V
ABC
故选:<
br>A
.
【名师点睛】
本题考查正弦定理解三角形,以及求三
角形的面积,关键是对公式的灵活应用,缺什么,
求什么即可,是基础题.
3
.(
2019·
山东高考模拟(理))函数
ysin2x3cos2x
的图象可由
y2cos2x
的图
象如何变换得到
( )
A
.向左平移
12
个单位
B
.向右平移
12
个单位
C
.向左平移
【答案】
B
【解析】
【分析】
个单位
6
D
.向右平移
个单位
6
由题意化简
得
ysin2x3cos2x2cos[2(x
图象经过平移后可得到所求答案.
【详解】
由题意得
12
)]
,然后再把
函数
y2cos2x
的
ysin2x3cos2x2sin(2x)2c
os[(2x)]2cos(2x)
3236
4
2cos(2x)2cos[2(x)]
,
612
所以将
函数
y2cos2x
的图象向右平移
函数
ysin2x3cos2x<
br>的图象.
故选
B
.
【名师点睛】
在进行三角函数图象的变换时要注意以下几点:①变换的方向,即由谁变换到谁;②变换
<
br>前后三角函数名是否相同;③变换量的大小.特别注意在横方向上的变换只是对变量
x
而
言的,当
x
的系数不是
1
时要转化为系数为
1
的情
况求解.
12
个单位可得到函数
y2cos[2
(x
12
)]
,即
4
.(
2019·
辽宁高考模拟(理))已知
cos
<
br>
1
sin2
,则
(
)
6
36
7
9
D
.
A
.
8
9
B
.
8
9
C
.
7
9
【答案】
C
【解析】
【分析】
cos2
根据二倍角公式求得
,再利
用诱导公式求得结果
.
3
【详解】
<
br>1
27
cos
<
br>
cos
2
2cos
2
1
1
6
33
6
99
<
br>
7
cos
2
cos
2
sin
2
3
6
2
6
9
5
7
sin<
br>
2
6
9
本题正确选项:
C
【名师点睛】
本题考查二倍角公式、诱导公式的应用,关键是能够利用诱导公式将所
求角与已知角联系
起来
.
5
.(
2019·
辽宁高三月考
(理))已知
VABC
的面积为
22,AB1,cos
A3
,则
BC
23
(
)
A
.
37
【答案】
C
【解析】
【分析】
利用二倍角公式及平方关系求得
cosA,sinA
,由
面积公式求出
AC6
,再由余弦定理
求解即可
【详解】
B
.
39
C
.
41
D
.
43
因为
cos
面积为
A3A122
,cosA2cos
2
1
,
sinA1cos
2
A,QVABC
的
23233
1
ABgACgsinA22,
又
AB1
,
所以
AC6
,
由余弦定理<
br>,
得
,
2
BC
2
AB
2
AC<
br>2
2ABgACgcosA41
,
BC41
故选:
C
【名师点睛】
6
本题考查正余弦定理,考查面积公式,意在考查计算能力,是基础题
.
二、填空题
6
.(
2019·
江西新余一中高考模拟(理))已知平面四边形
A
BCD
中,
ABC
2
,
3
AC219,
2AB3BC
,
AD2BD
,
BCD
的面积为
23
,
BD
______.
【答案】
23
【解析】
【分析】
由题意,根据余弦定理先求解出
AB
的长度;设
DBCθ,
则∠
DBA
=
弦定理建
立方程组即可求解
BD
的长度.
【详解】
设
DBCθ,
(
0θ
2
θ
,利用
余
3
2
)
,BD=x,
则
AD=2x
,
3
在△
ABC
中,由余弦定理可得:
AC
2=
BC
2
+AB
2
﹣
2BC•AB•cos
∠
ABC=4
19
,又
2AB3BC,ABC
sinθ3
;
x
2
1
,∴
AB=6,BC
=4
,又
S
V
BCD
BD
n
BCsinθ
=
23
,
∴
32
在△
ABD
中,由余弦定理可
得:
AD
2
=
BD
2
+AB
2
﹣
2BD•AB•cos(
2
θ)
,
3
x
2
6x
2
6
2
2
2
计算得到x62xcosθ0,
即
cos
θ
,由
sin
θ
+
cosθ
=1
,即
()
+
2x2x
2
2
1
3
2
2
4
-16
2
+48=0
0θ
=1=124>-,
所以
x
2
=12
,,解得,解得或,又,
cosθ
()
xx
x
32
x
x=
23
,
7
故答案为
23
.
【名师点睛】
本题考查了正余弦定理的应用和计算能力.属于中档题.
7
.(
2
019·
安徽高考模拟(理))在锐角
ABC
中,
BC2
,sinBsinC2sinA
,则中
线
AD
长的取值范围是
_______;
13
3,
【答案】
2
【解析】
【分析】
本道题运用向量方法
,计算
AD
的长度,同时结合锐角三角形这一条件,计算
bc
的范围,
即可
.
【详解】
设
ABc,ACb
,
B
Ca2
,对
sinBsinC2sinA
运用正弦定理,得到
8
bc2a4
,解得
c4b
,结合该三角形为锐角三角形,得到不等式组
b
2
c
2
b
2
4b
2
4
2
35
22
2
c44b4b
b
,解得,故
bcb
4b
b4b
,结合二次
22
2
2
2
b4c
4b
uuuv
1
uuuvuu
uv
15
bc4ADABAC
函数性质,得到,运用向量得到,
<
br>42
uuuv
1
uuuv
2
uuuv
2
uuuvuuuv
1
22
b
2
c
2
4
所以
ADABAC2ABACcos
bc2b
c
222bc
uuuv
11
22
2b2c4284bc
,结合
bc
的范围,代入,得到
AD
的范围为
22
13
3,
2
【名师点睛】
本道题考查了向量的加法运算,考查了锐角三
角形判定定理,考查了二次函数的性质,关
键将模长联系向量方法计算,难度偏难
.
8
.(
2019·
浙江高考模拟)在锐角
ABC
中,内角
A,B,C
所对的边分别是
a,b,c
,
c2
,
A
3
,则
asinC
__________
.
ab
的取值范围是
__________
.
【答案】
3
【解析】
【分析】
31,423
由正弦定理可得
asin
C
的值
.
由正弦定理可以把
ab
表示为角
C
的函
数,由锐角三角形
得出角
C
的取值范围,进而可得
ab
的取值范围
.
【详解】
9
由正弦定理,可得
ac
π
,则
asinCcsinA2sin3
.
sinAsinC3
2sin
C
abc
cs
inA3
由,可得
a
,
csinB
3
,
2π
sinAsin
BsinC
sinCsinC
b
sinC
sinC
所以
23cos
2
ab
33cosCsinC
3
1cosC
C
2
sinC
sinC<
br>1
sinC
1
2sin
CC
1
3
C
.
2
cos
2
tan
2
由
△ABC
是锐角三角形,可得
0C
π
2ππ
π
2
,0
3
C
2
,则
6
C
π
2<
br>,
所以
π
12
C
π
4
,23tan
C
2
1
.
所以
13ab1
3
23
=423
.
【名师点睛】
本题考查正弦定理,综合运用三角恒等变换知识是解题关键
.
三、解答题
9
.(
2019·
天津高考模拟(理))在
△
ABC
中,
A,B,C
对应的边为
a,b,c
.
已知
acosC
1
2
cb
.
(
Ⅰ
)求
A
;
(
Ⅱ
)若
b4,c6
,求
cosB
和
cos
A2B
的值
.
【答案】(
Ⅰ
)
A
π
11
3
(
Ⅱ
)
14
【解析】
【分析】
10
(
Ⅰ
)先根
据正弦定理化边为角,再根据两角和正弦公式化简得结果,(
Ⅱ
)根据余弦定
理求a
,代入条件求得
sinB
2
3
,解得
cosB<
br>,最后根据两角和余弦定理得结果
.
7
7
【详解】
(
Ⅰ
)解:由条件
acosC
11
cb
,得
sinAsinCsinCsinB
,又由
22
1
sinBsin
AC
,得
sinAcosCsinCsinAcosCco
sAsinC
.
2
1
π
,故
A
.
2
3
π
,
3
由
sinC0
,
得
cosA
(
Ⅱ
)解:在
VABC
中,由余弦定理及b4,c6,A
有
a
2
b
2
c
2<
br>2bccosA
,故
a27
.
2
3
cosB
.
由
bsinAasinB
得
sinB
,因为
ba
,故
7
7
1
43
2
,
cos2B2cosB1
.
7
7
11
.
14
因此
sin2B2sinBc
osB
所以
cos
A2B
cosAcos2B
sinAsin2B
【名师点睛】
解三角形问题,多为边和角的求值问题,这就
需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转
化边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的
.
10
.(
2019·
广东高考模拟(理))在
△ABC
中
,角
A、B、C
所对的边分别为
a、b、c
,
2bsinCcosA
asinA2csinB
;
(
1
)证明:
△ABC
为等腰三角形;
(
2
)若
D
为
BC
边上的点,
BD2DC
,且<
br>ADB2ACD
,
a3
,求
b
的值.
11
【答案】(
1
)证明见解析;(
2
)
b
【解析】
【分析】
3
.
(1)
根据已有等式
2bsinCcosAasi
nA2csinB
,利用正弦定理作角化边,可得
2bccosAa
2
2cb
,最后再由余弦定理把所有角都化为边的等式得
b
2
c
2<
br>a
2
2bca
2
2bc
;最后,根据等式可化简出<
br>bc
,故可证
VABC
为等腰三
2bc
角形
.
(2)
由
BD2
,
DC1
,ADB2ACDACDDAC,
可得
ACDDAC
,
然后,就可以根据角的相等关系,根据余弦定理或相似关系列出等式进行求解即可
.
【详解】
(
1
)
Q2bsinCcosAasinA
2csinB
,由正弦定理得:
2bccosAa
2
2cb
,<
br>
b
2
c
2
a
2
由余弦定理得:
2bca
2
2bc
;
2bc
化简得:
b
2
c
2
2bc
,
所以
bc
0
即
bc
,
故
VABC
为等腰三角形.
(
2
)如图,
2
12
由已知得
BD2
,
DC1
,
QADB2ACDACDDAC,
ACDDAC
,
ADCD1
,
又
QcosADBcosADC
,
AD
2
BD
2
AB
2
AD
2
CD
2<
br>AC
2
2ADBD
2ADCD
,
1
2
2
2
c
2
1
2
1
2
即
221
b
2
211
,
得
2b
2
c
2
9
,由(
1
)
可知
bc
,得
b3
.
解法二:取
BC
的中点
E
,连接
AE
.由(
1
)知
ABAC,
AEBC
,
由已知得
EC
3
2
,DC1,ED<
br>1
2
,
QADB2ACDACDDAC,
ACDDAC
,
2
AEAD
2
D
E
2
1
1
3
,
2
2
2
2
bACAE
2
EC
2
3
3
2
2
3
.
13
解法三:由已知可得
CD
1
a1
,由(
1
)知,
ABAC,BC
,
3
又
QDACADBC2CCC
,
VCAB∽VCDA
,
即
CBCA3b
,即
,
CACDb1
b3
.
【名师点睛】
本题考
查解三角形的问题,(
1
)题的关键就是利用正弦定理和余弦定理作角化边的转化,
(
2)
题的难点在于根据已有关系化简出相应的等式关系求解,难度属于一般题
.
r<
br>
1
r
11
.(
2019·
江西高三月考
(理))已知向量
a
cosx,1
,b
3sinx,
,函数
2
r
r
r
f
x
aba2
.
(<
br>1
)求函数
f
x
的最小正周期及单调递增区间;
(
2
)在
ABC
中,三内角
A,B,C
的对边分别为
a,b,c
,已知函数
f
x
的
图像经过点
uuuruuur
1
A,
b,a,c
,成等差数列,且
ABAC9
,求
a
的值.
<
br>2
【答案】(
1
)
,
<
br>k
,k
kZ
(
2
)
a32
36
【解析】
【分析】
(
1
)利用向量的数量积和二倍
角公式化简
f
x
得
f
x
sin
2x
与单调性;
<
br>
,故可求其周期
6
14
(
2
)根据图像过
A,
1
1
fA
得到,故可求得
A
的大小,再
根据数量积得到
bc
的
2
2
乘积
,最后结合余弦定理和
bc2a
构建关于
a
的方程即可.
【详解】
rrrr
2
rr
13
<
br>(
1
)
f
x
aba2aa
b2cos2xsin2xsin
2x
,
226
最小正周期:
T
2
,
2
由
2k
22x
6
2k
2
,
kZ
得
k
xk
kZ
,
36
k
,k
fx
kZ
;
所以
的单调递增区间为
36
(
2
)由
f
A
sin
2A
1
5
2A
2k
或2k
kZ
,
可得:
6
2
666
所以
A
<
br>3
.
又因为
b,a,c
成等差数列,所以
2abc
uuu
ruuur
1
而
ABACbccosAbc9,bc18
,
2
2
1
bc
a2bc
4
a
2
a
2
a
2
cosA11,a32
.
22bc3612
2
12
.(
2017·四川高考模拟(理))若函数
f
(
x
)
=Asin
(<
br>ϖx+φ
)(
A
>
0
,
0,
的部分图象如图所示.
(
I
)设
x
∈(
0
,
2
2
)
6
)且
f
(
α
)
=
,求
sin 2a
的值;
3
5
15
(
II
)若
x
∈
[
<
br>5
1212
,
]
且
g
(
x)
=2λf
(
x
)
+cos
(
4x
﹣
3
)的最大值为,求实数
λ
的值.
3
2
【答案】(
1
)
1
433
(
2
)
2
10
【解析】
试题分析:(
Ⅰ
)由函数的图象
求出最值和周期,可得
A,
,进而求出
值,可得函数
的
解析式,再利用和差公式进行求解;;(
Ⅱ
)分类讨论满足条件的实数
的值
,综合
讨论结果,可得答案
.
试题解析:(
Ⅰ
)由图得,
A=2
.
…
,解得
T=π
,
于是由
T=
,得
ω=2
.
…
∵,即,
∴,即,
k
∈
Z
,又,故,
∴.
…
由已知,即,
因为
,所以,
16
∴.
∴
=
=
=
.
…
(
Ⅱ
)由(
Ⅰ
)知,
=
=
=
,
…
∵
x
∈,于是
0≤≤
,
∴
0≤≤1
.
…
①当
λ
<
0
时
,当且仅当
=0
时,
g
(
x
)取得最大值
1
,与已知不符.
②当
0≤λ≤1
时,当且仅当
=λ
时,
g
(
x
)取得最大值
2λ
2
+1
,
由已知得
2λ
2
+1=
,解得
λ=
.
<
br>③当
λ
>
1
时,当且仅当
=1
时,
g
(
x
)取得最大值
4λ
﹣
1
,
由已知得
4λ
﹣
1=
,解得
λ=
,矛盾.
综上所述,
λ=
.
…
【名师点睛】
17
:由三角函数的图象求函数
y
Asin(
x
)k
的解析式的一般思路:先利用最高点和
最低点的纵坐标列出关于
A,k
的方程组求得值
A,k
,利用相邻零
点间的距离、相邻对称
轴间的距离、零点和对称轴间的距离求出
值,再代入最高点或
最低点的坐标求出
值
.
13
.(
2019·
山
东高三期中)△
ABC
中,角
A
、
B
、
C
对边分别是
a
、
b
、
c
,满足
2
u
AB
uur
u
AC
uur
a
2
(
bc)
2
.
(
Ⅰ
)求角
A
的大小;
(
Ⅱ
)
求
23cos
2
C
2
sin(
4
3<
br>B)
的最大值,并求取得最大值时角
B
、
C
的大小.
【答案】
(1)
;
(2).
【解析】
【详解】
(
Ⅰ
)由
2
u
AB
u
ur
u
AC
uur
a
2
(bc)
2
已知
2bccosAa
2
b
2
c
2
2bc
,
·
由余弦定理
a
2
b
2
c
2
2bccosA
得
4bccosA2bc
,∴
cosA
1
2
,
∵
0A
,∴
A
2
3
.
(
Ⅱ
)∵A
2
3
,∴
B
3
C
,
0C
3
.
23cos
2
C
2
sin(
4
3
B)23
1cosC
2
sin(
3
B)32sin(C
3
)
.
∵
0C
3
,∴
3
C
3
2
3
,
∴当
C
3
2
,
23cos2
C4
2
sin(
3
B)
取
最大值
32
,解得
BC
6
.
18
14
.(
2019·
安徽高考模拟(理
))在
ABC
中,
a,b,c
分别为角
A,B,C
的对边
,且有
cos
2
AcosAcos
CB
sinBsinC
(
Ⅰ
)求角
A
;
(
Ⅱ
)若
ABC
的内切圆面积为
,当
ABAC
的值最小时,求
ABC
的面积.
uuuvuuuv
【答
案】(
Ⅰ
)
;(
Ⅱ
)
33
3
【解析】
【分析】
(
Ⅰ
)利用两角
和差余弦公式可将已知等式化简为
2cosAsinBsinCsinCsinB
,从
而求得
cosA
1
;结合
A
0,
可求得结果;(
Ⅱ
)根据内切圆面积可知内切圆半径
2
为
1
,由内切圆特点及切线长相等的性质可得到
bca23
,代入余弦定理中可
得到
bc
与
bc
的关系,利用基本不等式可构造不等式求得
bc
12
,从而得到当
bc
时,
uuuvuuuv
ABAC
取得最小值,将
bc12
代入三角形面积公式即可求得结果
.
【详解】
(
Ⅰ
)
Q
cosAcosAcos<
br>
CB
cosA
cos
BC
cos
CB
2
cosA
cosBcosCsinBsinCcosCcosB
sinCsinB
2cosAsinBsinC
2cosAsinBsinCsinCsinB
QB,C
0,
sinCsinB0
cosA
1
2
QA
0,
A
3
19
(
Ⅱ
)由余弦定理得:
a
2
b
2
c
2
2bccosAb
2
c
2
bc
由题意可知:
ABC
的内切圆半径为
1
如图,设圆I
为三角形
ABC
的内切圆,
D
,
E
为切点<
br>
可得:
AI2
,
ADAE3
bca23
bc23
2
b
2
c
2
bc
,
化简得
433bc4
bc
8bc
(当且仅当
bc
时取等号)
bc12
或
bc
4
3
uuuvuuuv
1
又
bc23
bc12
,即
ABACbccosAbc
6,
<
br>,
2
当且仅当
bc
时,
ABAC
的最
小值为
6
uuuvuuuv
此时三角形
ABC
的面积:<
br>S
11
bcsinA12sin33
223
【名师点睛】
本题考查解三角形的相关知识,涉及到利用两角和差余
弦公式化简求值、根据三角函数值
求角、余弦定理的应用、三角形中最值问题的求解等知识;解题关键是
能够灵活应用三角
形内切圆的性质构造出三边之间的关系,代入余弦定理中,利用基本不等式求得两边之
积
的最值
.
20