2022年高考數(shù)學(xué)第二輪復(fù)習(xí) 專題三 三角函數(shù)及解三角形第2講 三角恒等變換及解三角形 理

2022年高考數(shù)學(xué)第二輪復(fù)習(xí) 專題三 三角函數(shù)及解三角形第2講 三角恒等變換及解三角形 理真題試做1．(xx·重慶高考，理5)設(shè)tan α，tan β是方程x2－3x＋2＝0的兩根，則tan(α＋β)的值為(　　)．A．－3 B．－1 C．1 D．32．(xx·山東高考，理7)若θ∈，sin 2θ＝，則sin θ＝(　　)．A． B． C． D．3．(xx·天津高考，理6)在△ABC中，內(nèi)角A，B，C所對(duì)的邊分別是a，b，c.已知8b＝5c，C＝2B，則cos C＝(　　)．A． B．－ C．± D．4．(xx·湖北高考，理11)設(shè)△ABC的內(nèi)角A，B，C所對(duì)的邊分別為a，b，c.若(a＋b－c)(a＋b＋c)＝ab，則角C＝________.5．(xx·課標(biāo)全國高考，理17)已知a，b，c分別為△ABC三個(gè)內(nèi)角A，B，C的對(duì)邊，acos C＋asin C－b－c＝0.(1)求A；(2)若a＝2，△ABC的面積為，求b，c.考向分析本部分主要考查三角函數(shù)的基本公式，三角恒等變形及解三角形等基本知識(shí)．近幾年高考題目中每年有1～2個(gè)小題，一個(gè)大題，解答題以中低檔題為主，很多情況下與平面向量綜合考查，有時(shí)也與不等式、函數(shù)最值結(jié)合在一起，但難度不大，而三角函數(shù)與解三角形相結(jié)合，更是考向的主要趨勢(shì)．三角恒等變換是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容，主要考查利用各種三角函數(shù)進(jìn)行求值與化簡，其中降冪公式、輔助角公式是考查的重點(diǎn)，切化弦、角的變換是常考的三角變換思想．正弦定理、余弦定理以及解三角形問題是高考的必考內(nèi)容，主要考查：①邊和角的計(jì)算；②三角形形狀的判斷；③面積的計(jì)算；④有關(guān)的范圍問題．由于此內(nèi)容應(yīng)用性較強(qiáng)，與實(shí)際問題結(jié)合起來命題將是今后高考的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)，不可小視．熱點(diǎn)例析熱點(diǎn)一　三角恒等變換及求值【例1】(xx·山東淄博一模，17)已知函數(shù)f(x)＝2cos2－sin x.(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期和值域；(2)若α為第二象限角，且f＝，求的值．規(guī)律方法 明確“待求和已知三角函數(shù)間的差異”是解決三角函數(shù)化簡、求值、證明問題的關(guān)鍵．三角恒等變換的常用策略有：(1)常值代換：特別是“1”的代換，1＝sin2θ＋cos2θ＝tan 45°等．(2)項(xiàng)的分拆與角的配湊：①二倍角只是個(gè)相對(duì)概念，如是的二倍角，α＋β是的二倍角等；②＝－，α＝(α－β)＋β等；③熟悉公式的特點(diǎn)，正用或逆用都要靈活，特別對(duì)以下幾種變形更要牢記并會(huì)靈活運(yùn)用：1±sin 2α＝sin2α＋cos2α±2sin αcos α＝(sin α±cos α)2，cos α＝等．(3)降冪與升冪：正用二倍角公式升冪，逆用二倍角公式降冪．(4)角的合成及三角函數(shù)名的統(tǒng)一：asin α＋bcos α＝sin(α＋φ).變式訓(xùn)練1 (xx·山東濟(jì)寧模擬，17)已知函數(shù)f(x)＝sin ωx－cos ωx(x∈R，ω＞0)的最小正周期為6π.(1)求f的值；(2)設(shè)α，β∈，f＝－，f(3β＋2π)＝，求cos(α＋β)的值．熱點(diǎn)二　三角函數(shù)、三角形與向量等知識(shí)的交會(huì)【例2】(xx·山東煙臺(tái)適用性測試一，理17)在銳角三角形ABC中，a，b，c分別是角A，B，C的對(duì)邊，m＝(2b－c，cos C)，n＝(a，cos A)，且m∥n.(1)求角A的大?。?2)求函數(shù)y＝2sin2B＋cos的值域．規(guī)律方法 以解三角形為命題形式考查三角函數(shù)是“眾望所歸”：正、余弦定理的應(yīng)用，難度適中，運(yùn)算量適度，方向明確(化角或化邊)．(1)利用正弦定理將角化為邊時(shí)，實(shí)際上是把角的正弦替換為所對(duì)邊與外接圓直徑的比值．(2)求角的大小一定要有兩個(gè)條件：①是角的范圍；②是角的某一三角函數(shù)值．用三角函數(shù)值判斷角的大小時(shí)，一定要注意角的范圍及三角函數(shù)的單調(diào)性的應(yīng)用．(3)三角形的內(nèi)角和為π，這是三角形中三角函數(shù)問題的特殊性．在三角形中，任意兩角和與第三個(gè)角總互補(bǔ)，任意兩半角和與第三個(gè)角的半角總互余．銳角三角形?三內(nèi)角都是銳角?三內(nèi)角的余弦值均為正值?任意兩角的和都是鈍角?任意兩邊的平方和大于第三邊的平方．變式訓(xùn)練2 (xx·湖北武漢4月調(diào)研，18)在△ABC中，角A，B，C的對(duì)邊分別為a，b，c，已知B＝60°，cos(B＋C)＝－.(1)求cos C的值；(2)若a＝5，求△ABC的面積．熱點(diǎn)三　正、余弦定理的實(shí)際應(yīng)用【例3】某城市有一條公路，自西向東經(jīng)過A點(diǎn)到市中心O點(diǎn)后轉(zhuǎn)向東北方向OB.現(xiàn)要修建一條鐵路L，L在OA上設(shè)一站A，在OB上設(shè)一站B，鐵路在AB部分為直線段．現(xiàn)要求市中心O與AB的距離為10 km，問把A，B分別設(shè)在公路上離市中心O多遠(yuǎn)處才能使A，B之間的距離最短？并求最短距離．(結(jié)果保留根號(hào))規(guī)律方法 (1)三角形應(yīng)用題主要是解決三類問題：測高度、測距離和測角度．(2)在解三角形時(shí)，要根據(jù)具體的已知條件合理選擇解法，同時(shí)，不可將正弦定理與余弦定理割裂開來，有時(shí)需綜合運(yùn)用．(3)在解決與三角形有關(guān)的實(shí)際問題時(shí)，首先要明確題意，正確畫出平面圖形或空間圖形，然后根據(jù)條件和圖形特點(diǎn)將問題歸納到三角形中解決．要明確先用哪個(gè)公式或定理，先求哪些量，確定解三角形的方法．在演算過程中，要算法簡練、算式工整、計(jì)算正確，還要注意近似計(jì)算的要求．(4)在畫圖和識(shí)圖過程中要準(zhǔn)確理解題目中所涉及的幾種角，如仰角、俯角、方位角，以防出錯(cuò)．(5)有些時(shí)候也必須注意到三角形的特殊性，如直角三角形、等腰三角形、銳角三角形等．變式訓(xùn)練3 如圖，一船在海上自西向東航行，在A處測得某島M的方位角為北偏東α，前進(jìn)m km后在B處測得該島的方位角為北偏東β，已知該島周圍n km范圍內(nèi)(包括邊界)有暗礁，現(xiàn)該船繼續(xù)東行．當(dāng)α與β滿足條件__________時(shí)，該船沒有觸礁危險(xiǎn)．思想滲透化歸轉(zhuǎn)化思想——解答三角恒等變換問題求解恒等變換問題的思路：一角二名三結(jié)構(gòu)，即用化歸轉(zhuǎn)化的思想“去異求同”的過程，具體分析如下：(1)變角：首先觀察角與角之間的關(guān)系，注意角的一些常用變換形式，角的變換是三角函數(shù)變換的核心；(2)變名：其次看函數(shù)名稱之間的關(guān)系，通?！扒谢摇保T導(dǎo)公式的運(yùn)用；(3)結(jié)構(gòu)：再次觀察代數(shù)式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，降冪與升冪，巧用“1”的代換等．【典型例題】(xx·福建高考，文20)某同學(xué)在一次研究性學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，以下五個(gè)式子的值都等于同一個(gè)常數(shù)：①sin213°＋cos217°－sin 13°cos 17°；②sin215°＋cos215°－sin 15°cos 15°；③sin218°＋cos212°－sin 18°cos 12°；④sin2(－18°)＋cos248°－sin(－18°)cos 48°；⑤sin2(－25°)＋cos255°－sin(－25°)cos 55°.(1)試從上述五個(gè)式子中選擇一個(gè)，求出這個(gè)常數(shù)；(2)根據(jù)(1)的計(jì)算結(jié)果，將該同學(xué)的發(fā)現(xiàn)推廣為三角恒等式，并證明你的結(jié)論．解法一：(1)選擇②式，計(jì)算如下：sin215°＋cos215°－sin 15°cos 15°＝1－sin 30°＝1－＝.(2)三角恒等式為sin2α＋cos2(30°－α)－sin αcos(30°－α)＝.證明如下：sin2α＋cos2(30°－α)－sin αcos(30°－α)＝sin2α＋(cos 30°cos α＋sin 30°sin α)2－sin α(cos 30°cos α＋sin 30°sin α)＝sin2α＋cos2α＋sin αcos α＋sin2α－sin αcos α－sin2α＝sin2α＋cos2α＝.解法二：(1)同解法一．(2)三角恒等式為sin2α＋cos2(30°－α)－sin αcos(30°－α)＝.證明如下：sin2α＋cos2(30°－α)－sin αcos(30°－α)＝＋－sin α(cos 30°cos α＋sin 30°sin α)＝－cos 2α＋＋(cos 60°cos 2α＋sin 60°sin 2α)－sin αcos α－sin2α＝－cos 2α＋＋cos 2α＋sin 2α－sin 2α－(1－cos 2α)＝1－cos 2α－＋cos 2α＝.1．已知cos x－sin x＝－，則sin＝(　　)．A． B．－C． D．－2．在△ABC中，如果0＜tan Atan B＜1，那么△ABC是(　　)．A．銳角三角形 B．直角三角形C．鈍角三角形 D．不能確定3．(xx·山東煙臺(tái)適用性測試一，5)已知傾斜角為α的直線l與直線x－2y＋2＝0平行，則tan 2α的值為(　　)．A． B．C． D．4．(xx·江西南昌二模，5)已知cos＝－，則cos x＋cos的值是(　　)．A．－ B．±C．－1 D．±15．(xx·山東淄博一模，10)在△ABC中，已知bcos C＋ccos B＝3acos B，其中a，b，c分別為角A，B，C的對(duì)邊，則cos B的值為(　　)．A． B．－C． D．－6．(原創(chuàng)題)已知sin x＝，則sin 2＝______.7．(xx·湖南長沙模擬，18)已知函數(shù)f(x)＝3sin2x＋2sin xcos x＋5cos2x.(1)若f(α)＝5，求tan α的值；(2)設(shè)△ABC三內(nèi)角A，B，C所對(duì)的邊分別為a，b，c，且＝，求f(x)在(0，B]上的值域．8．(xx·廣東廣州二模，16)已知函數(shù)f(x)＝Asin(A＞0，ω＞0)在某一個(gè)周期內(nèi)的圖象的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的坐標(biāo)分別為，.(1)求A和ω的值；(2)已知α∈，且sin α＝，求f(α)的值．參考答案命題調(diào)研·明晰考向真題試做1．A　解析：因?yàn)閠an α，tan β是方程x2－3x＋2＝0的兩根，所以tan α＋tan β＝3，tan α·tan β＝2，而tan(α＋β)＝＝＝－3，故選A.2．D　解析：由θ∈，得2θ∈.又sin 2θ＝，故cos 2θ＝－.故sin θ＝＝.3．A　解析：在△ABC中，由正弦定理：＝，∴＝，∴＝，∴cos B＝.∴cos C＝cos 2B＝2cos2B－1＝.4．　解析：∵由(a＋b－c)(a＋b＋c)＝ab，整理可得，a2＋b2－c2＝－ab，∴cos C＝＝＝－，∴C＝.5．解：(1)由acos C＋asin C－b－c＝0及正弦定理得sin Acos C＋sin Asin C－sin B－sin C＝0.因?yàn)锽＝π－A－C，所以sin Asin C－cos Asin C－sin C＝0.由于sin C≠0，所以sin＝.又0＜A＜π，故A＝.(2)△ABC的面積S＝bcsin A＝，故bc＝4.而a2＝b2＋c2－2bccos A，故b2＋c2＝8.解得b＝c＝2.精要例析·聚焦熱點(diǎn)熱點(diǎn)例析【例1】解：(1)∵f(x)＝1＋cos x－sin x＝1＋2cos，∴函數(shù)f(x)的最小正周期為2π.又∵－1≤cos≤1，故函數(shù)f(x)的值域?yàn)閇－1,3]．(2)∵f＝，∴1＋2cos α＝，即cos α＝－.∵＝＝＝，又∵α為第二象限角，且cos α＝－，∴sin α＝.∴原式＝＝＝.【變式訓(xùn)練1】解：(1)f(x)＝sin ωx－cos ωx＝2＝2sin.∵函數(shù)f(x)的最小正周期為6π，∴T＝＝6π，即ω＝.∴f(x)＝2sin.∴f＝2sin＝2sin＝.(2)f＝2sin＝2sin α＝－，∴sin α＝－.f(3β＋2π)＝2sin＝2sin＝2cos β＝，∴cos β＝.∵α，β∈，∴cos α＝＝，sin β＝－＝－.∴cos(α＋β)＝cos αcos β－sin αsin β＝×－×＝.【例2】解：(1)由m∥n，得(2b－c)cos A－acos C＝0，∴(2sin B－sin C)cos A－sin Acos C＝0，2sin Bcos A＝sin Ccos A＋sin Acos C＝sin(A＋C)＝sin(π－B)＝sin B，在銳角三角形ABC中，sin B＞0，∴cos A＝，故A＝.(2)在銳角三角形ABC中，A＝，故＜B＜.∴y＝2sin2B＋cos＝1－cos 2B＋cos 2B＋sin 2B＝1＋sin 2B－cos 2B＝1＋sin.∵＜B＜，∴＜2B－＜.∴＜sin≤1，＜y≤2.∴函數(shù)y＝2sin2B＋cos的值域?yàn)?【變式訓(xùn)練2】解：(1)在△ABC中，由cos(B＋C)＝－，得sin(B＋C)＝＝＝，∴cos C＝cos [(B＋C)－B]＝cos(B＋C)cos B＋sin(B＋C)sin B＝－×＋×＝.(2)由(1)，得sin C＝＝＝，sin A＝sin(B＋C)＝.在△ABC中，由正弦定理＝，得＝，∴c＝8.故△ABC的面積為S＝acsin B＝×5×8×＝10.【例3】解：在△AOB中，設(shè)OA＝a，OB＝b.因?yàn)镺A為正西方向，OB為東北方向，所以∠AOB＝135°.又O到AB的距離為10，所以S△ABO＝absin 135°＝|AB|·10，得|AB|＝ab.設(shè)∠OAB＝α，則∠OBA＝45°－α.因?yàn)閍＝，b＝，所以ab＝·＝＝＝＝≥.當(dāng)且僅當(dāng)α＝22°30′時(shí)，“＝”成立．所以|AB|≥×＝20(＋1)．當(dāng)且僅當(dāng)α＝22°30′時(shí)，“＝”成立．所以，當(dāng)a＝b＝＝10時(shí)，A，B之間的距離最短，且最短距離為20(＋1)km.即當(dāng)A，B分別在OA，OB上離市中心O 10km處時(shí)，能使A，B之間的距離最短，最短距離為20(＋1)km.【變式訓(xùn)練3】mcos αcos β＞nsin(α－β)解析：∠MAB＝90°－α，∠MBC＝90°－β＝∠MAB＋∠AMB＝90°－α＋∠AMB，所以∠AMB＝α－β.由題可知，在△ABM中，根據(jù)正弦定理得＝，解得BM＝.要使船沒有觸礁危險(xiǎn)，需要BMsin(90°－β)＝＞n，所以α與β滿足mcos αcos β＞nsin(α－β)時(shí)船沒有觸礁危險(xiǎn)．創(chuàng)新模擬·預(yù)測演練1．B　解析：由cos x－sin x＝2＝2＝2sin，可得sin＝－.2．C　解析：由題意0＜A＜π，0＜B＜π，tan Atan B＞0，則A，B兩角為銳角，又tan(A＋B)＝＞0，則A＋B為銳角，則角C為鈍角，故選C.3．B　解析：已知傾斜角為α的直線l與直線x－2y＋2＝0平行，則tan α＝，tan 2α＝＝＝.4．C　解析：cos x＋cos＝cos x＋cos xcos＋sin xsin＝cos x＋sin x＝cos＝×＝－1.5．A　解析：因?yàn)閎cos C＋ccos B＝3acos B，所以sin Bcos C＋cos Bsin C＝3sin Acos B，即sin(B＋C)＝3sin Acos B，即cos B＝.6．2－　解析：sin 2＝sin＝－cos 2x＝－(1－2sin2x)＝2sin2x－1＝2×2－1＝3－－1＝2－.7．解：(1)由f(α)＝5，得3sin2α＋2sin αcos α＋5cos2α＝5，∴3·＋sin 2α＋5·＝5.∴sin 2α＋cos 2α＝1，即sin 2α＝1－cos 2α?2sin αcos α＝2sin2α，sin α＝0或tan α＝.∴tan α＝0或tan α＝.(2)由＝，得＝，則cos B＝，即B＝，又f(x)＝3sin2x＋2sin xcos x＋5cos2x＝sin 2x＋cos 2x＋4＝2sin＋4，由0＜x≤，則≤sin≤1，故5≤f(x)≤6，即值域是[5,6]．8．解：(1)∵函數(shù)f(x)的圖象的最高點(diǎn)坐標(biāo)為，∴A＝2.依題意，得函數(shù)f(x)的周期T＝2＝π，∴ω＝＝2.(2)由(1)得f(x)＝2sin.∵α∈，且sin α＝，∴cos α＝＝.∴sin 2α＝2sin αcos α＝，cos 2α＝1－2sin2α＝－.∴f(α)＝2sin＝2＝.。