内容正文:
第四章 三角函数与解三角形
第一节 任意角和弧度制、三角函数的概念
[基础巩固练]
1.若角α的终边经过点P(1,),则cos α+tan α的值为( )
A. B.
C. D.
解析:A [因为角α的终边经过点P(1,),则x=1,y=,r=|OP|=2,所以cos α==,tan α==,那么cos α+tan α=,故选A.]
2.若角α和β的终边关于y轴对称,则必有( )
A.α+β=
B.α+β=π,k∈Z
C.α+β=2kπ,k∈Z
D.α+β=(2k+1)π,k∈Z
解析:D [如图所示,设0<α′<π,0<β′<π分别是和角α,β终边相同的角,则由角α′和β′的终边关于y轴对称,可得α′+β′=π,由终边相同的角可得α+β=(2k+1)π,k∈Z.]
3.(2023·长春质检)中国传统扇文化有着极其深厚的文化底蕴.一般情况下,折扇可看作是从一个圆面中剪下的扇形制作而成,设扇形的面积为S1,圆面中剩余部分的面积为S2,当S1与S2的比值为时,扇面看上去形状较为美观,那么此时扇形的圆心角的弧度数为( )
A.(3-)π B.(-1)π
C.(+1)π D.(-2)π
解析:A [设扇形的圆心角的弧度数为θ,其所在圆的半径为r,则 ==,解得θ=(3-)π.故选A.]
4.(多选) (2023·丹东模拟)下列结论正确的是( )
A.-是第三象限角
B.若圆心角为的扇形的弧长为π,则该扇形面积为
C.若角α的终边过点P(-3,4),则cos α=-
D.若角α为锐角,则角2α为钝角
解析:BC [选项A:-终边与相同,为第二象限角,所以A不正确;选项B:设扇形的半径为r,r=π,∴r=3,扇形面积为×3×π=,所以B正确;选项C:角α的终边过点P(-3,4),根据三角函数定义,cos α=-,所以C正确; 选项D:角α为锐角时,0<α<,0<α<π,所以D不正确.故选BC.]
5.(多选)(2023·山东日照模拟)下列说法正确的有( )
A.经过30分钟,钟表的分针转过π弧度
B.1°=rad
C.若sin θ>0,cos θ<0,则θ为第二象限角
D.若θ为第二象限角,则为第一或第三象限角
解析:CD [对于A,经过30分钟,钟表的分针转过-π弧度,不是π弧度,所以A错误;
对于B,1°化成弧度是rad,所以B错误;
对于C,由sin θ>0,可得θ为第一、第二及y轴正半轴上的角;由cos θ<0,可得θ为第二、第三及x轴负半轴上的角.取交集可得θ是第二象限角,故C正确;
对于D,若θ是第二象限角,所以2kπ+<θ<2kπ+φ,则kπ+<<kπ+(k∈Z),
当k=2n(n∈Z)时,则2nπ+<<2nπ+(n∈Z),所以为第一象限的角,当k=2n+1(n∈Z)时,2nπ+<<2nπ+(n∈Z),所以为第三象限的角,综上,为第一或第三象限角,故选项D正确.]
6.已知角θ的终边经过点P(4,m),且sin θ=,则m等于________.
解析:由题意知m>0且sin θ==,解得m=3.
答案:3
7.已知扇形的圆心角为,面积为,则扇形的弧长等于________.
解析:设扇形半径为r,弧长为l,则解得
答案:
8.已知点P(sin θcos θ,2cos θ)位于第三象限,则角θ是第________象限角.
解析:因为点P(sin θcos θ,2cos θ)位于第三象限,所以sin θcos θ<0,2cos θ<0,即所以θ为第二象限角.
答案:二
9.已知扇形的面积为25,当扇形的圆心角(正角)为多大时,扇形的周长取得最小值?
解:设扇形的半径为r,弧长为l,周长为y,则y=l+2r.由题意知lr=25,则l=,所以y=+2r≥2 =20,当且仅当=2r,即r=5时,y取得最小值,最小值为20,此时l=10,圆心角α==2.即当扇形的圆心角为2时,扇形的周长取得最小值.
10.已知=-,且lg(cos α)有意义.
(1)试判断角α所在的象限;
(2)若角α的终边上一点M,且|OM|=1(O为坐标原点),求m的值及sin α的值.
解:(1)由=-,得sin α<0,由lg(cos α)有意义,可知cos α>0,所以α是第四象限角.
(2)因为|OM|=1,所以2+m2=1,解得m=±.又α为第四象限角,故m<0,从而m=-,sin α====-.
[能力提升练]
11.设集合M={α|α=45°+k·90°,k∈Z},N={α|α=90°+k·45°,k∈Z},则集合M与N的关系是( )
A.M∩N=∅ B.MN
C.NM D.M=N
解析:B [M={α|α=45°+2k·45°,k∈Z}={α|α=(2k+1)·45°,k∈Z},N={α|α=2×45°+k