内容正文:
创新应用考法——从宽度、深度、开放度上激活思维
一、命题“宽度”上——注重横向多元拓展
■关联点:解三角形+数列+三角函数
1.在△ABC中,角A,B,C所对的边长分别为a,b,c,若a,b,c成等比数列,则角B的取值范围为( )
A. B.
C. D.
解析:选B 因为a,b,c成等比数列,所以b2=ac.所以cos B==≥=,当且仅当a=c时取等号.由于在△ABC中,B∈(0,π),且y=cos B在(0,π)上单调递减,所以角B的取值范围是.
■关联点:三角函数+数列+集合
2.(2023·全国乙卷)已知等差数列{an}的公差为,集合S={cos an|n∈N*},若S={a,b},则ab=( )
A.-1 B.- C.0 D.
解析:选B 依题意等差数列{an}中,an=n+,显然函数y=cos的周期为3,要使集合S中只有两个元素可利用对称性取值,取a1=-,则cos a1=,cos a2=cos=,cos a3=cos=-1,所以S=,ab=-,故选B.
■关联点:平面向量+三角恒等变换+三角函数
3.已知向量m=(2cos2x,),n=(1,sin 2x),设函数f(x)=m·n,则下列关于函数y=f(x)的性质的描述正确的是( )
A.关于直线x=对称 B.关于点对称
C.周期为2π D.在上单调递增
解析:选D 因为向量m=(2cos2x,),n=(1,sin 2x),所以f(x)=m·n=2cos2x+sin 2x=1+cos 2x+sin 2x=sin 2x+cos 2x+1=2sin+1.
把x=代入f(x)得f=+1,没有取得最值,所以A不成立.
把x=代入f(x)得f=1,所以B不成立.
由于周期T==π,所以C不成立.
因为x∈,2x+∈,
又,
所以f(x)在上单调递增,所以D成立.
■关联点:圆的性质+椭圆的性质+平面向量
4.已知向量b,c和单位向量a满足|a-b|=2|b|,|c-a|+|c+a|=4,则b·c的最大值为( )
A. B. C.2 D.
解析:选C 设a=(1,0),b=(x,y),由|a-b|=2|b|可得(x-1)2+y2=4(x2+y2),化简可得3x2+3y2+2x-1=0,即2+y2=.设c=(x0,y0),则由|c-a|+|c+a|=4,可得+=4,故点(x0,y0)的轨迹为以(-1,0),(1,0)为焦点,2a=4的椭圆,其方程为+=1.设b,c的夹角为θ,则b·c=|b||c|cos θ.由圆与椭圆的性质可得,|b|≤+=1,|c|≤2,cos θ≤1,三者可同时取等号.故当b,c同向且方向与x轴正方向相反时,b·c取得最大值2.故选C.
■关联点:三角函数+导数
5.声音是由物体振动产生的声波,其中包含着正弦函数.纯音的数学模型是函数y=Asin ωt,我们听到的声音是由纯音合成的,称之为复合音.若一个复合音的数学模型是函数f(x)=sinx-sin x,则( )
A.f(x)在区间(0,2π)内有一个零点
B.f(x)在[0,π]上单调递减
C.f(x)在区间(0,2π)内有最大值
D.f(x)的图象在x=0处的切线方程为y=x
解析:选C 因为x∈(0,2π),所以∈(0,π),可得sinx∈(0,1],cosx∈(-1,1),则f(x)=sinx-sin x=sinx>0.所以f(x)在区间(0,2π)内无零点,故A错误.因为f(0)=0,f(π)=1,不满足f(0)>f(π),所以f(x)在[0,π]上不单调递减,故B错误.因为f′(x)=cosx-cos x=,当x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈时,f′(x)<0,f(x)单调递减,所以当x=时,f(x)取得最大值,f(x)max=,故C正确.由选项C可得,f′(0)=0,且f(0)=0,因此f(x)图象在原点处的切线方程为y=0,故D错误.
二、命题“深度”上——强化纵向高次延伸
■延伸链:正弦定理―→三角形面积公式―→边角关系―→余弦定理
1.如图,在△ABC所在平面内,分别以AB,BC为边向外作正方形ABEF和正方形BCHG.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,已知S=,且asin A+csin C=4asin Csin B,则FH=( )
A.2 B.
C.3 D.4
解析:选C 由题意,在△ABC中,S=,asin A+csin C=4asin Csin B,
由正弦定理==,S=acsin B=,得a2+c2=4acsin B=6.
连接BF,BH,FH,如图所示,在△BFH中,由余弦定理,得 FH2=FB2+HB2-2FB·HB·cos∠FBH.
又∠FBH=-B,
∴FH2=FB2+HB2