内容正文:
专题10 三角计算
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考纲解析
· 掌握两角和差的计算公式
· 掌握二倍角公式
· 了解正弦型函数的图像与性质
· 理解正余弦定理
· 掌握三角形面积公式
考点预测
· 和差角公式
· 二倍角公式
· 正弦型函数的图像与性质
· 正余弦定理在解三角形中的应用
· 理解三角计算在实际问题中的应用
要点自测
(一)三角恒等变换
和差角公式
(1) .
(2) .
(3) .
二倍角公式
(1) .
(2) = = .
(3) .
辅助角公式
. . a满足: a≠0 。
(二)的图像和性质
作图
五点法,依次取= 0
周期
T=
概念
振幅 A ;周期T= ;初相 ;相位 。
图象
函数的图象与图象间的关系
①函数的图象纵坐标不变,横坐标向 左右平移 个单位得到的图象;
②函数图象的纵坐标不变,横坐标变为原来的 倍,得到函数的图象;
③函数图象的 横 坐标不变,纵坐标变为原来的 A 倍,得到函数的图象;
④函数图象的横坐标不变,纵坐标向 上下平移 ,得到的图象。
要特别注意,若由得到的图象,则向左或向右平移应平移个单位
(三)解三角形
要点
定义
正弦定理
(其中为外接圆的半径)
余弦定理
三角形面积公式
考点突破
考点1 两角差公式
【例1】的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据两角和的正弦公式即可求解.
【详解】,
故选:B.
【例2】 .
【答案】/
【解析】逆用余弦差角公式可求.
【详解】;
故答案为:.
【例3】已知,是方程的两根,则 .
【答案】2
【分析】根据韦达定理及两角和的正切公式求解.
【详解】∵,是方程的两根,
∴,
∴.
故答案为:2.
【突破训练】下列等式中恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据两角和与差的正余弦公式即可求解.
【详解】对A,,故A错误.
对B,,故B错误.
对C,,故C错误.
对D,,故D正确.
故选:D.
考点2 二倍角公式
【例4】计算( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据二倍角的余弦公式计算.
【详解】.
故选:B.
【突破训练】若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据二倍角的正切公式求值即可.
【详解】.
故选:C.
考点3 正弦型函数的图像与性质
【例5】 的振幅、频率和初相分别为 ( )
A.2, , B.2, ,
C.2, , D.2,,
【答案】C
【解析】根据函数解析式中参数的意义即可得解.
【详解】根据函数,
可得振幅为2,最小正周期,频率为,初相为.
故选:C.
【突破训练】把函数的图像经过______的操作可以得到的图像.( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】B
【分析】根据正弦型函数图像的变化规律,结合题意即可求解.
【详解】因为函数,
所以把该函数图像经过向右平移个单位的操作可以得到的图像.
故选:B.
考点4 三角形面积公式
【例6】在中,若,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据三角形面积公式进行计算.
【详解】在中,若,,,
.
故选:D.
【突破训练】在中,,,,则的面积是( )
A.200 B. C.100 D.
【答案】C
【分析】根据三角形面积公式即可求解.
【详解】如图所示,
过点B作.
因为,.所以
所以
所以.
故选:C.
考点5 正弦定理
【例5】已知的内角,,所对的边分别为,,,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据已知条件,利用正弦定理即可得解.
【详解】因为,由正弦定理可得,
所以.
故选:B.
【突破训练】海上两个小岛相距千米,从岛望岛和岛成的视角,从岛望岛和岛成的视角,则间的距离是( )
A.5千米 B.千米
C.千米 D.千米
【答案】B
【分析】根据三角形内角之间的关系和正弦定理即可解得.
【详解】由题意得,在中,,
由正弦定理得,所以(千米).
故选:B
考点6 余弦定理
【例8】已知三角形的边长分别为2,3,4,则它的最大内角的余弦值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据余弦定理即可求解.
【详解】设三角形三边分别为2、3、4,则最大.
所以.
故选:B.
【突破训练】已知的内角的对边分别为,已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据余弦定理求值即可.
【详解】已知,,,
由余弦定理得,
,所以.
故选:B.
考点7 三角计算在实际问题中的应用
【例9】如图,已知点A位于点B的右上方,若从点B位置观察点A位置的仰角为40°,则从点A位置观察点B位置的俯角为( )
A.40° B.50° C.130° D.140°
【答案】A
【分析】通过俯角和仰角的概念即可得出两角的位置,再利用内错角相等求出俯角.
【详解】从点B位置观察点A位置的仰角与从点A位置观察点B位置的俯角互为内错角,大小相等.
所以从点A位置观察点B位置的俯角为40°.
故选:A
【突破训练】如图所示,海岛在海岛南偏西35°方向,测得、两岛之距离为2.5海里;海岛在海岛南偏东55°方向,测得、两岛之距离为6海里,则、两岛之距离( )
A.6.5 B.7 C.7.5 D.8
【答案】A
【分析】由题可知,在中,,利用勾股定理可求解.
【详解】由题意,
在中,,(海里),(海里),
所以(海里).
故选:A
模拟演练
一、选择题
1.( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【分析】由两角和的正弦公式可求解.
【详解】由两角和的正弦公式可知
.
故选:C
2.若,则在第______________象限( )
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】B
【分析】由诱导公式化简,再由三角函数的符号判断在第几象限即可.
【详解】因为,
由诱导公式可得,得,
,得,则在第二象限,
故选:B.
3.下列函数中,与有相同最小正周期的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分别求出各函数的最小正周期即可判断.
【详解】的最小正周期为,
A选项,的最小正周期为,
B选项,的最小正周期为,
C选项,的最小正周期为,
D选项,的最小正周期为.
故选:D.
4.已知点是角的终边上一点,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【分析】利用三角函数的定义可求得、的值,再利用二倍角公式可求得的值.
【详解】由三角函数的定义可得,,
所以,.
故选:A.
5.已知在锐角三角形ABC中,内角A,B,C所对边分别为,,则( )
A.4 B.5
C.6 D.7
【答案】A
【分析】先通过余弦定理对已知条件化简整理,得出之间的关系,然后再对化简整理,结合正弦定理和之间的关系即可求解.
【详解】由余弦定理可知,,
从而可得,,化简得,
即,所以,故,
又因为,
由正弦定理可知,.
故选:A
6.已知在中,,则( )
A. B.或 C.或 D.
【答案】A
【分析】根据角的范围,特殊角的三角函数值求解.
【详解】在中,
,
.
故选:A
7.( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两角和与差的余弦公式即可求解.
【详解】解:
.
故选:B.
8.若,,则( )
A.3 B. C. D.
【答案】C
【分析】代两角差的正切公式求解即可.
【详解】.
故选:C.
9.三国时期,吴国数学家赵爽绘制“勾股圆方图”证明了勾股定理(西方称之为“毕达哥拉斯定理”).如图,四个完全相同的直角三角形和中间的小正方形拼接成一个大正方形,角为直角三角形中的一个锐角,若该勾股圆方图中小正方形的面积与大正方形面积之比为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】如图。由题意得,从而可得,给等式两边平方化简后得,从而可求出,而,进而可求得答案
【详解】由题意得,因为,
,
所以,则,
所以,
所以,
因为,所以,
所以
,
故选:D
10.把函数的图像经过______的操作可以得到的图像.( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】B
【分析】根据正弦型函数图像的变化规律,结合题意即可求解.
【详解】因为函数,
所以把该函数图像经过向右平移个单位的操作可以得到的图像.
故选:B.
11.在中,,,,则的面积是( )
A.200 B. C.100 D.
【答案】C
【分析】根据三角形面积公式即可求解.
【详解】如图所示,
过点B作.
因为,.所以
所以
所以.
故选:C.
12.在中,若,,,则等于( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】D
【分析】根据正弦定理解三角形,三角形内角和为的特点求解即可.
【详解】由正弦定理可知,所以,
由此可得或,
当时,,显然不符合题意,故舍去;
即.
故选:D.
13.在中,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据余弦定理直接求解.
【详解】由余弦定理可得,
.
故选:A.
二、填空题
14.求值: .
【答案】0
【分析】根据二倍角的余弦公式即可解得.
【详解】解:
故答案为:0.
15.已知θ为第三象限的角,且,则 .
【答案】
【分析】由余弦的二倍角公式直接得解.
【详解】根据余弦的二倍角公式==.
故答案为:.
16.已知三角形的三个内角为A,B,C,若,则 .
【答案】
【分析】根据已知可以得到三条边的比例关系,再利用余弦定理即可求解.
【详解】因为,
所以,可设
利用余弦定理: .
故答案为:
17.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的形状是 (填“直角三角形”,“锐角三角形”,“钝角三角形”中的一个).
【答案】直角三角形
【分析】利用正弦定理或余弦定理化简即可.
【详解】方法一:
所以的形状是直角三角形.
方法二:
又
又
即
所以的形状是直角三角形.
故答案为:直角三角形.
18.若是方程的解,其中,则的取值集合是 .
【答案】
【分析】得到,结合,从而列出方程,求出答案.
【详解】由题意得,
因为,所以,
故或,解得或.
故答案为:
19.求值: .
【答案】/
【分析】根据条件,逆用正切的和角公式即可求出结果.
【详解】因为
,
故答案:.
20.如图,点P是函数y=2sin(ωx+φ)(x∈R,ω>0)图象的一个最高点,M、N是图象与x轴的交点,若△MPN为直角三角形,则ω= .
【答案】
【分析】结合题意得到,所以周期,再根据周期公式可得答案.
【详解】三角函数的最大值为2,即三角形MPN的高为2,
∵△MPN为直角三角形,∴根据对称性知△MPN为等腰直角三角形,即MN=4,
即三角函数的周期T=8,由T8,得ω,
故答案为:.
【点睛】本题考查了正弦型函数的周期性,根据题意得到,是答题的关键,属于基础题.
21.函数的最小值是 .
【答案】/
【分析】将函数中进行换元,再根据的值域确定自变量的定义域,根据一元二次函数求最值即可解得.
【详解】由题,
其中,
则令,
则,
函数图像为开口向下的抛物线,且对称轴为,
则时最小值为,
即函数最小值为.
故答案为:.
三、解答题
22.已知,求和的值.
【答案】答案见解析
【详解】分析:本题没有指出角的范围,但可以根据角的正弦值为正,判断角为第一、二象限角.
解:因为,所以角可能为第一、二象限角,
(1)当为第一象限角时,,.
(2)当为第二象限角时,当时,,.
评注:对于角的终边不确定的情况,要根据已知条件讨论.
23.利用“五点法”作出函数的图象.
【答案】作图见解析
【分析】利用五点作图法即可得解.
【详解】列表:
则函数的图象如下图所示:
.
24.在中,,求证:是等边三角形.
【答案】证明见解析
【分析】由正弦定理边化角即可证明.
【详解】因为,所以 ,
根据正弦定理,得,即,
所以,
同理可证,,
所以,
所以是等边三角形.
25.三角形三角,,所对三条边为,,,若,,,求
(1),
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据余弦定理求解,结合题干条件即可求解.
(2)根据同角三角函数基本关系式求得,结合已知条件与正弦定理求解即可.
【详解】(1)因为.
所以由余弦定理得:.
所以.
所以.
(2)因为,为三角形的内角.
所以.
因为.
所以由正弦定理得:.
26.已知△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,∠A是锐角,且.
(1)求∠A;
(2)若,△ABC的面积为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知利用正弦定理可得:,结合,可得的值,结合是锐角,可求的值.
(2)由三角形的面积公式可求的值,由余弦定理即可解得的值.
【详解】(1)由得,
∴,
由∠A为锐角得.
(2),
∴,
由得.
$$专题10 三角计算
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考纲解析
· 掌握两角和差的计算公式
· 掌握二倍角公式
· 了解正弦型函数的图像与性质
· 理解正余弦定理
· 掌握三角形面积公式
考点预测
· 和差角公式
· 二倍角公式
· 正弦型函数的图像与性质
· 正余弦定理在解三角形中的应用
· 理解三角计算在实际问题中的应用
要点自测
(一)三角恒等变换
和差角公式
(1) .
(2) .
(3) .
二倍角公式
(1) .
(2) = = .
(3) .
辅助角公式
. . a满足: 。
(二)的图像和性质
作图
五点法,依次取=
周期
T=
概念
振幅 ;周期T= ;初相 ;相位 。
图象
函数的图象与图象间的关系
①函数的图象纵坐标不变,横坐标向 个单位得到的图象;
②函数图象的纵坐标不变,横坐标变为原来的 倍,得到函数的图象;
③函数图象的 坐标不变,纵坐标变为原来的 倍,得到函数的图象;
④函数图象的横坐标不变,纵坐标向 ,得到的图象。
要特别注意,若由得到的图象,则向左或向右平移应平移个单位
(三)解三角形
要点
定义
正弦定理
.
余弦定理
.
三角形面积公式
.
考点突破
考点1 两角差公式
【例1】的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据两角和的正弦公式即可求解.
【详解】,
故选:B.
【例2】 .
【答案】/
【解析】逆用余弦差角公式可求.
【详解】;
故答案为:.
【例3】已知,是方程的两根,则 .
【答案】2
【分析】根据韦达定理及两角和的正切公式求解.
【详解】∵,是方程的两根,
∴,
∴.
故答案为:2.
【突破训练】下列等式中恒成立的是( )
A. B.
C. D.
考点2 二倍角公式
【例4】计算( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据二倍角的余弦公式计算.
【详解】.
故选:B.
【突破训练】若,则( )
A. B. C. D.
考点3 正弦型函数的图像与性质
【例5】 的振幅、频率和初相分别为 ( )
A.2, , B.2, ,
C.2, , D.2,,
【答案】C
【解析】根据函数解析式中参数的意义即可得解.
【详解】根据函数,
可得振幅为2,最小正周期,频率为,初相为.
故选:C.
【突破训练】把函数的图像经过______的操作可以得到的图像.( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
考点4 三角形面积公式
【例6】在中,若,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据三角形面积公式进行计算.
【详解】在中,若,,,
.
故选:D.
【突破训练】在中,,,,则的面积是( )
A.200 B. C.100 D.
考点5 正弦定理
【例5】已知的内角,,所对的边分别为,,,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据已知条件,利用正弦定理即可得解.
【详解】因为,由正弦定理可得,
所以.
故选:B.
【突破训练】海上两个小岛相距千米,从岛望岛和岛成的视角,从岛望岛和岛成的视角,则间的距离是( )
A.5千米 B.千米
C.千米 D.千米
考点6 余弦定理
【例8】已知三角形的边长分别为2,3,4,则它的最大内角的余弦值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据余弦定理即可求解.
【详解】设三角形三边分别为2、3、4,则最大.
所以.
故选:B.
【突破训练】已知的内角的对边分别为,已知,,,则( )
A. B. C. D.
考点7 三角计算在实际问题中的应用
【例9】如图,已知点A位于点B的右上方,若从点B位置观察点A位置的仰角为40°,则从点A位置观察点B位置的俯角为( )
A.40° B.50° C.130° D.140°
【答案】A
【分析】通过俯角和仰角的概念即可得出两角的位置,再利用内错角相等求出俯角.
【详解】从点B位置观察点A位置的仰角与从点A位置观察点B位置的俯角互为内错角,大小相等.
所以从点A位置观察点B位置的俯角为40°.
故选:A
【突破训练】如图所示,海岛在海岛南偏西35°方向,测得、两岛之距离为2.5海里;海岛在海岛南偏东55°方向,测得、两岛之距离为6海里,则、两岛之距离( )
A.6.5 B.7 C.7.5 D.8
模拟演练
一、选择题
1.( )
A. B. C. D.1
2.若,则在第______________象限( )
A.一 B.二 C.三 D.四
3.下列函数中,与有相同最小正周期的是( )
A. B. C. D.
4.已知点是角的终边上一点,则( )
A. B. C.或 D.或
5.已知在锐角三角形ABC中,内角A,B,C所对边分别为,,则( )
A.4 B.5
C.6 D.7
6.已知在中,,则( )
A. B.或 C.或 D.
7.( )
A. B. C. D.
8.若,,则( )
A.3 B. C. D.
9.三国时期,吴国数学家赵爽绘制“勾股圆方图”证明了勾股定理(西方称之为“毕达哥拉斯定理”).如图,四个完全相同的直角三角形和中间的小正方形拼接成一个大正方形,角为直角三角形中的一个锐角,若该勾股圆方图中小正方形的面积与大正方形面积之比为,则( )
A. B. C. D.
10.把函数的图像经过______的操作可以得到的图像.( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
11.在中,,,,则的面积是( )
A.200 B. C.100 D.
12.在中,若,,,则等于( )
A.或 B.或 C. D.
13.在中,,,,则( )
A. B. C. D.
二、填空题
14.求值: .
15.已知θ为第三象限的角,且,则 .
16.已知三角形的三个内角为A,B,C,若,则 .
17.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则的形状是 (填“直角三角形”,“锐角三角形”,“钝角三角形”中的一个).
18.若是方程的解,其中,则的取值集合是 .
19.求值: .
20.如图,点P是函数y=2sin(ωx+φ)(x∈R,ω>0)图象的一个最高点,M、N是图象与x轴的交点,若△MPN为直角三角形,则ω= .
21.函数的最小值是 .
三、解答题
22.已知,求和的值.
23.利用“五点法”作出函数的图象.
24.在中,,求证:是等边三角形.
25.三角形三角,,所对三条边为,,,若,,,求
(1),
(2)
26.已知△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,∠A是锐角,且.
(1)求∠A;
(2)若,△ABC的面积为,求的值.
$$