练案4 7.2.2 单位圆与三角函数线-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第三册同步学习指导(人教B版2019)

2025-02-27
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版必修第三册
年级 高一
章节 7.2.2 单位圆与三角函数线
类型 作业-同步练
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 735 KB
发布时间 2025-02-27
更新时间 2025-02-27
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-27
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来源 学科网

内容正文:

练案[4] 第七章  三角函数 7. 2  [7. 2. 2  单位圆与三角函数线] A组  基础巩固 一、选择题 1.已知角α的正弦的长度为单位长度,那么角α 的终边 (B ) A.在x轴上 B.在y轴上 C.在直线y = x上 D.在直线y = - x上 2.利用正弦线比较sin 1,sin 1. 2,sin 1. 5的大小 关系是 (C ) A. sin 1 > sin 1. 2 > sin 1. 5 B. sin 1 > sin 1. 5 > sin 1. 2 C. sin 1. 5 > sin 1. 2 > sin 1 D. sin 1. 2 > sin 1 > sin 1. 5 3.在[0,2π]上满足sin x≥ 12的x的取值范围是 (B ) A. 0,π[ ]6 B. π6,5π[ ]6 C. π6, 2π[ ]3 D. 5π6 ,[ ]π 4.设a = sin(- 1),b = cos(- 1),c = tan(- 1), 则有 (C ) A. a < b < c B. b < a < c C. c < a < b D. a < c < b 5.(多选题)下列说法正确的是 (    ) A.当角α的终边在x轴上时角α的正切线是 一个点 B.当角α的终边在y轴上时角α的正切线不 存在 C.正弦线的始点随角的终边位置的变化而 变化 D.余弦线和正切线的始点都是原点 二、填空题 6.已知α(0 < α < 2π)的正弦线和余弦线长度相 等,且符号相同,那么α的值为          . 7.利用单位圆,可得满足sin α <槡22 ,且α∈(0, π)的α的集合为                    . 8.若θ∈ 3π4 , 3π( )2 ,则sin θ的取值范围是        . 三、解答题 9.利用三角函数线,求sin α < 12的角α的范围. 10.利用三角函数线,写出满足| cos α | > | sin α | 的角α的集合                                                                  . —099— B组  素养提升 一、选择题 1.在(0,2π)内,使得| sin x | > | cos x |成立的x的 取值范围是 (    ) A. π4, π( )2 ∪ π,5π( )4 B. π4,( )π C. π4, 3π( )4 ∪ 5π4 ,7π( )4 D. π4, π( )2 ∪ 5π4 ,3π( )2 2.(2024·抚顺高一检测)已知角A是△ABC的 一个内角,且tan A 槡- 3≥0,则sin A的取值范 围是 (    ) A. 槡3 2 ,[ )1 B. 12,[ )1 C. 槡2 2 , 槡3[ ]2 D. 12,槡3[ ]2 3.在(0,2π)上,利用单位圆,得到cos x > sin x > tan x成立的x的取值范围是 (    ) A. π4, π( )3 B. 5π4 ,3π( )2 C. 3π2 ,2( )π D. 3π2 ,7π( )4 二、填空题 4.若0≤θ < 2π,则使tan θ≤1成立的角θ的取值 范围是                            . 5.(2024·青岛高一检测)把sin 3π7 , 3π 7 ,tan 3π 7 按从小到大的顺序排列为        . 三、解答题 6.求函数y = lg(1 -槡2cos x)+ 1 +槡2cos槡 x的 定义域. C组  创新拓展   利用单位圆和三角函数线证明:若α为锐 角,则 (1)sin α + cos α > 1; (2)sin2α + cos2α = 1                                                                         . —100— 当x是第三象限角时,A = | cos x |cos x + tan x tan x = - cos x cos x + tan x tan x = 0; 当x是第四象限角时,A = | cos x |cos x + tan x tan x = cos x cos x - tan x tan x = 0. 6. 1713   ∵角α终边过点P(5,12), ∴ x = 5,y = 12,r = 13. ∴ sin α = yr = 12 13,cos α = x r = 5 13, ∴ sin α + cos α = 1713 . 7.一或二  要使原式有意义,必须cos θ·tan θ > 0,即需cos θ、 tan θ同号, ∴ θ是第一或第二象限角. 8. 2  ∵ α为第二象限角,∴ sin α > 0,cos α < 0, ∴ | sin α |sin α - cos α| cos α | = sin αsin α - cos α- cos α = 2. 9.(1)因为角θ的终边经过点A(1,m)(m≠0), 所以该点到原点的距离为r = 1 + m槡 2, 又因为sin θ = m 1 + m槡 2 = m2 ,解得m 槡= ± 3. (2)由(1)得,当m 槡= 3时,A(1,槡3), 所以sin θ =槡32 ,cos θ = 1 2 ,tan θ 槡= 3. 当m 槡= - 3时,A(1,槡- 3), 所以sin θ = -槡32 ,cos θ = 1 2 ,tan θ 槡= - 3. 10. ∵ sin α = 2 槡5 > 0,cos α < 0,∴ α为第二象限角, 在直线y = kx(x <0)上任取一点P(-1,- k), 则r = |OP | = 1 + k槡 2, 由sin α = 2 槡5 得, - k 1 + k槡 2 = 2 槡5 , ∴ k = ± 2,∵角α的终边在第二象限, ∴ - k > 0,即k < 0,∴ k = - 2. B组  素养提升 1. D  因为点P(m,1)是角α终边上的一点,且sin α = 13 ,所以 sin α = 1 m2槡+ 1 = 13 ,解得m 槡= 2 2或m 槡= - 2 2. 2. B  因为α是第三象限角,所以π + 2kπ < α < 3π2 + 2kπ,k∈Z, 所以π2 + kπ < α 2 < 3π 4 + kπ,k∈Z, 则α2是第二象限角或第四象限角. 又cos α2 = - cos α 2 ,即cos α 2 < 0, 所以α2是第二象限角.故选B. 3. CD  ∵ α是第四象限角,∴ α2是第二象限角或第四象限角, ∴ sin α2与cos α 2的符号不确定,tan α 2一定是负值, 又sin α2和cos α 2一定异号,∴ sin α 2 cos α 2 < 0. 4. - 1613   由任意角的正弦、正切函数的定义知,sin α = 12 13,tan β = 4 5 - 35 = - 43 , 所以sin α·tan β = 1213 × -( )43 = - 1613 . 5. - 8  - 2  因为sin θ = y 42 + y槡 2 = - 槡2 55 , 所以y < 0,且y2 = 64,所以y = - 8. 则tan θ = yx = - 2. 6.点P( 槡- 3,m)到坐标原点O的距离r = x2 + y槡 2 = 3 + m槡 2, 由三角函数的定义,得sin θ = yr = m 3 + m槡 2 =槡24 m,解得m = 槡± 5. 当m 槡= 5时,cos θ = xr = 槡 - 3 槡2 2 = -槡64 ,tan θ = y x = 槡5 槡- 3 = -槡153 . 当m 槡= - 5时,cos θ = xr = 槡 - 3 槡2 2 = -槡64 ,tan θ = y x = 槡- 5 槡- 3 =槡153 . C组  创新拓展   (1)由 1| sin α | = - 1 sin α 可知sin α < 0, ∴ α是第三或第四象限角或终边在y轴的负半轴上的角. 由lgcos α有意义可知cos α > 0, ∴ α是第一或第四象限角或终边在x轴的正半轴上的角. 综上可知角α是第四象限的角. (2)∵ |OM | = 1,∴ ( )35 2 + m2 = 1,解得m = ± 45 . 又α是第四象限角,故m <0,从而m = - 45 . 由正弦函数的定义可知sin α = yr = m |OM | = - 45 1 = - 4 5 . 练案[4] A组  基础巩固 1. B  根据正弦线的定义可知,| sin α | = 1,∴ sin α = ± 1,∴角α 的终边在y轴上. 2. C  ∵ 1,1. 2,1. 5均在0,π( )2 内,正弦线在0,π( )2 内随角的 增大而逐渐增大, ∴ sin 1. 5 > sin 1. 2 > sin 1. 3. B   如图,分别作出π6 , 5π 6 的正弦线→MP, →M′P′, ∵ | →MP | = | →M′P′ | = 12 , 结合正弦线得出sin x≥ 12的取值范围 为π6 , 5π[ ]6 . 4. C   作α = - 1的正弦线、余弦线、正切线 可知: b = | →OM |,a = - | →MP |, c = - |→AT |,且- |→MP | > - |→AT | . ∴ b > a > c,即c < a < b. 5. ABC  根据三角函数线的概念,A,B,C是正 确的,只有D不正确.因为余弦线的始点是原点而正切线的始 点是单位圆与x轴正半轴的交点. 6. π4或 5π 4   作出角 π 4与 5π 4的正弦线、余弦线如图所示                                                                      . —175— 由图可知,角π4与 5π 4的正弦线、余弦线长度相等,且符号相同. 7. α 0 < α < π4或 3π 4 < α <{ }π   如图所示, 终边落在阴影内的角α满足sin α <槡22 . 8. - 1,槡2( )2   由图可知 sin 3π4 = 槡2 2 ,sin 3π 2 = -1, 所以- 1 < sin θ <槡22 , 即sin θ∈ - 1,槡2( )2 . 9.如图所示,首先在y轴上找到12 ,过 此点作平行于x轴的直线,交单位圆 于P1与P2两点. 若sin α = 12 ,则α = 2kπ + π 6或α = 2kπ + 56 π(k∈Z),角α所对应的正 弦线分别为M1P→ 1、M2P→ 2,当角2kπ + π 6的终边按逆时针方向旋转至2kπ + 5π6时,显然sin α > 1 2 ,故应舍去,所以α应取线OP1 和线 OP2以下的角,如图的阴影部分所示.故α的取值集合 是α 2kπ + 5π6 < α < 2kπ + 13π 6 ,k∈{ }Z . 10.如图,作出单位圆及直线y = x与y = - x,则当角α的终边在直线y = x与y = - x上时,| cos α | = | sin α | . 观察图形可知,当角α的终边靠近x轴 时,| cos α | > | sin α |, 所以角α {的集合为α kπ - π4 < α < kπ + π4 ,k∈ }Z . B组  素养提升 1. C  | sin x | > | cos x |可转化为x的正弦 线的长度大于余弦线的长度,观察图 形可知: 在(0,2π)内,使得| sin x | > | cos x |成立 的x (的取值范围是 π4 ,3π )4 ∪ 5π4 , 7π( )4 . 2. A  由tan A 槡- 3≥0,得tan A≥槡3, 又0 < A < π,由tan A 槡= 3,得A = π3 . 作出π3的正切线 →AT,如图所示. 由图可得,当π3 ≤A < π 2时,tan A≥槡3,此时 槡3 2 ≤sin A < 1, 故sin A的取值范围是槡3 2 ,[ )1 . 3. C  如图所示,在单位圆中,设∠AOM = x,则MA = sin x,OM = cos x,NT = tan x, 由图形可得在第一象限sin x,cos x, tan x均大于0,NT > MA在第一象限恒 成立, 即tan x > sin x在第一象限恒成立,所以 在第一象限不成立; 由图形可得在第二象限sin x大于0,cos x,tan x均小于0,所 以在cos x > sin x > tan x第二象限不成立; 由图形可得在第三象限sin x,cos x小于0,tan x大于0,所以 在cos x > sin x > tan x第三象限不成立; 由图形可得在第四象限cos x大于0,sin x, tan x小于0,| NT | > |MA |,所以sin x > tan x在3π2 < x < 2π恒成立,所以cos x > sin x > tan x在第四象限恒成立, 综上,cos x > sin x > tan x在(0,2π)上成 立的x的取值范围为3π2 < x < 2π,即x ∈ 3π2 ,2( )π . 4. 0,π[ ]4 ∪ π2 ,5π( ]4 ∪ 3π2 ,2( )π 如图所示,tan θ≤1,包括tan θ < 0,即二、四象限,tan θ = 0,即x 轴上, 0 < tan θ≤1,即第一、三象限中,直线y = x与x轴所夹的部分. 5. sin 37 π < 3 7 π < tan 3 7 π  因为sin 3 7 π < 1, 所以sin 37 π < 3 7 π, 如图单位圆, 因为tan 37 π = AT OA = AT                                                                      , —176— 所以S△ OAT = 12 OA·AT = 1 2 AT, 又因为37 π所对的弧长为 3 7 π·1 = 3 7 π,所以扇形OAB的面 积S = 12· 3 7 π·1 = 3 14π, 而S△ OAT > S,所以AT > 37 π, 即tan 37 π > 3 7 π. 6.因为 槡1 - 2cos x > 0, 槡1 + 2cos x≥0{ , 所以-槡22 ≤cos x <槡 2 2 ,在单位圆中作出满 足该不等式的角的集合,如图所示,可得x (∈ 2kπ + π4 ,2kπ + 3π ]4 [∪ 2kπ + 5π4 , 2kπ + 7π )4 (k∈Z). C组  创新拓展   如图,记角α的两边与单位圆的交点分别 为点A,P,点A在x轴正半轴上,过点P作 PM⊥ x轴于点M,则sin α = MP,cos α = OM. (1)在Rt△OMP中,MP + OM > OP, 所以sin α + cos α > 1. (2)在Rt△OMP中,MP2 + OM2 = OP2, 所以sin2α + cos2α = 1. 练案[5] A组  基础巩固 1. B  ∵ α是第四象限角,cos α = 1213, ∴ sin α = - 1 - cos2槡 α = - 1 - 12( )13槡 2 = - 513 . 2. C  原式= cos2 3π槡5 = cos 3π5 = - cos 3π5 . 3. C  原式= 1 + sin 2α cos2( )α ·cos2α = cos2α + sin2α = 1. 4. B  由sin α - 3cos α = 0,∴ tan α = 3, 又sin2α + sin αcos α = sin 2α + sin αcos α sin2α + cos2α = tan 2α + tan α 1 + tan2α = 1210 = 6 5 . 5. B  ∵ π2 < 3 < π,sin 3 = t, ∴ cos 3 = - 1 - sin2槡 3 = - 1 - t槡 2,故选B. 6. 12   依题意有r = 3 + y槡 2,sin β = y r = y 3 + y槡 2 =槡1313 ,解得 y = 12 . 7. - 45   由P(-4,3)为角α终边上一点,有tan α = - 3 4 . 所以cos2α + 3sin α·cos α = cos 2α + 3sin αcos α sin2α + cos2α = 1 + 3tan α tan2α + 1 = 1 + 3 × -( )34 -( )34 2 + 1 = - 45 . 8. sin α  原式= 1 sin α + 1sin α cos( )α (1 - cos α) =(1 + cos α)(1 - cos α)sin α = 1 - cos 2α sin α = sin α. 9.(1)∵ cos α = 817 > 0,∴ α是第一或第四象限角. 当α是第一象限角时,sin α = 1 - cos2槡 α = 1 - 8( )17槡 2 = 15 17,∴ tan α = sin α cos α = 15 17 8 7 = 158 . 当α是第四象限角时,sin α = - 1 - cos2槡 α = - 1 - 8( )17槡 2 = - 1517, ∴ tan α = sin αcos α = - 1517 8 17 = - 158 . (2)∵ tan α = - 158 < 0,∴ α是第二或第四象限角. 由tan α = sin α cos α = - 158 , sin2α + cos2α = 1{ , 得sin2α = 225289 = 15( )17 2 . 当α是第二象限角时,sin α = 1517; 当α是第四象限角时,sin α = - 1517 . 10.(1)原式= 4tan α - 13tan α + 5 = 4 × 3 - 1 3 × 3 + 5 = 11 14 . (2)原式= tan 2α - 2tan α - 1 4 - 3tan2α = 9 - 2 × 3 - 1 4 - 3 × 32 = - 223 . (3)原式= 3 4 sin 2α + 12 cos 2α sin2α + cos2α = 3 4 tan 2α + 12 tan2α + 1 = 3 4 × 9 + 1 2 9 + 1 = 2940 . B组  素养提升 1. B  当sin2α + sin2β =1时,例如α = π2 ,β =0但sin α + cos β≠0, 即sin2α + sin2β = 1推不出sin α + cos β = 0; 当sin α + cos β = 0时,sin2α + sin2β =(- cos β)2 + sin2β = 1, 即sin α + cos β = 0能推出sin2α + sin2β = 1. 综上可知,甲是乙的必要不充分条件. 故选B. 2. C  因为3π2 < α < 2π, 所以sin α < 0,0 < cos α < 1, 所以 1 + cos α1 - cos槡α + 1 - cos α1 + cos槡α = (1 +cos α)2(1 -cos α)(1 +cos α槡 )+ (1 -cos α)2 (1 +cos α)(1 -cos α槡 )= (1 + cos α)2sin2槡α + (1 - cos α)2sin2槡α = 1 + cos α- sin α + 1 - cos α- sin α = - 2sin α . 3. ACD  由tan α =3,得sin αcos α =3,所以sin α = 3cos α,故A正确, B错误                                                                       ; —177—

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