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—