三角函数全真试题专项解析-【数理报】2025年高考数学专项提分

2025-03-12
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 教案-讲义
知识点 三角函数与解三角形
使用场景 高考复习
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 PDF
文件大小 572 KB
发布时间 2025-03-12
更新时间 2025-03-12
作者 《数理报》社有限公司
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审核时间 2025-03-12
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来源 学科网

内容正文:

! " # $ ! 书 一、注重诱导公式和三角恒等式的学习 利用诱导公式可以把任意的三角函数转化 为锐角三角函数,诱导公式起着变名、变号、变角 等作用,可用“奇变偶不变,符号看象限”来帮助 记忆.三角恒等式在运用时要审查公式成立的条 件,要熟练掌握公式的逆用、反用、变形用,注意升 幂、降幂的特定公式. 二、注重三角函数的图象、性质的学习 熟练掌握和运用函数 y=sinx,y=cosx, y=tanx的性质解决三角函数的定义域、值域、 单调性、奇偶性、周期性等问题,这是解决函数与 三角函数结合问题的基础.重点掌握函数 y= Asin(ωx+φ),y=Acos(ωx+φ)两类函数的五点 作图法和图象变换过程,有关三角函数的定义域 与值域问题,最大值、最小值问题通常把函数解 析式化为y=Asin(ωx+φ)+B这种结构,然后 根据图象去求解. 三、注重解三角形知识的学习 在高考解答题中解三角形知识常与三角函 数知识结合考查.正弦定理和余弦定理是解三角 形问题的主要工具,是联系三角形边和角关系的 桥梁,在解答过程中要通过三角公式对由其得到 的关系式进行化简、变形、整理,得到三角形的边 角关系.另外要注意角的取值范围和三角形这一 特定的几何背景. 四、注重三角函数应用题 三角函数的实际应用是指用三角函数理论 解决生产、科研和日常生活中的实际问题.三角 函数的知识产生于测量、航海和天文学,进而在 机械制造、电工、物理学等学科中得到广泛应用. 对于测量、航海问题,要理解有关仰角、俯角、方 位角等概念,画出示意图,将问题归结为解三角 形问题. 五、注重常见方法和技巧的学习 化归与转化思想是三角函数问题的主要思 想,主要表现在变换上,多种变换都需要我们去 掌握. 函数的变换:如切化弦,一般来说把正切函 数变为正、余弦函数便于问题的解决,我们可用 同角三角函数关系中商数关系来转换;再如用诱 导公式呈现正弦和余弦之间的转化. 其他常用的变换主要有: (1)1的变换:如 1=tanπ4,1=sin 2α+ cos2α等. (2)角的变换:如α=2·α2,α=(α+β)-β, α=12[(α+β)+(α-β)]等. (3)式的变换:如cos2α=2cos2α-1=1- 2sin2α,cos2α=1+cos2α2 ,sin 2α=1-cos2α2 . (4)幂的变换:如sinα+cosα,sinα-cosα, sinα·cosα,这三个式子如果已知其中一个式子 的值,则其余两个的值也可求出. 题型一、 例1 已知角α的顶点为坐标原点,始边与 x轴的非负半轴重合,终边上有两点 A(1,a), B(2,b),且cos2α=23,则|a-b|= (  )                    (A)15 (B) 槡5 5 (C) 槡255 (D)1 解析:由题意知cosα>0. 因为cos2α=2cos2α-1=23, 所以cosα=槡 5 6,sinα=±槡 1 6, 得|tanα|=槡55. 由题意知|tanα|= a-b 1-2 , 所以|a-b|=槡55. 故选(B). 点评:本题主要考查任意角的三角函数和三 角恒等变换,考查学生分析问题、解决问题的能 力以及运算求解能力. 题型二、 例2 已知cos(α+β)=m,tanαtanβ=2, 则cos(α-β)= (  ) (A)-3m (B)-m3 (C)m3 (D)3m 解析:由cos(α+β)=m得 cosαcosβ-sinαsinβ=m. ① 由tanαtanβ=2得sinαsinβcosαcosβ =2, ② 由①②得 cosαcosβ=-m, sinαsinβ=-2m{ , 所以cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ =-3m,故选(A). 点评:本题考查两角和与差的余弦公式、切 化弦,利用方程组及整体思想解答,考查运算求 解能力. 例3 已知 α为锐角,cosα=1+槡54 ,则 sinα2 = (  ) (A)3-槡58 (B) -1+槡5 4 (C)3-槡54 (D) -1+槡5 4 解析:由题意,cosα =1+槡54 =1- 2sin2α2,得sin 2α 2= 3-槡5 8 ,将选项逐个代入验 证可知(D)选项满足,故选(D). 点评:本题考查学生对余弦的二倍角公式深 入理解,并能够灵活应用,同时考查运算求解能 力. 例4 已知α为第一象限角,β为第三象限 角,tanα+tanβ=4,tanαtanβ=槡2+1,则 sin(α+β)= . 解析:由题知tan(α+β)= tanα+tanβ1-tanα·tanβ = 4 1-槡2-1 =- 槡22, 即sin(α+β)=- 槡22cos(α+β), 又sin2(α+β)+cos2(α+β)=1, 可得sin(α+β)=± 槡223. 由2kπ<α<2kπ+π2,k∈Z, 2mπ+π<β<2mπ+3π2,m∈Z, 得2(k+m)π+π<α+β<2(k+m)π+ 2π,k+m∈Z. 又tan(α+β)<0, 所以α+β是第四象限角, 故sin(α+β)=- 槡223. 点评:本题考查两角和的正切公式、同角三 角函数的基本关系,考查运算求解能力. 题型三、 例5 下列函数中,最小正周期是2π的是 (  ) (A)y=sinx+cosx (B)y=sinxcosx (C)y=sin2x+cos2x (D)y=sin2x-cos2x 解析:对于(A),y=sinx+cosx=槡 (2sin x +π )4 ,其最小正周期为2π,(A)正确; 对于(B),y=sinxcosx=12sin2x,其最小 正周期为π,(B)错误; 对于(C),y=sin2x+cos2x=1,为常值函 数,不存在最小正周期,(C)错误; 对于(D),y=sin2x-cos2x=-cos2x,其 最小正周期为π,(D)错误. 故选(A). 点评:本题考查三角函数的周期性,考查学 生的转化与化归能力以及运算求解能力. 例6 已知函数f(x)=sin(ωx+φ)在区 %&'()'*+ )'*+,-./01 )2*+,34567 !!" # $ ! ! " # $ 书 (间 π6,2π)3 单调递增,直线x=π6和x=2π3为 函数y=f(x)的图象的两条相邻对称轴,则 (f -5π)12 = (  ) (A)-槡32 (B)- 1 2 (C)12 (D) 槡3 2 解析:由题意得 1 2× 2π ω =2π3 - π 6,解得 ω =2,易知x=π6是f(x)的最小值点, 所以 π 6×2+φ= 3π 2+2kπ(k∈Z), 得φ=7π6+2kπ(k∈Z),于是 f(x)= (sin2x+7π6+2k )π = (sin2x+7π)6 , (f -5π)12 = (sin -5π12×2+7π)6 =sinπ3=槡32. 故选(D). 点评:本题主要考查三角函数的图象与性 质,考查学生的化归与转化能力以及运算求解能 力. 例7 函数f(x)=sinx-槡3cosx在[0,π] 上的最大值是 . 解析:由题意知f(x)=sinx-槡3cosx = (2sin x-π )3 , 当x∈[0,π]时,x-π3 [∈ -π3,2π]3 , 当x-π3 = π 2,即x= 5π 6时,f(x)max=2. 点评:本题考查辅助角公式和三角函数的最 值,同时考查运算求解能力. 例8 已知函数f(x)= (sin3 ωx+π )3 (ω >0)的最小正周期为π,则f(x) [在 -π12,π ]6 的最小值为 (  ) (A)-槡32 (B)- 3 2 (C)0 (D)32 解析:由f(x)的最小正周期为π, 可得π=2π3ω ,所以ω=23, 所以f(x)=sin(2x+π)=-sin2x. 当x [∈ -π12,π ]6 时, 2x [∈ -π6,π ]3 ,sin2x [∈ -12,槡3]2 , 所以f(x)min =-槡 3 2,故选(A). 点评:本题考查三角函数的图象与性质,考 查学生的转化与化归能力以及运算求解能力. 例9 对于函数 f(x)=sin2x和 g(x)= (sin 2x-π )4 ,下列说法中正确的有 (  ) (A)f(x)与g(x)有相同的零点 (B)f(x)与g(x)有相同的最大值 (C)f(x)与g(x)有相同的最小正周期 (D)f(x)与g(x)的图象有相同的对称轴 解析:对于(A),令f(x)=0,则x=kπ2,k∈ Z,又 (g kπ)2 ≠0,故(A)错误; 对于(B),f(x)与g(x)的最大值都为1,故 (B)正确; 对于(C),f(x)与g(x)的最小正周期都为 π,故(C)正确; 对于(D),f(x)图象的对称轴方程为2x= π 2+kπ,k∈Z,即x= π 4+ kπ 2,k∈Z,g(x)图 象的对称轴方程为2x-π4= π 2+kπ,k∈Z,即 x=3π8+ kπ 2,k∈Z,故f(x)与g(x)的图象的 对称轴不相同,故(D)错误. 故选(B)(C). 点评:本题考查三角函数的图象与性质和零 点问题,考查学生的应用意识及计算能力. 例10 设函数f(x)=sinωx(ω>0).已知 f(x1)=-1,f(x2)=1,且|x1-x2|的最小值 为 π 2,则ω= (  ) (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 解析:因为f(x)=sinωx∈[-1,1], 且f(x1)=-1,f(x2)=1, |x1-x2|min = π 2, 所以f(x)的最小正周期T=2×π2 =π, 所以ω=2πT =2. 点评:本题考查正弦函数的图象与性质,考 查学生的应用意识及逻辑推理能力. 例11 当x∈[0,2π]时,曲线y=sinx与 y= (2sin 3x-π )6 的交点个数为 (  )                (A)3 (B)4 (C)6 (D)8 解析:因为函数y= (2sin3x-π )6 的最小 正周期T=2π3,所以函数y= (2sin 3x-π )6 在 [0,2π]上的图象恰好是三个周期的图象, 所以作出函数 y= (2sin3x- π )6 与 y=sinx在[0,2π]上的图象如下图所示, 由图可知,这两个图象共有6个交点, 故选(C). 点评:本题考查正弦函数的图象与性质,考 查数形结合思想以及运算求解能力. 例12 已知函数f(x)=cosωx-1(ω>0) 在区间[0,2π]有且仅有3个零点,则 ω的取值 范围是 . 解析:函数 f(x)=cosωx-1在区间[0, 2π]有且仅有3个零点,即cosωx=1在区间[0, 2π]有且仅有3个根,因为ω>0,x∈[0,2π], 所以ωx∈[0,2ωπ],则由余弦函数的图象可知, 4π≤2ωπ<6π,解得2≤ω<3,即ω的取值范 围是[2,3). 点评:本题主要考查余弦函数的图象与性 质,通过三角函数的零点个数确定参数的取值范 围,考查学生的化归与转化能力以及运算求解能 力. 题型四、 例13 已知 cosαcosα-sinα =槡3,则 (tan α+ π )4 = (  ) (A)槡23+1 (B)槡23-1 (C)槡32 (D)1-槡3 解析:根据题意有 cosα-sinα cosα =槡33, 即1-tanα=槡33,所以tanα=1- 槡3 3, 所以 (tan α+π )4 =tanα+11-tanα = 2-槡33 槡3 3 = 槡23-1, 故选(B). 点评:本题主要考查三角函数的恒等变换, 考查学生的转化与化归能力以及运算求解能力. 例14若3sinα-sinβ=槡10,α+β= π 2, 则sinα= ,cos2β= . 解析:因为α+β=π2,所以β= π 2-α,所以 3sinα-sinβ=3sinα- (sin π2- )α =3sinα -cosα=槡10sin(α-φ)=槡10,其中 sinφ =槡1010,cosφ= 槡3 10 10 .所以α-φ= π 2+2kπ, k∈Z,所以α=π2+φ+2kπ,k∈Z,所以sinα = (sin π2+φ+2k )π =cosφ= 槡3 1010 .因为 sinβ=3sinα-槡10=-槡 10 10,所以cos2β= 1-2sin2β=1-15 = 4 5. 点评:本题主要考查三角函数的恒等变换, 利用诱导公式及辅助角公式求得 sinα的值,再 %&'()*+, !"!"# # $ $! ! %! & $! & !%$!'( &$& ! ! ! " $ ) *) *$ ' ! ! ! ! ! 书 利用二倍角的余弦公式计算求值,考查学生的转 化与化归能力以及运算求解能力. 题型五、 例15 在 △ABC中,内角 A,B,C所对的边 分别为a,b,c,若 B=π3,b 2 =94ac,则 sinA+ sinC= (  )                    (A) 槡2 3913 (B) 槡39 13 (C)槡72 (D) 槡3 13 13 解析:由正弦定理得 9 4sinAsinC=sin 2B, 因为B=π3,所以sinAsinC= 4 9sin 2B=13.由 余弦定理得b2 =a2+c2-2ac·cosB=a2+c2 -ac=94ac,所以a 2+c2 =134ac,所以sin 2A+ sin2C=134sinAsinC,所以(sinA+sinC) 2 = sin2A+sin2C+2sinAsinC=214sinAsinC= 7 4, 又 sinA>0,sinC>0,所以sinA+sinC=槡72. 点评:本题主要考查正、余弦定理在解三角 形中的应用,意在考查学生的化归与转化能力、 运算求解能力. 例16 记△ABC的内角A,B,C的对边分别 为a,b,c,已知 sinC=槡2cosB,a 2+b2-c2 = 槡2ab. (1)求B; (2)若△ABC的面积为3+槡3,求c. 解析:(1)由余弦定理得 cosC=a 2+b2-c2 2ab = 槡2 2, 又0<C<π,所以C=π4. 所以槡2cosB=sinC=槡 2 2,所以cosB= 1 2, 又0<B<π,所以B=π3. (2)由(1)得A=π-B-C=5π12, 由正弦定理 a sinA= c sinC,得 a 槡2+槡6 4 = c 槡2 2 , 所以a=1+槡32 c. 所以△ABC的面积S=12acsinB =1+槡34 c 2×槡32 =3+槡3, 得c= 槡22. 点评:本题考查正弦定理、余弦定理、三角形 的面积公式,意在考查学生的化归与转化能力、 运算求解能力. 例17 记△ABC的内角A,B,C的对边分别 为a,b,c,已知sinA+槡3cosA=2. (1)求A; (2)若a=2,槡2bsinC=csin2B,求△ABC 的周长. 解析:(1)由sinA+槡3cosA=2, 得 1 2sinA+ 槡3 2cosA=1, 所以 (sin A+π )3 =1. 因为0<A<π,所以π3 <A+ π 3 < 4π 3, 所以A+π3 = π 2,故A= π 6. (2)由槡2bsinC=csin2B, 得槡2bsinC=2csinBcosB, 由正弦定理得槡2sinBsinC=2sinCsinBcosB, 所以cosB=槡22, 因为0<B<π,所以B=π4. C=π-(A+B)=7π12, 所以sinC=sin7π12= (sin π3+π )4 =sinπ3cos π 4+cos π 3sin π 4 =槡32× 槡2 2+ 1 2× 槡2 2 = 槡6+槡2 4 . 由正弦定理 a sinA= b sinB= c sinC, 得 2 sinπ6 = b sinπ4 = c sin7π12 , 解得b= 槡22,c=槡6+槡2, 所以△ABC的周长为a+b+c=2+槡6+槡32. 点评:本题考查辅助角公式、二倍角公式、正 弦定理等,意在考查学生的逻辑思维能力、运算 求解能力. 例18记△ABC的内角A,B,C的对边分别 为a,b,c,已知△ABC的面积为槡3,D为BC的中 点,且AD=1. (1)若∠ADC=π3,求tanB; (2)若b2+c2 =8,求b,c. 解析:(1)因为D为BC的中点, 所以S△ADC = 1 2AD·DCsin∠ADC= 1 2×1 ×12a× 槡3 2 = 槡3 8a= 1 2S△ABC = 槡3 2,解得a=4. 在△ABD中,∠ADB=2π3,由余弦定理得 c2 =BD2+AD2-2BD·ADcos∠ADB, 即c2 =4+1-2×2×1 (× - )12 =7, 解得c=槡7,则cosB= 7+4-1 槡27×2 = 槡5714, sinB= 1-cos2槡 B= 1 (- 槡57)14槡 2 =槡2114, 所以tanB=sinBcosB= 槡3 5. (2)在△ABD和 △ACD中,由余弦定理得 c2 =14a 2+1-2×12a×1×cos(π-∠ADC), b2 =14a 2+1-2×12a×1×cos∠ADC { , 整理得 1 2a 2+2=b2+c2,结合b2+c2=8, 解得a= 槡23. 又S△ADC = 1 2×槡3×1×sin∠ADC =12S△ABC = 槡3 2, 解得sin∠ADC=1,而0<∠ADC<π, 所以∠ADC=π2,b=c= AD 2+CD槡 2 =2. 点评:本题主要考查正、余弦定理,三角形的 面积公式以及同角三角函数间的基本关系,意在 考查学生的逻辑思维能力、运算求解能力. 例19已知在△ABC中,A+B=3C,2sin(A -C)=sinB. (1)求sinA; (2)设AB=5,求AB边上的高. 解析:(1)因为A+B=3C, 所以π-C=3C,解得C=π4. 又2sin(A-C)=sinB=sin(A+C), 所以2sinAcosC-2cosAsinC=sinAcosC+ cosAsinC, 即sinAcosC=3cosAsinC,即sinA=3cosA, 所以tanA=3,又0<A<π2, 所以sinA= 3 槡10 = 槡3 1010 . (2)由(1)得cosA= 1 槡10 =槡1010. 所以sinB=sin(A+C) =sinAcosC+cosAsinC =槡2(2 槡3 1010 +槡10)10 = 槡255, 由正弦定理 AC sinB= AB sinC, 得AC=AB·sinBsinC = 5× 槡255 槡2 2 = 槡2 10, 故AB边上的高为 AC×sinA= 槡2 10× 槡 3 10 10 =6. 点评:本题主要考查正、余弦定理,两角和与 差的正弦公式,以及同角三角函数间的基本关 系,意在考查学生的逻辑思维能力、运算求解能 力. ! " # $ ! %&'(

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