专题08 三角函数与解三角形(北京专用)-【好题汇编】2025年高考数学一模试题分类汇编
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内容正文:
专题08 三角函数与解三角形
题型概览
题型01三角变换及求值
题型02三角函数的图象与性质
题型03解三角形
题型04三角函数与导数等知识交汇
(
题型01
)三角变换及求值
1.(2025·北京朝阳·一模)已知,,则( )
A. B. C. D.1
2.(2025·北京东城·一模)在平面直角坐标系中,角以为始边,其终边落在第一象限,则下列三角函数值中一定大于零的是( )
A. B. C. D.
3.(2025·北京西城·一模)在长方形中,为的中点,,则( )
A. B.
C. D.
4.(2025·北京门头沟·一模)在平面直角坐标系中,角以为始边,其终边与单位圆交点的横坐标为,写出一个符合题意的 .
5.(2025·北京石景山·一模)如图,角以为始边,它的终边与单位圆相交于点,且点的横坐标为,则的值为
6.(2025·北京延庆·一模)已知是第四象限角且,,则的值为 .
7.(2025·北京房山·一模)若对任意实数恒成立,则满足条件的一组的值为 , .
(
题型0
2
) 三角函数的图象与性质
1.(2025·北京海淀·一模)已知函数的部分图象如图所示.若,,,四点在同一个圆上,则( )
A.1 B.
C. D.
2.(2025·北京西城·一模)已知函数.若,则( )
A. B.或
C. D.或
3.(2025·北京门头沟·一模)已知函数,满足,且在区间上具有单调性,则的值可以是( )
A. B. C. D.
4.(2025·北京平谷·一模)已知函数,若在区间上没有最值,则的最大值为( )
A. B. C. D.2
5.(2025·北京东城·一模)已知函数,若的最小正周期为,则 ;若存在,使得,则的最小值为 .
6.(2025·北京丰台·一模)已知函数的部分图象如图所示,其中M,N是直线与曲线的两个相邻交点.若,则 , .
7.(2025·北京通州·一模)设函数
(1)若,求的值.
(2)已知在区间上单调递增,,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使函数存在,求,的值.
条件①:在区间上单调递减;
条件②:;
条件③:为函数图象的一条对称轴.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分,
8.(2025·北京石景山·一模)已知函数(其中,,).从条件①、条件②、条件③这三个条件中选出两个作为已知,使得函数唯一确定.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在上的最大值和最小值.
条件①:;
条件②:是的对称中心;
条件③:可以由函数平移得到.
注:如果选择的条件不符合要求,得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答.按第一个解答计分.
9.(2025·北京顺义·一模)已知函数.
(1)求的值;
(2)再从条件①、条件②、条件③中选择两个作为已知条件,使函数存在且唯一确定.当在区间上仅有一个零点时,求的取值范围.
条件①:在上是单调函数;
条件②:图象的一个对称中心为;
条件③:对任意的,都有成立.
注:如果选择的条件不符合要求,得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
(
题型03
) 解三角形
1.(2025·北京石景山·一模)在中,若,则( )
A. B. C.1 D.2
2.(2025·北京通州·一模)在中,已知,,.则 .
3.(2025·北京顺义·一模)在中,,,则 .
4.(2025·北京海淀·一模)在中,已知,.
(1)求的值;
(2)若为锐角,再从条件①、条件②和条件③这三个条件中选择一个作为已知,使存在且唯一,求的面积.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
5.(2025·北京东城·一模)在中.
(1)求的值及的面积;
(2)求证:.
6.(2025·北京西城·一模)在中,.
(1)求的值;
(2)若,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在,求边上的高.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
7.(2025·北京房山·一模)在中,.
(1)求;
(2)再从条件①,条件②,条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在,求的面积.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
8.(2025·北京门头沟·一模)在中,角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)再从以下条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在且唯一确定,求的面积.
条件①:,;
条件②:,;
条件③:边上的高,.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
9.(2025·北京丰台·一模)在中,.
(1)求;
(2)若的面积为,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在,求a.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
10.(2025·北京朝阳·一模)在中,
(1)求c的值;
(2)已知,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在且唯一,求的周长.
条件①:;
条件②:AB边上的高为;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(Ⅱ)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
11.(2025·北京平谷·一模)在中,.
(1)求的大小;
(2)再从下列三个条件中,选择一个作为已知,使得存在且唯一,求的面积.
条件①:;
条件②:;
条件③:边上的高为.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
12.(2025·北京延庆·一模)在中,,.
(1)求b;
(2)再从条件①,条件②,条件③这三个条件中选择一个作为已知,使为锐角三角形,并求的面积.
条件①:;条件②:AB边上中线的长为;条件③:.
注:如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
(
题型04
)三角函数与导数等知识交汇
1.(2025·北京房山·一模)已知函数,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
2.(2025·北京朝阳·一模)某市计划在一条河上修建一座水上休闲公园,如图所示.这条河两岸所在直线,互相平行,桥DE与河岸所在直线垂直.休闲公园的形状可视为直角三角形,它的三个入口分别设在直角三角形的顶点A,B,C处,其中入口A点(定点)在桥DE上,且A到直线,的距离分别为,(为定值),入口B,C分别在直线,上,公园的一边AB与直线所成的锐角为,另一边AC与AB垂直.设该休闲公园的面积为,当变化时,下列说法正确的是( )
A.函数的最大值为
B.函数的最小值为
C.若,且则
D.若,且,则
3.(2025·北京平谷·一模)已知函数,任取,定义集合:,点,满足.设分别表示集合中元素的最大值和最小值,记.则函数的最小值是( )
A. B.1 C. D.2
4.(2025·北京海淀·一模)如图所示,某游乐场有一款游乐设施,该设施由转轮和转轮组成,的圆心固定在转轮上的点处,某个座椅固定在转轮上的点处.的半径为10米,的半径为5米,的圆心距离地面竖直高度为20米.游乐设施运行过程中,与分别绕各自的圆心逆时针方向匀速旋转,旋转一周用时分钟,旋转一周用时分钟.当在正下方且在正下方时,开始计时,设在第分钟距离地面的竖直高度为米.给出下列四个结论:
①;
②最大值是35;
③在竖直方向上的速度大小低于40米/分钟;
④存在,使得时到的距离等于15米.
其中所有正确结论的序号为 .
5.(2025·北京丰台·一模)已知函数.给出下列四个结论:
①当时,在区间上单调递增;
②对任意实数a,都没有最小值;
③当时,设的零点从大到小依次为,,,,则对任意正整数i,都有;
④对任意实数a,m,存在实数,当时,恒有.
其中所有正确结论的序号为 .
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专题08 三角函数与解三角形
题型概览
题型01三角变换及求值
题型02三角函数的图象与性质
题型03解三角形
题型04三角函数与导数等知识交汇
(
题型01
)三角变换及求值
1.(2025·北京朝阳·一模)已知,,则( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】将给定的两个等式平方相加,再逆用差角的余弦公式即得.
【详解】由,,得,
整理得,所以.故选:B
2.(2025·北京东城·一模)在平面直角坐标系中,角以为始边,其终边落在第一象限,则下列三角函数值中一定大于零的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先得到,利用诱导公式和倍角公式得到AB错误,C正确,举出反例得到D错误.
【详解】由题意得,A选项,,A错误;B选项,,B错误;C选项,,C正确;D选项,,若,此时,D错误.故选:C
3.(2025·北京西城·一模)在长方形中,为的中点,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设,则,分析可知,利用诱导公式结合二倍角的余弦公式可求得的值.
【详解】设,则,如下图所示:
因为,,,所以,,所以,,故,因此,.故选:B.
4.(2025·北京门头沟·一模)在平面直角坐标系中,角以为始边,其终边与单位圆交点的横坐标为,写出一个符合题意的 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据终边相同的角以及余弦函数的定义,计算即可.
【详解】由题意,,则或故答案为:(答案不唯一).
5.(2025·北京石景山·一模)如图,角以为始边,它的终边与单位圆相交于点,且点的横坐标为,则的值为
【答案】/0.6
【分析】先根据三角函数的定义可得,进而结合诱导公式求解即可.
【详解】由题意,点的横坐标为,则,则.故答案为:.
6.(2025·北京延庆·一模)已知是第四象限角且,,则的值为 .
【答案】
【分析】由已知求得,再根据两角差的正切公式计算即可.
【详解】因为是第四象限角且,所以,,因为,所以,则.故答案为:.
7.(2025·北京房山·一模)若对任意实数恒成立,则满足条件的一组的值为 , .
【答案】 1
【分析】应用诱导公式计算求解即可.
【详解】若对任意实数恒成立,则满足条件的一组的值为,.故答案为:1;(答案不唯一).
(
题型0
2
) 三角函数的图象与性质
1.(2025·北京海淀·一模)已知函数的部分图象如图所示.若,,,四点在同一个圆上,则( )
A.1 B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据对称性可知为圆心,根据即可求解.
【详解】连接交轴于,
由于,,,四点在同一个圆上,且和均关于点对称,故为圆心,故,
,,故,解得,故选:D
2.(2025·北京西城·一模)已知函数.若,则( )
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【分析】利用辅助角公式化简函数的解析式,利用正弦型函数的周期性和对称性求解.
【详解】因为,则该函数的最小正周期为,由可得,所以,函数的对称轴方程为,因为,则或,故选:B.
3.(2025·北京门头沟·一模)已知函数,满足,且在区间上具有单调性,则的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由满足,且在区间上具有单调性,得到为函数的对称中心,根据三角函数的性质,得到,结合选项,即可求解.
【详解】因为满足,且在区间上具有单调性,则点和关于点对称,即为函数的对称中心,又由函数的零点为,解得,所以,解得,
当时,,即的值可以是.故选:B.
4.(2025·北京平谷·一模)已知函数,若在区间上没有最值,则的最大值为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】由,得,进而结合题意可得,进而求解即可.
【详解】由,,则,因为在区间上没有最值,
所以,则,解得,所以的最大值为.故选:A.
5.(2025·北京东城·一模)已知函数,若的最小正周期为,则 ;若存在,使得,则的最小值为 .
【答案】
【分析】由正弦型函数的最小正周期公式可求,由题意可得为函数的最大值或最小值,由题意可得或,可求的最小值.
【详解】因为函数的最小正周期为,所以,解得,因为,又,所以为函数的最大值或最小值,
要使最小,则最大值与最小值应在同一个周期内,由,则,
则或,解得,所以的最小值为.故答案为:①;②.
6.(2025·北京丰台·一模)已知函数的部分图象如图所示,其中M,N是直线与曲线的两个相邻交点.若,则 , .
【答案】 2
【分析】先根据|MN|与周期的关系求出;再利用图象过的点求出;最后将代入函数求.
【详解】已知,是直线与曲线的两个相邻交点,且.
设则.且,则,则,同理,因此.解得. 因为函数的图象过点,可得,所以,,则,.由于,则,那么. 将代入可得:.故答案为:2; .
7.(2025·北京通州·一模)设函数
(1)若,求的值.
(2)已知在区间上单调递增,,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使函数存在,求,的值.
条件①:在区间上单调递减;
条件②:;
条件③:为函数图象的一条对称轴.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分,
【答案】(1)
(2)选择条件①或③,.
【分析】(1)利用得,再结合的范围即可;
(2)选择条件①或③,则可利用最小值和最大值求出半周期,即可求,再根据最值即可求解;若选择②,因不在值域范围内,故不存在解析式.
【详解】(1)由题意可知,即,因,则.
(2)条件①:在上单调递减,在上单调递增,且,则在处取最小值,在处取最大值,则,,则,,因,则,则;
条件②:因,则不可能成立,故无解析式;
条件③:因,则在处取最大值,又为函数图象的一条对称轴,且在上单调递增,则在处取最小值,则,,则,,因,则,则.综上可知,若选择条件①或③,则;若选择条件②,则不存在解析式.
8.(2025·北京石景山·一模)已知函数(其中,,).从条件①、条件②、条件③这三个条件中选出两个作为已知,使得函数唯一确定.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在上的最大值和最小值.
条件①:;
条件②:是的对称中心;
条件③:可以由函数平移得到.
注:如果选择的条件不符合要求,得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答.按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)最大值为2,最小值为
【分析】(1)分析易得要使函数唯一确定,则必须要选③,选①③或选②③,进而根据正弦函数的性质求解即可;
(2)根据正弦函数的性质求解即可;
【详解】(1)①,由,得;
②,由是的对称中心,得,则,;
③,由,因为可以由函数平移得到,则,.由上述可知,要使函数唯一确定,则必须要选③.
选①③,由上述可知,,,,则,即,所以或,,则或,,又,则,即.
选②③,由上述可知,,,,,则,,即,,
又,则,即.
(2)由,得,则,则,
所以函数在上的最大值为2,最小值为.
9.(2025·北京顺义·一模)已知函数.
(1)求的值;
(2)再从条件①、条件②、条件③中选择两个作为已知条件,使函数存在且唯一确定.当在区间上仅有一个零点时,求的取值范围.
条件①:在上是单调函数;
条件②:图象的一个对称中心为;
条件③:对任意的,都有成立.
注:如果选择的条件不符合要求,得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用三角恒等变换化简函数解析式即可求解;
(2)关于条件①,从函数的周期,以及单调区间两方面限制求出的取值范围;关于条件②求出函数对称中心表达式,将代入,确定的取值;关于条件③根据已知条件确定,从而确定的取值;再从选条件①②、①③、②③三种情况分别确定的值,再利用函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为,
所以,
所以.
(2)对于条件①:在上是单调函数,因为在上是单调函数,所以,所以,又因为,解得,因为,解得,所以函数的单调单调递增区间为:,
若函数在上单调递增,则,整理有,
当时,,解得,
当时,无解,得其他值时不等式无解;
因为,解得,所以函数的单调单调递减区间为:,
若函数在上单调递减,则,整理有,
当时,,解得,
当时,无解,得其他值时不等式无解;
对于条件②:图象的一个对称中心为,因为,解得,所以函数的对称中心为,若是图象的一个对称中心,则,解得;
对于条件③:对任意的,都有成立,则时,函数取得最大值,有,解得;
若选条件①②,则有,方程无解,或,时,,
所以,因为,所以,因为在区间上仅有一个零点,所以,,解得;
若选条件①③,则有有,方程无解,或,时,,
所以,因为,所以,因为在区间上仅有一个零点,所以,,解得;
若选条件②③,则有,即,方程解不唯一,此时取值不唯一,所以函数不唯一,不合要求.
(
题型03
) 解三角形
1.(2025·北京石景山·一模)在中,若,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】利用正弦定理计算可得.
【详解】因为,即,由正弦定理,所以,
所以,又,所以,所以.故选:A
2.(2025·北京通州·一模)在中,已知,,.则 .
【答案】/
【分析】根据正弦定理求解,即可根据余弦的二倍角公式求解.
【详解】由正弦定理可得,故,故,故答案为:.
3.(2025·北京顺义·一模)在中,,,则 .
【答案】/
【分析】先根据正弦定理,结合三角形内角和定理,把化成,再结合,利用二倍角公式可得,再判断角的取值范围,即可求得.
【详解】根据正弦定理,.所以,
又,所以.所以,
所以.因为为三角形内角,所以,
所以,所以.又,所以,
所以为锐角,所以.故答案为:
4.(2025·北京海淀·一模)在中,已知,.
(1)求的值;
(2)若为锐角,再从条件①、条件②和条件③这三个条件中选择一个作为已知,使存在且唯一,求的面积.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1);(2)答案见解析.
【分析】(1)转化已知条件求得,解得正弦定理,即可求得;
(2)对条件①:求得,由其可为钝角,也可为锐角,从而判定三角形不唯一;对条件②,由,判定角唯一,且三角形唯一,再由正弦定理求得,以及,即可求得其面积;对条件③,求得,由,判定为锐角,三角唯一,同理求得,即可求得三角形面积.
【详解】(1)因为,则,
又,,故,也即;
又,由正弦定理可得:,解得.
(2)由(1)可知,,又为锐角,故,又;
若选择条件①:,由正弦定理可得,解得,
此时,可以为锐角,也可以时钝角,故此时三角形有两解,不满足题意,条件①不能选择;
若选择条件②:,则,由正弦定理,可得;
此时,两角均为锐角,故三角形唯一,
且,
故三角形的面积;
若选择条件③:,又,解得,
因为,又为锐角,故也是锐角,此时,三角形唯一,
且,
故三角形的面积;
综上所述:条件①不能选;若选择条件②或③,三角形唯一,且其面积为.
5.(2025·北京东城·一模)在中.
(1)求的值及的面积;
(2)求证:.
【答案】(1),;(2)证明见解析.
【分析】(1)由正弦值得,再应用余弦定理列方程求得,最后应用三角形面积公式求面积;
(2)由(1)及二倍角余弦公式得,再应用余弦定理求得,结合三角形内角的性质即可证.
【详解】(1)在中,所以是锐角,.
由,可得,而,
所以,可得,则,故;
(2)由(1)易知,则,
由(1)及余弦定理有,
所以,又,则.
6.(2025·北京西城·一模)在中,.
(1)求的值;
(2)若,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在,求边上的高.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1);(2)条件选择见解析,答案见解析
【分析】(1)利用正弦定理结合两角和的正弦公式化简可得出的值;
(2)对于条件①,利用余弦函数的单调性求出角的取值范围,结合三角形的内角和定理推出矛盾,可值条件①,不符合要求;
选择条件②,求出的值,利用余弦定理可求出的值,然后利用三角形的面积公式结合等面积法可求出边上的高;
选择条件③;求出、的值,利用两角和的正弦公式可求出的值,利用正弦定理求出的值,进而可得出边上的高为,求解即可;
【详解】(1)由正弦定理,且,
得,即.
由,得.所以.
由,得,所以.
(2)选择条件①:因为,且余弦函数在上单调递减,
故,又因为,从而可得,与三角形的内角和定理矛盾,故①不成立.
选择条件②:由,且,得.
由余弦定理,得,解得或(舍).
设边上的高为,则三角形面积,所以.
选择条件③:由,且,得.
由,且,得.
所以.
由正弦定理,得,所以边上的高.
7.(2025·北京房山·一模)在中,.
(1)求;
(2)再从条件①,条件②,条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在,求的面积.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)应用正弦定理结合两角和正弦公式计算得出余弦值进而得出角;
(2)选择条件①三角形不存在;选择条件②应用同角三角函数关系得出,再应用正弦定理及余弦定理计算求出边长,最后应用面积公式计算;选择条件③先应用正弦定理得出,再应用余弦定理得出,最后应用面积公式计算.
【详解】(1)由正弦定理,得.
所以.所以.因为,所以.
所以.所以.
(2)选条件①:,,由余弦定理,得.
,不存在;
选条件②:.由,可得.由正弦定理,得.由余弦定理,得,整理得.解得,或(舍).所以的面积.
条件③:.因为,且,所以.由余弦定理,得.解得,或(舍)
所以的面积.
8.(2025·北京门头沟·一模)在中,角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)再从以下条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在且唯一确定,求的面积.
条件①:,;
条件②:,;
条件③:边上的高,.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)解答见解析
【分析】(1)利用正弦定理:边化角,再利用正弦的二倍角公式,即可求出答案;
(2)①利用正弦定理可得为锐角或钝角;②利用基本不等式和三角形的性质可得存在且唯一确定;③利用正弦定理和余弦定理可得存在且唯一确定.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,,
又,所以,得到,又,
又,所以,得到,所以.
(2)选条件①:,;
由(1)知,,根据正弦定理知,
所以存在或两种情况,存在,但不唯一,故不选此条件;
选条件②:,因为,即,
又,所以,所以只有成立,存在且唯一确定,所以的面积为.
选条件③:边上的高,;
如图所示,边上的高,在中,,即,
由(1)知,,根据余弦定理知,,
化简得,得(舍去)或,存在且唯一确定,
所以的面积为.
9.(2025·北京丰台·一模)在中,.
(1)求;
(2)若的面积为,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在,求a.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用余弦定理的推论,将等式进行变形即可求出的值,在由同角三角函数的基本关系即可求解;
(2)选择条件①时,利用面积公式求出,再利用正弦定理得,联立求解即可;选择条件②:利用面积公式求出,利用,且,所以.进一步得出,再联立求解即可;选择条件③:不符合题意,因为,不可能.
【详解】(1)在中,因为,
由余弦定理,得.因为,所以.
(2)选择条件①:因为,所以,.
由题意得,所以.因为,,
所以.
由正弦定理,得,又,解得,所以.
选择条件②:由题意得,所以.因为,且,所以.又,所以,又,解得或.
选择条件③:不符合题意,因为中,,不可能.
10.(2025·北京朝阳·一模)在中,
(1)求c的值;
(2)已知,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得存在且唯一,求的周长.
条件①:;
条件②:AB边上的高为;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(Ⅱ)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理将边化为角,再结合两角和的正弦公式化简求解的值;
(2)根据所选条件,结合正弦定理、三角形面积公式等求出三角形的其他边,进而求得周长.
【详解】(1)由正弦定理及
得.
所以.
所以.
又因为,所以.
所以.
(2)选条件①:因为,且,
所以.
因为,所以.所以.
又因为,所以.
所以.
又,所以.
所以的周长为.
选条件②:因为边上的高为,所以.
又因为,所以.
所以.
因为,所以.
(1)当时,由,得.
又,所以.所以.所以的周长为.
(2)当时,由,得.
又,所以,不符合题意.
综上,的周长为.
选条件③:
由余弦定理,可得,即。
解得或,此时不唯一,不符合要求.
11.(2025·北京平谷·一模)在中,.
(1)求的大小;
(2)再从下列三个条件中,选择一个作为已知,使得存在且唯一,求的面积.
条件①:;
条件②:;
条件③:边上的高为.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用正弦定理边角互化,结合正弦的和差角公式即可求解,或者利用余弦定理边角互化求解,
(2)根据三角形存在可知不能选①,选②,利用余弦定理可求解,即可利用三角形面积公式求解,或者利用正弦定理求解,进而根据和差角公式求解,由面积公式求解,选③根据高,即可利用选②的方法求解.
【详解】(1)方法一:由正弦定理及,得
.①
因为,
所以.②
由①②得
因为,所以.
所以.因为,所以.
方法二:在中,因为,
由余弦定理得,
整理得
所以,所以.
(2)若选条件①:;,所以,而,这与矛盾,故不能选①.
选条件②:
方法一:由余弦定理,得
即,解得.
所以
方法二:由正弦定理,所以,因为
,所以,
所以.
选条件③:
边上的高,所以,
以下与选择条件②相同.
12.(2025·北京延庆·一模)在中,,.
(1)求b;
(2)再从条件①,条件②,条件③这三个条件中选择一个作为已知,使为锐角三角形,并求的面积.
条件①:;条件②:AB边上中线的长为;条件③:.
注:如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)根据正弦定理边角互化,结合三角恒等变换,即可求解;
(2)若选择①②,应用余弦定理结合锐角三角形,即可判断;若选择③应用余弦定理及同角三角函数关系,以及三角形面积公式即可求解.
【详解】(1)在中,因为,再由
可得.所以,即,
所以.因为,所以.
(2)选择条件①:,,,
由余弦定理得,,
因为为锐角三角形,所以不符合题意,不存在三角形;
选择条件②: 在中,设点为的中点,则,,
中,根据余弦定理
解得,所以,所以,
因为,所以为锐角三角形,所以,
在中,.
选择条件③:在中,为锐角三角形,因为,所以,
所以,,,所以,所以,
所以,解得或舍. 所以,所以为锐角三角形,
所以,在中,.
(
题型04
)三角函数与导数等知识交汇
1.(2025·北京房山·一模)已知函数,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据正弦函数的对称性,结合充分条件与必要条件的定义,可得答案.
【详解】由函数,则易知其图象对称中心,
当时,为函数图象的对成中心,则当时,,充分性成立;
当时,由,可能得到,必要性不成立.故选:A.
2.(2025·北京朝阳·一模)某市计划在一条河上修建一座水上休闲公园,如图所示.这条河两岸所在直线,互相平行,桥DE与河岸所在直线垂直.休闲公园的形状可视为直角三角形,它的三个入口分别设在直角三角形的顶点A,B,C处,其中入口A点(定点)在桥DE上,且A到直线,的距离分别为,(为定值),入口B,C分别在直线,上,公园的一边AB与直线所成的锐角为,另一边AC与AB垂直.设该休闲公园的面积为,当变化时,下列说法正确的是( )
A.函数的最大值为
B.函数的最小值为
C.若,且则
D.若,且,则
【答案】D
【分析】主要涉及三角函数以及三角形面积公式的应用.首先根据直角三角形中的三角函数关系,分别求出AB和AC的长度表达式,再根据三角形面积公式得到的表达式,最后对该表达式进行分析,判断各个选项的正确性.
【详解】在中,,,根据正弦函数的定义,可得. 因为,,所以,在中,,根据余弦函数的定义,可得.
对于,,将,代入可得:,进一步化简为,. 对于选项A,因为,所以,.当取最小值(取不到),最大值时,没有最大值,所以A错误.
对于选项B,由,,当,即,时,取得最小值,所以B错误.
对于选项C,当时,,单调递增,单调递减;当时,,单调递减,单调递增.
所以若且,不一定有,C错误.
对于选项D,若且,则,.因为,,所以,D正确.
故选:D.
3.(2025·北京平谷·一模)已知函数,任取,定义集合:,点,满足.设分别表示集合中元素的最大值和最小值,记.则函数的最小值是( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【分析】作出函数的图象, 根据的位于不同的位置,即可分情况求解.
【详解】如图所示,的图象,此时,函数的最小正周期为 ,点,
当点在点时,点在曲线上, ,
当点在曲线上从接近时,减小,所以逐渐增大;
当点在点时,
当点在曲线上从接近时,减小,逐渐减小,
当点在点时,
当点在曲线上从接近时,增大, 逐渐增大,
当点在点时,
当点在曲线上从接近时,增大,逐渐见减小,
当点在点时,,
综上可得的最小值是1,故选:B
4.(2025·北京海淀·一模)如图所示,某游乐场有一款游乐设施,该设施由转轮和转轮组成,的圆心固定在转轮上的点处,某个座椅固定在转轮上的点处.的半径为10米,的半径为5米,的圆心距离地面竖直高度为20米.游乐设施运行过程中,与分别绕各自的圆心逆时针方向匀速旋转,旋转一周用时分钟,旋转一周用时分钟.当在正下方且在正下方时,开始计时,设在第分钟距离地面的竖直高度为米.给出下列四个结论:
①;
②最大值是35;
③在竖直方向上的速度大小低于40米/分钟;
④存在,使得时到的距离等于15米.
其中所有正确结论的序号为 .
【答案】①③
【分析】根据题意,可求得在第分钟距离地面的竖直高度为,逐项判断即可求解.
【详解】转轮与转轮分别绕各自的圆心逆时针方向匀速旋转,旋转一周用时分钟,旋转一周用时分钟,可得最小正周期,,所以,,
又的半径为10米,的圆心距离地面竖直高度为20米,所以第分钟,点距离地面的高度为:,第分钟,距离地面的竖直高度为:,
化简得,
所以,故①正确;
当,即时,得最大值,为,故②错误;
若到的距离等于15米,则点Q在线段PM上,则需,
所以不存在,使得时到的距离等于15米.故④错误;
因为旋转一周用时分钟,旋转一周用时分钟,所以可得点在圆周上的速度为,同理可得点在圆周上的速度为,所以点在竖直方向上的速度大小低于40米/分钟,故③正确.
故答案为:①③.
5.(2025·北京丰台·一模)已知函数.给出下列四个结论:
①当时,在区间上单调递增;
②对任意实数a,都没有最小值;
③当时,设的零点从大到小依次为,,,,则对任意正整数i,都有;
④对任意实数a,m,存在实数,当时,恒有.
其中所有正确结论的序号为 .
【答案】②④
【分析】①取特殊值,根据导数与函数的单调性的关系即可判断;
②对进行分类讨论,即可判断;
③结合①②的情况进行判断即可.
【详解】对于①,当时,,则,存在,使得,所以在上单调递减,在上单调递增,故①错误;
对于②,当时,,则在上单调递增;
当时,,,,则在上没有最小值;
当时,,,,则在上没有最小值;
故②正确;
对于③,结合①②,当时,在的零点,最大的①中的,,
当时,当时,存在零点,所以这两个零点距离大于,故③错误;对于④,,因为是对勾函数,可以取到,,所以可以取到,故④正确.故答案为:②④.
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