内容正文:
4.1 任意角和弧度制、三角函数的概念
【基础练】
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.把-1 125°化成α+2kπ(0≤α<2π,k∈Z)的形式是( )
A.-6π B.-6π
C.-8π D.-8π
2.若角α的终边在y轴的非正半轴上,则角α+的终边在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.y轴的非负半轴上 D.x轴的非正半轴上
3.设α是第二象限角,P(x,4)为其终边上的一点,且cos α=x,则tan α等于( )
A.- B.- C.- D.-
4.已知角x的终边上一点的坐标为,则角x的最小正值为( )
A. B. C. D.
5.(2024·北京模拟)“sin 2θ>0”是“θ为第一或第三象限角”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
6.中国折叠扇有着深厚的文化底蕴.如图,在半圆O中作出两个扇形OAB和OCD,用扇环形ABDC(图中阴影部分)制作折叠扇的扇面.记扇环形ABDC的面积为S1,扇形OAB的面积为S2,当S1与S2的比值为时,扇面的形状较为美观,则此时扇形OCD的半径与半圆O的半径之比为( )
A. B. C.3- D.-2
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.下面说法正确的有( )
A.角与角-的终边相同
B.终边在直线y=-x上的角α的取值集合可表示为{α|α=k·360°-45°,k∈Z}
C.若角α的终边在直线y=-3x上,则cos α的取值为
D.67°30'化成弧度是 rad
8.(2025·深圳模拟)如图,质点A和B在单位圆O上逆时针做匀速圆周运动.若A和B同时出发,A的角速度为1 rad/s,起点位置坐标为,B的角速度为2 rad/s,起点位置坐标为(1,0),则( )
A.在1 s末,点B的坐标为(sin 2,cos 2)
B.在1 s末,扇形AOB的弧长为-1
C.在 s末,点A,B在单位圆上第二次重合
D.△AOB面积的最大值为
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.已知角α的终边在图中阴影部分内,则角α的取值集合为 .
10.(2024·昆明模拟)已知角θ的顶点为坐标原点O,始边与x轴的非负半轴重合,点A(1,a)(a∈Z)在角θ的终边上,且|OA|≤3,则tan θ的值可以是 .(写出一个即可)
四、解答题(共27分)
11.(13分)已知α=.
(1)写出与角α终边相同的角的集合,并求出在(-4π,-π)内与角α终边相同的角;(6分)
(2)若角β与角α的终边相同,判断角是第几象限角.(7分)
12.(14分)某地政府部门欲做一个“践行核心价值观”的宣传牌,该宣传牌形状是如图所示的扇形环面(由扇形OAD挖去扇形OBC后构成的).已知OA=2米,OB=x米(0<x<2),线段BA,线段CD与的长度之和为6米,圆心角为θ弧度.
(1)求θ关于x的函数解析式;(6分)
(2)记该宣传牌的面积为y,试问x取何值时,y的值最大?并求出最大值.(8分)
【提升练】
13.(多选)已知角θ的终边经过点(-2,-),且θ与α的终边关于x轴对称,则( )
A.sin θ=- B.α为钝角
C.cos α=- D.点(tan θ,tan α)在第四象限
14.(2024·呼和浩特模拟)用一个圆心角为120°,面积为3π的扇形OMN(O为圆心)围成一个圆锥(点M,N恰好重合),该圆锥顶点为P,底面圆的直径为AB,则cos∠APB的值为( )
A. B. C. D.
15.(多选)在平面直角坐标系Oxy中,已知任意角θ以坐标原点为顶点,x轴的非负半轴为始边,若终边经过点P(x0,y0),且|OP|=r(r>0),定义:sos θ=,称“sos θ”为“正余弦函数”,对于“正余弦函数f(x)=sos x”,有同学得到以下性质,其中正确的是( )
A.该函数的值域为[-,]
B.该函数的图象关于原点对称
C.该函数的图象关于直线x=对称
D.该函数为周期函数,且最小正周期为2π
16.如图,在平面直角坐标系Oxy中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1)处,此时圆上一点P的位置在(0,0)处,圆在x轴上沿x轴正方向滚动.当圆滚动到圆心位于C(2,1)处时,的坐标为 .
答案精析
1.D 2.A 3.D 4.B
5.C [∵sin 2θ=2sin θ·cos θ>0⇔>0⇔tan θ>0,∴θ为第一或第三象限角.]
6.B [设∠AOB=θ,半圆O的半径为r,扇形OCD的半径为r1,
依题意,有=
即=
所以===
从而得=.]
7.AD [角与角-相差2π,终边相同,故A正确;
终边在直线y=-x上的角α的取值集合可表示为{α|α=k·180°-45°,k∈Z},故B错误;
若角α的终边在直线y=-3x上,则cos α的取值为±故C错误;
67°30'化成弧度是 rad,故D正确.]
8.BCD [在1 s末,点B的坐标为(cos 2,sin 2),故A错误;
在1 s末,∠AOB=-1,扇形AOB的弧长为-1,故B正确;
设在t s末,点A,B在单位圆上第二次重合,则2t-t=t=2π+=故在 s末,点A,B在单位圆上第二次重合,故C正确;
S△AOB=sin∠AOB,
又∠AOB∈(0,π),∠AOB==则经过 s后,可得∠AOB=此时△AOB的面积可取得最大值故D正确.]
9.{α|30°+k·180°≤α<105°+k·180°,k∈Z}
解析 终边在30°角的终边所在直线上的角的集合为S1={β|β=30°+k·180°,k∈Z},
终边在180°-75°=105°角的终边所在直线上的角的集合为S2={γ|γ=105°+k·180°,k∈Z},
因此,终边在题图中阴影部分内的角α的集合为{α|30°+k·180°≤α<105°+k·180°,k∈Z}.
10.2(答案不唯一)
解析 点A(1,a)(a∈Z)在角θ的终边上,且|OA|≤3,
则1+a2≤9,解得-2≤a≤2a∈Z,
则a的值可为-2,-1,0,1,2,
又tan θ==a,
故tan θ的值可以是0或±1或±2.
11.解 (1)与角α终边相同的角的集合为
令-4π<2kπ+<-π,
得-<k<-
又k∈Z,所以k=-2,-1,
所以在(-4π,-π)内与角α终边相同的角是--.
(2)由(1)知,β=2kπ+(k∈Z),
则=kπ+(k∈Z),
则当k为偶数时,角是第一象限角;当k为奇数时,角是第三象限角,
所以角是第一或第三象限角.
12.解 (1)根据题意的长度为xθ米的长度为2θ米,
所以2(2-x)+xθ+2θ=6,
所以θ=(0<x<2).
(2)依据题意,可知y=-=θ×22-θx2
=-x2+x+2=-+0<x<2.
所以当x=时,y的值最大,最大值为.
13.ACD [因为角θ的终边经过点(-2,-),
所以sin θ=-A正确;
由θ与α的终边关于x轴对称,得α的终边经过点(-2),α为第二象限角,不一定为钝角,cos α=-B错误,C正确;
因为tan θ=>0,tan α=-<0,所以点(tan θ,tan α)在第四象限,D正确.]
14. B
[由圆心角为120°,面积为3π的扇形OMN,
得××OM2=3π,解得OM=3,
所以圆锥的母线PA=OM=3,
由底面圆的直径为AB,所以AB·π=×3,
所以AB=2,
设AB的中点为C,如图所示,
所以sin∠APC==,
所以cos∠APB=1-2sin2∠APC
=1-2×=.]
15. AD
[A中,由三角函数的定义可知x0=rcos θ,y0=rsin θ,所以f(x)=sos x==sin x+cos x=sin∈[-,],所以A正确;
B中,f(x)=sos x=sin,所以f(0)=sin=1≠0,所以B错误;
C中,当x=时,f=sin=sin π=0≠±,所以C错误;
D中,f(x)=sos x=sin,所以函数为周期函数,且最小正周期为2π,所以D正确.]
16.(2-sin 2,1-cos 2)
解析 如图所示,过圆心C作x轴的垂线,垂足为A,过P作x轴的垂线与过C作y轴的垂线交于点B.
因为圆心移动的距离为2,所以劣弧PA=2,即圆心角∠PCA=2,
则∠PCB=2-
所以PB=sin=-cos 2,
CB=cos=sin 2,
所以xP=2-CB=2-sin 2,yP=1+PB=1-cos 2,
所以=(2-sin 2,1-cos 2).
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