内容正文:
课时冲关二十二 三角恒等变换
1.若sinα=13
,则cos2α= ( )
A.89 B.
7
9 C.-
7
9 D.-
8
9
2.(2025山西大同模拟)若sin(α+β)+cos(α
+β)=2 2cos α+
π
4
æ
è
ç
ö
ø
÷sinβ,则 ( )
A.tan(α-β)=1 B.tan(α+β)=1
C.tan(α-β)=-1 D.tan(α+β)=-1
3.(2025东营质检)已知 sin(α+β)=
1
3
,
tanα=4tanβ,则sin(α-β)= ( )
A.15 B.
4
15 C.
1
15 D.
1
4
4.(2025江西景德镇模拟预测)已知cos(x+
y)=2sin(x-y),tan(x-y)= 13
,则
tanxtany= ( )
A.32 B.
2
3 C.
1
5 D.-
1
5
5.(多选题)(2025合肥市二模)已 知 函 数
f(x)=sinωx+π6
æ
è
ç
ö
ø
÷+cosωx(ω>0)的最
小正周期为2,则 ( )
A.ω=π
B.曲线y=f(x)关于直线x=16
对称
C.f(x)的最大值为2
D.f(x)在区间 -12
,1
2[ ]上单调递增
6.(2025泰安模拟)已知tanα=3,则tan2α=
.
7.(2025北京卷)已知α,β∈[0,2π],且sin(α
+β)=sin(α-β),cos(α+β)≠cos(α-β),写
出满足条件的一组(α,β)= .
8.(2024新课标Ⅱ卷)已知α为第一象限角,
β为第三象限角,tanα+tanβ=4,tanαtanβ
= 2+1,则sin(α+β)= .
9.已知角α的顶点在坐标原点,始边与x轴的
正半轴重合,终边经过点P(-3,3).
(1)求sin2α-tanα的值;
(2)若函数f(x)=cos(x-α)cosα-sin(x-α)
sinα,求函数g(x)= 3f π2-2x
æ
è
ç
ö
ø
÷-2f2(x)
在区间 0,2π3[ ]上的值域.
10.(2025人大附中模拟)已知函数 f(x)
=sinxcosx-π3
æ
è
ç
ö
ø
÷.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)在锐角△ABC 中,若f(A)= 32
,AC=
2,BC= 3,求△ABC的面积.
342
艺考生文化课百日冲关数学 第三章 三角函数、解三角形
课时冲关二十三 正弦定理和余弦
定理及其应用
1.在△ABC中,BC=2,AB=4,cosC=-14
,
则AC的值为 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.(2025济南模拟)在△ABC 中,内角A,B,
C所对的边分别为a,b,c,且bsinBsinA -a=
(c-a)sinC
sinA
,延长 BC 至点D,使得 BC=
CD,若AD=2 3,AB=2,则a= ( )
A.1 B.3 C.2 D.3
3.(2025东营模拟)如图,在
平面四边形 ABCD 中,AB
=AD=2,∠B=2∠D=
120°,记 △ABC 与 △ACD
的面积分别为S1,S2,则S2
-S1 的值为 ( )
A.2 B.3 C.1 D.32
4.(2025成都模拟)在△ABC 中,∠ACB=
120°,BC=2AC,D 为△ABC 内一点,AD⊥
CD,∠BDC=120°,则tan∠ACD= ( )
A.2 2 B.3 32 C.6 D.
3
2
5.(多选题)(2025全国一卷)已知△ABC的面
积为 1
4
,若 cos2A+cos2B+2sinC=2,
cosAcosBsinC=14
,则 ( )
A.sinC=sin2A+sin2B
B.AB= 2
C.sinA+sinB= 62
D.AC2+BC2=3
6.(2025广东深圳模拟
预测)为了测量西藏被
誉称为“阿里之巅”冈仁
波齐山峰的高度,通常
采用人工攀登的方式进
行,测量人员从山脚开始,直到到达山顶分
段测量过程中,已知竖立在B 点处的测量
觇标高20米,攀登者们在A 处测得,到觇标
底点B 和顶点C 的仰角分别为45°,75°,则
A,B 的高度差约为 米.(精确到
0.01,3≈1.732)
7.(2025山西大同质检)在△ABC 中,内角
A,B,C 的对边分别为a,b,c,已知2ccosB
=2a-b,则C= .
8.(2025重庆二模)已知△ABC中,∠BAC=
60°,AB=2,BC= 6,∠BAC的角平分线交BC
于点D,则AD= .
9.(2025北京卷)在△ABC中,cosA=-13
,
asinC=4 2.
(1)求c:
(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△ABC 存在,求
BC边上的高.
条件①:a=6;
条件②:asinB=10 23
;
条件③:△ABC的面积为10 2.
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,按第一个解答得分.
10.(2024天津卷)在△ABC 中,角 A,B,C
所对的边分别是a,b,c.已知cosB=916
,b
=5,ac=
2
3.
(1)求a的值;
(2)求sinA 的值;
(3)求cos(B-2A)的值.
442
班级: 姓名: 学号:
9.解:(1)f(x)=sin2x+ 3sinxcosx+2cos2x
= 32sin2x+cos
2x+1= 32sin2x+
cos2x+1
2 +1
=sin 2x+π6( )+
3
2
,
函数的最小正周期为T=2π2=π.
令 π
2+2kπ≤2x+
π
6≤
3π
2+2kπ
(k∈Z),
解得 π
6+kπ≤x≤kπ+
2π
3
(k∈Z),
函数的单调递减区间为 π
6+kπ
,2π
3+kπ[ ](k∈Z).
(2)函数y=sin2x的图象向左平移 π12
个单位长度得到
函数y=sin 2x+π6( ) 的图象,再将函数图象向上平移
3
2
个单位长度得到f(x)=sin 2x+π6( )+
3
2
的图象.
10.解:(1)令X=2x+π6
,则y=sin 2x+π6( )=sinX.
列表:
x -π12
π
6
5π
12
2π
3
11π
12
X 0 π2 π
3π
2 2π
y=sin 2x+π6( ) 0 1 0 -1 0
描点,画出函数f(x)在 -π12
,11π
12[ ] 上的图象:
(2)因为 π12≤x≤
π
2
,所以 π
3≤2x+
π
6≤
7π
6
,
当2x+π6=
π
2
,即x=π6
时,sin 2x+π6( ) 最大值等于
1,即f(x)的最大值等于1;
当2x+π6=
7π
6
,即x=π2
时,sin 2x+π6( ) 最小值等于
-12
,即f(x)的最小值等于-12.
所以f(x)在 区 间 π12
,π
2[ ] 上 的 最 大 值 为 1,最 小 值
为-12.
(3)根 据 函 数 的 图 象 知,f(x)的 单 调 递 增 区 间 为
-π3+kπ
,π
6+kπ[ ](k∈Z).
课时冲关二十二
1.B [cos2α=1-2sin2α=1-29=
7
9.
]
2.C [由 已 知 得:sinαcosβ+cosαsinβ+cosαcosβ-
sinαsinβ=2(cosα-sinα)sinβ,
即sinαcosβ-cosαsinβ+cosαcosβ+sinαsinβ=0,
即sin(α-β)+cos(α-β)=0,所以tan(α-β)
=-1.]
3.A [由tanα=4tanβ得
sinα
cosα=4×
sinβ
cosβ
,即sinαcosβ=
4cosαsinβ,根 据 两 角 和 与 差 的 正 弦 公 式sin(α+β)=
sinαcosβ+cosαsinβ,sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ,
因为sin(α+β)=
1
3
,所以sinαcosβ+cosαsinβ=
1
3
,所
以5cosαsinβ=
1
3
,即cosαsinβ=
1
15
,所以sinαcosβ=
4
15
,所以sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ=
4
15-
1
15
=15.
]
4.C [∵cos(x+y)=2sin(x-y),
∴cosxcosy-sinxsiny=2sinxcosy-2cosxsiny,
两边同时除以cosxcosy,∴1-tanxtany=2tanx-2tany,
∵tan(x-y)= tanx-tany1+tanxtany=
1
3
,∴tanx-tany
=1+tanxtany3
,
∴1-tanxtany=2×1+tanxtany3
,解 得,tanxtany
=15.
]
5.AB [f(x)=sin ωx+π6( )+cosωx
= 32sinωx+
1
2cosωx+cosωx=
3
2sinωx+
3
2cosωx
= 3sin ωx+π3( ) ,由f(x)的最小正周期为2,故
2π
ω =
2,即ω=π,故 A正确;当x=16
时,π×16+
π
3=
π
2
,由
x=π2
是函数y=sinx 的对称轴,故曲线y=f(x)关于
直线x=16
对称,故B正确;又sin πx+π3( ) ∈[-1,1],
故f(x)∈[- 3,3],故 C错误;当x∈ -12
,1
2[ ] 时,
πx+ π3 ∈ -
π
6
,5π
6[ ] ,由 -
π
6
,5π
6[ ] 不 是 函 数 y=
sinx的单调递增区间,故 -12
,1
2[ ] 不是函数f(x)的
单调递增区间,故 D错误.]
6.解析:tan2α= 2tanα
1-tan2α
= 61-9=-
3
4.
答案:-34
7.解析:由sin(α+β)=sin(α-β),即
sinαcosβ+cosαsinβ=sinαcosβ-cosαsinβ,
得cosαsinβ=0,故cosα=0或sinβ=0;
同理,由cos(α+β)≠cos(α-β),
可得sinαsinβ≠0,故sinα≠0且sinβ≠0
则必有cosα=0且sinβ≠0
故取α=π2
,β=
π
6
可满足题设要求.
答案: π
2
,π
6( )(答案不唯一)
8.解析:sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
=cosαcosβ(tanα+tanβ)
=4cosαcosβ=
-4
1+tan2α 1+tan2β
= -4
(tanα+tanβ)
2+(tanαtanβ-1)
2
= -4
42+2
=-2 23 .
答案:-2 23
9.解:(1)∵角α的终边经过点P(-3,3),
∴sinα=12
,cosα=- 32
,tanα=- 33.
∴sin2α-tanα=2sinαcosα-tanα
=- 32+
3
3=-
3
6.
083
艺考生文化课百日冲关数学
(2)∵f(x)=cos(x-α)cosα-sin(x-α)sinα=cosx,x∈R,
∴g(x)= 3cos π2-2x( )-2cos
2x
= 3sin2x-1-cos2x=2sin 2x-π6( )-1,
∵0≤x≤2π3
,∴-π6≤2x-
π
6≤
7π
6.
∴-12≤sin 2x-
π
6( ) ≤1,
∴-2≤2sin 2x-π6( )-1≤1,
故函 数 g(x)= 3f π2-2x( ) -2f
2 (x)在 区 间
0,2π3[ ] 上的值域是[-2,1].
10.解:(1)f(x)=sinx cosxcosπ3+sinxsin
π
3( )
=12sinxcosx+
3
2sin
2x
=14sin2x+
3
2×
1-cos2x
2
=12
1
2sin2x-
3
2cos2x
æ
è
ç
ö
ø
÷+ 34
=12sin 2x-
π
3( )+
3
4
,
所以函数f(x)的最小正周期为T=2π2=π.
(2)因为f(A)=12sin 2A-
π
3( )+
3
4=
3
2
,
所以sin 2A-π3( )=
3
2
,
又A∈ 0,π2( ) ,
所以2A-π3∈ -
π
3
,2π
3( ) ,所以2A-
π
3=
π
3
,
即A=π3
,
由正弦定理得 BC
sinA=
AC
sinB
,
即sinB=AC
sinA
BC =
2sin π3
3
= 22
,
又B∈ 0,π2( ) ,所以B=
π
4.
所以sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB
= 6+ 24 .
所以△ABC的面积为
S= 12 ×AC×BC×sinC=
1
2 × 2× 3×
6+ 2
4
=3+ 34 .
课时冲关二十三
1.B [△ABC 中,a=BC=2,c=AB=4,cosC=-14
,
∴c2=a2+b2-2abcosC,即16=4+b2-4b× -14( ) ,
化简得b2+b-12=0,解得b=3或b=-4(不合题意,舍
去),∴b=AC=3.]
2.C [由bsinBsinA -a=
(c-a)sinC
sinA
,
得bsinB=asinA+(c-a)sinC,
由正弦定理得b2=a2+(c-a)c,
即a2+c2-b2=ac,所以cosB=
a2+c2-b2
2ac =
ac
2ac=
1
2
,又0<B<
π,所以B=π3
,如图.
可知BD=2a,又AD=2 3,AB=2,所以在△ABD 中,
由余弦定理得AD2=4+(2a)2-2×2×2a×cosπ3 =
4+4a2-4a=12,解得a=2(负值舍去).]
3.B [在 △ABC 中,由 余 弦 定 理 得 cos B =
AB2+BC2-AC2
2ABBC
,即 - 12 =
4+BC2-AC2
4BC
,得 BC2 -
AC2=-2BC-4①,在△ACD 中,由余弦定理得cosD
=AD
2+CD2-AC2
2ACCD
,即 1
2 =
4+CD2-AC2
4CD
,得 CD2-
AC2=2CD-4②,又S1=
1
2AB
BCsin120°= 32BC
,
S2=
1
2AD
CDsin60°= 32CD
,所以S2-S1=
3
2CD
- 32BC=
3
2
(CD-BC)③,由②-①,得CD2-BC2=
2(CD+BC),由CD+BC>0,得CD-BC=2,代入③得
S2-S1= 3.]
4.B [设∠ACD=θ,令AC=x,则CB=2x,
Rt△ACD 中,CD=xcosθ,
△BCD 中,∠BCD=120°-θ,∠CBD=θ-60°,
∴ BCsin120° =
CD
sin∠CBD
, ∴ 2x
3
2
= xcosθsin(θ-60°)
= xcosθ
1
2sinθ-
3
2cosθ
,
∴4
3
= 1
1
2tanθ-
3
2
,∴tanθ=3 32 .
]
5.ABC [由2=cos2A+cos2B+2sinC=1-2sin2A+1
-2sin2B+2sinC,
可得sin2A+sin2B=sinC,故选项 A正确.
由cosAcosBsinC=14
可知A,B 皆为锐角;
若A+B<π2
,则sin2A+sin2B<sinAcosB+sinBcosA=
sinC,不合题意,
若A+B>π2
,则sin2A+sin2B>sinAcosB+sinBcosA=
sinC,也不合题意,
所以A+B=π2
,C=π2.
∴由cosAcosB=14
,可知sinAsinB=14
,由面积可知
ab=12
,
所以c2= absinAsinB=2
,故AB= 2,选项B正确.
sinA+sinB= 1+2sinAsinB= 62
,选项C正确.
AC2+BC2 =AB2 =2,选 项 D 错 误.故 本 题 正 确 选 项
为 ABC.]
183
参考答案
6.解析:模型可简化为如图,在Rt△ADC
中,∠BAD=45°,∠CAD=75°,所 以
BD
tan45°×tan75°-BD=20
,而tan75°
=tan(45°+30°)= tan45°+tan30°1-tan45°×tan30°
=
1+ 33
1- 33
=3+ 3
3- 3
,代 入 上 式 并 化 简 可
得BD=7.32米.
答案:7.32
7.解 析:根 据 题 意,在 △ABC 中,2ccosB =2a-b,
则2sinCcosB=2sinA-sinB,变形可得2sinCcosB
=2sin(B+C)-sinB,则有2sinBcosC=sinB,因为sinB>
0,所以cosC=12
,因为C∈(0,π),则C=π3.
答案:π
3
8.解析:如图所示:记AB=c,AC=
b,BC=a,
22+b2-2×2×b×cos60°=6,
因为b>0,解得b=1+ 3,
由S△ABC =S△ABD +S△ACD ,可 得
1
2×2×b×sin60°=
1
2×2×AD
×sin30°+12×AD×b×sin30°
,
解得AD= 3b
1+b2
=2 3
(1+ 3)
3+ 3
=2.
答案:2
9.解:(1)因 为 cosA= - 13
,A∈ (0,π)所 以 sinA=
1-cos2A=2 23
,
由正弦定理有asinC=csinA=2 23c=4 2
,解得c=6;
(2)如图所示,若△ABC存在,设其BC边上的高为AD,
若选①,a=6,因为c=6,所以C=A,因为cosA=-13
<0,这表明此时三角形 ABC 有两个钝角,而这是不可
能的,所以此时三角形 ABC 不存在,故BC 边上的高也
不存在;
若选②,asinB=10 23
,由asinC=4 2
有sinB
sinC=
5
6
,即b
c =
5
6
,所以b=5,
a= b2+c2-2bccosA=
52+62-2×5×6×(-13
)=9,
由S△ABC=
1
2bcsinA=
1
2a
AD 得
AD=bcsinAa =
6×5×2 23
9 =
20 2
9 .
若选③,△ABC的面积是10 2,则S△ABC =
1
2bcsinA=
1
2b×6×
2 2
3 =10 2
,
解得b=5,由 余 弦 定 理 可 得a= b2+c2-2bccosA=
25+36-256 -13( ) =9可以唯一确定,
进一步由余弦定理可得cosB,cosC 也可以唯一确定,
即B,C可以唯一确定,
这表明此时三角形 ABC 是存在的,且 BC 边 上 的 高 满
足:S△ABC=
1
2a
AD=92AD=10 2
,即AD=20 29 .
10.解:(1)设a=2t,c=3t,t>0,则根据余弦定理得b2=a2
+c2-2accosB,
即25=4t2+9t2-2×2t×3t×916
,解得t=2(负值舍去);
则a=4,c=6.
(2)因为B 为三角形内角,所以sinB= 1-cos2B=
1- 916( )
2
=5 716
,
根据正弦定理得 a
sinA=
b
sinB
,即 4
sinA=
5
5 7
16
,
解得sinA= 74.
(3)因为cosB=916>0
,且B∈(0,π),
所以B∈ 0,π2( ) ,
由(2)知sinB=5 716
,
因为a<b,则A<B,所以cosA= 1- 7
4
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
=34
,
则sin2A=2sinAcosA=2× 74×
3
4=
3 7
8
,cos2A=
2cos2A-1=2× 34( )
2
-1=18
,
cos(B-2A)=cosBcos2A+sinBsin2A
=916×
1
8+
5 7
16 ×
3 7
8 =
57
64.
课时冲关二十四
1.A [BC
→
=BA
→
+AD
→
+DC
→
=-23AB
→
+AD
→,
AE
→
=AB
→
+BE
→
=AB
→
+12BC
→
=AB
→
+
1
2 AD
→
-23AB
→
( )=23AB
→
+12AD
→
.]
2.D [由题意可设c=λd,即ka+b=λ(a-b),
(λ-k)a=(λ+1)b.∵a,b不共线,∴ λ-k=0
,
λ+1=0.{
∴k=λ=-1.∴c与d 反向.]
3.BCD
4.C [A,B,C 三点共线等价于AC
→,AB→共线,根据向量共
线的充要条件知,AC
→、AB→共线,即存在实数λ,使得AC→=λ
AB
→,即a+λ2b=λ(λ1a+b),由于向量a,b不共线,根据平面
向量的基本定理得λ1λ=1且λ2=λ,消掉λ,得λ1λ2-1
=0.故“A,B,C 三点共线”是“λ1λ2-1=0”的充分必要
条件.]
5.A [由PA→=λAB→,得OA→-OP→=λ(OB→-OA→),即OP→=(1
+λ)OA→-λOB→.又2OP→=xOA→+yOB→,所以 x=2+2λ
,
y=-2λ,{ 消
去λ得x+y-2=0.]
283
艺考生文化课百日冲关数学