内容正文:
专题03 三角函数与解三角形
3大考点概览
考点01三角恒等变换
考点02三角函数的图像与性质
考点03解三角形
三角恒等变换
运算
考点1
1.(2026·福建福州·模拟预测)已知,,则( )
A. B. C. D.
2.(2026·福建泉州·二模)已知为第二象限角,且,则( )
A. B. C. D.1
3.(2026·福建漳州·模拟预测)已知,则的最大值是( )
A. B. C. D.
4.【多选题】(2025·福建泉州·模拟预测)在斜中,若,则( )
A. B.的最大值为
C. D.
5.(2025·福建三明·模拟预测)已知,是第一象限角,,求( )
A. B. C. D.1
6.(2025·福建福州·模拟预测)已知,则的最小值为( )
A.3 B.5 C.9 D.25
7.【多选题】(2025·福建福州·模拟预测)已知角的顶点与原点重合,始边与x轴的正半轴重合,β终边经过点, 则( )
A. B.β终边在第二象限
C. D.
8.(2025·福建福州·模拟预测)已知,,则( )
A. B. C. D.
9.(2025·福建泉州·模拟预测)已知,则( )
A. B. C. D.
三角函数的图像与性质
考点2
1.(2026·福建福州·模拟预测)当时,函数的零点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
2.(2026·福建龙岩·一模)已知函数的图象关于直线对称,且在区间上单调递减,则的值为( )
A. B.1 C. D.4
3.(2026·福建龙岩·一模)已知函数.
(1)求的单调递增区间;
(2)在中,,,的面积为,求边的长.
4.(2026·福建莆田·二模)已知函数()的图象过点.
(1)求的单调递增区间;
(2)当,且时,证明:.
5.(2026·福建泉州·二模)已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.在区间上单调递减
B.在区间上单调递增
C.的图象向右平移个单位长度后得到的图象关于轴对称
D.的图象向左平移个单位长度后得到的图象关于原点中心对称
6.【多选题】(2026·福建漳州·模拟预测)已知函数的图象相邻两条对称轴之间的距离为,且直线是其中一条对称轴,则( )
A.的最小正周期为
B.
C.在上单调递增
D.的图象关于点中心对称
7.(2025·福建福州·模拟预测)数学与音乐有着紧密的关联,每一个音都是由纯音合成,纯音的数学模型是函数.我们平时听到的音乐不只是一个音在响,而是许多个纯音的结合,称为复合音.复合音的产生是由于发音体不仅全段在振动,它的各部分如二分之一部分、三分之一部分、四分之一部分等也同时在振动.已知刻画某声音的函数为:.
(1)求函数在上的单调区间;
(2)函数,若在上有三个不同的极值点,证明:为定值.
8.(2025·福建福州·模拟预测)已知函数,若方程在区间上恰有3个实根,则ω的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.(2025·福建泉州·模拟预测)当时,曲线与的交点个数为( )
A. B. C. D.
10.(2025·福建泉州·模拟预测)已知函数,则( )
A. B. C. D.
11.(2025·福建泉州·模拟预测)已知函数的图象关于点中心对称,则其图象的一条对称轴方程可以是( )
A. B. C. D.
12.(2025·福建三明·模拟预测)已知函数部分图象如图所示,其中,则的最小值为( )
A. B. C.2 D.
13.【多选题】(2025·福建·模拟预测)已知函数的最小正周期为,则( )
A.的最小值为
B.在上单调递增
C.直线是的图象的对称轴
D.的图象可由的图象向左平移个单位得到
14.【多选题】(2025·福建泉州·模拟预测)已知条件:①函数在单调递增;②函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离为;③函数的一个零点为.若函数仅满足上述①②③中的两个,则可以是( )
A. B.
C. D.
15.(2025·福建泉州·模拟预测)已知,函数,若关于的方程在区间上有解,则的取值范围为___________.
解三角形
考点3
1.(2026·福建莆田·二模)记的内角,,的对边分别是,,,若,,,则( )
A. B. C. D.
2.(2026·福建泉州·二模)已知锐角三角形中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求的值.
3.(2025·福建三明·模拟预测)在中,角,,所对的边是,,,已知,外接圆面积为.
(1)求的长;
(2)若,求的周长.
4.【多选题】(2025·福建漳州·模拟预测)在中,角的对边分别是,,,,则的值可以是( )
A.1 B. C.2 D.
5.(2025·福建福州·一模)在中,,为的中点,.
(1)若,求的长;
(2)若,求的长.
6.(2025·福建·模拟预测)记的内角,,所对边分别为,,,已知,.
(1)求;
(2)若的面积为,求.
7.(2025·福建福州·模拟预测)记的内角A、 B、 C的对边分别为a、 b、 c, 若, 则的面积为________.
8.(2025·福建福州·模拟预测)记的角的对边分别为分别以为边长的三个正三角形的面积依次为,,,已知.
(1)求角B;
(2)若,求的周长.
9.(2025·福建泉州·模拟预测)已知,,分别为三个内角,,的对边,,且,( )
A.1 B.3 C. D.
10.(2025·福建莆田·模拟预测)已知的内角,,所对的边分别为,,,,,则______.
11.(2025·福建福州·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若的面积不小于,求的最大值.
12.(2025·福建泉州·模拟预测)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求;
(2)如图所示,为外一点,,,,求.
13.(2025·福建泉州·模拟预测)的内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求的面积与周长的比值的最大值.
14.(2025·福建泉州·模拟预测)已知分别为三个内角的对边,,且,则( )
A. B. C. D.
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专题03三角函数与解三角形
考点1
三角恒等变换
1.D
2.A
3.A
4.BCD
5.D
6.c
7.AD
8.D
9.A
考点2
三角函数的图像与性质
1.c
2.B
3.
【详解】(1)f(x)=9sin2x-sin子x+号=号s1n2x+cos2x=sin(2x+号)
令-号+2kT≤2x+晋≤5+2km,keZ,
解得-晋+kπ≤x≤晋+kT,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为[-号+kT,若+kπ],k∈Z
(2)因为f(A)=sin(2A+晋)=专,
又A为△ABC的内角,则A∈(0,T)
故2A+晋∈(,),
所以2A+吾=要,所以A=号
设角AB,C所对边分别为a,b,c,
因为sinB=2sinC,由正弦定理得b=2c.①
因为三角形的面积为√5,所以号bcsinA=V3.②
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b=2W2
由①②解得:
c=2
由余弦定理得BC2=b2+c2-2 bccosA=8+2-8×支=6,
所以BC=V6
4.【详解】(1)将点P(罩,2)代入函数解析式,得2=2sin(晋+p),即sin(晋+p)=1,
则有晋+p=号+2kT,解得p=晋+2kπ,k∈Z,
因为p|<,令k=0,则p=晋,所以f(x)=2sin(x+晋),
由-号+2kπ≤x+晋≤号+2kT,keZ,解得-要+2kπ≤x≤罩+2kT,k∈Z,
故F(x)的单调递增区间为[-要+2km,罩+2kπ],k∈Z
(2)由(1)知f(x)=2sin(x+),
则f(a-)=2sin(a-零+)=2sina,
f(B+晋)=2sin(3+晋+晋)=2sin(B+号)=2cosB,
依题意,有f(a-晋)f(B+晋)=4 sinacosB=3,即sinacosB=,
因为sin(&+B)=瓷,即sinacosB+B=号,
代入sinacosB=是得cosasinB=是,
sinacosβ
言=4,即器=4,
则有tana=4tanB,得证
5.D
6.ACD
7.【详解】(1):f(x)=sinx+sin2x+sin3x,求导得f(x)=cosx+cos2x+cos3x,
又:cosa+cosb=cos(学+)+cos(-)=2cos岁cosy,
.f (x)=cosx+cos2x+cos3x=2cosxcos2x+cos2x=cos2x(2cosx+1),
当xE(0,π),令f(x)=0,解得x1=晋,x2=要,x3=牙,
令f(x)>0,解得:0<x<晋或要<x<平,
令f(x)<0,解得:罩<x<晋或要<x<π,
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·f(x)的增区间为:(0,晋)和(晋,妥),减区间为:(晋,牙)和(要,π).
(2)证明::g(x)=f(x)+2sinx-mx=3sinx+sin2x+青sin3x-mx,
g(x)=3cosx +cos2x+cos3x-m,
cos3x cos2xcosx-sin2xsinx=(2cos3x-cosx-2sin xcosx)
=cosx (2cos2x-1-2sinx)=cosx (4cos2x-3),
g'(x)=3cosx+cos2x+cos3x-m=4cos3x+cos2x-m=4cosx+2cos2x-(m+1),
:g(x)在(0,π)上有三个不同的极值点1x2x3(x;≠受,i=1,2,3),
÷g(x)=0在(0,π)上有三个不同的根,即4cos3x+2cos2x-(m+1)=0在(0,元)上有三个不同
的根,
令t=cosx,x∈(0,π)时,t∈(-1,1)且t≠0,:≠,·方程转化为4t3+2t2-(m+1)=0
设方程的根为t1=cosx1t2=cosx2t3=cosx3,则4(t-t1)(t-t2)(t-t3)=0,
化简可得:4t3-4(t1+t2+t3)t2+4(t1t2+t2t3+t1t3)t-4t1t2t3=0,
则-4(t1+t2+t3)=2,即t1+t2+t3=-号,4(t1t2十t2t3十t1t3)=0即t1t2十t2t3+t1t3=0,
-4t1t2t3=-(m+1),即t1t2t3=唑,
小成十威+=去+专+吉=种型=0.
t1t2:
·o盛十c0盛十co盛为定值,命题得证.
8.D
9.D
10.D
11.c
12.A
13.ABD
14.BC
s
考点3
解三角形
1.B
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2.【详解】(1由=,可得a2+c2-b2=ac,
则cosB=兰品=,
因为B∈(0,受),故B=胃
(2)解法一:由cos3C+cosC=0,可得cos(2C+C)+cos(2C-C)=0,
则2cos2 CcosC=0,
因为C∈(0,),所以cosC≠0,2C∈(0,元),
则cos2C=0,即2C=变,所以C=,
由正弦定理品=益c=品,
4
可得品=品=nπ=5=o+co写=6+5,
b=品×导c=×。
代c+5=4:可%品×号+5x高×厚-4.
解得2a=4,即a=2
解法二:由cos3C+c0sC=0,可得cos3C=-cosC,
则3C+C=元+2km或3C=π+C+2kT(k∈Z),
即C=晋+专kπ或C=号+kπ(keZ),
因为C∈(0,),所以C=罩,
由余弦定连可得c0sC==号,则a2+b2-c2=反b,
2ab
又a2+c2-b2=ac,两式相加可得2a2=ac+V2ab,
即2a=c+V2b=4,得a=2
解法三:由cos3C+cosC=0,可得cos(2C+C)+cosC=0,
cos2 CcosC-sin2CsinC +cosC=0,
(cos2C+1)cosC=sin2CsinC=2sin2CcosC,
因为Ce(0,),所以cosC≠0,
则cos2C+1=2sin2c,即2cos2℃-1+1=2sin2c,即cos2C=sin2℃,
则tanC=1,所以C=,
如图,过A作AD⊥BC,垂足为D,可得BD=ccosB,CD=bcosC,
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a BD+CD ccosB+bcosC.
所以a=c+号b=(c+V2b)=支×4=2
B
D
3.【详解】(1)由(1-cos2A)b=a2可得2bsin2A=a2,即得=2b,
设△ABC外接圆半径为R,依题意πR2=要,即R2=寻,
由正弦定理,品=2R,则得2b=(品)2=4R2=3,解得b=
(2)由AB·B元=A丽Bdcos(元-B)=-accosB=音(*),可知角B为钝角,
又由余弦定理,b2=星=a2+c2-2 accosB=a2+c2+是,可得a2+c2=多
由正弦定理,岛=2R=2×号=5,可得snB=号,因角B为纯角,故B=等,
代入(*),可得ac=,故(a+c2=a2+c2+2ac=+2×=3,则a+c=V3,
故△ABC的周长为2+b+c=5十月=29
4.AC
5.【详解】(1)如图,在△DBC中,CD=5,BC=V6,BD=1,
根据余弦定理,得cos∠DBC=D0=⑥固_5
2BDBC
2x1XV6
3
D
又在△ABC中,coS∠ABC=5,BC=V6,AB=2,
根余放定理,cS∠ABC=-5A-9。
2ABBC
2x2x6
解得AC=V2:
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(2)如图,延长BA,使AE=AC,则△AEC为等腰三角形,∠AEC=∠ACE,
∠BAC=∠AEC+∠ACE=2AEC,
B
又∠BAC=2∠BCD,所以∠BCD=∠AEC,所以∠BDC=∠BCE,
所以△BDC~△BCB,则需=骺,即-器,
所以=平,则BC2=2+AC
AC=A+D元,B元=Bi+D元,
所以a-|a币+D-|a+|Dd2+2l·DClcOsBDC,
C2=|i+Dd2=|2+|Dd2+2·Dcos∠ADc
所以a2+d2=2(12+2)=2[12+(5)]=8,
所以AC2+AC+2=8,即AC2+AC-6=0,解得AC=2或AC=-3(舍)
6.【详解】(1)因为sinB=2sinA,由正弦定理得b=2a,
因为c=4ac0sB,由余弦定理得C=4a×兰二,
整理得c2=2b2-2a2,所以c2=6a2,则c=V6a,
所以由余弦定理得cosA=妇46a2空=
36
8
2x2axv6a
(2)因为0<A<,所以sinA=V-cos2A=平,
所以△ABC的面积为特×2a×6a×四=要2
所以年a2=V5,解得a=2(负值已舍去),
所以b=4
7.4
8【详解1(1)由题意得31=支a2.号=-9952=9b2Sg=9c2,
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则S,-2+S3=a2-b2+9c2=,即a2+c2-b2=2,
由余弦定理得cOSB=4b,整理得accosB=1,
2ac
又因为S△4Bc=支acsinB=专,所以acsinB=1,
可得tanB=1,因为B∈(0,π),所以B=
(2)由S△4Bc=acsin晋=克可得ac=V2,
由正孩定理得:品=品=品,则品=品·品c=nc=
b
二2
则品=V2,故b=V2sinB=1,
由余弦定理得b2=a2+c2-2 accosB=(a+c)2-2ac(1+cosB),
所以(a+c)2=3+22=(V2+1)2,解得a+c=反+1,
所以△ABC的周长为a+b+c=V2+2.
9.B
10等
1.【详解】(1)由a2+c2-aC=b2及余弦定理可知:c0sB=斗经=,
2ac
因为BE(0,元),则B=背
(2)因为S=acsinB≥V5a2,所以csinB≥2V5a,即c≥4a,
由正弦定理可知:sinC≥4sinA,
因为A+B+C=π,所以sinC=sin(A+B)=sin(号+A),
由此可得sin(胃+A)≥4sinA,展开得cosA十sinA≥4sinA
即V3cosA≥7sinA,又因为A∈(0,π),sinA>0,所以cosA>0,
同时除以cosA,得tanA≤与,
所以tanA的最大值为写
12.【详解】(1):bcosC+V3 csinB=a+2c,
:在△ABC中,由正弦定理得,sinBcosC+V3 sinCsinB=sinA+2sinC,
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由sin(B+C)=sin(180°-A)=sinA,
.sinBcosC+3 sinCsinB=sin(B+C)+2sinC =sinBcosC+cosBsinC+2sinC.
3 sinCsinB-cosBsinC=2sinC.
:0°<C<180,sinC≠0,V3sinB-cosB=2,
即sin(B-30)=1,
又:0°<B<180°,
÷B-30°=90°,即B=120°
(2)因为AC=AD,令∠DCA=∠CDA=x,∠CAD=180°-2a,
在△ACD中,由正弦定理得,
品=m品D,CD=V5,AAC=
CD
5
sin2a
,2c0
在△ABC中,由正弦定理得,品=nSc,
BC
因为∠BAC=180°-120°-(120°-a)=-60°,BC=1,
AC=部,
:sin(a-60)=cosa=sin(90°-),
解得a=75°,即D=75°.
13.【详解】(1)因为acos(B-C)=(2V3 csinB-a)cosA,所以
acos(B-C)+acosA=23 csinBcosA
因为cosA=-cos(B+C),所以acos(B-C)-acos(B+C)=2V3 csinBcosA
a[cosBcosC+sinBsinC-(cosBcosC-sin BsinC)]=23 csinBcosA.
化简得:asinBsinC=V3 csinBcosA
根据正弦定理得:sinAsinBsinC=V5 sinCsinBcosA
因为0<B<π,0<C<T,所以sinB≠0,sinC≠0,
所以sinA=V5cosA解得tanA=V5,又0<A<π,所以A=
(2)由(1)知A=号又a=25,
则△ABC的面积为S=bc5inA=号bc,△ABC的周长为L=25+b+c,
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所以是=
23+b+c
由余弦定理得:(2V5)2=b2+c2-2 bccos号,化简得12=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc,
所以bc=+g-1
3
bc≤(些)只,所以+1≤(学)只,
化简得(b+c)2≤48,所以b+c≤45,
所以足e
x
23+b+c
23+b+c
-x
2/3+b+c
令b+c=t,则2V5<t≤45,
所以是-×-县×-8×228-月(c-25).
23+b+c
2W3+t
2W3+t
所以当t=45时,取最大值为(45-25)=为
14.B
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专题03 三角函数与解三角形
3大考点概览
考点01三角恒等变换
考点02三角函数的图像与性质
考点03解三角形
三角恒等变换
运算
考点1
1.(2026·福建福州·模拟预测)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】,
由
,
所以.
2.(2026·福建泉州·二模)已知为第二象限角,且,则( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】先求出,再根据两角和的余弦公式可求
【详解】因为为第二象限角且,故,
故,
故选:A.
3.(2026·福建漳州·模拟预测)已知,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据二倍角的余弦公式,结合的取值范围,及不等式的性质求得的取值范围,从而得到的最大值.
【详解】当时,,得到.
由题意得.
由,得,所以.
故的最大值为.
故选:A.
4.【多选题】(2025·福建泉州·模拟预测)在斜中,若,则( )
A. B.的最大值为
C. D.
【答案】BCD
【分析】根据正弦定理、余弦定理及三角恒等变换判断得出.
【详解】对于A,由余弦定理得
,再由正弦定理得
即,整理得:,即,故A错误;
对于B,因为,,所以,,
所以,当且仅当,即时,等号成立,
所以,又因为,所以,所以的最大值为,故B正确;
对于C,由A可知,即,
又因为
,
即,
同理可得,
所以,
即,
所以,故C正确;
对于D,因为 ,
又因为,所以,
,所以,故D正确.
故选:BCD.
5.(2025·福建三明·模拟预测)已知,是第一象限角,,求( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【分析】由三角恒等变换化简已知条件得,可求.
【详解】已知,得,
即,
可得,
由,是第一象限角,有,
所以,则有.
故选:D.
6.(2025·福建福州·模拟预测)已知,则的最小值为( )
A.3 B.5 C.9 D.25
【答案】C
【分析】利用诱导公式及和角的正切公式列式,再利用基本不等式求出最小值.
【详解】依题意,,即,
则,当且仅当时取等号,
因此,解得,
所以当时,取得最小值9.
故选:C
7.【多选题】(2025·福建福州·模拟预测)已知角的顶点与原点重合,始边与x轴的正半轴重合,β终边经过点, 则( )
A. B.β终边在第二象限
C. D.
【答案】AD
【分析】利用三角函数定义即可判断A;判断所在象限,即可判断B;根据角所在象限,利用两角和差的正余弦公式,即可判断CD.
【详解】由题意可得, A正确;
由于,故可在第一象限或第三象限,
在第一象限时,,则在第二象限,
在第三象限时,,则在第四象限,
即β终边在第二象限或第四象限,B错误;
由于,在第一象限时,,
此时在第二象限,,则,
故;
;
在第三象限时,,
此时在第四象限,,则,
故,
,C错误,D正确;
故选:AD
8.(2025·福建福州·模拟预测)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先切化弦,然后用两角和与差的正弦公式进行求解即可得到答案.
【详解】因为,所以,化简得:
.
因为,所以.
所以.
所以.
故选:D.
9.(2025·福建泉州·模拟预测)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】应用同角三角函数关系结合已知条件计算得出,再结合两角和余弦公式计算求解.
【详解】因为,且,
所以,,
则.
故选:A.
三角函数的图像与性质
考点2
1.(2026·福建福州·模拟预测)当时,函数的零点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】令,然后通过分析方程在给定区间内的解的个数来确定函数的零点个数.
【详解】令,即,移项可得,
对于,其周期;对于,其周期;
当时,画出两个函数图象为:
由图象可以看出,方程在给定区间内的解的个数为6,
所以函数的零点个数为6.
2.(2026·福建龙岩·一模)已知函数的图象关于直线对称,且在区间上单调递减,则的值为( )
A. B.1 C. D.4
【答案】B
【分析】由函数的图象关于直线对称,可得;由函数在区间上单调递减,可得,从而得,即可得答案.
【详解】因为函数的图象关于直线对称,
所以,
解得,
又因为函数在区间上单调递减,
所以函数在处取得最大值,
所以,
所以,
解得,
解得.
又因为.
故选:B.
3.(2026·福建龙岩·一模)已知函数.
(1)求的单调递增区间;
(2)在中,,,的面积为,求边的长.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用辅助角公式,结合正弦函数的单调性即可求解;
(2)利用正弦定理角化边,结合面积公式和余弦定理即可求解.
【详解】(1),
令,,
解得,,
所以函数的单调递增区间为,.
(2)因为,
又为的内角,则
故,
所以,所以.
设角所对边分别为,
因为,由正弦定理得.①
因为三角形的面积为,所以.②
由①②解得:,
由余弦定理得,
所以.
4.(2026·福建莆田·二模)已知函数()的图象过点.
(1)求的单调递增区间;
(2)当,且时,证明:.
【答案】(1),
(2)证明见解析
【分析】(1)代入点坐标,结合的范围,求出,再由正弦函数的单调性即可求得;
(2)由条件化简得,再由和差公式求得,两式相比即可证明.
【详解】(1)将点代入函数解析式,得,即,
则有,解得,,
因为,令,则,所以,
由,,解得,,
故的单调递增区间为,.
(2)由(1)知,
则,
,
依题意,有,即,
因为,即,
代入得,
所以,即,
则有,得证.
5.(2026·福建泉州·二模)已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.在区间上单调递减
B.在区间上单调递增
C.的图象向右平移个单位长度后得到的图象关于轴对称
D.的图象向左平移个单位长度后得到的图象关于原点中心对称
【答案】D
【分析】根据给定的图象,结合五点法作图求出,再利用正弦函数单调性判断AB;利用函数图象变换,结合奇偶性判断CD.
【详解】观察图象,得,则,而,解得,,
由,得,解得,
令函数的最小正周期为,由,得,
因此,,
对于A,当时,,而当,
即时,函数取到最小值,A错误;
对于B,,而当时,函数取到最小值,B错误;
对于C,是奇函数,图象关于原点对称,C错误;
对于D,是奇函数,图象关于原点对称,D正确.
故选:D
6.【多选题】(2026·福建漳州·模拟预测)已知函数的图象相邻两条对称轴之间的距离为,且直线是其中一条对称轴,则( )
A.的最小正周期为
B.
C.在上单调递增
D.的图象关于点中心对称
【答案】ACD
【分析】利用已知条件求得函数的解析式为,再利用余弦三角函数的性质对选项进行验证得解.
【详解】余弦函数相邻两条对称轴之间的距离是,
又函数的图象相邻两条对称轴之间的距离为,
,解得,又,,,
又直线是其中一条对称轴,,,
又,故取,得,
因此函数的解析式为.
对于A,函数的最小正周期为,故A正确,
对于B,,故B错误,
对于C,令,当时,,
在上单调递增,故在上单调递增,故C正确.
对于D,,
因此的图象关于点中心对称,故D正确.
故选:ACD.
7.(2025·福建福州·模拟预测)数学与音乐有着紧密的关联,每一个音都是由纯音合成,纯音的数学模型是函数.我们平时听到的音乐不只是一个音在响,而是许多个纯音的结合,称为复合音.复合音的产生是由于发音体不仅全段在振动,它的各部分如二分之一部分、三分之一部分、四分之一部分等也同时在振动.已知刻画某声音的函数为:.
(1)求函数在上的单调区间;
(2)函数,若在上有三个不同的极值点,证明:为定值.
【答案】(1)增区间为:和,减区间为:和
(2)证明见解析
【分析】(1)先对函数求导,利用和差化积公式化简导数,再令,求出函数的极值点,利用导数符号求出函数的单调区间;
(2)先求出函数的导数并利用三角恒等变换化简,通过换元法把方程转换为关于的三次方程,再利用根与系数的关系证明结论.
【详解】(1),求导得,
又,
,
当,令,解得,
令,解得:或,
令,解得:或,
的增区间为:和,减区间为:和.
(2)证明:,
,
,
,
在上有三个不同的极值点,
在上有三个不同的根,即在上有三个不同的根,
令,时,且,,方程转化为,
设方程的根为,则,
化简可得:,
则,即,即,
,即,
.
为定值,命题得证.
8.(2025·福建福州·模拟预测)已知函数,若方程在区间上恰有3个实根,则ω的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意可得,从而得或,再根据,求出的可能取值,由有3个实根,列出不等式组求解即可.
【详解】若方程,
则,
即或,
当时, ,
则大于的取值为,
因为原方程在区间上恰有3个实根,
所以,解得.
所以的取值范围.
故选:D.
9.(2025·福建泉州·模拟预测)当时,曲线与的交点个数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用正弦函数图像的性质作出两函数图象,再确定在指定区间内交点个数即可.
【详解】函数的最小正周期为,函数的最小正周期为,
在坐标系中,由五点法作图画出两函数在上的图象,如图:
观测图象知,函数与在上的图象有8个交点.
故选:D
10.(2025·福建泉州·模拟预测)已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据分段函数的定义,再利用任意角的正弦函数值求解
【详解】当时,,故当时,有周期.
故.
而
故选:
11.(2025·福建泉州·模拟预测)已知函数的图象关于点中心对称,则其图象的一条对称轴方程可以是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由对称中心求出,再结合余弦曲线的对称轴,利用整体的思想即可求图象的对称轴方程.
【详解】因为函数的图象关于点中心对称,
所以 ,有 ,
为偶数时,所以,为奇数时,所以.
令,得,
所以图象的对称轴方程为,
当时,图象的一条对称轴方程为.
故选:C
12.(2025·福建三明·模拟预测)已知函数部分图象如图所示,其中,则的最小值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】先根据求得的值,再对照的图象,得到与函数的周期间的关系,进而得到与的关系,利用求得的范围,得到的最小值.
【详解】由图象知所以.因为,所以.所以.
根据正弦函数的图象,如图,
,,
所以设函数的周期为T,则,即.
因为,所以所以.
所以的最小值为.
故选:A.
13.【多选题】(2025·福建·模拟预测)已知函数的最小正周期为,则( )
A.的最小值为
B.在上单调递增
C.直线是的图象的对称轴
D.的图象可由的图象向左平移个单位得到
【答案】ABD
【分析】利用正弦型函数的基本性质可求出函数的解析式,利用正弦型函数的最值可判断A选项;利用正弦型函数的单调性可判断B选项;利用正弦型函数的对称性可判断C选项;利用三角函数图象变换可判断D选项.
【详解】因为,最小正周期为,所以,
即.
对于A,由于,所以的最小值为,A正确;
对于B,当时,,
所以在上单调递增,B正确;
对于C,因为时,,所以C不正确;
对于D,由 ,所以D正确.
故选:ABD.
14.【多选题】(2025·福建泉州·模拟预测)已知条件:①函数在单调递增;②函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离为;③函数的一个零点为.若函数仅满足上述①②③中的两个,则可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】对每个选项中的函数,结合正弦型函数的基本性质逐个验证①②③即可.C
【详解】对于A选项,若,当时,,
此时函数在上不单调,①不满足,
函数的最小正周期为,则函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离为,②不满足,
因为,即函数的一个零点为,③满足,故A不合乎要求;
对于B选项,若,当时,,
此时,函数在上单调递增,①满足,
函数的最小正周期为为,函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离为,②不满足,
因为,即函数的一个零点为,③满足,故B合乎要求;
对于C选项,若,当时,,
此时,函数在上单调递减,①不满足,
函数的最小正周期为,函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离为,②满足,
因为,即函数的一个零点为,③满足,故C合乎要求;
对于D选项,若,当时,,
此时,函数在上单调递增,①满足,
函数的最小正周期为,函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离为,②满足,
因为,即函数的一个零点为,③满足,故D不合乎要求.
故选:BC.
15.(2025·福建泉州·模拟预测)已知,函数,若关于的方程在区间上有解,则的取值范围为___________.
【答案】
【分析】由题意得,且,设为锐角,结合即可求解.
【详解】函数的图象的对称中心为,且单调递增,
所以由可得,,且,
不妨设为锐角,所以,
所以函数在单调递减,
所以当时,取得最大值,
当时,取得最小值,
所以,即,
故答案为:.
解三角形
考点3
1.(2026·福建莆田·二模)记的内角,,的对边分别是,,,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据余弦定理求出的值,再结合角的取值范围确定角的大小.
【详解】
因为,所以.
故选:B.
2.(2026·福建泉州·二模)已知锐角三角形中,角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题设结合可得,再结合余弦定理求解即可;
(2)解法一:由结合两角和与差的余弦公式可得,进而得到,再利用正弦定理可得,代入即可求解;
解法二:由结合余弦函数的性质可得,再利用余弦定理得到,与相加,再结合即可求解;
解法三:由,结合三角恒等变换公式先得到,过作,垂足为,可得,进而结合即可求解.
【详解】(1)由,可得,
则,
因为,故.
(2)解法一:由,可得,
则,
因为,所以,,
则,即,所以,
由正弦定理,
可得,
得,
代入,可得,
解得,即.
解法二:由,可得,
则或,
即或,
因为,所以,
由余弦定理可得,则,
又,两式相加可得,
即,得.
解法三:由,可得,
得,
即,
因为,所以,
则,即,即,
则,所以,
如图,过作,垂足为,可得,
故,
所以.
3.(2025·福建三明·模拟预测)在中,角,,所对的边是,,,已知,外接圆面积为.
(1)求的长;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用二倍角公式和正弦定理化简已知式,借助于外接圆面积即可求解;
(2)利用向量数量积的定义化简已知式得,推得角为钝角,由余弦定理得,再由正弦定理求得,则得,进而,求得,即得的周长.
【详解】(1)由可得,即得,
设外接圆半径为,依题意,即,
由正弦定理,,则得,解得.
(2)由(*),可知角为钝角,
又由余弦定理,,可得.
由正弦定理,,可得,因角为钝角,故,
代入(*),可得,故,则,
故的周长为.
4.(2025·福建漳州·模拟预测)在中,角的对边分别是,,,,则的值可以是( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】AC
【分析】根据余弦定理直接求解即可.
【详解】根据余弦定理可得,
即,,,,
解得或.
故选:AC.
5.(2025·福建福州·一模)在中,,为的中点,.
(1)若,求的长;
(2)若,求的长.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)在中,利用余弦定理可求得,在中,再利用余弦定理,即可求得;
(2)如图,延长,使,则为等腰三角形,进而可得,则,则,结合平面向量基本定理,可得,联立即可求解.
【详解】(1)如图,在中,,,,
根据余弦定理,得,
又在中,,,,
根据余弦定理,得,
解得;
(2)如图,延长,使,则为等腰三角形,,
,
又,所以,所以,
所以,则,即,
所以,则,
又,,
所以,
,
所以,
所以,即,解得或(舍).
6.(2025·福建·模拟预测)记的内角,,所对边分别为,,,已知,.
(1)求;
(2)若的面积为,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理得,进一步由余弦定理得,再结合余弦定理可得;
(2)首先求得,然后结合三角形面积公式即可列方程求解.
【详解】(1)因为,由正弦定理得,
因为,由余弦定理得,
整理得,所以,则,
所以由余弦定理得.
(2)因为,所以,
所以的面积为.
所以,解得(负值已舍去),
所以.
7.(2025·福建福州·模拟预测)记的内角A、 B、 C的对边分别为a、 b、 c, 若, 则的面积为________.
【答案】4
【分析】根据正弦定理化简已知条件,结合基本不等式,解三角形,求出面积.
【详解】因为,所以,化简得,
由正弦定理可知,可得,
由基本不等式可知,所以,解得,根据正弦函数值域可知,则,
带入可得,解得,所以三角形面积,
故答案为:4.
8.(2025·福建福州·模拟预测)记的角的对边分别为分别以为边长的三个正三角形的面积依次为,,,已知.
(1)求角B;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)利用面积公式结合已知条件可得,再利用余弦定理可得,
再应用面积公式可得,从而可求得角;
(2)利用正弦定理结合已知条件可得,从而可求解,再利用余弦定理即可求得,即可求得周长.
【详解】(1)由题意得,
则,即,
由余弦定理得,整理得,
又因为,所以,
可得,因为,所以
(2)由可得,
由正弦定理得:,则.
则,故,
由余弦定理得,
所以,解得,
所以的周长为.
9.(2025·福建泉州·模拟预测)已知,,分别为三个内角,,的对边,,且,( )
A.1 B.3 C. D.
【答案】B
【分析】应用正弦边角关系及已知并整理得,再结合三角形内角性质、诱导公式和角正切公式,且,进而得到关于的方程,求解并验证即可.
【详解】由题设及正弦边角关系,有,,
所以,
由,,则,可得,
所以,整理得,
可得或,
若,则,结合,故,三角形有两个钝角,不符合;
所以.
故选:B
10.(2025·福建莆田·模拟预测)已知的内角,,所对的边分别为,,,,,则______.
【答案】/
【分析】设,利用余弦定理求出,再结合正弦定理即可求得答案.
【详解】由于,设,
由可得,即,
解得(负值舍),
故,
故答案为:
11.(2025·福建福州·模拟预测)记的内角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求;
(2)若的面积不小于,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合已知利用余弦定理求得,结合角的范围即可得解.
(2)根据得,由正弦定理得,进而由三角形的性质及两角和的正弦公式化简得,即可解答.
【详解】(1)由及余弦定理可知:,
因为,则.
(2)因为,所以,即,
由正弦定理可知:,
因为,所以,
由此可得,展开得,
即,又因为,,所以,
同时除以,得,
所以的最大值为.
12.(2025·福建泉州·模拟预测)在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求;
(2)如图所示,为外一点,,,,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理和两角和与差的正弦公式即可求解;
(2)令,,在和中分别利用正弦定理即可求解.
【详解】(1),
在中,由正弦定理得,,
由,
,
即,
,,,
即,
又,
,即.
(2)因为,令,,
在中,由正弦定理得,
,,
在中,由正弦定理得,,
因为,,
,
,
解得,即.
13.(2025·福建泉州·模拟预测)的内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若,求的面积与周长的比值的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先将原等式利用和差倍角的余弦公式以及正弦定理进行化简,得到关于角的三角函数,进而可求得角的值.
(2)首先根据余弦定理求得关于的等式,然后求三角形的面积和周长,化简的表达式,利用基本不等式和三角形的边长性质求得的范围,进而可求得的最大值.
【详解】(1)因为,所以.
因为,所以.
所以.
化简得:
根据正弦定理得:.
因为,所以,
所以.解得,又,所以.
(2)由(1)知又,
则的面积为,的周长为,
所以.
由余弦定理得:,化简得,
所以.
又,所以,
化简得,所以,
所以.
令,则,
所以,
所以当时,取最大值为.
14.(2025·福建泉州·模拟预测)已知分别为三个内角的对边,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】思路一:由题意得,,从而可得的值,思路二:由题意得,进一步求出,,结合两角和的正弦公式即可求解.
【详解】解法一:因为为锐角,所以,
又在中,,所以,则
所以,解得,,所以.
故选:B.
解法二:又在中,,
因为,所以
所以,,所以,
又因为,,
所以.
故选:B.
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