内容正文:
专题02 三角函数、解三角形与恒等变换
题型
考情分析
考向预测
1.三角恒等变换
2025年上海卷:T5考查了三角恒等变换;T17考查解三角形
2024年上海卷:T5考查了解三角形;T18考查三角函数性质
2023年上海卷: T4考查三角恒等变换;T15考查三角函数的性质。
三角函数的值域与最值:可能结合函数的单调性、周期性,或是给定区间条件,求解函数的最值,也可能穿插含参问题增加些许难度。
2.三角函数图象及性质
3.解三角形
题型1 三角恒等变换
1.三角函数式化简的原则
2.三角函数式化简的方法
化简三角函数式的常见方法有弦切互化,异名化同名,异角化同角,降幂与升幂等.
3.三角恒等变换常用结论
(1)sin2α=,cos2α=;
(2)1+cos 2α=2cos2α,1-cos 2α=2sin2α;
(3) tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β).
【例1】(2026·上海静安·二模)若,则______.
【答案】
【解析】,
故.
【变式1-1】(25-26高一下·上海普陀·月考)已知为第三象限角,,则________.
【答案】
【解析】因为是第三象限角,所以.
由,解得:
所以.
【变式1-2】(25-26高三下·上海金山·月考)已知,则________.
【答案】/0.6
【解析】因为,所以.
【变式1-3】(25-26高一下·上海·期中)若,,且,,则的值为________.
【答案】
【解析】因为,,则,,
又因为,则,
由二倍角正切公式可得,
所以,,
因为,,则,即,
又因为,所以,
因此,.
题型2三角函数的图象和性质
1.三角函数的单调性
(1)求函数的单调区间应遵循简单化原则,将解析式进行化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”
(2)求形如y=Asin(ωx+φ)+B或y=Acos(ωx+φ)+B(其中ω>0)的单调区间时,要视“ωx+φ”为一个整体,通过解不等式求解,如果ω<0,那么一定要先借助诱导公式将x的系数化为正数
(3)已知三角函数的单调区间求参数,先求出函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解.
2.三角函数的奇偶性相关的结论
(1)若y=Asin(ωx+φ)为偶函数,则有φ=kπ+(k∈Z);若为奇函数,则有φ=kπ(k∈Z);
(2)若y=Acos(ωx+φ)为偶函数,则有φ=kπ(k∈Z);若为奇函数,则有φ=kπ+(k∈Z);
(3)若y=Atan(ωx+φ)为奇函数,则有φ=kπ(k∈Z).
3.三角函数图象的对称轴和对称中心的求法
求三角函数图象的对称轴及对称中心,须先把所给三角函数式化为y=Asin(ωx+φ)+b或y=Acos(ωx+φ)+b的形式,再把(ωx+φ)整体看成一个变量.
(1)若求f(x)=Asin(ωx+φ)(ω≠0)图象的对称轴,则只需令ωx+φ=+kπ(k∈Z),求x;
(2)若求f(x)=Asin(ωx+φ)(ω≠0)图象的对称中心的横坐标,则只需令ωx+φ=kπ(k∈Z),求x.
【例2】(新考法)(2026·上海杨浦·二模)已知函数(常数).
(1)若,在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c.若,,求角B的大小;
(2)若的最小正周期为π,将其图像向左平移个单位,再向上平移个单位得到函数的图像.当时恒有,求的取值范围.
【解】(1)时,函数,,,
中,,所以,
,由正弦定理可得,,
由,所以.
(2)函数(常数),的最小正周期为π,
所以,得,即,
所以,
时,,则有,此时,
当时恒有,则有,解得,
所以的取值范围为.
【变式2-1】(2026·上海松江·模拟预测)已知函数的表达式为.
(1)若将函数的图像向右平移个单位长度,得到函数的图像关于直线对称,求的最小值;
(2)若函数在区间上恰有2个极值点和2个零点,求实数m的取值范围.
【解】(1)由,
当函数右移个单位得,则 ,
由关于对称,可得: ,
整理得:,又,取得最小正数,
即的最小值为;
(2)由(1)可得:,
当,令,
再由的零点满足:或,,
不妨取,可得两个正数零点是或,依次增大的第三个正数零点是,
再由的极值点满足:,,
同理可得两个正数极值点是,依次增大的第三个正数极值点是,
所以函数在区间上恰有2个极值点和2个零点,
即满足在内取到,,,,不能取到和,
则,
即所求实数m的取值范围.
【变式2-2】(2026·上海闵行·一模)已知函数,(,,),其部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)在中,分别是角的对边,若,成等差数列,判断的形状.
【解】(1)由图知:,
,因为,所以,
,所以,解得,
由得,所以,
所以.
(2)因为且,所以,
因为成等差数列,所以,
由正弦定理得,
因为,所以,
将代入得,
展开得,
即,
即,
因为,所以,
所以,所以为等边三角形.
【变式2-3】(2026·上海长宁·一模)已知函数.
(1)若函数的最小正周期为,求的值及的单调递减区间;
(2)设,求函数在区间上的值域.
【解】(1)因为函数的最小正周期为,
所以,解得.
所以.
要求的单调递减区间,令,
解得,即的单调递减区间为.
(2)因为,所以,
所以.
由得,
由正弦函数的性质可得,所以,
所以函数在区间上的值域为.
题型3 解三角形
1.正弦定理:在△ABC中,===2R(R为△ABC的外接圆半径).变形:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C,sin A=,sin B=,sin C=,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C等.
2.余弦定理:在△ABC中,a2=b2+c2-2bccos A.变形:b2+c2-a2=2bccos A,cos A=.
3.三角形的面积公式:S=absin C=acsin B=bcsin A.
4.解与三角形有关的最值(范围)问题的基本步骤
(1)定基本量:根据题意和已知图形,选择相关的边、角作为基本变量,确定基本变量的范围;
(2)构建函数:将待求范围变量,利用正、余弦定理或三角恒等变换转化为基本变量的函数;
(3)求最值:利用函数有界性、单调性或基本不等式求最值.
【例3】(2026·上海·模拟预测)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求的值;
(2)若,为钝角,求面积的最大值.
【解】(1)由题意可知,,
由正弦定理得,
因为,所以,即;
(2)由(1)可知,
所以(不符合题意舍去)或,
在中,由余弦定理得,
因为且,即,
当且仅当时取等号,即,
故的面积,
即面积的最大值为.
【变式3-1】(2026·上海松江一模)在三角形中,内角所对边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,三角形的面积为,求三角形的周长.
【解】(1)由正弦定理得,所以
所以,整理得,
因为,所以,因此,所以,
所以.
(2)由的面积为,得,解得,
又,则,.
由余弦定理得,解得,,
所以的周长为.
【变式3-2】(2026·上海金山·一模)在中,、、分别是内角、、的对边,,,.
(1)求的值;
(2)求的值.
【解】(1)由余弦定理知,即,
整理得,解得或(舍负),故.
(2)∵,且,∴,
由正弦定理知,即,得,
∴.
【变式3-3】(25-26高三下·上海虹口·月考)在中,角的对边分别为,若且.
(1)求角的大小;
(2)若,在边上取一点,使得,求线段的长.
【解】(1)在中,由,得,
由,得为锐角,即,则,而,
所以.
(2)由,得,
在中,由正弦定理得,解得,
在中,由余弦定理得,
即,而,解得,
所以线段的长为.
1.(2026·上海徐汇·二模)若,则______.
【答案】5
【解析】由,
则.
2.(2026·上海青浦·模拟预测)函数的值域是________.
【答案】
【解析】,
其中,则其值域为
3.(2026·上海徐汇·二模)已知,则的值为_____________.
【答案】
【解析】,
所以,
则.
4.(2026·上海浦东新·二模)若,则函数的最小正周期为____________.
【答案】
【解析】,
故最小正周期为.
5.(2026·上海静安·一模)在中,已知,则的值为__________.
【答案】/0.625
【解析】在中,由正弦定理得,而,
因此,即,所以.
6.(25-26高三上·上海浦东新·期末)在中,,,,则__________.
【答案】
【解析】在中,由,,得,
由正弦定理得,.
7.(2026·上海徐汇期末)在中,已知,,则的面积为( )
A. B.4 C. D.
【答案】A
【解析】由,,
则,,
,
所以,
因,故,
则,
所以的面积为.
故选:A.
8.(2026·福建福州·模拟预测)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以,化简得:
.
因为,所以.
所以.
所以.
故选:D.
9.(2026·上海黄浦·二模)已知.
(1)求函数的最小正周期与单调增区间;
(2)将函数的图象上的所有点沿向量平移,得到的图象.若同时满足:①图象关于点对称;②有且仅有个极大值点在区间上.求的取值范围.
【解】(1)因为,
所以函数的最小正周期为,
由,可得,
所以函数的单调增区间为.
(2)由(1)知,
将函数的图象上的所有点沿向量平移,得到的图象,
所以,
由的图象关于点对称,可得,
所以,解得,
又,可知,故,
当时,,
由②知,解得,
故的取值范围是.
10.(2026·上海静安·一模)已知向量,,且.
(1)求及;
(2)记,求函数的最小值.
【解】(1)由题意得,
由于,
则
,
因为,所以.
(2),
因为,则,则当,即时,该函数取得最小值.
11.(2026·上海普陀·一模)在中,内角所对的边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)设,,函数的表达式为,且,若在区间上恰有3次使得函数的值能取遍区间内的所有值,求的取值范围.
【解】(1)由已知条件得,
由正弦定理得,
又,则,因为,所以.
(2)由得,,
又,则,又,则,
要在区间上恰有3次使得函数的值能取遍内的所有值,
则,即,
则所求的的取值范围是.
12.(2026·上海闵行·二模)已知.
(1)当时,解方程;
(2)若函数在上有唯一的极值点,求的取值范围,并判断这个极值点是极大值点还是极小值点.
【解】(1)当时,,
令,得,即,,解得,
故方程的解集为.
(2)由题意得,
在区间上,,,
令,则,
在上单调递增,且,
若函数在上有唯一的极值点,则在该区间有唯一解,
即有唯一解,故的取值范围为,
设为该极值点,
当时,,单调递增;当时,,单调递减,
所以极值点为极大值点.
13.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知函数.
(1)求的最小正周期和单调递增区间;
(2)当时,求函数的最值(最大值与最小值)及相应的值.
【解】(1),
则的最小正周期为,
令,则,
故单调递增区间为;
(2)因为,则,
则当,即时,的最大值为;
当,即时,的最小值为.
14.(2026·上海金山·三模)已知,函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)在中,若,且的面积为,求.
【解】(1)由题意,,
∴
.
由,可得,
所以的单调递增区间为.
(2)由,得,
因为,所以,所以,即.
因为,所以,得.
又,所以,
即,
所以
即.
15.(2026·上海松江·三模)已知函数的图像相邻两个零点之间的距离为.
(1)求的值及的解集;
(2)在中,为的一个内角,若满足,,且,求周长.
【解】(1)由题设,则,
令或,,
所以或,,故解集为.
(2)由题设,即,,
所以,,又是三角形内角,故,
由,即,
由,则,所以,
易得,所以周长为.
16.(2026·上海黄浦·二模)在中,,.
(1)求的值;
(2)若,求的周长和面积.
(2)先利用正弦定理求得的的长,进而求得的周长和面积.
【解】(1)在中,,又,
则,
则.
(2),又,,
则由正弦定理得,
则的周长为
的面积为.
17.(2026·上海·三模)在中,角,,所对边的边长分别为,,,且满足
(1)求角的值;
(2)若,求周长的最大值.
【解】(1)因 ,
利用正弦定理:整理得
由于故
(2)由于利用余弦定理: ,
所以利用基本不等式:
整理得:,(当且仅当 时,等号成立)
所以
故三角形的周长的最大值为
18.(2025·上海普陀·二模)设,函数的表达式为.
(1)若,设的内角的对边分别为,,且,求的面积.
(2)对任意的,皆有成立,且该函数在区间上不存在最小值,求函数在的单调区间.
【解】(1)因为,所以,
所以,解得或,
所以或,
若,则,不符;所以,
所以,所以,
由,
得,所以,
;
(2)由,得,所以,,
令,因为,所以,
又函数在无最小值,所以函数的最小正周期,所以,
所以,则,此时,符合题意,
所以,
令,所以,
当时,,
因为, 所以在单调递减,在单调递增.
19.(2026·上海闵行·二模)已知,函数的部分图像如图所示,图中最高点,最低点.
(1)求函数的解析式;
(2)若的内角所对的边分别为,若,,求面积的取值范围.
【解】(1)因为图像经过,,
所以得周期,由得,.
又得,,
又因为,
所以,所以.
(2)因为,又,
结合图像对称性可知:,则,
又,由正弦定理得:,
则,
所以
,
由,,可得,
所以,则,
故,
于是可得的面积为,
故面积的取值范围为.
20.(2026·上海杨浦·一模)已知的内角所对边的长度分别为.
(1)若,求的面积;
(2)若,求的值.
【解】(1)由,得,
由余弦定理得,即,
所以,即,
所以的面积为.
(2)由,由正弦定理得,
可得,
则,
因为,所以,
则,又,
所以.
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专题02 三角函数、解三角形与恒等变换
题型
考情分析
考向预测
1.三角恒等变换
2025年上海卷:T5考查了三角恒等变换;T17考查解三角形
2024年上海卷:T5考查了解三角形;T18考查三角函数性质
2023年上海卷: T4考查三角恒等变换;T15考查三角函数的性质。
三角函数的值域与最值:可能结合函数的单调性、周期性,或是给定区间条件,求解函数的最值,也可能穿插含参问题增加些许难度。
2.三角函数图象及性质
3.解三角形
题型1 三角恒等变换
1.三角函数式化简的原则
2.三角函数式化简的方法
化简三角函数式的常见方法有弦切互化,异名化同名,异角化同角,降幂与升幂等.
3.三角恒等变换常用结论
(1)sin2α=,cos2α=;
(2)1+cos 2α=2cos2α,1-cos 2α=2sin2α;
(3) tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β).
【例1】(2026·上海静安·二模)若,则______.
【变式1-1】(25-26高一下·上海普陀·月考)已知为第三象限角,,则________.
【变式1-2】(25-26高三下·上海金山·月考)已知,则________.
【变式1-3】(25-26高一下·上海·期中)若,,且,,则的值为________.
题型2三角函数的图象和性质
1.三角函数的单调性
(1)求函数的单调区间应遵循简单化原则,将解析式进行化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”
(2)求形如y=Asin(ωx+φ)+B或y=Acos(ωx+φ)+B(其中ω>0)的单调区间时,要视“ωx+φ”为一个整体,通过解不等式求解,如果ω<0,那么一定要先借助诱导公式将x的系数化为正数
(3)已知三角函数的单调区间求参数,先求出函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解.
2.三角函数的奇偶性相关的结论
(1)若y=Asin(ωx+φ)为偶函数,则有φ=kπ+(k∈Z);若为奇函数,则有φ=kπ(k∈Z);
(2)若y=Acos(ωx+φ)为偶函数,则有φ=kπ(k∈Z);若为奇函数,则有φ=kπ+(k∈Z);
(3)若y=Atan(ωx+φ)为奇函数,则有φ=kπ(k∈Z).
3.三角函数图象的对称轴和对称中心的求法
求三角函数图象的对称轴及对称中心,须先把所给三角函数式化为y=Asin(ωx+φ)+b或y=Acos(ωx+φ)+b的形式,再把(ωx+φ)整体看成一个变量.
(1)若求f(x)=Asin(ωx+φ)(ω≠0)图象的对称轴,则只需令ωx+φ=+kπ(k∈Z),求x;
(2)若求f(x)=Asin(ωx+φ)(ω≠0)图象的对称中心的横坐标,则只需令ωx+φ=kπ(k∈Z),求x.
【例2】(新考法)(2026·上海杨浦·二模)已知函数(常数).
(1)若,在中,角A、B、C的对边分别为a、b、c.若,,求角B的大小;
(2)若的最小正周期为π,将其图像向左平移个单位,再向上平移个单位得到函数的图像.当时恒有,求的取值范围.
【变式2-1】(2026·上海松江·模拟预测)已知函数的表达式为.
(1)若将函数的图像向右平移个单位长度,得到函数的图像关于直线对称,求的最小值;
(2)若函数在区间上恰有2个极值点和2个零点,求实数m的取值范围.
【变式2-2】(2026·上海闵行·一模)已知函数,(,,),其部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)在中,分别是角的对边,若,成等差数列,判断的形状.
【变式2-3】(2026·上海长宁·一模)已知函数.
(1)若函数的最小正周期为,求的值及的单调递减区间;
(2)设,求函数在区间上的值域.
题型3 解三角形
1.正弦定理:在△ABC中,===2R(R为△ABC的外接圆半径).变形:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C,sin A=,sin B=,sin C=,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C等.
2.余弦定理:在△ABC中,a2=b2+c2-2bccos A.变形:b2+c2-a2=2bccos A,cos A=.
3.三角形的面积公式:S=absin C=acsin B=bcsin A.
4.解与三角形有关的最值(范围)问题的基本步骤
(1)定基本量:根据题意和已知图形,选择相关的边、角作为基本变量,确定基本变量的范围;
(2)构建函数:将待求范围变量,利用正、余弦定理或三角恒等变换转化为基本变量的函数;
(3)求最值:利用函数有界性、单调性或基本不等式求最值.
【例3】(2026·上海·模拟预测)已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且
(1)求的值;
(2)若,为钝角,求面积的最大值.
【变式3-1】(2026·上海松江一模)在三角形中,内角所对边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,三角形的面积为,求三角形的周长.
【变式3-2】(2026·上海金山·一模)在中,、、分别是内角、、的对边,,,.
(1)求的值;
(2)求的值.
【变式3-3】(25-26高三下·上海虹口·月考)在中,角的对边分别为,若且.
(1)求角的大小;
(2)若,在边上取一点,使得,求线段的长.
1.(2026·上海徐汇·二模)若,则______.
2.(2026·上海青浦·模拟预测)函数的值域是________.
3.(2026·上海徐汇·二模)已知,则的值为_____________.
4.(2026·上海浦东新·二模)若,则函数的最小正周期为____________.
5.(2026·上海静安·一模)在中,已知,则的值为__________.
6.(25-26高三上·上海浦东新·期末)在中,,,,则__________.
7.(2026·上海徐汇期末)在中,已知,,则的面积为( )
A. B.4 C. D.
8.(2026·福建福州·模拟预测)已知,,则( )
A. B. C. D.
9.(2026·上海黄浦·二模)已知.
(1)求函数的最小正周期与单调增区间;
(2)将函数的图象上的所有点沿向量平移,得到的图象.若同时满足:①图象关于点对称;②有且仅有个极大值点在区间上.求的取值范围.
10.(2026·上海静安·一模)已知向量,,且.
(1)求及;
(2)记,求函数的最小值.
11.(2026·上海普陀·一模)在中,内角所对的边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)设,,函数的表达式为,且,若在区间上恰有3次使得函数的值能取遍区间内的所有值,求的取值范围.
12.(2026·上海闵行·二模)已知.
(1)当时,解方程;
(2)若函数在上有唯一的极值点,求的取值范围,并判断这个极值点是极大值点还是极小值点.
13.(25-26高三上·上海浦东新·期中)已知函数.
(1)求的最小正周期和单调递增区间;
(2)当时,求函数的最值(最大值与最小值)及相应的值.
14.(2026·上海金山·三模)已知,函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)在中,若,且的面积为,求.
15.(2026·上海松江·三模)已知函数的图像相邻两个零点之间的距离为.
(1)求的值及的解集;
(2)在中,为的一个内角,若满足,,且,求周长.
16.(2026·上海黄浦·二模)在中,,.
(1)求的值;
(2)若,求的周长和面积.
(2)先利用正弦定理求得的的长,进而求得的周长和面积.
17.(2026·上海·三模)在中,角,,所对边的边长分别为,,,且满足
(1)求角的值;
(2)若,求周长的最大值.
18.(2025·上海普陀·二模)设,函数的表达式为.
(1)若,设的内角的对边分别为,,且,求的面积.
(2)对任意的,皆有成立,且该函数在区间上不存在最小值,求函数在的单调区间.
19.(2026·上海闵行·二模)已知,函数的部分图像如图所示,图中最高点,最低点.
(1)求函数的解析式;
(2)若的内角所对的边分别为,若,,求面积的取值范围.
20.(2026·上海杨浦·一模)已知的内角所对边的长度分别为.
(1)若,求的面积;
(2)若,求的值.
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