一、解答题
1.(2019·上海市杨浦高级中学高一期末)已知函数f(x)(1)求函数f(x)的定义域: (2)求函数f(x)的单调递减区间: (3)求函数了f(x)在区间(cosxsinx)sin2x
cosx11,上的最大值和最小值. 2424x|xk,xR,kZ. 【答案】(1)2(2)k8,k5k,k,kZ. 228112)1. 242(3)f(x)maxf()21,f(x)minf(8【分析】(1)根据分母不等于0求出函数的定义域.
(2)化简函数的表达式,利用正弦函数的单调减区间求解函数的单调减区间即可. (3)通过x满足值.
【详解】解:(1)函数f(x)11,求出相位的范围,利用正弦函数的值域,求解函数的最大值和最小2424(cosxsinx)sin2x的定义域为:
cosxcosx0,即x|xk,xR,kZ,
2(2)f(x)(cosxsinx)sin2x
cosx2(cosxsinx)sinxcosx
cosx2sinxcosx2sin2x
sin2xcos2x1
2sin2x1,
4令2k22x32k且xk,kZ, 422解得:2k52x2k, 44即k3xk,xk,kZ 882所以f(x)的单调递减区间:k(3)由x当2x当2x8,k5,k,k,kZ. 228711,2x,, ,可得:4362424,即:x
428
时,f(x)maxf()21
84711112,即:x时,f(x)minf()1 624242【点睛】
本题考查三角函数的最值以及三角函数的化简与应用,两角和与差的三角函数的应用考查计算能力.
2.(2018·上海高一期末)已知函数fxsin2x2cosx1,xR.
21求函数fx的最小正周期;
2用五点法作出函数fx一个周期内的图象.
【答案】(1)π; (2)见解析.
【分析】(1)利用二倍角和辅助角公式化简,即可求解最小正周期;(2)列表,作图即可.
2【详解】1函数fxsin2x2cosx1sin2xcos2x2sin2xπ. 4函数fx的最小正周期T2ππ; 2πfx2sin2x21由可知.
4五点列表, x π 8 π 8π 2 3π 8 5π 83π 27π 8 2xπ 40 0 π 2π 0 y 作图:
2 0 2
【点睛】本题考查了三角函数的图象与性质的应用问题,解题时应根据画三角函数的图象的基本步骤画出图形,是基础题.
3.(2019·上海市南洋模范中学高一期末)已知:f(x)2cos2x3sin2xa(aR,
a为常数).
(1)若xR,求f(x)的最小正周期; (2)若f(x)在[,]上最大值与最小值之和为3,求a的值. 46【答案】(1);(2)0
【分析】(1)利用二倍角和辅助角公式化简,即可求出最小正周期; (2)根据x在[求a的值.
【详解】解:f(x)2cos2x3sin2xa
,]上,求解内层函数范围,即可求解最值,由最大值与最小值之和为3,643sin2xcos2x1a
2sin(2x)1a,
6(1)f(x)的最小正周期T(2)当2x当2x22; 2x[,],2x[,],
663642π6π时,即x,f(x)取得最小值为2sin()1aa,
66662时,即x
,f(x)取得最大值为2sin()1aa3,
26
最大值与最小值之和为3,aa33,a0, 故a的值为0.
【点睛】本题主要考查三角函数的性质和图象的应用,属于基础题.
4.(上海市南汇第一中学高一期末)若sin510,其,为锐角,求,sin510cos的值
【答案】2 2【分析】利用同角公式求出两个角的余弦值,再根据两角和的余弦公式可得答案. 【详解】因为,为锐角,且sin510, ,sin510所以cos31025,cos, 510所以cos()coscossinsin
253105102. 5105102【点睛】本题考查了同角公式,考查了两角和的余弦公式,属于基础题.
5.(上海曹杨二中高一期末)已知一个扇形的周长为定值a,求其面积的最大值,并求此时圆心角的大小.
a2【答案】2时,扇形面积最大为.
16【分析】设扇形面积为S,半径为r,圆心角为,则扇形弧长为a2r,,S二次函数的图像与性质求解最值即可.
【详解】设扇形面积为S,半径为r,圆心角为,则扇形弧长为a2r,
1(a2r)r,结合21aa2所以S(a2r)rr.
2416aa2故当r且2时,扇形面积最大为.
416【点睛】本题重点考查了扇形的面积公式、弧长公式、二次函数的最值等知识,属于基础题. 6.(2019·上海市青浦区第一中学高二期末)已知平面内三个向量:
2a3,2.b1,2.c4,1
(1)若(2)若
ac∥2ba,求实数; ac⊥2ba,求实数.
【答案】(1)【详解】(1)
1611(2) 1318ac∥2ba(34,2)//(23,42),
16 132(34)5(2)(2)
ac⊥2ba(34,2)(23,42),
11 184,且是第四象限角,求35(34)2(2)7.(2020·上海市杨浦高级中学高一期末)已知tancot,cos,csc的值.
【答案】cot,cos3435,csc. 54【分析】根据同角三角函数的基本关系计算可得; 【详解】解:因为tan4,且是第四象限角, 333sincoscos13tan55,因为所以cot,解得或 cos44tan422sinsinsincos1553cos5因为是第四象限角,所以
4sin5所以csc15 sin48.(2020·上海市川沙中学高一期末)f(x)sin2x2cos2x (1)求f(x)的递增区间; (2)当x0,,时,求f(x)的值域. 2【答案】(1)32,1+2k,k,kZ;(2). 88【分析】(1)化函数fx为正弦型函数,根据正弦函数的单调性求出fx的单调增区间;
(2)求出x0,的值域.
2x+sin(2x+)的取值范围,进而可得fx时的取值范围,从而得出442【详解】函数f(x)sin2x+2cos2x(2(1)令解得22sin2x+cos2x)+12sin(2x+)+1, 2242k2x+2k,kZ, 2423kxk,kZ, 88k,k,kZ. 所以函数fx的单调增区间88(2)当x0,332x+,, 时,42442sin(2x+),1,
422sin(2x+)+12,1+2, 4fx的值域为2,1+2.
【点睛】本题考查了三角函数的图象、单调性、值域等性质的应用,是基础题.
29.(2020·上海市七宝中学高一期末)已知函数fx4sinxcosx43cosxa的最大
为2.
(1)求a的值,并求fx的最小正周期; (2)求fx在0,上的单调递增区间.
【答案】(1)a223,最小正周期为;(2)单调递增区间为0,【分析】(1)先根据二倍角公式和辅助角公式将原式化简整理,得到
7,. 和1212fx4sin2x23a,根据函数最值,即可求出a,再由正弦函数的周期,即可
3求出周期;
(2)先由正弦函数的单调递增区间列出不等式求解,得出函数的单调递增区间,再由给定区间,即可得出结果.
2【详解】(1)fx4sinxcosx43cosxa2sin2x23cos2x23a
4sin2x23a,
3所以f(x)423a,
因为函数f(x)4sinxcosx43cos2xa的最大为2,所以423a2, 解得a223; 所以f(x)4sin2x(2)由2k32,因此最小正周期为T2; 32k222x2,kZ得xk5,k,kZ, 1212所以f(x)的单调递增区间为k又x0,,取k0,1, 得f(x)在
5;k,kZ, 121270,上的单调递增区间为0,12和12,.
【点睛】本题主要考查由正弦型函数的最值求参数,考查求正弦型函数的最小正周期,以及正弦型函数的单调区间,涉及二倍角公式以及辅助角公式,属于常考题型.
110.(2020·上海高一期末)已知函数f(x)sin(x).
62(1)若函数f(x)在区间[0,a]上单调递增,求实数a的取值范围; (2)求函数f(x)在区间[0,2]上的所有零点之和. 【答案】(1)0,;(2).
33【分析】(1)求出函数f(x)的单调增区间,结合函数f(x)在区间[0,a]上单调递增,即可求得实数a的取值范围;
(2)由f(x)0,求解x在[0,2]上的值,即可得到函数f(x)在区间[0,2]上的所有零点之和.
【详解】解:(1)由得π822kx622k,
22kx2k,kZ. 33取k0,可得23x3,
函数f(x)sinx1在区间[0,a]上单调递增, 62π实数a的取值范围是0,;
31(2)由f(x)sin(x)0,
62得sin(x6)152k,kZ. ,则x2k或x666622,2. 32,2 3又x[0,2],x0,
即函数f(x)在区间[0,2]上的所有零点是0,故零点之和为0282. 33【点睛】本题考查复合函数单调性的求法,考查利用三角函数值求角,属于基础题. 11.(2021·上海市川沙中学高一期末)已知tan2, 求(1)
sincos
sin3cossincoscos2(2) 21sin【答案】(1)1;(2)
1. 3【分析】(1)将分子、分母同除以cos即可求解.
(2)1sin2cos2,再将分子、分母同除以cos2即可求解. 【详解】(1)
sincostan1211;
sin3costan323sincoscos2sincoscos2tan1211(2).
1sin2cos22sin212tan21833312.(2020·上海高一期末)已知cos,,25cossin,求和的值. 36343343【答案】cos;sin. 3106103【分析】根据cos及角的范围求出sin,结合两角和与差的正弦余弦公式可求,或者
5利用诱导公式通过cos3求解sin. 634342【详解】由题意,sin1cos,∴coscoscossinsin,
333105343sinsincoscossin.
66610或者由诱导公式sinx343. cosx,可直接得到sincos26310【点睛】本题主要考查三角函数给值求值问题,根据平方关系求出另一个弦函数是解题关键,侧重考查数学运算的核心素养.
13.(2019·上海市文来中学高一期末)在△ABC中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,且a6,b53,B(1)求sinA. (2)求cos(BC)cos2A的值. 【答案】(1)
2. 3313;(2) 525【分析】(1)直接利用正弦定理即可求解. (2)利用同角三角函数的基本关系求出cosA性质即可求解.
【详解】(1)在△ABC中,由正弦定理可得
4,再利用二倍角公式以及三角形的内角和5ab sinAsinB65323将a6,b53,B代入上式可得sinA2,解得sinA.
5sin33(2)在△ABC中,ABC,且B为钝角,所以cosA cos(BC)cosA4, 5472,cos2A12sinA, 5254713 52525所以cos(BC)cos2A【点睛】本题考查了正弦定理解三角形、同角三角函数的基本关系以及二倍角的余弦公式,属于基础题.
14.(上海市金山中学高一期末)已知0,,sincos的值.
【答案】sin21.求sin2和sincos5247,sincos 255【分析】把已知等式两边平方,利用同角三角函数基本关系化简,可得sin2的值,同时由
0,与sin2的值可判断出sin0,cos0,计算出sincos的值,可得
2sincos的值.
【详解】解:
sincos1124 ,两边同时平方可得:1sin2,sin2 52525又0,,sin0,∴sin20 ∴492,,sincos1sin2
2527 5∴sincos【点睛】同时主要考查同角三角函数关系式的应用,相对不难,注意运算的准确性. 15.(上海市金山中学高一期末)对于函数f(x)和实数M,若存在m,nN*,使
f(m)f(m1)f(m2)f(mn)M成立,则称(m,n)为函数f(x)关于M的一个
“生长点”.若(1,2)为函数f(x)cos【答案】x关于M的一个“生长点”,则M______.
321 2【分析】由(1,2)为函数f(x)cosx关于M的一个“生长点”,得到
323Mcos()cos()cos()由诱导公式可得答案.
23323【详解】解:
(1,2)为函数f(x)cosx关于M的一个“生长点”,
323Mf(1)f(11)f(12)cos()cos()cos()
23323sin3cos3sin3cos31, 2故答案为:1. 2【点睛】本题主要考查利用诱导公式进行化简求值,及函数的创新题型,属于中档题. 16.(上海市大同中学高一期末)已知tanπ3, (1)求tan的值.
sinπcosπsin2πcos(2)求的值. π3πsincos22【答案】(1)3;(2)-4
【分析】(1)根据诱导公式即可求解; (2)根据诱导公式化简结合(1)的结论求值.
【详解】(1)由题:tanπ3,所以tan3,tan3;
sinπcosπsin2πcos(2) π3πsincos22sincossincos
cossin2sin2cos
cossin2tan2
1tan4
【点睛】此题考查三角函数化简求值,关键在于熟练掌握诱导公式的应用,准确进行变形化简,构造正切求值.
17.(2020·上海交大附中高一期末)高境镇要修建一个扇形绿化区域,其周长为400m,所在圆的半径为r,扇形的圆心角的弧度数为,0,2. (1)求绿化区域面积S关于r的函数关系式,并指出r的取值范围;
(2)所在圆的半径为r取何值时,才能使绿化区域的面积S最大,并求出此最大值. 【答案】(1)Sr2200r,r200,200(2)当r100m时,S最大为10000m2 1【分析】(1)表示出弧长,即可由扇形面积公式表示出S.根据弧度定义,用弧长和半径表示出圆心角弧度数,并结合0,2即可求得半径的取值范围. (2)由二次函数性质,即可求得面积的最大值,及此时的半径. 【详解】(1)当半径为r,所以弧长为4002r 所以S1r4002rr2200r 24002r,而0,2 r由弧度定义可知所以04002r2002,解得r200 r1综上可知Sr2200r,r(2)因为Sr2200r
200,200 1r10010000
由二次函数的性质可知,
当r100m时,S最大为10000m2
【点睛】本题考查了扇形的弧长与面积公式应用,根据二次函数性质求最值,属于基础题. 18.(2017·上海华师大二附中高一期末)关于的不等式(1)求实数m的值;
(2)若mcos2sin0,求tan2【答案】(1)1;(2)
2xm21x0的解集为1,2.
π的值. 41. 7【分析】(1)由行列式的运算法则,得原不等式即x2mx20,而不等式的解集为1,2,采用比较系数法,即可得到实数m的值;
(2)把m1代入mcos2sin0,求得tan,进一步得到tan2,再由两角差的正切公式即可求解.
【详解】(1)原不等式等价于xmx2xmx20,
2由题意得不等式的解集为1,2,故1,2是方程x2mx20的两个根, 代入解得m1,所以实数m的值为1.
(2)由mcos2sin0,得2sincos0,即tan1. 212tan24, tan21tan21134241π143tan2 41tan2tan141743tan2tan【点睛】本题考查了行列式的运算法则、由一元二次不等式的解集求参数值、二倍角的正切公式以及两角差的正切公式,需熟记公式,属于基础题.
19.(2018·上海市进才中学高一期末)已知a、b、c是锐角ABC中A、B、C的
对边,S是ABC的面积,若a4,b5,S53. (1)求C;
(2)求边长c的长度. 【答案】(1)
;(2)6. 3【分析】(1)利用三角形的面积公式结合C为锐角可求出C的值; (2)利用余弦定理可求出边长c的长度. 【详解】(1)由三角形的面积公式可得SC为锐角,因此,C13absinC10sinC53,得sinC. 223;
22222(2)由余弦定理得cab2abcosC45245136,因此,c6. 2【点睛】本题考查利用三角形的面积公式求角,同时也考查了利用余弦定理求三角形的边长,考查计算能力,属于基础题.
20.(2018·上海市金山中学高一期末)(1)已知是第三象限角,且tan的值.
(2)已知角的终边上有一点P的坐标是3a,4a,其中a0,求2sincos. 【答案】(1)sin式1.
【分析】(1)根据sin2cos21 以及tan(2)根据三角函数的定义即可求解. 【详解】(1)
1,求sin,cos310310,cos(2)当a0时,原式1;当a0时,原
1010
sin1,联立即可求解. cos3sin2cos211922sincos由 的,,又因为是第三象限角, sin11010tancos3所以sin
10310,cos.
1010
4a3a3acos ,,
5a(3a)2(4a)25a(2)由三角函数的定义可知
sin4a(3a)2(4a)2当a0时,sin当a0时,sin43,cos,所以2sincos1; 5543,cos,所以2sincos1 55【点睛】本题考查了同角三角函数的基本关系、三角函数的定义,当含有参数时,需对参数进行讨论,否则得到的答案是片面的.
21.(2018·上海市川沙中学高一期末)已知:角终边上一点Pk,2kk0. 求:(1)tan;
(2)
3sincos2cossin.
【答案】(1)2 ;(2)
5. 4【分析】(1)根据任意角的正切函数的定义,可直接得出结果;
(2)根据诱导公式,将所求式子化简,再由弦化切,结合(1)的结果,即可求出结果. 【详解】(1)由角终边上一点Pk,2kk0,可得tany2k2; xk3sincos3sincos3sincoscos(2) 2cossin2cossin2cossincos3tan1615.
2tan44【点睛】本题主要考查任意角的三角函数,以及三角函数的化简求值问题,熟记任意角的三角函数的定义,以及诱导公式等即可,属于常考题型.
22.(2019·上海市延安中学高一期末)解关于x的方程:sin2x5sinxcosx6cos2x0 【答案】x|xkarctan2或xkarctan3,kZ
【分析】根据方程解出tanx2或tanx3,利用三角函数的定义解出x,再根据终边相同角的表示即可求出.
【详解】由sin2x5sinxcosx6cos2x0,得sinx2cosxsinx3cosx0, 所以tanx2或tanx3,所以xkarctan2或xkarctan3, 所以x的解集为:x|xkarctan2或xkarctan3,kZ.
【点睛】本题考查了三角方程的解法,终边相同角的表示,反三角函数的定义,考查计算能
力,属于基础题.
23.(2018·上海高一期末)某小区规划时,计划在周边建造一片扇形绿地,如图所示已知扇形
绿地的半径为50米,圆心角AOBπ.从绿地的圆弧边界上不同于A,B的一点P处出发铺设两条3π). 3道路PO与PC(均为直线段),其中PC平行于绿地的边界OB.记POCθ(其中0θ
1当θ4时,求所需铺设的道路长:
2若规划中,绿地边界的OC段也需铺设道路,且道路的铺设费用均为每米100元,当θ变化时,
求铺路所需费用的最大值(精确到1元).
π【答案】(1)50506m; (2)10774元. 3【分析】(1)在△POC中,运用正弦定理即可得到所求道路长;
(2)在△POC中,运用正弦定理求得PC,OC,由条件可得铺路所需费用为
10031003f10050sinsin,运用两角和差正弦公式和正弦函数
333的值域,可得所求最大值.
【详解】解:1在POC中,θ则PCOπππππ,CPO, 43412π2π, 332OPPC505062PC2ππ,可得由正弦定理可得,
sinsin33342所需铺设的道路长为50506m. 32在
POC中,可得
OPPCOC1003π2πsinθ,0θ, π3sinsinθ333可得PC1003π1003sinθ, sinθ,OC33310031003πfθ10050sinθsinθ则铺路所需费用为
33310000331100003315000sinθ2cosθ2sinθ50002cosθ2sinθ 335000当
100003πsinθ, 33ππππθ,θ,sinθ取得最大值1, 3263则铺路所需费用的最大值为500010000310774元. 3【点睛】本题考查解三角形在实际问题中的应用,考查三角函数的恒等变换,以及正弦函数的最值,考查运算能力,属于中档题.
103πα,πtanαcotα,. 24.(2018·上海高一期末)已知341求tanα的值;
πsinαsinα2化简并求2的值.
sinπαcosα【答案】(1); (2)131. 2【分析】(1)化余切为正切,求解关于tanα的方程得答案;(2)利用诱导公式变形,化弦为切求解.
【详解】解:1由tanαcotα101100, ,得tanα3tanα33tan2α10tanα30,
解得:tanα3或tanα1. 313πα,π,tanα;
34π1sinαsinα112sinαcosαtanα13. 2sinπαcosαsinαcosαtanα11123【点睛】本题考查三角函数的化简求值,考查诱导公式及同角三角函数基本关系式的应用,是基础题.
25.(上海高一期末)已知0sin2sin2(1)求的值;
cos2cos2(2)求tan(2,sin4 55)的值. 4【答案】(1)20,(2)
1 7和tan 的值,进而利用二倍角公【分析】(1)先利用同角三角函数的基本关系求得cos 展开,把sin 和cos 的值代入即可. 式把sin2 (2)先利用诱导公式使tantanα的值代入即可求得答案.
54=tan(﹣),再利用正切的两角和公式展开后,把443sin2sin2【详解】(1)由0,sin,得cos,所以 2255coscos2sin22sincos=20 23cos1(2)∵tan5sin4,∴tan4cos3tan11 1tan7【点睛】本题主要考查了三角函数的化简求值的问题.要求学生能灵活运用三角函数的基本公式.
26.(2017·上海高一期末)如右图,某货轮在A处看灯塔B在货轮的北偏东75°,距离为126nmile,在A处看灯塔C在货轮的北偏西30°,距离为83n mile,货轮由A处向正北航行到D处时,再看灯塔B在北偏东120°,求:
(1)A处与D处的距离; (2)灯塔C与D处的距离. 【答案】(1)24;(2)8
【分析】(1)利用已知条件,利用正弦定理求得AD的长. (2)在△ADC中由余弦定理可求得CD,答案可得. 【详解】(1) 在△ABD中,由已知得∠ADB=60°,B=45°
由正弦定理得ADABsinBsinADB126322224
(2) 在△ADC中,由余弦定理得CD2=AD2+AC2﹣2AD•ACcos30°,解得CD=83. 所以A处与D处之间的距离为24nmile,灯塔C与D处之间的距离为83nmile. 【点睛】点睛:解三角形应用题的一般步骤
(1)阅读理解题意,弄清问题的实际背景,明确已知与未知,理清量与量之间的关系. (2)根据题意画出示意图,将实际问题抽象成解三角形问题的模型. (3)根据题意选择正弦定理或余弦定理求解.
(4)将三角形问题还原为实际问题,注意实际问题中的有关单位问题、近似计算的要求等. 27.(2020·华东师范大学第三附属中学高一期末)在ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C所对的边,且满足abc,b2asinB. (1)求A的大小;
(2)若a2,b23,求ABC的面积.
【答案】(1) A6 (2) S23 试题分析:(1)先根据正弦定理将边角关系转化为角的关系,再根据三角形内角范围求A的大小;(2)先由余弦定理求c4,再根据三角形面积公式求面积 试题解析:解:(1)∵b2asinB, ∴由正弦定理化简得:sinB2sinAsinB, ∵sinB0,∴sinA∵abc, ∴A为锐角,则A1, 26.
(2)∵a2,b23,cosA3, 23, 2∴由余弦定理得:a2b2c22bccosA,即412c2223c整理得:c26c80,
计算得出:c2(舍去)或c4, 则S111bcsinA23423. 222点睛:解三角形问题,多为边和角的求值问题,这就需要根据正、余弦定理结合已知条件灵活转化边和角之间的关系,从而达到解决问题的目的.其基本步骤是:
第一步:定条件,即确定三角形中的已知和所求,在图形中标出来,然后确定转化的方向. 第二步:定工具,即根据条件和所求合理选择转化的工具,实施边角之间的互化. 第三步:求结果.
28.(2019·上海市杨浦高级中学高一期末)在ABC中,已知B45,D是BC边上的一点,AD10,AC14,DC6.
(1)求ADC的大小; (2)求AB的长.
【答案】(1)ADC120;(2)AB56. AD2DC2AC2试题分析:(1)在ADC中,由余弦定理得cosADC,最后根据
2ADDCcosADC的值及ADC(0,),即可得到ADC的值;(2)在ADB中,由正弦定理
得到ABADsinADB,从而代入数据进行运算即可得到AB的长.
sinB试题解析:(1)在ADC中,AD10,AC14,DC6,由余弦定理可得
AD2DC2AC2100361961cosADC
2ADDC21062又因为ADC(0,),所以ADC120
(2)在ADB中,AD10,B45,ADB18012060 由正弦定理可得
ABAD
sinADBsinB所以ABADsinADB10sin60sinBsin4510223256. 考点:1.正弦定理;2.余弦定理;3.解斜三角形. 29.(上海高一期末)已知锐角满足cos【答案】35,cos,求cos. 51363 65试题分析:首先利用同角间的三角函数关系由cos,cos的值求得sin,sin的值,将所求的角用已知两角,来表示,借助于两角差的余弦公式求解 试题解析:cos51212sin或 131313coscoscoscossinsin
当sin12时, 135312433 13513565coscoscossinsin=当sin12时, 135312463 13513565coscoscossinsin=考点:1.同角间的三角函数关系;2.两角和差的正余弦公式 30.(上海高一期末)
已知函数f(x)2cos2xsin2x4cosx. (Ⅰ)求f()的值;
3(Ⅱ)求f(x)的最大值和最小值. 【答案】(I)79;(II)f(x)取最大值为6,最小值为. 43【解析】(I)f()2cos3239sin24cos1 33344(II)f(x)2(2cos2x1)(1cos2x)4cosx =3cos2x4cosx1
2 =3(cosx)237,xR 3因为cosx[1,1],
所以,当cosx1时,f(x)取最大值6;当cosx27时,f(x)取最小值 3331.(2020·上海高一期末)设R,函数ysin(3x)的图象与x轴的交点中,任意两个交点之间距离的最小值为________. 【答案】
3
【分析】通过分析可知图象与x轴的交点中距离最小为周期的一半,求出函数的周期即可求出本题的答案.
【详解】解:由函数的解析式可知,由正弦函数的图象进行了左右平移及伸缩变换,得到该函数,
未作上下方向的平移变换,所以图象与x轴的交点中距离最小为周期的一半, 函数的周期为故答案为:
122. ,所以最小距离为3233.
3【点睛】本题考查了正弦型函数图象与性质,属于基础题.
32.(2019·上海市文来中学高一期末)已知函数f(x)Asin(x)(A0,0,0的最大值为2,且图像过点(1,1),相邻两对称轴间的距离为2.
2)(1)求f(x)的解析式. (2)求f(x)的单调增区间. (3)计算f(1)f(2)f(2012)的值.
514k,4kf(x)2sinxkZ;(3)0 【答案】(1);(2)3332【分析】(1)通过函数fx的最大值为2,求出A,相邻两对称轴间的距离为2,求出函数的周期,得出;图像过点(1,1)以及的范围。求出的值,得出函数解析式. (2)由(1)的解析式,整体代入正弦函数的单调递增区间即可求解. (3)利用(1)求出函数在一个周期内的函数和的值,然后求出f(1)f(2)值即可.
【详解】(1)由题意可得A2,T所以Tf(2012)的
4
24,解得2,
又图像过点(1,1),所以2sin又0解得111,即cos
222
3,
f(x)2sinx所以.
32(2)由2k解得4k22x32k2kZ,
51x4kkZ, 33所以函数f(x)的单调增区间为4k,4kkZ.
3351(3)由(1)f(x)2sinx,
32则f1f2f3f40 故f(1)f(2)f(2012)50300.
【点睛】本题考查了利用三角函数的性质求函数解析式、整体代入法求函数的单调区间、函数周期性的应用,属于基础题.
33.(上海高一期末)已知函数f(x)2sinxcosx3cos2x1,xR. (1)求函数fx的单调递增区间;
(2)若ABC的内角A满足f(A)21,求角A的值. 【答案】(1)5k,k12125(kZ)A;(2). 24【分析】(1)首先利用三角函数关系式的变换,把函数的关系式变形成正弦型函数,进一步求出函数的单调地增区间;
(2)利用(1)的函数关系式,可得2sin(2A出A的值.
【详解】(1)函数f(x)2sinxcosx3cos2x12sin(2x3)121,结合A的取值范围,即可求
3)1
5kxk,kZ. 令2k2x2k,kZ,解得:2321212∴函数的单调递增区间为:5k,k1212(kZ). (2)ABC的内角满足f(A)21,故2sin(2A∵0<A< ∴2A+∴A)121,即sin(2A)2.
33233 45 24【点睛】本题考查的知识要点:三角函数关系式的恒等变变换,正弦型函数的性质的应用,主要考查学生的运算能力和转化能力,属于基础题型.
34.(上海高一期末)已知函数fxsinx和gxcosx的定义域都是D[0,2].
(1)请在同一平面直角坐标系上画出函数fx和gx的图象,并标出两图象交点的横坐标
的数值:(不要求写作法)
(2)根据图象写出满足条件sinxcosx的x的取值范围.(直接写出答案即可) 【答案】(1)图象见解析;(2)x|【分析】(1)用五点法作图;
(2)根据正弦函数图像比余弦函数图像高或者一样高的部分,写出x的取值范围 【详解】
4x5. 4(1)
(2)x|4x5 4【点睛】本题考查五点法作函数yAsin(x)的图像,属于中档题.
35.(2015·上海曹杨二中高一期末)如图,函数y2sin(x),xR,0图像与y轴交于点(0,1)
的2
(1)求的值;
(2)设P是图像上的最高点,M,N是图像与x轴的交点,求PMPN的值. 【答案】(1)
15;(2). 64【分析】(1)把点(0,1)代入函数y2sin(x),再由的取值范围求出的值. (2)由(1)知 函数y2sinx据向量的坐标运算可求得其值.
【详解】(1)把点(0,1)代入函数y2sin(x)可得,sin(2)由(1)知 函数y2sinx6,结合图象可得点P,2, M,0,N,0,根
1316561π,又0,所以.
6226,结合图象由2sinx12P得点,2,由6315112sinx0,得M,0,N,0,所以PM,2,PN,2,所以
666221511PMPN22.
422【点睛】本题考查根据函数图像求正弦型函数的解析式,正弦型函数的最值和零点,以及向量的数量积的坐标运算,属于基础题.
36.(2017·上海华师大二附中高一期末)已知函数
fxcos2x3sinxcosx0的最小正周期为π.
(1)求的值和函数fx的值域;
(2)求函数fx的单调递增区间及其图像的对称轴方程.
【答案】(1)1,值域为,;(2)单调递增区间为kπ,kπkZ,对
3622称轴方程为x13ππkππkZ. 26【分析】(1)利用二倍角公式降幂,然后化为yAsinxb的形式,由周期公式求出,同时求得值域;
(2)直接利用复合函数的单调性求得增区间,再由2x62kkZ求得对称轴方程.
【详解】(1)fxcos2x3sinxcosx1cos2x3sin2x 221sin2x,
62由T2,得1, 21fxsin2x,
62则函数fx的值域为,;
22(2)由2k解得132x2kkZ, 2623kx6k,kZ,
ππ函数fx的单调递增区间为kπ,kπkZ,
36令2x62kkZ,解得x6kkZ, 2函数fx的对称轴方程为x6kkZ. 2【点睛】本题考查了二倍角公式以及三角函数的图像与性质,掌握正弦函数的性质才是解题的关键,考查了基本知识,属于基础题.
37.(2018·上海市进才中学高一期末)已知函数fxsinxcosxcosx.
2(1)求函数fx的最小正周期; (2)求函数fx的单调递增区间. 【答案】(1);(2)3k,kkZ.
8821sin2x,利用周期公式可计242【分析】(1)利用三角恒等变换思想得出fx算出函数yfx的最小正周期; (2)解不等式区间. 【详解】(1)
22k2x422kkZ,即可得出函数yfx的单调递增
11cos2x11121 fxsin2xsin2xcos2xsin2x,
222222422; 2所以,函数yfx的最小正周期为T(2)令22k2x422kkZ,可得3kxkkZ, 883k,kkZ. yfx因此,函数的单调递增区间为88【点睛】本题考查正弦型函数周期和单调区间的求解,解题的关键在于利用三角函数解析式化简,考查计算能力,属于中等题.
38.(2018·上海华师大二附中高一期末)已知函数
13fx3sin2xcos2xxR.
24(1)求函数fx在区间0,
上的最大值; 2
BC1(2)在ABC中,若AB,且fAfB,求的值.
AB2【答案】(1)1;(2)2. 【分析】(1)先将函数化简整理,得到fxsin2xπx0,,得到,根据322x2,,根据正弦函数的性质,即可得出结果; 333(2)令fxsin2x152x2k2x2k,kZ,根据,得到或323636fAfB可得出结果.
17,0AB,得出A,B,求出C,根据正定理,即
4126222cosx12132sinx1【详解】(1)4 fx3sin2xcos2x32224cos2x23cos2x1sin2x3cos2xsin2x 2222332,1; 因为x0,,所以2x,,因此sin2x322333故函数fx在区间0,上的最大值1; 2(2)因为fAfB所以2x11,由(1),令fxsin2x,
322352k,kZ, 6362k或2x解得:x4k或x7k,kZ, 12因为0AB,所以A因此CBA4,B7, 127, 12462BCsinA由正弦定理可得:22. 1ABsinC2【点睛】本题主要考查求正弦型复合函数在给定区间的最值,以及正弦定理的应用,熟记正弦函数的性质,以及正弦定理即可,属于常考题型.
39.(2019·上海市川沙中学高一期末)已知函数f(x)3sin2xcos2x. (1)求yfx的单调递增区间;
x,时,求fx的最大值和最小值. (2)当63【答案】(1)k3,k(kZ);(2)f(x)的最大值为2,最小值为-1 6【分析】(1)利用辅助角公式得:fx2sin2x6,将2x放入sinx的单调递增6区间中,求出x的范围即可;(2)根据x的范围得2x最值.
【详解】(1)fx3sin2xcos2x2sin2x由2x的范围,结合sinx的图象可求得6 62k,2kkZ得:xk,kkZ 62236fx的单调增区间为k,kkZ
36(2)当x5,时,2x,
66663当2x当2x62时,fxmax2sin22
π6π时,fxmin2sin1 66fx的最大值为2,最小值为1
【点睛】本题考查yAsinωxφ的单调区间的求解、函数值域的求解问题,关键是能够通过整体对应的方式,通过分析sinx的图象求得结果. 40.(2018·上海高一期末)已知ycosx.
1若f1,且0,,求3f的值;
32求函数yf2x2fx的最小值.
【答案】(1)
316;(2). 263【分析】1根据两角和差的余弦公式进行计算即可
2利用一元二次函数的性质利用配方法进行转化求解即可.
【详解】1若f则cos1,且0,, 311822,则sin1()2, 3393则f1122316. coscoscossinsin3333323263123), 222函数yf2x2fxcos2x2cosx2cos2x2cosx12(cosx1cosx1,
13时,函数取得最小值,最小值为. 22当cosx【点睛】本题主要考查三角函数值的计算,利用两角和差的余弦公式以及转化一元二次函数求最值是解决本题的关键.
41.(2020·上海市控江中学期末)已知向量e11,2与e24,2是平面上的一组基向量. (1)设向量v1,4,试用向量e1与e2表示v;
(2)设t是实数,向量b6,t,设b与e1的夹角为,b与e2的夹角为.若,求t的值.
【答案】(1)v3e1e2;(2)t6.
【分析】(1)设ve1e2,根据平面向量的坐标运算建立和的方程组,解出这两个未知数的值,即可得出结果;
(2)由coscos结合平面向量夹角余弦值的坐标运算可得出关于t的等式,即可解出实数t的值.
413【详解】(1)设ve1e2,则1,44,22,即,解得,
2241因此,v3e1e2; (2)根据题意,cosbe1be12t65t362,cosbe2be22t2425t362,
,62t5t2362t2425t236,可得2t6t12,解得t6.
【点睛】本题考查平面向量坐标的线性运算,同时也考查了利用平面向量的夹角相等求参数,考查运算求解能力,属于基础题.
42.(2020·上海期末)已知向量1,1,0,1. (1)若向量(t)(t),求实数t的值;
(2)若向量cx,y满足cy(1x),求|c|的值. 【答案】(1)t1或t1;(2)|c|2. 【分析】(1)求出向量t和向量t的坐标,根据向量共线的坐标表示求t的值. (2)由向量相等求出x,y的值,根据|c|【详解】(1)
x2y2求值即可.
1,1,0,1,
tt,1t,t1,t1. (t)(t),tt111t0,
解得t1或t1. (2)
cy(1x),
x,yy,y1x,
即xyx1,解得.
yy1xy1|c|x2y22. 【点睛】本题考查向量共线定理的坐标表示和向量相等,用到方程的思想,属于基础题. 43.(2020·上海期末)已知向量a3ij,b2ij,其中i,j是互相垂直的单位向量. (1) 求向量a在向量b方向上的投影;
(2) 设向量mab,nab,若mn,求实数的值. 【答案】(1)5;(2)0
【分析】(1)根据题中条件,结合向量投影的概念,即可得出结果;
(2)根据mn,得到abab0,得出aababb0,进而求解,即可得出结果.
【详解】(1)因为a3ij,b2ij,i,j是互相垂直的单位向量, 所以ab3ij222ij615,
2a3ij=3ij=91=10,b2ij2ijabb2415,
所以向量a在向量b方向上的投影为acosa,b(2)因为mab,nab,mn,
55; 5则abab0,即aababb0, 即105550,解得0.
【点睛】本题主要考查求向量的投影,以及由向量垂直求参数,熟记向量数量积的运算法则即可,属于常考题型.
44.(2019·上海市嘉定区第二中学期末)在直角坐标系中已知A(4,O)、B(0,2)、C(-1,0)、
22D(0,-2),点E在线段AB(不含端点)上,点F在线段CD上,E、O、F三点共线.
(1)若F为线段CD的中点,证明:OEAB;
(2)“若F为线段CD的中点,则OEAB”的逆命题是否成立?说明理由;
DFFC、R,(3)设AEEB,,求的值.
【答案】(1)见详解
(2)“若F为线段CD的中点,则OEAB”逆命题成立; (3)4
【分析】(1)由条件求得OFAB220,可得OFAB,再由OF OE可得OEAB;
(2)小题(1)的逆命题成立,设F(x,y)由OEAB得OFAB再得y2x,由C,F,D共线可得y2x2,解方程组y2x,求得F的坐标,可得F为线段CD的中点.
y2x2(3)设E(m,n),由定比分点坐标公式可得m,n,设F(x,y),由定比分点坐标公式可得x,y,再根据E,O,F三点共线,可得OEOF,xnym ,化简可得的值. 【详解】(1)
若F为线段CD的中点,则F(,1),
121OF(,1),AB(4,2)
2OFAB220
OFAB 又
OFOE
OEAB.
故OEAB
(2)小题(1)的逆命题成立,设F(x,y),由OEAB,E,O,F三点共线,可得OFAB,所以OFAB4x2y0,
y2x,
由C,F,D共线,CF(x1,y),CD(1,2),
所以
x1y,即y2x2 121y2x1x解方程组 ,求得2 ,可得F(,1)
2y2x2y1故F为线段CD的中点 (3)
AEEB ,设E(m,n),由定比分点坐标公式可得
m404022,n
1111DFFC、R, 设F(x,y),由定比分点坐标公式可得
x
0(1)202,y
1111E,O,F三点共线,可得OEOF,
即xnym
224,化简可得4 1111【点睛】本题主要考查向量共线的坐标表示、线段的定比分点坐标公式、向量数量积的坐标表示,属于基础题.
45.(2019·上海市嘉定区第二中学期末)已知a、b是两个不平行的向量,
acos,sin,bcos,sin.
(1)求证:abab; (2)若3,,,a•b,求sin的值
445444 5【答案】(1)见详解(2)【分析】(1)求出ab1,再由向量数量积的性质,向量垂直的条件即可得证. (2)运用向量数量积的坐标表示和两角和差公式即可得到所求值. 【详解】(1)
acos,sin,bcos,sin
ab1,
ababab110
22abab,结论即可得证.
(2)
a•b3, 53coscossinsincos()
5,,,
444,0 42由cos(3) 4594sin1
42554sin综上所述, 45【点睛】本题主要考查向量数量积的性质、两角和差公式以及同角三角函数的基本关系,属于基础题.
46.(2019·上海市嘉定区第二中学期末)如图,矩形ABCD中,E为边BC的中点,F为
AD4,边CD的中点,AB2,设ABa,ADb.
(1)试用a和b表示两个向量AE、 AF;(2)求两个向量AE、AF的夹角的大小(用反三角函数值表示). 【答案】(1)AEa11b ;AFba 22(2)arccos534 34【分析】(1)E,F分别是BC、CD的中点,DF再由向量加法的三角形法则即可求解.
1111DCAB,BEBCAD,2222(2)求出AEAF10,AE22,AF17,根据向量的数量积求夹角cosAEAFAEAF即可求解.
【详解】
(1)
E,F分别是BC、CD的中点,
DFBE11DCAB, 2211BCAD 2211ADab 22AEABBEABAFADDFAD1211ABba 221a 2综上所述,AEab,AFb(2)
a2,b4,ab0
1AEab21AFba2121aabb401622 442bab2121a160417 4411125111AEAFabbaaabb41610
2224222设AE、AF的夹角为 则cosAEAFAEAF10534 342217则arccos534 34534 34综上所述,AE、AF的夹角为arccos【点睛】本题主要考查向量加法的三角形法则、利用向量的数量积求向量的夹角,属于基础题.
47.(2018·上海市民办扬波中学期末)已知|a|2,b3,且(2a3b)(ab)2. (1)求ab的值;
(2)求a与b所成角的大小. 【答案】(1)ab3;(2)5. 6【分析】(1)由(2a3b)(ab)2即|a|2,|b|3,利用向量的数量积的运算律,计算可得。
(2)由夹角公式cosabab计算出夹角的余弦值,即可求出夹角。
【详解】解:(1)
22a3bab2
22a2ab3ab3b2 |a|2,|b|3 ab3
(2)由(1)知ab3,|a|2,|b|3 cosabab33
2230,
5 6【点睛】本题考查向量的数量积的运算律,特殊角的三角函数值及夹角公式,属于基础题。 48.(2019·上海市控江中学期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(1,0),动点P(x,y)满足
|PA|2. |PB|(1)若P在线段AB上,求P的坐标.
(2)证明P总落在一个定圆上,并给出该定圆的方程. 【答案】(1)P,0;
13516(2)证明见解析;xy2; 39【分析】(1)根据定比分点坐标公式即可求解。
(2)设P(x,y),由两点间的距离公式直接列方程即可求解。 【详解】(1)由题意,得AP2PB,由定比分点公式,得x2xAxB1211,
11231y0P类似,,∴,0.
3(2)设P(x,y),由|PA|2|PB|可得(x1)2y22(x1)2y2,
245516两边平方,并化简得xy2,∴P落在以,0为圆心,半径为的圆上. 3339【点睛】本题考查定比分点公式以及直接法求轨迹方程,属于中档题。
49.(2019·上海期末)已知平行四边形ABCD中,A45,AD2,AB2,F是
BC边上的点,且BF2FC,若AF与BD交于E点,建立如图所示的直角坐标系.
(1)求F点的坐标; (2)求AFEC.
8262【答案】(1)F(,);(2).
3315【分析】(1)根据题意写出各点坐标,利用BF2FC求得点F的坐标。 (2)根据BE2BD求得点E的坐标,再计算AF、EC,求出数量积。 5【详解】
建立如图所示的坐标系,
则O(0,0),B(2,0),C(3,1),D(1,1),BC(1,1) 由BF2FC,所以BF2BC, 3设F(x,y),则BF(x2,y),
8222所以(x2,y)(,),解得x,y
3333
82所以F(,)
33(2)根据题意可知EBFEDO,所以BEBD(,), 82337355252255所以E(,),从而AF(,),EC(,)
8253872362AFEC。
353515【点睛】本题考查了平面向量的坐标运算以及数量积,属于基础题。
b3,2a3b2ab61,50.(2019·上海市吴淞中学期末)(1)已知a4,求a与b的
夹角;
5,OB31,,3,(2)设OA2,在OC上是否存在点M,使MAMB,若存在,求出点OC6,M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)22211;(2) M(2,1)或M(,) 3551,计算得到答案. 2【分析】(1)将等式展开得到cos(2) 设M(6,3),利用MAMB0解得答案.
【详解】(1) 2a3b2ab4a4ab3b6448cos2761
2212cos
23(2)假设存在,设M(6,3)
MAMBMAMB(26,53)(36,13)0
即(26)(36)(53)(13)0,解得故M坐标为:M(2,1)或M(111或 3152211,) 55【点睛】本题考查了向量的计算,意在考查学生的计算能力.
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