《【世紀金榜】高三文科數(shù)學總復(fù)習專項強化訓(xùn)練(二)三角函數(shù)與平面向量的綜合應(yīng)用》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【世紀金榜】高三文科數(shù)學總復(fù)習專項強化訓(xùn)練(二)三角函數(shù)與平面向量的綜合應(yīng)用(10頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
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專項強化訓(xùn)練(二)
三角函數(shù)與平面向量的綜合應(yīng)用
一、選擇題
1.(2015·濟寧模擬)已知向量a=(1,),b=(cosθ,sinθ),若a∥b,則
tanθ=( )
A. B. C.- D.-
【解析】選B.因為a∥b,
所以sinθ-cosθ=0,
即sinθ=cosθ.故tanθ=.
2.已知△ABC的內(nèi)角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,向量m=(2sin B,-),
n=(cos2B,2co
2、s2-1),且m∥n,則銳角B的值為 ( )
A. B. C. D.
【解題提示】根據(jù)m∥n,轉(zhuǎn)化為B的三角函數(shù)值后求解.
【解析】選D.因為m∥n,
所以2sinB(2cos2-1)=-cos2B,
所以sin2B=-cos2B,即tan2B=-.
又因為B為銳角,所以2B∈(0,π).
所以2B=,所以B=.
3.(2015·臨沂模擬)若向量a=(cosα,sinα),b=(cosβ,sinβ),則a與b一定滿足( )
A.a與b的夾角等于α-β B.a⊥b
C.a∥b D.(a+b)⊥(a-b)
【解題提示】欲求a與b滿
3、足的關(guān)系,先利用平面向量數(shù)量積公式,判斷a與b是否有垂直或者平行的關(guān)系,再結(jié)合選項判斷.
【解析】選D.因為a·b=(cosα,sinα)·(cosβ,sinβ)=cos(α-β),這表明這兩個向量的夾角的余弦值為cos(α-β).
同時,也不能得出a與b的平行和垂直關(guān)系.
因為計算得到(a+b)·(a-b)=0,
所以(a+b)⊥(a-b).
故選D.
4.已知a=,b=(cosθ,sinθ),θ∈(0,π),則|a-b|的取值范圍
是( )
A.(0,1) B.(0,1] C.(0,) D.(0,]
【解析】選C.因為a-b=,
4、
所以|a-b|=
=
==,
因為θ∈(0,π),所以∈,cos∈(0,1).
故|a-b|∈(0,).
5.(2015·鄭州模擬)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,cosC=,·=-2且a+b=5,則c等于( )
A. B. C.4 D.
【解題提示】由已知cosC=,·=-2,利用數(shù)量積公式得到ab=8,再利用余弦定理可得,c2=a2+b2-2abcosC可求c.
【解析】選A.由已知cosC=,·=-2,
得b·a·cos(π-C)=-2?b·a·cos
5、C=2,
所以ab=8,
利用余弦定理可得,c2=a2+b2-2abcosC=(a+b)2-2ab-2abcosC=52-2×8-4=5.
所以c=.
故選A.
二、填空題
6.在△ABC中,內(nèi)角A,B,C所對邊分別為a,b,c,已知m=(1,2),n=(ccosA,b),p=(c,-bcosA),若m∥n,m⊥p,則△ABC的形狀是 .
【解題提示】利用向量關(guān)系轉(zhuǎn)化為邊角關(guān)系后,再邊化角可解.
【解析】由m∥n可得,b=2ccosA.
由正弦定理可得sinB=2sinCcosA,
即sin(A+C)=2sinCcosA.
從而sinAcosC+cosAs
6、inC=2sinCcosA,
故sinAcosC-cosAsinC=0.
即sin(A-C)=0,又-π<A-C<π,
所以A-C=0,即A=C.
由m⊥p可得c-2bcosA=0,
從而sinC-2sinBcosA=0,
故sin(A+B)-2sinBcosA=0.
即sinAcosB-cosAsinB=0,
即sin(A-B)=0,故A-B=0,A=B.
所以A=B=C.
故三角形為等邊三角形.
答案:等邊三角形
7.(2015·銀川模擬)已知正三角形OAB中,點O為原點,點B的坐標是(-3,4),點A在第一象限,向量m=(-1,0),記向量m
7、與向量的夾角為α,則sinα的值為 .
【解析】設(shè)向量與x軸正向的夾角為β,則α+β=π+=,且有sinβ=,
cosβ=-,sinα=sin(π-α)=sin=sinβ-cosβ=×-×=.
答案:
8.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且2cos2cosB-sin(A-B)sinB+
cos(A+C)=-,若a=4,b=5,則在方向上的投影為 .
【解題提示】利用已知條件先轉(zhuǎn)化求得cosA,再利用正余弦定理可解.
【解析】由2cos2cosB-sin(A-B)·sinB+cos(A+C)=-,得[cos(A-B)+1]
8、cosB-sin(A-B)sinB-cosB=-,
即cos(A-B)cosB-sin(A-B)sinB=-.
則cos(A-B+B)=-,
即cosA=-.
由0<A<π,得sinA=,
由正弦定理,有=,
所以,sinB==.
由題知a>b,則A>B,故B=,
根據(jù)余弦定理,有(4)2=52+c2-2×5c×,
解得c=1或c=-7(舍去).
故向量在方向上的投影為||cosB=.
答案:
三、解答題
9.(2015·晉中模擬)已知向量a=(sin x,),b=(cos x,-1).
(1)若(a+b)⊥(a
9、-b),求cos2x的值.
(2)若a∥b,求cos2x-sin2x的值.
【解析】(1)因為(a+b)⊥(a-b),
a+b=(sin x+cos x,-),
a-b=(sin x-cos x,),
所以(a+b)·(a-b)=sin2x-cos2x-=0,
即cos2x=-.
(2)因為a∥b,
所以-sin x-cos x=0,
即tan x=-,
所以cos2x-sin2x=
==
=.
10.已知向量a=(sin(x+),sin x),b=(cos x,-sin x),函數(shù)f(x)=m(a·b+sin2x),m為正實數(shù).
(1)求函數(shù)f
10、(x)的最小正周期及單調(diào)遞減區(qū)間.
(2)將函數(shù)f(x)的圖象的縱坐標保持不變,橫坐標擴大到原來的兩倍,然后再向右平移個單位得到y(tǒng)=g(x)的圖象,試探討:當x∈[0,π]時,函數(shù)y=g(x)與y=1的圖象的交點個數(shù).
【解析】(1)f(x)=m(a·b+sin2x)
=m[sin(x+)cos x-sin2x+sin2x]
=m(cos2x-sin2x+sin2x)
=2msin(2x+).
由m>0知,函數(shù)f(x)的最小正周期T=π.
又2kπ+≤2x+≤2kπ+(k∈Z),
解得kπ+≤x≤kπ+(k∈Z).
所以函數(shù)的遞減區(qū)間是[kπ+,kπ+](k∈
11、Z).
(2)將函數(shù)f(x)的圖象橫坐標擴大到原來的兩倍,
得y=2msin(x+),
再向右平移個單位,
得y=2msin[(x-)+],
所以:g(x)=2msin x.
由0≤x≤π及m>0得0≤g(x)≤2m,
所以當0<m<時,y=g(x)與y=1無交點.
當m=時,y=g(x)與y=1有唯一公共點,
當m>時,y=g(x)與y=1有兩個公共點.
11.(2015·保定模擬)△ABC的三個內(nèi)角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,向量m=(-1,1),n=(cosBcosC,sinBsinC-),且m⊥n.
(1)求A的大小.
12、(2)現(xiàn)給出下列四個條件:①a=1;②b=2sinB;③2c-(+1)b=0;④B=45°.試從中再選擇兩個條件以確定△ABC,求出你所確定的△ABC的面積.
【解析】(1)因為m⊥n,
所以-cosBcosC+sinBsinC-=0,
即cosBcosC-sinBsinC=-,cos(B+C)=-,
因為A+B+C=180°,
所以cos(B+C)=-cosA,
所以cosA=,又0°<A<180°,
所以A=30°.
(2)選擇①③可確定△ABC.
因為A=30°,a=1,2c-(+1)b=0,
由
13、余弦定理12=b2+-2b·bcos30°,
整理得b2=2,b=,c=.
所以S△ABC=bcsinA=×××
=.
【一題多解】(2)選擇①④可確定△ABC.
因為A=30°,a=1,B=45°,
所以C=105°.
因為sin105°=sin(60°+45°)
=sin60°cos45°+cos60°sin45°=,
由正弦定理=,
得b===,
所以S△ABC=absinC=×1××=.
14、
12.已知向量a=(cosα,sinα),b=(cosx,sinx),c=(sinx+2sinα,cosx+2cosα),其中0<α<x<π.
(1)若α=,求函數(shù)f(x)=b·c的最小值及相應(yīng)x的值.
(2)若a與b的夾角為,且a⊥c,求tan2α的值.
【解析】(1)因為b=(cosx,sinx),
c=(sinx+2sinα,cosx+2cosα),
α=,所以f(x)=b·c
=cosxsinx+2cosxsinα+sinxcosx+2sinxcosα
=2sinxcosx+(sinx+cosx).
令t=sinx+cosx,
15、
則2sinxcosx=t2-1,且-1<t<.
則y=t2+t-1=-,
-1<t<,
所以t=-時,ymin=-,
此時sinx+cosx=-,
即sin=-,
因為<x<π,所以<x+<π,
所以x+=π,所以x=.
所以函數(shù)f(x)的最小值為-,
相應(yīng)x的值為.
(2)因為a與b的夾角為,
所以cos= =cosαcosx+sinαsinx
=cos(x-α).
因為0<α<x<π,所以0<x-α<π,
所以x-α=.
因為a⊥c,所以cosα(sinx+2sinα)+sinα(cosx+2cosα)=0,
所以sin(x+α)+2sin2α=0,
即sin+2sin2α=0.
所以sin2α+cos2α=0,
所以tan2α=-.
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