2018届二轮复习 三角恒等变换与解三角形 学案(全国通用)

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文档介绍

2018届二轮复习 三角恒等变换与解三角形 学案(全国通用)

专题07 三角恒等变换与解三角形 和差角公式、二倍角公式是高考的热点,常与三角函数式的求值、化简交汇命题.既有选择题、填空题,又有解答题,难度适中,主要考查公式的灵活运用及三角恒等变换能力.‎ ‎1.和差角公式 ‎(1)cos(α±β)=cosαcosβ∓sinαsinβ;‎ ‎(2)sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ;‎ ‎(3)tan(α±β)=.‎ ‎2.倍角公式 ‎(1)sin2α=2sinαcosα;‎ ‎(2)cos2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α;‎ ‎(3)tan2α=.‎ ‎3.半角公式 ‎(1)sin=±;‎ ‎(2)cos=±;‎ ‎(3)tan=±;‎ ‎(4)tan==.‎ ‎4.正弦定理 ===2R(2R为△ABC外接圆的直径).‎ ‎5.余弦定理 a2=b2+c2-2bccosA,‎ b2=a2+c2-2accosB,‎ c2=a2+b2-2abcosC.‎ ‎6.面积公式 S△ABC=bcsinA=acsinB=absinC.‎ ‎7.解三角形 ‎(1)已知两角及一边,利用正弦定理求解;‎ ‎(2)已知两边及一边的对角,利用正弦定理或余弦定理求解,解的情况可能不唯一,需讨论;‎ ‎(3)已知两边及其夹角,利用余弦定理求解;‎ ‎(4)已知三边,利用余弦定理求解.‎ ‎8.“变”是解决三角问题的主题,变角、变名、变表达形式、变换次数等比比皆是,强化变换意识,抓住万变不离其宗——即公式不变,方法不变,要通过分析、归类把握其规律.‎ 考点一 三角函数概念,同角关系及诱导公式 例1、【2017北京,理12】在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若,=___________.‎ ‎【答案】‎ ‎【变式探究】 (1)(2016·高考全国乙卷)已知θ是第四象限角,且sin=,则tan=________.‎ 解析:基本法:将θ-转化为-.‎ 由题意知sin=,θ是第四象限角,所以 cos>0,所以cos==.‎ tan=tan=- ‎=-=-=-.‎ 答案:- 速解法:由题意知θ+为第一象限角,设θ+=α,‎ ‎∴θ=α-,‎ ‎∴tan=tan=-tan.‎ 如图,不妨设在Rt△ACB中,∠A=α,由sin α=可得,‎ BC=3,AB=5,AC=4,‎ ‎∴∠B=-α,∴tan B=,‎ ‎∴tan B=-. ‎ 答案:- ‎(2)若tan α>0,则(  )‎ A.sin α>0       B.cos α>0‎ C.sin 2α>0 D.cos 2α>0‎ 答案:C 考点二 三角函数的求值与化简 例2、(1)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=(  )‎ A.- B. C.- D. 解析:基本法:原式=sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin(20°+10°)=sin 30°=,故选D.‎ 速解法:从题目形式上看应是sin(α+β)公式的展开式.‎ 又∵20°+10°=30°,故猜想为sin 30°=.‎ 答案:D ‎ (2)设α∈,β∈,且tan α=,则(  )‎ A.3α-β= B.3α+β= C.2α-β= D.2α+β= 速解法一:∵tan =,‎ 由tan α=知,α、β应为2倍角关系,A、B项中有3α,不合题意,C项中有2α-β=.‎ 把β=2α-代入 = ‎==tan α,题设成立.故选C.‎ 速解法二:==tan ‎∴tan α=tan 又∵α∈,β∈,∴∈,‎ ‎∴+∈,∴α=+,‎ ‎∴2α=+β,∴2α-β=.故选C.‎ 答案:C 考点三 解三角形 例3、(2016·天津,3,易)在△ABC中,若AB=,BC=3,∠C=120°,则AC=(  )‎ A.1 B.‎2 C.3 D.4‎ ‎【变式探究】(2016·课标Ⅲ,8,易)在△ABC中,B=,BC边上的高等于BC,则cos A=(  )‎ A. B. C.- D.- 答案:C 解析:如图,作AD⊥BC于D.‎ 设AD=1,∵B=,∴BD=1.‎ 又∵AD=BC,∴CD=2,‎ ‎∴AC=,AB=,‎ ‎∴sin α=,cos α=,sin β=,‎ cos β=,‎ ‎∴cos A=cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β ‎=×-×=-.‎ 考点四 正、余弦定理的应用 例 4、【2017课标II,理17】的内角所对的边分别为,已知,‎ ‎(1)求;‎ ‎(2)若,的面积为,求。‎ ‎【答案】(1); (2) b=2‎ ‎(2)由,故 又 由余弦定理 及得 所以b=2.‎ ‎【变式探究】(1)在△ABC中,B=120°,AB=,A的角平分线AD=,则AC=________.‎ ‎(2)在△ABC中,∠A=,AB=6,AC=3,点D在BC边上,AD=BD,求AD的长.‎ ‎【解析】 (1)如图,在△ABD中,由正弦定理,‎ 得=,∴sin∠ADB=.‎ ‎∴∠ADB=45°,∴∠BAD=180°-45°-120°=15°.‎ ‎∴∠BAC=30°,∠C=30°,‎ ‎∴BC=AB=.‎ 在△ABC中,由正弦定理,‎ 得=,∴AC=.‎ ‎(2)设△ABC的内角∠BAC,B,C所对边的长分别是a,b,c,‎ 由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos∠BAC ‎=(3)2+62-2×3×6×cos ‎=18+36-(-36)=90,‎ 所以a=3.‎ ‎【举一反三】如图,A,B,C,D都在同一个与水平面垂直的平面内,B,D为两岛上的两座灯塔的塔顶.测量船于水面A处测得B点和D点仰角分别为75°,30°,于水面C处测得B点和D点的仰角均为60°,AC=‎0.1 km.试探究图中B,D间距离与另外哪两点间距离相等,然后求B,D的距离(计算结果精确到‎0.01 km,≈1.414,≈2.449).‎ 解:在△ACD中,∠DAC=30°,∠ADC=60°-∠DAC=30°,‎ 所以CD=AC=0.1.‎ 又∠BCD=180°-60°-60°=60°,‎ 故CB是△CAD底边AD的中垂线,‎ 所以BD=BA.‎ 在△ABC中,=,‎ 即AB=,‎ 又sin 15°=sin(60°-45°)‎ ‎=sin 60°cos 45°-cos 60°sin 45°‎ ‎=×-×=,‎ 所以AB==,‎ 因此,BD=≈0.33(km).‎ 故B,D的距离约为‎0.33 km.‎ ‎1.【2017山东,理9】在中,角,,的对边分别为,,.若为锐角三角形,且满足,则下列等式成立的是 ‎(A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】A ‎【解析】 ‎ 所以,选A.‎ ‎2.【2017北京,理12】在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox 为始边,它们的终边关于y轴对称.若,=___________.‎ ‎【答案】‎ ‎3.【2017浙江,14】已知△ABC,AB=AC=4,BC=2. 点D为AB延长线上一点,BD=2,连结CD,则△BDC的面积是______,cos∠BDC=_______.‎ ‎【答案】‎ ‎4.【2017课标II,理17】的内角所对的边分别为,已知,‎ ‎(1)求;‎ ‎(2)若,的面积为,求。‎ ‎【答案】(1); (2) b=2‎ ‎【解析】b=2(1)由题设及,故 上式两边平方,整理得 ‎ 解得 ‎ ‎(2)由,故 又 由余弦定理 及得 所以b=2. ‎ ‎1.【2016高考新课标2理数】若,则( )‎ ‎(A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】D ‎2.【2016高考新课标3理数】若 ,则( )‎ ‎(A) (B) (C) 1 (D) ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由,得或,所以,故选A.‎ ‎3.【2016年高考四川理数】= .‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由二倍角公式得 ‎1.【2016高考新课标3理数】在中,,边上的高等于,则( )‎ ‎(A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】C ‎【解析】设边上的高为,则,所以,.由余弦定理,知,故选C.‎ ‎2.【2016高考新课标2理数】的内角的对边分别为,若,,,则 .‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】因为,且为三角形的内角,所以,‎ ‎,又因为,所以 ‎.‎ ‎3.【2016高考天津理数】在△ABC中,若,BC=3, ,则AC= ( )‎ ‎(A)1 (B)2 (C)3 (D)4‎ ‎【答案】A ‎【解析】由余弦定理得,选A.‎ ‎4.【2016高考江苏卷】在锐角三角形中,若,则的最小值是 ▲ .‎ ‎【答案】8.‎ ‎1.【2016年高考四川理数】(本小题满分12分)‎ 在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且.‎ ‎(I)证明:;‎ ‎(II)若,求.‎ ‎【答案】(Ⅰ)证明详见解析;(Ⅱ)4.‎ ‎【解析】‎ Ⅰ)根据正弦定理,可设===k(k>0).‎ 则a=ksin A,b=ksin B,c=ksin C.‎ 代入+=中,有 ‎+=,变形可得 sin Asin B=sin Acos B+cos Asin B=sin(A+B).‎ 在△ABC中,由A+B+C=π,有sin(A+B)=sin(π–C)=sin C,‎ 所以sin Asin B=sin C.‎ ‎2.【2016高考浙江理数】(本题满分14分)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c. 已知b+c=‎2a cos B.‎ ‎(I)证明:A=2B;‎ ‎(II)若△ABC的面积,求角A的大小.‎ ‎【答案】(I)证明见解析;(II)或.‎ ‎【解析】‎ ‎(Ⅰ)由正弦定理得,‎ 故,‎ 于是.‎ 又,,故,所以或,‎ 因此(舍去)或,‎ 所以,.‎ ‎3.【2016高考山东理数】(本小题满分12分)‎ 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 ‎ ‎(Ⅰ)证明:a+b=‎2c;‎ ‎(Ⅱ)求cosC的最小值.‎ ‎【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)‎ ‎【解析】‎ ‎(Ⅰ)由题意知,‎ 化简得,‎ 即.‎ 因为,‎ 所以.‎ 从而.‎ 由正弦定理得.‎ ‎(Ⅱ)由(Ⅰ)知,‎ 所以 ,‎ 当且仅当时,等号成立.‎ 故 的最小值为. ‎ ‎【2015高考四川,理12】 .‎ ‎【答案】.‎ ‎【2015高考浙江,理11】函数的最小正周期是 ,单调递减区间是 .‎ ‎【答案】,,.‎ ‎【解析】,故最小正周期为,单调递减区间为 ‎,.‎ ‎【2015高考天津,理15】(本小题满分13分)已知函数,‎ ‎(I)求最小正周期;‎ ‎(II)求在区间上的最大值和最小值.‎ ‎【答案】(I); (II) ,.‎ ‎【解析】(I) 由已知,有 ‎.‎ 所以的最小正周期.‎ ‎(II)因为在区间上是减函数,在区间上是增函数,‎ ‎,所以在区间上的最大值为,最小值为.‎ ‎【2015高考重庆,理18】 已知函数 ‎ (1)求的最小正周期和最大值;‎ ‎ (2)讨论在上的单调性.‎ ‎【答案】(1)最小正周期为,最大值为;(2)在上单调递增;在上单调递减.‎ ‎(2)当时,有,从而 当时,即时,单调递增,‎ 当时,即时,单调递减,‎ 综上可知,在上单调递增;在上单调递减.‎ ‎【2015高考上海,理14】在锐角三角形中,,为边上的点,与的面积分别为和.过作于,于,则 .‎ ‎【答案】‎ ‎【2015高考广东,理11】设的内角,,的对边分别为,,,若, ,,则 . ‎ ‎【答案】.‎ ‎【解析】因为且,所以或,又,所以,,又,由正弦定理得即解得,故应填入.‎ ‎【2015高考湖北,理12】函数的零点个数为 .‎ ‎【答案】2‎ ‎【解析】因为 ‎ ‎ ‎ ‎ 所以函数的零点个数为函数与图象的交点的个数,‎ 函数与图象如图,由图知,两函数图象有2个交点,‎ 所以函数有2个零点.‎ ‎【2015高考湖北,理13】如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到处时测得公路北侧一山顶D在西偏北的方向上,行驶‎600m后到达处,测得此山顶在西偏北的方向上,仰角为,则此山的高度 m. ‎ ‎【答案】‎ ‎【2015高考重庆,理13】在ABC中,B=,AB=,A的角平分线AD=,则AC=_______.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由正弦定理得,即,解得,,从而,所以,.‎ ‎【2015高考福建,理12】若锐角的面积为 ,且 ,则 等于________.‎ ‎【答案】7‎ ‎【解析】由已知得的面积为,所以,,所以.由余弦定理得,. ‎ ‎【2015高考新课标2,理17】(本题满分12分)‎ 中,是上的点,平分,面积是面积的2倍.‎ ‎(Ⅰ) 求;‎ ‎(Ⅱ)若,,求和的长. ‎ ‎【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).‎ ‎【2015高考浙江,理16】在中,内角,,所对的边分别为,,‎ ‎,已知,=.‎ ‎(1)求的值;‎ ‎(2)若的面积为7,求的值.‎ ‎【答案】(1);(2).‎ ‎【解析】‎ ‎(1)由及正弦定理得,‎ ‎∴,又由,即,得,‎ 解得;(2)由,得,,‎ 又∵,∴,由正弦定理得,‎ 又∵,,∴,故.‎ ‎【2015高考安徽,理16】在中,,点D在边上,,求的长.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】如图,‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【2015高考陕西,理17】(本小题满分12分)的内角,,所对的边分别为,,.向量与平行.‎ ‎(I)求;‎ ‎(II)若,求的面积.‎ ‎【答案】(I);(II).‎ 故的面积为.‎ 解法二:由正弦定理,得,‎ 从而,‎ 又由,知,所以.‎ 故 所以的面积为.‎ ‎1. 【2014高考江苏卷第14题】 若的内角满足,则的最小值是 .‎ ‎【答案】‎ ‎【考点】正弦定理与余弦定理.‎ ‎2. 【2014全国1高考理第16题】已知分别为三个内角的对边,,且,则面积的最大值为____________.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由,且,故,又根据正弦定理,得,化简得,,故,所以,又,故.‎ ‎【考点定位】正弦定理和余弦定理、三角形的面积公式.‎ ‎3. 【2014全国2高考理第4题】钝角三角形ABC的面积是,AB=1,BC= ,则AC=( )‎ A. 5 B. C. 2 D. 1‎ ‎【答案】B ‎【解析】由面积公式得:,解得,所以或,当时,‎ 由余弦定理得:=1,所以,又因为AB=1,BC=,所以此时为等腰直角三角形,不合题意,舍去;所以,由余弦定理得:=5,所以,故选B. ‎ ‎【考点定位】余弦定理及三角形的面积公式、解三角形 ‎ ‎4. 【2014山东高考理第12题】在中,已知,当时,的面积为________.‎ ‎【答案】‎ ‎【考点定位】 三角形的面积.‎ ‎5. 【2014高考广东卷理第12题】在中,角、、所对应的边分别为、‎ ‎、,已知,则 .‎ ‎【答案】.‎ ‎【解析】,由边角互化得,‎ 即,即,所以.‎ ‎【考点定位】正弦定理中的边角互化思想的应用以及两角和的三角函数,‎ ‎6. 【2014全国1高考理第8题】设且则( )‎ ‎ (A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】C ‎【解析】由已知得,,去分母得,,所以 ‎,,又因为,‎ ‎,所以,即,选C.‎ ‎【考点定位】和角的正弦公式、同角三角函数基本关系式、诱导公式.‎ ‎7. 【2014高考福建卷第12题】在中,,则的面积等于_________.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由正弦定理可得.所以的面积等于.‎ ‎【考点定位】正弦定理、三角形的面积.‎ ‎8. 【2014江西高考理第4题】在中,内角A,B,C所对应的边分别为,若则的面积( )‎ A.3 B. C. D.‎ ‎【答案】C ‎【考点定位】余弦定理 ‎9. 【2014四川高考理第13题】如图,从气球A上测得正前方的河流的两岸B,C的俯角分别为,,此时气球的高是,则河流的宽度BC约等于 .(用四舍五入法将结果精确到个位.参考数据:,,,,)‎ ‎【答案】60‎ ‎【解析】‎ ‎,,.‎ ‎【考点定位】解三角形.‎ ‎10. 【2014浙江高考理第17题】如图,某人在垂直于水平地面的墙面前的点处进行射击训练.已知点到墙面的距离为,某目标点沿墙面的射击线移动,此人为了准确瞄准目标点,需计算由点观察点的仰角的大小.若则的最大值 .‎ ‎【答案】‎ ‎【考点定位】解三角形,求最值.‎ ‎11.【2014重庆高考理第10题】‎ 已知的内角,面积满足 ‎ 所对的边,则下列不等式一定成立的是( )‎ A. B. C. D.‎ ‎【答案】A ‎【考点定位】两角和与差的三角函数、正弦定理、三角形的面积公式.‎ ‎12. 【2014天津高考理第12题】在中,内角所对的边分别是.已知,,则的值为_______.‎ ‎【答案】.‎ ‎【解析】∵代入得,由余弦定理得.‎ ‎【考点定位】正弦定理、余弦定理的推论.‎ ‎13. 【2014大纲高考理第3题】设则 ( )‎ A. B. C. D.‎ ‎【答案】C.‎ ‎【解析】故选C.‎ ‎【考点定位】三角函数基本关系式 ‎ ‎14. 【2014高考安徽卷第16题】(本小题满分12分)设的内角所对边的长分别是,且 ‎(1)求的值;‎ ‎(2)求的值.‎ ‎【答案】(1);(2).‎ ‎【考点定位】正、余弦定理、三角函数恒等变形. ‎ ‎15. 【2014高考北京理第15题】如图,在中,,点在边上,且,.‎ ‎(1)求;‎ ‎(2)求,的长.‎ ‎【答案】(1);(2)7.‎ ‎【考点定位】同角三角函数的关系,两个角的差的正弦公式,正弦定理与余弦定理.‎ ‎16. 【2014高考福建理第16题】已知函数.‎ (1) 若,且,求的值;‎ (2) 求函数的最小正周期及单调递增区间.‎ ‎ 【答案】(1) ;(2) ,‎ ‎【考点定位】1.三角函数的性质.2.三角的恒等变形.‎ ‎17. 【2014高考广东理第16题】已知函数,,且 ‎.‎ ‎(1)求的值;‎ ‎(2)若,,求.‎ ‎【答案】(1);(2).‎ ‎【解析】(1),‎ 所以,;‎ ‎(2)‎ ‎ ‎ ‎,‎ ‎,‎ ‎,,则,‎ ‎.‎ ‎【考点定位】本题考查诱导公式、同角三角函数的基本关系以及两角和的三角函数 ‎18. 【2014高考湖北理第17题】某实验室一天的温度(单位:)随时间(单位:)的变化近似满足函数关系;‎ ‎.‎ ‎(1)求实验室这一天的最大温差;‎ ‎(2)若要求实验室温度不高于11,则在哪段时间实验室需要降温?‎ ‎【答案】(1)4;(2)在10时至18时实验室需要降温.‎ ‎(2)依题意,当时实验室需要降温.‎ 由(1)得,‎ 所以,即,‎ 又,因此,即,‎ 故在10时至18时实验室需要降温.‎ ‎【考点定位】两个角的和的正弦公式、三角不等式的解法.‎ ‎19. 【2014高考湖南理第18题】如图5,在平面四边形中,.‎ ‎(1)求的值;‎ ‎(2)若,,求的长.‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【考点定位】三角形正余弦定理、正余弦之间的关系与和差角公式 ‎20. 【2014高考江苏第15题】已知.‎ ‎(1)求的值;‎ ‎(2)求的值.‎ ‎【答案】(1);(2).‎ ‎【考点】三角函数的基本关系式、二倍角公式、两角和与差的正弦、余弦公式.‎ ‎21. 【2014高考辽宁理第17题】在中,内角A,B,C的对边a,b,c,且,已知,,,求:‎ ‎(1)a和c的值;‎ ‎(2)的值.‎ ‎【答案】(1)a=3,c=2;(2).‎ ‎【解析】(1)由得,,又,所以ac=6.‎ 由余弦定理,得.‎ 又b=3,所以.‎ 解,得a=2,c=3或a=3,c=2.‎ 因为a>c,∴ a=3,c=2.‎ ‎【考点定位】解三角形、三角恒等变换. ‎ ‎22. 【2014高考山东卷第16题】已知向量,,设函数,且的图象过点和点.‎ ‎(Ⅰ)求的值;‎ ‎(Ⅱ)将的图象向左平移()个单位后得到函数的图象.若的图象上各最高点到点的距离的最小值为1,求的单调增区间.‎ ‎【答案】(I).‎ ‎(II)函数的单调递增区间为.‎ ‎【解析】‎ ‎(1)由题意知:.‎ 因为的图象过点和,‎ 所以,‎ 即,‎ 解得.‎ ‎【考点定位】平面向量的数量积,三角函数的化简,三角函数的图象和性质.‎ ‎23. 【2014高考四川第16题】已知函数.‎ ‎(1)求的单调递增区间;‎ ‎(2)若是第二象限角,,求的值.‎ ‎【答案】(1);(2),.‎ ‎【解析】‎ ‎(1);‎ ‎(2)由题设得:,‎ 即,.‎ 若,则,‎ 若,则.‎ ‎【考点定位】三角函数的性质、三角恒等变换三角函数的求值.‎ ‎24.【2014高考浙江理第18题】在中,内角所对的边分别为.已知,‎ ‎(I)求角的大小; ‎ ‎(II)若,求的面积. ‎ ‎【答案】(1);(2).‎ ‎(2)由,,得,由,得,从而,故 ‎,所以的面积为 ‎.‎ ‎【考点定位】诱导公式,、两角和与差的三角函数公式、二倍角公式、正弦定理、余弦定理、三角形面积公式 ‎ ‎25.【2014高考重庆理科第17题】已知函数的图像关于直线对称,且图像上相邻两个最高点的距离为.‎ ‎(I)求和的值;‎ ‎(II)若,求的值.‎ ‎【答案】(1);(2)‎ ‎(2)由(1)得 所以.‎ 由得 所以 因此 ‎=‎ ‎【考点定位】诱导公式、同角三角函数的基本关系、两角和与差的三角函数公式、三角函数的图象和性质.‎ ‎1.已知2sin 2α=1+cos 2α,则tan 2α=(  )‎ A.- B. C.-或0 D.或0‎ 解析:基本法:∵,‎ ‎∴或 ‎∴tan 2α=0或tan 2α=. ‎ 答案:D ‎2.若tan α=2tan,则=(  )‎ A.1 B.2‎ C.3 D.4‎ 答案:C ‎3.已知tan β=,sin(α+β)=,其中α,β∈(0,π),则sin α的值为(  )(导学号 55460112)‎ A. B. C. D.或 解析:依题意得sinβ=,cos β=.注意到sin(α+β)=(否则,若α+β≤,则有0<β<α+β≤,0
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