資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺【核心突破】2024年高考數學一輪核心考點深度解析(新高考地區)專題08 三角恒等變換【考點考向】一、任意角的三角函數(1)定義:設α是一個任意角,它的終邊與單位圓交于點P(x,y),那么sin α=y,cos α=x,tan α=(x≠0).(2)幾何表示:三角函數線可以看作是三角函數的幾何表示,正弦線的起點都在x軸上,余弦線的起點都是原點,正切線的起點都是(1,0).如圖中有向線段MP,OM,AT分別叫做角α的正弦線、余弦線和正切線.二、同角三角函數基本關系式與誘導公式1.同角三角函數的基本關系(1)平方關系:sin2α+cos2α=1.(2)商數關系:=tan__α.2.三角函數的誘導公式公式 一 二 三 四 五 六角 2kπ+α(k∈Z) π+α -α π-α -α +α正弦 sin α -sin__α -sin__α sin__α cos__α cos__α余弦 cos α -cos__α cos__α -cos__α sin__α -sin__α正切 tan α tan__α -tan__α -tan__α口訣 函數名不變,符號看象限 函數名改變,符號看象限三、解兩角和與差的正弦、余弦和正切公式1兩角和與差的正弦、余弦和正切公式sin(α±β)=sin__αcos__β±cos__αsin__β.cos(α β)=cos__αcos__β±sin__αsin__β.tan(α±β)=.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式sin 2α=2sin__αcos__α.cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α.tan 2α=.3.函數f(α)=asin α+bcos α(a,b為常數),可以化為f(α)=sin(α+φ)或f(α)=·cos(α-φ).[名師提醒]1.tan α±tan β=tan(α±β)(1 tan αtan β).2.cos2α=,sin2α=.3.1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,sin α±cos α=sin.【解題策略】1.定義法求三角函數值的三種情況①已知角α終邊上一點P的坐標,可求角α的三角函數值.先求P到原點的距離,再用三角函數的定義求解;②已知角α的某三角函數值,可求角α終邊上一點P的坐標中的參數值,可根據定義中的兩個量列方程求參數值;③已知角α的終邊所在的直線方程或角α的大小,根據三角函數的定義可求角α終邊上某特定點的坐標.2.三角函數式化簡的方法弦切互化,異名化同名,異角化同角,降冪或升冪.在三角函數式的化簡中“次降角升”和“次升角降”是基本的規律,根號中含有三角函數式時,一般需要升次.3.“給角求值”:一般所給出的角都是非特殊角,從表面上來看是很難的,但仔細觀察非特殊角與特殊角總有一定關系,解題時,要利用觀察得到的關系,結合公式轉化為特殊角并且消除非特殊角的三角函數而得解.4.“給值求值”:給出某些角的三角函數式的值,求另外一些角的三角函數值,解題關鍵在于“變角”,使其角相同或具有某種關系.5.“給值求角”:實質是轉化為“給值求值”,先求角的某一函數值,再求角的范圍,確定角.【考點解析】一.兩角和與差的三角函數1.設tan(α),則tan(α)=( )A.﹣2 B.2 C.﹣4 D.42.已知,,則sinα﹣cosα= .3.sin160°cos40°﹣sin250°cos50°= .4.若,則( )A. B. C. D.5.若f(x)=cosx﹣sinx+1在[0,a]是減函數,則a的最大值是( )A. B. C. D.π6.已知.則 .7.(1)已知α,β∈(0,),cosα,cos(α+β),求β的值;(2)已知0≤θ≤π,sinθ﹣cosθ,求sin(2θ)的值.8.已知,則cos2x的值為( )A.0 B.1 C. D.9.已知α,β,γ是三個銳角,則sinαcosβ,sinβcosγ,sinγcosα中,大于的數至多有( )個A.0 B.1 C.2 D.310.已知α∈(0,π),且滿足,則tanα=( )A. B. C. D.11.若,則1﹣2cos2(2α﹣β)=( )A. B. C. D.12.已知,若,則cosα= .二.二倍角的三角函數13.已知,則( )A. B. C. D.14.已知,則( )A. B. C. D.15.若,則tan2α=( )A. B. C. D.16.已知角θ的頂點為坐標原點,始邊為x軸非負半軸,若角θ的終邊過點P(,),則sin2θ=( )A. B. C. D.17.已知向量,,若,則cos2θ= .18.已知tanθ=2,則sin2θ= .19.已知,則cos2α= .20.已知銳角α滿足,則sin2α=( )A. B. C. D.21.隨著智能手機的普及,手機攝影越來越得到人們的喜愛,要得到美觀的照片,構圖是很重要的,用“黃金分割構圖法”可以讓照片感覺更自然.更舒適,“黃金九宮格”是黃金分割構圖的一種形式,是指把畫面橫豎各分三部分,以比例1:0.618:1為分隔,4個交叉點即為黃金分割點.如圖,分別用A,B,C,D表示黃金分割點.若照片長、寬比例為4:3,設∠CAB=α,則( )A. B. C. D.22.已知sin(α),則sin2α= .23.已知tanα=3,則tan2α= .24.已知f(x)=sinx+cos2x,則f(x)的值域為 .25.角α的頂點在坐標原點,始邊與x軸的非負半軸重合,終邊不在坐標軸上,終邊所在的直線與圓C:(x﹣2)2+(y﹣1)2=8相交于A,B兩點,當△ABC面積最大時( )A. B. C. D.26.設cos2x.(1)求的值及f(x)的單調遞增區間;(2)若α∈(0,),f(α),求的值.三.半角的三角函數27.若α為第三象限角,且sinα,則tan( )A.﹣3 B. C.2 D.﹣228.若,,則α是( )A.第一象限角 B.第二象限角C.第三象限角 D.第四象限角29.若,θ是第二象限的角,則( )A. B. C.2 D.﹣530.已知sinα,且α是第三象限角,則tan .31.已知sinα,α<π,則tan的值為( )A. B.﹣2 C.2 D.四.三角函數的恒等變換及化簡求值32.若sin(α),cos(2α)=( )A. B. C. D.33.下列各式中,值為的是( )A.sin15° cos15°B.2cos21C.D.34.求值sin15°cos15°= .35.若圓周率π的近似值可以表示成4cos38°,則的近似值為( )A. B. C.8 D.﹣836.已知向量,,且,則 .37.若f(sinθ)=2﹣cos2θ,則f(cosθ)等于( )A.2﹣cos2θ B.2+cos2θ C.2﹣sinθ D.2+cosθ38.方程cos2x﹣sin2x=1的解集為( )A.{x|x=2kπ,k∈Z} B.{x|x=kπ,k∈Z}C.{x|x=π+2kπ,k∈Z} D.39.化簡: .40.(1) ;(2)的值為 .41.(1)化簡:;(2)向量(sinx,),(cosx,﹣1)當∥時,求的值.42.已知α為第二象限角,且.(1)化簡f(α);(2)若,且,求的值.43.已知向量(2,1﹣2sin2),(sinα,1),且⊥.(1)求的值;(2)求的值.44.(1)已知tanx,求的值;(2)化簡求值:.45.已知函數,x∈R.(1)求函數f(x)的最小正周期;(2)若,,求的值.五.三角函數中的恒等變換應用46.函數,下列結論正確的是( )A.f(x)在區間上單調遞增B.f(x)的圖像關于點成中心對稱C.將f(x)的圖像向左平移個單位后與y=2sin2x的圖像重合D.若,則f(x1)=f(x2)47.已知函數f(x)sinxcosx+sin2x,則下列結論中錯誤的是( )A.函數f(x)的最小正周期為πB.(,)是函數f(x)圖象的一個對稱中心C.x是函數f(x)圖象的一條對稱軸D.將函數f(x)的圖象向左平移個單位長度,即可得到函數y=sin2x的圖象48.已知函數,在[0,π]上有且僅有2個極小值點,則實數ω的取值范圍( )A. B. C. D.49.已知函數f(x)=cos2x﹣sin2x,則( )A.f(x)在(,)上單調遞減B.f(x)在(,)上單調遞增C.f(x)在(0,)上單調遞減D.f(x)在(,)上單調遞增50.已知不等式對于恒成立,則實數m的取值范圍是 .51.函數f(x)=cos2x+sinx+1的最小值為 ,最大值為 .52.已知函數f(x)sin2x﹣2cos2x+1,有以下結論:①若f(x1)=f(x2),則x1﹣x2=kπ(k∈Z):②f(x)在區間[,]上是增函數:③f(x)的圖象與g(x)=﹣2cos(2x)圖象關于x軸對稱:④設函數h(x)=f(x)﹣2x,當θ時,h(θ﹣2)+h(θ)+h(θ+2).其中正確的結論為 .53.已知函數f(x)=sinxcosx﹣a在區間[0,2π]上恰有三個零點x1,x2,x3,則x1+x2+x3= .54.將函數f(x)=sin(cossin )+1(ω>0)在[,]上單調遞減,則ω的取值范圍為( )A.0<ω≤2 B.ω≤2 C.ω D.ω≤255.已知函數f(x),集合{x∈(0,π)|f(x)=1}中恰有3個元素,則實數ω的取值范圍是( )A. B. C. D.56.設函數.(1)求函數f(x)的值域和單調遞增區間;(2)當,且時,求cos2α的值.57.若函數f(x)sinωx+cosωx(ω>0)在區間(0,)上僅有一條對稱軸及一個對稱中心,則ω的取值范圍為( )A.(5,8) B.(5,8] C.(5,11] D.[5,11)58.已知函數f(x)=sin(x)在[0,m]上恰有10個零點,則m的取值范圍是 .59.已知f(x)=2sinxcosx+2cos2x﹣1.(1)求f(x)的最大值及該函數取得最大值時x的值;(2)在△ABC中,a,b,c分別是角A,B,C所對的邊,a=1,S是△ABC的面積,f()=2,比較b3+c3與的大小.60.常數a∈R,函數f(x)=asin2x+2cos2x.(1)若f(x)為偶函數,求a的值;(2)若,求函數y=f(x)的值域.參考答案一.兩角和與差的三角函數1.【解析】∵tan(α),∴解得:tanα,∴tan(α)4.故選:C.2.【解析】因為,所以.,所以,因為,所以sinα>0,cosα<0,所以sinα﹣cosα>0,,解得(負值舍去).故答案為:.3.【解析】原式=sin20°cos40°+cos20°sin40°=sin(20°+40°)=sin60°.故答案為.4.【解析】因為,所以,故選:A.5.【解析】f(x)=cosx﹣sinx+1cos(x)+1,因為f(x)在[0,a]是減函數,所以,解得0<a,所以a的最大值是.故選:C.6.【解析】已知,即,故.故.則.故答案為:.7.【解析】(1)因為α,β∈(0,),所以0<α+β<π,因為cosα,cos(α+β),所以sinα,sin(α+β),sinβ=sin(α+β﹣α)=sin(α+β)cosα﹣sinαcos(α+β),所以;(2)因為0≤θ≤π,sinθ﹣cosθ,兩邊平方得1﹣2sinθcosθ,所以sin2θ0,所以,則(sinθ+cosθ)2=1+2sinθcosθ=1,所以sinθ+cosθ,所以sinθ,cos2θ=1﹣2sin2θ=1﹣2,sin(2θ)().8.【解析】由題意可得:,則,則cos2x0.故選:A.9.【解析】假設sinαcosβ,sinβcosγ,sinγcosα均大于,即,于是,而另一方面:(sinαcosβ)(sinβcosγ)(sinγcosα)=(sinαcosα)(sinβcosβ)(sinγcosγ)矛盾,故sinαcosβ,sinβcosγ,sinγcosα不可能均大于,而取知且.∴大于的數至多有2個.故選:C.10.【解析】因為α∈(0,π),且,所以,化簡得,兩邊平方化簡得 ,所以 ,即 ,則 ,兩式聯立求得 ,所以 .故選:A.11.【解析】,化簡得:tan2αtanβ+tan2αtanβtanβ﹣1,,,所以,故1﹣2cos2(2α﹣β).故選:D.12.【解析】∵,∵,∴sin(α+β)>0,∴,又∵0<α+β,∴,①又,②由①②可得,∴.故答案為:.二.二倍角的三角函數13.【解析】因為,所以.故選:C.14.【解析】∵,∴cos(2α)=cos[2(α)+π]=﹣cos[2(α)]=﹣[1﹣2]=﹣(1),故選:A.15.【解析】∵,∴,解得tanα=3,則tan2α.故選:C.16.【解析】因為角θ的終邊過點,又,所以、,所以.故選:C.17.【解析】因為,所以.故答案為:.18.【解析】.故答案為:.19.【解析】由,可得,故.故答案為:.20.【解析】由,得,因為sin2α+cos2α=1,所以sin2α+2sin2α=1,可得,因為α為銳角,所以,,所以.故選:A.21.【解析】由題意得,,故,所以.故選:D.22.【解析】∵sin(α),∴(sinα+cosα),解得:sinα+cosα,∴兩邊平方,可得:1+sin2α,∴sin2α.故答案為:.23.【解析】∵tanα=3,∴tan2α.故答案為:.24.【解析】設t=sinx∈[﹣1,1],則f(x)=sinx+cos2x=t+1﹣2t22(t)2,可得當t=﹣1時,f(x)min2(﹣1)2=﹣2,當t時,f(x)max2()2.可得f(x)的值域為[﹣2,].故答案為:[﹣2,].25.【解析】由題意可得,圓C:(x﹣2)2+(y﹣1)2=8的半徑為CA=CB=2,圓心C(2,1),故△ABC面積S CA CB sin∠ACB=4sin∠ACB.當△ABC面積最大時,CA⊥CB,此時,∠ABC,點C到直線AB的距離為2 cos2.而直線AB的方程為y=tanα x,即tanα x﹣y=0.根據點到直線的距離公式可得2,求得tanα,故sin2α.故選:D.26.【解析】(1)cos2xcos2xcos(2x)cos2xcos2xsin2xcos2xsin2xcos2xsin(2x),則sin(2)sin1;令2kπ≤2x2kπ,k∈Z,則kπ≤xkπ,k∈Z,∴f(x)的單調遞增區間為[kπ,kπ],k∈Z.(2)若α∈(0,),則2α∈(,),∵f(α),∴sin(2α),∴sin(2α),cos(2α),∴sin2α=sin[(2α)]=sin[(2α)coscos(2α)sin,cos2α=cos[(2α)]=cos[(2α)cossin(2α)sin,則sin2αcoscos2αsin().三.半角的三角函數27.【解析】因為α為第三象限角,且sinα,所以cosα,則tan3.故選:A.28.【解析】因為,,所以sinα=2sincos20,cosα=2cos21=210,則α是第三象限角.故選:C.29.【解析】∵,θ是第二象限的角,∴cosθ,∴tanθ,∴tanθ,解得tan3或tan,∵θ是第二象限的角,∴2kπ<θ<π+2kπ,k∈Z,∴kπkπ,k∈Z,當k為偶數時,是第一象限角,當k為奇數時,是第三象限角,∴tan0,∴tan3,∴5.故選:D.30.【解析】因為α是第三象限角,即2kπ+π<α<2kπ,k∈Z,所以kπkπ,k∈Z,所以tan0,又因為sinα,可得cosα,所以tan29,可得tan3.故答案為:﹣3.31.【解析】∵已知sinα,α<π,∴,且cosα.再由二倍角公式可得 21,求得 cos,∴sin,則tan2,故選:C.四.三角函數的恒等變換及化簡求值32.【解析】∵sin(α),∴cos[(α)]=cos(α),∴cos(2α)=2cos2(α)﹣11,故選:D.33.【解析】A,∵sin15° cos15°sin30°;B,∵2cos21=cos;C,∵;D,∵tan45°.故選:D.34.【解析】sin15°cos15°sin30°.故答案為:.35.【解析】由題意得8.故選:C.36.【解析】因為所以﹣2sinα﹣cosα=0,所以,所以.故答案為:.37.【解析】依題意得(sinθ)=2﹣cos2θ=2﹣(1﹣2sin2θ)=1+2sin2θ,所以.故選:B.38.【解析】由cos2x﹣sin2x=1可得:cos2x﹣(1﹣cos2x)=1,解得:cosx=±1,所以x=kπ,k∈Z.故選:B.39.【解析】因為sin2α=2sinαcosα,cos2α=2cos2α+1,sin2α+cos2α=1,所以.故答案為:1.40.【解析】(1)原式=2+3﹣1﹣1﹣2;(2)1+2sin20°sin110°=1+2sin20°sin(90°+20°)=1+2sin20°cos20°=sin220°+cos220°+2sin20°cos20°=(sin20°+cos20°)2,1﹣cos2160°=1﹣cos220°=sin220°,則原式1.41.【解析】(1)1;(2)因為向量(sinx,),(cosx,﹣1),所以當∥時,可得﹣sinxcosx=0,即tanx,所以.42.【解析】(1),∵a是第二象限角,∴sinα>0,cosα<0,即sinα﹣cosα>0,∴sinα.(2)∵,∴,∵f(α)=sin(α),∴α∈(,),∴cos(α),∴f(α)=sin(α)=sin(α)=cos(α).43.【解析】(1)由已知可得 2sinα+1﹣2sin22sinα+cosα=0,所以.(2)由(1)及二倍角公式化簡.44.【解析】(1)原式;(2).45.【解析】(1),,所以f(x)的最小正周期為.(2)由(1)得f()sin(α),所以sin(α),因為得,0,所以cos(),所以cos()=sinα=sin[()]sin()cos().五.三角函數中的恒等變換應用46.【解析】,對于A:若,所以,因為y=sinx在上不單調,故A錯誤;對于B:,故f(x)關于直線對稱,故B錯誤;對于C:將f(x)的圖像向左平移個單位得到,故C錯誤;因為f(x)關于直線對稱,又,即x1、x2關于對稱,所以f(x1)=f(x2),故D正確;故選:D.47.【解析】由于函數f(x)sinxcosx+sin2x;對于A:函數f(x)的最小正周期為T,故A正確;對于B:當x時,f(),故B錯誤;對于C:當x時,f()=sin(),故C正確;對于D:函數f(x)的圖象向左平移個單位,得到y=sin2x的圖象,故D正確.故選:B.48.【解析】,由于x∈[0,π],所以,要使f(x)在[0,π]上有且僅有2個極小值點,則,即.故選:D.49.【解析】f(x)=cos2x﹣sin2x=cos2x,周期T=π,∴f(x)的單調遞減區間為[kπ,](k∈Z),單調遞增區間為[,π+kπ](k∈Z),對于A,f(x)在(,)上單調遞增,故A錯誤,對于B,f(x)在(,0)上單調遞增,在(0,)上單調遞減,故B錯誤,對于C,f(x)在(0,)上單調遞減,故C正確,對于D,f(x)在(,)上單調遞減,在(,)上單調遞增,故D錯誤,故選:C.50.【解析】令f(x)則f(x).因為,所以,所以,由于不等式對于恒成立可得m≤f(x)min.所以m的取值范圍為.故答案為:.51.【解析】f(x)=cos2x+sinx+1=1﹣2sin2x+sinx+1=﹣2sin2x+sinx+2=﹣2(sinx)2;sinx時,f(x)max;當sinx=﹣1時,f(x)min=﹣1;故答案為:﹣1;.52.【解析】函數化簡可得f(x)sin2x﹣2cos2x+1=2sin(2x),對于①:若f(x1)=f(x2),可知x1,x2關于對稱軸是對稱的,即x1+x2,∴①不對;對于②:令2x,可得;∴f(x)在區間[,]上是增函數:②正確;對于③:f(x)的圖象關于x軸對稱,即(x,y)關于x軸對稱的點是(x,﹣y).可得﹣y=2sin(2x),y=2sin(﹣2x)=﹣2cos(2x);∴③對;對于④:設函數h(x)=f(x)﹣2x=2sin(2x)﹣2x當θ時,h(θ﹣2)=2sin(2(θ﹣2))﹣2(θ﹣2)=2sin(2θ﹣4)﹣(2θ﹣4)h(θ)=2sin(2θ)﹣2θh(θ+2)=2sin(2θ+4)﹣(2θ+4)∴h(θ﹣2)+h(θ)+h(θ+2).故答案為:②③④53.【解析】sinxcosx=2sin(x)=a,如圖方程的解即為直線與三角函數圖象的交點,在[0,2π]上,當a時,直線與三角函數圖象恰有三個交點,令sin(x),x2kπ,即x=2kπ,k∈Z或x2kπ,即x=2kπ,k∈Z∴此時x1=0,x2,x3=2π,∴x1+x2+x3=02π.故答案為:.54.【解析】f(x)=sin(cossin )+1,sin(ωx),由題意得,,故12kω,k=0,1,2,3 ,當k=0時,.因為,所以0<ω≤2,綜上.故選:C.55.【解析】∵f(x)sinωx﹣cosωx(ω>0),∴,又集合A={x∈(0,π)|f(x)=1}含有3個元素,∴方程f(x)=1,在(0,π)上只有三解,∴,在(0,π)上只有三解,∴或,∴或,又,在(0,π)上只有三解,∴、、,其他值均不在(0,π)內,∴,解得,故選:D.56.【解析】(1),因為,所以﹣11≤3,所以函數f(x)的值域是[﹣1,3].令,k∈Z,解得,k∈Z,所以函數f(x)的單調遞增區間為,k∈Z.(2)由,得,因為,所以,所以,所以,所以,所以.57.【解析】f(x)sinωx+cosωx=2sin(ωx),因為0,所以ωx,要使得f(x)在區間(0,)上僅有一條對稱軸及一個對稱中心,所以π,解得5<ω≤8.故選:B.58.【解析】∵f(x)=sin(x)sin(x)[1﹣cos(x)]=2sin(x),∴f(x)=0 2sin(x)=0,由sin(x)=0,得xkπ(k∈Z),即x=kπ(k∈Z),∵f(x)在[0,m]上恰有10個零點,∴sin(x)=0在[0,m]上恰有10個解,∴9π≤m10π,解得m,故答案為:[,).59.【解析】(1)f(x)=2sinxcosx+2cos2x﹣1cos2x=2sin(2x),當2x2kπ,k∈Z,即xkπ,k∈Z時,f(x)的最大值為2;(2)由(1)及題意得f()=2sin(A)=2,∴sin(A)=1,∴A,A,由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA,所以b2+c2﹣bc=1,∵2,∴b3+c3(b+c)(b2+c2﹣bc)﹣2=b+c﹣2()2≥0,當且僅當b=c時等號成立,∴b3+c3.60.【解析】(1)已知函數f(x)=asin2x+2cos2x,則f(x)=f(﹣x)恒成立,即asin2x+2cos2x=asin(﹣2x)+2cos2(﹣x)恒成立,即2asin2x=0恒成立,即a=0;(2)已知,則,即,則f(x)sin2x+2cos2x,又,則函數y=f(x)的值域為[﹣1,3].21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 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