2022年三角函数与平面向量的综合应用 .pdf
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1、精品资料欢迎下载三角函数与平面向量的综合应用【要点梳理】1 三角恒等变换(1)公式:同角三角函数基本关系式、诱导公式、和差公式(2)公式应用:注意公式的正用、逆用、变形使用的技巧,观察三角函数式中角之间的联系,式子之间以及式子和公式间的联系(3)注意公式应用的条件、三角函数的符号、角的范围2 三角函数的性质(1)研究三角函数的性质,一般要化为yAsin(x )的形式,其特征:一角、一次、一函数 (2)在讨论 yAsin(x )的图象和性质时,要重视两种思想的应用:整体思想和数形结合思想,一般地,可设tx ,yAsin t,通过研究这两个函数的图象、性质达到目的3 解三角形解三角形问题主要有两种
2、题型:一是与三角函数结合起来考查,通过三角变换化简,然后运用正、余弦定理求值;二是与平面向量结合(主要是数量积),判断三角形形状或结合正、余弦定理求值试题一般为中档题,客观题、解答题均有可能出现4 平面向量平面向量的线性运算,为证明两线平行提供了重要方法平面向量数量积的运算解决了两向量的夹角、 垂直等问题 特别是平面向量的坐标运算与三角函数的有机结合,体现了向量应用的广泛性【自我检测】1 已知角 终边上一点P(4,3),则cos2sin cos112sin92的值为 _2已知 f(x)sin(x )3cos(x )的一条对称轴为y 轴, 且 (0, ),则 _. 3. 如图所示的是函数f(x)
3、Asin(x )B(A0,0,| | 0,2)图象的一部分,则f(x)的解析式为 _4 (2012 四川改编 )如图,正方形ABCD 的边长为1,延长 BA 至 E,使AE1,连接 EC、ED,则 sinCED_. 5. 如图,在梯形ABCD 中, AD BC, ADAB,AD 1,BC2, AB3,P 是 BC 上的一个动点,当PD PA取得最小值时,tanDPA 的名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - -
4、- - 精品资料欢迎下载值为 _【题型深度剖析】题型一三角恒等变换例 1设3 0,0 0)的最小正周期为2,并且当 x13时, f(x)max2. (1)求 f(x)的解析式; (2)在闭区间214,234上是否存在f(x)的对称轴?如果存在,求出其对称轴方程;如果不存在,请说明理由名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - 精品资料欢迎下载题型三三角函数、平面向量、解三角形的综合应用例 3已知向量m3s
5、in x4,1 ,n cos x4,cos2x4. (1)若 m n1,求 cos23x 的值;(2)记 f(x)m n,在 ABC 中,角 A,B,C 的对边分别是a,b,c,且满足 (2ac)cos Bbcos C,求函数f(A)的取值范围思维启迪: (1)由向量数量积的运算转化成三角函数式,化简求值(2)在 ABC 中,求出A 的范围,再求f(A)的取值范围探究提高(1)向量是一种解决问题的工具,是一个载体,通常是用向量的数量积运算或性质转化成三角函数问题(2)三角形中的三角函数要结合正弦定理、余弦定理进行转化,注意角的范围对变形过程的影响【训练 3】在 ABC 中,角 A,B,C 的对
6、边分别为a,b,c,且 lg alg blg cos Blg cos A0. (1)判断 ABC 的形状;(2)设向量 m(2a,b),n(a,3b),且 mn,(mn) (nm)14,求 a,b,c 的值【高考中的平面向量、三角函数客观题】典例 1: (5 分)(2012 山东 )函数 y2sin x63(0 x9)的最大值与最小值之和为() A23 B0 C 1 D 13 考点分析本题考查三角函数的性质,考查整体思想和数形结合思想解题策略根据整体思想,找出角6x3的范围,再根据图象求函数的最值解后反思(1)函数 yAsin(x )可看作由函数y Asin t 和 tx 构成的复合函数(2)
7、复合函数的值域即为外层函数的值域,可以通过图象观察得到名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - 精品资料欢迎下载典例 2:(5 分)(2012 天津 )在 ABC 中,A90 ,AB 1,AC2.设点 P,Q 满足 AP AB,AQ(1 )AC, R.若BQ CP 2,则 等于() A.13B.23C.43D2 考点分析本题考查向量的线性运算,考查向量的数量积和运算求解能力解题策略根据平面向量基本定理,
8、将题中的向量BQ,CP分别用向量 AB,AC表示出来,再进行数量积计算解后反思(1)利用平面向量基本定理结合向量的线性运算表示向量是向量问题求解的基础; (2)本题在求解过程中利用了方程思想【感悟提高】方法与技巧1研究三角函数的图象、性质一定要化成yAsin(x )B 的形式,然后利用数形结合思想求解 2三角函数与向量的综合问题,一般情况下向量知识作为一个载体,可以先通过计算转化为三角函数问题再进行求解失误与防范1三角函数式的变换要熟练公式,注意角的范围;2向量计算时要注意向量夹角的大小,不要混同于直线的夹角或三角形的内角【专项训练 1】1 (2012 大纲全国 )ABC 中, AB 边的高为
9、CD,若 CBa,CA b,a b0,|a|1, |b|2,则 AD等于() A.13a13bB.23a23b C.35a35bD.45a45b2 已知向量 a(2,sin x),b(cos2x,2cos x),则函数f(x)ab 的最小正周期是() A.2BC2D43 已知 a,b, c 为 ABC 的三个内角A,B,C 的对边,向量m(3, 1),n(cos A,sin A)若 mn,且 acos Bbcos Acsin C,则角 A,B 的大小分别为() 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - -
10、- - - - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 精品资料欢迎下载A.6,3B.23,6C.3,6D.3,34 已知向量 OB (2,0),向量OC(2,2),向量 CA(2cos , 2sin ),则向量 OA与向量 OB的夹角的取值范围是() A. 0,4B.4,512C.512 ,2D.12,5125 (2012 北京 )在 ABC 中,若 a 3,b3, A3,则 C 的大小为 _6 在直角坐标系xOy 中,已知点 A(1,2),B(2cos x,2cos 2x),C(cos x,1),其中 x 0,若ABOC,则 x 的值为 _7
11、已知函数 f(x)sin x cos x,且 f(x)2f(x),f(x)是 f(x)的导函数,则1sin2xcos2xsin 2x_. 8 (10 分 )已知 A,B,C 的坐标分别为A(3,0),B(0,3), C(cos ,sin ), 2,32. (1)若|AC|BC|,求角 的值; (2)若 AC BC 1,求2sin2 sin 21tan 的值9 (12 分 )设锐角三角形ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为a,b,c,a2bsin A. (1)求 B 的大小; (2)求 cos Asin C 的取值范围【专项训练 2】1 (2012 江西 )已知 f(x) sin2x4,若
12、af(lg 5) ,bf lg 15,则() Aab0 Bab0 Cab1 Dab 1 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 精品资料欢迎下载2 已知 a12,32,b(1,3),则 |atb| (tR)的最小值等于() A1 B.32C.12D.223在 ABC 中,AB BC3,ABC 的面积 SABC32,32,则 AB与BC夹角的取值范围是A.4,3B.6,4C.6,3D.3,24 (201
13、1 安徽 )已知函数f(x)sin(2x ),其中 为实数 f(x) f6对 xR 恒成立,且f2f( ),则 f(x)的单调递增区间是_5若 0 2,2 0 且 a1),试讨论函数的奇偶性、单调性名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 精品资料欢迎下载三角函数与平面向量的综合应用【要点梳理】1 三角恒等变换(1)公式:同角三角函数基本关系式、诱导公式、和差公式(2)公式应用:注意公式的正用、逆用、变
14、形使用的技巧,观察三角函数式中角之间的联系,式子之间以及式子和公式间的联系(3)注意公式应用的条件、三角函数的符号、角的范围2 三角函数的性质(1)研究三角函数的性质,一般要化为yAsin(x )的形式,其特征:一角、一次、一函数 (2)在讨论 yAsin(x )的图象和性质时,要重视两种思想的应用:整体思想和数形结合思想,一般地,可设tx ,yAsin t,通过研究这两个函数的图象、性质达到目的3 解三角形解三角形问题主要有两种题型:一是与三角函数结合起来考查,通过三角变换化简,然后运用正、余弦定理求值;二是与平面向量结合(主要是数量积),判断三角形形状或结合正、余弦定理求值试题一般为中档题
15、,客观题、解答题均有可能出现4 平面向量平面向量的线性运算,为证明两线平行提供了重要方法平面向量数量积的运算解决了两向量的夹角、 垂直等问题 特别是平面向量的坐标运算与三角函数的有机结合,体现了向量应用的广泛性【自我检测】1 已知角 终边上一点P(4,3),则cos2sin cos112sin92的值为 _答案34解析cos2sin cos112sin92sin sin sin cos tan . 根据三角函数的定义得tan yx34. 所以cos2sin cos112sin9234. 2 已知 f(x)sin(x )3cos(x )的一条对称轴为y 轴,且 (0, ),则 _. 名师归纳总结
16、 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 精品资料欢迎下载答案6解析f(x)sin(x )3cos(x ) 2sin x 3,由 3 k 2(kZ)及 (0, ),可得 6. 3. 如图所示的是函数f(x) Asin(x ) B(A0, 0,| | 0,2)图象的一部分,则f(x)的解析式为 _答案f(x)2sin23x61 解析由于最大值和最小值之差等于4,故 A2,B1. 由于 22sin 1,且 | | 0,
17、2,得 6. 由图象知 ( ) 2k 2(kZ),得 2k23(kZ)又22 ,0 1. 23. 函数 f(x)的解析式是f(x)2sin23x6 1. 4 (2012 四川改编 )如图,正方形ABCD 的边长为1,延长 BA 至 E,使 AE1,连接 EC、ED,则 sinCED _. 答案1010解析方法一应用两角差的正弦公式求解由题意知,在RtADE 中, AED45 ,在 RtBCE 中, BE 2,BC1,CE5,则 sinCEB15,cosCEB25. 而CED45 CEB,sinCED sin(45 CEB) 22(cosCEB sinCEB) 2225151010. 名师归纳总
18、结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - - - - - - 精品资料欢迎下载方法二利用余弦定理及同角三角函数基本关系式求解由题意得 ED2,EC12225. 在EDC 中,由余弦定理得cosCEDCE2DE2DC22CE DE31010,又 0CED ,sinCED 1 cos2CED13101021010. 5. 如图,在梯形ABCD 中,AD BC,ADAB,AD1,BC2,AB3,P 是 BC 上的一个动点,当 PD PA取
19、得最小值时,tan DPA 的值为 _答案1235解析如图,以A 为原点,建立平面直角坐标系xAy,则 A(0,0),B(3,0), C(3,2), D(0,1),设 CPD ,BPA ,P(3,y) (0y2)PD(3,1 y), PA(3, y),PD PAy2y9 y122354,当 y12时, PD PA取得最小值,此时P 3,12,易知 |DP|AP|, . 在ABP 中, tan 3126,tanDPA tan( )2tan tan2 11235. 【题型深度剖析】题型一三角恒等变换例 1设3 34,sin 435,求sin cos 2 1tan 的值名师归纳总结 精品学习资料 -
20、 - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 22 页 - - - - - - - - - 精品资料欢迎下载思维启迪: 可以先将所求式子化简,寻求和已知条件的联系解方法一由3 34,得12 40. 由于3 34,故3 0,0 2,yf(x)的部分图象如图所示, P、Q 分别为该图象的最高点和最低点,点P 的坐标为 (1,A)(1)求 f(x)的最小正周期及的值;(2)若点 R 的坐标为 (1,0), PRQ23,求 A 的值思维启迪: 三角函数图象的确定,可以利用图象的周期性、最值
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