2018高考数学(文)大一轮复习习题 冲刺985 压轴题命题区间(三) 三角函数与平面向量 Word版含答案.doc
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1、 压轴题命题区间压轴题命题区间( (三三) )三角函数与平面向量三角函数与平面向量 三角函数的图象与性质三角函数的图象与性质 已知函数已知函数f f( (x x) )2sin2sin2 2 4 4x x 3 3cos 2cos 2x x,x x 4 4,2 2 (1)(1)求求f f( (x x) )的最大值和最小值;的最大值和最小值; (2)(2)若不等式若不等式2 2f f( (x x) )m m2 2 在在x x 4 4,2 2上恒成立,求实数上恒成立,求实数m m的取值范围的取值范围 (1)(1)f f( (x x) )2sin2sin2 2 4 4x x 3 3cos 2cos 2x
2、 x 1 1coscos 2 22 2x x 3 3cos 2cos 2x x 1 1sin 2sin 2x x 3 3cos 2cos 2x x 1 12sin2sin 2 2x x3 3, 因为因为x x 4 4,2 2, 所以所以6 622x x3 32 23 3, 故故 21212sin2sin 2 2x x3 333, 所以所以f f( (x x) )maxmaxf f 5 512123 3,f f( (x x) )minminf f 4 42 2 (2)(2)因为因为2 2f f( (x x) )m m2 2f f( (x x) )2 2m mf f( (x x) )2 2,x x
3、 4 4,2 2, 所以所以m mf f( (x x) )maxmax2 2 且且m mf f( (x x) )minmin2 2 又又x x 4 4,2 2时时,f f( (x x) )maxmax3 3,f f( (x x) )mimin n2 2, 所以所以 1 1m m4 4, 即即m m的取值范围是的取值范围是(1,4)(1,4) 本题求解的关键在于将三角函数本题求解的关键在于将三角函数f f( (x x) )进行正确的进行正确的“化一化一”及及“化一化一”后角的范围的确后角的范围的确定,因此,求解时要准确运用三角公式,并借助三角函数的图象和性质去确定函数定,因此,求解时要准确运用三
4、角公式,并借助三角函数的图象和性质去确定函数f f( (x x) )的的最值最值 已知函数已知函数f f( (x x) )A Asinsin xx4 4( (A A0 0,0)0),g g( (x x) )tan tan x x,它们的最小正周期之积,它们的最小正周期之积为为 222 2,f f( (x x) )的最大值为的最大值为 2 2g g 17174 4 (1)(1)求求f f( (x x) )的单调递增区间;的单调递增区间; (2)(2)设设h h( (x x) )3 32 2f f2 2( (x x) )2 2 3 3coscos2 2x x,当,当x x a a,3 3时,时,h
5、 h( (x x) )的最小值为的最小值为 3 3,求,求a a的值的值 解:解:(1)(1)由题意得由题意得22222 2, 所以所以1 1 又又A A2 2g g 17174 42tan2tan17174 42tan2tan4 42 2, 所以所以f f( (x x) )2sin2sin x x4 4 由由 2 2k k2 2x x4 422k k2 2( (k kZ)Z), 得得 2 2k k334 4x x22k k4 4( (k kZ)Z) 故故f f( (x x) )的单调递增区间为的单调递增区间为 2 2k k3 34 4,2 2k k4 4( (k kZ)Z) (2)(2)h
6、h( (x x) )3 32 2f f2 2( (x x) )2 2 3 3coscos2 2x x 3 32 24sin4sin2 2 x x4 42 2 3 3coscos2 2x x 3 3 1 1coscos 2 22 2x x 3 3(cos 2(cos 2x x1)1) 3 3 3 33sin 23sin 2x x 3 3cos 2cos 2x x 3 3 3 32 2 3 3sinsin 2 2x x6 6 因为因为h h( (x x) )的最小值为的最小值为 3 3, 令令 3 3 3 32 2 3 3sinsin 2 2x x6 63 3sinsin 2 2x x6 61 1
7、2 2 因为因为x x a a,3 3, 所以所以 2 2x x6 6 2 2a a6 6,5 56 6, 所以所以 2 2a a6 66 6, 即即a a6 6 三角函数和解三角形三角函数和解三角形 已知已知a a,b b,c c分别是分别是ABCABC的三个内角的三个内角A A,B B,C C的对边,且的对边,且2 2b bc ca acos cos C Ccos cos A A (1)(1)求求A A的大小;的大小; (2)(2)当当a a 3 3时,求时,求b b2 2c c2 2的取值范围的取值范围 (1)(1)已知在已知在ABCABC中,中,2 2b bc ca acos cos
8、C Ccos cos A A, 由正弦定理,由正弦定理, 得得2sin 2sin B Bsin sin C Csin sin A Acos cos C Ccos cos A A, 即即 2sin 2sin B Bcos cos A Asin sin A Acos cos C Csin sin C Ccos cos A A sin(sin(A AC C) )sin sin B B, 所以所以 cos cos A A1 12 2, 所以所以A A6060 (2)(2)由正弦定理,由正弦定理, 得得a asin sin A Ab bsisin n B Bc csin sin C C2 2, 则则b
9、b2sin 2sin B B,c c2sin 2sin C C, 所以所以b b2 2c c2 24sin4sin2 2B B4sin4sin2 2C C 2(12(1cos 2cos 2B B1 1cos 2cos 2C C) ) 2 2 2 2 2 2 2 21 12 2cos 2cos 2B B3 32 2sin 2sin 2B B 4 42sin(22sin(2B B30)30) 因为因为 00B B120120, 所以所以30302 2B B3030210210, 所以所以1 12 2sin(2sin(2B B30)130)1, 所以所以 3 3b b2 2c c2 266 即即b
10、b2 2c c2 2的取值范围是的取值范围是(3,6(3,6 三角函数和三角形的结合,一般可以利用正弦定理、余弦定理先确定三角形的边、角,三角函数和三角形的结合,一般可以利用正弦定理、余弦定理先确定三角形的边、角,再代入到三角函数中,三角函数和差公式的灵活运用是解决此类问题的关键再代入到三角函数中,三角函数和差公式的灵活运用是解决此类问题的关键 已知函数已知函数f f( (x x) )2cos2cos2 2x xsinsin 2 2x x776 6 (1)(1)求函数求函数f f( (x x) )的最大值,并写出的最大值,并写出f f( (x x) )取最大值时取最大值时x x的取值集合;的取
11、值集合; (2)(2)在在ABCABC中,角中,角A A,B B,C C的对边分别为的对边分别为a a,b b,c c若若f f( (A A) )3 32 2,b bc c2 2,求实数,求实数a a的最小值的最小值 解:解:(1)(1)f f( (x x) )2cos2cos2 2x xsinsin 2 2x x776 6 (1(1cos 2cos 2x x) ) sin 2sin 2x xcoscos776 6cos 2cos 2x xsin sin 776 6 1 13 32 2sin 2sin 2x x1 12 2cos 2cos 2x x 1 1sinsin 2 2x x6 6 函函
12、数数f f( (x x) )的最大值为的最大值为 2 2 要使要使f f( (x x) )取最大值,取最大值, 则则 sinsin 2 2x x6 61 1, 2 2x x6 62 2k k2 2,k kZ Z, 解得解得x xk k6 6,k kZ Z 故故f f( (x x) )取最大值时取最大值时x x的取值集合为的取值集合为 x x x xk k6 6,k kZ Z (2)(2)由题意知,由题意知,f f( (A A) )sisin n 2 2A A6 61 13 32 2, 化简得化简得 sinsin 2 2A A6 61 12 2 A A(0(0,), 2 2A A6 6 6 6,
13、13136 6, 2 2A A6 6556 6,A A3 3 在在ABCABC中,根据余弦定理,得中,根据余弦定理,得 a a2 2b b2 2c c2 22 2bcbccoscos3 3( (b bc c) )2 23 3bcbc 由由b bc c2 2,知,知bcbc b bc c2 22 21 1, 当且仅当当且仅当b bc c1 1 时等号成立时等号成立 即即a a2 211 当当b bc c1 1 时,实数时,实数a a的最小值为的最小值为 1 1 平面向量平面向量 若若a a,b b,c c均为单位向量,且均为单位向量,且a ab b0 0,( (a ac c)()(b bc c)
14、0)0,则,则| |a ab bc c| |的最大值的最大值为为( ( ) ) A A 2 21 1 B B1 1 C C 2 2 D D2 2 法一:法一:( (目标不等式法目标不等式法) ) 因为因为| |a a| | |b b| | |c c| |1 1,a ab b0 0, 所以所以| |a ab b| |2 2a a2 2b b2 22 2a ab b2 2, 故故| |a ab b| | 2 2 展开展开( (a ac c)()(b bc c)0)0, 得得a ab b( (a ab b)c cc c2 200, 即即 0 0( (a ab b)c c1010, 整理,得整理,得(
15、 (a ab b)c c11 而而| |a ab bc c| |2 2( (a ab b) )2 22(2(a ab b)c cc c2 2 3 32(2(a ab b)c c, 所以所以 3 32(2(a ab b)c c3321211 1 所以所以| |a ab bc c| |2 211, 即即| |a ab bc c|1|1, 故故| |a ab bc c| |的最大值为的最大值为 1 1 法二:法二:( (基向量法基向量法) ) 取向量取向量a a,b b作为平面向量的一组基底,作为平面向量的一组基底, 设设c cmamanbnb 由由| |c c| |1 1,即,即| |mamanb
16、nb| |1 1, 可得可得( (mama) )2 2( (nbnb) )2 22 2mnamnab b1 1, 由题意,知由题意,知| |a a| | |b b| |1 1,a ab b0 0 整理,得整理,得m m2 2n n2 21 1 而而a ac c(1(1m m) )a anbnb,b bc cmama(1(1n n) )b b, 故由故由( (a ac c)()(b bc c)0)0, 得得00, 展开,得展开,得m m( (m m1)1)a a2 2n n( (n n1)1)b b2 200, 即即m m2 2m mn n2 2n n00, 又又m m2 2n n2 21 1,
17、 故故m mn n11 而而a ab bc c(1(1m m) )a a(1(1n n) )b b, 故故| |a ab bc c| |2 22 2 (1(1m m) )2 2a a2 22(12(1m m)(1)(1n n) )a ab b(1(1n n) )2 2b b2 2 (1(1m m) )2 2(1(1n n) )2 2 m m2 2n n2 22(2(m mn n) )2 2 3 32(2(m mn n) ) 又又m mn n11, 所以所以 3 32(2(m mn n)1)1 故故| |a ab bc c| |2 211, 即即| |a ab bc c|1|1 故故| |a a
18、b bc c| |的最大值为的最大值为 1 1 法三:法三:( (坐标法坐标法) ) 因为因为| |a a| | |b b| |1 1,a ab b0 0, 所以所以a a,b b2 2 设设OAOA a a,O OB B b b,OCOC c c, 因为因为a ab b, 所以所以OAOAOBOB 分别以分别以OAOA,OBOB所在的直线为所在的直线为x x轴、轴、y y轴建立平面直角坐标系,如图轴建立平面直角坐标系,如图(1)(1)所示,所示, 则则a a(1,0)(1,0),b b(0,1)(0,1), 则则A A(1,0)(1,0),B B(0,1)(0,1) 设设C C( (x x,
19、y y) ),则,则c c( (x x,y y) ),且,且x x2 2y y2 21 1 则则a ac c(1(1x x,y y) ), b bc c( (x,x,1 1y y) ), 故由故由( (a ac c)()(b bc c)0)0, 得得(1(1x x)()(x x) )( (y y)(1(1y y)0)0, 整理,得整理,得 1 1x xy y00, 即即x xy y11 而而a ab bc c(1(1x,x,1 1y y) ), 则则| |a ab bc c| |x x2 2y y2 2 3 3x xy y 因为因为x xy y11,所以,所以 3 32(2(x xy y)1)
20、1, 即即| |a ab bc c|1|1 所以所以| |a ab bc c| |的最大值为的最大值为 1 1 法四:法四:( (三角函数法三角函数法) ) 因为因为| |a a| | |b b| |1 1,a ab b0 0, 所以所以a a,b b2 2 设设OAOA a a,OBOB b b,OCOC c c, 因为因为a ab b,所以,所以OAOAOBOB 分别以分别以OAOA,OBOB所在的直线为所在的直线为x x轴、轴、y y轴建立平面直角坐标系,轴建立平面直角坐标系, 如图如图(1)(1)所示,所示, 则则a a(1,0)(1,0),b b(0,1)(0,1),A A(1,0)
21、(1,0),B B(0,1)(0,1) 因为因为| |c c| |1 1,设,设COACOA, 所以所以C C点的坐标为点的坐标为(cos (cos ,sin sin ) ) 则则a ac c(1(1cos cos ,sin sin ) ),b bc c( (cos cos ,1 1sin sin ) ), 故由故由( (a ac c)()(b bc c)0)0, 得得(1(1cos cos )()(cos cos ) )( (sin sin )(1)(1sin sin )0)0, 整理,得整理,得 sin sin cos cos 11 而而a ab bc c(1(1cos cos ,1 1s
22、in sin ) ), 则则| |a ab bc c| |cos cos 2 2sin sin 2 2 3 3cos cos 因为因为 sin sin cos cos 11, 所以所以 3 32(sin 2(sin cos cos )1)1, 即即| |a ab bc c|1|1, 所以所以| |a ab bc c| |的最大值为的最大值为 1 1 法五:法五:( (数形结合法数形结合法) ) 设设OAOA a a,OBOB b b,OCOC c c, 因为因为| |a a| | |b b| | |c c| |1 1, 所以点所以点A A,B B,C C在以在以O O为圆心、为圆心、1 1 为
23、半径的圆上为半径的圆上 易知易知CACA a ac c,CBCB b bc c,| |c c| | |OCOC | | 由由( (a ac c)()(b bc c)0)0, 可得可得CACA CBCB 00, 则则2 2BCBCA A(因为因为A A,B B,C C在以在以O O为圆心的圆上,所以为圆心的圆上,所以A A,B B,C C三点不能共线,三点不能共线,即即BCABCA), 故点故点C C在劣弧在劣弧ABAB上上 由由a ab b0 0,得,得OAOAOBOB, 设设ODOD a ab b,如图,如图(2)(2)所示,所示, 因为因为a ab bc cODOD OCOC CDCD ,
24、 所以所以| |a ab bc c| | |CDCD | |, 即即| |a ab bc c| |为点为点D D与劣弧与劣弧ABAB上一点上一点C C的距离,的距离, 显然,当点显然,当点C C与与A A或或B B点重合时,点重合时,CDCD最长且为最长且为 1 1, 即即| |a ab bc c| |的最大值为的最大值为 1 1 B B 平面向量具有双重性,处理平面向量问题一般可以从两个角度进行:平面向量具有双重性,处理平面向量问题一般可以从两个角度进行: (1)(1)利用其利用其“形形”的特征,将其转化为平面几何的有关知识进行解决;的特征,将其转化为平面几何的有关知识进行解决; (2)(2
25、)利用其利用其“数数”的特征,通过坐标转化为代数中的有关问题进行解决的特征,通过坐标转化为代数中的有关问题进行解决 1 1在在ABDABD中,中,ABAB2 2,ADAD2 2 2 2,E E,C C分别在线段分别在线段ADAD,BDBD上,且上,且AEAE1 13 3ADAD,BCBC3 34 4BDBD,ACAC BEBE 11113 3,则,则BADBAD的大小为的大小为( ( ) ) A A6 6 B B4 4 C C2 2 D D334 4 解析:选解析:选 D D 依题意,依题意,ACAC ABAB BCBC ABAB 3 34 4BDBD ABAB 3 34 4( (ADAD A
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