2017-2021年北京高考数学真题分类汇编之三角函数.pdf
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1、2017-2021年北京高考数学真题分类汇编之三角函数一.选 择 题(共 5 小题)1.(20 21 北京)函数/(x)=c o s x-c o s 2x 是()A.奇函数,且最大值为2 B.偶函数,且最大值为29 9C.奇函数,且最大值为一 D.偶函数,且最大值为一8 82.(20 20 北京)20 20 年 3 月 14 日是全球首个国际圆周率日(nDay).历史上,求圆周率n的方法有多种,与中国传统数学中的“割圆术”相似,数学家阿尔卡西的方法是:当正整数充分大时,计算单位圆的内接正6 边形的周长和外切正6 边 形(各边均与圆相切的正6 边形)的周长,将它们的算术平均数作为2 n 的近似值
2、.按照阿尔卡西的方法,7 T 的近似值的表达式是()30 30A.3n(s i n-+t a n-)n n,6 0 6 0、C.3n (s i n-+t a n-)n n3.(20 19 北京)设函数/(x)=c o s x+加i n x的()A.充分而不必要条件C.充分必要条件4.(20 18 北京)在平面直角坐标系中,记,距 离.当。、机变化时,d的最大值为(300 30、B.6n(s i n-+t a n-)n n,6 0 60、D.6 (s i n-+t a n-)n n(b为常数),则“6=0 是 V(x)为偶函数”B.必要而不充分条件D.既不充分也不必要条件,为点 P(C OS 0
3、,s i n 0)到直线 x-my-2=0 的A.1 B.2 C.3 D.45.(20 18 北京)在平面直角坐标系中,为 g,C D,玄是圆,+=1 上的四段弧(如图),点 P其中一段上,角 a以 O x 为始边,O P为 终 边.若 t a n a V c o s a s i n a,则 P所在的圆弧是()C.KF D.二.填 空 题(共 6 小题)式7 C6.(20 21北京)若点 A (c o s 0,s i n 0)关于 y 轴的对称点为 B (c o s (0+),s i n (0+),66则。的一个取值为.7.(20 20 北京)若函数fix)s i n(x+p )+c o s
4、x的最大值为2,则常数c p 的一个取值为.8.(20 19 北京)函数/(x)=s i n2(2r)的最小正周期是./3c9.(20 18 北京)若 A B C 的面积为?一 (a2+c2-b2),且NC为钝角,则NB=;4a的 取 值 范 围 是.10.(20 17 北京)在平面直角坐标系x O y 中,角 a与角0均以Q x 为始边,它们的终边关于y 轴对称,若 s i n a=,则 c o s (a -p)=.311.(20 17 北京)在平面直角坐标系x O y 中,角 a与角0均以O x 为始边,它们的终边关于y 轴对称,若 s i n a=-,则 sin(?=.3三.解 答 题(
5、共 8 小题)2式12.(20 21北京)在 A B C 中,c=2bcosB,Z C=-.3(I )求 N8;(I I)再在条件、条件、条件这三个条件中选择一个作为已知,使 A B C 存在且唯一确定,并求BC边上的中线的长.条件c=,匕;条件AABC的周长为4+2 口;条件AABC的 面 积 为 刍 邑.4注:如果选择的条件不符合要求,第(H)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.13.(2020北京)在AABC中,a+b=,再从条件、条件这两个条件中选择一个作为已知,求:(I)。的值;(I I)sinC 和ABC 的面积.条件:c=7,cosA=-7;条件:co
6、sA=,cosB=-.8 16注:如果选择条件和条件分别解答,按第一个解答计分.114.(2019北京)在ABC 中,a=3,b-c=2,cosB=-.2(I)求b,C的值;(II)求 sin(S-C)的值.115.(2019北京)在ABC 中,”=3,b-c=2,c o s -.2(I)求b,C的值;(I I)求 sin(B+C)的值.16.(2018北京)在ABC 中,a=l,b=8,cosB-7(I)求NA;(II)求AC边上的高.17.(2018北京)已知函数/(X)=sin2x+sinxcosx.(I)求/C O的最小正周期;jr 3(I I )若 f (x)在区间-,”上的最大值为
7、一,求相的最小值.3 2318.(20 17 北京)在 A B C 中,N A=6 0 ,c=a.7(1)求 s i n C 的值;(2)若 a=7,求 A B C 的面积.19.(20 17 北京)已知函数/(x)=、/gc o s (2x-)-2s i n xc o s x.3(I )求/(X)的最小正周期;7 T J T(I I)求证:当,时,f(x).4 4 22017-2021年北京高考数学真题分类汇编之三角函数参考答案与试题解析选 择 题(共 5 小题)1.(2 02 1 北京)函数,(x)=c o sx-c o s2 x 是()A.奇函数,且最大值为2 B.偶函数,且最大值为29
8、 9C.奇函数,且最大值为一 D.偶函数,且最大值为一8 8【考点】三角函数的最值.【专题】函数思想;转化法;三角函数的图象与性质;逻辑推理;数学运算.【分析】先利用二倍角公式将函数/(x)进行化简,然后由偶函数的定义进行判断,再利用换元法,令 f=c o sx,转化为二次函数求解最值即可.【解答】解:因 为/(x)=c o sx-c o s2 x=c o sx-(2C O S2X-1)=-2 c o s2x+c o sx+1,因为/(-x)=-2 c o s2 (-x)+c o s(-x)+1 =-2C O S2X+C O S X+1 =f (J C),故函数/(x)为偶函数,令/C O S
9、 J C,则正-1,1 ,故/(f)=-2 +f+l 是开口向下的二次函数,1 1 1 1 1 Q所以当/=-=一 时,/(r)取得最大值/(一)=-2 X ()2+1=,2 X(-2)4 4 4 4 89故函数的最大值为.89综上所述,函数/G)是偶函数,有最大值一.8故选:D.【点评】本题考查了三角函数的性质,二倍角公式的运用,偶函数的定义,二次函数的性质,考查了逻辑推理能力与转化化归能力,属于基础题.2.(2 02 0北京)2 02 0年 3月 1 4 日是全球首个国际圆周率日(n D a y).历史上,求圆周率n的方法有多种,与中国传统数学中的“割圆术”相似,数学家阿尔卡西的方法是:当
10、正整数充分大时,计算单位圆的内接正6 边形的周长和外切正6 边形(各边均与圆相切的正6/z 边形)的周长,将它们的算术平均数作为2 n的近似值.按照阿尔卡西的方法,n的近似值的表达式是()/30A.3 n(si n-n.+3nB.6,30 3 0、(si n-+ta n-)n n+ta n.6 0)nD.6+ta nC,3 (si n nJn6 0、n【考点】三角形中的几何计算.【专题】转化思想;综合法;解三角形;数学运算.【分析】设内接正6 边形的边长为“,外切正6 边形的边长为6,运用圆的性质,结合直角三角形的锐角三角函数的定义,可得所求值.【解答】解:如图,设内接正6 边形的边长为m 外
11、切正6 边形的边长为。,可得gs m竺=2,1 伫1 2 n n360 30b=2 ta n-=2 ta n-1 2 n n则 2 巾/*+6 n b=6 (sm 生+ta n 也),2n口n30 3 0、即 I T7 3 (si n-+ta n-),n n【点评】本题考查数学中的文化,考查圆的内接和外切多边形的边长的求法,考查运算能力,属于基础题.3.(2 01 9北京)设函数f(x)=c o sx+te i n x(b为常数),则 =0 是uf(x)为偶函数”的()A.充分而不必要条件C.充分必要条件B.必要而不充分条件D.既不充分也不必要条件【考点】充分条件、必要条件、充要条件;函数奇偶
12、性的性质与判断.【专题】计算题;函数思想;定义法;简易逻辑;数学运算.【分析】*=0 =/(x)为偶函数,“/(X)为偶函数“n=0 ,由此能求出结果.【解答】解:设函数/G)=c o sx+b si n x 为 常 数),则“6=0=7 (x)为偶函数”,7 (x)为偶函数=0”,函数/(x)=cosx+bsinx(6 为常数),则“6=0”是“/(x)为偶函数”的充分必要条件.故选:C.【点评】本题考查命题真假的判断,考查函数的奇偶性等基础知识,考查推理能力与计算能力,属于基础题.4.(2 01 8北京)在平面直角坐标系中,记”为 点 P(c o s9,si n G)到直线x-m y-2=
13、0 的距 离.当 仇 机变化时,d的最大值为()A.1 B.2 C.3 D.4【考点】点到直线的距离公式.【专题】计算题;转化思想;综合法;直线与圆.【分析】由题意d=m sin。2|=E s i n(0-a)一红,当2si n (0-a)=-1 时,“冰=1+W3.由此能求出d的最大值.J m2+1 _r.|c osQ msin 0-2|J m-|-ls in(0 a)2|【解答】解:由题意J=-=-:_ -J r+m2/当 si n (0-a)=-1 时,2dmax 1-W 3.d 的最大值为3.故选:C.【点评】本题考查点到直线的距离的最大值的求法,考查点到直线的距离公式、三角函数性质等
14、基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是中档题.5.(2018北京)在平面直角坐标系中,4 5.C D,市,不百是圆7+y 2=l上的四段弧(如图),点 P 其中一段上,角 a 以 Ox为始边,O P为 终 边.若 tana cosa sina,则 P所在的圆弧是()A.市 B.C D C.D.G H【考点】三角函数线.【专题】整体思想;定义法;三角函数的求值.【分析】根据三角函数线的定义,分别进行判断排除即可.【解答】解:A.在 4 8 段,正弦线小于余弦线,即 cosasina不成立,故 A 不满足条件.B.在 C。段正切线最大,则 cosa sina tana,故 8 不满足条
15、件.C.在 E F段,正切线,余弦线为负值,正弦线为正,满足 tanacosasina,D.在 G”段,正切线为正值,正弦线和余弦线为负值,满足 cosasinatana 不满足 tanacosasina.故选:C.【点评】本题主要考查三角函数象限和符号的应用,分别判断三角函数线的大小是解决本题的关键.填 空 题(共6小题)兀7 C6.(2 02 1 北京)若点 A(c o s0,si n O)关于 y 轴的对称点为 B(c o s(G+),si n (6+),6 65 7 T则9的一个取值为_一(答 案 不 唯 一).12【考点】诱导公式.【专题】转化思想;定义法;三角函数的求值;逻辑推理.
16、【分析】利用点关于),轴对称,可知横坐标相反,纵坐标相等,利用诱导公式分析求解,写出一个符合题意的角即可.兀 兀【解答】解:因为尸(c o sQ,si n 0)与。(c o s(0+),si n (0+)关于y轴对称,6 6故其横坐标相反,纵坐标相等,兀 兀即 si n。=si n (0+)且 c o s8=-c o s(0+),6 6由诱导公式 si n a=si n (I T-a),c o sa=-c o s(T C-a),所以 e+二=i r-e,解得 e=57二r,6 125 jr则符合题意的0值可以为.125 7 T故答案为:一(答 案 不 唯 一).12【点评】本题考查了三角函数的
17、化简,三角函数诱导公式的应用,点关于线的对称性问题,属于基础题.7.(2 02 0北京)若函数/(x)=si n (x+(p)+c o sx的最大值为2,则常数年的一个取值为2 一【考点】三角函数的最值.【专题】函数思想;综合法;三角函数的求值;逻辑推理.【分析】由两角和差公式,及辅助角公式化简得/(x)=yc 0 S2(p+(l+s in(p)2sin(J C+0),其 中 C OS0C O S05/cos*p+(l+s in(j)si n 0,1+s in(p三,结合题意可得/J co s-(p +(l+s in(p)cosq)+(l+sin2 27 T:.f(x)的周期 T=,2故答案为
18、:2【点评】本题考查了三角函数的图象与性质,关键是合理使用二倍角公式,属基础题.9.(2 0 1 8 北京)若 A B C 的 面 积 为/(/+0 2-序),且/C为钝角,则/8=_ 工 _;4 3 a的取值范围是(2,+8).【考点】余弦定理.【专题】计算题;转化思想;综合法;解三角形.【分析】利用余弦定理,转化求解即可./3【解答】解:ZS A B C 的面积为(J+c 2-*),4可得:v 3(a2+c2-b2)=-c s i n B,=4 2 cosB可得:t a n B=q,兀所以B=,N C为钝角,A C (0,),36tanA=1cot A-j+8)ta nA vc sinC
19、sin(AH-B)1 1 1=-=-=cos8+-sinB=-1-6a sin A sin A ta nA 2 2 ta nA故答案为:;(2,+8).3【点评】本题考查三角形的解法,余弦定理的应用,考查计算能力.10.(2017北京)在平面直角坐标系xOy中,角 a 与角0 均以Ox为始边,它们的终边关于y 轴对称,若 sina=,贝!J cos(a-P)=-_.3 9-【考点】两角和与差的三角函数.【专题】计算题;函数思想;转化法;三角函数的求值.【分析】方法一:根据教的对称得到sina=sin0=-,cosa=-c o s 0,以及两角差的余3弦公式即可求出方法二:分 a 在第一象限,或
20、第二象限,根据同角的三角函数的关系以及两角差的余弦公式即可求出【解答】解:方法一:.角a 与角。均以Qx为始边,它们的终边关于),轴对称,C 1;.sina=sinB=,cosa=-cos0,3cos(a-|3)=cosacosp+sinasinp=-cos+sin2a=2sin2a-1 =-1=-9 9方法二:V sina=3当 a 在第一象限时,cosa=.,3a,0 角的终边关于y 轴对称,1 22P 在第二象限时,sinp=sina=,cosp=-c o sa=-3 3272 2J2 1 1/.cos(a-P)=cosacosp+sinasinp=-X-+X=733 3 391:sin
21、a=,3当 a 在第二象限时,co sa=-义 23;a,0 角的终边关于y 轴对称,1 2J2.0 在第一象限时,sin0=sina=,co s0=-co sa=-3 3、2/2 27T 1cos(a-p)=cosacosp+sinasinp-X-+1X=3,33 397综上所述cos(a-p)=9方法三:a,0 角的终边关于),轴对称,A a+P=ir+2/rn:,k6Z,cos(a-p)=cos(a-(Tr+2/nr-a)=cos(2a-TT)=-cos2a=2sin2a-1=2X(-)39ry故答案为:9【点评】本题考查了两角差的余弦公式,以及同角的三角函数的关系,需要分类讨论,属于基
22、础题11.(2017北京)在平面直角坐标系X。),中,角 a 与角0 均以Ox为始边,它们的终边关于y 轴对称,若 sina=-,则 sin 0=_ _.3-3【考点】三角函数的恒等变换及化简求值.【专题】计算题;转化思想;定义法;三角函数的求值.【分析】推导出a+0=n+2 A n,依Z,从而s i n 0=s i n (n+2 E-a)=s i n a,由此能求出结果.【解答】解:在平面直角坐标系x O y 中,角 a与角0均 以 O x 为始边,它们的终边关于 y 轴对称,:.a+0=i r+2 匕 i,kWZ,1V s i n a=,3/.s i n p =s i n (TT+2 AT
23、I-a)=s i n a=.3故答案为:_1.3【点评】本题考查角的正弦值的求法,考查对称角、诱导公式,正弦函数等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、空间想象能力,考查数形结合思想、化归与转化思想,是基础题.三.解 答 题(共 8 小题)2 T Z1 2.(2 0 2 1 北京)在 A B C 中,c=2bcosB,N C=-.3(I )求N B;(I I)再在条件、条件、条件这三个条件中选择一个作为已知,使 A B C 存在且唯一确定,并求BC边上的中线的长.条件c=2。;条件 A B C 的周长为4+2/;条件AABC的面积为4注:如果选择的条件不符合要求,第(H)问得0分;如果选择
24、多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.【考点】正弦定理;余弦定理.【专题】方程思想;分析法;解三角形;数学运算.【分析】(I )根据已知条件,运用正弦定理,即可求解,(H)选不满足正弦定理,ABC不存在,选周长为4+2/,结合已知条件,运用正弦定理可求三角形各边长度,在4C D中,运用余弦定理,即可求解,选面积3 J 3为SAABC=T,通过三角形面积公式,可求得a 的值,再结合余弦定理,即可求解.4【解答】解:(I):c=2bcosB,由正弦定理可得 sinC=2sin/?cosB,即 sinC=sin23,7 T 当C=2 B 时,B=,即C+3=TT,不符合题意,舍去,(II)选
25、c=为b,由正弦定理可得c sinCb sinB=、/,与 已 知 条 件 矛 盾,故48 C 不存在,选周长为4+2/,n b c QbCcc由正弦定理可得-=-=-=2 R即 丁=-=2 R,in A vi n R c i n C 1 1 J 3a R,b=R,ca+b-c=(2+/)R=4+2/,:.R=2,即 a=2,b=2,c=2 ,,ABC存在且唯一确定,设 BC的中点为,:.CD=,在4CO 中,运用余弦定理,A D1=A C2+CD1-2AC-CDcosZC,即 A D*=4+1-2 X 2 X 1 X(5)=7,卜。=3。边上的中线的长度3 /T选面积为SAABC=,4c 式
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