2021届新高考地区优质数学试卷分项解析12 三角函数与解三角形(解答题)解析版.pdf
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1、2021届新高考地区优质数学试卷分项解析专题1 2三角函数与解三角形五、解答题4 6.(2 0 2 1 江苏常州市高三一模)在口4 8。中,Z B A C =-,点 在 边 上,满足2(1)若 N B A D -,求 Z C ;6(2)若C O =2M,AD =4,求 口 抽。的面积.JT【答案】(1)一;(2)1 2 5/2 .【解析】(1)在A B。中,由正弦定理求得s i nN8D4 =、5,得到N B Z M的大小,进而求得N C的大小;2(2)由A B f B D,C D =2 B D,得到A 3=组3。,A C =,根据向量的线性运算,求得3 3u m r 21 X1 1 1 t
2、i n 4 1A D =-A B +-A C ,进而得到A O 2=-AB2+-AC2,求得6C,A B,AC的长,利用面积公式,即可求3 3 9 9解.【详解】(1)在 A 60中,山正弦定理得B DA Bs i n A B A D s i n A B D A山.A B s m 右所 以 6 73,s i n A B D A =-=B D 22万 TC因为N B Z M w(O,乃),所以N 5 D 4 =或/3 9 4 二-,3 39 77 7T 1T当N 5 Z M =时,可得N B =-,可得/。=一;3 6 3ll ll Ji当=2时,可得N B =2,因为N 8 4 C =上(舍去
3、),2231T综上可得N C=-3(2)因为 A B =6 B D,C D =2 B D ,所以=3 3B C,_ 1 1 2 1由 而=通+丽=通+配=通+-(而-通)=一 通+才乙3 3 3 3所 以 砺2=(2而+L衣)2=3而2+!而2+已 通 而3 3 9 9 9即 A D2=-A B2+-A C2,9 924-AB9又由A =4,可得x(乎B C y+q xB C)2=4 2,解得 B C=6 7 2,则A B =2疝 4。=4 6,所以s.=3钻 3 4。=1 2&.4 7.(2 0 2 1 河北邯郸市 高三一模)设口45。的内角A,3a co s B -b c o s A-c5
4、B,C的对边分别为a,b,c,且满足、t a n A y(1)求-的值;t a n B(2)若点为边A B 的中点,AB=10,CD=5,求 的 值.【答案】4;(2)4 7 5.【解析】3 3(1)由Q C O S 8-COSA=C,带入余弦定理整理可得/一,所以t a n A s i n Ac o s B c la2+c2-b22 ac Vt a n B co s A s i n B b1+c2-a2,b2+c2-a2-b3,带入/-/=即可得解:2 b cC F C E(2)作A3边上的高CE,垂 足 为 瓦 因 为t a nA =,t a nB =,所A E B Et a n A B
5、Et a n B A E,t a n A乂-t a n 34,所以3E =4 A E,因为点为边A 5 的中点且A5=1 0,所以8D =5,A=2,OE=3,再根据勾股定理即可得解.【详解】3(1)因为a co s B-Z 7 co s A =5所以/+C 2lea2 b c3c5B P a2-b2=|c2j tan A _ sin Acos B _a 2actan B cosAsin B b2+c2-a2.-b2hca”tan A a-+c2-b 8c-5,所以-=F 9 T=X -二 4 tan B 一矿 5 2 c2(2)如图,作AB边上的高C E,垂足为反因m为、一 t an AA
6、-C E,t,an Bn CE,所以,t-a-n-A-BEAE BE tan B AE,tan A,又-=4,所以5E=4AE.tan B因为点为边AB的中点,AB=1 0,所以8D=5,AE=2,OE=3.在直角三角形CDE中,8=5,所以CE=J F M =4在直角三角形BCE中,BE=8,所以BC=7 F =4逐.4 8.(2 0 2 1 全国高三专题练习)如图,在口46 c中,A B 1A C,A3=AC=2,点E,尸是线段8C7T(含端点)上的动点,且点E在点尸的右下方,在运动的过程中,始终保持/尸=一 不变,设NE48=84弧度.(1)写出。的取值范围,并分别求线段AE,A/关 于
7、。的函数关系式;(2)求/面 积S的最小值.【答案】(1)0 0 -,A E4血s i nj e+工、I 4 J,AF 号 2GM.【解析】(1)依据直角三角形也接写出。的范围,然后根据正弦定理可得AE,A/关 于。的函数关系式.(2)根 据(1)的条件可得SAEAF,并结合辅助角公式,简单计算以及判断即可.【详解】7 1(1)由题意知o +-|s i n 6+-|4 I 4)I 4)&五 V 2 _ A/2 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)A 4F-2.(a T lV c o s V-V O 2 V 2 1sin 8 +7 sin
8、 6 +c o s。c o s。1 4)2 2_ _ _ _ _ _ _ _1 _ _ _ _ _ _ _ _1 .“l +c o s26sin 2 0+-2 27T当且仅当。=时,取“=”.84 9.(20 21 全国高三专题练习)在口 A8C中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,且b c o s-A =c-匚。.2(1)求角8;(2)若口48。的面积为2 6,8c边上的高AH=1,求b,5【答案】(1)(2)b =2 后,c =2.6【解析】(l)化角为边,化简得c 2+a 2-6 2=百a c,再利用余弦定理求角5;(2)由正弦定理算出c,由面积公式算出“,由余弦定理计算人中即可.【详
9、解】解:(1)因为b c o sA =c-a 所以/?:+。-=c-a 2 2 b c 2所以/+。2 一。2 =2 -百,B P c2+a2-b2=y3ac -由余弦定理可得c o sB =一 二,2 ac 2T T因为3 (0,7),所以3 =.6A H sin Z A H B A/s i n 2 o(2)由正弦定理可得。=-=-=2.sin 5 .兀sin 6因为D A3c的 面 积 为,所以;。5 m 8 =;。=2 6,解得&=4出.由余弦定理可得。2=+,2-2a c c o sB=4 8 +4 2 x2 x46x=28,2则 b=2 a.3TI5 0.(20 21 湖南高二月考)
10、如图,在平面四边形力 版 中,ADL C D./B AD=,2 AB=B 2 4.(1)求 c o s N ADB;(2)若 BC=,荥 C D.【答案】(1)c o sZ A )S =;(2)C D=3 04【解析】(1)A 3。中,利用正弦定理可得sin N A O B,进而得出答案;(2)88中,利用余弦定理可得CD.【详解】(1)A B。中,AB B Dsin N A D B-sin N B A D2,4即 sin/A Q B一正,解得 sin N A DB =3,故 4V 14c o s Z A D B =-4 sin/A DB =J =c o s/CDB4 B CQ 中,c o s
11、 Z C D B =BD +CD BC-,即 夜 一(岳),2BD CD 4 24 CD化筒得(C力一3底)(CO +&)=0,解得CZ)=3夜.5 1.(20 21 山东高三专题练 习)在 A B C中,内角A,B,C的对边分别为。,b,c,且a(sin A-sin B)+Z?sin B =c sin C.(1)求角C;(2)若c =3,a+b =6,求D ABC的面积.【答案】(1)-;(2)吨.3 4【解析】(1)由正弦定理化角为边,然后由余弦定理可得。角;(2)利用余弦定理和已知a +b =6可求得。力,从而得三角形面积.【详解】C L h C(1)由正弦定理,得sin A =,sin
12、 B =sin C =,2H 2 R 2 R又。(sin A-sin B)+Z?sin B=c sin C,所以 Q?+人2 一i=2 2 2由余弦定理,得c o sC 2 abab2 ab故 c o s C =.2又Ce(O,),所以C =三.(2)由余弦定理,得 +从 一 出;二,联立方程组,得 9=a1+b2-ah+/?=6化简,ab=9。+。=6解 得。=3b=3所 以DAHC的 面 枳S=gsinC =.7T52.(2021 全 国 高 三 专 题 练 习)在 圆 内 接 四 边 形ABCO中,8。=4,/8 =2/。,/4。8=,求 八4 8面积的最大值.【答 案】最大值为6百【解
13、 析】)TT TT 7T因为四边形A5CD是圆内接四边形,求 得NB=,/=一,得 到NE4C=一,由正弦定理,求得3 3 4A C =2R,在 八4 8中,由余弦定理和基本不等式,求 得4 C D 2 A D C D-A D C D=A D C D 当且 仅 当AD=C时,取 等 号,即4NCOW 24,所 以 SA,e =-2 A D C D s i n D=AD CD O,O 9 8,(A-B3,求5 2并证明sin A 叵.5【答案】/(x)=sin(2x +看(2)c o s二0=但,证明见解析.2 10【解析】(1)由7(0)=g结合9的取值范围可求得9的值,再结合=0可求得出的值
14、,进而可得出函数/(x)的解析式;(2)求出A5的取值范围,由已知条件求出sin(A-B)的值,利用同角三角函数的基本关系及二倍角的降舞公式可求得c o s上2的值,然后利用两角和的正弦公式可证明得出sin A .25【详解】1I-J T j r(1)由/(0)=,得sin =,又金(p 0,结合函数图象可知-,所以。69.2 C D n 5又攵e Z,所以女=1,从而。=与2=2,因此,/(x)=sin(2x+由/(铝培卜sin(A )=|,j r TT 4.08 4一,所以,0A 8 ,故4=2A+B A-B-1-2 2+4A-B2又y=sinx在(o,)上单调递增,A efo,yj,,一
15、 吟所以sin A sin|工(4A-B y.7t A-B 71.A-B V2(3/io y/io 2小sincos-+cossin-=x-F=.4 2 4 2 2 10 10 J 57T54.(2021 河北唐山市高三二模)在口4 8 c中,角A,8,C的对边分别为“,b,c.C=,AB边上的高为(1)若SABC=2 6,求口4 8。的周长;2 1(2)求*+:的最大值.a b【答案】(1)2/10+4;(2)殍.【解析】(1)由一角形面积公式可得c=4,ab=8,结合余弦定理,可得(a+0)2=4 0,即可得口人6。的周长;2 s in-A+sin A(2)由(1)和正弦定理可得,2 1
16、=2sin8+smA=I 3 J,转化为三角函数以后利a b 73 百24用辅助角公式化简运算,由0A,根据三角函数的性质求解最大值.3【详解】解:(1)依题意5AAsc=gasinC=g c 6 =2G ,可得c=4,jr因为。=一,所 以 访=8.由余弦定理得+从 _ 加,=。2,3因此(4+6)2 =c?+3必=40,即“+=2疝L故DABC的周长为2加+4.(2)由(1)及正弦定理可得,2 1 2b+a 2b+a 2sinB+sin A+-=-=-=-a h ah 2c J32sinf A|+sin A r.八I 3)_ V7sin(A+),(其中。为锐角,忑 一 石且 tan 6=)
17、2由题意可知0A二,因此,当A+6=工时,2+,取得最大值 叵.3 2 a b 355.(2021 辽宁高三二模)已知在锐角DABC中,角A,B.C的对边分别为a,b,。,口 相。的面积为S,若45=从+。2-/,b=瓜.(1)求 A;(2)若,求DABC的面积S的大小.(在2cos之3+cos23=0,。cos A+cos8=6+1,这两个条件中任选一个,补充在横线上)【答案】(1)A=f;(2)条件选择见解析;S=上 也.4 2【解析】(1)利用三角形面积公式由45=炉+2/,得到426csinA=+c2-a2,再利用余弦定理求解;27 T(2)若选,由2cos2 3 +COS23=0,易
18、得B=1,再 结 合(1)利用正弦定理求得a,再利用三角形面积公式求解:若选,由bcosA+acosB=6 +l,利用余弦定理得易得c=J5+l,再利用三角形面积公式求解.【详解】(1)因为4s=巨+储,所以 41Z?csin A=+c2-6/2,即 2 sn h2+c2-a2,2-=-2bc 2bc所以 sin A=cos A,故 tan A=1,因为0A 工,2所以A =f.4(2)若选,因为2cos2B+cos28=0,所以 cos?B=L4所以cosB=,.27 T因为0 8 一,2jr所以8 J.3a b由正弦定理 =;,得.或 一.兀,sin A sin B sin sin 4 3
19、所以。=2.所以S=La/?sinC=2逐 5泊(兀一色一色=.2 2 1 4 2若选,因为人cos A+acosB=6 +l,.,b2+c2-a2 a2+c2-b2/r.由余弦定理得人-+a-=J3+1,2bc lac解得c=W +l.S=gbcsin A=g.卡(百+l)si 吟=56.(2021 江苏盐城市高三二模)在Q&a;a=3cos3:asinC=1这三个条件中任选一个,补充在下面问题中.若问题中的三角形存在,求该三角形面积的值;若问题中的三角形不存在,说明理由.问题:是 否 存 在 它 的 内 角ARC的对边分别为a/,c,且5足8 4 1 1(4一。)=6 5亩。,c =3?【
20、答案】答案不唯一,具体见解析.【解析】根据三角形内角和为灯及题干条件,结合两角和与差的正弦公式,可求得角力,7 7 27r TC选择,利用正弦定理可得s i n 8,根据角8的范围,可求得3 =,或8 =.当8 =一时,求得角G3 3 3 27r即可求得面积,当8 =7时,根据正弦定理,求 得。,即可求得面积;jr选择,根据余弦定理.,可求得。二一,即 可 求 得 小b,进而可求得面积;23选择,根据正弦定理,可得a s i n C =c s i n A =一,与题干条件矛盾,故不存在.2【详解】解:在 口4 6。中,3二 乃 一(A +C),所以 s i n 5 =s i n 7r(A +C
21、)=s i n(A +C).因为s i n 5-s i n(A-C)=6 s i n C,所以 s i n(A +C)-s i n(A -C)=V 3 s i n C ,即 s i n A c o s C+c o s A s i n C -(s i n c o s C-c o s A s i n C)=G s i n C,所以 2c o s A s i n C =V 3 s i n C.在UABC中,。(0,%),所以s i n C w O,A所以c o s A=2T T因为AE(O,;T),所以A =一.6选择:因 为=由正弦定理得s i n B =J s i n A =,因为 3(0,),
22、T T所以8 =,或8 =,此时口4 3。存在.3 3当 8 =2 时,C =,所以/?=(7c o s A =之 ,3 2 2所以 D A B C 的面积为当6=2时,C =工,所以 匹 也0 =3石,3 6 s i n C所以口 抽。的面积为5,腔=;历5小4 =3乂36乂3*3 =乎选择:因为。=3 c o s 5,所以。=3 x ”,得/+尸=9 =/,6。T T所以。=一,此时口4 8。存在.27 1因为A=一,6所以。=3 c o s =,a =3 x s i n =6 2 6 2所以 A6 c的面积为S BC=a b =处.2 8c3选择:由-=-,得a s i n C =c s
23、 i n A =,s i n A s i n C 2这与a s i n C =l矛盾,所以口/。不存在.5 7.(2021 湖南衡阳市高三一模)口4 8。中,角A,B,C的对边分别为。,方,J 且。成等差数列.冗(1)若A =一,求3;3(2)求3的取值范围.冗兀【答案】(1)3 =;(2)0 B =a +c,由正弦定理化边为角,利用A =得。=彳 8,代入可求得B角;(2)由余弦定理表示出c o s B,代入/?=,用基本不等式得C O S 8的范围,从而得3角范围.2【详解】(1)a,b ,。成等差数列,,2/?=。+。2s i n 3 =s i n A+s i n C,当4 =工时,2s
24、 i n 8 =s i n工+s i n C,B f J 2s i n B=s i n +s i n|B|=H c o s B +s i n B 3 3 3(3)222 s i n B c o s B =一,2 2 2乃 ,71 n 71 71.o 71 71.n 万I 6;2 3 6 6 2 6 6 32 2(t Z +c Y(2)由余弦定理及处=a +c,八,+,一 亍J 3(c a 1、1 ,当。=c时取等号.2 ac 8 1 a c)4 2TT结合余弦函数的单调性可知:08工一.358.(20 21 辽宁铁岭市 高三一模)在si n?A-(si n B-si n C)2=si n Bs
25、i n C,si n =a si n B ,“si n 8 =b si n(葛这三个条件中任选一个,补充在下面问题中并作答.口A 6 C的内角A、B、C的 对 边 分 别 为b、c,若JZ+Z?=2c,求A和C.n 5乃【答案】选择见解析,A=,C =.3 1 2【解析】选择条件,利用正弦定理结合余弦定理求出c o sA的值,结合角A的取值范围可求得A的值,由正弦定理结合条件&a+b =2c可得出7 5si n A+sinB =2si n C,由三角形的内角和定理以及三角恒等变换思想求出si n(C-今)=;,由角C的取值范围可求得结果;A选择条件,利用诱导公式、正弦定理以及三角恒等变换思想求
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