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1.(2022·深圳调研)已知函数f(x)=sin ωx+cos,其中x∈R,ω>0.
(1)当ω=1时,求f 的值;
(2)当f(x)的最小正周期为π时,求f(x)在上取得最大值时x的值.
解 (1)当ω=1时,f =sin +cos
=+0=.
(2)f(x)=sin ωx+cos
=sin ωx+cos ωx-sin ωx
=sin ωx+cos ωx
=sin,
∵=π且ω>0,得ω=2,∴f(x)=sin,
由x∈得2x+∈,
∴当2x+=,即x=时,f(x)max=1.
2.(2022·烟台调研)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且2cos(A+2C)=1-4sin Bsin C.
(1)求A;
(2)若a=3,sin =,求b.
解 (1)由于2cos(A+2C)=2cos(π-B+C)=-2cos(B-C),
所以2(cos Bcos C+sin Bsin C)-4sin Bsin C=-1,
即2(cos Bcos C-sin Bsin C)=-1,cos(B+C)=-,
由于0<B+C<π,所以B+C=,A=.
(2)由于0<B<π,sin =,所以cos ==.
所以sin B=2sin cos =,由正弦定理得b==.
3.(2021·兰州诊断)已知△ABC的角A,B,C所对的边分别为a,b,c,设向量p=(a,b),q=(sin B,sin A),n=(b-2,a-2).
(1)若p∥q,求证:△ABC为等腰三角形;
(2)若p⊥n,边长c=2,∠C=,求△ABC的面积.
(1)证明 ∵p∥q,∴asin A=bsin B,
即a·=b·(其中R是△ABC外接圆的半径).
∴a=b,∴△ABC为等腰三角形.
(2)解 由p⊥n得p·n=0,即a(b-2)+b(a-2)=0,
∴a+b=ab.
又c=2,∠C=,∴4=a2+b2-2abcos ,即有
4=(a+b)2-3ab.
∴(ab)2-3ab-4=0,∴ab=4(ab=-1舍去).
因此S△ABC=absin C=×4×=.
4.(2021·天津十二区县重点中学联考)在△ABC中,a,b,c分别是A,B,C的对边,且3cos Acos C(tan Atan C-1)=1.
(1)求sin的值;
(2)若a+c=,b=,求△ABC的面积.
解 (1)由3cos Acos C(tan Atan C-1)=1得
3cos Acos C=1,
∴3(sin Asin C-cos Acos C)=1,
∴cos(A+C)=-,
∴cos B=,
又0<B<π,∴sin B=,
∴sin 2B=2sin Bcos B=,cos 2B=1-2sin2B=-,
∴sin=sin 2Bcos -cos 2Bsin
=·-·
=.
(2)由余弦定理得cos B==,
∴=,
又a+c=,b=,∴ac=,
∴S△ABC=acsin B=.
5.(2021·青岛检测)设函数f(x)=sin+2sin2(ω>0),已知函数f(x)的图象的相邻两对称轴间的距离为π.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c(其中b<c),且f(A)=,△ABC的面积为S=6,a=2,求b,c的值.
解 (1)f(x)=sin ωx+cos ωx+1-cos ωx
=sin ωx-cos ωx+1
=sin+1.
∵函数f(x)的图象的相邻两对称轴间的距离为π,
∴函数f(x)的周期为2π.∴ω=1.
∴函数f(x)的解析式为f(x)=sin+1.
(2)由f(A)=,得sin=.
又∵A∈(0,π),∴A=.∵S=bcsin A=6,
∴bcsin =6,bc=24,
由余弦定理,得a2=(2)2=b2+c2-2bccos =b2+c2-24.
∴b2+c2=52,又∵b<c,解得b=4,c=6.
6.(2021·福建卷)如图,在等腰直角△OPQ中,∠POQ=90°,OP=2,点M在线段PQ上.
(1)若OM=,求PM的长;
(2)若点N在线段MQ上,且∠MON=30°,问:当∠POM取何值时,△OMN的面积最小?并求出面积的最小值.
解 (1)在△OMP中,∠OPM=45°,OM=,OP=2,
由余弦定理得OM2=OP2+MP2-2×OP×MP×
cos 45°,
即MP2-4MP+3=0,解得MP=1或MP=3.
(2)设∠POM=α,0°≤α≤60°,
在△OMP中,由正弦定理得=,
所以OM=,同理,ON=.
故S△OMN=×OM×ON×sin∠MON
=×
=
=
=
=
=
=.
由于0°≤α≤60°,30°≤2α+30°≤150°,
所以当α=30°时,sin(2α+30°)的最大值为1,
此时△OMN的面积取到最小值.
即∠POM=30°时,△OMN的面积的最小值为8-4.
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