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第四章 第四节
一、选择题
1.(文)函数y=cos2ax-sin2ax的最小正周期为π,则a的值是( )
A.-1 B.1
C.2 D.±1
[答案] D
[解析] y=cos2ax-sin2ax=cos2ax,T===π,∴a=±1.
(理)(2022·浙江温州一适)已知sin2α=,则cos2(α-)=( )
A. B.-
C. D.-
[答案] C
[解析] cos2(α-)====,故选C.
2.(2022·新课标Ⅰ)设α∈(0,),β∈(0,),且tanα=,则( )
A.3α-β= B.3α+β=
C.2α-β= D.2α+β=
[答案] C
[解析] 解法1:当2α-β=时,β=2α-,
所以===tanα.
解法2:∵tanα==,
∴sinαcosβ=cosα+cosαsinβ,
∴sin(α-β)=cosα=sin(-α),
∵α、β∈(0,),∴α-β∈(-,),-α∈(0,),∴α-β=-α,∴2α-β=.
3.(文)计算tan75°-tan15°-tan15°·tan75°的结果等于( )
A. B.-
C. D.-
[答案] A
[解析] ∵tan60°=tan(75°-15°)==,∴tan75°-tan15°=(1+tan15°·tan75°),
∴tan75°-tan15°-tan15°·tan75°=,故选A.
(理)(2022·湖北重点中学联考)若tanα=lg(10a),tanβ=lg(),且α+β=,则实数a的值为( )
A.1 B.
C.1或 D.1或10
[答案] C
[解析] ∵tanα=lg(10a)=1+lga,
tanβ=lg()=-lga,
∴tan(α+β)=
===1,
∴lg2a+lga=0,∴lga=0或-1.
∴a=1或.
4.(文)(2022·河北衡水中学五调)已知sin(α+)+sinα=-,-<α<0,则cos(α+)等于( )
A.- B.-
C. D.
[答案] C
[解析] ∵sin(α+)+sinα=-,-<α<0,
∴sinα+cosα=-,
∴sinα+cosα=-.
∴cos(α+)=cosαcos-sinαsin=-cosα-sinα=.
(理)已知sinα=,sin(α-β)=-,α、β均为锐角,则β等于( )
A. B.
C. D.
[答案] C
[解析] ∵α、β均为锐角,∴-<α-β<,
∴cos(α-β)==,
∵sinα=,∴cosα==.
∴sinβ=sin[α-(α-β)]
=sinαcos(α-β)-cosαsin(α-β)=.
∵0<β<,∴β=,故选C.
5.(2021·云南师大附中月考)已知x=是函数f(x)=asinx+bcosx的一条对称轴,且f(x)的最大值为2,则函数g(x)=asinx+b( )
A.最大值是2,最小值是-2 B.最大值可能是0
C.最大值是4,最小值是0 D.最小值不行能是-4
[答案] B
[解析] 由f(x)=asinx+bcosx的一条对称轴是,得f(0)=f(),即a=b,a2+b2=8,解得a=b=2或a=b=-2,所以g(x)=2sinx+2或g(x)=-2sinx-2,故选B.
6.(2022·四川成都五校联考)已知锐角α满足cos2α=cos(-α),则sin2α等于( )
A. B.-
C. D.-
[答案] A
[解析] ∵α∈(0,),
∴2α∈(0,π),-α∈(-,).
又cos2α=cos(-α),
∴2α=-α或2α+-α=0,
∴α=或α=-(舍),
∴sin2α=sin=,故选A.
二、填空题
7.函数f(x)=asinx-bcosx的图象的一条对称轴是直线x=,则直线ax-by+c=0的倾斜角的大小为________.
[答案] (或135°)
[解析] f(x)的图象的对称轴过其最高点或最低点,
∴f()=±,∴=±,解得a+b=0.∴直线ax-by+c=0的斜率k==-1,
∴直线ax-by+c=0的倾斜角为135°(或).
8.(2022·陕西咸阳质检)已知α∈(0,),且2sin2α-sinα·cosα-3cos2α=0,则=________.
[答案]
[解析] ∵α∈(0,),且2sin2α-sinα·cosα-3cos2α=0,则(2sinα-3cosα)(sinα+cosα)=0,∴2sinα=3cosα,
又∵sin2α+cos2α=1,
∴cosα=,sinα=,
∴
=
=.
9.(文)已知α、β∈(0,),且tanα·tanβ<1,比较α+β与的大小,用“<”连接起来为________.
[答案] α+β<
[解析] ∵tanα·tanβ<1,α、β∈,
∴<1,∴sinα·sinβ<cosα·cosβ,
∴cos(α+β)>0,
∵α+β∈(0,π),∴α+β<.
(理)已知tanα、tanβ是关于x的一元二次方程x2+4x-5=0的两实根,则=________.
[答案] 1
[解析] ∵tanα、tanβ为方程x2+4x-5=0的两根,
∴
∴==
==1.
三、解答题
10.(2022·湖北理,17)某试验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:f(t)=10-cost-sint,t∈[0,24).
(1)求试验室这一天的最大温差;
(2)若要求试验室温度不高于11℃,则在哪段时间试验室需要降温?
[解析] (1)由于f(t)=10-2(cost+sint)=10-2sin(t+).
又0≤t<24,所以≤t+<,-1≤sin(t+)≤1.
当t=2时,sin(t+)=1;当t=14时,sin(t+)=-1.
于是f(t)在[0,24)上取得最大值12,取得最小值8.
故试验室这一天最高温度为12℃,最低温度为8℃,最大温差为4℃.
(2)依题意,当f(t)>11时,试验室需要降温.
由(1)得f(t)=10-2sin(t+),故有10-2sin(t+)>11,即sin(t+)<-.
又0≤t<24,因此<t+<,即10<t<18.
在10时至18时试验室需要降温.
一、选择题
11.(2022·广东中山一模)已知cosα=,cos(α+β)=-,且α,β∈(0,),则cos(α-β)的值等于( )
A.- B.
C.- D.
[答案] D
[解析] ∵α∈(0,),∴2α∈(0,π).
∵cosα=,∴cos2α=2cos2α-1=-,
∴sin2α==,而α,β∈(0,),∴α+β∈(0,π),
∴sin(α+β)==,
∴cos(α-β)=cos[2α-(α+β)]
=cos2αcos(α+β)+sin2αsin(α+β)
=(-)×(-)+×=.
12.(文)(2022·青岛模拟)若(4tanα+1)(1-4tanβ)=17,则tan(α-β)等于( )
A. B.
C.4 D.12
[答案] C
[解析] 由已知得4tanα-16tanαtanβ+1-4tanβ=17,
∵tanα-tanβ=4(1+tanαtanβ),
∴tan(α-β)==4.
(理)(2022·福建福州一中期末)已知锐角A,B满足2tanA=tan(A+B),则tanB的最大值为( )
A.2 B.
C. D.
[答案] D
[解析] 由2tanA=tan(A+B)可得2tanA=,
∴2tan2AtanB-tanA+tanB=0.
∴tanB=
=,
又A为锐角,∴tanA>0,∴2tanA+≥2,
∴tanB≤,故选D.
13.已知sinβ=(<β<π),且sin(α+β)=cosα,则tan(α+β)=( )
A.1 B.2
C.-2 D.
[答案] C
[解析] ∵sinβ=,<β<π,∴cosβ=-,
∴sin(α+β)=cosα=cos[(α+β)-β]
=cos(α+β)cosβ+sin(α+β)sinβ
=-cos(α+β)+sin(α+β),
∴sin(α+β)=-cos(α+β),∴tan(α+β)=-2.
14.(2021·忻州一中期中)命题:∀x∈[0,],使3cos2+sincos<a+成立,则实数a的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.(,+∞)
C.(,+∞) D.(,+∞)
[答案] D
[解析] 3cos2+sincos=+sinx=+(cosx+sinx)=+sin(x+)<a+,
故a>sin(x+),由于x∈[0,],故x+∈[,],故sin(x+)的最大值为,要使不等式恒成立,则a>,选D.
二、填空题
15.设f(x)=asin(π-2x)+bsin(+2x),其中a,b∈R,ab≠0,若f(x)≤|f()|对一切x∈R恒成立,则
①f()=0
②f(x)的周期为2π
③f(x)既不是奇函数也不是偶函数
④存在经过点(a,b)的直线与函数f(x)的图象不相交
以上结论正确的是________.(写出全部正确结论的编号)
[答案] ①③
[解析] f(x)=asin(π-2x)+bsin(+2x)=asin2x+bcos2x=sin(2x+φ),其中,tanφ=,
∵f(x)≤|f()|对一切x∈R恒成立,
∴|f()|=,∴2×+φ=kπ+,
∴φ=kπ+,
又f(x)的周期T=π,故①③正确,②④错误.
16.(2022·甘肃酒泉模拟)=________.
[答案] -4
[解析] 原式=
=
=
===-4.
三、解答题
17.(文)(2022·广东东莞一模)已知f(x)=2cos(sin+cos)-1,x∈R.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)设α,β∈(0,),f(α)=2,f(β)=,求f(α+β)的值.
[解析] (1)f(x)=sinx+cosx=2sin(x+),f(x)的最小正周期T=2π.
(2)∵2sin(α+)=2,∴sin(α+)=1,
∵<α+<,
∴α+=,∴α=.
∵2sin(β+)=,∴sin(β+)=,
∵<β+<,<,
∴<β+<,cos(β+)=,
∴f(α+β)=2sin(α+β+)
=2sin(+β)=2cosβ
=2cos[(β+)-]
=2cos(β+)cos+2sin(β+)sin=.
(理)(2022·北京海淀一模)已知函数f(x)=2sinx·cosx,过两点A(t,f(t)),B(t+1,f(t+1))的直线的斜率记为g(t).
(1)求g(0)的值;
(2)写出函数g(t)的解析式,求g(t)在[-,]上的取值范围.
[解析] (1)f(x)=sinx,g(0)==sin-sin0=.
(2)g(t)==sin(t+)-sint
=sintcos+costsin-sint=-sint+cost=-sin(t-),
由于t∈[-,],所以t-∈[-,],
所以sin(t-)∈[-1,],所以g(t)在[-,]上的取值范围是[-,1].
18.(文)已知函数f(x)=sin+sin-2cos2x.
(1)求函数f(x)的值域及最小正周期;
(2)求函数y=f(x)的单调增区间.
[解析] (1)f(x)=sin2x+cos2x+sin2x-cos2x-(cos2x+1)
=2-1=2sin-1.
由-1≤sin≤1得,
-3≤2sin-1≤1.
可知函数f(x)的值域为[-3,1].
且函数f(x)的最小正周期为π.
(2)由2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z)解得,
kπ-≤x≤kπ+(k∈Z).
所以y=f(x)的单调增区间为[kπ-,kπ+](k∈Z).
(理)已知函数f(x)=2sinxcos(x+)-cos2x+m.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)当x∈[-,]时,函数f(x)的最小值为-3,求实数m的值.
[解析] (1)∵f(x)=2sinxcos(x+)-cos2x+m
=2sinx(cosx-sinx)-cos2x+m
=sinxcosx-sin2x-cos2x+m
=sin2x--cos2x+m
=sin2x-cos2x-+m
=sin(2x-)-+m.
∴f(x)的最小正周期T==π.
(2)∵-≤x≤,∴-≤2x≤,
∴-≤2x-≤,∴-1≤sin(2x-)≤.
∴ f(x)的最小值为-1-+m.
由已知,有-1-+m=-3,∴m=-.
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