
題型一:函數(shù)與方程思想
一、單選題
1. (2023·河南·汝州市第一高級中學(xué)模擬預(yù)測(理))在中,角所對的邊分別為,,,則面積的最大值是( )
A.B.C.D.
二、多選題
2. (2023·重慶市鳳鳴山中學(xué)高三階段練習(xí))已知函數(shù),則下列命題正確的是( )
A.函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是;
B.函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對稱;
C.函數(shù)的圖象向左平移個單位長度后,所得的圖象關(guān)于y軸對稱,則m的最小值是;
D.若實(shí)數(shù)m使得方程在上恰好有三個實(shí)數(shù)解,,,則.
三、填空題
3. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),若對任意實(shí)數(shù),,方程有解,方程也有解,則的值的集合為______.
4. (2023·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)的定義域是_________
四、解答題
5. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知,①
,②
求證:.
6. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)().
(1)若當(dāng)時,的最大值為,最小值為,求實(shí)數(shù)a,b的值
(2)若,設(shè)函數(shù),且當(dāng)時,恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
題型二:數(shù)形結(jié)合思想
一、單選題
1. (2023·四川綿陽·三模(文))函數(shù)的部分圖象如圖所示,則( )
A.B.1C.D.
2. (2023·河南·高三階段練習(xí)(文))勾股定理被稱為幾何學(xué)的基石,相傳在商代由商高發(fā)現(xiàn),又稱商高定理,漢代數(shù)學(xué)家趙爽利用弦圖(又稱趙爽弦圖,它由四個全等的直角三角形和一個小正方形組成,如圖1),證明了商高結(jié)論的正確性,現(xiàn)將弦圖中的四條股延長,相同的長度(如將CA延長至D)得到圖2.在圖2中,若,,D,E兩點(diǎn)間的距離為,則弦圖中小正方形的邊長為( )
A.B.C.1D.
二、多選題
3. (2023·河北衡水·高三階段練習(xí))已知函數(shù)的部分圖象如圖所示,其中,且的面積為,則下列函數(shù)值恰好等于的是( )
A.B.C.D.
三、填空題
4. (2023·上海市七寶中學(xué)高三期中)已知函數(shù)(其中為常數(shù),且)有且僅有個零點(diǎn),則的最小值為_______
5. (2023·河南·模擬預(yù)測(文))蜚英塔俗稱寶塔,地處江西省南昌市,建于明朝天啟元年(1621年),為中國傳統(tǒng)的樓閣式建筑.蜚英塔坐北朝南,磚石結(jié)構(gòu),平面呈六邊形,是江西省省級重點(diǎn)保護(hù)文物,已被列為革命傳統(tǒng)教育基地.某學(xué)生為測量蜚英塔的高度,如圖,選取了與蜚英塔底部D在同一水平面上的A,B兩點(diǎn),測得米, ,,,則蜚英塔的高度是_______米.
四、解答題
6. (2023·山東濟(jì)寧·二模)如圖,在梯形ABCD中,,.
(1)求證:BC=2CD;
(2)若AD=BC=2,∠ADC=120°,求梯形ABCD的面積.
題型三:分類與整合思想
一、多選題
1. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),則( )
A.為周期函數(shù)B.在上單調(diào)遞增
C.的值域?yàn)镈.的圖像關(guān)于直線對稱
2. (2023·江蘇省江都中學(xué)高三階段練習(xí))關(guān)于函數(shù),下列結(jié)論正確的是( )
A.是偶函數(shù)
B.在區(qū)間單調(diào)遞減
C.在有4個零點(diǎn)
D.的最小值為
二、雙空題
3. (2023·北京·人大附中高三開學(xué)考試)已知,能夠說明命題“若對任意實(shí)數(shù)都有成立,則必有,”為假命題的一組A,的值為________,________.
三、填空題
4. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知銳角△ABC的三個內(nèi)角A,B,C所對的邊分別是a,b,c,若b是,2的等比中項(xiàng),c是1,5的等差中項(xiàng),則a的取值范圍是________.
5. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),則
①在上的最小值是1;
②的最小正周期是;
③直線是圖象的對稱軸;
④直線與的圖象恰有2個公共點(diǎn).
其中說法正確的是________________.
四、解答題
6. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知,設(shè)函數(shù).
(1)若,求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)試討論函數(shù)f(x)在[-a,2a]上的值域.
題型四:轉(zhuǎn)化與劃歸思想
一、單選題
1. (2023·黑龍江·哈爾濱三中三模(理))如圖為某小區(qū)七人足球場的平面示意圖,為球門,在某次小區(qū)居民友誼比賽中,隊(duì)員甲在中線上距離邊線米的點(diǎn)處接球,此時,假設(shè)甲沿著平行邊線的方向向前帶球,并準(zhǔn)備在點(diǎn)處射門,為獲得最佳的射門角度(即最大),則射門時甲離上方端線的距離為( )
A.B.C.D.
2. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知,則的值為( )
A.B.C.-D.
3. (2023·全國·高三專題練習(xí))1471年米勒向諾德爾教授提出的有趣問題:在地球表面的什么部位,一根垂直的懸桿看上去最長(即可見角最大).后人將其稱為“米勒問題”,是載入數(shù)學(xué)史上的第一個極值問題.我們把地球表面抽象為平面,懸桿抽象為線段AB(或直線l上兩點(diǎn)A,B),則上述問題可以轉(zhuǎn)化為如下的數(shù)學(xué)模型:如圖1,一條直線l垂直于一個平面,直線l有兩點(diǎn)A,B位于平面的同側(cè),求平面上一點(diǎn)C,使得最大.建立如圖2所示的平面直角坐標(biāo)系.設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,.設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo)為,當(dāng)最大時,( )
A.2abB.a(chǎn)bC.D.
4. (2023·浙江·高三專題練習(xí))函數(shù)的最小正周期是( )
A.B.C.πD.2π
二、多選題
5. (2023·全國·高三專題練習(xí))以下說法正確的有( )
A.B.C.D.
6. (2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)?,如果存在非零常?shù),對于任意,都有,則稱函數(shù)是“元周期函數(shù)”,非零常數(shù)為函數(shù)的“元周期”現(xiàn)有下面四個關(guān)于“元周期函數(shù)”的命題:所有正確結(jié)論的選項(xiàng)是( )
A.如果“元周期函數(shù)”的“元周期”為,那么它是周期為2的周期函數(shù);
B.函數(shù)是“元周期函數(shù)”
C.常數(shù)函數(shù)是“元周期函數(shù)”
D.如果函數(shù)是“元周期函數(shù)”,那么“或”
7. (2023·江蘇省板浦高級中學(xué)高三期末)已知集合,若對于任意,存在,使得,則稱集合是“垂直對點(diǎn)集”.則下列四個集合是“垂直對點(diǎn)集”的為( )
A.B.
C.D.
三、填空題
8. (2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè),,,,若對任意實(shí)數(shù)都有,定義在區(qū)間,上的函數(shù)的圖象與的圖象的交點(diǎn)橫坐標(biāo)為,則滿足條件的有序?qū)崝?shù)組,,,的組數(shù)為___________.
9. (2023·全國·高三專題練習(xí))聲音是物體振動產(chǎn)生的聲波,其中包含著正、余弦函數(shù).若一個聲音的數(shù)學(xué)模型是函數(shù),則下列結(jié)論正確的是________.(填序號)
①是偶函數(shù),且周期是;②在上有4個零點(diǎn);
③的值域?yàn)椋? ④在上是減函數(shù).
四、解答題
10. (2023·全國·高三專題練習(xí))如圖,四邊形中,,,,且為銳角.
(1)求;
(2)求的面積.
重難點(diǎn)03四種三角函數(shù)與解三角形數(shù)學(xué)思想(核心考點(diǎn)講與練)
能力拓展
題型一:函數(shù)與方程思想
一、單選題
1. (2023·河南·汝州市第一高級中學(xué)模擬預(yù)測(理))在中,角所對的邊分別為,,,則面積的最大值是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用二倍角公式和正弦定理化簡已知等式可得;利用余弦定理可構(gòu)造等量關(guān)系求得,進(jìn)而得到;利用三角形面積公式,將表示為以為自變量的二次函數(shù)的形式,利用二次函數(shù)最值的求法可求得所求最大值.
【詳解】由得:,
即,由正弦定理得:;
由余弦定理得:,,
即,,,
,
,,
,
則當(dāng)時,,.
故選:A.
二、多選題
2. (2023·重慶市鳳鳴山中學(xué)高三階段練習(xí))已知函數(shù),則下列命題正確的是( )
A.函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是;
B.函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對稱;
C.函數(shù)的圖象向左平移個單位長度后,所得的圖象關(guān)于y軸對稱,則m的最小值是;
D.若實(shí)數(shù)m使得方程在上恰好有三個實(shí)數(shù)解,,,則.
【答案】ACD
【分析】根據(jù)輔助角公式把函數(shù)的關(guān)系變形為正弦型函數(shù),進(jìn)一步利用正弦型函數(shù)的性質(zhì)應(yīng)用即可判斷各選項(xiàng).
【詳解】由,得.
對于A,當(dāng)時,,
當(dāng)即時,函數(shù)單調(diào)遞增,
所以函數(shù)單調(diào)遞增區(qū)間為,故A正確;
對于B,當(dāng)時,,故B不正確;
對于C,函數(shù)的圖象向左平移個單位長度后,得到
所得的圖象關(guān)于y軸對稱,
所以,解得,
當(dāng)時,m的最小值是,故C正確;
對于D,如圖所示,
實(shí)數(shù)m使得方程在上恰好有三個實(shí)數(shù)解,,,
則必有,或,此時,另一解為.
所以,故D正確.
故選:ACD.
三、填空題
3. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),若對任意實(shí)數(shù),,方程有解,方程也有解,則的值的集合為______.
【答案】
【分析】根據(jù)題意,不妨設(shè),分類討論當(dāng),,三種情況下,結(jié)合方程有解以及余弦函數(shù)的圖象和性質(zhì),從而求出和的值,即可得出的值的集合.
【詳解】解:由題可知,不妨設(shè),
對于,對任意實(shí)數(shù),,方程有解,
當(dāng)時,方程可化為有解,
所以恒成立,所以;
當(dāng)時,同上;
當(dāng)時,方程可化為有解,所以,
綜上得:;
對于,對任意實(shí)數(shù),,方程也有解,
當(dāng)時,方程可化為有解,所以;
當(dāng)時,同上;
當(dāng)時,方程可化為有解,
所以恒成立,所以,
所以的值的集合為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查函數(shù)與方程的綜合問題,考查余弦函數(shù)的圖象和性質(zhì),通過設(shè),以及分類討論與的大小情況,并將方程有解轉(zhuǎn)化為恒成立問題是解題的關(guān)鍵,考查學(xué)生的分類討論思想和邏輯分析能力.
4. (2023·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)的定義域是_________
【答案】
【分析】根據(jù)函數(shù)的解析式,列出解析式成立的條件,即可求得函數(shù)的定義域.
【詳解】由題意知,,
即,
所以的定義域?yàn)椋?br>故答案為:
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題主要考查了函數(shù)的定義域的求解,根據(jù)函數(shù)的解析式列出滿足的條件是解答的關(guān)鍵,著重考查了推理與運(yùn)算能力.
四、解答題
5. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知,①
,②
求證:.
【分析】證法一:將與看作方程的兩根,證明此方程的兩根之差為零即可;.證法二:將①式看作以3為元的一元二次方程,②式的左端恰為該方程的判別式求解.
【詳解】證法一:已知條件可變?yōu)椋?br>.
視與為方程的兩根,
問題轉(zhuǎn)化為證明此方程的兩根之差為零.
由于.
因此,.
證法二:注意到已知條件中的數(shù)學(xué)關(guān)系,則①式就是以3為元的一元二次方程,
而②式的左端恰為該方程的判別式,從而可得.
則①式變?yōu)?(*)
當(dāng)時,由已知條件可得,從而;
當(dāng)時,由②式知方程(*)有兩個相等的實(shí)數(shù)根,
,即,代入①式得.
6. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)().
(1)若當(dāng)時,的最大值為,最小值為,求實(shí)數(shù)a,b的值
(2)若,設(shè)函數(shù),且當(dāng)時,恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【答案】(1),;(2).
【分析】(1)配方得到,根據(jù),,分,,討論求解;
(2)方法一:通過參變分離轉(zhuǎn)化為恒成立求解;方法二:由恒成立,令,轉(zhuǎn)化為在上恒成立求解,
【詳解】(1),
∵,,
∴當(dāng)時,,.
解得或(舍去),
∴,.
當(dāng)時,,.
解得(舍去).
綜上所述,,.
(2)解法一:.
當(dāng)時,恒成立,
,令,則.
,
由對勾函數(shù)的性質(zhì)得
,
所以.
∴m的取值范圍是.
解法二:.
當(dāng)時,恒成立,
令,則,則在上恒成立,
則,即.
∴m的取值范圍是.
題型二:數(shù)形結(jié)合思想
一、單選題
1. (2023·四川綿陽·三模(文))函數(shù)的部分圖象如圖所示,則( )
A.B.1C.D.
【答案】B
【分析】由圖象可得、求出,五點(diǎn)法求,進(jìn)而寫出解析式,即可求.
【詳解】由圖知:且,則,可得,
又且,則,,由,可得,
所以,則.
故選:B
2. (2023·河南·高三階段練習(xí)(文))勾股定理被稱為幾何學(xué)的基石,相傳在商代由商高發(fā)現(xiàn),又稱商高定理,漢代數(shù)學(xué)家趙爽利用弦圖(又稱趙爽弦圖,它由四個全等的直角三角形和一個小正方形組成,如圖1),證明了商高結(jié)論的正確性,現(xiàn)將弦圖中的四條股延長,相同的長度(如將CA延長至D)得到圖2.在圖2中,若,,D,E兩點(diǎn)間的距離為,則弦圖中小正方形的邊長為( )
A.B.C.1D.
【答案】C
【分析】在中利用余弦定理可求出,則可得,再由銳角三角函數(shù)的定義可求出,由勾股定理求出,從而可求得答案
【詳解】連接,由條件可得,在中,由余弦定理得
,
∴,
∴,,
∴,
所以弦圖中小正方形的邊長為.
故選:C
二、多選題
3. (2023·河北衡水·高三階段練習(xí))已知函數(shù)的部分圖象如圖所示,其中,且的面積為,則下列函數(shù)值恰好等于的是( )
A.B.C.D.
【答案】AC
【分析】根據(jù)題意得到,根據(jù)條件可以求出,所以,根據(jù)選項(xiàng)求值判斷即可.
【詳解】根據(jù)題意得,,因?yàn)?,所以,即,所以,又的面積為2,所以,
所以,所以,所以,解得(舍去),.
所以,即.
所以,故A正確;
所以,故B不正確;
所以,故C正確;
所以,故D不正確.
故選:AC.
三、填空題
4. (2023·上海市七寶中學(xué)高三期中)已知函數(shù)(其中為常數(shù),且)有且僅有個零點(diǎn),則的最小值為_______
【答案】2
【分析】利用函數(shù)與方程的關(guān)系轉(zhuǎn)化為兩個圖象交點(diǎn)個數(shù)問題即可求解
【詳解】
由得,
,
設(shè),則
作出與的圖象如圖
則,得,
即的最小值是,
故答案為:.
5. (2023·河南·模擬預(yù)測(文))蜚英塔俗稱寶塔,地處江西省南昌市,建于明朝天啟元年(1621年),為中國傳統(tǒng)的樓閣式建筑.蜚英塔坐北朝南,磚石結(jié)構(gòu),平面呈六邊形,是江西省省級重點(diǎn)保護(hù)文物,已被列為革命傳統(tǒng)教育基地.某學(xué)生為測量蜚英塔的高度,如圖,選取了與蜚英塔底部D在同一水平面上的A,B兩點(diǎn),測得米, ,,,則蜚英塔的高度是_______米.
【答案】35
【分析】設(shè)米,則可得,然后在中利用余弦定理列方程可求出的值,從而可求出蜚英塔的高度
【詳解】設(shè)米,因?yàn)?,,?br>所以,
在中,,,則由余弦定理得
,
,解得,
所以蜚英塔的高度是35米,
故答案為:35
四、解答題
6. (2023·山東濟(jì)寧·二模)如圖,在梯形ABCD中,,.
(1)求證:BC=2CD;
(2)若AD=BC=2,∠ADC=120°,求梯形ABCD的面積.
【答案】(1)證明見解析(2)
【分析】(1)在△ACD和△ABC中,分別利用正弦定理可得,,再由,可得∠ACD=∠CAB,所以得,再結(jié)合已知條件可得,從而可證得結(jié)論,
(2)在△ACD中,由余弦定理可求得,, 在△ABC中,再利用余弦定理可求出,從而可求出梯形的面積
(1)在△ACD中,由正弦定理得,
即,
因?yàn)?,所以∠ACD=∠CAB,
所以
在△ABC中,由正弦定理得,
即,
所以.
又,
所以,即BC=2CD.
(2)由(1)知.
在△ACD中,由余弦定理得,
解得.
所以.
在△ABC中,,解得或3.
又因?yàn)锳BCD為梯形,所以.
又梯形ABCD的高為,
所以梯形ABCD的面積為.
題型三:分類與整合思想
一、多選題
1. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),則( )
A.為周期函數(shù)B.在上單調(diào)遞增
C.的值域?yàn)镈.的圖像關(guān)于直線對稱
【答案】AD
【分析】易求得,即可判斷A;由,得,,結(jié)合正弦函數(shù)的單調(diào)性即可判斷B;分和兩種情況討論,求出函數(shù)的值域,即可判斷C;判斷是否相等即可判斷D.
【詳解】對于A,因?yàn)椋?br>所以是函數(shù)的一個周期,故A正確;
當(dāng)時,,
此時,則,所以,
當(dāng)時,,
此時,則,所以,
所以函數(shù)的值域?yàn)椋蔆錯誤;
對于B,當(dāng)時,,
則,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,故B錯誤.
對于D,因?yàn)椋?br>,
所以,
所以的圖像關(guān)于直線對稱,故D正確.
故選:AD.
2. (2023·江蘇省江都中學(xué)高三階段練習(xí))關(guān)于函數(shù),下列結(jié)論正確的是( )
A.是偶函數(shù)
B.在區(qū)間單調(diào)遞減
C.在有4個零點(diǎn)
D.的最小值為
【答案】AC
【分析】利用奇偶性的定義,即可判斷A選項(xiàng);
當(dāng),時,,由復(fù)合函數(shù)單調(diào)性可知,即可判斷B;
當(dāng)時,,令,即可判斷C;
分三種情況,當(dāng),時,當(dāng),時,當(dāng),時,確定最小值,即可判斷D.
【詳解】解:對于A,,是偶函數(shù),故A正確;
對于B,當(dāng),時,,
則,當(dāng),,
所以函數(shù)在,上不具有單調(diào)性,故B錯誤;
對于C,當(dāng)時,,令,可得,,又是偶函數(shù),
所以在區(qū)間,上有4個零點(diǎn),故C正確;
對于D,,
所以是函數(shù)的一個周期,
當(dāng),時,,
此時最小值為1,
當(dāng),時,,
此時最小值為-1,
當(dāng),時,,
此時最小值為,
所以最小值為-1,故D錯誤.
故選:AC.
二、雙空題
3. (2023·北京·人大附中高三開學(xué)考試)已知,能夠說明命題“若對任意實(shí)數(shù)都有成立,則必有,”為假命題的一組A,的值為________,________.
【答案】
【分析】要使對任意實(shí)數(shù)都有成立,則,再分和兩種情況討論,結(jié)合誘導(dǎo)公式求出的值,即可得出答案.
【詳解】解:若對任意實(shí)數(shù)都有成立,
則,
當(dāng)時,則,所以,
又,所以,
當(dāng)時,則,所以,
又,所以,
綜上所述,對任意實(shí)數(shù)都有成立,則,或,,
所以能夠說明命題為假命題的一組A,的值為,.
故答案為:;.
三、填空題
4. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知銳角△ABC的三個內(nèi)角A,B,C所對的邊分別是a,b,c,若b是,2的等比中項(xiàng),c是1,5的等差中項(xiàng),則a的取值范圍是________.
【答案】
【分析】根據(jù)等差中項(xiàng)和等比中項(xiàng)的性質(zhì)求出,再根據(jù)三角形三邊的關(guān)系及余弦定理,分a為最大邊和c為最大邊兩種情況討論,即可得出答案.
【詳解】解:因?yàn)閎是,2的等比中項(xiàng),
所以,所以,
又因c是1,5的等差中項(xiàng),
所以,所以,
因?yàn)椤鰽BC為銳角三角形,
①當(dāng)a為最大邊時,有,
解得;
②當(dāng)c為最大邊時,有,
解得,
綜上所述,所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
故答案為:.
5. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),則
①在上的最小值是1;
②的最小正周期是;
③直線是圖象的對稱軸;
④直線與的圖象恰有2個公共點(diǎn).
其中說法正確的是________________.
【答案】①③④
【分析】結(jié)合三角函數(shù)的圖像和性質(zhì),數(shù)形結(jié)合思想求解,求出即可判斷②,分k為奇數(shù),k為偶數(shù),討論即可判斷③.
【詳解】解:對于①,當(dāng)時,
且,則當(dāng)時,函數(shù)取最小值,即,故①正確;
對于②,∵,,,則:
故函數(shù)的最小正周期不是,②錯誤;
對于③,若k為奇數(shù),則;
若k為偶數(shù),則.
由上可知,當(dāng)吋,,
所以,直線是圖象的對稱軸,③正確;
対于④,因?yàn)椤撸?br>所以為函數(shù)的周期.
當(dāng)時,;
當(dāng)時,.
綜上可知,.
當(dāng)時,,,即函數(shù)與在上的圖象無交點(diǎn):
當(dāng)時,,,所以,函數(shù)與在上的圖象也無交點(diǎn).作出函數(shù)與函數(shù)在上的圖象如下圖所示:
由圖像可知,直線與的圖象恰有2個公共點(diǎn),故④正確.
故答案為:①③④.
四、解答題
6. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知,設(shè)函數(shù).
(1)若,求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)試討論函數(shù)f(x)在[-a,2a]上的值域.
【分析】(1)由題設(shè)寫出的分段函數(shù)形式,結(jié)合余弦函數(shù)的性質(zhì)分別求出不同分段上的遞增區(qū)間.
(2)由題設(shè)可得且,由正弦函數(shù)的性質(zhì),討論端點(diǎn)的位置并求出對應(yīng)的值域范圍.
(1)由題設(shè),,
所以,根據(jù)余弦函數(shù)的性質(zhì):
當(dāng)時,在上遞增;
當(dāng)時,在上遞增;
(2)由題設(shè),,則,又,即,
所以,
當(dāng),即時,;
當(dāng),即時,;
當(dāng),即時,;
當(dāng),即時,;
7. (2023·山西朔州·高三期中(文))在中,內(nèi)角A、B、C的對邊分別是a、b、c,,時.
(1)若,求c;
(2)記,是直角三角形,求k的值.
【答案】(1)8(2)或
【分析】(1)利用余弦定理即得;
(2)分和討論,結(jié)合條件即得.
(1)在中,由余弦定理得,
∴
即,,
所以.
(2)是直角三角形,
若,則,,
若,則,.
故或.
題型四:轉(zhuǎn)化與劃歸思想
一、單選題
1. (2023·黑龍江·哈爾濱三中三模(理))如圖為某小區(qū)七人足球場的平面示意圖,為球門,在某次小區(qū)居民友誼比賽中,隊(duì)員甲在中線上距離邊線米的點(diǎn)處接球,此時,假設(shè)甲沿著平行邊線的方向向前帶球,并準(zhǔn)備在點(diǎn)處射門,為獲得最佳的射門角度(即最大),則射門時甲離上方端線的距離為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】先根據(jù)題意解出長度,設(shè),得到,再分析求值域,判斷取等條件即可求解.
【詳解】設(shè),并根據(jù)題意作如下示意圖,由圖和題意得:,,
所以,且,
所以,
又,所以,解得,即,
設(shè),,則,
,所以在中,
有,
令,所以,
所以,
因?yàn)?,所以,則要使最大,
即要取得最小值,即取得最大值,
即在取得最大值,
令, ,
所以的對稱軸為:,所以在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
所以當(dāng)時,取得最大值,即最大,此時,即,
所以,所以,即為獲得最佳的射門角度(即最大),
則射門時甲離上方端線的距離為:.
故選:B.
2. (2023·全國·高三專題練習(xí))已知,則的值為( )
A.B.C.-D.
【答案】B
【分析】利用誘導(dǎo)公式及二倍角的正弦公式即可求解.
【詳解】
,
故選:B
3. (2023·全國·高三專題練習(xí))1471年米勒向諾德爾教授提出的有趣問題:在地球表面的什么部位,一根垂直的懸桿看上去最長(即可見角最大).后人將其稱為“米勒問題”,是載入數(shù)學(xué)史上的第一個極值問題.我們把地球表面抽象為平面,懸桿抽象為線段AB(或直線l上兩點(diǎn)A,B),則上述問題可以轉(zhuǎn)化為如下的數(shù)學(xué)模型:如圖1,一條直線l垂直于一個平面,直線l有兩點(diǎn)A,B位于平面的同側(cè),求平面上一點(diǎn)C,使得最大.建立如圖2所示的平面直角坐標(biāo)系.設(shè)A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,.設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo)為,當(dāng)最大時,( )
A.2abB.a(chǎn)bC.D.
【答案】D
【分析】根據(jù)題意可知,分別表示出,然后利用兩角差的正切公式表示出,再結(jié)合基本不等式,即可求得結(jié)果.
【詳解】由題意可知時銳角,且,
而,
所以,
而 ,當(dāng)且僅當(dāng) ,即時取等號,
所以當(dāng)時,,此時最大,
故選:D.
4. (2023·浙江·高三專題練習(xí))函數(shù)的最小正周期是( )
A.B.C.πD.2π
【答案】C
【分析】將函數(shù)解析式化簡,利用正弦函數(shù)的周期公式可得.
【詳解】因?yàn)?br>所以最小正周期.
故選:C
二、多選題
5. (2023·全國·高三專題練習(xí))以下說法正確的有( )
A.B.C.D.
【答案】ACD
【分析】根據(jù)誘導(dǎo)公式判斷ABC,根據(jù)兩角和的正切公式判斷D.
【詳解】對于A,,故A正確;
對于B,,故B錯誤;
對于C,,故C正確;
對于D,,故D正確;
故選:ACD
6. (2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)椋绻嬖诜橇愠?shù),對于任意,都有,則稱函數(shù)是“元周期函數(shù)”,非零常數(shù)為函數(shù)的“元周期”現(xiàn)有下面四個關(guān)于“元周期函數(shù)”的命題:所有正確結(jié)論的選項(xiàng)是( )
A.如果“元周期函數(shù)”的“元周期”為,那么它是周期為2的周期函數(shù);
B.函數(shù)是“元周期函數(shù)”
C.常數(shù)函數(shù)是“元周期函數(shù)”
D.如果函數(shù)是“元周期函數(shù)”,那么“或”
【答案】ACD
【分析】根據(jù)題意,首先理解“元周期函數(shù)”的定義,逐一分析,從而可判斷命題的真假.
【詳解】A選項(xiàng):∵“元周期函數(shù)”的“元周期”為,
,,
故它是周期為2的周期函數(shù),故A正確;
B選項(xiàng):若函數(shù)是“元周期函數(shù)”,則存在非零常數(shù),使,
即恒成立,故成立,但無解,故B錯誤;
C選項(xiàng):常數(shù)函數(shù)是“元周期函數(shù)”,則存在非零常數(shù),使,即恒成立,時恒成立,故C正確;
D選項(xiàng):若函數(shù)是“元周期函數(shù)”,則存在非零常數(shù),則,
即恒成立,故恒成立,
即恒成立,
故,可得或,
故或,故D正確.
故選:ACD
7. (2023·江蘇省板浦高級中學(xué)高三期末)已知集合,若對于任意,存在,使得,則稱集合是“垂直對點(diǎn)集”.則下列四個集合是“垂直對點(diǎn)集”的為( )
A.B.
C.D.
【答案】AC
【分析】利用數(shù)學(xué)結(jié)合判斷A;利用方程無解判斷B;利用數(shù)形結(jié)合判斷C;利用特殊點(diǎn)判斷D.
【詳解】對于A,表示的幾何意義是,即對曲線每一個點(diǎn)與原點(diǎn)構(gòu)成的直線,與之垂直的直線與曲線都存在交點(diǎn),如圖所示,當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動時,直線與曲線均有交點(diǎn),故A正確;
對于B,若滿足,則,在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)無解,故B不正確;
對于C,,畫出的圖象,如圖所示,直角始終存在,即對于任意,存在,使得成立,故C正確;
對于D,,取點(diǎn),若存在使得成立,則,則一定有,不滿足函數(shù)的定義域,故不能滿足題意中的任意一點(diǎn)這一條件,故D不正確.
故選:AC.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題主要考查向量垂直的坐標(biāo)表示、新定義問題及數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用,屬于難題.新定義題型的特點(diǎn)是:通過給出一個新概念,或約定一種新運(yùn)算,或給出幾個新模型來創(chuàng)設(shè)全新的問題情景,要求考生在閱讀理解的基礎(chǔ)上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學(xué)的知識和方法,實(shí)現(xiàn)信息的遷移,達(dá)到靈活解題的目的.遇到新定義問題,應(yīng)耐心讀題,分析新定義的特點(diǎn),弄清新定義的性質(zhì),按新定義的要求,“照章辦事”,逐條分析、驗(yàn)證、運(yùn)算,使問題得以解決.
三、填空題
8. (2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè),,,,若對任意實(shí)數(shù)都有,定義在區(qū)間,上的函數(shù)的圖象與的圖象的交點(diǎn)橫坐標(biāo)為,則滿足條件的有序?qū)崝?shù)組,,,的組數(shù)為___________.
【答案】28
【分析】根據(jù)結(jié)合、,可得出、、的取值組合,求得方程在區(qū)間的解,可得出的可能取值,進(jìn)而可求得符合條件的有序?qū)崝?shù)組的組數(shù).
【詳解】解:對任意實(shí)數(shù)都有,,
若,則方程等價于,則函數(shù)的周期相同,
若,此時;若,此時;
若,則方程等價于,
若,此時;若,此時.
綜上,滿足條件的數(shù)組,,為,3,,,,,
,,,,3,共4組.
而當(dāng)時,,得或,
或,
又,,.
滿足條件的有序數(shù)組,,,共有.
故答案為:28.
9. (2023·全國·高三專題練習(xí))聲音是物體振動產(chǎn)生的聲波,其中包含著正、余弦函數(shù).若一個聲音的數(shù)學(xué)模型是函數(shù),則下列結(jié)論正確的是________.(填序號)
①是偶函數(shù),且周期是;
②在上有4個零點(diǎn);
③的值域?yàn)椋?br>④在上是減函數(shù).
【答案】①③
【分析】利用奇偶性、周期性的定義判定①正確;利用二倍角公式得到,再通過解方程結(jié)合余弦函數(shù)的值域判定②錯誤;利用二次函數(shù)的值域、余弦函數(shù)的最值判定③正確;利用二次函數(shù)的單調(diào)性、余弦函數(shù)的單調(diào)性及值域判定④錯誤.
【詳解】對于①:因?yàn)?br>,即是偶函數(shù),
又對于,
,
且
即的周期是,
即①正確;
對于②:因?yàn)?br>,
令,即,
解得或(舍),
則在上有2個零點(diǎn),
即②錯誤;
對于③:因?yàn)椋?br>所以當(dāng)時,;
當(dāng)時,;
即的值域?yàn)椋?br>即③正確;
對于④:令,則,
且在單調(diào)遞減,且,
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以在上不是單調(diào)遞減,即④錯誤.
故答案為:①③.
四、解答題
10. (2023·全國·高三專題練習(xí))如圖,四邊形中,,,,且為銳角.
(1)求;
(2)求的面積.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由三角形面積公式求得,利用余弦定理求得,分析可知BD是四邊形外接圓的直徑,再利用正弦定理可求解;
(2)由面積公式即可得解.
(1)由已知,
∵是銳角,∴.
由余弦定理可得,則.
∵,∴BD是四邊形外接圓的直徑,
∴BD是外接圓的直徑,利用正弦定理知
(2)由,,,,
則,,
又,則,
因此,
故的面積為.
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