課時(shí)分層作業(yè)(四十九) 簡(jiǎn)單的三角恒等變換


(建議用時(shí):40分鐘)





一、選擇題


1.函數(shù)f(x)=cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4))),x∈R,則f(x)( )


A.是奇函數(shù)


B.是偶函數(shù)


C.既是奇函數(shù),也是偶函數(shù)


D.既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù)


D [原式=eq \f(1,2)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1+cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,2)))))


=eq \f(1,2)(1-sin 2x)


=eq \f(1,2)-eq \f(1,2)sin 2x,


此函數(shù)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù).]


2.已知eq \f(cs α,1+sin α)=eq \r(3),則eq \f(cs α,sin α-1)的值為( )


A.eq \f(\r(3),3) B.-eq \f(\r(3),3)


C.eq \r(3) D.-eq \r(3)


B [∵eq \f(cs α,1+sin α)·eq \f(cs α,sin α-1)=eq \f(cs2α,sin2α-1)=eq \f(1-sin2α,sin2α-1)=-1


且eq \f(cs α,1+sin α)=eq \r(3),∴eq \f(cs α,sin α-1)=-eq \f(\r(3),3).]


3.在△ABC中,若cs A=eq \f(1,3),則sin2eq \f(B+C,2)+cs 2A=( )


A.-eq \f(1,9) B.eq \f(1,9)


C.-eq \f(1,3) D.eq \f(1,3)


A [sin2eq \f(B+C,2)+cs 2A


=eq \f(1-cs?B+C?,2)+2cs2A-1


=eq \f(1+cs A,2)+2cs2A-1


=-eq \f(1,9).]


4.已知tan 2α=eq \f(3,4),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))),函數(shù)f(x)=sin(x+α)-sin(x-α)-2sin α,且對(duì)任意的實(shí)數(shù)x,不等式f(x)≥0恒成立,則sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4)))的值為( )


A.-eq \f(2\r(5),5) B.-eq \f(\r(5),5)


C.-eq \f(2\r(3),5) D.-eq \f(\r(3),5)


A [由tan 2α=eq \f(3,4),即eq \f(2tan α,1-tan2α)=eq \f(3,4),得tan α=eq \f(1,3)或tan α=-3.又f(x)=sin(x+α)-sin(x-α)-2sin α=2cs xsin α-2sin α≥0恒成立,所以sin α≤0,tan α=-3,sin α=-eq \f(3,\r(10)),cs α=eq \f(1,\r(10)),所以sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4)))=sin αcseq \f(π,4)-cs αsineq \f(π,4)=-eq \f(2\r(5),5),故選A.]


5.已知f(x)=2sin2x+2sin xcs x,則f(x)的最小正周期和一個(gè)單調(diào)減區(qū)間分別為( )


A.2π,eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(3π,8),\f(7π,8))) B.π,eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(3π,8),\f(7π,8)))


C.2π,eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,8),\f(3π,8))) D.π,eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,8),\f(3π,8)))


B [∵f(x)=1-cs 2x+sin 2x


=1+eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,4))),


∴f(x)的最小正周期T=eq \f(2π,2)=π,


由eq \f(π,2)+2kπ≤2x-eq \f(π,4)≤eq \f(3π,2)+2kπ,


得f(x)的單調(diào)減區(qū)間為


eq \f(3π,8)+kπ≤x≤eq \f(7π,8)+kπ,k∈Z,


當(dāng)k=0時(shí),得f(x)的一個(gè)單調(diào)減區(qū)間eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(3π,8),\f(7π,8))),故選B.]


二、填空題


6.有以下四個(gè)關(guān)于三角函數(shù)的命題:


①?x0∈R,sin2eq \f(x0,2)+cs2eq \f(x0,2)=eq \f(1,2);②?x0,y0∈R,sin(x0-y0)=sin x0-sin y0;③?x∈[0,π],eq \r(\f(1-cs 2x,2))=sin x;④sin x=cs y?x+y=eq \f(π,2).


其中假命題的序號(hào)為 .


①④ [因?yàn)閟in2eq \f(x,2)+cs2eq \f(x,2)=1≠eq \f(1,2),所以①為假命題;當(dāng)x=y(tǒng)=0時(shí),sin(x-y)=sin x-sin y,所以②為真命題;因?yàn)閑q \r(\f(1-cs 2x,2))=eq \r(\f(1-?1-2sin2x?,2))=|sin x|=sin x,x∈[0,π],所以③為真命題;當(dāng)x=eq \f(π,2),y=2π時(shí),sin x=cs y,但x+y≠eq \f(π,2),所以④為假命題.]


7.化簡(jiǎn)下列各式:


(1)eq \f(π,4)<α<eq \f(π,2),則eq \r(1-sin 2α)= .


(2)α為第三象限角,則eq \f(\r(1+cs 2α),cs α)-eq \f(\r(1-cs 2α),sin α)= .


(1)sin α-cs α (2)0 [(1)∵α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2))),∴sin α>cs α,


∴eq \r(1-sin 2α)=eq \r(1-2sin αcs α)


=eq \r(sin2α-2sin αcs α+cs2α)


=eq \r(?sin α-cs α?2)=sin α-cs α.


(2)∵α為第三象限角,∴cs α<0,sin α<0,


∴eq \f(\r(1+cs 2α),cs α)-eq \f(\r(1-cs 2α),sin α)=eq \f(\r(2cs2α),cs α)-eq \f(\r(2sin2α),sin α)


=eq \f(-\r(2)cs α,cs α)-eq \f(-\r(2)sin α,sin α)=0.]


8.函數(shù)f(x)=cs 2x+4sin x的值域是 .


[-5,3] [f(x)=cs 2x+4sin x=1-2sin2x+4sin x=-2(sin x-1)2+3.


當(dāng)sin x=1時(shí),f(x)取得最大值3,


當(dāng)sin x=-1時(shí),f(x)取得最小值-5,


所以函數(shù)f(x)的值域?yàn)閇-5,3].]


三、解答題


9.求證:taneq \f(3x,2)-taneq \f(x,2)=eq \f(2sin x,cs x+cs 2x).


[證明] 法一:(由左推右)taneq \f(3x,2)-taneq \f(x,2)


=eq \f(sin\f(3x,2),cs\f(3x,2))-eq \f(sin\f(x,2),cs\f(x,2))


=eq \f(sin\f(3x,2)cs\f(x,2)-cs\f(3x,2)sin\f(x,2),cs\f(3x,2)cs\f(x,2))


=eq \f(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3x,2)-\f(x,2))),cs\f(3x,2)cs\f(x,2))


=eq \f(sin x,cs\f(3x,2)cs\f(x,2))


=eq \f(2sin x,cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3x,2)+\f(x,2)))+cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3x,2)-\f(x,2))))


=eq \f(2sin x,cs x+cs 2x).


法二:(由右推左)eq \f(2sin x,cs x+cs 2x)


=eq \f(2sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3x,2)-\f(x,2))),cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3x,2)-\f(x,2)))+cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3x,2)+\f(x,2))))


=eq \f(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin\f(3x,2)cs\f(x,2)-cs\f(3x,2)sin\f(x,2))),2cs\f(3x,2)cs\f(x,2))


=eq \f(sin\f(3x,2),cs\f(3x,2))-eq \f(sin\f(x,2),cs\f(x,2))=taneq \f(3x,2)-taneq \f(x,2).


10.已知函數(shù)f(x)=2cs2eq \f(x,2),g(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin\f(x,2)+cs\f(x,2)))2.


(1)求證:feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-x))=g(x);


(2)求函數(shù)h(x)=f(x)-g(x)(x∈[0,π])的單調(diào)區(qū)間,并求使h(x)取到最小值時(shí)x的值.


[解] (1)證明過(guò)程如下:f(x)=2cs2eq \f(x,2)=1+cs x,


g(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin\f(x,2)+cs\f(x,2)))eq \s\up12(2)


=1+2sineq \f(x,2)cseq \f(x,2)


=1+sin x,


∵feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-x))=1+cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-x))=1+sin x,


∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-x))=g(x),


命題得證.


(2)函數(shù)h(x)=f(x)-g(x)=cs x-sin x


=eq \r(2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),2)cs x-\f(\r(2),2)sin x))


=eq \r(2)cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4))),


∵x∈[0,π],


∴eq \f(π,4)≤x+eq \f(π,4)≤eq \f(5π,4),


當(dāng)eq \f(π,4)≤x+eq \f(π,4)≤π,


即0≤x≤eq \f(3π,4)時(shí),h(x)遞減,


當(dāng)π≤x+eq \f(π,4)≤eq \f(5π,4),即eq \f(3π,4)≤x≤π時(shí),h(x)遞增.


∴函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(3π,4))),


單調(diào)遞增區(qū)間為eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(3π,4),π)),


根據(jù)函數(shù)h(x)的單調(diào)性,可知當(dāng)x=eq \f(3π,4)時(shí),函數(shù)h(x)取到最小值.





11.設(shè)a=eq \f(1,2)cs 7°+eq \f(\r(3),2)sin 7°,b=eq \f(2tan 19°,1-tan219°),c=eq \r(\f(1-cs 72°,2)),則有( )


A.b>a>c B.a(chǎn)>b>c


C.a(chǎn)>c>b D.c>b>a


A [∵a=sin 37°,b=tan 38°,


c=sin 36°,


∴b>a>c.]


12.設(shè)α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),且eq \f(sin α,cs α)=eq \f(cs β,1-sin β),則( )


A.2α+β=eq \f(π,2) B.2α-β=eq \f(π,2)


C.α+2β=eq \f(π,2) D.α-2β=eq \f(π,2)


B [由題意得sin α-sin αsin β=cs αcs β,


sin α=cs(α-β),


∴cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-α))=cs(α-β).


∵eq \f(π,2)-α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),α-β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))),


∴eq \f(π,2)-α=α-β或eq \f(π,2)-α+α-β=0(舍去),


∴2α-β=eq \f(π,2).]


13.若函數(shù)f(x)=(1+eq \r(3)tan x)cs x,0≤x

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高中數(shù)學(xué)人教A版 (2019)必修 第一冊(cè)電子課本

5.5 三角恒等變換

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