高中数学三角函数专题专项练习一、 忽略隐含条件例3. 若01cos sin >-+x x ,求x 的取值范围。
正解:1)4sin(2>+πx ,由22)4sin(>+πx 得)(432442Z k k x k ∈+<+<+πππππ∴)(222Z k k x k ∈+<<πππ二、 忽视角的范围,盲目地套用正弦、余弦的有界性 例4. 设α、β为锐角,且α+β︒=120,讨论函数βα22cos cos +=y 的最值。
错解 )cos(211)cos()cos(1)2cos 2(cos 211βαβαβαβα--=-++=++=y ,可见,当1)cos(-=-βα时,23max =y ;当1)cos(=-βα时,21min =y 。
分析:由已知得︒<<︒90,30βα,∴︒<-<︒-6060βα,则1)cos(21≤-<βα,∴当1)cos(=-βα,即︒==60βα时,21min =y ,最大值不存在。
三、 忽视应用均值不等式的条件例5. 求函数)20,0(sin cos 2222π<<>>+=x b a x b x a y 的最小值。
错解 )12sin 0(42sin 4cos sin 2sin cos )2()1(2222≤<≥=≥+=x ab x ab x x ab x b x a y Θ,∴当12sin =x 时,ab y 4min =分析:在已知条件下,(1)、(2)两处不能同时取等号。
正解:2222222222222)(2)cot tan ()cot 1()tan 1(b a ab b a x b x a b a x b x a y +=++≥+++=+++=,当且仅当x b xa cot tan =,即abx =tan ,时,2min )(b a y +=【经典题例】例4:已知b 、c 是实数,函数f(x)=c bx x++2对任意α、β∈R 有:,0)(sin ≥αf 且,0)cos 2(≤+βf(1)求f (1)的值;(2)证明:c 3≥;(3)设)(sin αf 的最大值为10,求f (x )。
[思路](1)令α=2π,得,0)1(≥f 令β=π,得,0)1(≤f 因此,0)1(=f ;(2)证明:由已知,当11≤≤-x 时,,0)(≥x f 当31≤≤x 时,,0)(≤x f 通过数形结合的方法可得:,0)3(≤f 化简得c 3≥;(3)由上述可知,[-1,1]是)(x f 的减区间,那么,10)1(=-f 又,0)1(=f 联立方程组可得4,5=-=c b ,所以45)(2+-=x x x f例5:关于正弦曲线回答下述问题:(1)函数)43sin(log 21xy ππ-=的单调递增区间是?Z k k x k ∈+<≤-]348328[;(2)若函数x a x y 2cos 2sin +=的图象关于直线8π=x 对称,则a 的值是 1 ;(3)把函数)43sin(π+=x y 的图象向右平移8π个单位,再将图象上各点的横坐标扩大到原来的3倍(纵坐标不变),则所得的函数解析式子是)8sin(π-=x y ; 例6:函数x x xx f cos sin 12sin )(++=,(1)求f(x)的定义域;(2)求f(x)的最大值及对应的x 值。
[思路](1){x|x222ππππ-≠-≠k x k 且 }Z k ∈(2)设t=sinx+cosx,则y=t-142,12max ππ+=-=k x yZ k ∈例7:在ΔABC 中,已知B A C C A sin 232cos sin 2cos sin 22=+(1)求证:a 、b 、c 成等差数列;(2)求角B 的取值范围。
[思路](1)条件等式降次化简得ΛΛb c a B CA 2sin 2sin sin =+⇒=+(2)ΛΛΘ,2182682)(32)2(cos 22222=-≥-+=+-+=ac ac ac ac ac c a ac c a c a B ∴……,得B 的取值范围]3,0(π14.设ααsin cos +=x,且0cos sin 33>+αα,则x 的取值范围是]2,0( ;19.已知)2,0(π∈x ,证明不存在实数)1,0(∈m 能使等式cos x +msin x =m(*)成立; (2)试扩大x 的取值范围,使对于实数)1,0(∈m ,等式(*)能成立;(3)在扩大后的x 取值范围内,若取33=m ,求出使等式(*)成立的x 值。
提示:可化为1)42tan(>+=πx m (2))2,2(ππ-∈x (3)6π-=x最值问题典型错例例5. 求函数y xx =-s i n c o s 1342的最大值和最小值。
错解:原函数化为4902y x x y s i n s i n -+=,关于s in x 的二次方程的判别式∆=--⨯⨯≥()144902y y ,即-≤≤112112y ,所以y y max min==-112112,。
剖析:若取y =±112,将导致sin x =±32的错误结论,此题错在忽视了隐含条件|s i n |x ≤1。
正解:原函数化为4902y x x y s i n s i n -+=,当y =0时,解得s i n x =0,满足s in x ≤1当y ≠0时,解得s i n x yy=±-1114482,又s i n |s i n |x R x ∈≤,1,则有114401111448122-≥-≤+-≤⎧⎨⎪⎩⎪y y y 或114401111448122-≥-≤--≤⎧⎨⎪⎩⎪y y y ,解得-≤≤113113y ,所以y y max min ==-113113,难点 化简与求值【例】已知2π<β<α<43π,cos(α-β)=1312,sin(α+β)=-53,求sin2α的值_________.[例1]不查表求sin 220°+cos 280°+3cos20°cos80°的值.解法一:sin 220°+cos 280°+3sin 220°cos80°=21 (1-cos40°)+21(1+cos160°)+ 3sin20°cos80°=1-21cos40°+21cos160°+3sin20°cos(60°+20°)=1-21cos40°+21(cos120°cos40°-sin120°sin40°)+3sin20°(cos60°cos20°-sin60°sin20°)=1-21cos40°-41cos40°-43sin40°+43sin40°-23sin 220°=1-43cos40°-43(1-cos40°)= 41解法二:设x =sin 220°+cos 280°+3sin20°cos80°,y =cos 220°+sin 280°-3cos20°sin80°,则x +y =1+1-3sin60°=21,x -y =-cos40°+cos160°+3sin100°=-2sin100°sin60°+3sin100°=0∴x =y =41,即x =sin 220°+cos 280°+3sin20°cos80°=41.[例2]关于x 的函数y =2cos 2x -2a cos x -(2a +1)的最小值为f (a ),试确定满足f (a )=21的a 值,并对此时的a 值求y 的最大值.解:由y =2(cos x -2a )2-2242+-a a 及cos x ∈[-1,1]得:f (a )⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-<<-----≤)2( 41)22( 122)2( 12a a a a aa ,∵f (a )=21,∴1-4a =21⇒a =81∉[2,+∞),故-22a -2a -1=21,解得:a =-1,此时,y =2(cos x +21)2+21,当cos x =1时,即x =2k π,k ∈Z ,y max =5.难点训练1.(★★★★★)已知方程x 2+4ax +3a +1=0(a >1)的两根均tan α、tan β,且α,β∈(-2,2ππ),则tan2βα+的值是( )A.21B.-2C.34D. 21或-2 3.设α∈(43,4ππ),β∈(0,4π),cos(α-4π)=53,sin(43π+β)=135,则sin(α+β)=_________.4.不查表求值:.10cos 1)370tan 31(100sin 130sin 2︒+︒+︒+︒5.已知cos(4π+x )=53,(1217π<x <47π),求x x x tan 1sin 22sin 2-+的值.7.扇形OAB 的半径为1,中心角60°,四边形PQRS 是扇形的内接矩形,当其面积最大时,求点P 的位置,并求此最大面积.8.已知cos α+sin β=3,sin α+cos β的取值范围是D ,x ∈D ,求函数y =10432log 21++x x 的最小值,并求取得最小值时x的值.参考答案 难点磁场解法一:∵2π<β<α<43π,∴0<α-β<4π.π<α+β<43π,∴sin(α-β)=.54)(sin 1)cos(,135)(cos 122-=+--=+=--βαβαβα∴sin2α=sin [(α-β)+(α+β)]=sin(α-β)cos(α+β)+cos(α-β)sin(α+β).6556)53(1312)54(135-=-⨯+-⨯=。
解法二:∵sin(α-β)=135,cos(α+β)=-54,∴sin2α+sin2β=2sin(α+β)cos(α-β)=-6572sin2α-sin2β=2cos(α+β)sin(α-β)=-6540∴sin2α=6556)65406572(21-=-- 难点训练一、1.解析:∵a >1,tan α+tan β=-4a <0。
tan α+tan β=3a +1>0,又α、β∈(-2π,2π)∴α、β∈(-2π,θ),则2βα+∈(-2π,0),又tan(α+β)=342tan 12tan2)tan(,34)13(14tan tan 1tan tan 2=β+α-β+α=β+α=+--=βα-β+α又a a ,整理得2tan 222tan 32-β+α+β+α=0.解得tan 2β+α=-2.答案:B3.解析:α∈(43,4ππ),α-4π∈(0, 2π),又cos(α-4π)=53.6556)sin(.655613554)1312(53)43sin()4sin()43cos()4cos()]43()4cos[(]2)43()4sin[()sin(.1312)43cos(,135)43sin().,43(43).4,0(,54)4sin(=β+α=⨯+-⨯-=β+π⋅π-α+β+π⋅π-α-=β+π+π-α-=π-β+π+π-α=β+α∴-=β+π∴=β+πππ∈β+π∴π∈β=π-α∴即答案:6556三、4.答案:2752853)54(257)4cos()4sin(2sin sin cos cos )cos (sin sin 2cos sin 1sin 2cos sin 2tan 1sin 22sin 54)4sin(,2435,471217.257)4(2cos 2sin ,53)4cos(:.522=-⨯=++=-+=-+=-+-=+∴<+<∴<<=+-=∴=+x x x x x xx x x x x x x x x x x x x x x x x ππππππππππ又解Θ7.解:以OA 为x 轴.O 为原点,建立平面直角坐标系,并设P 的坐标为(cos θ,sin θ),则|PS |=sin θ.直线OB 的方程为y =3x ,直线PQ 的方程为y =sin θ.联立解之得Q (33sin θ;sin θ),所以|PQ |=cosθ-33sin θ。