高中三角函數(shù)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-242012屆高三理科數(shù)學(xué)三角函數(shù)總復(fù)習(xí)教學(xué)案。
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來(lái),使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。教案的內(nèi)容要寫(xiě)些什么更好呢?小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《2012屆高三理科數(shù)學(xué)三角函數(shù)總復(fù)習(xí)教學(xué)案》,歡迎您參考,希望對(duì)您有所助益!
2012屆高三理科數(shù)學(xué)三角函數(shù)總復(fù)習(xí)教學(xué)案
高考導(dǎo)航
考試要求重難點(diǎn)擊命題展望
1.了解任意角的概念和弧度制的概念,能進(jìn)行弧度與角度的互化.
2.理解任意角三角函數(shù)(正弦、余弦、正切)的定義.
3.能利用單位圓中的三角函數(shù)線推導(dǎo)出,π±α的正弦、余弦、正切的誘導(dǎo)公式,能畫(huà)出y=sinx,y=cosx,y=tanx的圖象,了解三角函數(shù)的周期性.
4.理解正弦函數(shù)、余弦函數(shù)在[0,2π]上的性質(zhì)(如單調(diào)性、最大值和最小值、圖象與x軸的交點(diǎn)等),理解正切函數(shù)在(-,)上的單調(diào)性.
5.理解同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式:sin2x+cos2x=1,=tanx.
6.了解函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的物理意義,能畫(huà)出函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象,了解參數(shù)A,ω,φ對(duì)函數(shù)圖象變化的影響.
7.會(huì)用三角函數(shù)解決一些簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題,體會(huì)三角函數(shù)是描述周期變化現(xiàn)象的重要函數(shù)模型.
8.會(huì)用向量的數(shù)量積推導(dǎo)出兩角差的余弦公式,會(huì)用兩角差的余弦公式推導(dǎo)出兩角和的正弦、余弦、正切公式和二倍角的正弦、余弦、正切公式,了解它們的內(nèi)在聯(lián)系,能運(yùn)用上述公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的恒等變換(包括導(dǎo)出積化和差、和差化積、半角公式,但不要求記憶).
9.掌握正弦定理、余弦定理,并能解決一些簡(jiǎn)單的三角形度量問(wèn)題,能夠運(yùn)用正弦定理、余弦定理等知識(shí)和方法解決一些與測(cè)量和幾何計(jì)算有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題.本章重點(diǎn):1.角的推廣,三角函數(shù)的定義,誘導(dǎo)公式的運(yùn)用;2.三角函數(shù)的圖象與性質(zhì),y=Asin(ωx+)
(ω>0)的性質(zhì)、圖象及變換;3.用三角函數(shù)模型解決實(shí)際問(wèn)題;4.以和、差、倍角公式為依據(jù),提高推理、運(yùn)算能力;5.正、余弦定理及應(yīng)用.
本章難點(diǎn):1.任意角的三角函數(shù)的幾何表示,圖象變換與函數(shù)解析式變換的內(nèi)在聯(lián)系;2.靈活運(yùn)用三角公式化簡(jiǎn)、求值、證明;3.三角函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性的判斷,最值的求法;4.探索兩角差的余弦公式;5.把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)問(wèn)題.三角函數(shù)是基本初等函數(shù),是描述周期現(xiàn)象的重要數(shù)學(xué)模型.三角函數(shù)的概念、圖象和性質(zhì)是高考數(shù)學(xué)必考的基礎(chǔ)知識(shí)之一.在高考中主要考查對(duì)三角函數(shù)概念的理解;運(yùn)用函數(shù)公式進(jìn)行恒等變形、化簡(jiǎn)、求值、證明三角函數(shù)的圖象和性質(zhì)以及圖象變換、作圖、識(shí)圖等.解三角形的問(wèn)題往往與其他知識(shí)(如立體幾何、解析幾何、向量等)相聯(lián)系,考查考生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),體現(xiàn)以能力立意的高考命題原則.
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
5.1任意角的三角函數(shù)的概念
典例精析
題型一象限角與終邊相同的角
【例1】若α是第二象限角,試分別確定2α、的終邊所在的象限.
【解析】因?yàn)棣潦堑诙笙藿牵?br>
所以k360°+90°<α<k360°+180°(k∈Z).
因?yàn)?k360°+180°<2α<2k360°+360°(k∈Z),故2α是第三或第四象限角,或角的終邊在y軸的負(fù)半軸上.
因?yàn)閗180°+45°<α2<k180°+90°(k∈Z),
當(dāng)k=2n(n∈Z)時(shí),n360°+45°<α2<n360°+90°,
當(dāng)k=2n+1(n∈Z)時(shí),n360°+225°<α2<n360°+270°.
所以α2是第一或第三象限角.
【點(diǎn)撥】已知角α所在象限,應(yīng)熟練地確定α2所在象限.
如果用α1、α2、α3、α4分別表示第一、二、三、四象限角,則α12、α22、α32、α42分布如圖,即第一象限角的半角是第一或第三象限角(其余略),熟記右圖,解有關(guān)問(wèn)題就方便多了.
【變式訓(xùn)練1】若角2α的終邊在x軸上方,那么角α是()
A.第一象限角B.第一或第二象限角
C.第一或第三象限角D.第一或第四象限角
【解析】由題意2kπ<2α<2kπ+π,k∈Z,
得kπ<α<kπ+π2,k∈Z.
當(dāng)k是奇數(shù)時(shí),α是第三象限角.
當(dāng)k是偶數(shù)時(shí),α是第一象限角.故選C.
題型二弧長(zhǎng)公式,面積公式的應(yīng)用
【例2】已知一扇形的中心角是α,所在圓的半徑是R.
(1)若α=60°,R=10cm,求扇形的弧長(zhǎng)及該弧所在的弓形的面積;
(2)若扇形的周長(zhǎng)是一定值C(C>0),當(dāng)α為多少弧度時(shí),該扇形的面積有最大值?并求出這個(gè)最大值.
【解析】(1)設(shè)弧長(zhǎng)為l,弓形面積為S弓,
因?yàn)棣粒?0°=π3,R=10cm,所以l=10π3cm,
S弓=S扇-SΔ=12×10×10π3-12×102×sin60°=50(π3-32)cm2.
(2)因?yàn)镃=2R+l=2R+αR,所以R=C2+α,
S扇=12αR2=12α(C2+α)2=C22αα2+4α+4=C221α+4α+4≤C216,
當(dāng)且僅當(dāng)α=4α?xí)r,即α=2(α=-2舍去)時(shí),扇形的面積有最大值為C216.
【點(diǎn)撥】用弧長(zhǎng)公式l=|α|R與扇形面積公式S=12lR=12R2|α|時(shí),α的單位必須是弧度.
【變式訓(xùn)練2】已知一扇形的面積為定值S,當(dāng)圓心角α為多少弧度時(shí),該扇形的周長(zhǎng)C有最小值?并求出最小值.
【解析】因?yàn)镾=12Rl,所以Rl=2S,
所以周長(zhǎng)C=l+2R≥22Rl=24S=4S,
當(dāng)且僅當(dāng)l=2R時(shí),C=4S,
所以當(dāng)α=lR=2時(shí),周長(zhǎng)C有最小值4S.
題型三三角函數(shù)的定義,三角函數(shù)線的應(yīng)用
【例3】(1)已知角α的終邊與函數(shù)y=2x的圖象重合,求sinα;(2)求滿足sinx≤32的角x的集合.
【解析】(1)由交點(diǎn)為(-55,-255)或(55,255),
所以sinα=±255.
(2)①找終邊:在y軸正半軸上找出點(diǎn)(0,32),過(guò)該點(diǎn)作平行于x軸的平行線與單位圓分別交于P1、P2兩點(diǎn),連接OP1、OP2,則為角x的終邊,并寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的角.
②畫(huà)區(qū)域:畫(huà)出角x的終邊所在位置的陰影部分.
③寫(xiě)集合:所求角x的集合是{x|2kπ-4π3≤x≤2kπ+π3,k∈Z}.
【點(diǎn)撥】三角函數(shù)是用角α的終邊與單位圓交點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)定義的,因此,用定義求值,轉(zhuǎn)化為求交點(diǎn)的問(wèn)題.利用三角函數(shù)線證某些不等式或解某些三角不等式更簡(jiǎn)潔、直觀.
【變式訓(xùn)練3】函數(shù)y=lgsinx+cosx-12的定義域?yàn)?
【解析】
2kπ<x≤2kπ+π3,k∈Z.
所以函數(shù)的定義域?yàn)閧x|2kπ<x≤2kπ+π3,k∈Z}.
總結(jié)提高
1.確定一個(gè)角的象限位置,不僅要看角的三角函數(shù)值的符號(hào),還要考慮它的函數(shù)值的大小.
2.在同一個(gè)式子中所采用的量角制度必須相一致,防止出現(xiàn)諸如k360°+π3的錯(cuò)誤書(shū)寫(xiě).
3.三角函數(shù)線具有較好的幾何直觀性,是研究和理解三角函數(shù)的一把鑰匙.
5.2同角三角函數(shù)的關(guān)系、誘導(dǎo)公式
典例精析
題型一三角函數(shù)式的化簡(jiǎn)問(wèn)題
【點(diǎn)撥】運(yùn)用誘導(dǎo)公式的關(guān)鍵是符號(hào),前提是將α視為銳角后,再判斷所求角的象限.
【變式訓(xùn)練1】已知f(x)=1-x,θ∈(3π4,π),則f(sin2θ)+f(-sin2θ)=.
【解析】f(sin2θ)+f(-sin2θ)=1-sin2θ+1+sin2θ=(sinθ-cosθ)2+(sinθ+cosθ)2=|sinθ-cosθ|+|sinθ+cosθ|.
因?yàn)棣取?3π4,π),所以sinθ-cosθ>0,sinθ+cosθ<0.
所以|sinθ-cosθ|+|sinθ+cosθ|=sinθ-cosθ-sinθ-cosθ=-2cosθ.
題型二三角函數(shù)式的求值問(wèn)題
【例2】已知向量a=(sinθ,cosθ-2sinθ),b=(1,2).
(1)若a∥b,求tanθ的值;
(2)若|a|=|b|,0<θ<π,求θ的值.
【解析】(1)因?yàn)閍∥b,所以2sinθ=cosθ-2sinθ,
于是4sinθ=cosθ,故tanθ=14.
(2)由|a|=|b|知,sin2θ+(cosθ-2sinθ)2=5,
所以1-2sin2θ+4sin2θ=5.
從而-2sin2θ+2(1-cos2θ)=4,即sin2θ+cos2θ=-1,
于是sin(2θ+π4)=-22.
又由0<θ<π知,π4<2θ+π4<9π4,
所以2θ+π4=5π4或2θ+π4=7π4.
因此θ=π2或θ=3π4.
【變式訓(xùn)練2】已知tanα=12,則2sinαcosα+cos2α等于()
A.45B.85C.65D.2
【解析】原式=2sinαcosα+cos2αsin2α+cos2α=2tanα+11+tan2α=85.故選B.
題型三三角函數(shù)式的簡(jiǎn)單應(yīng)用問(wèn)題
【例3】已知-π2<x<0且sinx+cosx=15,求:
(1)sinx-cosx的值;
(2)sin3(π2-x)+cos3(π2+x)的值.
【解析】(1)由已知得2sinxcosx=-2425,且sinx<0<cosx,
所以sinx-cosx=-(sinx-cosx)2=-1-2sinxcosx=-1+2425=-75.
(2)sin3(π2-x)+cos3(π2+x)=cos3x-sin3x=(cosx-sinx)(cos2x+cosxsinx+sin2x)
=75×(1-1225)=91125.
【點(diǎn)撥】求形如sinx±cosx的值,一般先平方后利用基本關(guān)系式,再求sinx±cosx取值符號(hào).
【變式訓(xùn)練3】化簡(jiǎn)1-cos4α-sin4α1-cos6α-sin6α.
【解析】原式=1-[(cos2α+sin2α)2-2sin2αcos2α]1-[(cos2α+sin2α)(cos4α+sin4α-sin2αcos2α)]
=2sin2αcos2α1-[(cos2α+sin2α)2-3sin2αcos2α]=23.
總結(jié)提高
1.對(duì)于同角三角函數(shù)基本關(guān)系式中“同角”的含義,只要是“同一個(gè)角”,那么基本關(guān)系式就成立,如:sin2(-2α)+cos2(-2α)=1是恒成立的.
2.誘導(dǎo)公式的重要作用在于:它揭示了終邊在不同象限且具有一定對(duì)稱關(guān)系的角的三角函數(shù)間的內(nèi)在聯(lián)系,從而可化負(fù)為正,化復(fù)雜為簡(jiǎn)單.
5.3兩角和與差、二倍角的三角函數(shù)(www.277433.COM 正能量句子)
典例精析
題型一三角函數(shù)式的化簡(jiǎn)
【例1】化簡(jiǎn)(0<θ<π).
【解析】因?yàn)?<θ<π,所以0<θ2<π2,
所以原式=
==-cosθ.
【點(diǎn)撥】先從角度統(tǒng)一入手,將θ化成θ2,然后再觀察結(jié)構(gòu)特征,如此題中sin2θ2-cos2θ2=-cosθ.
【變式訓(xùn)練1】化簡(jiǎn)2cos4x-2cos2x+122tan(π4-x)sin2(π4+x).
【解析】原式=12(2cos2x-1)22tan(π4-x)cos2(π4-x)=cos22x4cos(π4-x)sin(π4-x)=cos22x2sin(π2-2x)=12cos2x.
題型二三角函數(shù)式的求值
【例2】已知sinx2-2cosx2=0.
(1)求tanx的值;
(2)求cos2x2cos(π4+x)sinx的值.
【解析】(1)由sinx2-2cosx2=0tanx2=2,所以tanx==2×21-22=-43.
(2)原式=cos2x-sin2x2(22cosx-22sinx)sinx
=(cosx-sinx)(cosx+sinx)(cosx-sinx)sinx=cosx+sinxsinx=1tanx+1=(-34)+1=14.
【變式訓(xùn)練2】2cos5°-sin25°sin65°=.
【解析】原式=2cos(30°-25°)-sin25°cos25°=3cos25°cos25°=3.
題型三已知三角函數(shù)值求解
【例3】已知tan(α-β)=12,tanβ=-17,且α,β∈(0,π),求2α-β的值.
【解析】因?yàn)閠an2(α-β)=2tan(α-β)1-tan2(α-β)=43,
所以tan(2α-β)=tan[2(α-β)+β]=tan2(α-β)+tanβ1-tan2(α-β)tanβ=1,
又tanα=tan[(α-β)+β]=tan(α-β)+tanβ1-tan(α-β)tanβ=13,
因?yàn)棣痢?0,π),所以0<α<π4,
又π2<β<π,所以-π<2α-β<0,所以2α-β=-3π4.
【點(diǎn)撥】由三角函數(shù)值求角時(shí),要注意角度范圍,有時(shí)要根據(jù)三角函數(shù)值的符號(hào)和大小將角的范圍適當(dāng)縮小.
【變式訓(xùn)練3】若α與β是兩銳角,且sin(α+β)=2sinα,則α與β的大小關(guān)系是()
A.α=βB.α<β
C.α>βD.以上都有可能
【解析】方法一:因?yàn)?sinα=sin(α+β)≤1,所以sinα≤12,又α是銳角,所以α≤30°.
又當(dāng)α=30°,β=60°時(shí)符合題意,故選B.
方法二:因?yàn)?sinα=sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ<sinα+sinβ,
所以sinα<sinβ.
又因?yàn)棣?、β是銳角,所以α<β,故選B.
總結(jié)提高
1.兩角和與差的三角函數(shù)公式以及倍角公式等是三角函數(shù)恒等變形的主要工具.
(1)它能夠解答三類基本題型:求值題,化簡(jiǎn)題,證明題;
(2)對(duì)公式會(huì)“正用”、“逆用”、“變形使用”;
(3)掌握角的演變規(guī)律,如“2α=(α+β)+(α-β)”等.
2.通過(guò)運(yùn)用公式,實(shí)現(xiàn)對(duì)函數(shù)式中角的形式、升冪、降冪、和與差、函數(shù)名稱的轉(zhuǎn)化,以達(dá)到求解的目的,在運(yùn)用公式時(shí),注意公式成立的條件.
5.4三角恒等變換
典例精析
題型一三角函數(shù)的求值
【例1】已知0<α<π4,0<β<π4,3sinβ=sin(2α+β),4tanα2=1-tan2α2,求α+β的值.
【解析】由4tanα2=1-tan2α2,得tanα==12.
由3sinβ=sin(2α+β)得3sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α],
所以3sin(α+β)cosα-3cos(α+β)sinα=sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα,
即2sin(α+β)cosα=4cos(α+β)sinα,所以tan(α+β)=2tanα=1.
又因?yàn)棣痢ⅵ隆?0,π4),所以α+β=π4.
【點(diǎn)撥】三角函數(shù)式的化簡(jiǎn)與求值的主要過(guò)程是三角變換,要善于抓住已知條件與目標(biāo)之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系,找到解題的突破口與方向.
【變式訓(xùn)練1】如果tan(α+β)=35,tan(β-π4)=14,那么tan(α+π4)等于()
A.1318B.1322C.723D.318
【解析】因?yàn)棣粒?=(α+β)-(β-π4),
所以tan(α+π4)=tan[(α+β)-(β-π4)]=tan(α+β)-tan(β-π4)1+tan(α+β)tan(β-π4)=723.
故選C.
題型二等式的證明
【例2】求證:sinβsinα=sin(2α+β)sinα-2cos(α+β).
【證明】證法一:
右邊=sin[(α+β)+α]-2cos(α+β)sinαsinα=sin(α+β)cosα-cos(α+β)sinαsinα
=sin[(α+β)-α]sinα=sinβsinα=左邊.
證法二:sin(2α+β)sinα-sinβsinα=sin(2α+β)-sinβsinα=2cos(α+β)sinαsinα=2cos(α+β),
所以sin(2α+β)sinα-2cos(α+β)=sinβsinα.
【點(diǎn)撥】證法一將2α+β寫(xiě)成(α+β)+α,使右端的角形式上一致,易于共同運(yùn)算;證法二把握結(jié)構(gòu)特征,用“變更問(wèn)題法”證明,簡(jiǎn)捷而新穎.
【變式訓(xùn)練2】已知5sinα=3sin(α-2β),求證:tan(α-β)+4tanβ=0.
【證明】因?yàn)?sinα=3sin(α-2β),所以5sin[(α-β)+β]=3sin[(α-β)-β],
所以5sin(α-β)cosβ+5cos(α-β)sinβ=3sin(α-β)cosβ-3cos(α-β)sinβ,
所以2sin(α-β)cosβ+8cos(α-β)sinβ=0.
即tan(α-β)+4tanβ=0.
題型三三角恒等變換的應(yīng)用
【例3】已知△ABC是非直角三角形.
(1)求證:tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC;
(2)若A>B且tanA=-2tanB,求證:tanC=sin2B3-cos2B;
(3)在(2)的條件下,求tanC的最大值.
【解析】(1)因?yàn)镃=π-(A+B),
所以tanC=-tan(A+B)=-(tanA+tanB)1-tanAtanB,
所以tanC-tanAtanBtanC=-tanA-tanB,
即tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC.
(2)由(1)知tanC=-(tanA+tanB)1-tanAtanB=tanB1+2tan2B=sinBcosBcos2B+2sin2B=
=sin2B2(2-1+cos2B2)=sin2B3-cos2B.
(3)由(2)知tanC=tanB1+2tan2B=12tanB+1tanB≤122=24,
當(dāng)且僅當(dāng)2tanB=1tanB,即tanB=22時(shí),等號(hào)成立.
所以tanC的最大值為24.
【點(diǎn)撥】熟練掌握三角變換公式并靈活地運(yùn)用來(lái)解決與三角形有關(guān)的問(wèn)題,要有較明確的目標(biāo)意識(shí).
【變式訓(xùn)練3】在△ABC中,tanB+tanC+3tanBtanC=3,3tanA+3tanB+1=tanAtanB,試判斷△ABC的形狀.
【解析】由已知得tanB+tanC=3(1-tanBtanC),
3(tanA+tanB)=-(1-tanAtanB),
即tanB+tanC1-tanBtanC=3,tanA+tanB1-tanAtanB=-33.
所以tan(B+C)=3,tan(A+B)=-33.
因?yàn)?<B+C<π,0<A+B<π,所以B+C=π3,A+B=5π6.
又A+B+C=π,故A=2π3,B=C=π6.
所以△ABC是頂角為2π3的等腰三角形.
總結(jié)提高
三角恒等式的證明,一般考慮三個(gè)“統(tǒng)一”:①統(tǒng)一角度,即化為同一個(gè)角的三角函數(shù);②統(tǒng)一名稱,即化為同一種三角函數(shù);③統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式.
5.5三角函數(shù)的圖象和性質(zhì)
典例精析
題型一三角函數(shù)的周期性與奇偶性
【例1】已知函數(shù)f(x)=2sinx4cosx4+3cosx2.
(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期;
(2)令g(x)=f(x+π3),判斷g(x)的奇偶性.
【解析】(1)f(x)=2sinx4cosx4+3cosx2=sinx2+3cosx2=2sin(x2+π3),
所以f(x)的最小正周期T=2π12=4π.
(2)g(x)=f(x+π3)=2sin[12(x+π3)+π3]=2sin(x2+π2)=2cosx2.
所以g(x)為偶函數(shù).
【點(diǎn)撥】解決三角函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)問(wèn)題,常常要化簡(jiǎn)三角函數(shù).
【變式訓(xùn)練1】函數(shù)y=sin2x+sinxcosx的最小正周期T等于()
A.2πB.πC.π2D.π3
【解析】y=1-cos2x2+12sin2x=22(22sin2x-22cos2x)+12
=22sin(2x-π4)+12,所以T=2π2=π.故選B.
題型二求函數(shù)的值域
【例2】求下列函數(shù)的值域:
(1)f(x)=sin2xsinx1-cosx;
(2)f(x)=2cos(π3+x)+2cosx.
【解析】(1)f(x)=2sinxcosxsinx1-cosx=2cosx(1-cos2x)1-cosx=2cos2x+2cosx
=2(cosx+12)2-12,
當(dāng)cosx=1時(shí),f(x)max=4,但cosx≠1,所以f(x)<4,
當(dāng)cosx=-12時(shí),f(x)min=-12,所以函數(shù)的值域?yàn)閇-12,4).
(2)f(x)=2(cosπ3cosx-sinπ3sinx)+2cosx
=3cosx-3sinx=23cos(x+π6),
所以函數(shù)的值域?yàn)閇-23,23].
【點(diǎn)撥】求函數(shù)的值域是一個(gè)難點(diǎn),分析函數(shù)式的特點(diǎn),具體問(wèn)題具體分析,是突破這一難點(diǎn)的關(guān)鍵.
【變式訓(xùn)練2】求y=sinx+cosx+sinxcosx的值域.
【解析】令t=sinx+cosx,則有t2=1+2sinxcosx,即sinxcosx=t2-12.
所以y=f(t)=t+t2-12=12(t+1)2-1.
又t=sinx+cosx=2sin(x+π4),所以-2≤t≤2.
故y=f(t)=12(t+1)2-1(-2≤t≤2),
從而f(-1)≤y≤f(2),即-1≤y≤2+12.
所以函數(shù)的值域?yàn)閇-1,2+12].
題型三三角函數(shù)的單調(diào)性
【例3】已知函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)(φ>0,|φ|<π)的部分圖象如圖所示.
(1)求ω,φ的值;
(2)設(shè)g(x)=f(x)f(x-π4),求函數(shù)g(x)的單調(diào)遞增區(qū)間.
【解析】(1)由圖可知,T=4(π2-π4)=π,ω=2πT=2.
又由f(π2)=1知,sin(π+φ)=1,又f(0)=-1,所以sinφ=-1.
因?yàn)閨φ|<π,所以φ=-π2.
(2)f(x)=sin(2x-π2)=-cos2x.
所以g(x)=(-cos2x)[-cos(2x-π2)]=cos2xsin2x=12sin4x.
所以當(dāng)2kπ-π2≤4x≤2kπ+π2,即kπ2-π8≤x≤kπ2+π8(k∈Z)時(shí)g(x)單調(diào)遞增.
故函數(shù)g(x)的單調(diào)增區(qū)間為[kπ2-π8,kπ2+π8](k∈Z).
【點(diǎn)撥】觀察圖象,獲得T的值,然后再確定φ的值,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想與方法.
【變式訓(xùn)練3】使函數(shù)y=sin(π6-2x)(x∈[0,π])為增函數(shù)的區(qū)間是()
A.[0,π3]B.[π12,7π12]
C.[π3,5π6]D.[5π6,π]
【解析】利用復(fù)合函數(shù)單調(diào)性“同增異減”的原則判定,選C.
總結(jié)提高
1.求三角函數(shù)的定義域和值域應(yīng)注意利用三角函數(shù)圖象.
2.三角函數(shù)的最值都是在給定區(qū)間上得到的,因而特別要注意題設(shè)中所給的區(qū)間.
3.求三角函數(shù)的最小正周期時(shí),要盡可能地化為三角函數(shù)的一般形式,要注意絕對(duì)值、定義域?qū)χ芷诘挠绊?
4.判斷三角函數(shù)的奇偶性,應(yīng)先判定函數(shù)定義域的對(duì)稱性.
5.6函數(shù)y=Asin(ωx+)的圖象和性質(zhì)
典例精析
題型一“五點(diǎn)法”作函數(shù)圖象
【例1】設(shè)函數(shù)f(x)=sinωx+3cosωx(ω>0)的周期為π.
(1)求它的振幅、初相;
(2)用五點(diǎn)法作出它在長(zhǎng)度為一個(gè)周期的閉區(qū)間上的圖象;
(3)說(shuō)明函數(shù)f(x)的圖象可由y=sinx的圖象經(jīng)過(guò)怎樣的變換得到.
【解析】(1)f(x)=sinωx+3cosωx=2(12sinωx+32cosωx)=2sin(ωx+π3),
又因?yàn)門(mén)=π,所以2πω=π,即ω=2,所以f(x)=2sin(2x+π3),
所以函數(shù)f(x)=sinωx+3cosωx(ω>0)的振幅為2,初相為π3.
(2)列出下表,并描點(diǎn)畫(huà)出圖象如圖所示.
(3)把y=sinx圖象上的所有點(diǎn)向左平移π3個(gè)單位,得到y(tǒng)=sin(x+π3)的圖象,再把
y=sin(x+π3)的圖象上的所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的12(縱坐標(biāo)不變),得到y(tǒng)=sin(2x+π3)的圖象,然后把y=sin(2x+π3)的圖象上的所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的2倍(橫坐標(biāo)不變),即可得到y(tǒng)=2sin(2x+π3)的圖象.
【點(diǎn)撥】用“五點(diǎn)法”作圖,先將原函數(shù)化為y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)形式,再令ωx+φ=0,π2,π,3π2,2π求出相應(yīng)的x值及相應(yīng)的y值,就可以得到函數(shù)圖象上一個(gè)周期內(nèi)的五個(gè)點(diǎn),用平滑的曲線連接五個(gè)點(diǎn),再向兩端延伸即可得到函數(shù)在整個(gè)定義域上的圖象.
【變式訓(xùn)練1】函數(shù)
的圖象如圖所示,則()
A.k=12,ω=12,φ=π6
B.k=12,ω=12,φ=π3
C.k=12,ω=2,φ=π6
D.k=-2,ω=12,φ=π3
【解析】本題的函數(shù)是一個(gè)分段函數(shù),其中一個(gè)是一次函數(shù),其圖象是一條直線,由圖象可判斷該直線的斜率k=12.另一個(gè)函數(shù)是三角函數(shù),三角函數(shù)解析式中的參數(shù)ω由三角函數(shù)的周期決定,由圖象可知函數(shù)的周期為T(mén)=4×(8π3-5π3)=4π,故ω=12.將點(diǎn)(5π3,0)代入解析式y(tǒng)=2sin(12x+φ),得12×5π3+φ=kπ,k∈Z,所以φ=kπ-5π6,k∈Z.結(jié)合各選項(xiàng)可知,選項(xiàng)A正確.
題型二三角函數(shù)的單調(diào)性與值域
【例2】已知函數(shù)f(x)=sin2ωx+3sinωxsin(ωx+π2)+2cos2ωx,x∈R(ω>0)在y軸右側(cè)的第一個(gè)最高點(diǎn)的橫坐標(biāo)為π6.
(1)求ω的值;
(2)若將函數(shù)f(x)的圖象向右平移π6個(gè)單位后,再將得到的圖象上各點(diǎn)橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的4倍,縱坐標(biāo)不變,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,求函數(shù)g(x)的最大值及單調(diào)遞減區(qū)間.
【解析】(1)f(x)=32sin2ωx+12cos2ωx+32=sin(2ωx+π6)+32.
令2ωx+π6=π2,將x=π6代入可得ω=1.
(2)由(1)得f(x)=sin(2x+π6)+32,經(jīng)過(guò)題設(shè)的變化得到函數(shù)g(x)=sin(12x-π6)+32,
當(dāng)x=4kπ+43π,k∈Z時(shí),函數(shù)g(x)取得最大值52.
令2kπ+π2≤12x-π6≤2kπ+32π,
即[4kπ+4π3,4kπ+103π](k∈Z)為函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間.
【點(diǎn)撥】本題考查三角函數(shù)恒等變換公式的應(yīng)用、三角函數(shù)圖象性質(zhì)及變換.
【變式訓(xùn)練2】若將函數(shù)y=2sin(3x+φ)的圖象向右平移π4個(gè)單位后得到的圖象關(guān)于點(diǎn)(π3,0)對(duì)稱,則|φ|的最小值是()
A.π4B.π3C.π2D.3π4
【解析】將函數(shù)y=2sin(3x+φ)的圖象向右平移π4個(gè)單位后得到y(tǒng)=2sin[3(x-π4)+φ]=2sin(3x-3π4+φ)的圖象.
因?yàn)樵摵瘮?shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)(π3,0)對(duì)稱,所以2sin(3×π3-3π4+φ)=2sin(π4+φ)=0,
故有π4+φ=kπ(k∈Z),解得φ=kπ-π4(k∈Z).
當(dāng)k=0時(shí),|φ|取得最小值π4,故選A.
題型三三角函數(shù)的綜合應(yīng)用
【例3】已知函數(shù)y=f(x)=Asin2(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π2)的最大值為2,其圖象相鄰兩對(duì)稱軸間的距離為2,并過(guò)點(diǎn)(1,2).
(1)求φ的值;
(2)求f(1)+f(2)+…+f(2008).
【解析】(1)y=Asin2(ωx+φ)=A2-A2cos(2ωx+2φ),
因?yàn)閥=f(x)的最大值為2,又A>0,
所以A2+A2=2,所以A=2,
又因?yàn)槠鋱D象相鄰兩對(duì)稱軸間的距離為2,ω>0,
所以12×2π2ω=2,所以ω=π4.
所以f(x)=22-22cos(π2x+2φ)=1-cos(π2x+2φ),
因?yàn)閥=f(x)過(guò)點(diǎn)(1,2),所以cos(π2+2φ)=-1.
所以π2+2φ=2kπ+π(k∈Z),
解得φ=kπ+π4(k∈Z),
又因?yàn)?<φ<π2,所以φ=π4.
(2)方法一:因?yàn)棣眨溅?,
所以y=1-cos(π2x+π2)=1+sinπ2x,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=2+1+0+1=4,
又因?yàn)閥=f(x)的周期為4,2008=4×502.
所以f(1)+f(2)+…+f(2008)=4×502=2008.
方法二:因?yàn)閒(x)=2sin2(π4x+φ),
所以f(1)+f(3)=2sin2(π4+φ)+2sin2(3π4+φ)=2,
f(2)+f(4)=2sin2(π2+φ)+2sin2(π+φ)=2,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=4,
又因?yàn)閥=f(x)的周期為4,2008=4×502.
所以f(1)+f(2)+…+f(2008)=4×502=2008.
【點(diǎn)撥】函數(shù)y=Acos(ωx+φ)的對(duì)稱軸由ωx+φ=kπ,可得x=kπ-φω,兩相鄰對(duì)稱軸間的距離為周期的一半,解決該類問(wèn)題可畫(huà)出相應(yīng)的三角函數(shù)的圖象,借助數(shù)形結(jié)合的思想解決.
【變式訓(xùn)練3】已知函數(shù)f(x)=Acos2ωx+2(A>0,ω>0)的最大值為6,其相鄰兩條對(duì)稱軸間的距離為4,則f(2)+f(4)+f(6)+…+f(20)=.
【解析】f(x)=Acos2ωx+2=A×1+cos2ωx2+2=Acos2ωx2+A2+2,則由題意知A+2=6,2π2ω=8,所以A=4,ω=π8,所以f(x)=2cosπ4x+4,所以f(2)=4,f(4)=2,f(6)=4,f(8)=6,f(10)=4,…觀察周期性規(guī)律可知f(2)+f(4)+…+f(20)=2×(4+2+4+6)+4+2=38.
總結(jié)提高
1.用“五點(diǎn)法”作y=Asin(ωx+φ)的圖象,關(guān)鍵是五個(gè)點(diǎn)的選取,一般令ωx+φ=0,π2,π,3π2,2π,即可得到作圖所需的五個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),同時(shí),若要求畫(huà)出給定區(qū)間上的函數(shù)圖象時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整ωx+φ的取值,以便列表時(shí)能使x在給定的區(qū)間內(nèi)取值.
2.在圖象變換時(shí),要注意相位變換與周期變換的先后順序改變后,圖象平移的長(zhǎng)度單位是不同的,這是因?yàn)樽儞Q總是對(duì)字母x本身而言的,無(wú)論沿x軸平移還是伸縮,變化的總是x.
3.在解決y=Asin(ωx+φ)的有關(guān)性質(zhì)時(shí),應(yīng)將ωx+φ視為一個(gè)整體x后再與基本函數(shù)
y=sinx的性質(zhì)對(duì)應(yīng)求解.
5.7正弦定理和余弦定理
典例精析
題型一利用正、余弦定理解三角形
【例1】在△ABC中,AB=2,BC=1,cosC=34.
(1)求sinA的值;(2)求的值.
【解析】(1)由cosC=34得sinC=74.
所以sinA=BCsinCAB=1×742=148.
(2)由(1)知,cosA=528.
所以cosB=-cos(A+C)=-cosAcosC+sinAsinC
=-15232+7232=-24.
所以=(+)=+
=-1+1×2×cosB=-1-12=-32.
【點(diǎn)撥】在解三角形時(shí),要注意靈活應(yīng)用三角函數(shù)公式及正弦定理、余弦定理等有關(guān)知識(shí).
【變式訓(xùn)練1】在△ABC中,已知a、b、c為它的三邊,且三角形的面積為a2+b2-c24,則∠C=.
【解析】S=a2+b2-c24=12absinC.
所以sinC=a2+b2-c22ab=cosC.所以tanC=1,
又∠C∈(0,π),所以∠C=π4.
題型二利用正、余弦定理解三角形中的三角函數(shù)問(wèn)題
【例2】設(shè)△ABC是銳角三角形,a、b、c分別是內(nèi)角A、B、C所對(duì)的邊長(zhǎng),并且sin2A=sin(π3+B)sin(π3-B)+sin2B.
(1)求角A的值;
(2)若=12,a=27,求b,c(其中b<c).
【解析】(1)因?yàn)閟in2A=(32cosB+12sinB)(32cosB-12sinB)+sin2B=34cos2B-14sin2B+sin2B=34,所以sinA=±32.又A為銳角,所以A=π3.
(2)由=12可得cbcosA=12.①
由(1)知A=π3,所以cb=24.②
由余弦定理知a2=c2+b2-2cbcosA,將a=27及①代入得c2+b2=52.③
③+②×2,得(c+b)2=100,所以c+b=10.
因此,c,b是一元二次方程t2-10t+24=0的兩個(gè)根.
又b<c,所以b=4,c=6.
【點(diǎn)撥】本小題考查兩角和與差的正弦公式,同角三角函數(shù)的基本關(guān)系,特殊角的三角函數(shù)值,向量的數(shù)量積,利用余弦定理解三角形等有關(guān)知識(shí),考查綜合運(yùn)算求解能力.
【變式訓(xùn)練2】在△ABC中,a、b、c分別是A、B、C的對(duì)邊,且滿足(2a-c)cosB=
bcosC.
(1)求角B的大??;
(2)若b=7,a+c=4,求△ABC的面積.
【解析】(1)在△ABC中,由正弦定理得
a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC,
代入(2a-c)cosB=bcosC,
整理得2sinAcosB=sinBcosC+sinCcosB,
即2sinAcosB=sin(B+C)=sinA,
在△ABC中,sinA>0,2cosB=1,
因?yàn)椤螧是三角形的內(nèi)角,所以B=60°.
(2)在△ABC中,由余弦定理得b2=a2+c2-2accosB
=(a+c)2-2ac-2accosB,
將b=7,a+c=4代入整理,得ac=3.
故S△ABC=12acsinB=32sin60°=334.
題型三正、余弦定理在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用
【例3】(2010陜西)如圖所示,A,B是海面上位于東西方向相距5(3+3)海里的兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn).現(xiàn)位于A點(diǎn)北偏東45°,B點(diǎn)北偏西60°的D點(diǎn)有一艘輪船發(fā)出求救信號(hào),位于B點(diǎn)南偏西60°且與B點(diǎn)相距203海里的C點(diǎn)的救援船立即前往營(yíng)救,其航行速度為30海里/小時(shí),則該救援船到達(dá)D點(diǎn)需要多長(zhǎng)時(shí)間?
【解析】由題意知AB=5(3+3)(海里),∠DBA=90°-60°=30°,∠DAB=90°-45°=45°,所以∠ADB=180°-(45°+30°)=105°.
在△DAB中,由正弦定理得DBsin∠DAB=ABsin∠ADB,
所以DB==
==53(3+1)3+12=103(海里).
又∠DBC=∠DBA+∠ABC=30°+(90°-60°)=60°,BC=203海里,
在△DBC中,由余弦定理得
CD2=BD2+BC2-2BDBCcos∠DBC=300+1200-2×103×203×12=900,
所以CD=30(海里),則需要的時(shí)間t=3030=1(小時(shí)).
所以,救援船到達(dá)D點(diǎn)需要1小時(shí).
【點(diǎn)撥】應(yīng)用解三角形知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的基本步驟是:
(1)根據(jù)題意,抽象地構(gòu)造出三角形;
(2)確定實(shí)際問(wèn)題所涉及的數(shù)據(jù)以及要求解的結(jié)論與所構(gòu)造的三角形的邊與角的對(duì)應(yīng)關(guān)系;
(3)選用正弦定理或余弦定理或者二者相結(jié)合求解;
(4)給出結(jié)論.
【變式訓(xùn)練3】如圖,一船在海上由西向東航行,在A處測(cè)得某島M的方位角為北偏東α角,前進(jìn)mkm后在B處測(cè)得該島的方位角為北偏東β角,已知該島周圍nkm范圍內(nèi)(包括邊界)有暗礁,現(xiàn)該船繼續(xù)東行,當(dāng)α與β滿足條件時(shí),該船沒(méi)有觸礁危險(xiǎn).
【解析】由題可知,在△ABM中,根據(jù)正弦定理得BMsin(90°-α)=msin(α-β),解得BM=mcosαsin(α-β),要使船沒(méi)有觸礁危險(xiǎn)需要BMsin(90°-β)=mcosαcosβsin(α-β)>n.所以α與β的關(guān)系滿足mcosαcosβ>nsin(α-β)時(shí),船沒(méi)有觸礁危險(xiǎn).
總結(jié)提高
1.正弦定理、余弦定理體現(xiàn)了三角形中角與邊存在的一種內(nèi)在聯(lián)系,如證明兩內(nèi)角A>B與sinA>sinB是一種等價(jià)關(guān)系.
2.在判斷三角形的形狀時(shí),一般將已知條件中的邊角關(guān)系轉(zhuǎn)化,統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為邊的關(guān)系或統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為角的關(guān)系,再用恒等變形(如因式分解、配方)求解,注意等式兩邊的公因式不要隨意約掉,否則會(huì)漏解.
3.用正弦定理求角的大小一定要根據(jù)題中所給的條件判斷角的范圍,以免增解或漏解.
5.8三角函數(shù)的綜合應(yīng)用
典例精析
題型一利用三角函數(shù)的性質(zhì)解應(yīng)用題
【例1】如圖,ABCD是一塊邊長(zhǎng)為100m的正方形地皮,其中AST是一半徑為90m的扇形小山,其余部分都是平地.一開(kāi)發(fā)商想在平地上建一個(gè)矩形停車場(chǎng),使矩形的一個(gè)頂點(diǎn)P在上,相鄰兩邊CQ、CR分別落在正方形的邊BC、CD上,求矩形停車場(chǎng)PQCR面積的最大值和最小值.
【解析】如圖,連接AP,過(guò)P作PM⊥AB于M.
設(shè)∠PAM=α,0≤α≤π2,
則PM=90sinα,AM=90cosα,
所以PQ=100-90cosα,PR=100-90sinα,
于是S四邊形PQCR=PQPR
=(100-90cosα)(100-90sinα)
=8100sinαcosα-9000(sinα+cosα)+10000.
設(shè)t=sinα+cosα,則1≤t≤2,sinαcosα=t2-12.
S四邊形PQCR=8100t2-12-9000t+10000
=4050(t-109)2+950(1≤t≤2).
當(dāng)t=2時(shí),(S四邊形PQCR)max=14050-90002m2;
當(dāng)t=109時(shí),(S四邊形PQCR)min=950m2.
【點(diǎn)撥】同時(shí)含有sinθcosθ,sinθ±cosθ的函數(shù)求最值時(shí),可設(shè)sinθ±cosθ=t,把sinθcosθ用t表示,從而把問(wèn)題轉(zhuǎn)化成關(guān)于t的二次函數(shù)的最值問(wèn)題.注意t的取值范圍.
【變式訓(xùn)練1】若0<x<π2,則4x與sin3x的大小關(guān)系是()
A.4x>sin3xB.4x<sin3x
C.4x≥sin3xD.與x的值有關(guān)
【解析】令f(x)=4x-sin3x,則f′(x)=4-3cos3x.因?yàn)閒′(x)=4-3cos3x>0,所以f(x)為增函數(shù).又0<x<π2,所以f(x)>f(0)=0,即得4x-sin3x>0.所以4x>sin3x.故選A.
題型二函數(shù)y=Asin(ωx+φ)模型的應(yīng)用
【例2】已知某海濱浴場(chǎng)的海浪高度y(米)是時(shí)間t(0≤t≤24,單位:小時(shí))的函數(shù),記作y=f(t).下表是某日各時(shí)的浪花高度數(shù)據(jù).
經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè),y=f(t)的曲線可近似地看成是函數(shù)y=Acosωt+b.
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),求出函數(shù)y=Acosωt+b的最小正周期T、振幅A及函數(shù)表達(dá)式;
(2)依據(jù)規(guī)定,當(dāng)海浪高度高于1米時(shí)才對(duì)沖浪愛(ài)好者開(kāi)放.請(qǐng)依據(jù)(1)的結(jié)論,判斷一天內(nèi)的上午8:00至晚上20:00之間,有多少時(shí)間可供沖浪者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)?
【解析】(1)由表中數(shù)據(jù)知,周期T=12,所以ω=2πT=2π12=π6.
由t=0,y=1.5,得A+b=1.5,由t=3,y=1.0,得b=1.0,
所以A=0.5,b=1,所以振幅為12.所以y=12cosπ6t+1.
(2)由題知,當(dāng)y>1時(shí)才可對(duì)沖浪者開(kāi)放,
所以12cosπ6t+1>1,所以cosπ6t>0,
所以2kπ-π2<π6t<2kπ+π2,即12k-3<t<12k+3.①
因?yàn)?≤t≤24,故可令①中k分別為0,1,2,得0≤t<3或9<t<15或21<t≤24.
故在規(guī)定時(shí)間上午8:00至晚上20:00之間,有6個(gè)小時(shí)時(shí)間可供沖浪者運(yùn)動(dòng),即上午9:00至下午15:00.
【點(diǎn)撥】用y=Asin(ωx+φ)模型解實(shí)際問(wèn)題,關(guān)鍵在于根據(jù)題目所給數(shù)據(jù)準(zhǔn)確求出函數(shù)解析式.
【變式訓(xùn)練2】如圖,一個(gè)半徑為10m的水輪按逆時(shí)針?lè)较蛎糠昼娹D(zhuǎn)4圈,記水輪上的點(diǎn)P到水面的距離為dm(P在水面下則d為負(fù)數(shù)),則d(m)與時(shí)間t(s)之間滿足關(guān)系式:d=Asin(ωt+φ)+k(A>0,ω>0,-π2<φ<π2),且當(dāng)點(diǎn)P從水面上浮現(xiàn)時(shí)開(kāi)始計(jì)算時(shí)間,有以下四個(gè)結(jié)論:①A=10;②ω=2π15;③φ=π6;④k=5.其中正確結(jié)論的序號(hào)是.
【解析】①②④.
題型三正、余弦定理的應(yīng)用
【例3】為了測(cè)量?jī)缮巾擬、N間的距離,飛機(jī)沿水平方向在A、B兩點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,A、B、M、N在同一個(gè)鉛垂平面內(nèi)(如圖所示),飛機(jī)能測(cè)量的數(shù)據(jù)有俯角和A、B之間的距離,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案,包括:(1)指出需測(cè)量的數(shù)據(jù)(用字母表示,并在圖中標(biāo)示);(2)用文字和公式寫(xiě)出計(jì)算M、N間距離的步驟.
【解析】(1)如圖所示:①測(cè)AB間的距離a;②測(cè)俯角∠MAB=φ,∠NAB=θ,∠MBA=β,∠NBA=γ.(2)在△ABM中,∠AMB=π-φ-β,由正弦定理得
BM=ABsinφsin∠AMB=asinφsin(φ+β),
同理在△BAN中,BN=ABsinθsin∠ANB=asinθsin(θ+γ),
所以在△BMN中,由余弦定理得
MN=
=a2sin2φsin2(φ+β)+a2sin2θsin2(θ+γ)-2a2sinθsinφcos(γ-β)sin(φ+β)sin(θ+γ).
【變式訓(xùn)練3】一船向正北方向勻速行駛,看見(jiàn)正西方向兩座相距10海里的燈塔恰好與該船在同一直線上,繼續(xù)航行半小時(shí)后,看見(jiàn)其中一座燈塔在南偏西60°方向上,另一燈塔在南偏西75°方向上,則該船的速度是海里/小時(shí).
【解析】本題考查實(shí)際模型中的解三角形問(wèn)題.依題意作出簡(jiǎn)圖,易知AB=10,∠OCB=60°,∠OCA=75°.我們只需計(jì)算出OC的長(zhǎng),即可得出船速.在直角三角形OCA和OCB中,顯然有OBOC=tan∠OCB=tan60°且OAOC=tan∠OCA=tan75°,
因此易得AB=OA-OB=OC(tan75°-tan60°),即有
OC=ABtan75°-tan60°=10tan75°-tan60°
=10tan(30°+45°)-tan60°
=10tan30°+tan45°1-tan30°tan45°-tan60°=1013+11-13-3=5.
由此可得船的速度為5海里÷0.5小時(shí)=10海里/小時(shí).
總結(jié)提高
1.解三角形的應(yīng)用題時(shí)應(yīng)注意:
(1)生活中的常用名詞,如仰角,俯角,方位角,坡比等;
(2)將所有已知條件化入同一個(gè)三角形中求解;
(3)方程思想在解題中的運(yùn)用.
2.解三角函數(shù)的綜合題時(shí)應(yīng)注意:
(1)與已知基本函數(shù)對(duì)應(yīng)求解,即將ωx+φ視為一個(gè)整體X;
(2)將已知三角函數(shù)化為同一個(gè)角的一種三角函數(shù),如y=Asin(ωx+φ)+B或y=asin2x+bsinx+c;
(3)換元方法在解題中的運(yùn)用.
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2012屆高三理科數(shù)學(xué)數(shù)列總復(fù)習(xí)
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠聽(tīng)懂教師所講的內(nèi)容,幫助教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。那么怎么才能寫(xiě)出優(yōu)秀的教案呢?下面是小編為大家整理的“2012屆高三理科數(shù)學(xué)數(shù)列總復(fù)習(xí)”,相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。
第六章數(shù)列
高考導(dǎo)航
考試要求重難點(diǎn)擊命題展望
1.數(shù)列的概念和簡(jiǎn)單表示法?
(1)了解數(shù)列的概念和幾種簡(jiǎn)單的表示方法(列表、圖象、通項(xiàng)公式);?(2)了解數(shù)列是自變量為正整數(shù)的一類函數(shù).?
2.等差數(shù)列、等比數(shù)列?
(1)理解等差數(shù)列、等比數(shù)列的概念;?
(2)掌握等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式;?
(3)能在具體問(wèn)題情境中識(shí)別數(shù)列的等差關(guān)系或等比關(guān)系,并能用有關(guān)知識(shí)解決相應(yīng)的問(wèn)題;?
(4)了解等差數(shù)列與一次函數(shù)、等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系.本章重點(diǎn):1.等差數(shù)列、等比數(shù)列的定義、通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式及有關(guān)性質(zhì);
2.注重提煉一些重要的思想和方法,如:觀察法、累加法、累乘法、待定系數(shù)法、倒序相加求和法、錯(cuò)位相減求和法、裂項(xiàng)相消求和法、分組求和法、函數(shù)與方程思想、數(shù)學(xué)模型思想以及離散與連續(xù)的關(guān)系.?
本章難點(diǎn):1.數(shù)列概念的理解;2.等差等比數(shù)列性質(zhì)的運(yùn)用;3.數(shù)列通項(xiàng)與求和方法的運(yùn)用.仍然會(huì)以客觀題考查等差數(shù)列與等比數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式及性質(zhì),在解答題中,會(huì)保持以前的風(fēng)格,注重?cái)?shù)列與其他分支的綜合能力的考查,在高考中,數(shù)列常考常新,其主要原因是它作為一個(gè)特殊函數(shù),使它可以與函數(shù)、不等式、解析幾何、三角函數(shù)等綜合起來(lái),命出開(kāi)放性、探索性強(qiáng)的問(wèn)題,更體現(xiàn)了知識(shí)交叉命題原則得以貫徹;又因?yàn)閿?shù)列與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系,使數(shù)列應(yīng)用題也倍受歡迎.
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
6.1數(shù)列的概念與簡(jiǎn)單表示法
典例精析
題型一歸納、猜想法求數(shù)列通項(xiàng)
【例1】根據(jù)下列數(shù)列的前幾項(xiàng),分別寫(xiě)出它們的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1)7,77,777,7777,…
(2)23,-415,635,-863,…
(3)1,3,3,5,5,7,7,9,9,…
【解析】(1)將數(shù)列變形為79(10-1),79(102-1),79(103-1),…,79(10n-1),
故an=79(10n-1).
(2)分開(kāi)觀察,正負(fù)號(hào)由(-1)n+1確定,分子是偶數(shù)2n,分母是1×3,3×5,5×7,…,(2n-1)(2n+1),故數(shù)列的通項(xiàng)公式可寫(xiě)成an=(-1)n+1.
(3)將已知數(shù)列變?yōu)?+0,2+1,3+0,4+1,5+0,6+1,7+0,8+1,9+0,….
故數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=n+.
【點(diǎn)撥】聯(lián)想與轉(zhuǎn)換是由已知認(rèn)識(shí)未知的兩種有效的思維方法,觀察歸納是由特殊到一般的有效手段,本例的求解關(guān)鍵是通過(guò)分析、比較、聯(lián)想、歸納、轉(zhuǎn)換獲得項(xiàng)與項(xiàng)序數(shù)的一般規(guī)律,從而求得通項(xiàng).
【變式訓(xùn)練1】如下表定義函數(shù)f(x):
x12345
f(x)54312
對(duì)于數(shù)列{an},a1=4,an=f(an-1),n=2,3,4,…,則a2008的值是()
A.1B.2C.3D.4
【解析】a1=4,a2=1,a3=5,a4=2,a5=4,…,可得an+4=an.
所以a2008=a4=2,故選B.
題型二應(yīng)用an=求數(shù)列通項(xiàng)
【例2】已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn,分別求其通項(xiàng)公式:
(1)Sn=3n-2;
(2)Sn=18(an+2)2(an>0).
【解析】(1)當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=31-2=1,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(3n-2)-(3n-1-2)=2×3n-1,
又a1=1不適合上式,
故an=
(2)當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=18(a1+2)2,解得a1=2,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=18(an+2)2-18(an-1+2)2,
所以(an-2)2-(an-1+2)2=0,所以(an+an-1)(an-an-1-4)=0,
又an>0,所以an-an-1=4,
可知{an}為等差數(shù)列,公差為4,
所以an=a1+(n-1)d=2+(n-1)4=4n-2,
a1=2也適合上式,故an=4n-2.
【點(diǎn)撥】本例的關(guān)鍵是應(yīng)用an=求數(shù)列的通項(xiàng),特別要注意驗(yàn)證a1的值是否滿足“n≥2”的一般性通項(xiàng)公式.
【變式訓(xùn)練2】已知a1=1,an=n(an+1-an)(n∈N*),則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是()
A.2n-1B.(n+1n)n-1C.n2D.n
【解析】由an=n(an+1-an)an+1an=n+1n.
所以an=anan-1×an-1an-2×…×a2a1=nn-1×n-1n-2×…×32×21=n,故選D.
題型三利用遞推關(guān)系求數(shù)列的通項(xiàng)
【例3】已知在數(shù)列{an}中a1=1,求滿足下列條件的數(shù)列的通項(xiàng)公式:
(1)an+1=an1+2an;(2)an+1=2an+2n+1.
【解析】(1)因?yàn)閷?duì)于一切n∈N*,an≠0,
因此由an+1=an1+2an得1an+1=1an+2,即1an+1-1an=2.
所以{1an}是等差數(shù)列,1an=1a1+(n-1)2=2n-1,即an=12n-1.
(2)根據(jù)已知條件得an+12n+1=an2n+1,即an+12n+1-an2n=1.
所以數(shù)列{an2n}是等差數(shù)列,an2n=12+(n-1)=2n-12,即an=(2n-1)2n-1.
【點(diǎn)撥】通項(xiàng)公式及遞推關(guān)系是給出數(shù)列的常用方法,尤其是后者,可以通過(guò)進(jìn)一步的計(jì)算,將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化,構(gòu)造新數(shù)列求通項(xiàng),進(jìn)而可以求得所求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
【變式訓(xùn)練3】設(shè){an}是首項(xiàng)為1的正項(xiàng)數(shù)列,且(n+1)a2n+1-na2n+an+1an=0(n=1,2,3,…),求an.
【解析】因?yàn)閿?shù)列{an}是首項(xiàng)為1的正項(xiàng)數(shù)列,
所以anan+1≠0,所以(n+1)an+1an-nanan+1+1=0,
令an+1an=t,所以(n+1)t2+t-n=0,
所以[(n+1)t-n](t+1)=0,
得t=nn+1或t=-1(舍去),即an+1an=nn+1.
所以a2a1a3a2a4a3a5a4…anan-1=12233445…n-1n,所以an=1n.
總結(jié)提高
1.給出數(shù)列的前幾項(xiàng)求通項(xiàng)時(shí),常用特征分析法與化歸法,所求通項(xiàng)不唯一.
2.由Sn求an時(shí),要分n=1和n≥2兩種情況.
3.給出Sn與an的遞推關(guān)系,要求an,常用思路是:一是利用Sn-Sn-1=an(n≥2)轉(zhuǎn)化為an的遞推關(guān)系,再求其通項(xiàng)公式;二是轉(zhuǎn)化為Sn的遞推關(guān)系,先求出Sn與n之間的關(guān)系,再求an.
6.2等差數(shù)列
典例精析
題型一等差數(shù)列的判定與基本運(yùn)算
【例1】已知數(shù)列{an}前n項(xiàng)和Sn=n2-9n.
(1)求證:{an}為等差數(shù)列;(2)記數(shù)列{|an|}的前n項(xiàng)和為T(mén)n,求Tn的表達(dá)式.
【解析】(1)證明:n=1時(shí),a1=S1=-8,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=n2-9n-[(n-1)2-9(n-1)]=2n-10,
當(dāng)n=1時(shí),也適合該式,所以an=2n-10(n∈N*).
當(dāng)n≥2時(shí),an-an-1=2,所以{an}為等差數(shù)列.
(2)因?yàn)閚≤5時(shí),an≤0,n≥6時(shí),an>0.
所以當(dāng)n≤5時(shí),Tn=-Sn=9n-n2,
當(dāng)n≥6時(shí),Tn=a1+a2+…+a5+a6+…+an
=-a1-a2-…-a5+a6+a7+…+an
=Sn-2S5=n2-9n-2×(-20)=n2-9n+40,
所以,
【點(diǎn)撥】根據(jù)定義法判斷數(shù)列為等差數(shù)列,靈活運(yùn)用求和公式.
【變式訓(xùn)練1】已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S21=42,若記bn=,則數(shù)列{bn}()
A.是等差數(shù)列,但不是等比數(shù)列B.是等比數(shù)列,但不是等差數(shù)列
C.既是等差數(shù)列,又是等比數(shù)列D.既不是等差數(shù)列,又不是等比數(shù)列
【解析】本題考查了兩類常見(jiàn)數(shù)列,特別是等差數(shù)列的性質(zhì).根據(jù)條件找出等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)與公差之間的關(guān)系從而確定數(shù)列{bn}的通項(xiàng)是解決問(wèn)題的突破口.{an}是等差數(shù)列,則S21=21a1+21×202d=42.
所以a1+10d=2,即a11=2.所以bn==22-(2a11)=20=1,即數(shù)列{bn}是非0常數(shù)列,既是等差數(shù)列又是等比數(shù)列.答案為C.
題型二公式的應(yīng)用
【例2】設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0.
(1)求公差d的取值范圍;
(2)指出S1,S2,…,S12中哪一個(gè)值最大,并說(shuō)明理由.
【解析】(1)依題意,有
S12=12a1+12×(12-1)d2>0,S13=13a1+13×(13-1)d2<0,
即
由a3=12,得a1=12-2d.③
將③分別代入①②式,得
所以-247<d<-3.
(2)方法一:由d<0可知a1>a2>a3>…>a12>a13,
因此,若在1≤n≤12中存在自然數(shù)n,使得an>0,an+1<0,
則Sn就是S1,S2,…,S12中的最大值.
由于S12=6(a6+a7)>0,S13=13a7<0,
即a6+a7>0,a7<0,因此a6>0,a7<0,
故在S1,S2,…,S12中,S6的值最大.
方法二:由d<0可知a1>a2>a3>…>a12>a13,
因此,若在1≤n≤12中存在自然數(shù)n,使得an>0,an+1<0,
則Sn就是S1,S2,…,S12中的最大值.
故在S1,S2,…,S12中,S6的值最大.
【變式訓(xùn)練2】在等差數(shù)列{an}中,公差d>0,a2008,a2009是方程x2-3x-5=0的兩個(gè)根,Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的和,那么滿足條件Sn<0的最大自然數(shù)n=.
【解析】由題意知又因?yàn)楣頳>0,所以a2008<0,a2009>0.當(dāng)
n=4015時(shí),S4015=a1+a40152×4015=a2008×4015<0;當(dāng)n=4016時(shí),S4016=a1+a40162×4016=a2008+a20092×4016>0.所以滿足條件Sn<0的最大自然數(shù)n=4015.
題型三性質(zhì)的應(yīng)用
【例3】某地區(qū)2010年9月份曾發(fā)生流感,據(jù)統(tǒng)計(jì),9月1日該地區(qū)流感病毒的新感染者有40人,此后,每天的新感染者人數(shù)比前一天增加40人;但從9月11日起,該地區(qū)醫(yī)療部門(mén)采取措施,使該種病毒的傳播得到控制,每天的新感染者人數(shù)比前一天減少10人.
(1)分別求出該地區(qū)在9月10日和9月11日這兩天的流感病毒的新感染者人數(shù);
(2)該地區(qū)9月份(共30天)該病毒新感染者共有多少人?
【解析】(1)由題意知,該地區(qū)9月份前10天流感病毒的新感染者的人數(shù)構(gòu)成一個(gè)首項(xiàng)為40,公差為40的等差數(shù)列.
所以9月10日的新感染者人數(shù)為40+(10-1)×40=400(人).
所以9月11日的新感染者人數(shù)為400-10=390(人).
(2)9月份前10天的新感染者人數(shù)和為S10=10(40+400)2=2200(人),
9月份后20天流感病毒的新感染者的人數(shù),構(gòu)成一個(gè)首項(xiàng)為390,公差為-10的等差數(shù)列.
所以后20天新感染者的人數(shù)和為T(mén)20=20×390+20(20-1)2×(-10)=5900(人).
所以該地區(qū)9月份流感病毒的新感染者共有2200+5900=8100(人).
【變式訓(xùn)練3】設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S4≥10,S5≤15,則a4的最大值為
.
【解析】因?yàn)榈炔顢?shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S4≥10,S5≤15,
所以5+3d2≤a4≤3+d,即5+3d≤6+2d,所以d≤1,
所以a4≤3+d≤3+1=4,故a4的最大值為4.
總結(jié)提高
1.在熟練應(yīng)用基本公式的同時(shí),還要會(huì)用變通的公式,如在等差數(shù)列中,am=an+(m-n)d.
2.在五個(gè)量a1、d、n、an、Sn中,知其中的三個(gè)量可求出其余兩個(gè)量,要求選用公式要恰當(dāng),即善于減少運(yùn)算量,達(dá)到快速、準(zhǔn)確的目的.
3.已知三個(gè)或四個(gè)數(shù)成等差數(shù)列這類問(wèn)題,要善于設(shè)元,目的仍在于減少運(yùn)算量,如三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列時(shí),除了設(shè)a,a+d,a+2d外,還可設(shè)a-d,a,a+d;四個(gè)數(shù)成等差數(shù)列時(shí),可設(shè)為a-3m,a-m,a+m,a+3m.
4.在求解數(shù)列問(wèn)題時(shí),要注意函數(shù)思想、方程思想、消元及整體消元的方法的應(yīng)用.
6.3等比數(shù)列
典例精析
題型一等比數(shù)列的基本運(yùn)算與判定
【例1】數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和記為Sn,已知a1=1,an+1=n+2nSn(n=1,2,3,…).求證:
(1)數(shù)列{Snn}是等比數(shù)列;(2)Sn+1=4an.
【解析】(1)因?yàn)閍n+1=Sn+1-Sn,an+1=n+2nSn,
所以(n+2)Sn=n(Sn+1-Sn).
整理得nSn+1=2(n+1)Sn,所以Sn+1n+1=2Snn,
故{Snn}是以2為公比的等比數(shù)列.
(2)由(1)知Sn+1n+1=4Sn-1n-1=4ann+1(n≥2),
于是Sn+1=4(n+1)Sn-1n-1=4an(n≥2).
又a2=3S1=3,故S2=a1+a2=4.
因此對(duì)于任意正整數(shù)n≥1,都有Sn+1=4an.
【點(diǎn)撥】①運(yùn)用等比數(shù)列的基本公式,將已知條件轉(zhuǎn)化為關(guān)于等比數(shù)列的特征量a1、q的方程是求解等比數(shù)列問(wèn)題的常用方法之一,同時(shí)應(yīng)注意在使用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式時(shí),應(yīng)充分討論公比q是否等于1;②應(yīng)用定義判斷數(shù)列是否是等比數(shù)列是最直接,最有依據(jù)的方法,也是通法,若判斷一個(gè)數(shù)列是等比數(shù)列可用an+1an=q(常數(shù))恒成立,也可用a2n+1=anan+2恒成立,若判定一個(gè)數(shù)列不是等比數(shù)列則只需舉出反例即可,也可以用反證法.
【變式訓(xùn)練1】等比數(shù)列{an}中,a1=317,q=-12.記f(n)=a1a2…an,則當(dāng)f(n)最大時(shí),n的值為()
A.7B.8C.9D.10
【解析】an=317×(-12)n-1,易知a9=317×1256>1,a10<0,0<a11<1.又a1a2…a9>0,故f(9)=a1a2…a9的值最大,此時(shí)n=9.故選C.
題型二性質(zhì)運(yùn)用
【例2】在等比數(shù)列{an}中,a1+a6=33,a3a4=32,an>an+1(n∈N*).
(1)求an;
(2)若Tn=lga1+lga2+…+lgan,求Tn.
【解析】(1)由等比數(shù)列的性質(zhì)可知a1a6=a3a4=32,
又a1+a6=33,a1>a6,解得a1=32,a6=1,
所以a6a1=132,即q5=132,所以q=12,
所以an=32(12)n-1=26-n.
(2)由等比數(shù)列的性質(zhì)可知,{lgan}是等差數(shù)列,
因?yàn)閘gan=lg26-n=(6-n)lg2,lga1=5lg2,
所以Tn=(lga1+lgan)n2=n(11-n)2lg2.
【點(diǎn)撥】歷年高考對(duì)性質(zhì)考查較多,主要是利用“等積性”,題目“小而巧”且背景不斷更新,要熟練掌握.
【變式訓(xùn)練2】在等差數(shù)列{an}中,若a15=0,則有等式a1+a2+…+an=a1+a2+…+a29-n(n<29,n∈N*)成立,類比上述性質(zhì),相應(yīng)地在等比數(shù)列{bn}中,若b19=1,能得到什么等式?
【解析】由題設(shè)可知,如果am=0,在等差數(shù)列中有
a1+a2+…+an=a1+a2+…+a2m-1-n(n<2m-1,n∈N*)成立,
我們知道,如果m+n=p+q,則am+an=ap+aq,
而對(duì)于等比數(shù)列{bn},則有若m+n=p+q,則aman=apaq,
所以可以得出結(jié)論:
若bm=1,則有b1b2…bn=b1b2…b2m-1-n(n<2m-1,n∈N*)成立.
在本題中則有b1b2…bn=b1b2…b37-n(n<37,n∈N*).
題型三綜合運(yùn)用
【例3】設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,其中an≠0,a1為常數(shù),且-a1,Sn,an+1成等差數(shù)列.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=1-Sn,問(wèn)是否存在a1,使數(shù)列{bn}為等比數(shù)列?若存在,則求出a1的值;若不存在,說(shuō)明理由.
【解析】(1)由題意可得2Sn=an+1-a1.
所以當(dāng)n≥2時(shí),有
兩式相減得an+1=3an(n≥2).
又a2=2S1+a1=3a1,an≠0,
所以{an}是以首項(xiàng)為a1,公比為q=3的等比數(shù)列.
所以an=a13n-1.
(2)因?yàn)镾n=a1(1-qn)1-q=-12a1+12a13n,所以bn=1-Sn=1+12a1-12a13n.
要使{bn}為等比數(shù)列,當(dāng)且僅當(dāng)1+12a1=0,即a1=-2,此時(shí)bn=3n.
所以{bn}是首項(xiàng)為3,公比為q=3的等比數(shù)列.
所以{bn}能為等比數(shù)列,此時(shí)a1=-2.
【變式訓(xùn)練3】已知命題:若{an}為等差數(shù)列,且am=a,an=b(m<n,m、n∈N*),則am+n=bn-amn-m.現(xiàn)在已知數(shù)列{bn}(bn>0,n∈N*)為等比數(shù)列,且bm=a,bn=b(m<n,m,n∈N*),類比上述結(jié)論得bm+n=.
【解析】n-mbnam.
總結(jié)提高
1.方程思想,即等比數(shù)列{an}中五個(gè)量a1,n,q,an,Sn,一般可“知三求二”,通過(guò)求和與通項(xiàng)兩公式列方程組求解.
2.對(duì)于已知數(shù)列{an}遞推公式an與Sn的混合關(guān)系式,利用公式an=Sn-Sn-1(n≥2),再引入輔助數(shù)列,轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列問(wèn)題求解.
3.分類討論思想:當(dāng)a1>0,q>1或a1<0,0<q<1時(shí),等比數(shù)列{an}為遞增數(shù)列;當(dāng)a1>0,0<q<1或a1<0,q>1時(shí),{an}為遞減數(shù)列;q<0時(shí),{an}為擺動(dòng)數(shù)列;q=1時(shí),{an}為常數(shù)列.
6.4數(shù)列求和
典例精析
題型一錯(cuò)位相減法求和
【例1】求和:Sn=1a+2a2+3a3+…+nan.
【解析】(1)a=1時(shí),Sn=1+2+3+…+n=n(n+1)2.
(2)a≠1時(shí),因?yàn)閍≠0,
Sn=1a+2a2+3a3+…+nan,①
1aSn=1a2+2a3+…+n-1an+nan+1.②
由①-②得(1-1a)Sn=1a+1a2+…+1an-nan+1=1a(1-1an)1-1a-nan+1,
所以Sn=a(an-1)-n(a-1)an(a-1)2.
綜上所述,Sn=
【點(diǎn)撥】(1)若數(shù)列{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,則求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和時(shí),可采用錯(cuò)位相減法;
(2)當(dāng)?shù)缺葦?shù)列公比為字母時(shí),應(yīng)對(duì)字母是否為1進(jìn)行討論;
(3)當(dāng)將Sn與qSn相減合并同類項(xiàng)時(shí),注意錯(cuò)位及未合并項(xiàng)的正負(fù)號(hào).
【變式訓(xùn)練1】數(shù)列{2n-32n-3}的前n項(xiàng)和為()
A.4-2n-12n-1B.4+2n-72n-2C.8-2n+12n-3D.6-3n+22n-1
【解析】取n=1,2n-32n-3=-4.故選C.
題型二分組并項(xiàng)求和法
【例2】求和Sn=1+(1+12)+(1+12+14)+…+(1+12+14+…+12n-1).
【解析】和式中第k項(xiàng)為ak=1+12+14+…+12k-1=1-(12)k1-12=2(1-12k).
所以Sn=2[(1-12)+(1-122)+…+(1-12n)]
=-(12+122+…+12n)]
=2[n-12(1-12n)1-12]=2[n-(1-12n)]=2n-2+12n-1.
【變式訓(xùn)練2】數(shù)列1,1+2,1+2+22,1+2+22+23,…,1+2+22+…+2n-1,…的前n項(xiàng)和為()
A.2n-1B.n2n-n
C.2n+1-nD.2n+1-n-2
【解析】an=1+2+22+…+2n-1=2n-1,
Sn=(21-1)+(22-1)+…+(2n-1)=2n+1-n-2.故選D.
題型三裂項(xiàng)相消法求和
【例3】數(shù)列{an}滿足a1=8,a4=2,且an+2-2an+1+an=0(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=1n(14-an)(n∈N*),Tn=b1+b2+…+bn(n∈N*),若對(duì)任意非零自然數(shù)n,Tn>m32恒成立,求m的最大整數(shù)值.
【解析】(1)由an+2-2an+1+an=0,得an+2-an+1=an+1-an,
從而可知數(shù)列{an}為等差數(shù)列,設(shè)其公差為d,則d=a4-a14-1=-2,
所以an=8+(n-1)×(-2)=10-2n.
(2)bn=1n(14-an)=12n(n+2)=14(1n-1n+2),
所以Tn=b1+b2+…+bn=14[(11-13)+(12-14)+…+(1n-1n+2)]
=14(1+12-1n+1-1n+2)=38-14(n+1)-14(n+2)>m32,
上式對(duì)一切n∈N*恒成立.
所以m<12-8n+1-8n+2對(duì)一切n∈N*恒成立.
對(duì)n∈N*,(12-8n+1-8n+2)min=12-81+1-81+2=163,
所以m<163,故m的最大整數(shù)值為5.
【點(diǎn)撥】(1)若數(shù)列{an}的通項(xiàng)能轉(zhuǎn)化為f(n+1)-f(n)的形式,常采用裂項(xiàng)相消法求和.
(2)使用裂項(xiàng)相消法求和時(shí),要注意正負(fù)項(xiàng)相消時(shí),消去了哪些項(xiàng),保留了哪些項(xiàng).
【變式訓(xùn)練3】已知數(shù)列{an},{bn}的前n項(xiàng)和為An,Bn,記cn=anBn+bnAn-anbn(n∈N*),則數(shù)列{cn}的前10項(xiàng)和為()
A.A10+B10B.A10+B102C.A10B10D.A10B10
【解析】n=1,c1=A1B1;n≥2,cn=AnBn-An-1Bn-1,即可推出{cn}的前10項(xiàng)和為A10B10,故選C.
總結(jié)提高
1.常用的基本求和法均對(duì)應(yīng)數(shù)列通項(xiàng)的特殊結(jié)構(gòu)特征,分析數(shù)列通項(xiàng)公式的特征聯(lián)想相應(yīng)的求和方法既是根本,也是關(guān)鍵.
2.數(shù)列求和實(shí)質(zhì)就是求數(shù)列{Sn}的通項(xiàng)公式,它幾乎涵蓋了數(shù)列中所有的思想策略、方法和技巧,對(duì)學(xué)生的知識(shí)和思維有很高的要求,應(yīng)充分重視并系統(tǒng)訓(xùn)練.
6.5數(shù)列的綜合應(yīng)用
典例精析
題型一函數(shù)與數(shù)列的綜合問(wèn)題
【例1】已知f(x)=logax(a>0且a≠1),設(shè)f(a1),f(a2),…,f(an)(n∈N*)是首項(xiàng)為4,公差為2的等差數(shù)列.
(1)設(shè)a是常數(shù),求證:{an}成等比數(shù)列;
(2)若bn=anf(an),{bn}的前n項(xiàng)和是Sn,當(dāng)a=2時(shí),求Sn.
【解析】(1)f(an)=4+(n-1)×2=2n+2,即logaan=2n+2,所以an=a2n+2,
所以anan-1=a2n+2a2n=a2(n≥2)為定值,所以{an}為等比數(shù)列.
(2)bn=anf(an)=a2n+2logaa2n+2=(2n+2)a2n+2,
當(dāng)a=2時(shí),bn=(2n+2)(2)2n+2=(n+1)2n+2,
Sn=223+324+425+…+(n+1)2n+2,
2Sn=224+325+…+n2n+2+(n+1)2n+3,
兩式相減得
-Sn=223+24+25+…+2n+2-(n+1)2n+3=16+24(1-2n-1)1-2-(n+1)2n+3,
所以Sn=n2n+3.
【點(diǎn)撥】本例是數(shù)列與函數(shù)綜合的基本題型之一,特征是以函數(shù)為載體構(gòu)建數(shù)列的遞推關(guān)系,通過(guò)由函數(shù)的解析式獲知數(shù)列的通項(xiàng)公式,從而問(wèn)題得到求解.
【變式訓(xùn)練1】設(shè)函數(shù)f(x)=xm+ax的導(dǎo)函數(shù)f′(x)=2x+1,則數(shù)列{1f(n)}(n∈N*)的前n項(xiàng)和是()
A.nn+1B.n+2n+1C.nn+1D.n+1n
【解析】由f′(x)=mxm-1+a=2x+1得m=2,a=1.
所以f(x)=x2+x,則1f(n)=1n(n+1)=1n-1n+1.
所以Sn=1-12+12-13+13-14+…+1n-1n+1=1-1n+1=nn+1.故選C.
題型二數(shù)列模型實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題
【例2】某縣位于沙漠地帶,人與自然長(zhǎng)期進(jìn)行著頑強(qiáng)的斗爭(zhēng),到2009年底全縣的綠化率已達(dá)30%,從2010年開(kāi)始,每年將出現(xiàn)這樣的局面:原有沙漠面積的16%將被綠化,與此同時(shí),由于各種原因,原有綠化面積的4%又被沙化.
(1)設(shè)全縣面積為1,2009年底綠化面積為a1=310,經(jīng)過(guò)n年綠化面積為an+1,求證:an+1=45an+425;
(2)至少需要多少年(取整數(shù))的努力,才能使全縣的綠化率達(dá)到60%?
【解析】(1)證明:由已知可得an確定后,an+1可表示為an+1=an(1-4%)+(1-an)16%,
即an+1=80%an+16%=45an+425.
(2)由an+1=45an+425有,an+1-45=45(an-45),
又a1-45=-12≠0,所以an+1-45=-12(45)n,即an+1=45-12(45)n,
若an+1≥35,則有45-12(45)n≥35,即(45)n-1≤12,(n-1)lg45≤-lg2,
(n-1)(2lg2-lg5)≤-lg2,即(n-1)(3lg2-1)≤-lg2,
所以n≥1+lg21-3lg2>4,n∈N*,
所以n取最小整數(shù)為5,故至少需要經(jīng)過(guò)5年的努力,才能使全縣的綠化率達(dá)到60%.
【點(diǎn)撥】解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵是如何把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題,通過(guò)反復(fù)讀題,列出有關(guān)信息,轉(zhuǎn)化為數(shù)列的有關(guān)問(wèn)題.
【變式訓(xùn)練2】規(guī)定一機(jī)器狗每秒鐘只能前進(jìn)或后退一步,現(xiàn)程序設(shè)計(jì)師讓機(jī)器狗以“前進(jìn)3步,然后再后退2步”的規(guī)律進(jìn)行移動(dòng).如果將此機(jī)器狗放在數(shù)軸的原點(diǎn),面向正方向,以1步的距離為1單位長(zhǎng)移動(dòng),令P(n)表示第n秒時(shí)機(jī)器狗所在的位置坐標(biāo),且P(0)=0,則下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是()
A.P(2006)=402B.P(2007)=403
C.P(2008)=404D.P(2009)=405
【解析】考查數(shù)列的應(yīng)用.構(gòu)造數(shù)列{Pn},由題知P(0)=0,P(5)=1,P(10)=2,P(15)=3.所以P(2005)=401,P(2006)=401+1=402,P(2007)=401+1+1=403,P(2008)=401+
3=404,P(2009)=404-1=403.故D錯(cuò).
題型三數(shù)列中的探索性問(wèn)題
【例3】{an},{bn}為兩個(gè)數(shù)列,點(diǎn)M(1,2),An(2,an),Bn(n-1n,2n)為直角坐標(biāo)平面上的點(diǎn).
(1)對(duì)n∈N*,若點(diǎn)M,An,Bn在同一直線上,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若數(shù)列{bn}滿足log2Cn=a1b1+a2b2+…+anbna1+a2+…+an,其中{Cn}是第三項(xiàng)為8,公比為4的等比數(shù)列,求證:點(diǎn)列(1,b1),(2,b2),…,(n,bn)在同一直線上,并求此直線方程.
【解析】(1)由an-22-1=2n-2n-1n-1,得an=2n.
(2)由已知有Cn=22n-3,由log2Cn的表達(dá)式可知:
2(b1+2b2+…+nbn)=n(n+1)(2n-3),①
所以2[b1+2b2+…+(n-1)bn-1]=(n-1)n(2n-5).②
①-②得bn=3n-4,所以{bn}為等差數(shù)列.
故點(diǎn)列(1,b1),(2,b2),…,(n,bn)共線,直線方程為y=3x-4.
【變式訓(xùn)練3】已知等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1及公差d都是整數(shù),前n項(xiàng)和為Sn(n∈N*).若a1>1,a4>3,S3≤9,則通項(xiàng)公式an=.
【解析】本題考查二元一次不等式的整數(shù)解以及等差數(shù)列的通項(xiàng)公式.
由a1>1,a4>3,S3≤9得
令x=a1,y=d得
在平面直角坐標(biāo)系中畫(huà)出可行域如圖所示.符合要求的整數(shù)點(diǎn)只有(2,1),即a1=2,d=1.所以an=2+n-1=n+1.故答案填n+1.
總結(jié)提高
1.數(shù)列模型應(yīng)用問(wèn)題的求解策略
(1)認(rèn)真審題,準(zhǔn)確理解題意;
(2)依據(jù)問(wèn)題情境,構(gòu)造等差、等比數(shù)列,然后應(yīng)用通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式以及性質(zhì)求解,或通過(guò)探索、歸納構(gòu)造遞推數(shù)列求解;
(3)驗(yàn)證、反思結(jié)果與實(shí)際是否相符.
2.數(shù)列綜合問(wèn)題的求解策略
(1)數(shù)列與函數(shù)綜合問(wèn)題或應(yīng)用數(shù)學(xué)思想解決數(shù)列問(wèn)題,或以函數(shù)為載體構(gòu)造數(shù)列,應(yīng)用數(shù)列的知識(shí)求解;
(2)數(shù)列的幾何型綜合問(wèn)題,探究幾何性質(zhì)和規(guī)律特征建立數(shù)列的遞推關(guān)系式,然后求解問(wèn)題.
高三數(shù)學(xué)下冊(cè)《三角函數(shù)》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開(kāi)展,作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽(tīng)課,幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。寫(xiě)好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高三數(shù)學(xué)下冊(cè)《三角函數(shù)》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)》,僅供參考,歡迎大家閱讀。
高三數(shù)學(xué)下冊(cè)《三角函數(shù)》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)
三角函數(shù)線的定義:
設(shè)任意角α的頂點(diǎn)在原點(diǎn)O,始邊與x軸的正半軸重合,終邊與單位圓相交于點(diǎn)P(x,y),過(guò)P點(diǎn)作x軸的垂線,垂足為M,過(guò)點(diǎn)A(1,0)作單位圓的切線
設(shè)它與角α的終邊或其反向延長(zhǎng)線相交于點(diǎn)T,則有向線段MP、OM,AT分別叫做角α的正弦線,余弦線,正切線,即:sinα=MP,cosα=OM,tanα=AT
三角函數(shù)常考題型:
1.三角函數(shù)恒等變形的基本策略。
(1)常值代換:特別是用1的代換,如等。
(2)項(xiàng)的分拆與角的配湊,學(xué)習(xí)效率。
如分拆項(xiàng):
配湊角:=()-,=-等。
(3)降次與升次。即倍角公式降次與半角公式升次。
(4)化弦(切)法。將三角函數(shù)利用同角三角函數(shù)基本關(guān)系化成弦(切)。
(5)引入輔助角。asin+bcos=sin(+),這里輔助角所在象限由a、b的符號(hào)確定,角的值由tan=確定。
(6)萬(wàn)能代換法。巧用萬(wàn)能公式可將三角函數(shù)化成tan的有理式。
2.證明三角等式的思路和方法。
(1)思路:利用三角公式進(jìn)行化名,化角,改變運(yùn)算結(jié)構(gòu),使等式兩邊化為同一形式。
(2)證明方法:綜合法、分析法、比較法、代換法、相消法、數(shù)學(xué)歸納法。
3.證明三角不等式的方法:比較法、配方法、反證法、分析法,利用函數(shù)的單調(diào)性,利用正、余弦函數(shù)的有界性,利用單位圓三角函數(shù)線及判別法等。
4.解答三角高考題的策略。
(1)發(fā)現(xiàn)差異:觀察角、函數(shù)運(yùn)算間的差異,即進(jìn)行所謂的差異分析。
(2)尋找聯(lián)系:運(yùn)用相關(guān)公式,找出差異之間的內(nèi)在聯(lián)系。
(3)合理轉(zhuǎn)化:選擇恰當(dāng)?shù)墓?,促使差異的轉(zhuǎn)化。
三角函數(shù)公式:
銳角三角函數(shù)公式
sinα=∠α的對(duì)邊/斜邊
cosα=∠α的鄰邊/斜邊
tanα=∠α的對(duì)邊/∠α的鄰邊
cotα=∠α的鄰邊/∠α的對(duì)邊
倍角公式
Sin2A=2SinA?CosA
Cos2A=CosA^2-SinA^2=1-2SinA^2=2CosA^2-1
tan2A=(2tanA)/(1-tanA^2)
(注:SinA^2是sinA的平方sin2(A))
三倍角公式
sin3α=4sinα,學(xué)習(xí)方法?sin(π/3+α)sin(π/3-α)
cos3α=4cosα?cos(π/3+α)cos(π/3-α)
tan3a=tana?tan(π/3+a)?tan(π/3-a)
三倍角公式推導(dǎo)
sin3a
=sin(2a+a)
=sin2acosa+cos2asina
輔助角公式
Asinα+Bcosα=(A^2+B^2)^(1/2)sin(α+t),其中
sint=B/(A^2+B^2)^(1/2)
cost=A/(A^2+B^2)^(1/2)
tant=B/A
Asinα+Bcosα=(A^2+B^2)^(1/2)cos(α-t),tant=A/B
降冪公式
sin^2(α)=(1-cos(2α))/2=versin(2α)/2
cos^2(α)=(1+cos(2α))/2=covers(2α)/2
tan^2(α)=(1-cos(2α))/(1+cos(2α))
推導(dǎo)公式
tanα+cotα=2/sin2α
tanα-cotα=-2cot2α
1+cos2α=2cos^2α
1-cos2α=2sin^2α
1+sinα=(sinα/2+cosα/2)^2
=2sina(1-sin2a)+(1-2sin2a)sina
=3sina-4sin3a
cos3a
=cos(2a+a)
=cos2acosa-sin2asina
=(2cos2a-1)cosa-2(1-sin2a)cosa
=4cos3a-3cosa
sin3a=3sina-4sin3a
=4sina(3/4-sin2a)
=4sina[(√3/2)2-sin2a]
=4sina(sin260°-sin2a)
=4sina(sin60°+sina)(sin60°-sina)
=4sina*2sin[(60+a)/2]cos[(60°-a)/2]*2sin[(60°-a)/2]cos[(60°-a)/2]
=4sinasin(60°+a)sin(60°-a)
cos3a=4cos3a-3cosa
=4cosa(cos2a-3/4)
=4cosa[cos2a-(√3/2)2]
=4cosa(cos2a-cos230°)
=4cosa(cosa+cos30°)(cosa-cos30°)
=4cosa*2cos[(a+30°)/2]cos[(a-30°)/2]*{-2sin[(a+30°)/2]sin[(a-30°)/2]}
=-4cosasin(a+30°)sin(a-30°)
=-4cosasin[90°-(60°-a)]sin[-90°+(60°+a)]
=-4cosacos(60°-a)[-cos(60°+a)]
=4cosacos(60°-a)cos(60°+a)
上述兩式相比可得
tan3a=tanatan(60°-a)tan(60°+a)
三角函數(shù)記憶口訣:
三角函數(shù)是函數(shù),象限符號(hào)坐標(biāo)注。函數(shù)圖象單位圓,周期奇偶增減現(xiàn)。
同角關(guān)系很重要,化簡(jiǎn)證明都需要。正六邊形頂點(diǎn)處,從上到下弦切割;
中心記上數(shù)字1,連結(jié)頂點(diǎn)三角形;向下三角平方和,倒數(shù)關(guān)系是對(duì)角,
頂點(diǎn)任意一函數(shù),等于后面兩根除。誘導(dǎo)公式就是好,負(fù)化正后大化小,
變成銳角好查表,化簡(jiǎn)證明少不了。二的一半整數(shù)倍,奇數(shù)化余偶不變,
將其后者視銳角,符號(hào)原來(lái)函數(shù)判。兩角和的余弦值,化為單角好求值,
余弦積減正弦積,換角變形眾公式。和差化積須同名,互余角度變名稱。
計(jì)算證明角先行,注意結(jié)構(gòu)函數(shù)名,保持基本量不變,繁難向著簡(jiǎn)易變。
逆反原則作指導(dǎo),升冪降次和差積。條件等式的證明,方程思想指路明。
萬(wàn)能公式不一般,化為有理式居先。公式順用和逆用,變形運(yùn)用加巧用;
1加余弦想余弦,1減余弦想正弦,冪升一次角減半,升冪降次它為范;
三角函數(shù)反函數(shù),實(shí)質(zhì)就是求角度,先求三角函數(shù)值,再判角取值范圍;
利用直角三角形,形象直觀好換名,簡(jiǎn)單三角的方程,化為最簡(jiǎn)求解集。
2015屆高考數(shù)學(xué)(文科)一輪總復(fù)習(xí)三角函數(shù)、解三角形
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。教案的內(nèi)容要寫(xiě)些什么更好呢?下面是小編為大家整理的“2015屆高考數(shù)學(xué)(文科)一輪總復(fù)習(xí)三角函數(shù)、解三角形”,歡迎大家閱讀,希望對(duì)大家有所幫助。
第四篇三角函數(shù)、解三角形
第1講弧度制及任意角的三角函數(shù)
基礎(chǔ)鞏固題組
(建議用時(shí):40分鐘)
一、填空題
1.若sinα<0且tanα>0,則α是第________象限角.
解析∵sinα<0,則α的終邊落在第三、四象限或y軸的負(fù)半軸;又tanα>0,∴α在第一象限或第三象限,故α在第三象限.
答案三
2.若1弧度的圓心角所對(duì)的弦長(zhǎng)等于2,則這個(gè)圓心角所對(duì)的弧長(zhǎng)等于________.
解析設(shè)圓的半徑為r,由題意知rsin12=1,
∴r=1sin12,∴弧長(zhǎng)l=αr=1sin12.
答案1sin12
3.(2014蘇中聯(lián)考)若α角與8π5角終邊相同,則在[0,2π]內(nèi)終邊與α4角終邊相同的角是________.
解析由題意,得α=8π5+2kπ(k∈Z),α4=2π5+kπ2(k∈Z).又α4∈[0,2π],所以k=0,1,2,3,α4=2π5,9π10,7π5,19π10.
答案2π5,9π10,7π5,19π10
4.已知點(diǎn)Psin3π4,cos3π4落在角θ的終邊上,且θ∈[0,2π),則θ的值為_(kāi)_______.
解析由sin3π4>0,cos3π4<0知角θ是第四象限的角,
∵tanθ=cos3π4sin3π4=-1,θ∈[0,2π),∴θ=7π4.
答案7π4
5.有下列命題:
①終邊相同的角的同名三角函數(shù)的值相等;
②終邊不同的角的同名三角函數(shù)的值不等;
③若sinα>0,則α是第一、二象限的角;
④若α是第二象限的角,且P(x,y)是其終邊上一點(diǎn),則cosα=-xx2+y2.
其中正確的命題是________.
解析①正確,②不正確,
∵sinπ3=sin2π3,而π3與2π3角的終邊不相同.
③不正確.sinα>0,α的終邊也可能在y軸的正半軸上.
④不正確.在三角函數(shù)的定義中,cosα=xr=xx2+y2,不論角α在平面直角坐標(biāo)系的任何位置,結(jié)論都成立.
答案①
6.已知角θ的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),始邊為x軸的非負(fù)半軸,若P(4,y)是角θ終邊上一點(diǎn),且sinθ=-255,則y=______.
解析因?yàn)閟inθ=y(tǒng)42+y2=-255,所以y<0,且y2=64,所以y=-8.
答案-8
7.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,角α的終邊與單位圓交于點(diǎn)A,點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為45,則cosα=____.
解析因?yàn)锳點(diǎn)縱坐標(biāo)yA=45,且A點(diǎn)在第二象限,又因?yàn)閳AO為單位圓,所以A點(diǎn)橫坐標(biāo)xA=-35,由三角函數(shù)的定義可得cosα=-35.
答案-35
8.函數(shù)y=2cosx-1的定義域?yàn)開(kāi)_______.
解析∵2cosx-1≥0,∴cosx≥12.
由三角函數(shù)線畫(huà)出x滿足條件的終邊的范圍(如圖陰影所示).
∴x∈2kπ-π3,2kπ+π3(k∈Z).
答案2kπ-π3,2kπ+π3(k∈Z)
二、解答題
9.(1)寫(xiě)出與下列各角終邊相同的角的集合S,并把S中適合不等式-360°≤α720°的元素α寫(xiě)出來(lái):
①60°;②-21°.
(2)試寫(xiě)出終邊在直線y=-3x上的角的集合S,并把S中適合不等式-180°≤α180°的元素α寫(xiě)出來(lái).
解(1)①S={α|α=60°+k360°,k∈Z},其中適合不等式-360°≤α720°的元素α為-300°,60°,420°;
②S={α|α=-21°+k360°,k∈Z},其中適合不等式-360°≤α720°的元素α為-21°,339°,699°.
(2)終邊在y=-3x上的角的集合是S={α|α=k360°+120°,k∈Z}∪{α|α=k360°+300°,k∈Z}={α|α=k180°+120°,k∈Z},其中適合不等式-180°≤α180°的元素α為-60°,120°.
10.(1)已知扇形周長(zhǎng)為10,面積是4,求扇形的圓心角;
(2)一個(gè)扇形OAB的面積是1cm2,它的周長(zhǎng)是4cm,求圓心角的弧度數(shù)和弦長(zhǎng)AB.
解(1)設(shè)圓心角是θ,半徑是r,則
2r+rθ=10,12θr2=4,解得r=4,θ=12或r=1,θ=8(舍去).
∴扇形的圓心角為12.
(2)設(shè)圓的半徑為rcm,弧長(zhǎng)為lcm,
則12lr=1,l+2r=4,解得r=1,l=2.
∴圓心角α=lr=2.
如圖,過(guò)O作OH⊥AB于H,則∠AOH=1弧度.
∴AH=1sin1=sin1(cm),
∴AB=2sin1(cm).
能力提升題組
(建議用時(shí):25分鐘)
一、填空題
1.(2014杭州模擬)已知角α的終邊經(jīng)過(guò)點(diǎn)(3a-9,a+2),且cosα≤0,sinα>0,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
解析由cosα≤0,sinα>0可知,角α的終邊落在第二象限或y軸的正半軸上,所以有3a-9≤0,a+2>0,解得-2<a≤3.
答案(-2,3]
2.給出下列命題:
①第二象限角大于第一象限角;
②三角形的內(nèi)角是第一象限角或第二象限角;
③不論用角度制還是用弧度制度量一個(gè)角,它們與扇形所在半徑的大小無(wú)關(guān);
④若sinα=sinβ,則α與β的終邊相同;
⑤若cosθ0,則θ是第二或第三象限的角.
其中正確命題是________.
解析由于第一象限角370°不小于第二象限角100°,故①錯(cuò);當(dāng)三角形的內(nèi)角為90°時(shí),其既不是第一象限角,也不是第二象限角,故②錯(cuò);③正確;由于sinπ6=sin5π6,但π6與5π6的終邊不相同,故④錯(cuò);當(dāng)θ=π,cosθ=-10時(shí)既不是第二象限角,又不是第三象限角,故⑤錯(cuò).綜上可知只有③正確.
答案③
3.若角α的終邊落在直線x+y=0上,則sinα1-sin2α+1-cos2αcosα=________.
解析原式=sinα|cosα|+|sinα|cosα,由題意知角α的終邊在第二、四象限,sinα與cosα的符號(hào)相反,所以原式=0.
答案0
二、解答題
4.已知sinα<0,tanα>0.
(1)求α角的集合;
(2)求α2終邊所在的象限;
(3)試判斷tanα2sinα2cosα2的符號(hào).
解(1)由sinα<0,知α在第三、四象限或y軸的負(fù)半軸上;
由tanα>0,知α在第一、三象限,
故α角在第三象限,其集合為
α|2k+1π<α<2kπ+3π2,k∈Z.
(2)由(2k+1)π<α<2kπ+3π2,
得kπ+π2<α2<kπ+3π4,k∈Z,
故α2終邊在第二、四象限.
(3)當(dāng)α2在第二象限時(shí),tanα2<0,sinα2>0,cosα2<0,
所以tanα2sinα2cosα2取正號(hào);
當(dāng)α2在第四象限時(shí),tanα2<0,sinα2<0,cosα2>0,
所以tanα2sinα2cosα2也取正號(hào).
因此,tanα2sinα2cosα2取正號(hào).
2012屆高考數(shù)學(xué)備考復(fù)習(xí)三角函數(shù)、三角變換、解三角形、平面向量教案
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。寫(xiě)好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢?以下是小編為大家收集的“2012屆高考數(shù)學(xué)備考復(fù)習(xí)三角函數(shù)、三角變換、解三角形、平面向量教案”歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
專題二:三角函數(shù)、三角變換、解三角形、平面向量
階段質(zhì)量評(píng)估(二)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,總分60分)
1.已知向量均為單位向量,若它們的夾角是60°,則等于()
A.B.C.D.4
2.已知為第三象限角,則所在的象限是()
A.第一或第二象限B.第二或第三象限
C.第一或第三象限D(zhuǎn).第二或第四象限
3.函數(shù)的最小正周期T=()
(A)2π(B)π(C)(D)
4.()
A.B.C.D.
5.在中,,則()
(A)(B)(C)(D)
6.平行四邊形ABCD中,AC為一條對(duì)角線,若=(2,4),=(1,3),則等于()
A.6B.8C.-8D.-6
7.函數(shù)是()
A.最小正周期為的奇函數(shù)B.最小正周期為的偶函數(shù)
C.最小正周期為的奇函數(shù)D.最小正周期為的偶函數(shù)
8.設(shè)數(shù),則下列結(jié)論正確的是()
A.的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱
B.的圖象關(guān)于直線對(duì)稱
C.把的圖象向右平移個(gè)單位,得到一個(gè)奇函數(shù)的圖象
D.的最小正周期為上為增函數(shù)
9.已知中,的對(duì)邊分別為,,,則()
A.2B.4+C.4—D.
10.在直角中,是斜邊上的高,則下列等式不成立的是()
A.B.
C.D.
11.已知平面內(nèi)任一點(diǎn)O滿足則“”是“點(diǎn)P在直線AB上”的()
A.必要但不充分條件B.充分但不必要條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
12.將函數(shù)的圖象向左平移m個(gè)單位(m0),若所得圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)為偶函數(shù),則m的最小值是()
A.B.C.D.
二、填空題(本大題共4小題,每小題4分,總分16分)
13.設(shè)向量,若向量與向量共線,則實(shí)數(shù)=。
14.已知=2,則的值為.
15.在銳角中,則的值等于,
的取值范圍為.
16.在ABC中,已知,且,
則ABC的形狀是。
三、解答題(本大題共6小題,總分74分)
17.(本小題12分)已知函數(shù).
(Ⅰ)求函數(shù)的最大值;
(II)求函數(shù)的零點(diǎn)的集合。
18.(本小題12分)設(shè)函數(shù),,,
且以為最小正周期.
(1)求;
(2)求的解析式;
(3)已知,求的值.
19.(本小題滿分12分)在中,角,,所對(duì)的邊分別為,,,且,.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若,求的面積.
20.(本小題滿分12分)
已知A、B、C是△ABC三內(nèi)角,向量
(1)求角A的大小;
(2)若AB+AC=4,求△ABC外接圓面積的取值范圍。
21.(本小題滿分12分)已知函數(shù),且函數(shù)的圖象相鄰兩條對(duì)稱軸之間的距離為.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,求k的取值范圍.
22.(本小題滿分14分)向量滿足,.
(1)求關(guān)于k的解析式;
(2)請(qǐng)你分別探討⊥和∥的可能性,若不可能,請(qǐng)說(shuō)明理由,若可能,求出k的值;
(3)求與夾角的最大值.
參考答案
一、選擇題
1.【解析】選A
2.【解析】選D.
3.【解析】選B.
4.【解析】選C..
5.【解析】選A.
6.【解析】選B因?yàn)?(2,4),=(1,3),
所以
7.【解析】選A.因?yàn)闉槠婧瘮?shù),,所以選A.
8.【解析】選C.因?yàn)榈膱D像的對(duì)稱中心在X軸上,對(duì)稱軸對(duì)應(yīng)的函數(shù)值為最值,
又。所以A、B不正確;對(duì)于C:把的圖象向右平移個(gè)單位,則為奇函數(shù)。故C正確。
9.【解析】選A.
由可知,,所以,
由正弦定理得,故選A
10.答案:C
11.【解析】選C根據(jù)平面向量基本定理知:且
P在直線AB上.
12.【解析】選A.,
二、填空題
13.【解析】因?yàn)?,所以因向量與向量共
線,所以
答案:2
14.【解析】∵tan=2,∴;
所以==.
答案:
15.【解析】設(shè)由正弦定理得
由銳角得,
又,故,
所以
答案:2
16.答案:等邊三角形
三、解答題
17.解析:【命題立意】考查三角函數(shù)的基本公式和基本性質(zhì).
【思路點(diǎn)撥【首先化成f(x)=Asin(wx+φ)+d的形式,再考查三角函數(shù)的基本性質(zhì).
【規(guī)范解答】(1)因?yàn)閒(x)=
=2sin(2x+,
所以,當(dāng)2x+=2k,即x=k
(2)方法1由(1)及f(x)=0得sin(2x+,所以
2x+
故函數(shù)f(x)的零點(diǎn)的集合為{x|x=k.
方法2由f(x)=0得2
由sinx=0可知x=k
故函數(shù)f(x)的零點(diǎn)的集合為{x|x=k.
【方法技巧】1、一般首先利用三組公式把散形化成f(x)=Asin(wx+φ)+d的形式.一組是立方差公式、立方和公式、平方差公式、完全平方公式.二組是誘導(dǎo)公式和基本關(guān)系式.三組是倍角公式、半角公式和兩角和公式的逆運(yùn)算.2、考查基本性質(zhì),包括單調(diào)性、周期性、對(duì)稱性和函數(shù)值域等.
18.解析:【命題立意】本題考察三角函數(shù)的性質(zhì)以及三角變換.
【思路點(diǎn)撥】(2)由已知條件求出,從而求出的解析式;
(3)由
【規(guī)范解答】(1)
(2),,所以的解析式為:
(3)由得,即
,
【方法技巧】三角函數(shù)的性質(zhì)問(wèn)題,往往都要先化成的形式再求解.
19.解析:(Ⅰ)因?yàn)?,?br>
所以.
由已知得.
所以
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,所以且.
由正弦定理得.
又因?yàn)椋?br>
所以,.
所以.
20.解析:(1)
即
(2)由(1)得
當(dāng)且僅當(dāng)AB=AC=2時(shí)上式取“=”
又
………………10分
設(shè)△ABC外接圓半徑為R,
則
∴△ABC外接圓面積的取值范圍是
21.【解析】(Ⅰ).
據(jù)題意,,即,所以,即.
從而,故.
(Ⅱ)因?yàn)?,,則
當(dāng)時(shí),.
據(jù)題意,,所以,解得.
22.解析:(1)由已知有,
又∵,則可得
即.
(2)∵,故與不可能垂直.
若∥,又,則與同向,
故有.
即,又,故
∴當(dāng)時(shí),∥.
(3)設(shè),的夾角為,則
當(dāng),即時(shí),,
又,則的最大值為.
注:此處也可用均值不等式或?qū)?shù)等知識(shí)求解.