(浙江專用)2022高考數學二輪復習 專題一 平面向量、三角函數與解三角形學案

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1、(浙江專用)2022高考數學二輪復習 專題一 平面向量、三角函數與解三角形學案 小題考情分析 大題考情分析 ??键c 1.平面向量的數量積及應用(5年5考) 2.三角函數的圖象與性質及應用(5年5考) 3.利用正、余弦定理解三角形(5年3考)  浙江高考對此部分內容在解答題中的考查主要集中在三角恒等變換、解三角形、三角函數的性質.三角恒等變換一般不單獨考查,常結合正、余弦定理考查解三角形,結合三角函數的性質考查三角函數,近兩年三角函數的概念、性質和三角恒等變換是考查的熱點,試題難度中檔偏下. 偶考點 1.平面向量的線性運算 2.三角恒等變換與求值 考點(一) 平面向量

2、的線性運算 主要考查平面向量的加、減、數乘等線性運算以及向量共線定理的應用. [典例感悟] [典例] (1)已知向量a=(1,3),b=(-2,k),且(a+2b)∥(3a-b),則實數k=(  ) A.4          B.-5 C.6 D.-6 (2)(2018·浙江三模)已知向量e1=(1,2),e2=(3,4),且x,y∈R,xe1+ye2=(5,6),則x-y=(  ) A.3 B.-3 C.1 D.-1 (3)(2019屆高三 ·浙江名校聯(lián)考)若點P是△ABC的外心,且++λ=0,∠ACB=120°,則實數λ的值為(  ) A. B.

3、- C.-1 D.1 [解析] (1)a+2b=(-3,3+2k),3a-b=(5,9-k),由題意可得-3(9-k)=5(3+2k),解得k=-6.故選D. (2)∵向量e1=(1,2),e2=(3,4),且x,y∈R,xe1+ye2=(5,6),則(x+3y,2x+4y)=(5,6), ∴解得∴x-y=-3.故選B. (3)設AB的中點為D,則+=2.因為++λ=0,所以2+λ=0,所以向量,共線.又P是△ABC的外心,所以PA=PB,所以PD⊥AB,所以CD⊥AB.因為∠ACB=120°,所以∠APB=120°,所以四邊形APBC是菱形,從而+=2=,所以2+λ=+λ=0,

4、所以λ=-1,故選C. [答案] (1)D (2)B (3)C [方法技巧] 掌握平面向量線性運算的2種技巧 (1)對于平面向量的線性運算問題,要盡可能轉化到三角形或平行四邊形中,靈活運用三角形法則、平行四邊形法則,緊密結合圖形的幾何性質進行運算. (2)在證明兩向量平行時,若已知兩向量的坐標形式,常利用坐標運算來判斷;若兩向量不是以坐標形式呈現(xiàn)的,常利用共線向量定理(當b≠0時,a∥b?存在唯一實數λ,使得a=λb)來判斷. [演練沖關] 1.(2019屆高三·臺州檢測)已知e1,e2是平面內兩個不共線向量,=e1-ke2,=2e1-e2,=3e1-3e2,若A,B,D三點共線

5、,則k的值為(  ) A.2 B.-3 C.-2 D.3 解析:選A ∵=2e1-e2,=3e1-3e2, ∴=-=(3e1-3e2)-(2e1-e2)=e1-2e2. ∵A,B,D三點共線, ∴與共線, ∴存在唯一的實數λ,使得e1-ke2=λ(e1-2e2). 即解得k=2. 2.(2018·浙江模擬)如圖,在△ABC中,點D,E是線段BC上兩個動點,且+=x+y,則+的最小值為(  ) A. B.2 C. D. 解析:選D 設=m+n,=λ+μ, ∵B,D,E,C共線,∴m+n=1,λ+μ=1. ∵+=x+y,則x+y=2, ∴+=(x+

6、y)=≥=.則+的最小值為. 3.(2018·衢州期中)已知D為△ABC的邊AB的中點,M在DC上滿足5=+3,則△ABM與△ABC的面積比為(  ) A. B. C. D. 解析:選C 因為D是AB的中點,所以=2, 因為5=+3, 所以2-2=3-3,即2=3, 所以5=3+3=3,所以=, 設h1,h2分別是△ABM,△ABC的AB邊上的高, 所以=====. 考點(二) 平面向量的數量積及應用 主要考查數量積的運算、夾角,向量模的計算問題及平面向量中的最值問題. [典例感悟] [典例] (1)(2018·遂寧模擬)如圖,在△ABC中,

7、AD⊥AB,= ,||=1,則·的值為(  ) A.2          B. C. D. (2)向量a,b滿足|a|=4,b·(a-b)=0.若|λa-b|的最小值為2(λ∈R),則a·b=(  ) A.0 B.4 C.8 D.16 (3)(2018·杭州二模)記M的最大值和最小值分別為Mmax和Mmin.若平面向量a,b,c滿足|a|=|b|=a·b=c·(a+2b-2c)=2,則(  ) A.|a-c|max= B.|a+c|max= C.|a-c|min= D.|a+c|min= [解析] (1)∵在△ABC中,AD⊥AB, ∴·=0, ·=(

8、+)· =·+· =· = · =(-)· = ·- · =. (2)法一:由已知得a·b=b2,則|λa-b|==(λ∈R),當且僅當λ=時,|λa-b|有最小值2,所以162-2a·b+a·b=4,所以(a·b-8)2=0,故a·b=8.故選C. 法二:向量a,b滿足|a|=4,b·(a-b)=0,即a·b=b2.由題意知|λa-b|==≥2(λ∈R),即16λ2-2λa·b+a·b-4≥0對于λ∈R恒成立,所以對于方程16λ2-2λa·b+a·b-4=0,Δ=4(a·b)2-64(a·b-4)≤0,即(a·b-8)2≤0,所以(a·b-8)2=0,所以a·b=8.故選C.

9、 (3)由a·b=2×2cos〈a,b〉=2, 可得cos〈a,b〉=,sin〈a,b〉=, 設=a=(2,0),=b=(1,),=c=(x,y), 可得(x,y)·(4-2x,2-2y)=2, 即x(4-2x)+y(2-2y)=2, 可化為x2+y2-2x-y+1=0, 則C在以圓心P,半徑r=的圓上運動, 且|a-c|表示點A與點C的距離, 顯然最大值為|AP|+r= +=, 最小值為|AP|-r= -=. 設D(-2,0),則|a+c|=|+|=|-+|=||, 則|a+c|表示點D(-2,0)與點C的距離, 顯然最大值為|DP|+r= +=, 最小值為|DP

10、|-r=. [答案] (1)D (2)C (3)A [方法技巧] 在求解與向量的模有關的問題時,往往會涉及“平方”技巧,注意對結論(a±b)2=|a|2+|b|2±2a·b,(a+b+c)2=|a|2+|b|2+|c|2+2(a·b+b·c+a·c)的靈活運用.另外,向量作為工具性的知識,具備代數和幾何兩種特征,求解此類問題時可以使用數形結合的思想,從而加快解題速度. [演練沖關] 1.如圖,在四邊形ABCD中,AB=6,AD=2,=,AC與BD相交于點O,E是BD的中點,若·=8,則·=(  ) A.-9 B.- C.-10 D.- 解析:選D 由=,可得DC∥AB,

11、且DC=2,則△AOB∽△COD,===+,又E是BD的中點,所以=+,則·=·=++·=++·=8,則·=4,則·=·=--·=4-×36-×4=-. 2.(2018·溫州二模)已知向量a,b滿足|a|=1,且對任意實數x,y,|a-xb|的最小值為,|b-ya|的最小值為,則|a+b|=(  ) A. B. C.或 D.或 解析:選C 取a=(1,0),b=(c,d), 則|a-xb|= = ≥, ∴1-=, 又|b-ya|=≥,可得d2=3, 解得c2=1. ∴|a+b|===或. 3.(2019屆高三·湖州五校模擬)設a,b滿足|a|=1,|a+2b|=2

12、,則|2a-b|的取值范圍是________. 解析:設|2a-b|=t,則4a2-4a·b+b2=t2, ∵|a+2b|=2,則a2+4a·b+4b2=4, ∴5a2+5b2=t2+4, ∵|a|=1,∴t2=1+5b2, ∵|a+2b|=2,|a|=1, ∴由|a+2b|≤|a|+2|b|=1+2|b|,得|b|≥, 由|2b+a|≥2|b|-|a|=2|b|-1,得|b|≤, ∴≤b2≤, ∴t2=1+5b2∈, ∴≤t≤, ∴|2a-b|∈. 答案:

13、 (一) 主干知識要記牢 1.平面向量的兩個充要條件 若兩個非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),則 (1)a∥b?a=λb(b≠0)?x1y2-x2y1=0. (2)a⊥b?a·b=0?x1x2+y1y2=0. 2.平面向量的性質 (1)若a=(x,y),則|a|==. (2)若A(x1,y1),B(x2,y2),則||=. (3)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ為a與b的夾角,則cos θ== . (4)|a·b|≤|a|·|b|. (二) 二級結論要用好 1.三點共線的判定 (1)A,B,C三點共線?,共線. (2)向量

14、,,中三終點A,B,C共線?存在實數α,β使得=α+β,且α+β=1. [針對練1] 在?ABCD中,點E是AD邊的中點,BE與AC相交于點F,若=m+n (m,n∈R),則=________. 解析:如圖,∵=2,=m+n,∴=+=m+(2n+1), ∵F,E,B三點共線,∴m+2n+1=1,∴=-2. 答案:-2 2.中點坐標和三角形的重心坐標 (1)設P1,P2的坐標分別為(x1,y1),(x2,y2),則線段P1P2的中點P的坐標為. (2)三角形的重心坐標公式:設△ABC的三個頂點的坐標分別為A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),則△ABC的重心坐標為.

15、 3.三角形“四心”向量形式的充要條件 設O為△ABC所在平面上一點,角A,B,C所對的邊長分別為a,b,c,則 (1)O為△ABC的外心?||=||=||=. (2)O為△ABC的重心?++=0. (3)O為△ABC的垂心?·=·=·. (4)O為△ABC的內心?a+b+c=0. (三) 易錯易混要明了 1.要特別注意零向量帶來的問題:0的模是0,方向任意,并不是沒有方向;0與任意向量平行;λ0=0(λ∈R),而不是等于0;0與任意向量的數量積等于0,即0·a=0;但不說0與任意非零向量垂直. 2.當a·b=0時,不一定得到a⊥b,當a⊥b時,a·b=0;a·b=c·b,不

16、能得到a=c,即消去律不成立;(a·b)·c與a·(b·c)不一定相等,(a·b)·c與c平行,而a·(b·c)與a平行. 3.兩向量夾角的范圍為[0,π],向量的夾角為銳角與向量的數量積大于0不等價. [針對練2] 已知向量a=(-2,-1),b=(λ,1),若a與b的夾角為鈍角,則λ的取值范圍是________. 解析:依題意,當a與b的夾角為鈍角時,a·b=-2λ-1<0,解得λ>-.而當a與b共線時,有-2×1=-λ,解得λ=2,即當λ=2時,a=-b,a與b反向共線,此時a與b的夾角為π,不是鈍角,因此,當a與b的夾角為鈍角時,λ的取值范圍是∪(2,+∞). 答案:∪(2,+

17、∞) A組——10+7提速練 一、選擇題 1.已知平面向量a=(3,4),b=,若a∥b,則實數x為(  ) A.-          B. C. D.- 解析:選C ∵a∥b,∴3×=4x,解得x=,故選C. 2.(2019屆高三·杭州六校聯(lián)考)已知向量a和b的夾角為120°,且|a|=2,|b|=5,則(2a-b)·a=(  ) A.9 B.10 C.12 D.13 解析:選D ∵向量a和b的夾角為120°,

18、且|a|=2,|b|=5, ∴a·b=2×5×cos 120°=-5, ∴(2a-b)·a=2a2-a·b=2×4+5=13, 故選D. 3.(2018·全國卷Ⅰ)在△ABC中,AD為BC邊上的中線,E為AD的中點,則=(  ) A.- B.- C.+ D.+ 解析:選A 作出示意圖如圖所示.=+=+=×(+)+(-)=-.故選A. 4.設向量a=(-2,1),a+b=(m,-3),c=(3,1),若(a+b)⊥c,則cos〈a,b〉=(  ) A.- B. C. D.- 解析:選D 由(a+b)⊥c可得,m×3+(-3)×1=0,解得m=1.所以a+

19、b=(1,-3),故b=(a+b)-a=(3,-4). 所以cos〈a,b〉===-,故選D. 5.P是△ABC所在平面上一點,滿足|-|-|+-2|=0,則△ABC的形狀是(  ) A.等腰直角三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.等邊三角形 解析:選B ∵P是△ABC所在平面上一點,且|-|-|+-2|=0, ∴||-|(-)+(-)|=0, 即||=|+|, ∴|-|=|+|, 兩邊平方并化簡得·=0, ∴⊥,∴∠A=90°, 則△ABC是直角三角形. 6.(2018·浙江二模)如圖,設A,B是半徑為2的圓O上的兩個動點,點C為AO中點,則·的取值范

20、圍是(  ) A.[-1,3]        B.[1,3] C.[-3,-1] D.[-3,1] 解析:選A 建立平面直角坐標系如圖所示, 可得O(0,0),A(-2,0),C(-1,0),設B(2cos θ,2sin θ).θ∈[0,2π). 則·=(1,0)·(2cos θ+1,2sin θ)=2cos θ+1∈[-1,3]. 故選A. 7.(2019屆高三·浙江名校聯(lián)考)已知在△ABC中,AB=4,AC=2,AC⊥BC,D為AB的中點,點P滿足=+,則·(+)的最小值為(  ) A.-2 B.- C.- D.- 解析:選C 由=+知點P在直線CD上,以點

21、C為坐標原點,CB所在直線為x軸,CA所在直線為y軸建立如圖所示的平面直角坐標系,則C(0,0),A(0,2),B(2,0),D(,1),∴直線CD的方程為y=x,設P,則=,=,=,∴+=, ∴·(+)=-x(2-2x)+x2-x=x2-x=2-, ∴當x=時,·(+)取得最小值-. 8.已知單位向量a,b,c是共面向量,a·b=,a·c=b·c<0,記m=|λa-b|+|λa-c|(λ∈R),則m2的最小值是(  ) A.4+ B.2+ C.2+ D.4+ 解析:選B 由a·c=b·c,可得c·(a-b)=0,故c與a-b垂直,又a·c=b·c<0,記=a,=b,=c,

22、以O為坐標原點,的方向為x軸正方向建立如圖所示的平面直角坐標系,設=λa,則|λa-b|+|λa-c|=||+||≥|b-c|=||,由圖可知最小值為BC,易知∠OBC=∠BCO=15°,所以∠BOC=150°,在△BOC中,BC2=BO2+OC2-2BO·OC·cos∠BOC=2+.所以m2的最小值是2+. 9.在矩形ABCD中,AB=1,AD=2,動點P在以點C為圓心且與BD相切的圓上.若=λ+μ,則λ+μ的最大值為(  ) A.3 B.2 C. D.2 解析:選A 以A為坐標原點,AB,AD所在直線分別為x軸,y軸建立如圖所示的平面直角坐標系,則A(0,0),B(1,0)

23、,C(1,2),D(0,2),可得直線BD的方程為2x+y-2=0,點C到直線BD的距離為=,所以圓C:(x-1)2+(y-2)2=. 因為P在圓C上,所以P. 又=(1,0),=(0,2),=λ+μ=(λ,2μ), 所以 λ+μ=2+cos θ+sin θ=2+sin(θ+φ)≤3(其中tan φ=2),當且僅當θ=+2kπ-φ,k∈Z時,λ+μ取得最大值3. 10.如圖,在四邊形ABCD中,點E,F(xiàn)分別是邊AD,BC的中點,設·=m,·=n.若AB=,EF=1,CD=,則(  ) A.2m-n=1 B.2m-2n=1 C.m-2n=1 D.2n-2m=1 解析:

24、選D ·=(+)·(-+)=-2+·-·+·=-2+·(-)+m=-2+·(++-)+m=·+m.又=++,=++,兩式相加,再根據點E,F(xiàn)分別是邊AD,BC的中點,化簡得2=+,兩邊同時平方得4=2+3+2·,所以·=-,則·=,所以n=+m,即2n-2m=1,故選D. 二、填空題 11.(2018·龍巖模擬)已知向量a,b夾角為60°,且|a|=1,|2a-b|=2,則|b|=________. 解析:∵|2a-b|=2,∴4a2-4a·b+b2=12, ∴4×12-4×1×|b|cos 60°+|b|2=12, 即|b|2-2|b|-8=0, 解得|b|=4. 答案:4

25、12.(2019屆高三·寧波效實模擬)如圖,在平面四邊形ABCD中,|AC|=3,|BD|=4,則(+)·(+)=________. 解析:∵在平面四邊形ABCD中,|AC|=3,|BD|=4, ∴+=+++=+=-, +=+++=+, ∴(+)·(+)=(-)(+)=2-2=9-16=-7. 答案:-7 13.設向量a,b滿足|a+b|=2|a-b|,|a|=3,則|b|的最大值是________;最小值是________. 解析:由|a+b|=2|a-b|兩邊平方,得a2+2a·b+b2=4(a2-2a·b+b2),化簡得到3a2+3b2=10a·b≤10|a||b|,|b|

26、2-10|b|+9≤0,解得1≤|b|≤9. 答案:9 1 14.(2018·嘉興期末)在Rt△ABC中,AB=AC=2,D為AB邊上的點,且=2,則·=________;若=x+y,則xy=________. 解析:以A為坐標原點,,分別為x軸,y軸的正方向建立如圖所示的平面直角坐標系,則A(0,0),B(2,0),C(0,2),D,所以·=·(0,-2)=4.由=x+y,得=x(0,-2)+y(2,-2),所以=2y,-2=-2x-2y,解得x=,y=,所以xy=. 答案:4  15.(2018·溫州二模)若向量a,b滿足(a+b)2-b2=|a|=3,且|b|≥2,則a·b=_

27、_______,a在b方向上的投影的取值范圍是________. 解析:向量a,b滿足(a+b)2-b2=|a|=3, ∴a2+2a·b+b2-b2=3, ∴9+2a·b=3,∴a·b=-3; 則a在b方向上的投影為|a|cos θ==, 又|b|≥2,∴-≤<0, ∴a在b方向上的投影取值范圍是. 答案:-3  16.(2018·溫州適應性測試)已知向量a,b滿足|a|=|b|=a·b=2,向量x=λa+(1-λ)b,向量y=ma+nb,其中λ,m,n∈R,且m>0,n>0.若(y-x)·(a+b)=6,則m2+n2的最小值為________. 解析:法一:依題意得,[ma

28、+nb-λa-(1-λ)b]·(a+b)=6,所以[(m-λ)a+(n-1+λ)b]·(a+b)=6, 因為|a|=|b|=a·b=2,所以4(m-λ)+4(n-1+λ)+2[(m-λ)+(n-1+λ)]=6, 所以m+n-1=1,即m+n=2, 所以m2+n2=m2+(2-m)2=2m2-4m+4=2(m-1)2+2≥2,當且僅當m=1時取等號, 所以m2+n2的最小值為2. 法二:依題意得,[ma+nb-λa-(1-λ)b]·(a+b)=6, 即[(m-λ)a+(n-1+λ)b]·(a+b)=6, 因為|a|=|b|=a·b=2,所以4(m-λ)+4(n-1+λ)+2[(m-

29、λ)+(n-1+λ)]=6, 所以m+n-1=1,即m+n=2,所以m2+n2=(m+n)2-2mn=4-2mn≥4-22=2,當且僅當m=n=1時取等號,所以m2+n2的最小值為2. 答案:2 17.已知在△ABC中,AC⊥AB,AB=3,AC=4.若點P在△ABC的內切圓上運動,則·(+)的最小值為________,此時點P的坐標為________. 解析:因為AC⊥AB,所以以A為坐標原點,以AB,AC所在的直線分別為x軸,y軸建立如圖所示的平面直角坐標系,則A(0,0),B(3,0),C(0,4).由題意可知△ABC內切圓的圓心為D(1,1),半徑為1.因為點P在△ABC的

30、內切圓上運動,所以可設P(1+cos θ,1+sin θ)(0≤θ<2π).所以=(-1-cos θ,-1-sin θ),+=(1-2cos θ,2-2sin θ),所以·(+)=(-1-cos θ)(1-2cos θ)+(-1-sin θ)(2-2sin θ)=-1+cos θ+2cos2 θ-2+2sin2 θ=-1+cos θ≥-1-1=-2,當且僅當cos θ=-1,即P(0,1)時,·(+)取到最小值,且最小值為-2. 答案:-2 (0,1) B組——能力小題保分練 1.已知△ABC是邊長為1的等邊三角形,點D,E分別是邊AB,BC的中點,連接DE并延長到點F,使得DE=2EF

31、,則·的值為(  ) A.- B. C. D. 解析:選B 如圖所示,=+. 又D,E分別為AB,BC的中點,且DE=2EF,所以=,=+=, 所以=+. 又=-, 則·=·(-) =·-2+2-· =2-2-·=||2-||2-×||×||×cos∠BAC. 又||=||=1,∠BAC=60°, 故·=--×1×1×=. 2.如圖,在等腰梯形ABCD中,已知DC∥AB,∠ADC=120°,AB=4,CD=2,動點E和F分別在線段BC和DC上,且=,=λ,則·的最小值是(  ) A.4+13 B.4-13 C.4+ D.4- 解析:選B 在等腰梯形

32、ABCD中,AB=4,CD=2,∠ADC=120°,易得AD=BC=2.由動點E和F分別在線段BC和DC上得,所以<λ<1.所以·=(+)·(+)=·+·+·+·=||·||cos 120°+||·||-||·||+||·||cos 60°=4×2×+×2-4×(1-λ)×2+×(1-λ)×2×=-13+8λ+≥-13+2=4-13,當且僅當λ=時取等號.所以·的最小值是4-13. 3.(2018·臺州一模)已知單位向量e1,e2,且e1·e2=-,若向量a滿足(a-e1)·(a-e2)=,則|a|的取值范圍為(  ) A. B. C. D. 解析:選B ∵單位向量e1,e2,

33、且e1·e2=-, ∴〈e1,e2〉=120°, ∴|e1+e2|= =1. 若向量a滿足(a-e1)·(a-e2)=, 則a2-a·(e1+e2)+e1·e2=, ∴|a|2-a·(e1+e2)=, ∴|a|2-|a|·cos〈a,e1+e2〉=, 即cos〈a,e1+e2〉=. ∵-1≤cos〈a,e1+e2〉≤1, ∴-1≤|a|-≤1, 解得-≤|a|≤+, ∴|a|的取值范圍為. 4.(2017·麗水模擬)在△ABC和△AEF中,B是EF的中點,AB=EF=1,BC=6,CA=,若·+·=2,則與的夾角的余弦值等于________. 解析:由題意可得2=(-

34、)2=2+2-2·=33+1-2·=36,∴·=-1. 由·+·=2, 可得·(+)+·(+) =2+·+·+· =1-·+(-1)+· =·(-) =·=2, 故有·=4. 再由·=1×6×cos〈,〉, 可得6×cos〈,〉=4,∴cos〈,〉=. 答案: 5.(2019屆高三·鎮(zhèn)海中學模擬)已知向量a,b的夾角為,|b|=2,對任意x∈R,有|b+xa|≥|a-b|,則|tb-a|+(t∈R)的最小值為________. 解析:向量a,b夾角為,|b|=2,對任意x∈R,有|b+xa|≥|a-b|, 兩邊平方整理可得x2a2+2xa·b-(a2-2a·b)≥0,

35、 則Δ=4(a·b)2+4a2(a2-2a·b)≤0, 即有(a2-a·b)2≤0,即為a2=a·b, 則(a-b)⊥a, 由向量a,b夾角為,|b|=2, 由a2=a·b=|a|·|b|·cos,得|a|=1, 則|a-b|==, 畫出=a,=b,建立平面直角坐標系,如圖所示: 則A(1,0),B(0,), ∴a=(-1,0),b=(-1,); ∴|tb-a|+ =+ =+ =2 表示P(t,0)與M,N的距離之和的2倍, 當M,P,N共線時,取得最小值2|MN|. 即有2|MN|=2=. 答案: 6.已知定點A,B滿足||=2,動點P與動點M滿足||

36、=4,=λ+(1-λ) (λ∈R),且||=||,則·的取值范圍是________;若動點C也滿足||=4,則·的取值范圍是________. 解析:因為=λ+(1-λ) (λ∈R),λ+1-λ=1,所以根據三點共線知,點M在直線PB上,又||=||,記PA的中點為D,連接MD,如圖,則MD⊥AP,·=·(+)=·+0=2,因為||=4,所以點P在以B為圓心,4為半徑的圓上,則||∈[2,6],則·=2∈[2,18]. 由于|MA|+|MB|=|MP|+|MB|=4,所以點M在以A,B為焦點,長軸的長為4的橢圓上,以直線AB為x軸,線段AB的垂直平分線為y軸建立平面直角坐標系,則橢圓方程為

37、+=1,點C在圓(x-1)2+y2=16上,A(-1,0),設M(2cos α,sin α),C(4cos β+1,4sin β),則=(4cos β+2,4sin β),=(2cos α+1,sin α), ·=(8cos α+4)cos β+4sin αsin β+4cos α+2 =sin(β+φ)+4cos α+2 =(4cos α+8)sin(β+φ)+4cos α+2, 最大值是(4cos α+8)+4cos α+2=8cos α+10≤18, 最小值是-(4cos α+8)+4cos α+2=-6, 所以·∈[-6,18]. 答案:[2,18] [-6,18] 第

38、二講 小題考法——三角函數的圖象與性質 考點(一) 三角函數的圖象及應用 主要考查三角函數的圖象變換或根據圖象求解析式(或參數). [典例感悟] [典例] (1)要想得到函數y=sin 2x+1的圖象,只需將函數y=cos 2x的圖象(  ) A.向左平移個單位長度,再向上平移1個單位長度 B.向右平移個單位長度,再向上平移1個單位長度 C.向左平移個單位長度,再向下平移1個單位長度 D.向右平移個單位長度,再向下平移1個單位長度 (2)已知函數g(x)=sin2x-cos2x,如圖是函數f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象,為了得到f(x)的圖象,只需將g(

39、x)的圖象(  ) A.向左平移個單位長度 B.向左平移個單位長度 C.向右平移個單位長度 D.向右平移個單位長度 (3)將函數f(x)=2sincoscos φ+sin φ的圖象向左平移個單位長度后得到函數g(x)的圖象,且函數g(x)的圖象關于y軸對稱,則g的值為(  ) A.          B.- C. D.- [解析] (1)先將函數y=cos 2x=sin的圖象向右平移個單位長度,得到y(tǒng)=sin 2x的圖象,再向上平移1個單位長度,即得y=sin 2x+1的圖象,故選B. (2)設函數f(x)的最小正周期為T,由圖象知A=1,T=×=π=,所以ω=2.因為f

40、=1,所以2×+φ=+2kπ,k∈Z,又|φ|<,所以φ=,f(x)=sin.將g(x)=sin2x-cos2x=-cos 2x=sin的圖象向左平移個單位長度后得到的圖象對應的解析式為y=sin=sin.故選B. (3)將函數f(x)=2sincoscos φ+·sin φ=sin xcos φ+cos xsin φ=sin(x+φ)的圖象向左平移個單位長度后,所得圖象對應的函數解析式為g(x)=sin.由g(x)=sin的圖象關于y軸對稱,可得g(x)為偶函數,故φ+=kπ+,k∈Z,即φ=kπ+,k∈Z.又|φ|<,故φ=,可得函數g(x)=sin,g=sin=. [答案] (1)B

41、 (2)B (3)A [方法技巧] 1.函數表達式y(tǒng)=Asin(ωx+φ)+B的確定方法 字母 確定途徑 說明 A 由最值確定 A= B 由最值確定 B= ω 由函數的 周期確定 相鄰的最高點與最低點的橫坐標之差的絕對值為半個周期,最高點(或最低點)的橫坐標與相鄰零點之差的絕對值為個周期,ω= φ 由圖象上的 特殊點確定 一般把第一個零點作為突破口,可以從圖象的升降找準第一個零點的位置,利用待定系數法并結合圖象列方程或方程組求解 2.三角函數圖象平移問題處理的“三看”策略 [演練沖關] 1.(2017·全國卷Ⅰ)已知曲線C1:y=cos x,

42、C2:y=sin,則下面結論正確的是(  ) A.把C1上各點的橫坐標伸長到原來的2倍,縱坐標不變,再把得到的曲線向右平移個單位長度,得到曲線C2 B.把C1上各點的橫坐標伸長到原來的2倍,縱坐標不變,再把得到的曲線向左平移個單位長度,得到曲線C2 C.把C1上各點的橫坐標縮短到原來的倍,縱坐標不變,再把得到的曲線向右平移個單位長度,得到曲線C2 D.把C1上各點的橫坐標縮短到原來的倍,縱坐標不變,再把得到的曲線向左平移個單位長度,得到曲線C2 解析:選D 易知C1:y=cos x=sin,把曲線C1上的各點的橫坐標縮短到原來的倍,縱坐標不變,得到函數y=sin的圖象,再把所得函數的

43、圖象向左平移個單位長度,可得函數y=sin=sin的圖象,即曲線C2. 2.(2019屆高三·金華十校聯(lián)考)已知函數f(x)=sin(x∈R,ω>0)與g(x)=cos(2x+φ)的對稱軸完全相同.為了得到h(x)=cos的圖象,只需將y=f(x)的圖象(  ) A.向左平移個單位長度 B.向右平移個單位長度 C.向左平移個單位長度 D.向右平移個單位長度 解析:選A 函數f(x)=sin與g(x)=cos(2x+φ)的對稱軸完全相同, 則ω=2,且f(x)=sin, 又h(x)=cos=sin=sin, 把f(x)=sin的圖象向左平移個單位長度, 可得y=sin=s

44、in=h(x)的圖象. 3.(2019屆高三·鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬)函數f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,-π<φ<0)的部分圖象如圖所示,則φ=________,為了得到g(x)=Acos ωx的圖象,需將函數y=f(x)的圖象最少向左平移________個單位長度. 解析:由圖象可得A=2, ∵=-=, ∴T=π,ω=2,f(x)=2sin(2x+φ), 將代入得sin=1, ∵-π<φ<0,∴φ=-,f(x)=2sin. ∵f=2sin=2cos 2x=g(x), ∴可將函數y=f(x)的圖象向左平移個單位長度得到g(x)的圖象, 故答案為-,. 答案:- 

45、 4.已知函數f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)為奇函數,該函數的部分圖象如圖所示,△EFG(點G是圖象的最高點)是邊長為2的等邊三角形,則f(1)=________. 解析:由題意得,A=,T=4=,ω=. 又∵f(x)=Acos(ωx+φ)為奇函數, ∴φ=+kπ,k∈Z,∵0<φ<π,則φ=, ∴f(x)=cos,∴f(1)=-. 答案:- 考點(二) 三角函數的性質及應用 主要考查三角函數的奇偶性及對稱性、周期性或求函數的單調區(qū)間,以及根據函數的單調性、奇偶性、周期性等求參數或取值范圍. [典例感悟] [典例] (1)函數f(x)=

46、sin,x∈[-1,1],則(  ) A.f(x)為偶函數,且在[0,1]上單調遞減 B.f(x)為偶函數,且在[0,1]上單調遞增 C.f(x)為奇函數,且在[-1,0]上單調遞增 D.f(x)為奇函數,且在[-1,0]上單調遞減 (2)已知函數f(x)=sin xcos 2x,則下列關于函數f(x)的結論中,錯誤的是(  ) A.最大值為1 B.圖象關于直線x=-對稱 C.既是奇函數又是周期函數 D.圖象關于點中心對稱 (3)已知函數f(x)=sin(ωx+φ),x=-為f(x)的零點,x=為y=f(x)圖象的對稱軸,且f(x)在上單調,則ω的最大值為(  ) A.1

47、1          B.9 C.7 D.5 [解析] (1)∵函數f(x)=sin=cos πx,故函數f(x)為偶函數,故排除C、D.當x∈[0,1]時,πx∈[0,π],函數y=cos πx是減函數,故排除B,選A. (2)∵函數f(x)=sin xcos 2x,當x=時,f(x)取得最大值為1,故A正確;當x=-時,函數f(x)=1,為函數的最大值,故圖象關于直線x=-對稱;故B正確;函數f(x)滿足f(-x)=sin(-x)cos(-2x)=-sin xcos 2x=-f(x),故函數f(x)為奇函數,再根據f(x+2π)=sin(x+2π)cos[2(x+2π)]=sin

48、 xcos 2x,故f(x)的周期為2π,故C正確;由于f+f(x)=-cos x·cos(3π-2x)+sin xcos 2x=cos xcos 2x+sin xcos 2x=cos 2x(sin x+cos x)=0不一定成立,故f(x)圖象不一定關于點中心對稱,故D不正確,故選D. (3)由題意得 且|φ|≤, 則ω=2k+1,k∈Z,φ=或φ=-. 對比選項,將選項各值依次代入驗證: 若ω=11,則φ=-,此時f(x)=sin,f(x)在區(qū)間上單調遞增,在區(qū)間上單調遞減,不滿足f(x)在區(qū)間上單調; 若ω=9,則φ=,此時f(x)=sin,滿足f(x)在區(qū)間上單調遞減,故選

49、B. [答案] (1)A (2)D (3)B [方法技巧] 1.求函數單調區(qū)間的方法 (1)代換法:求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A,ω,φ為常數,A≠0,ω>0)的單調區(qū)間時,令ωx+φ=z,得y=Asin z(或y=Acos z),然后由復合函數的單調性求得. (2)圖象法:畫出三角函數的圖象,結合圖象求其單調區(qū)間. 2.判斷對稱中心與對稱軸的方法 利用函數y=Asin(ωx+φ)的對稱軸一定經過圖象的最高點或最低點,對稱中心一定是函數的零點這一性質,通過檢驗f(x0)的值進行判斷. 3.求三角函數周期的常用結論 (1)y=Asin(ωx+

50、φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期為,y=tan的最小正周期為. (2)正弦曲線、余弦曲線相鄰兩對稱中心、相鄰兩對稱軸之間的距離是個周期,相鄰的對稱中心與對稱軸之間的距離是個周期;正切曲線相鄰兩對稱中心之間的距離是個周期. [演練沖關] 1.(2018·浙江十校聯(lián)考)下列四個函數中,以π為最小正周期,在上單調遞減且為偶函數的是(  ) A.y=sin|x| B.y=cos|x| C.y=|tan x| D.y=-ln|sin x| 解析:選D 由題意知函數y=sin|x|在上單調遞增,y=cos|x|的最小正周期為2π,y=|tan x|在上單調遞增,故排除A、B、

51、C.因為f(x)=|sin x|為偶函數,且當x∈時單調遞增,所以y=-ln|sin x|為偶函數,且當x∈時單調遞減,又g(x)=sin x的最小正周期為2π,所以f(x)=|sin x|的最小正周期為π,則函數y=-ln|sin x|的最小正周期為π.故選D. 2.已知函數f(x)=sin+,ω>0,x∈R,且f(α)=-,f(β)=.若|α-β|的最小值為,則函數f(x)的單調遞增區(qū)間為________. 解析:由f(α)=-,f(β)=,|α-β|的最小值為,知=,即T=3π=,所以ω=,所以f(x)=sin+.由-+2kπ≤x-≤+2kπ,k∈Z,得-+3kπ≤x≤π+3kπ,k

52、∈Z,即函數f(x)的單調遞增區(qū)間為,k∈Z. 答案:,k∈Z 3.已知函數f(x)=2sin(ωx+φ)圖象的相鄰兩條對稱軸之間的距離為π,則ω=________,若f(x)>1對任意的x∈恒成立,則φ的取值范圍是________. 解析:∵函數f(x)=2sin(ωx+φ)圖象的相鄰兩條對稱軸之間的距離為π,∴=2π,ω=1,f(x)=2sin(x+φ). ∵當x∈,即x+φ∈時,f(x)>1恒成立, ∴當x+φ∈時,sin(x+φ)>恒成立,又|φ|≤,∴-+φ≥,且+φ≤,解得≤φ≤. 答案:1  考點(三) 三角函數的值域與最值問題 主要考查求三角函數的值域

53、或最值,以及根據函數的值域或最值求參數. [典例感悟] [典例] (1)函數f(x)=cos 2x+6cos的最大值為(  ) A.4           B.5 C.6 D.7 (2)函數f(x)=sin在上的值域為________. (3)(2018·鄭州模擬)已知函數f(x)=sin,其中x∈,若f(x)的值域是,則實數a的取值范圍是________. [解析] (1)∵f(x)=cos 2x+6cos=cos 2x+6sin x=1-2sin2x+6sin x=-22+, 又sin x∈[-1,1],∴當sin x=1時,f(x)取得最大值5. (2)∵x∈,

54、∴2x+∈, ∴當2x+=,即x=時,f(x)max=1. 當2x+=,即x=時,f(x)min=-, ∴f(x)∈. (3)由x∈,知x+∈. ∵x+∈時,f(x)的值域為, ∴由函數的圖象知≤a+≤,∴≤a≤π. [答案] (1)B (2) (3) [方法技巧] 求三角函數的值域(最值)的常見類型及方法 三角函數類型 求值域(最值)方法 y=asin x+bcos x+c 先化為y=Asin(ωx+φ)+k的形式,再求值域(最值) y=asin2x+bsin x+c 可先設sin x=t,化為關于t的二次函數,再求值域(最值) y=asin xcos x+

55、 b(sin x±cos x)+c 可先設t=sin x±cos x,化為關于t的二次函數,再求值域(最值) y= 一般可看成過定點的直線與圓上動點連線的斜率問題,利用數形結合求解 [演練沖關] 1.已知函數y=2cos x的定義域為,值域為[a,b],則b-a的值是(  ) A.2 B.3 C.+2 D.2- 解析:選B 因為x∈,所以cos x∈,故y=2cos x的值域為[-2,1],所以b-a=3. 2.當x∈時,函數y=3-sin x-2cos2x的最小值是________,最大值是________. 解析:y=3-sin x-2cos2x=3-sin

56、 x-2(1-sin2x)=22+. ∵x∈,∴sin x∈. ∴當sin x=時,ymin=, 當sin x=-或sin x=1時,ymax=2. 答案: 2 3.(2018·南寧模擬)已知函數f(x)=cos,其中x∈,若f(x)的值域是,則m的取值范圍是________. 解析:由x∈,可知≤3x+≤3m+,∵f=cos=-,且f=cos π=-1,∴要使f(x)的值域是,需要π≤3m+≤,即≤m≤. 答案: (一) 主干知識要記牢 1.三角函

57、數的圖象及常用性質 函數 y=sin x y=cos x y=tan x 圖象 單調性 在(k∈Z)上單調遞增;在(k∈Z)上單調遞減 在[-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上單調遞增;在[2kπ,π+2kπ](k∈Z)上單調遞減 在(k∈Z)上單調遞增 對稱性 對稱中心:(kπ,0)(k∈Z);對稱軸:x=+kπ(k∈Z) 對稱中心:(k∈Z);對稱軸:x=kπ(k∈Z) 對稱中心:(k∈Z) 2.三角函數的兩種常見的圖象變換 (二) 二級結論要用好 1.sin α-cos α>0?α的終邊在直線y=x上方(特殊地,當α在第二象限時有 sin α

58、-cos α>1). 2.sin α+cos α>0?α的終邊在直線y=-x上方(特殊地,當α在第一象限時有sin α+cos α>1). (三) 易錯易混要明了 求y=Asin(ωx+φ)的單調區(qū)間時,要注意ω,A的符號.ω<0時,應先利用誘導公式將x的系數轉化為正數后再求解;在書寫單調區(qū)間時,弧度和角度不能混用,需加2kπ時,不要忘掉k∈Z,所求區(qū)間一般為閉區(qū)間. 如求函數f(x)=2sin的單調減區(qū)間,應將函數化為f(x)=-2sin,轉化為求函數y=sin的單調增區(qū)間.

59、 A組——10+7提速練 一、選擇題 1.函數f(x)=tan的單調遞增區(qū)間是(  ) A.(k∈Z) B.(k∈Z) C.(k∈Z) D.(k∈Z) 解析:選B 由kπ-<2x-

60、長度 解析:選B 將y=3sin x的圖象上的所有點的橫坐標縮短倍得到y(tǒng)=3sin 2x的圖象,再將y=3sin 2x的圖象再向上平移1個單位長度即得y=3sin 2x+1的圖象,故選B. 3.函數f(x)=sin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,則函數f(x)的解析式為(  ) A.f(x)=sin    B.f(x)=sin C.f(x)=sin D.f(x)=sin 解析:選A 由題圖可知, 函數f(x)的最小正周期為T==×4=π,所以ω=2,即f(x)=sin(2x+φ).又函數f(x)的圖象經過點,所以sin=1,則+φ=2kπ+(k∈Z),解得φ=2kπ+(k∈Z),

61、又|φ|<,所以φ=,即函數f(x)=sin,故選A. 4.(2018·寧波模擬)將函數y=sin的圖象向左平移個單位長度,所得函數圖象的一條對稱軸方程是(  ) A.x= B.x=- C.x= D.x= 解析:選A 將函數y=sin的圖象向左平移個單位長度,可得y=sin=sin的圖象,令2x+=kπ+,求得x=+,k∈Z,可得所得函數圖象的對稱軸方程為x=+,k∈Z,令k=1,可得所得函數圖象的一條對稱軸方程為x=,故選A. 5.已知函數f(x)=4cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)為奇函數,A(a,0),B(b,0)是其圖象上兩點,若|a-b|的最小值是1,則f=

62、(  ) A.2 B.-2 C. D.- 解析:選B ∵函數f(x)=4cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)為奇函數,∴φ=,f(x)=-4sin ωx.∵A(a,0),B(b,0)是其圖象上兩點,|a-b|的最小值是1,∴×=1,∴ω=π,f(x)=-4sin πx,則f=-4sin=-2. 6.(2017·天津高考)設函數f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<π.若f=2,f=0,且f(x)的最小正周期大于2π,則(  ) A.ω=,φ= B.ω=,φ=- C.ω=,φ=- D.ω=,φ= 解析:選A 法一:由f=2, 得ω+φ=+

63、2kπ(k∈Z),① 由f=0,得ω+φ=k′π(k′∈Z),② 由①②得ω=-+(k′-2k). 又最小正周期T=>2π,所以0<ω<1,ω=. 又|φ|<π,將ω=代入①得φ=.選項A符合. 法二:∵f=2,f=0,且f(x)的最小正周期大于2π, ∴-=(2m+1),m∈N, ∴T=,m∈N, ∵f(x)的最小正周期大于2π,∴T=3π, ∴ω==,∴f(x)=2sin. 由2sin=2,得φ=2kπ+,k∈Z. 又|φ|<π,∴取k=0,得φ=.故選A. 7.若把函數y=2cos x(cos x-sin x)的圖象向左平移m(m>0)個單位長度后,所得到的圖象關

64、于y軸對稱,則m的最小值是(  ) A. B. C. D. 解析:選A 法一:y=2cos x(cosx-sin x)=2cos2x-2sin xcos x=1+cos 2x-sin 2x=1+2sin,該函數的圖象向左平移m個單位長度后,所得圖象對應的函數為y=1+2sin=1+2sin,由題意知2m+=+kπ,k∈Z,解得m=-,k∈Z,取k=1,得到m的最小值為,故選A. 法二:y=2cos x(cos x-sin x)=2cos2x-2sin xcos x=1+cos 2x-sin 2x=1+2sin,令2x+=kπ+,k∈Z,則x=-,k∈Z,則原函數的圖象在x軸右側

65、且離y軸最近的一條對稱軸為直線x=.因為原函數的圖象向左平移m(m>0)個單位長度后得到的圖象關于y軸對稱,所以m的最小值為,故選A. 8.(2019屆高三·溫州期中)設α是三角形的一個內角,在sin α,sin,cos α,cos 2α,tan 2α,tan中可能為負數的值的個數是(  ) A.2 B.3 C.4 D.5 解析:選A ∵α是三角形的一個內角, 若0<α<,則0<<,0<2α<π. ∴在sin α,sin,cos α,cos 2α,tan 2α,tan中可能為負數的是cos 2α與tan 2α; 若α=,則=,2α=π. ∴在sin α,sin,cos

66、α,cos 2α,tan 2α,tan中為負數的是cos 2α; 若<α≤,則<≤,π<2α≤. ∴在sin α,sin,cos α,cos 2α,tan 2α,tan中可能為負數的是cos α與cos 2α; 若<α<π,則<<,<2α<2π. ∴在sin α,sin,cos α,cos 2α,tan 2α,tan中可能為負數的是cos α與tan 2α. ∴在sin α,sin,cos α,cos 2α,tan 2α,tan中可能為負數的值的個數是2個.故選A. 9.已知x=是函數f(x)=sin(2x+φ)+cos(2x+φ)(0<φ<π)圖象的一條對稱軸,將函數f(x)的圖象向右平移個單位長度后得到函數g(x)的圖象,則函數g(x)在上的最小值為(  ) A.-2 B.-1 C.- D.- 解析:選B f(x)=sin(2x+φ)+cos(2x+φ)=2sin.∵x=是f(x)=2sin圖象的一條對稱軸,∴2×++φ=kπ+(k∈Z),即φ=+kπ(k∈Z),∵0<φ<π,∴φ=,則f(x)=2sin,∴g(x)=2sin=-2sin,則g(x)在上的

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