三角函数、解三角形与平面向量综合应用专题及解析

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五湖泛舟

解 (1)由题意知f(x)=a·b=msin 2x+ncos 2x. ?π??2π?

?, 因为y=f(x)的图象过点?,3?和?,-2

?12??3?ππ

?3=msin+ncos?66,所以?

4π4π

??-2=msin3+ncos3,13?3=m+?22n,?m=3,即?解得?

n=1.31?

?-2=-m-n,?22

π??

(2)由(1)知f(x)=3sin 2x+cos 2x=2sin?2x+?.

6??π??

由题意知g(x)=f(x+φ)=2sin?2x+2φ+?.

6??设y=g(x)的图象上符合题意的最高点为(x0,2),

2

由题意知x0+1=1,

所以x0=0,

即到点(0,3)的距离为1的最高点为(0,2). π??

将其代入y=g(x)得sin?2φ+?=1,

6??π

因为0<φ<π,所以φ=6, π??

因此g(x)=2sin?2x+?=2cos 2x.

2??

π

由2kπ-π≤2x≤2kπ,k∈Z得kπ-2≤x≤kπ,k∈Z. π??

所以函数y=g(x)的单调递增区间为?kπ-,kπ?,k∈Z.

2??

(建议用时:70分钟)

π??

?1.(2017·昆明调研)函数f(x)=3sin2x+?的部分图象如图所

6??示.

五湖泛舟

(1)写出f(x)的最小正周期及图中x0,y0的值; (2)求f(x)在区间??π

π??-2,-12??上最大值和最小值.

解 (1)由题得,f(x)的最小正周期为π,y0=3. 当y0=3时,sin?

??2x+π?06??=1,

由题干图象可得2xππ

0+6=2π+2, 解得x7π

0=6. (2)因为x∈???-π

2,-π?12??,

所以2x+π?5π?6∈??-6,0??

. 于是:当2x+ππ

6=0,即x=-12时,f(x)取得最大值0; 当2x+πππ

6=-2,即x=-3时,f(x)取得最小值-3.

2.(2017·郑州模拟)在△ABC中,内角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,已知asin 2B=3bsin A. (1)求B;

(2)若cos A=1

3,求sin C的值. 解 (1)在△ABC中,由ab

sin A=sin B, 可得asin B=bsin A, 又由asin 2B=3bsin A,

得2asin Bcos B=3bsin A=3asin B, 又B∈(0,π),所以sin B≠0, 所以cos B=3

π2,得B=6.

(2)由cos A=1A∈(0,π),得sin A=22

3,3, 则sin C=sin[π-(A+B)]=sin(A+B),

五湖泛舟

π??

所以sin C=sin?A+?

6??26+131

=2sin A+2cos A=6.

ωxπ??

3.(2017·西安调研)设函数f(x)=sin?ωx+?+2sin22(ω>0),已知函数f(x)的图

6??象的相邻两对称轴间的距离为π. (1)求函数f(x)的解析式;

3

(2)若△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c(其中b<c),且f(A)=2,△ABC的面积为S=63,a=27,求b,c的值. 31

解 (1)f(x)=2sin ωx+2cos ωx+1-cos ωx π?31?

=2sin ωx-2cos ωx+1=sin?ωx-?+1.

6??∵函数f(x)的图象的相邻两对称轴间的距离为π, ∴函数f(x)的周期为2π.∴ω=1.

?π?

∴函数f(x)的解析式为f(x)=sin?x-?+1.

6??π?13?

(2)由f(A)=2,得sin?A-?=2.

6??π

又∵A∈(0,π),∴A=3.

π11

∵S=2bcsin A=63,∴2bcsin 3=63,bc=24,

π

由余弦定理,得a2=(27)2=b2+c2-2bccos 3=b2+c2-24. ∴b2+c2=52,又∵b<c,解得b=4,c=6.

ωx

4.(2016·济南名校联考)已知函数f(x)=sin ωx+23cos22+1-3(ω>0)的周期为π.

(1)求f(x)的解析式并求其单调递增区间;

(2)将f(x)的图象先向下平移1个单位长度,再向左平移φ(φ>0)个单位长度得到函数h(x)的图象,若h(x)为奇函数,求φ的最小值.

五湖泛舟

ωx

解 (1)f(x)=sin ωx+23cos22+1-3= 1+cos ωx

sin ωx+23×+1-3

2

π

=sin ωx+3cos ωx+1=2sin(ωx+3)+1. 又函数f(x)的周期为π,因此π??

故f(x)=2sin?2x+?+1.

3??

πππ

令2kπ-2≤2x+3≤2kπ+2(k∈Z),

5ππ

得kπ-12≤x≤kπ+12(k∈Z),即函数f(x)的单调递增区间为5ππ??

?kπ-?(k∈Z). ,kπ+

1212??

π??

(2)由题意可知h(x)=2sin?2(x+φ)+?,

3??π

又h(x)为奇函数,则2φ+3=kπ,

kπππ∴φ=2-6(k∈Z).∵φ>0,∴当k=1时,φ取最小值3. 5.(2016·浙江卷)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知b+c=2acos B. (1)证明:A=2B;

a2

(2)若△ABC的面积S=4,求角A的大小. (1)证明 ∵b+c=2acos B及正弦定理, 得sin B+sin C=2sin Acos B,

故2sin Acos B=sin B+sin(A+B)=sin B+sin Acos B+cos Asin B, 于是sin B=sin(A-B).

又A,B∈(0,π),故0

=π,∴ω=2. ω

五湖泛舟

所以,A=2B.

a21a2

(2)解 由S=4得2absin C=4, 1

故有sin Bsin C=2sin 2B=sin Bcos B, 因sin B≠0,得sin C=cos B. π

又B,C∈(0,π),所以C=2±B. ππ

当B+C=2时,A=2; ππ

当C-B=2时,A=4. 综上,A=

ππ或A=. 24

6.(2017·东北四市模拟)已知函数f(x)=a·b,其中a=(2cos x,-3sin 2x),b=(cos x,1),x∈R.

(1)求函数y=f(x)的单调递减区间;

(2)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,f(A)=-1,a=7,且向量m=(3,sin B)与n=(2,sin C)共线,求边长b和c的值.

π??

解 (1)f(x)=2 cos2x-3sin 2x=1+cos 2x-3sin 2x=1+2cos?2x+?,

3??π

令2kπ≤2x+3≤2kπ+π(k∈Z), ππ

解得kπ-6≤x≤kπ+3(k∈Z),

ππ??

∴函数y=f(x)的单调递减区间为?kπ-,kπ+?(k∈Z).

63??π??

(2)∵f(A)=1+2cos?2A+?=-1,

3??π??

∴cos?2A+?=-1,

3??

ππ7πππ

又3<2A+3<3,∴2A+3=π,即A=3. ∵a=7,


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