(江蘇專版)2018年高考數(shù)學二輪復習 專題一 三角教學案

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1、 專題一 三角 江蘇 新高考 新高考中,對三角計算題的考查始終圍繞著求角、求值問題,以和、差角公式的運用為主,可見三角式的恒等變換比三角函數(shù)的圖象與性質更為重要.三角變換的基本解題規(guī)律是:尋找聯(lián)系、消除差異.常有角變換、函數(shù)名稱變換、次數(shù)變換等(簡稱為:變角、變名、變次).備考中要注意積累各種變換的方法與技巧,不斷提高分析與解決問題的能力. 三角考題的花樣翻新在于條件變化,大致有三類:第一類是給出三角式值(見2014年三角解答題),第二類是給出在三角形中(見2011年、2015年、2016年三角解答題),第三類是給出向量(見2013年、2017年三角解答題).而2012年三角解答題則是

2、二、三類的混合. 第1課時三角函數(shù)(基礎課) [??碱}型突破] 三角恒等變換 [必備知識] 1.兩角和與差的正弦、余弦、正切公式 (1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β; (2)cos(α±β)=cos αcos β?sin αsin β; (3)tan(α±β)=. 2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)sin 2α=2sin αcos α; (2)cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α; (3)tan 2α=. [題組練透] 1.(2017·江蘇高考)若tan=,則tan α= _______

3、_. 解析:tan α=tan ===. 答案: 2.已知f(x)=sin,若sin α=,則f=________. 解析:∵sin α=, ∴cos α=-, ∴f=sin=sin=(sin α+cos α)=×=-. 答案:- 3.(2016·全國卷Ⅰ)已知θ是第四象限角,且sin=,則tan=________. 解析:由題意知sin=,θ是第四象限角, 所以cos= =. tan=tan=- =-=-×=-. 答案:- 4.在△ABC中,sin(C-A)=1,sin B=,則sin A=________. 解析:∵sin(C-A)=1, ∴C-A=9

4、0°,即C=90°+A,∵sin B=, ∴sin B=sin(A+C)=sin(90°+2A)=cos 2A=, 即1-2sin2A=,∴sin A=. 答案: [方法歸納] 三角恒等變換的“四大策略” (1)常值代換:特別是“1”的代換,1=sin2θ+cos2θ=tan 45°等; (2)項的拆分與角的配湊:如sin2α+2cos2α=(sin2α+cos2α)+cos2α,α=(α-β)+β等; (3)升次與降次:正用二倍角公式升次,逆用二倍角公式降次; (4)弦、切互化:一般是切化弦. 三角函數(shù)的圖象與解析式 [必備知識] 函數(shù)y=Asin(ωx+φ

5、)的圖象 (1)“五點法”作圖: 設z=ωx+φ,令z=0,,π,,2π,求出x的值與相應的y的值,描點、連線可得. (2)圖象變換: y=sin xy=sin(x+φ) y=Asin(ωx+φ). [題組練透] 1.(2016·全國卷Ⅲ)函數(shù)y=sin x-cos x的圖象可由函數(shù)y=sin x+cos x的圖象至少向右平移________個單位長度得到. 解析:因為y=sin x+cos x=2sin,y=sin x-cos x=2sin,所以把y=2sin的圖象至少向右平移個單位長度可得y=2sin的圖象. 答案: 2.已知函數(shù)f(x)=Acos(ωx+φ)(A

6、>0,ω>0,0<φ<π)為奇函數(shù),該函數(shù)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(shù),∴φ=+kπ,k∈Z,取k=0,則φ=,∴f(x)=-sinx,∴f(1)=-. 答案:- 3.(2017·天津高考改編)設函數(shù)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ω=________,φ=________. 解析:∵f=2,f=0, ∴-=(2m+1),m∈N, ∴T=,m∈

7、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=. 答案:  4.設函數(shù)f(x)=2sin,若對任意x∈R,都有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,則|x1-x2|的最小值為______. 解析:由f(x1)≤f(x)≤f(x2)對任意x∈R成立,知f(x1),f(x2)分別是函數(shù)f(x)的最小值和最大值.又要使|x1-x2|最小,∴|x1-x2|的最小值為f(x)的半個周期,即為2. 答案:2 [方法歸納] (1)已知函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>

8、0)的圖象求解析式時,常采用待定系數(shù)法,由圖中的最高點、最低點求A,由函數(shù)的周期確定ω,由圖象上的關鍵點確定φ. (2)對于函數(shù)圖象的平移問題,一定要弄清楚是由哪個函數(shù)圖象平移到哪個函數(shù)圖象,這是判斷移動方向的關鍵點,否則易混淆平移的方向,導致結果出錯. 三角函數(shù)的性質 [必備知識] 1.三角函數(shù)的單調區(qū)間 y=sin x的單調遞增區(qū)間是(k∈Z),單調遞減區(qū)間是(k∈Z); y=cos x的單調遞增區(qū)間是(k∈Z),單調遞減區(qū)間是[2kπ,2kπ+π](k∈Z); y=tan x的遞增區(qū)間是(k∈Z). 2.三角函數(shù)的奇偶性與對稱性 y=Asin(ωx+φ),當φ=

9、kπ(k∈Z)時為奇函數(shù);當φ=kπ+(k∈Z)時為偶函數(shù); 對稱軸方程可由ωx+φ=kπ+(k∈Z)求得. y=Acos(ωx+φ),當φ=kπ+(k∈Z)時為奇函數(shù);當φ=kπ(k∈Z)時為偶函數(shù); 對稱軸方程可由ωx+φ=kπ(k∈Z)求得. y=Atan(ωx+φ),當φ=kπ(k∈Z)時為奇函數(shù). [題組練透] 1.已知f(x)=2sin,則函數(shù)f(x)的最小正周期為________,f=________. 解析:周期T==π,f=2sin=. 答案:π  2.(2017·全國卷Ⅱ)函數(shù)f(x)=sin2x+cos x-的最大值是________. 解析:依題意,

10、f(x)=sin2x+cos x-=-cos2x+cos x+=-2+1, 因為x∈,所以cos x∈[0,1], 因此當cos x=時,f(x)max=1. 答案:1 3.若函數(shù)f(x)=sin(ω>0)的圖象相鄰兩個對稱中心之間的距離為,則f(x)在上的單調遞增區(qū)間為________. 解析:依題意知,f(x)=sin的圖象相鄰兩個對稱中心之間的距離為,于是有T==2×=π,ω=2,所以f(x)=sin.當2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,即kπ-≤x≤kπ+,k∈Z時,f(x)=sin單調遞增.因此,f(x)=sin在上的單調遞增區(qū)間為. 答案: [方法歸納] 三角函數(shù)

11、的單調性、周期性及最值的求法 (1)三角函數(shù)單調性的求法 求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A,ω,φ為常數(shù),A≠0,ω>0)的單調區(qū)間的一般思路:令ωx+φ=z,則y=Asin z(或y=Acos z),然后由復合函數(shù)的單調性求得. (2)三角函數(shù)周期性的求法 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))的最小正周期T=.應特別注意y=|Asin(ωx+φ)|的最小正周期為T=. (3)三角函數(shù)最值(值域)的求法 在求最值(值域)時,一般要先確定函數(shù)的定義域,然后結合三角函數(shù)性質可得函數(shù)f(x)的最值. 正弦定理和余弦定理 [

12、必備知識] 1.正弦定理及其變形 在△ABC中,===2R(R為△ABC的外接圓半徑).變形:a=2Rsin A,sin A=,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C等. 2.余弦定理及其變形 在△ABC中,a2=b2+c2-2bccos A. 變形:b2+c2-a2=2bccos A,cos A=. 3.三角形面積公式 S△ABC=absin C=bcsin A=acsin B. [題組練透] 1.(2017·鹽城期中)在△ABC中,已知sin A∶sin B∶sin C=3∶5∶7,則此三角形的最大內角的大小為________. 解析:由正弦定理及sin A∶s

13、in B∶sin C=3∶5∶7知,a∶b∶c=3∶5∶7,可設a=3k,b=5k,c=7k,且角C是最大內角,由余弦定理知cos C===-,因為0°

14、. 解析:在△ABC中,∵cos A=,cos C=, ∴sin A=,sin C=, ∴sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C =×+×=. 又∵=,∴b===. 答案: [方法歸納] 關于解三角形問題,一般要用到三角形的內角和定理,正、余弦定理及有關三角形的性質,常見的三角變換方法和原則都適用,同時要注意“三統(tǒng)一”,即“統(tǒng)一角、統(tǒng)一函數(shù)、統(tǒng)一結構”,這是使問題獲得解決的突破口. [課時達標訓練] 1.(2017·蘇北四市期末)若函數(shù)f(x)=sin(ω>0)的最小正周期為,則f的值為________. 解析:因為f(x)的最小正周

15、期為=,所以ω=10,所以f(x)=sin,所以f=sin=sin=-sin=-. 答案:- 2.在平面直角坐標系xOy中,角θ的終邊經過點P(-2,t),且sin θ+cos θ=,則實數(shù)t的值為________. 解析:∵角θ的終邊經過點P(-2,t), ∴sin θ=,cos θ=, 又∵sin θ+cos θ=, ∴+=,即=, 則t>2,平方得=, 即1-=,即=, 則t2-5t+4=0,則t=1(舍去)或t=4. 答案:4 3.(2017·南京、鹽城一模)將函數(shù)y=3sin的圖象向右平移φ個單位后,所得函數(shù)為偶函數(shù),則φ=____________. 解析

16、:將函數(shù)y=3sin的圖象向右平移φ個單位后,所得函數(shù)為f(x)=3sin,即f(x)=3sin.因為f(x)為偶函數(shù),所以-2φ=+kπ,k∈Z,所以φ=--,k∈Z,因為0<φ<,所以φ=. 答案: 4.設函數(shù)y=sin(0<x<π),當且僅當x=時,y取得最大值,則正數(shù)ω的值為________. 解析:由條件得sin=1,又0<x<π,ω>0,故ω+=,ω=2. 答案:2 5.已知△ABC的內角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且2b=a+c,若sin B=,cos B=,則b的值為________. 解析:∵2b=a+c,sin B=,cos B=,sin2B+cos2B

17、=1,∴ac=15,∴b2=a2+c2-2accos B=a2+c2-18=(a+c)2-48=4b2-48,得b=4. 答案:4 6.(2017·揚州期末)已知cos=0<α<,則sin(π+α)=________. 解析:因為cos=, 所以<+α<, 有sin= =, 所以sin(π+α)=sin =sincos+cossin =×+×=. 答案: 7.(2017·北京高考)在平面直角坐標系xOy中,角α與角β均以Ox為始邊,它們的終邊關于y軸對稱.若sin α=,則cos(α-β)=________. 解析:因為角α與角β的終邊關于y軸對稱, 所以α+β=2kπ

18、+π,k∈Z, 所以cos(α-β)=cos(2α-2kπ-π)=-cos 2α =-(1-2sin2α)=-=-. 答案:- 8.在△ABC中,A=,a=c,則=________. 解析:∵在△ABC中,A=, ∴a2=b2+c2-2bccos,即a2=b2+c2+bc. ∵a=c,∴3c2=b2+c2+bc,∴b2+bc-2c2=0, ∴(b+2c)(b-c)=0,∴b-c=0,∴b=c,=1. 答案:1 9.若f(x)=sin(x+θ)-cos(x+θ)是定義在R上的偶函數(shù),則θ=________. 解析:因為f(x)=sin(x+θ)-cos(x+θ)=2sin為

19、偶函數(shù),所以θ-=kπ+,k∈Z.即θ=kπ+.因為-≤θ≤,所以θ=-. 答案:- 10.在△ABC中,設a,b,c分別為角A,B,C的對邊,若a=5,A=,cos B=,則c=________. 解析:根據(jù)題意得,sin B=,所以sin C=sin(A+B)=sin=(sin B+cos B)=×=,由=,得=,解得c=7. 答案:7 11.(2017·無錫期末)設f(x)=sin2x-cos x·cos,則f(x)在上的單調遞增區(qū)間為________. 解析:f(x)=sin2x+sin xcos x=(1-cos 2x)+sin 2x=sin+,當2kπ-≤2x-≤2kπ

20、+,k∈Z,即kπ-≤x≤kπ+,k∈Z時,函數(shù)f(x)單調遞增,令k=0,得-≤x≤,所以函數(shù)f(x)在上的單調遞增區(qū)間為. 答案: 12.函數(shù)y=asin(ax+θ)(a>0,θ≠0)圖象上的一個最高點和其相鄰最低點的距離的最小值為________. 解析:易知函數(shù)y=asin(ax+θ)(a>0,θ≠0)的最大值為a,最小值為-a,最小正周期T=,所以相鄰的最高點與最低點的距離為 ≥ =2,當且僅當=2a,即a=時等號成立. 答案:2 13.已知cos+sin α=,則sin的值是________. 解析:由cos+sin α=, 可得cos α+sin α+sin α=,

21、 即sin α+cos α=, ∴sin=,sin=, ∴sin=-sin=-. 答案:- 14.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)一模)已知sin α=3sin,則tan=________. 解析:∵sin α=3sin=3sin αcos+3cos α·sin=sin α+cos α,∴tan α=. 又tan =tan===2-, ∴tan= ==2-4. 答案:2-4 1.如圖,已知A,B分別是函數(shù)f(x)=sin ωx(ω>0)在y軸右側圖象上的第一個最高點和第一個最低點,且∠AOB=,則該函數(shù)的最小正周期是________. 解析:設函數(shù)f(x)的最小正周期為T,由圖

22、象可得A,B,則·=-3=0,解得T=4. 答案:4 2.(2017·南京考前模擬)已知函數(shù)f(x)=sin-cos ωx (ω>0).若函數(shù)f(x)的圖象關于直線x=2π對稱,且在區(qū)間上是單調函數(shù),則ω的取值集合為____________. 解析:f(x)=sin ωx+cos ωx-cos ωx=sin ωx-cos ωx=sin, 因為f(x)的圖象關于直線x=2π對稱, 所以f(2π)=±1, 則2πω-=kπ+,k∈Z, 所以ω=+,k∈Z. 因為函數(shù)f(x)在區(qū)間上是單調函數(shù), 所以最小正周期T≥2, 即≥π,解得0<ω≤2, 所以ω=或ω=或ω=或ω=.

23、當ω=時,f(x)=sin, x∈時,x-∈, 此時f(x)在區(qū)間上為增函數(shù); 當ω=時,f(x)=sin, x∈時,x-∈, 此時f(x)在區(qū)間上為增函數(shù); 當ω=時,f(x)=sin, x∈時,x-∈, 此時f(x)在區(qū)間上為增函數(shù); 當ω=時,f(x)=sin, x∈時,x-∈, 此時f(x)在區(qū)間上不是單調函數(shù); 綜上,ω∈. 答案: 3.△ABC的三個內角為A,B,C,若=tan,則tan A=________. 解析:==-=-tan=tan=tan, 所以-A-=-,所以A=-=, 所以tan A=tan=1. 答案:1 4.已知函數(shù)f(x)

24、=Asin(x+θ)-coscos(其中A為常數(shù),θ∈(-π,0)),若實數(shù)x1,x2,x3滿足:①x1<x2<x3,②x3-x1<2π,③f(x1)=f(x2)=f(x3),則θ的值為________. 解析:函數(shù)f(x)=A(sin xcos θ+cos xsin θ)-cos·=A(sin xcos θ+cos x sin θ)-×-sin x=sin x+cos x-,故函數(shù)f(x)為常數(shù)函數(shù)或為周期T=2π的周期函數(shù).又x1,x2,x3滿足條件①②③,故f(x)只能為常數(shù)函數(shù),所以則tan θ=,又θ∈(-π,0),故θ=-. 答案:- 第2課時平面向量(基礎課) [??碱}型

25、突破] 平面向量的概念及線性運算 [必備知識] (1)在平面向量的化簡或運算中,要根據(jù)平面向量基本定理選好基底,變形要有方向,不能盲目轉化. (2)在用三角形加法法則時要保證“首尾相接”,和向量是第一個向量的起點指向最后一個向量終點所在的向量;在用三角形減法法則時要保證“同起點”,減向量的方向是指向被減向量. (3)A,B,C三點共線的充要條件是存在實數(shù)λ,μ,有=λ+μ,且λ+μ=1. (4)C是線段AB中點的充要條件是=(+).G是△ABC的重心的充要條件為++=0. [題組練透] 1.(2017·鹽城期中)設向量a=(2,-6),b=(-1,m),若a∥b,則實數(shù)

26、m=________. 解析:因為a∥b,所以2m-(-1)×(-6)=0,所以m=3. 答案:3 2.(2017·鎮(zhèn)江模擬)已知△ABC和點M滿足++=0.若存在實數(shù)m使得+=m成立,則m=________. 解析:由++=0知,點M為△ABC的重心,設點D為底邊BC的中點,則==×(+)=(+),∴+=3,故m=3. 答案:3 3.(2017·南京考前模擬)在直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠DAB=90°,AB=2CD,M為CD的中點,N為線段BC上一點(不包括端點),若=λ+μ,則+的最小值為________. 解析:以AB為x軸,A為坐標原點建立直角坐標系如圖所示,

27、 設B(2,0),C(1,t),M,N(x0,y0), 因為N在線段BC上,所以y0=(x0-2), 即y0=t(2-x0), 因為=λ+μ, 所以 即t=λt+μy0=λt+μt(2-x0),因為t≠0, 所以1=λ+μ(2-x0)=λ+2μ-μx0=λ+2μ-, 所以3λ+4μ=4,這里λ,μ均為正數(shù), 所以4=(3λ+4μ)=3+12++≥15+2=27, 所以+≥當且僅當=,即λ=,μ=時取等號. 所以+的最小值為. 答案: [方法歸納] (1)對于平面向量的線性運算,要先選擇一組基底;同時注意共線向量定理的靈活運用. (2)在證明兩向量平行時,若已知兩向

28、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(shù)λ,使得a=λb)來判斷. 平面向量的數(shù)量積 [必備知識] 1.數(shù)量積的定義:a·b=|a||b|cos θ. 2.三個結論: (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== . [題組練透] 1.(2017·山東高考)已知e1,e2是互相垂直的單位向量.若e1-e2與e1+λe2的夾角為60°,則實數(shù)λ的值

29、是________. 解析:因為=, 故=,解得λ=. 答案: 2.(2017·全國卷Ⅰ)已知向量a,b的夾角為60°,|a|=2,|b|=1,則|a+2b|=________. 解析:易知|a+2b|===2. 答案:2 3.已知非零向量m,n滿足4|m|=3|n|,cos〈m,n〉=,若n⊥(tm+n),則實數(shù)t的值為________. 解析:∵n⊥(tm+n),∴n·(tm+n)=0, 即tm·n+|n|2=0,∴t|m||n|cos〈m,n〉+|n|2=0. 又4|m|=3|n|,∴t×|n|2×+|n|2=0, 解得t=-4. 答案:-4 4.(2017·南

30、京、鹽城二模)已知平面向量=(1,2),=(-2,2),則·的最小值為________. 解析:設A(a,b),B(c,d), ∵=(1,2),=(-2,2), ∴C(a+1,b+2),D(c-2,d+2), 則=(c-a,d-b),=(c-a-3,d-b), ∴·=(c-a)(c-a-3)+(b-d)2=(c-a)2-3(c-a)+(b-d)2=2-+(b-d)2≥-. ∴·的最小值為-. 答案:- 5.已知邊長為6的正三角形ABC,=,=,AD與BE交于點P,則·的值為________. 解析:由題意可得點D為BC的中點,以點D為坐標原點,BC,AD所在直線分別為x軸,y

31、軸建立如圖所示的平面直角坐標系,則D(0,0),A(0,3),B(-3,0),C(3,0),E(1,2),直線BE的方程為y=(x+3)與AD(y軸)的交點為P,所以·=·=. 答案: [方法歸納] (1)涉及數(shù)量積和模的計算問題,通常有兩種求解思路: ①直接利用數(shù)量積的定義,圍繞基底展開的運算,需要熟悉向量間的相互轉化; ②建立坐標系,通過坐標運算求解,需要熟悉數(shù)量積的坐標公式及平行、垂直的運算公式等,其中,涉及平面向量的模時,常把模的平方轉化為向量的平方. (2)在利用數(shù)量積的定義計算時,要善于將相關向量分解為圖形中模和夾角已知的向量進行計算. 平面向量的應用

32、[題組練透] 1.(2017·南京三模)在四邊形ABCD中,BD=2,且·=0,(+)·(+)=5,則四邊形ABCD的面積為________. 解析:因為·=0,所以⊥,所以以BD所在直線為x軸,AC所在直線為y軸,建立直角坐標系,因為BD=2,所以可設B(b,0),D(2+b,0),A(0,a),C(0,c),所以=(b,-a),=(-2-b,c),=(-b,c),=(2+b,-a),所以+=(-2,c-a),+=(2,c-a),因為(+)·(+)=5,所以-4+(c-a)2=5,即(c-a)2=9,所以||=| c-a |=3,所以四邊形ABCD的面積為×AC×BD=×3×2=3.

33、答案:3 2.已知圓O的半徑為2,AB是圓O的一條直徑,C,D兩點都在圓O上,且||=2,則|+|=________. 解析:如圖,連結OC,OD, 則=+,=+, 因為O是AB的中點, 所以+=0, 所以+=+, 設CD的中點為M,連結OM, 則+=+=2, 顯然△COD是邊長為2的等邊三角形, 所以||=, 故|+|=|2|=2. 答案:2 3.(2017·南通三模)如圖,在直角梯形ABCD中,AB∥DC,∠ABC=90°,AB=3,BC=DC=2.若E,F(xiàn)分別是線段DC和BC上的動點,則·的取值范圍是________. 解析:法一:因為=+,=+,所以·=

34、(+)·(+)=·+·=3||-2||,因為E,F(xiàn)分別是線段DC和BC上的動點,且BC=DC=2,所以||∈[0,2],||∈[0,2],所以由不等式的性質知·的取值范圍是[-4,6]. 法二:以A為坐標原點,AB所在直線為x軸,建立平面直角坐標系(圖略),則C(3,2),因為E,F(xiàn)分別是線段DC和BC上的動點,且BC=DC=2,所以可設E(x,2),F(xiàn)(3,y),所以=(3,2),=(3-x,y-2),且x∈[1,3],y∈[0,2],所以·=3(3-x)+2(y-2)=5-3x+2y∈[-4,6],即·的取值范圍是[-4,6]. 答案:[-4,6] [方法歸納] 1.利用平面向量解

35、決幾何問題的兩種方法 2.求解向量數(shù)量積最值問題的兩種方法 [課時達標訓練] 1.(2017·南京學情調研)設向量a=(1,-4),b=(-1,x),c=a+3b.若a∥c,則實數(shù)x=________. 解析:因為a=(1,-4),b=(-1,x),c=a+3b=(-2,-4+3x).又a∥c,所以-4+3x-8=0,解得x=4. 答案:4 2.(2017·無錫期末)已知向量a=(2,1),b=(1,-1),若a-b與ma+b垂直,則m的值為________. 解析:因為a=(2,1),b=(1,-1),所以a-b=(1,2),ma+b=(2m+1,m-1),因為a-

36、b與ma+b垂直,所以(a-b)·(ma+b)=0,即2m+1+2(m-1)=0,解得m=. 答案: 3.已知a與b是兩個不共線向量,且向量a+λb與-(b-3a)共線,則λ=________. 解析:由題意知a+λb=k[-(b-3a)], 所以解得 答案:- 4.已知|a|=1,|b|=,且a⊥(a-b),則向量a與向量b的夾角為________. 解析:∵a⊥(a-b),∴a·(a-b)=a2-a·b=1-cos〈a,b〉=0,∴cos〈a,b〉=,∴〈a,b〉=. 答案: 5.若單位向量e1,e2的夾角為,向量a=e1+λe2(λ∈R),且|a|=,則λ=______

37、__. 解析:由題意可得e1·e2=, |a|2=(e1+λe2)2=1+2λ×+λ2=, 化簡得λ2+λ+=0,解得λ=-. 答案:- 6.已知平面向量a=(1,2),b=(4,2),c=ma+b(m∈R),且c與a的夾角等于c與b的夾角,則m=________. 解析:由題意得=?=?=?m=2. 答案:2 7.(2017·常州模擬)已知點G是△ABC的重心,過G作一條直線與AB,AC兩邊分別交于M,N兩點,且=x,=y(tǒng),則的值為________. 解析:由已知得M,G,N三點共線,即=λ+(1-λ)=λx+(1-λ)y, ∵點G是△ABC的重心, ∴=×(+)=(+

38、), ∴即得+=1, 即+=3,通分變形得,=3,∴=. 答案: 8.已知A,B,C三點不共線,且=-+2,則=________. 解析:如圖,取=-,=2,以AM,AN為鄰邊作平行四邊形AMDN, 此時=-+2. 由圖可知S△ABD=3S△AMD,S△ACD=S△AND, 而S△AMD=S△AND,所以=6. 答案:6 9.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)一模)在△ABC中,已知AB=1,AC=2,∠A=60°,若點P滿足=+λ,且·=1,則實數(shù)λ的值為________. 解析:法一:由題意可得-==λ.又 =-=+(λ-1),所以·=λ·+λ(λ-1)||2=1,即λ+(λ2-

39、λ)×4=1,所以有4λ2-3λ-1=0,解得λ=1或λ=-. 法二:建立如圖所示的平面直角坐標系,所以A(0,0),B,C(2,0),設P(x,y). 所以=(x,y),=,=(2,0). 又因為=+λ,所以有 所以=(2λ,0),=. 由·=1可得4λ2-3λ-1=0,解得λ=1或λ=-. 答案:1或- 10.已知向量a=(1,),b=(0,t2+1),則當t∈[-,2]時,的取值范圍是________. 解析:由題意,=(0,1),根據(jù)向量的差的幾何意義,表示同起點的向量t的終點到a的終點的距離,當t=時,該距離取得最小值1,當t=-時,該距離取得最大值,即的取值范圍是[

40、1, ]. 答案:[1, ] 11.(2017·南通二調)如圖,在平面四邊形ABCD中,O為BD的中點,且OA=3,OC=5.若·=-7,則·的值是________. 解析:法一:由·=-7得,(-)·(-)=-7,即(-)·(+)=7, 所以2=7+2=7+9=16,所以||=||=4.所以·=(-)·(-)=(-)·(+)=2-2=25-16=9. 法二:以O為原點,OC為x軸,建立平面直角坐標系(圖略),則C(5,0),設B(x1,y1),A(x2,y2),則D(-x1,-y1),x+y=9,由·=-7,得(x1-x2,y1-y2)·(-x1-x2,-y1-y2)=-7,得x+

41、y=16,而·=(5-x1,-y1)·(5+x1,y1)=25-x-y=25-16=9. 答案:9 12.已知菱形ABCD的邊長為a,∠DAB=60°,=2,則·的值為________. 解析:如圖所示, ∵=2,∴=. ∵菱形ABCD的邊長為a, ∠DAB=60°, ∴||=||=a, ·=||||cos 120°=-a2, ∵=+, ∴·=(+)(+) =(+) =-2+2-· =-a2+a2+a2=-. 答案:- 13.在矩形ABCD中,邊AB,AD的長分別為2和1,若E,F(xiàn)分別是邊BC,CD上的點,且滿足=,則·的取值范圍是________. 解析:法一

42、:取A為原點,AB所在直線為x軸,建立如 圖所示直角坐標系,則A(0,0),B(2,0),C(2,1). ∵=,得2||=||,設E(2,y)(0≤y≤1),則F(2-2y,1). ∴·=(2,y)·(2-2y,1)=2(2-2y)+y=4-3y∈[1,4]. 法二:∵=,則||=2||. ∵0≤||≤1, ∴·=(+)·(+) =·+·=2||+|| =2(2-||)+||=4-3||∈[1,4]. 答案:[1,4] 14.(2017·全國卷Ⅱ改編)已知△ABC是邊長為2的等邊三角形,P為平面ABC內一點,則·(+)的最小值是________. 解析:如圖,以等邊三

43、角形ABC的底邊BC所在直線為x軸,以BC的垂直平分線為y軸建立平面直角坐標系,則A(0,),B(-1,0),C(1,0),設P(x,y),則=(-x, -y),=(-1-x,-y),=(1-x,-y),所以·(+)=(-x,-y)·(-2x,-2y)=2x2+22-,當x=0,y=時,·(+)取得最小值,為-. 答案:- 1.如圖,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=4,AD=3,CD=2,=2.若·=-3,則·=________. 解析:由題意可得=+=+, =-=-, 則·=·=-3, 則||2-||2-·=-3, 即6-8-·=-3,解得·=. 答案: 2.已知a

44、,b,c是同一平面內的三個向量,其中a,b是互相垂直的單位向量,且(a-c)·(b-c)=1,則|c|的最大值為________. 解析:法一:由題意可得(a-c)·(b-c)=-a·c-b·c+|c|2=1,則|c|2-(a+b)·c-1=0. 又|a+b|=2,設a+b與c的夾角為θ,θ∈[0,π], 則|c|2-2|c|cos θ-1=0,-2≤2cos θ=|c|-≤2, 即 解得-1≤|c|≤+1,則|c|max=+1. 法二:不妨設a=(1,0),b=(0,1),c=(x,y),則(a-c)·(b-c)=(1-x,-y)·(-x,-y)=1,化簡得2+2=2,圓心到坐標

45、原點的距離為1,則|c|max=+1. 答案:+1 3.(2017·蘇州考前模擬)已知點A(1,-1),B(4,0),C(2,2).平面區(qū)域D由所有滿足=λ+μ (1<λ≤a,1<μ≤b)的點P(x,y)組成的區(qū)域.若區(qū)域D的面積為16,則a+b的最小值為________. 解析:如圖,延長AB至點N,延長AC至點M,使得AN=aAB,AM=bAC. 四邊形ABEC、四邊形ANGM、四邊形EHGF均為平行四邊形. 由條件知,點P(x,y)組成的區(qū)域D為圖中的陰影部分,即四邊形EHGF(不含邊界EH,EF). ∵=(3,1),=(1,3),=(-2,2). ∴|AB|=,|AC

46、|=,|BC|=2,cos∠CAB==,sin∠CAB=. ∴四邊形EHGF的面積為(a-1)×(b-1)×=16. ∴(a-1)(b-1)=2,a+b=a+=(a-1)++2. 由a>1,b>1知,當且僅當a-1=,即a=b=+1時,a+b取得最小值2+2. 答案:2+2 4.(2017·江蘇高考)如圖,在同一個平面內,向量,,的模分別為1,1,,與的夾角為α,且tan α=7,與的夾角為45°.若=m+n (m,n∈R),則m+n=________. 解析:法一:如圖,以O為坐標原點,OA所在直線為x軸建立平面直角坐標系,則A(1,0), 由tan α=7,α∈, 得sin

47、 α=,cos α=, 設C(xC,yC),B(xB,yB), 則xC=||cos α=×=, yC=||sin α=×=,即C. 又cos(α+45°)=×-×=-, sin(α+45°)=×+×=, 則xB=||cos(α+45°)=-, yB=||sin(α+45°)=,即B. 由=m+n,可得 解得所以m+n=+=3. 法二:由tan α=7,α∈, 得sin α=,cos α=, 則cos(α+45°)=×-×=-, 所以·=1××=1, ·=1××=, ·=1×1×=-, 由=m+n,得·=m2+n·,即=m-n.① 同理可得·=m·+n2, 即

48、1=-m+n.② ①+②得m+n=,即m+n=3. 答案:3 第3課時解三角形(能力課) [??碱}型突破] 三角變換與解三角形的綜合問題 [例1] (2016·江蘇高考)在△ABC中,AC=6,cos B=,C=. (1)求AB的長; (2)求cos的值. [解] (1)因為cos B=,0<B<π, 所以sin B= = =. 由正弦定理知=, 所以AB===5. (2)在△ABC中,A+B+C=π, 所以A=π-(B+C), 于是cos A=-cos(B+C)=-cos =-cos Bcos+sin Bsin. 又cos B=,sin B=, 故co

49、s A=-×+×=-. 因為0<A<π,所以sin A==. 因此,cos=cos Acos+sin Asin =-×+×=. [方法歸納] (1)解三角形問題,多為邊和角的求值問題,這就需要根據(jù)正、余弦定理結合已知條件靈活轉化邊和角之間的關系,從而達到解決問題的目的,其基本步驟是: 第一步:定條件 即確定三角形中的已知和所求,在圖形中標出來,然后確定轉化的方向. 第二步:定工具 即根據(jù)條件和所求合理選擇轉化的工具,實施邊角之間的互化. 第三步:求結果 (2)三角變換與解三角形的綜合問題要關注三角形中的隱藏條件,如A+B+C=π,sin(A+B)=sin C,cos(A

50、+B)=-cos C, 以及在△ABC中,A>B?sin A>sin B等.     [變式訓練] 1.(2017·南京、鹽城一模)在△ABC中,a,b,c分別為內角A,B,C的對邊,且bsin 2C=csin B. (1)求角C; (2)若sin=,求sin A的值. 解:(1)由正弦定理及bsin 2C=csin B, 得2sin Bsin Ccos C=sin Csin B, 因為sin B>0,sin C>0,所以cos C=, 又C∈(0,π),所以C=. (2)因為C=,所以B∈, 所以B-∈, 又sin=, 所以cos= =. 又A+B=,即A=

51、-B, 所以sin A=sin=sin=sincos-cossin=×-×=. 2.(2017·蘇北四市一模)在△ABC中,已知角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且tan B=2,tan C=3. (1)求角A的大??; (2)若c=3,求b的長. 解:(1)因為tan B=2,tan C=3,A+B+C=π, 所以tan A=tan[π-(B+C)]=-tan(B+C)=-=-=1. 又A∈(0,π),所以A=. (2)因為tan B==2,且sin2B+cos2B=1, 又B∈(0,π),所以sin B=. 同理可得sin C=. 由正弦定理,得b===2.

52、解三角形與平面向量結合 [例2] (2017·鹽城模擬)設△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且△ABC面積的大小為S,3·=2S. (1)求sin A的值; (2)若C=,·=16,求b. [解] (1)由3·=2S, 得3bccos A=2×bcsin A,即sin A=3cos A. 整理化簡得sin2A=9cos2A=9(1-sin2A), 所以sin2A=. 又A∈(0,π),所以sin A>0,故sin A=. (2)由sin A=3cos A和sin A=, 得cos A=, 又·=16,所以bccos A=16, 得bc=16.?、? 又C=

53、, 所以sin B=sin(A+C)=sin Acos C+cos Asin C=×+×=. 在△ABC中,由正弦定理=, 得=, 即c=b.?、? 聯(lián)立①②得b=8. [方法歸納] 求解三角函數(shù)與平面向量綜合問題的一般思路 (1)求三角函數(shù)值,一般利用向量的相關運算把向量關系轉化為三角函數(shù)關系式.利用同角三角函數(shù)關系式及三角函數(shù)中常用公式求解. (2)求角時通常由向量轉化為三角函數(shù)問題,先求值再求角. (3)解決與向量有關的三角函數(shù)問題的思想方法是轉化與化歸的數(shù)學思想,即通過向量的相關運算把問題轉化為三角函數(shù)問題. [變式訓練] 1.(2017·南通三調)已知△ABC是

54、銳角三角形,向量m=,n=(cos B,sin B),且m⊥n. (1)求A-B的值; (2)若cos B=,AC=8,求BC的長. 解:(1)因為m⊥n, 所以m·n=coscos B+sinsin B=cos=0, 又A,B∈,所以A+-B∈, 所以A+-B=,即A-B=. (2)因為cos B=,B∈,所以sin B=. 所以sin A=sin =sin Bcos+cos Bsin =×+×=. 由正弦定理,得BC=×AC=×8=4+3. 2.(2017·鎮(zhèn)江調研)在△ABC中,角A,B,C所對應的邊分別是a,b,c,向量m=(a-c,b+c),n=(b-c,a)

55、,且m∥n. (1)求B; (2)若b=,cos=,求a. 解:(1)因為m∥n,所以a(a-c)-(b+c)(b-c)=0, 即a2+c2-b2=ac, 所以cos B===, 又B∈(0,π),故B=. (2)由(1)得A∈,所以A+∈, 又cos=, 所以sin=, 所以sin A=sin =sincos-cossin =×-×=. 在△ABC中,由正弦定理=, 可得a=b·==1. 以平面圖形為背景的解三角形問題 [例3] (2017·南通調研)如圖,在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,a=b(sin C+cos C). (1

56、)求∠ABC; (2)若∠A=,D為△ABC外一點,DB=2,DC=1,求四邊形ABDC面積的最大值. [解] (1)在△ABC中,因為a=b(sin C+cos C), 所以sin A=sin B(sin C+cos C), 所以sin(B+C)=sin B(sin C+cos C), 所以sin Bcos C+cos Bsin C=sin Bsin C+sin Bcos C, 所以cos Bsin C=sin Bsin C, 又因為C∈(0,π),故sin C≠0, 所以cos B=sin B,即tan B=1. 又B∈(0,π),所以B=. (2)在△BCD中,D

57、B=2,DC=1, BC2=12+22-2×1×2×cos D=5-4cos D. 又A=,由(1)可知∠ABC=, 所以△ABC為等腰直角三角形, S△ABC=×BC××BC=BC2=-cos D, 又S△BDC=×BD×DC×sin D=sin D, 所以S四邊形ABDC=-cos D+sin D=+sin. 所以當D=時,四邊形ABDC的面積有最大值,最大值為+. [方法歸納] 平面圖形為背景的解三角形問題的一般思路 (1)建聯(lián)系 在平面幾何圖形中求相關的幾何量時,需尋找各個三角形之間的聯(lián)系,交叉使用公共條件,通過公共條件形成等式,常常將所涉及的已知幾何量與所求

58、幾何集中到某一個三角形. (2)用定理 ①“已知兩角和一邊”或“已知兩邊和其中一邊的對角”應采用正弦定理. ②“已知兩邊和這兩邊的夾角”或“已知三角形的三邊”應采用余弦定理. [變式訓練] (2017·蘇北三市模擬)如圖,在平面四邊形ABCD中,DA⊥AB,DE=1,EC=,EA=2,∠ADC=,且∠CBE,∠BEC,∠BCE成等差數(shù)列. (1)求sin∠CED; (2)求BE的長. 解:設∠CED=α. 因為∠CBE,∠BEC,∠BCE成等差數(shù)列, 所以2∠BEC=∠CBE+∠BCE, 又∠CBE+∠BEC+∠BCE=π, 所以∠BEC=. (1)在△CDE中,

59、由余弦定理得EC2=CD2+DE2-2CD·DE·cos∠EDC, 由題設知7=CD2+1+CD, 即CD2+CD-6=0, 解得CD=2(CD=-3舍去). 在△CDE中,由正弦定理得=, 于是sin α===, 即sin∠CED=. (2)由題設知0<α<, 由(1)知cos α== =, 又∠AEB=π-∠BEC-α=-α, 所以cos∠AEB=cos=coscos α+sin·sin α=-cos α+sin α=-×+×=. 在Rt△EAB中,cos∠AEB===, 所以BE=4. [課時達標訓練] 1.在銳角△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c

60、. (1)設·=·,求證:△ABC是等腰三角形; (2)設向量s=(2sin C,-),t=(cos 2C,cos C),且s∥t,sin A=,求sin的值. 解:(1)證明:由·=·, 得abcos C=bccos A. 化簡且由正弦定理得,sin Acos C=sin Ccos A, ∴sin(A-C)=0. ∴A=C. 故△ABC是等腰三角形. (2)由s∥t,得2sin Ccos C=-cos 2C, ∴tan 2C=-.∵C∈, ∴2C∈(0,π). ∴2C=,故C=. ∵sin A=,A∈,得cos A=. ∴sin=sin=sin A-cos A=.

61、 2.(2017·天津高考)在△ABC中,內角A,B,C所對的邊分別為a,b,c.已知a>b,a=5,c=6,sin B=. (1)求b和sin A的值; (2)求sin的值. 解:(1)在△ABC中,因為a>b, 故由sin B=,可得cos B=. 由已知及余弦定理, 得b2=a2+c2-2accos B=13, 所以b=. 由正弦定理=,得sin A==. 所以b的值為,sin A的值為. (2)由(1)及a

62、n=×=. 3.(2017·南京調研)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c, a=mbcos C,m為常數(shù). (1)若m=2,且cos C=,求cos A的值; (2)若m=4,求tan(C-B)的最大值. 解:(1)∵a=2bcos C,cos C=, ∴a=2b×, ∴b=c,∴B=C. ∴cos A=cos(π-B-C)=-cos 2C=-(2cos2C-1)=-2×2+1=. (2)由正弦定理及a=4bcos C, 得sin A=4sin Bcos C, 而sin A=sin(π-B-C)=sin(B+C)=sin Bcos C+cos Bsin C,

63、 ∴3sin Bcos C=cos Bsin C. ∵在△ABC中,cos C≤0或cos B≤0時,不滿足上式, ∴B,C∈, ∴cos Ccos B≠0. ∴tan C=3tan B, ∴tan(C-B)==. ∵B,C∈, ∴1+3tan2B≥2tan B,tan(C-B)≤, ∴tan(C-B)的最大值為. 4.如圖,在梯形ABCD中,已知AD∥BC,AD=1,BD=2,∠CAD=,tan∠ADC=-2.求: (1)CD的長; (2)△BCD的面積. 解:(1)因為tan∠ADC=-2, 所以sin∠ADC=,cos∠ADC=-. 所以sin∠ACD=sin

64、 =sin =sin∠ADCcos+cos∠ADCsin =, 在△ADC中,由正弦定理得CD==. (2)因為AD∥BC,所以cos∠BCD=-cos∠ADC=,sin∠BCD=. 在△BDC中,由余弦定理BD2=BC2+CD2-2·BC·CD·cos∠BCD, 得BC2-2BC-35=0,解得BC=7(負值舍去), 所以S△BCD=·BC·CD·sin∠BCD=×7××=7. 5.(2017·蘇州調研測試)已知函數(shù)f(x)=sin 2x-cos2x-. (1)求f(x)的最小值,并寫出取得最小值時的自變量x的取值集合; (2)設△ABC的內角A,B,C所對的邊分別為a

65、,b,c,且c=,f(C)=0,若sin B=2sin A,求a,b的值. 解:(1) f(x)=sin 2x--=sin 2x-cos 2x-1=sin-1. 當2x-=2kπ-(k∈Z), 即x=kπ-(k∈Z)時,f(x)的最小值為-2. 此時自變量x的取值集合為. (2)因為f(C)=0,所以sin-1=0, 又0

66、對邊分別為a,b,c,已知2acos B=2c-b. (1)若cos(A+C)=-,求cos C的值; (2)若b=5,·=-5,求△ABC的面積; (3)若O是△ABC外接圓的圓心,且·+·=m,求m的值. 解:由2acos B=2c-b,得2sin Acos B=2sin C-sin B,化簡得cos A=,則A=60°. (1)由cos(A+C)=-cos B=-, 知cos B=,所以sin B=. 所以cos C=cos(120°-B)=-cos B+sin B=. (2)因為·=·(-)=·-2=||·||·cos A-||2=bc-b2=-5, 又b=5,解得c=8, 所以△ABC的面積為bcsin A=10. (3)由·+·=m, 可得··+··=m2.(*) 因為O是△ABC外接圓的圓心, 所以·=2,·=2, 又||=, 所以(*)可化為·c2+·b2=m·, 所以m=2(cos Bsin C+sin Bcos C)=2sin(B+C)=2sin A=. 第4課時化簡求值問題(能力課) [??碱}型突破] 結合三角函數(shù)定義進

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