2023高考一轮重点难点题型考点突破--13 三角函数与解三角形大题归类
展开【题型一】 图像与性质1:给图求解析式和值域(最值)
【典例分析】
1.已知函数的部分图象如图所示.
(1)求;
(2)将函数图象向左平移个单位,得到函数的图象,求在上的最小值.
【提分秘籍】
基本规律
1.注意正余弦“第一零点”和“第二零点”的区别和联系。
2.对称轴在最大值最小值处的区别和联系
【变式演练】
1.已知函数的部分图象如图.
(1)求函数的解析式;
(2)将函数的图象上所有点的横坐标变为原来的倍,纵坐标不变,再将所得图象向左平移个单位,得到函数的图象,当时,求值域.
2.已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式及对称中心坐标:
(2)先把的图象向左平移个单位,再向上平移1个单位,得到函数的图象,若当时,求的值域.
3.已知函数的图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)首先将函数的图象上每一点横坐标缩短为原来的,然后将所得函数图象向右平移个单位,最后再向上平移个单位得到函数的图象,求函数在内的值域.
【题型二】 图像与性质2:二倍角降幂公式恒等变形
【典例分析】
已知函数的最小正周期是π.
(1)求ω值;
(2)求f(x)的对称中心和单调递增区间;
(3)将f(x)的图象向右平移个单位后,再将所得图象所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求若,|g(x)﹣m|<2恒成立,求m的取值范围.
【提分秘籍】
基本规律
1.对于文科学生而言,所谓“见平方就降幂”。要注意最终目标是角度一致
2.二倍角、降幂目的都是“化一”,最终是辅助角
【变式演练】
1.已知函数,在中,角、、所对的边分别为、、,
(1)求函数的最大值,并求出此时的值;
(2)若,且,求的值.
2.已知,其中0<<4,且函数的图象关于直线x=对称.
(1)求的最小正周期;
(2)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若=2,c=,求△ABC面积的最大值.
【题型三】 图像与性质3:恒等变形(“打散”-重组-辅助角)
【典例分析】
已知函数
(1)求函数的最小正周期;
(2)在锐角中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,且,试判断的形状.
【提分秘籍】
基本规律
1.“打散”:角度不一致,可以拆开
2. “重组”:系数次幂一致,合并为正弦余弦,便于使用辅助角“化一”
【变式演练】
1.已知函数.在下列条件①、条件②、条件③这三个条件中,选择可以确定和值的两个条件作为已知.(1)求的值;
(2)若函数在区间上是增函数,求实数的最大值.
条件①:的最小正周期为;
条件②:的最大值与最小值之和为0;
条件③:.
2.已知函数
(1)求函数的最小正周期,及对称轴方程.
(2)先将函数的图象向右平移个单位长度,再将所得图象上各点的横坐标伸长为原来的4倍,纵坐标不变,得到函数的图象,求在上的值域.
3.已知,设函数.
(1)若f(x)是偶函数,求的取值集合;
(2)若方程有实数解,求的取值范围.
【题型四】 图像与性质4:零点求参
【典例分析】
已知.(1)求函数的对称中心和单调增区间;
(2)将函数的图象上的各点___________得到函数的图像,当时,方程有解,求实数a的取值范围.
在以下①、②中选择一个,补在(2)的横线上,并加以解答,如果①、②都做,则按①给分.
①向左平移个单位,再保持纵坐标不变,横坐标缩小为原来的一半;②纵坐标保持不变,横坐标缩小为原来的一半,再向右平移个单位.
【提分秘籍】
基本规律
1.可以直接求解:五点画图法思维
2,可以换元求解
【变式演练】
1.已知函数,将的图象向左平移个单位长度,所得函数的图象关于轴对称.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的方程在上恰有两个实数根,求实数的取值范围.
2.已知函数,其中常数.
(1)若,将函数的图象向左平移个单位,得到的函数的图象,求;
(2)若在,上单调递增,求的取值范围;
(3)对(1)中的,区间,,且满足:在,上至少含有30个零点,在所有满足上述条件的,中,求的最小值.
3.已知函数为偶函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象,若在上有两个不同的根,求m的取值范围.
【题型五】 解三角形基础:正弦定理、角与对边
【典例分析】
已知中,角所对的边分别为.
(1)求的值;
(2)若的面积为,求的值.
【提分秘籍】
基本规律
一般大题规律:第一问正余弦定理求出角度,第二问借助角所对应边长。多用余弦定理。此类题,特别是文科若考察解三角形,应用较多。
【变式演练】
1.在中,角,,的对边分别为,,,已知.
(1)求的值;
(2)若,,求的值
2.的内角A,,的对边分别为,,,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,的面积为,求的周长.
3.的内角的对边分别为,已知.
(1)求角C;
(2)若,求的面积.
【题型六】 解三角形基础2:余弦定理变形
【典例分析】
在中,角,,的对边分别为,,,的面积为,且.
(1)求角;
(2)若,求.
【提分秘籍】
基本规律
1.若式子含有的2次齐次式,优先考虑余弦定理,“角化边”
2.面积和2次齐次式,可构造余弦定理
【变式演练】
1.已知中,角,,所对的边分别为,,,,且满足.
(1)求的面积;
(2)若,求的最大值.
2.已知a,b,c分别为内角A,B,C的对边,若同时满足以下四个条件中的三个:①,②,③,④.
(1)条件①②能否同时满足,请说明理由;
(2)以上四个条件,请在满足三角形有解的所有组合中任选一组,并求出对应的面积.
3.已知的内角的对边分别为,且.
(1)求;
(2)若角的平分线与交于点,且,求的值.
【题型七】 解三角形1:面积最值
【典例分析】
如图,在△中,D为BC边上的点,连接AD,且满足.
(1)求证:;
(2)若,,求△的面积的最小值.
【提分秘籍】
基本规律
面积最值,一般符合“齐次对称结构”,可以直接用余弦定理加均值不等式。
【变式演练】
1.三个内角A,B,C对边分别为a,b,c,且,.
(1)若,求C;
(2)求的面积S的取值范围.
2.在三角形中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足.
(1)求角A;
(2)若,求三角形面积的最大值.
3.在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,3bsinπ2−C=csinB.
(1)求角C;
(2)若的外接圆半径为2,求面积的最大值.
【题型八】 解三角形2:周长最值
【典例分析】
在①是和的等差中项;②;③.这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答问题.
在中,角、、所对的边分别为、、,且满足条件 (填写所选条件的序号).
(1)求角;
(2)若,求锐角的周长的取值范围.
【提分秘籍】
基本规律
“齐次对称结构”,用余弦定理加均值,如果用正弦定理化角,计算量稍大
【变式演练】
1.在中,角的对边分别为,其中,且.
(1)求角的大小;
(2)求周长的取值范围。
2.在中,角,,所对的边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若的面积,求周长的最小值.
3.在①acsA=b+ccsB+csC,②向量m=(a+c,b)与n=(c−a,b−c),且m⊥n, ③,三个条件中选一个填在下面试题的横线上,并加以解析. 在中,内角所对的边分别为,已知______.
(1)求角的大小;
(2)若的面积为18abc,求周长的取值范围.
【题型九】 解三角形3:边长最值
【典例分析】
在①bcsπ2−C=3ccsB;②2S△ABC=3BA⋅BC;③tanA+tanC+3=3tanAtanC,这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并进行解答.问题:在中,内角的对边分别为,且__________.
(1)求角;
(2)若是锐角三角形,且c=4,求的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【提分秘籍】
基本规律
用正线定理,要注意角度的范围。
【变式演练】
1.在中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,且2acsC−bcsC=ccsB.
(1)求角C;
(2)若a+b=2,求c的取值范围.
2.在中,角,,所对应的边分别为,,,a−b=bcsC.
(1)求证:sinC=tanB;
(2)若,为锐角,求的取值范围.
3.设函数f(x)=cs2x+2π3+2cs2x .
(1)求的最大值,并写出使取最大值时的集合;
(2)已知中,角的对边分别为,若f(A)=32, b+c=2,求的最小值.
【题型十】 解三角形4:不对称型最值
【典例分析】
在中,分别是角所对的边,满足.
(1)求角B大小;
(2)求的取值范围.
【提分秘籍】
基本规律
“非齐次或者不对称结构”,用正弦定理消角化一,角度范围是否受限,是关键计算点
【变式演练】
1.在①,②3a=3ccsB+bsinC,③cs2A−cs2C=sin2B−sinAsinB,这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
问题:已知内角A,B,C的对边分别是a,b,c,c=3,____________,求a+2b的最大值.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
2.在①cs2A−3sinAsinC=cs2B+sin2C,②2bcs(A+π3)=c, ③(a−b−c)(a+b−c)+(2+3)ac=0,在三个条件中选一个填在下面试题的横线上,并加以解析. 已知在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且______.
(1)求角B
(2)若b=2,求3c+2a的取值范围.
3.中,内角A,B,C所对的边长分别为a,b,c,已知.
(1)求角A的大小;
(2)求的取值范围.
【题型十一】 解三角形5:中线
【典例分析】
在中,,且边上的中线长为,
(1)求角的大小;
(2)求的面积.
【提分秘籍】
基本规律
1.可以利用向量法
2.中线可延长,补成对称图形
3.中线可借助补角。
【变式演练】
1.在①;②,这两个条件中任选一个,补充在下面问题中并作答.已知在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c, .
(1)判断△ABC的形状;
(2)在(1)的条件下,若,b=10,AD为BC边上的中线,求AD的长.
2.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求角A;
(2)若AD为BC边上中线,,求△ABC的面积.
3.在中,角所对的边分别为,且满足csC=ab−c2b
(1)求角;
(2)若外接圆的半径为,且边上的中线长为172,求的面积
【题型十二】 解三角形6:角平分线
【典例分析】
在中,已知D是BC上的点,AD平分,且.
(1)若,求的面积;
(2)若,求.
【提分秘籍】
基本规律
角平分线,多借助面积和
【变式演练】
1.已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)在中,分别是角的对边,,若为上一点,且满足____________,求的面积.
请从①;②为的中线,且;③为的角平分线,且.这三个条件中任意选一个补充到横线处并作答.(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
2.已知的内角A,,的对边分别为,,,且.
(1)求;
(2)若的面积为,角的平分线交于,且,求.
3.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.且满足(a+2b)csC+ccsA=0.
(1)求角C的大小;
(2)设AB边上的角平分线CD长为2,求△ABC的面积的最小值.
【题型十三】 三角形存在个数
【典例分析】
设的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,a=6,b2−bc+c2=36.
(1)求;
(2)从以下三个条件:①b=8;②sinB=33;③边上的高BH=112中选择一个作为已知条件,使三角形存在且唯一确定,并求的面积.
【变式演练】
1.在中,.
(1)求;
(2)若,从条件①、条件②、条件③中任选一个作为已知,使存在并唯一确定,并求的值.
条件①:
条件②:
条件③:
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
2.在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,,记的面积为S.
(1)求a;
(2)请从下面的三个条件中任选一个,探究满足条件的的个数,并说明理由.
条件:①,②,③.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
3.记的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知a=2t−1,b=4t,c=4t+1t>1.
(1)当t=3时.求;
(2)是否存在正整数,使得角C为钝角?如果存在,求出的值,并求此时的面积;如果不存在.说明理由.
【题型十四】 四边形转化为解三角形
【典例分析】
如图,在四边形中,.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【提分秘籍】
基本规律
四边形,一般适当的连接对角线,分解为有公共边俩三角形。如果是有外接圆,则要充分运用对角互补这个隐形条件
【变式演练】
1.如图,在平面四边形ABCD中,,,,.
(1)求的正弦值;
(2)求AB的长及的面积.
2.如图,在中,对边分别为,且.
(1)求角的大小;
(2)已知,若为外接圆劣弧上一点,且,求四边形的面积.
3.如图,在平面四边形ABCD中,已知,点E在AB上且AE=2BE,.
(1)求的值;
(2)求的周长.
【题型十五】 解三角形:四边形求最值
【典例分析】
如图,在凸四边形中,为定点,,为动点,满足.
(1)写出与的关系式;
(2)设和的面积分别为和,求的最大值.
【变式演练】
1.在平面四边形中,,,,
(1)求的长;
(2)求的最大值.
2.在①,②,③三个条件中任选一个补充在下面的横线上,并加以解答.
在中,角,,的对边分别为,,且______,作,使得四边形满足,, 求的取值范围.
3.如图,在四边形中,CD=33,BC=7,cs∠CBD=−714.
(1)求;
(2)若∠A=π3,求△ABD周长的最大值.
【题型十六】 三角形中证明题
【典例分析】
在平面四边形中,已知AD//BC,∠CBD=∠BDC=α,∠ACD=β.
(1)若α=30∘,β=75∘,3AC+2CD=5,求的长;
(2)若α+β>90∘,求证:AB
【变式演练】
1.在非直角三角形ABC中,角的对边分别为,
(1)若,求角B的最大值;
(2)若a+c=mbm>1,
(i)证明:tanA2tanC2=m−1m+1;
(可能运用的公式有sinα+sinβ=2sinα+β2csα−β2)
(ii)是否存在函数φm,使得对于一切满足条件的m,代数式csA+csC+φmφmcsAcsC恒为定值?若存在,请给出一个满足条件的φm,并证明之;若不存在,请给出一个理由.
2.在中,A为定角且,求证:.
3.在中,为上一点,,,是线段的延长线上一点.
(1)证明:∠MEG=∠HEG;
(2)若HG=3,EH=2,求EG.
【题型十七】 解三角形综合
【典例分析】
D为边上一点,满足,,记,.
(1)当时,且,求CD的值;
(2)若,求面积的最大值.
【变式演练】
1.设的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足,点D为边BC上一点,.
(1)求的大小;
(2)若,,求|AB|.
2.如图,在中,,,D,E分别在边BC,AC上,,且.
(1)求;
(2)求的面积.
3.如图,在ΔABC中,∠ABC=90°,AB=3,BC=1,为ΔABC内一点,∠BPC=90°.
(1)若PC=32,求PA;
(2)若∠APB=120°,求ΔABP的面积.
【题型十八】 建模应用
【典例分析】
北京2022年冬奥会将于2022年2月4日在北京和张家口开幕,运动员休息区本着环保,舒适,温馨这一出发点,进行精心设计,如图,在四边形休闲区域,四周是步道,中间是花卉种植区域,为减少拥堵,中间穿插了氢能源环保电动步道,且.
(1)求氢能源环保电动步道的长;
(2)若,求花卉种植区域总面积(电动步道的面积忽略不计).
【变式演练】
1.某水产养殖户承包一片靠岸水域.如图,AO、OB为直线岸线,OA=1000米,OB=1500米,∠AOB=π3,该承包水域的水面边界是某圆的一段弧AB,过弧AB上一点P按线段PA和PB修建养殖网箱,已知∠APB=2π3.
(1)求岸线上点与点之间的直线距离;
(2)如果线段PA上的网箱每米可获得40元的经济收益,线段PB上的网箱每米可获得30元的经济收益.记∠PAB=θ,则这两段网箱获得的经济总收益最高为多少?(精确到元)
2.如图,某景区内有一半圆形花圃,其直径AB为6,O是圆心,且OC⊥AB.在OC上有一座观赏亭Q,其中∠AQC=,.计划在上再建一座观赏亭P,记∠POB=θ.
(1)当θ=时,求∠OPQ的大小;
(2)当∠OPQ越大时,游客在观赏亭P处的观赏效果越佳,求游客在观赏亭P处的观赏效果最佳时,角θ的正弦值.
3.某沿海特区为了缓解建设用地不足的矛盾,决定进行围海造陆以增加陆地面积.如图,两海岸线,所成角为,现欲在海岸线,上分别取点,修建海堤,以便围成三角形陆地,已知海堤长为6千米.
(1)如何选择,的位置,使得的面积最大;
(2)若需要进一步扩大围海造陆工程,在海堤的另一侧选取点,修建海堤,围成四边形陆地.当海堤与的长度之和为10千米时,求四边形面积的最大值.
模拟题
1.函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)先将函数图象上所有点向右平移个单位长度,再将横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象,当时,求函数的单调递增区间.
2.已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式及对称中心坐标:
(2)先把的图象向左平移个单位,再向上平移1个单位,得到函数的图象,若当时,关于的方程有实数根,求实数的取值范围.
3.函数,.
(1)把的解析式改写为(,)的形式;
(2)求的最小正周期并求在区间上的最大值和最小值;
(3)把图象上所有的点的横坐标变为原来的2倍得到函数的图象,再把函数图象上所有的点向左平移个单位长度,得到函数的图象,若函数在区间上至少有个零点,求的最小值.
4.已知函数的最小正周期是π.
(1)求f(x)的对称中心和单调递增区间;
(2)将f(x)的图象向右平移个单位后,再将所得图象所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求若,|g(x)﹣m|<2恒成立,求m的取值范围.
5.从以下条件中任选一个,补充在下面问题的横线中,并作答.①;②;③且为锐角.在中,内角,,的对边分别为,,,面积为,若, ______,.
(1)求角;
(2)求的周长.
注:如果选多个条件分别作答,则按第一个解答记分.
6.在中,角、、所对的边分别为、、,向量m=a+b,sinA−sinC,向量n=c,sinA−sinB,且m∥n.
(1)求角的大小;
(2)若b=2,求面积的最大值.
7.已知锐角的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且cs2A−3sinA+2=0.
(1)求A;
(2)若b+c=63,求外接圆面积的最小值.
8.在①a(sinA−sinC)=(b−c)(sinB+sinC),②2bcs(C−π3)=a+c, ③向量m=(1+csB,3sinC)与n=(−c,b),且m⊥n,三个条件中选一个填在下面试题的横线上,并加以解析. 在中,分别是内角所对的边,且___________.
(1)求角的大小;
(2)若是钝角三角形,且,求的取值范围.
9.在①3ac=2+csAsinC,②sin2B+sin2C−sin2A=−233sinAsinBsinC, ③c(acsB+12b)=a2−b2,三个条件中选一个填在下面试题的横线上,并加以解析. 在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知___________.
(1)求角A的大小;
(2)若3(b+c)=2a,求a2bc+b2ac+c2ab的值.
10.已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,.
(1)求证:B为钝角;
(2)若△ABC同时满足下列4个条件中的3个:①;②;③;④.请证明使得△ABC存在的这3个条件仅有一组,写出这组条件并求b的值.
11.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知,∠B=45°.
(1)求边BC的长以及三角形ABC的面积;
(2)在边BC上取一点D,使得,求tan∠DAC的值.
12.如图,在平面四边形ABCD中,若,,,,.
(1)求的值;(2)求AD的长度.
13.在非直角中,角,,对应的边分别,,,满足.
(1)判断的形状;
(2)若边上的中线长为2,求周长的最大值.
14.如图:某公园改建一个三角形池塘,,百米,百米,现准备养一批观赏鱼供游客观赏.
(1)若在内部取一点,建造连廊供游客观赏,如图①,使得点是等腰三角形的顶点,且,求连廊的长(单位为百米);
(2)若分别在,,上取点,,,并连建造连廊,使得变成池中池,放养更名贵的鱼类供游客观赏,如图②,使得为正三角形,或者如图③,使得平行,且垂直,则两种方案的的最小面积分别设为,,则和哪一个更小?
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