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【五年高考真题】最新五年数学高考真题分项汇编——专题09《三角函数》(2023全国卷地区通用)
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专题09 三角函数
1.【2022年全国甲卷】将函数f(x)=sinωx+π3(ω>0)的图像向左平移π2个单位长度后得到曲线C,若C关于y轴对称,则ω的最小值是( )
A.16 B.14 C.13 D.12
【答案】C
【解析】
【分析】
先由平移求出曲线C的解析式,再结合对称性得ωπ2+π3=π2+kπ,k∈Z,即可求出ω的最小值.
【详解】
由题意知:曲线C为y=sinωx+π2+π3=sin(ωx+ωπ2+π3),又C关于y轴对称,则ωπ2+π3=π2+kπ,k∈Z,
解得ω=13+2k,k∈Z,又ω>0,故当k=0时,ω的最小值为13.
故选:C.
2.【2022年全国甲卷】设函数f(x)=sinωx+π3在区间(0,π)恰有三个极值点、两个零点,则ω的取值范围是( )
A.53,136 B.53,196 C.136,83 D.136,196
【答案】C
【解析】
【分析】
由x的取值范围得到ωx+π3的取值范围,再结合正弦函数的性质得到不等式组,解得即可.
【详解】
解:依题意可得ω>0,因为x∈0,π,所以ωx+π3∈π3,ωπ+π3,
要使函数在区间0,π恰有三个极值点、两个零点,又y=sinx,x∈π3,3π的图象如下所示:
则5π2<ωπ+π3≤3π,解得136<ω≤83,即ω∈136,83.
故选:C.
3.【2022年全国乙卷】函数fx=cosx+x+1sinx+1在区间0,2π的最小值、最大值分别为( )
A.-π2,π2 B.-3π2,π2 C.-π2,π2+2 D.-3π2,π2+2
【答案】D
【解析】
【分析】
利用导数求得fx的单调区间,从而判断出fx在区间0,2π上的最小值和最大值.
【详解】
f'x=-sinx+sinx+x+1cosx=x+1cosx,
所以fx在区间0,π2和3π2,2π上f'x>0,即fx单调递增;
在区间π2,3π2上f'x<0,即fx单调递减,
又f0=f2π=2,fπ2=π2+2,f3π2=-3π2+1+1=-3π2,
所以fx在区间0,2π上的最小值为-3π2,最大值为π2+2.
故选:D
4.【2022年新高考1卷】记函数f(x)=sin(ωx+π4)+b(ω>0)的最小正周期为T.若2π3
A.1 B.32 C.52 D.3
【答案】A
【解析】
【分析】
由三角函数的图象与性质可求得参数,进而可得函数解析式,代入即可得解.
【详解】
由函数的最小正周期T满足2π3
又因为函数图象关于点(3π2,2)对称,所以3π2ω+π4=kπ,k∈Z,且b=2,
所以ω=-16+23k,k∈Z,所以ω=52,f(x)=sin(52x+π4)+2,
所以f(π2)=sin(54π+π4)+2=1.
故选:A
5.【2022年新高考2卷】若sin(α+β)+cos(α+β)=22cosα+π4sinβ,则( )
A.tan(α-β)=1 B.tan(α+β)=1
C.tan(α-β)=-1 D.tan(α+β)=-1
【答案】C
【解析】
【分析】
由两角和差的正余弦公式化简,结合同角三角函数的商数关系即可得解.
【详解】
由已知得:sinαcosβ+cosαsinβ+cosαcosβ-sinαsinβ=2(cosα-sinα)sinβ,
即:sinαcosβ-cosαsinβ+cosαcosβ+sinαsinβ=0,
即:sinα-β+cosα-β=0,
所以tanα-β=-1,
故选:C
6.【2021年甲卷文科】若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由二倍角公式可得,再结合已知可求得,利用同角三角函数的基本关系即可求解.
【详解】
,
,,,解得,
,.
故选:A.
【点睛】
关键点睛:本题考查三角函数的化简问题,解题的关键是利用二倍角公式化简求出.
7.【2021年乙卷文科】函数的最小正周期和最大值分别是( )
A.和 B.和2 C.和 D.和2
【答案】C
【解析】
【分析】
利用辅助角公式化简,结合三角函数周期性和值域求得函数的最小正周期和最大值.
【详解】
由题,,所以的最小正周期为,最大值为.
故选:C.
8.【2021年乙卷文科】( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由题意结合诱导公式可得,再由二倍角公式即可得解.
【详解】
由题意,
.
故选:D.
9.【2021年乙卷理科】把函数图像上所有点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把所得曲线向右平移个单位长度,得到函数的图像,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
解法一:从函数的图象出发,按照已知的变换顺序,逐次变换,得到,即得,再利用换元思想求得的解析表达式;
解法二:从函数出发,逆向实施各步变换,利用平移伸缩变换法则得到的解析表达式.
【详解】
解法一:函数图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,得到的图象,再把所得曲线向右平移个单位长度,应当得到的图象,
根据已知得到了函数的图象,所以,
令,则,
所以,所以;
解法二:由已知的函数逆向变换,
第一步:向左平移个单位长度,得到的图象,
第二步:图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到的图象,
即为的图象,所以.
故选:B.
10.【2021年新高考1卷】下列区间中,函数单调递增的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
解不等式,利用赋值法可得出结论.
【详解】
因为函数的单调递增区间为,
对于函数,由,
解得,
取,可得函数的一个单调递增区间为,
则,,A选项满足条件,B不满足条件;
取,可得函数的一个单调递增区间为,
且,,CD选项均不满足条件.
故选:A.
【点睛】
方法点睛:求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成形式,再求的单调区间,只需把看作一个整体代入的相应单调区间内即可,注意要先把化为正数.
11.【2021年新高考1卷】若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
将式子先利用二倍角公式和平方关系配方化简,然后增添分母(),进行齐次化处理,化为正切的表达式,代入即可得到结果.
【详解】
将式子进行齐次化处理得:
.
故选:C.
【点睛】
易错点睛:本题如果利用,求出的值,可能还需要分象限讨论其正负,通过齐次化处理,可以避开了这一讨论.
12.【2021年新高考2卷】北斗三号全球卫星导航系统是我国航天事业的重要成果.在卫星导航系统中,地球静止同步卫星的轨道位于地球赤道所在平面,轨道高度为(轨道高度是指卫星到地球表面的距离).将地球看作是一个球心为O,半径r为的球,其上点A的纬度是指与赤道平面所成角的度数.地球表面上能直接观测到一颗地球静止同步轨道卫星点的纬度最大值为,记卫星信号覆盖地球表面的表面积为(单位:),则S占地球表面积的百分比约为( )
A.26% B.34% C.42% D.50%
【答案】C
【解析】
【分析】
由题意结合所给的表面积公式和球的表面积公式整理计算即可求得最终结果.
【详解】
由题意可得,S占地球表面积的百分比约为:
.
故选:C.
13.【2020年新课标1卷理科】设函数在的图像大致如下图,则f(x)的最小正周期为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
由图可得:函数图象过点,即可得到,结合是函数图象与轴负半轴的第一个交点即可得到,即可求得,再利用三角函数周期公式即可得解.
【详解】
由图可得:函数图象过点,
将它代入函数可得:
又是函数图象与轴负半轴的第一个交点,
所以,解得:
所以函数的最小正周期为
故选:C
【点睛】
本题主要考查了三角函数的性质及转化能力,还考查了三角函数周期公式,属于中档题.
14.【2020年新课标1卷理科】已知,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
用二倍角的余弦公式,将已知方程转化为关于的一元二次方程,求解得出,再用同角间的三角函数关系,即可得出结论.
【详解】
,得,
即,解得或(舍去),
又.
故选:A.
【点睛】
本题考查三角恒等变换和同角间的三角函数关系求值,熟记公式是解题的关键,考查计算求解能力,属于基础题.
15.【2020年新课标2卷理科】若α为第四象限角,则( )
A.cos2α>0 B.cos2α<0 C.sin2α>0 D.sin2α<0
【答案】D
【解析】
【分析】
由题意结合二倍角公式确定所给的选项是否正确即可.
【详解】
方法一:由α为第四象限角,可得,
所以
此时的终边落在第三、四象限及轴的非正半轴上,所以
故选:D.
方法二:当时,,选项B错误;
当时,,选项A错误;
由在第四象限可得:,则,选项C错误,选项D正确;
故选:D.
【点睛】
本题主要考查三角函数的符号,二倍角公式,特殊角的三角函数值等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
16.【2020年新课标3卷理科】已知2tanθ–tan(θ+)=7,则tanθ=( )
A.–2 B.–1 C.1 D.2
【答案】D
【解析】
【分析】
利用两角和的正切公式,结合换元法,解一元二次方程,即可得出答案.
【详解】
,,
令,则,整理得,解得,即.
故选:D.
【点睛】
本题主要考查了利用两角和的正切公式化简求值,属于中档题.
17.【2020年新课标3卷文科】已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
将所给的三角函数式展开变形,然后再逆用两角和的正弦公式即可求得三角函数式的值.
【详解】
由题意可得:,
则:,,
从而有:,
即.
故选:B.
【点睛】
本题主要考查两角和与差的正余弦公式及其应用,属于中等题.
18.【2020年新课标3卷文科】在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则tanB=( )
A. B.2 C.4 D.8
【答案】C
【解析】
【分析】
先根据余弦定理求,再根据余弦定理求,最后根据同角三角函数关系求
【详解】
设
故选:C
【点睛】
本题考查余弦定理以及同角三角函数关系,考查基本分析求解能力,属基础题.
19.【2019年新课标1卷理科】函数f(x)=在[—π,π]的图像大致为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
先判断函数的奇偶性,得是奇函数,排除A,再注意到选项的区别,利用特殊值得正确答案.
【详解】
由,得是奇函数,其图象关于原点对称.又.故选D.
【点睛】
本题考查函数的性质与图象,渗透了逻辑推理、直观想象和数学运算素养.采取性质法或赋值法,利用数形结合思想解题.
20.【2019年新课标1卷理科】关于函数有下述四个结论:
①f(x)是偶函数 ②f(x)在区间(,)单调递增
③f(x)在有4个零点 ④f(x)的最大值为2
其中所有正确结论的编号是
A.①②④ B.②④ C.①④ D.①③
【答案】C
【解析】
【分析】
化简函数,研究它的性质从而得出正确答案.
【详解】
为偶函数,故①正确.当时,,它在区间单调递减,故②错误.当时,,它有两个零点:;当时,,它有一个零点:,故在有个零点:,故③错误.当时,;当时,,又为偶函数,的最大值为,故④正确.综上所述,①④ 正确,故选C.
【点睛】
画出函数的图象,由图象可得①④正确,故选C.
21.【2019年新课标1卷文科】tan255°=
A.-2- B.-2+ C.2- D.2+
【答案】D
【解析】
【分析】
本题首先应用诱导公式,将问题转化成锐角三角函数的计算,进一步应用两角和的正切公式计算求解.题目较易,注重了基础知识、基本计算能力的考查.
【详解】
详解:=
【点睛】
三角函数的诱导公式、两角和与差的三角函数、特殊角的三角函数值、运算求解能力.
22.【2019年新课标2卷理科】下列函数中,以为周期且在区间(,)单调递增的是
A.f(x)=│cos 2x│ B.f(x)=│sin 2x│
C.f(x)=cos│x│ D.f(x)= sin│x│
【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查三角函数图象与性质,渗透直观想象、逻辑推理等数学素养.画出各函数图象,即可做出选择.
【详解】
因为图象如下图,知其不是周期函数,排除D;因为,周期为,排除C,作出图象,由图象知,其周期为,在区间单调递增,A正确;作出的图象,由图象知,其周期为,在区间单调递减,排除B,故选A.
【点睛】
利用二级结论:①函数的周期是函数周期的一半;②不是周期函数;
23.【2019年新课标2卷理科】已知 ∈(0,),2sin2α=cos2α+1,则sinα=
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
利用二倍角公式得到正余弦关系,利用角范围及正余弦平方和为1关系得出答案.
【详解】
,.
,又,,又,,故选B.
【点睛】
本题为三角函数中二倍角公式、同角三角函数基本关系式的考查,中等难度,判断正余弦正负,运算准确性是关键,题目不难,需细心,解决三角函数问题,研究角的范围后得出三角函数值的正负,很关键,切记不能凭感觉.
24.【2019年新课标2卷文科】若x1=,x2=是函数f(x)=(>0)两个相邻的极值点,则=
A.2 B.
C.1 D.
【答案】A
【解析】
【分析】
从极值点可得函数的周期,结合周期公式可得.
【详解】
由题意知,的周期,得.故选A.
【点睛】
本题考查三角函数的极值、最值和周期,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取公式法,利用方程思想解题.
25.【2019年新课标3卷理科】设函数=sin()(>0),已知在有且仅有5个零点,下述四个结论:
①在()有且仅有3个极大值点
②在()有且仅有2个极小值点
③在()单调递增
④的取值范围是[)
其中所有正确结论的编号是
A.①④ B.②③ C.①②③ D.①③④
【答案】D
【解析】
【分析】
本题为三角函数与零点结合问题,难度大,通过整体换元得,结合正弦函数的图像分析得出答案.
【详解】
当时,,
∵f(x)在有且仅有5个零点,
∴,
∴,故④正确,
由,知时,
令时取得极大值,①正确;
极小值点不确定,可能是2个也可能是3个,②不正确;
因此由选项可知只需判断③是否正确即可得到答案,
当时,,
若f(x)在单调递增,
则 ,即 ,
∵,故③正确.
故选D.
【点睛】
极小值点个数动态的,易错,③正确性考查需认真计算,易出错,本题主要考查了整体换元的思想解三角函数问题,属于中档题.
26.【2019年新课标3卷文科】函数在的零点个数为
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】
令,得或,再根据x的取值范围可求得零点.
【详解】
由,
得或,,
.
在的零点个数是3,
故选B.
【点睛】
本题考查在一定范围内的函数的零点个数,渗透了直观想象和数学运算素养.采取特殊值法,利用数形结合和方程思想解题.
27.【2018年新课标1卷文科】已知函数,则
A.的最小正周期为,最大值为
B.的最小正周期为,最大值为
C.的最小正周期为,最大值为
D.的最小正周期为,最大值为
【答案】B
【解析】
【分析】
首先利用余弦的倍角公式,对函数解析式进行化简,将解析式化简为,之后应用余弦型函数的性质得到相关的量,从而得到正确选项.
【详解】
根据题意有,
所以函数的最小正周期为,
且最大值为,故选B.
【点睛】
该题考查的是有关化简三角函数解析式,并且通过余弦型函数的相关性质得到函数的性质,在解题的过程中,要注意应用余弦倍角公式将式子降次升角,得到最简结果.
28.【2018年新课标1卷文科】已知角的顶点为坐标原点,始边与轴的非负半轴重合,终边上有两点,,且,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
首先根据两点都在角的终边上,得到,利用,利用倍角公式以及余弦函数的定义式,求得,从而得到,再结合,从而得到,从而确定选项.
【详解】
由三点共线,从而得到,
因为,
解得,即,
所以,故选B.
【点睛】
该题考查的是有关角的终边上点的纵坐标的差值的问题,涉及到的知识点有共线的点的坐标的关系,余弦的倍角公式,余弦函数的定义式,根据题中的条件,得到相应的等量关系式,从而求得结果.
29.【2018年新课标2卷理科】若在是减函数,则的最大值是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】
因为,
所以由得
因此,从而的最大值为,故选:A.
30.【2018年新课标3卷理科】若,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
分析:由公式可得结果.
详解:
故选B.
点睛:本题主要考查二倍角公式,属于基础题.
31.【2018年新课标3卷文科】函数的最小正周期为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】
分析:将函数进行化简即可
详解:由已知得
的最小正周期
故选C.
点睛:本题主要考查三角函数的化简和最小正周期公式,属于中档题
32.【2022年新高考2卷】已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图像关于点2π3,0中心对称,则( )
A.f(x)在区间0,5π12单调递减
B.f(x)在区间-π12,11π12有两个极值点
C.直线x=7π6是曲线y=f(x)的对称轴
D.直线y=32-x是曲线y=f(x)的切线
【答案】AD
【解析】
【分析】
根据三角函数的性质逐个判断各选项,即可解出.
【详解】
由题意得:f2π3=sin4π3+φ=0,所以4π3+φ=kπ,k∈Z,
即φ=-4π3+kπ,k∈Z,
又0<φ<π,所以k=2时,φ=2π3,故f(x)=sin2x+2π3.
对A,当x∈0,5π12时,2x+2π3∈2π3,3π2,由正弦函数y=sinu图象知y=f(x)在0,5π12上是单调递减;
对B,当x∈-π12,11π12时,2x+2π3∈π2,5π2,由正弦函数y=sinu图象知y=f(x)只有1个极值点,由2x+2π3=3π2,解得x=5π12,即x=5π12为函数的唯一极值点;
对C,当x=7π6时,2x+2π3=3π,f(7π6)=0,直线x=7π6不是对称轴;
对D,由y'=2cos2x+2π3=-1得:cos2x+2π3=-12,
解得2x+2π3=2π3+2kπ或2x+2π3=4π3+2kπ,k∈Z,
从而得:x=kπ或x=π3+kπ,k∈Z,
所以函数y=f(x)在点0,32处的切线斜率为k=y'x=0=2cos2π3=-1,
切线方程为:y-32=-(x-0)即y=32-x.
故选:AD.
33.【2020年新高考1卷(山东卷)】下图是函数y= sin(ωx+φ)的部分图像,则sin(ωx+φ)= ( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
首先利用周期确定的值,然后确定的值即可确定函数的解析式,最后利用诱导公式可得正确结果.
【详解】
由函数图像可知:,则,所以不选A,
不妨令,
当时,,
解得:,
即函数的解析式为:
.
而
故选:BC.
【点睛】
已知f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的部分图象求其解析式时,A比较容易看图得出,困难的是求待定系数ω和φ,常用如下两种方法:
(1)由ω=即可求出ω;确定φ时,若能求出离原点最近的右侧图象上升(或下降)的“零点”横坐标x0,则令ωx0+φ=0(或ωx0+φ=π),即可求出φ.
(2)代入点的坐标,利用一些已知点(最高点、最低点或“零点”)坐标代入解析式,再结合图形解出ω和φ,若对A,ω的符号或对φ的范围有要求,则可用诱导公式变换使其符合要求.
34.【2022年全国乙卷】记函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的最小正周期为T,若f(T)=32,x=π9为f(x)的零点,则ω的最小值为____________.
【答案】3
【解析】
【分析】
首先表示出T,根据fT=32求出φ,再根据x=π9为函数的零点,即可求出ω的取值,从而得解;
【详解】
解: 因为fx=cosωx+φ,(ω>0,0<φ<π)
所以最小正周期T=2πω,因为fT=cosω⋅2πω+φ=cos2π+φ=cosφ=32,
又0<φ<π,所以φ=π6,即fx=cosωx+π6,
又x=π9为fx的零点,所以π9ω+π6=π2+kπ,k∈Z,解得ω=3+9k,k∈Z,
因为ω>0,所以当k=0时ωmin=3;
故答案为:3
35.【2021年甲卷文科】已知函数的部分图像如图所示,则_______________.
【答案】
【解析】
【分析】
首先确定函数的解析式,然后求解的值即可.
【详解】
由题意可得:,
当时,,
令可得:,
据此有:.
故答案为:.
【点睛】
已知f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的部分图象求其解析式时,A比较容易看图得出,困难的是求待定系数ω和φ,常用如下两种方法:
(1)由ω=即可求出ω;确定φ时,若能求出离原点最近的右侧图象上升(或下降)的“零点”横坐标x0,则令ωx0+φ=0(或ωx0+φ=π),即可求出φ.
(2)代入点的坐标,利用一些已知点(最高点、最低点或“零点”)坐标代入解析式,再结合图形解出ω和φ,若对A,ω的符号或对φ的范围有要求,则可用诱导公式变换使其符合要求.
36.【2021年甲卷理科】已知函数的部分图像如图所示,则满足条件的最小正整数x为________.
【答案】2
【解析】
【分析】
先根据图象求出函数的解析式,再求出的值,然后求解三角不等式可得最小正整数或验证数值可得.
【详解】
由图可知,即,所以;
由五点法可得,即;
所以.
因为,;
所以由可得或;
因为,所以,
方法一:结合图形可知,最小正整数应该满足,即,
解得,令,可得,
可得的最小正整数为2.
方法二:结合图形可知,最小正整数应该满足,又,符合题意,可得的最小正整数为2.
故答案为:2.
【点睛】
关键点睛:根据图象求解函数的解析式是本题求解的关键,根据周期求解,根据特殊点求解.
37.【2020年新课标2卷文科】若,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】
直接利用余弦的二倍角公式进行运算求解即可.
【详解】
.
故答案为:.
【点睛】
本题考查了余弦的二倍角公式的应用,属于基础题.
38.【2020年新高考1卷(山东卷)】某中学开展劳动实习,学生加工制作零件,零件的截面如图所示.O为圆孔及轮廓圆弧AB所在圆的圆心,A是圆弧AB与直线AG的切点,B是圆弧AB与直线BC的切点,四边形DEFG为矩形,BC⊥DG,垂足为C,tan∠ODC=,,EF=12 cm,DE=2 cm,A到直线DE和EF的距离均为7 cm,圆孔半径为1 cm,则图中阴影部分的面积为________cm2.
【答案】
【解析】
【分析】
利用求出圆弧所在圆的半径,结合扇形的面积公式求出扇形的面积,求出直角的面积,阴影部分的面积可通过两者的面积之和减去半个单位圆的面积求得.
【详解】
设,由题意,,所以,
因为,所以,
因为,所以,
因为与圆弧相切于点,所以,
即为等腰直角三角形;
在直角中,,,
因为,所以,
解得;
等腰直角的面积为;
扇形的面积,
所以阴影部分的面积为.
故答案为:.
【点睛】
本题主要考查三角函数在实际中应用,把阴影部分合理分割是求解的关键,以劳动实习为背景,体现了五育并举的育人方针.
39.【2019年新课标1卷文科】函数的最小值为___________.
【答案】.
【解析】
【分析】
本题首先应用诱导公式,转化得到二倍角的余弦,进一步应用二倍角的余弦公式,得到关于的二次函数,从而得解.
【详解】
,
,当时,,
故函数的最小值为.
【点睛】
解答本题的过程中,部分考生易忽视的限制,而简单应用二次函数的性质,出现运算错误.
40.【2018年新课标2卷理科】已知,,则__________.
【答案】
【解析】
【详解】
因为,
所以,①
因为,
所以,②
①②得,
即,
解得,
故本题正确答案为
41.【2018年新课标2卷文科】已知,则__________.
【答案】.
【解析】
【分析】
利用两角差的正切公式展开,解方程可得.
【详解】
,解方程得.
【点睛】
本题主要考查学生对于两角和差公式的掌握情况,属于简单题型,解决此类问题的核心是要公式记忆准确,特殊角的三角函数值运算准确.
42.【2018年新课标3卷理科】函数在的零点个数为________.
【答案】
【解析】
【分析】
求出的范围,再由函数值为零,得到的取值可得零点个数.
【详解】
详解:
由题可知,或
解得,或
故有3个零点.
【点睛】
本题主要考查三角函数的性质和函数的零点,属于基础题.
43.【2019年新课标1卷文科】已知函数f(x)=2sinx-xcosx-x,f′(x)为f(x)的导数.
(1)证明:f′(x)在区间(0,π)存在唯一零点;
(2)若x∈[0,π]时,f(x)≥ax,求a的取值范围.
【答案】(1)见解析;
(2).
【解析】
【分析】
(1)求导得到导函数后,设为进行再次求导,可判断出当时,,当时,,从而得到单调性,由零点存在定理可判断出唯一零点所处的位置,证得结论;(2)构造函数,通过二次求导可判断出,;分别在,,和的情况下根据导函数的符号判断单调性,从而确定恒成立时的取值范围.
【详解】
(1)
令,则
当时,令,解得:
当时,;当时,
在上单调递增;在上单调递减
又,,
即当时,,此时无零点,即无零点
,使得
又在上单调递减 为,即在上的唯一零点
综上所述:在区间存在唯一零点
(2)若时,,即恒成立
令
则,
由(1)可知,在上单调递增;在上单调递减
且,,
,
①当时,,即在上恒成立
在上单调递增
,即,此时恒成立
②当时,,,
,使得
在上单调递增,在上单调递减
又,
在上恒成立,即恒成立
③当时,,
,使得
在上单调递减,在上单调递增
时,,可知不恒成立
④当时,
在上单调递减
可知不恒成立
综上所述:
【点睛】
本题考查利用导数讨论函数零点个数、根据恒成立的不等式求解参数范围的问题.对于此类端点值恰为恒成立不等式取等的值的问题,通常采用构造函数的方式,将问题转变成函数最值与零之间的比较,进而通过导函数的正负来确定所构造函数的单调性,从而得到最值.
1.【2022年全国甲卷】将函数f(x)=sinωx+π3(ω>0)的图像向左平移π2个单位长度后得到曲线C,若C关于y轴对称,则ω的最小值是( )
A.16 B.14 C.13 D.12
【答案】C
【解析】
【分析】
先由平移求出曲线C的解析式,再结合对称性得ωπ2+π3=π2+kπ,k∈Z,即可求出ω的最小值.
【详解】
由题意知:曲线C为y=sinωx+π2+π3=sin(ωx+ωπ2+π3),又C关于y轴对称,则ωπ2+π3=π2+kπ,k∈Z,
解得ω=13+2k,k∈Z,又ω>0,故当k=0时,ω的最小值为13.
故选:C.
2.【2022年全国甲卷】设函数f(x)=sinωx+π3在区间(0,π)恰有三个极值点、两个零点,则ω的取值范围是( )
A.53,136 B.53,196 C.136,83 D.136,196
【答案】C
【解析】
【分析】
由x的取值范围得到ωx+π3的取值范围,再结合正弦函数的性质得到不等式组,解得即可.
【详解】
解:依题意可得ω>0,因为x∈0,π,所以ωx+π3∈π3,ωπ+π3,
要使函数在区间0,π恰有三个极值点、两个零点,又y=sinx,x∈π3,3π的图象如下所示:
则5π2<ωπ+π3≤3π,解得136<ω≤83,即ω∈136,83.
故选:C.
3.【2022年全国乙卷】函数fx=cosx+x+1sinx+1在区间0,2π的最小值、最大值分别为( )
A.-π2,π2 B.-3π2,π2 C.-π2,π2+2 D.-3π2,π2+2
【答案】D
【解析】
【分析】
利用导数求得fx的单调区间,从而判断出fx在区间0,2π上的最小值和最大值.
【详解】
f'x=-sinx+sinx+x+1cosx=x+1cosx,
所以fx在区间0,π2和3π2,2π上f'x>0,即fx单调递增;
在区间π2,3π2上f'x<0,即fx单调递减,
又f0=f2π=2,fπ2=π2+2,f3π2=-3π2+1+1=-3π2,
所以fx在区间0,2π上的最小值为-3π2,最大值为π2+2.
故选:D
4.【2022年新高考1卷】记函数f(x)=sin(ωx+π4)+b(ω>0)的最小正周期为T.若2π3
【答案】A
【解析】
【分析】
由三角函数的图象与性质可求得参数,进而可得函数解析式,代入即可得解.
【详解】
由函数的最小正周期T满足2π3
所以ω=-16+23k,k∈Z,所以ω=52,f(x)=sin(52x+π4)+2,
所以f(π2)=sin(54π+π4)+2=1.
故选:A
5.【2022年新高考2卷】若sin(α+β)+cos(α+β)=22cosα+π4sinβ,则( )
A.tan(α-β)=1 B.tan(α+β)=1
C.tan(α-β)=-1 D.tan(α+β)=-1
【答案】C
【解析】
【分析】
由两角和差的正余弦公式化简,结合同角三角函数的商数关系即可得解.
【详解】
由已知得:sinαcosβ+cosαsinβ+cosαcosβ-sinαsinβ=2(cosα-sinα)sinβ,
即:sinαcosβ-cosαsinβ+cosαcosβ+sinαsinβ=0,
即:sinα-β+cosα-β=0,
所以tanα-β=-1,
故选:C
6.【2021年甲卷文科】若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
由二倍角公式可得,再结合已知可求得,利用同角三角函数的基本关系即可求解.
【详解】
,
,,,解得,
,.
故选:A.
【点睛】
关键点睛:本题考查三角函数的化简问题,解题的关键是利用二倍角公式化简求出.
7.【2021年乙卷文科】函数的最小正周期和最大值分别是( )
A.和 B.和2 C.和 D.和2
【答案】C
【解析】
【分析】
利用辅助角公式化简,结合三角函数周期性和值域求得函数的最小正周期和最大值.
【详解】
由题,,所以的最小正周期为,最大值为.
故选:C.
8.【2021年乙卷文科】( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由题意结合诱导公式可得,再由二倍角公式即可得解.
【详解】
由题意,
.
故选:D.
9.【2021年乙卷理科】把函数图像上所有点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把所得曲线向右平移个单位长度,得到函数的图像,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
解法一:从函数的图象出发,按照已知的变换顺序,逐次变换,得到,即得,再利用换元思想求得的解析表达式;
解法二:从函数出发,逆向实施各步变换,利用平移伸缩变换法则得到的解析表达式.
【详解】
解法一:函数图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,得到的图象,再把所得曲线向右平移个单位长度,应当得到的图象,
根据已知得到了函数的图象,所以,
令,则,
所以,所以;
解法二:由已知的函数逆向变换,
第一步:向左平移个单位长度,得到的图象,
第二步:图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到的图象,
即为的图象,所以.
故选:B.
10.【2021年新高考1卷】下列区间中,函数单调递增的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
解不等式,利用赋值法可得出结论.
【详解】
因为函数的单调递增区间为,
对于函数,由,
解得,
取,可得函数的一个单调递增区间为,
则,,A选项满足条件,B不满足条件;
取,可得函数的一个单调递增区间为,
且,,CD选项均不满足条件.
故选:A.
【点睛】
方法点睛:求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成形式,再求的单调区间,只需把看作一个整体代入的相应单调区间内即可,注意要先把化为正数.
11.【2021年新高考1卷】若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
将式子先利用二倍角公式和平方关系配方化简,然后增添分母(),进行齐次化处理,化为正切的表达式,代入即可得到结果.
【详解】
将式子进行齐次化处理得:
.
故选:C.
【点睛】
易错点睛:本题如果利用,求出的值,可能还需要分象限讨论其正负,通过齐次化处理,可以避开了这一讨论.
12.【2021年新高考2卷】北斗三号全球卫星导航系统是我国航天事业的重要成果.在卫星导航系统中,地球静止同步卫星的轨道位于地球赤道所在平面,轨道高度为(轨道高度是指卫星到地球表面的距离).将地球看作是一个球心为O,半径r为的球,其上点A的纬度是指与赤道平面所成角的度数.地球表面上能直接观测到一颗地球静止同步轨道卫星点的纬度最大值为,记卫星信号覆盖地球表面的表面积为(单位:),则S占地球表面积的百分比约为( )
A.26% B.34% C.42% D.50%
【答案】C
【解析】
【分析】
由题意结合所给的表面积公式和球的表面积公式整理计算即可求得最终结果.
【详解】
由题意可得,S占地球表面积的百分比约为:
.
故选:C.
13.【2020年新课标1卷理科】设函数在的图像大致如下图,则f(x)的最小正周期为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
由图可得:函数图象过点,即可得到,结合是函数图象与轴负半轴的第一个交点即可得到,即可求得,再利用三角函数周期公式即可得解.
【详解】
由图可得:函数图象过点,
将它代入函数可得:
又是函数图象与轴负半轴的第一个交点,
所以,解得:
所以函数的最小正周期为
故选:C
【点睛】
本题主要考查了三角函数的性质及转化能力,还考查了三角函数周期公式,属于中档题.
14.【2020年新课标1卷理科】已知,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
用二倍角的余弦公式,将已知方程转化为关于的一元二次方程,求解得出,再用同角间的三角函数关系,即可得出结论.
【详解】
,得,
即,解得或(舍去),
又.
故选:A.
【点睛】
本题考查三角恒等变换和同角间的三角函数关系求值,熟记公式是解题的关键,考查计算求解能力,属于基础题.
15.【2020年新课标2卷理科】若α为第四象限角,则( )
A.cos2α>0 B.cos2α<0 C.sin2α>0 D.sin2α<0
【答案】D
【解析】
【分析】
由题意结合二倍角公式确定所给的选项是否正确即可.
【详解】
方法一:由α为第四象限角,可得,
所以
此时的终边落在第三、四象限及轴的非正半轴上,所以
故选:D.
方法二:当时,,选项B错误;
当时,,选项A错误;
由在第四象限可得:,则,选项C错误,选项D正确;
故选:D.
【点睛】
本题主要考查三角函数的符号,二倍角公式,特殊角的三角函数值等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
16.【2020年新课标3卷理科】已知2tanθ–tan(θ+)=7,则tanθ=( )
A.–2 B.–1 C.1 D.2
【答案】D
【解析】
【分析】
利用两角和的正切公式,结合换元法,解一元二次方程,即可得出答案.
【详解】
,,
令,则,整理得,解得,即.
故选:D.
【点睛】
本题主要考查了利用两角和的正切公式化简求值,属于中档题.
17.【2020年新课标3卷文科】已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
将所给的三角函数式展开变形,然后再逆用两角和的正弦公式即可求得三角函数式的值.
【详解】
由题意可得:,
则:,,
从而有:,
即.
故选:B.
【点睛】
本题主要考查两角和与差的正余弦公式及其应用,属于中等题.
18.【2020年新课标3卷文科】在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则tanB=( )
A. B.2 C.4 D.8
【答案】C
【解析】
【分析】
先根据余弦定理求,再根据余弦定理求,最后根据同角三角函数关系求
【详解】
设
故选:C
【点睛】
本题考查余弦定理以及同角三角函数关系,考查基本分析求解能力,属基础题.
19.【2019年新课标1卷理科】函数f(x)=在[—π,π]的图像大致为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
先判断函数的奇偶性,得是奇函数,排除A,再注意到选项的区别,利用特殊值得正确答案.
【详解】
由,得是奇函数,其图象关于原点对称.又.故选D.
【点睛】
本题考查函数的性质与图象,渗透了逻辑推理、直观想象和数学运算素养.采取性质法或赋值法,利用数形结合思想解题.
20.【2019年新课标1卷理科】关于函数有下述四个结论:
①f(x)是偶函数 ②f(x)在区间(,)单调递增
③f(x)在有4个零点 ④f(x)的最大值为2
其中所有正确结论的编号是
A.①②④ B.②④ C.①④ D.①③
【答案】C
【解析】
【分析】
化简函数,研究它的性质从而得出正确答案.
【详解】
为偶函数,故①正确.当时,,它在区间单调递减,故②错误.当时,,它有两个零点:;当时,,它有一个零点:,故在有个零点:,故③错误.当时,;当时,,又为偶函数,的最大值为,故④正确.综上所述,①④ 正确,故选C.
【点睛】
画出函数的图象,由图象可得①④正确,故选C.
21.【2019年新课标1卷文科】tan255°=
A.-2- B.-2+ C.2- D.2+
【答案】D
【解析】
【分析】
本题首先应用诱导公式,将问题转化成锐角三角函数的计算,进一步应用两角和的正切公式计算求解.题目较易,注重了基础知识、基本计算能力的考查.
【详解】
详解:=
【点睛】
三角函数的诱导公式、两角和与差的三角函数、特殊角的三角函数值、运算求解能力.
22.【2019年新课标2卷理科】下列函数中,以为周期且在区间(,)单调递增的是
A.f(x)=│cos 2x│ B.f(x)=│sin 2x│
C.f(x)=cos│x│ D.f(x)= sin│x│
【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查三角函数图象与性质,渗透直观想象、逻辑推理等数学素养.画出各函数图象,即可做出选择.
【详解】
因为图象如下图,知其不是周期函数,排除D;因为,周期为,排除C,作出图象,由图象知,其周期为,在区间单调递增,A正确;作出的图象,由图象知,其周期为,在区间单调递减,排除B,故选A.
【点睛】
利用二级结论:①函数的周期是函数周期的一半;②不是周期函数;
23.【2019年新课标2卷理科】已知 ∈(0,),2sin2α=cos2α+1,则sinα=
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
利用二倍角公式得到正余弦关系,利用角范围及正余弦平方和为1关系得出答案.
【详解】
,.
,又,,又,,故选B.
【点睛】
本题为三角函数中二倍角公式、同角三角函数基本关系式的考查,中等难度,判断正余弦正负,运算准确性是关键,题目不难,需细心,解决三角函数问题,研究角的范围后得出三角函数值的正负,很关键,切记不能凭感觉.
24.【2019年新课标2卷文科】若x1=,x2=是函数f(x)=(>0)两个相邻的极值点,则=
A.2 B.
C.1 D.
【答案】A
【解析】
【分析】
从极值点可得函数的周期,结合周期公式可得.
【详解】
由题意知,的周期,得.故选A.
【点睛】
本题考查三角函数的极值、最值和周期,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取公式法,利用方程思想解题.
25.【2019年新课标3卷理科】设函数=sin()(>0),已知在有且仅有5个零点,下述四个结论:
①在()有且仅有3个极大值点
②在()有且仅有2个极小值点
③在()单调递增
④的取值范围是[)
其中所有正确结论的编号是
A.①④ B.②③ C.①②③ D.①③④
【答案】D
【解析】
【分析】
本题为三角函数与零点结合问题,难度大,通过整体换元得,结合正弦函数的图像分析得出答案.
【详解】
当时,,
∵f(x)在有且仅有5个零点,
∴,
∴,故④正确,
由,知时,
令时取得极大值,①正确;
极小值点不确定,可能是2个也可能是3个,②不正确;
因此由选项可知只需判断③是否正确即可得到答案,
当时,,
若f(x)在单调递增,
则 ,即 ,
∵,故③正确.
故选D.
【点睛】
极小值点个数动态的,易错,③正确性考查需认真计算,易出错,本题主要考查了整体换元的思想解三角函数问题,属于中档题.
26.【2019年新课标3卷文科】函数在的零点个数为
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】
令,得或,再根据x的取值范围可求得零点.
【详解】
由,
得或,,
.
在的零点个数是3,
故选B.
【点睛】
本题考查在一定范围内的函数的零点个数,渗透了直观想象和数学运算素养.采取特殊值法,利用数形结合和方程思想解题.
27.【2018年新课标1卷文科】已知函数,则
A.的最小正周期为,最大值为
B.的最小正周期为,最大值为
C.的最小正周期为,最大值为
D.的最小正周期为,最大值为
【答案】B
【解析】
【分析】
首先利用余弦的倍角公式,对函数解析式进行化简,将解析式化简为,之后应用余弦型函数的性质得到相关的量,从而得到正确选项.
【详解】
根据题意有,
所以函数的最小正周期为,
且最大值为,故选B.
【点睛】
该题考查的是有关化简三角函数解析式,并且通过余弦型函数的相关性质得到函数的性质,在解题的过程中,要注意应用余弦倍角公式将式子降次升角,得到最简结果.
28.【2018年新课标1卷文科】已知角的顶点为坐标原点,始边与轴的非负半轴重合,终边上有两点,,且,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
首先根据两点都在角的终边上,得到,利用,利用倍角公式以及余弦函数的定义式,求得,从而得到,再结合,从而得到,从而确定选项.
【详解】
由三点共线,从而得到,
因为,
解得,即,
所以,故选B.
【点睛】
该题考查的是有关角的终边上点的纵坐标的差值的问题,涉及到的知识点有共线的点的坐标的关系,余弦的倍角公式,余弦函数的定义式,根据题中的条件,得到相应的等量关系式,从而求得结果.
29.【2018年新课标2卷理科】若在是减函数,则的最大值是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】
因为,
所以由得
因此,从而的最大值为,故选:A.
30.【2018年新课标3卷理科】若,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
分析:由公式可得结果.
详解:
故选B.
点睛:本题主要考查二倍角公式,属于基础题.
31.【2018年新课标3卷文科】函数的最小正周期为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】
分析:将函数进行化简即可
详解:由已知得
的最小正周期
故选C.
点睛:本题主要考查三角函数的化简和最小正周期公式,属于中档题
32.【2022年新高考2卷】已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图像关于点2π3,0中心对称,则( )
A.f(x)在区间0,5π12单调递减
B.f(x)在区间-π12,11π12有两个极值点
C.直线x=7π6是曲线y=f(x)的对称轴
D.直线y=32-x是曲线y=f(x)的切线
【答案】AD
【解析】
【分析】
根据三角函数的性质逐个判断各选项,即可解出.
【详解】
由题意得:f2π3=sin4π3+φ=0,所以4π3+φ=kπ,k∈Z,
即φ=-4π3+kπ,k∈Z,
又0<φ<π,所以k=2时,φ=2π3,故f(x)=sin2x+2π3.
对A,当x∈0,5π12时,2x+2π3∈2π3,3π2,由正弦函数y=sinu图象知y=f(x)在0,5π12上是单调递减;
对B,当x∈-π12,11π12时,2x+2π3∈π2,5π2,由正弦函数y=sinu图象知y=f(x)只有1个极值点,由2x+2π3=3π2,解得x=5π12,即x=5π12为函数的唯一极值点;
对C,当x=7π6时,2x+2π3=3π,f(7π6)=0,直线x=7π6不是对称轴;
对D,由y'=2cos2x+2π3=-1得:cos2x+2π3=-12,
解得2x+2π3=2π3+2kπ或2x+2π3=4π3+2kπ,k∈Z,
从而得:x=kπ或x=π3+kπ,k∈Z,
所以函数y=f(x)在点0,32处的切线斜率为k=y'x=0=2cos2π3=-1,
切线方程为:y-32=-(x-0)即y=32-x.
故选:AD.
33.【2020年新高考1卷(山东卷)】下图是函数y= sin(ωx+φ)的部分图像,则sin(ωx+φ)= ( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
首先利用周期确定的值,然后确定的值即可确定函数的解析式,最后利用诱导公式可得正确结果.
【详解】
由函数图像可知:,则,所以不选A,
不妨令,
当时,,
解得:,
即函数的解析式为:
.
而
故选:BC.
【点睛】
已知f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的部分图象求其解析式时,A比较容易看图得出,困难的是求待定系数ω和φ,常用如下两种方法:
(1)由ω=即可求出ω;确定φ时,若能求出离原点最近的右侧图象上升(或下降)的“零点”横坐标x0,则令ωx0+φ=0(或ωx0+φ=π),即可求出φ.
(2)代入点的坐标,利用一些已知点(最高点、最低点或“零点”)坐标代入解析式,再结合图形解出ω和φ,若对A,ω的符号或对φ的范围有要求,则可用诱导公式变换使其符合要求.
34.【2022年全国乙卷】记函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的最小正周期为T,若f(T)=32,x=π9为f(x)的零点,则ω的最小值为____________.
【答案】3
【解析】
【分析】
首先表示出T,根据fT=32求出φ,再根据x=π9为函数的零点,即可求出ω的取值,从而得解;
【详解】
解: 因为fx=cosωx+φ,(ω>0,0<φ<π)
所以最小正周期T=2πω,因为fT=cosω⋅2πω+φ=cos2π+φ=cosφ=32,
又0<φ<π,所以φ=π6,即fx=cosωx+π6,
又x=π9为fx的零点,所以π9ω+π6=π2+kπ,k∈Z,解得ω=3+9k,k∈Z,
因为ω>0,所以当k=0时ωmin=3;
故答案为:3
35.【2021年甲卷文科】已知函数的部分图像如图所示,则_______________.
【答案】
【解析】
【分析】
首先确定函数的解析式,然后求解的值即可.
【详解】
由题意可得:,
当时,,
令可得:,
据此有:.
故答案为:.
【点睛】
已知f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的部分图象求其解析式时,A比较容易看图得出,困难的是求待定系数ω和φ,常用如下两种方法:
(1)由ω=即可求出ω;确定φ时,若能求出离原点最近的右侧图象上升(或下降)的“零点”横坐标x0,则令ωx0+φ=0(或ωx0+φ=π),即可求出φ.
(2)代入点的坐标,利用一些已知点(最高点、最低点或“零点”)坐标代入解析式,再结合图形解出ω和φ,若对A,ω的符号或对φ的范围有要求,则可用诱导公式变换使其符合要求.
36.【2021年甲卷理科】已知函数的部分图像如图所示,则满足条件的最小正整数x为________.
【答案】2
【解析】
【分析】
先根据图象求出函数的解析式,再求出的值,然后求解三角不等式可得最小正整数或验证数值可得.
【详解】
由图可知,即,所以;
由五点法可得,即;
所以.
因为,;
所以由可得或;
因为,所以,
方法一:结合图形可知,最小正整数应该满足,即,
解得,令,可得,
可得的最小正整数为2.
方法二:结合图形可知,最小正整数应该满足,又,符合题意,可得的最小正整数为2.
故答案为:2.
【点睛】
关键点睛:根据图象求解函数的解析式是本题求解的关键,根据周期求解,根据特殊点求解.
37.【2020年新课标2卷文科】若,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】
直接利用余弦的二倍角公式进行运算求解即可.
【详解】
.
故答案为:.
【点睛】
本题考查了余弦的二倍角公式的应用,属于基础题.
38.【2020年新高考1卷(山东卷)】某中学开展劳动实习,学生加工制作零件,零件的截面如图所示.O为圆孔及轮廓圆弧AB所在圆的圆心,A是圆弧AB与直线AG的切点,B是圆弧AB与直线BC的切点,四边形DEFG为矩形,BC⊥DG,垂足为C,tan∠ODC=,,EF=12 cm,DE=2 cm,A到直线DE和EF的距离均为7 cm,圆孔半径为1 cm,则图中阴影部分的面积为________cm2.
【答案】
【解析】
【分析】
利用求出圆弧所在圆的半径,结合扇形的面积公式求出扇形的面积,求出直角的面积,阴影部分的面积可通过两者的面积之和减去半个单位圆的面积求得.
【详解】
设,由题意,,所以,
因为,所以,
因为,所以,
因为与圆弧相切于点,所以,
即为等腰直角三角形;
在直角中,,,
因为,所以,
解得;
等腰直角的面积为;
扇形的面积,
所以阴影部分的面积为.
故答案为:.
【点睛】
本题主要考查三角函数在实际中应用,把阴影部分合理分割是求解的关键,以劳动实习为背景,体现了五育并举的育人方针.
39.【2019年新课标1卷文科】函数的最小值为___________.
【答案】.
【解析】
【分析】
本题首先应用诱导公式,转化得到二倍角的余弦,进一步应用二倍角的余弦公式,得到关于的二次函数,从而得解.
【详解】
,
,当时,,
故函数的最小值为.
【点睛】
解答本题的过程中,部分考生易忽视的限制,而简单应用二次函数的性质,出现运算错误.
40.【2018年新课标2卷理科】已知,,则__________.
【答案】
【解析】
【详解】
因为,
所以,①
因为,
所以,②
①②得,
即,
解得,
故本题正确答案为
41.【2018年新课标2卷文科】已知,则__________.
【答案】.
【解析】
【分析】
利用两角差的正切公式展开,解方程可得.
【详解】
,解方程得.
【点睛】
本题主要考查学生对于两角和差公式的掌握情况,属于简单题型,解决此类问题的核心是要公式记忆准确,特殊角的三角函数值运算准确.
42.【2018年新课标3卷理科】函数在的零点个数为________.
【答案】
【解析】
【分析】
求出的范围,再由函数值为零,得到的取值可得零点个数.
【详解】
详解:
由题可知,或
解得,或
故有3个零点.
【点睛】
本题主要考查三角函数的性质和函数的零点,属于基础题.
43.【2019年新课标1卷文科】已知函数f(x)=2sinx-xcosx-x,f′(x)为f(x)的导数.
(1)证明:f′(x)在区间(0,π)存在唯一零点;
(2)若x∈[0,π]时,f(x)≥ax,求a的取值范围.
【答案】(1)见解析;
(2).
【解析】
【分析】
(1)求导得到导函数后,设为进行再次求导,可判断出当时,,当时,,从而得到单调性,由零点存在定理可判断出唯一零点所处的位置,证得结论;(2)构造函数,通过二次求导可判断出,;分别在,,和的情况下根据导函数的符号判断单调性,从而确定恒成立时的取值范围.
【详解】
(1)
令,则
当时,令,解得:
当时,;当时,
在上单调递增;在上单调递减
又,,
即当时,,此时无零点,即无零点
,使得
又在上单调递减 为,即在上的唯一零点
综上所述:在区间存在唯一零点
(2)若时,,即恒成立
令
则,
由(1)可知,在上单调递增;在上单调递减
且,,
,
①当时,,即在上恒成立
在上单调递增
,即,此时恒成立
②当时,,,
,使得
在上单调递增,在上单调递减
又,
在上恒成立,即恒成立
③当时,,
,使得
在上单调递减,在上单调递增
时,,可知不恒成立
④当时,
在上单调递减
可知不恒成立
综上所述:
【点睛】
本题考查利用导数讨论函数零点个数、根据恒成立的不等式求解参数范围的问题.对于此类端点值恰为恒成立不等式取等的值的问题,通常采用构造函数的方式,将问题转变成函数最值与零之间的比较,进而通过导函数的正负来确定所构造函数的单调性,从而得到最值.
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