格物学

三角函数中的数学文化-三角函数的拓展与综合知识点教师选题基础自测题解析-山西省等高一数学必修,平均正确率64.0%

2025-05-02
三角函数中的数学文化-三角函数的拓展与综合知识点教师选题基础自测题解析-山西省等高一数学必修,平均正确率64.0%
1、['三角函数中的数学文化', '二倍角的正弦、余弦、正切公式']

正确率40.0%被誉为“中国现代数学之父”的著名数学家华罗庚先生倡导的“$${{0}{.}{6}{1}{8}}$$优选法”在生产和科研实践中得到了非常广泛的应用$${,{{0}{.}{6}{1}{8}}}$$就是黄金分割比$$m=\frac{\sqrt{5}-1} {2}$$的近似值,黄金分割比还可以表示成$${{2}{{s}{i}{n}}{{1}{8}^{∘}}{,}}$$则$$\frac{2 m \sqrt{4-m^{2}}} {1-2 \mathrm{s i n}^{2} 2 7^{\circ}}=$$(

A

A.$${{4}}$$

B.$${\sqrt {5}{+}{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${\sqrt {5}{−}{1}}$$

4、['等差数列的通项公式', '三角函数中的数学文化', '等差数列的基本量']

正确率40.0%我国古代数学名著$${《}$$九章算术.均输$${》}$$中记载了这样一个问题:$${{“}}$$今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等,问各得几何?$${{”}}$$,其意思为$${{“}}$$已知甲$${、}$$乙$${、}$$丙$${、}$$丁$${、}$$戊五人分$${{5}}$$钱,甲$${、}$$乙两人所得与丙$${、}$$丁$${、}$$戊三人所得相同,且甲$${、}$$乙$${、}$$丙$${、}$$丁$${、}$$戊所得依次成等差数列,问五人各得多少钱?$${{”}{(}{“}}$$钱$${{”}}$$是古代一种重量单位),这个问题中,等差数列的通项公式为(

D

A.$$- {\frac{1} {6}} n+{\frac{7} {6}} \, ( n \in N^{*}, \, n \leqslant5 )$$

B.$${\frac{1} {6}} n+{\frac{3} {2}} \ ( n \in N^{*}, \ n \leqslant5 )$$

C.$${\frac{1} {6}} n+{\frac{7} {6}} \ ( n \in N^{*}, \ n \leqslant5 )$$

D.$$- {\frac{1} {6}} n+{\frac{3} {2}} \, \, ( \, n \in N^{*}, \, \, n \leqslant5 )$$

5、['三角恒等变换综合应用', '给角求值', '三角函数中的数学文化', '二倍角的正弦、余弦、正切公式']

正确率60.0%公元前$${{6}}$$世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派通过研究正五边形和正十边形的作图,发现了黄金分割比值约为$${{0}{.}{6}{1}{8}{,}}$$这一数值也可以表示为$${{m}{=}{2}{{s}{i}{n}}{{1}{8}^{∘}}{,}}$$若$${{m}^{2}{+}{n}{=}{4}{,}}$$则$$\frac{m \sqrt{n}} {2 \mathrm{c o s}^{2} 2 7^{\circ}-1}=$$(

C

A.$${{8}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

7、['类比推理', '三角函数中的数学文化']

正确率40.0%我国古代称直角三角形为勾股形,并且直角边中较小者为勾,另一直角边为股,斜边为弦.若$${{a}{,}{b}{.}{,}{c}}$$为直角三角形的三边,其中$${{c}}$$为斜边,则$${{a}^{2}{+}{{b}^{2}}{=}{{c}^{2}}}$$,称这个定理为勾股定理.现将这一定理推广到立体几何中:在四面体$${{O}{−}{A}{B}{C}}$$中,$${{∠}{A}{O}{B}{=}{∠}{B}{O}{C}{=}{∠}{A}{O}{C}{=}{{9}{0}^{∘}}{,}{S}}$$为顶点$${{O}}$$所对面的面积,$${{S}_{1}{,}{{S}_{2}}{,}{{S}_{3}}}$$分别为侧面$${{△}{O}{A}{B}{,}{△}{O}{A}{C}{,}{△}{O}{B}{C}}$$的面积,则下列选项中对于$${{S}{,}{{S}_{1}}{,}{{S}_{2}}{,}{{S}_{3}}}$$满足的关系描述正确的为(

C

A.$${{S}{=}{{S}_{1}}{+}{{S}_{2}}{+}{{S}_{3}}}$$

B.$$S^{2}=\frac{1} {S_{1}^{2}}+\frac{1} {S_{2}^{2}}+\frac{1} {S_{3}^{2}}$$

C.$${{S}^{2}{=}{{S}^{2}_{1}}{+}{{S}^{2}_{2}}{+}{{S}^{2}_{3}}}$$

D.$$S=\frac1 {S_{1}}+\frac{1} {S_{2}}+\frac{1} {S_{3}}$$

8、['三角函数中的数学文化', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '同角三角函数的平方关系']

正确率60.0%中国古代数学家赵爽设计的弦图是由四个全等的直角三角形拼成,四个全等的直角三角形也可拼成如图所示的菱形,已知弦图中,大正方形的面积为$${{1}{0}{0}}$$,小正方形的面积为$${{4}}$$,则图中菱形的一个锐角的正弦值为(
$$None$$

A

A.$$\frac{2 4} {2 5}$$

B.$$\frac{3} {5}$$

C.$$\frac{4} {5}$$

D.$$\frac{7} {2 5}$$

9、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '三角函数中的数学文化']

正确率60.0%音乐,是用声音来展现美,给人以听觉上的享受,熔铸人们的美学趣味.著名数学家傅立叶研究了乐声的本质,他证明了所有的乐声都能用数学表达式来描述,它们是一些形如$${{a}{{s}{i}{n}}{b}{x}}$$的简单正弦函数的和,其中频率最低的一项是基本音,其余的为泛音.由乐声的数学表达式可知,所有泛音的频率都是基本音频率的整数倍,称为基本音的谐波.下列函数中不能与函数$${{y}{=}{{0}{.}{0}{6}}{{s}{i}{n}}{{1}{8}{0}}{{0}{0}{0}}{t}}$$构成乐音的是(

C

A.$${{y}{=}{{0}{.}{0}{2}}{{s}{i}{n}}{{3}{6}{0}}{{0}{0}{0}}{t}}$$

B.$${{y}{=}{{0}{.}{0}{3}}{{s}{i}{n}}{{1}{8}{0}}{{0}{0}{0}}{t}}$$

C.$${{y}{=}{{0}{.}{0}{2}}{{s}{i}{n}}{{1}{8}{1}}{{8}{0}{0}}{t}}$$

D.$${{y}{=}{{0}{.}{0}{5}}{{s}{i}{n}}{{5}{4}{0}}{{0}{0}{0}}{t}}$$

10、['三角函数的其他应用', '三角函数中的数学文化']

正确率40.0%$${{2}{0}{2}{0}}$$年$${{3}}$$月$${{1}{4}}$$日是全球首个国际圆周率日($${{π}}$$$${{D}{a}{y}}$$).历史上,求圆周率$${{π}}$$的方法有多种,与中国传统数学中的“割圆术”相似.数学家阿尔$${{⋅}}$$卡西的方法是:当正整数$${{n}}$$充分大时,计算单位圆的内接正$${{6}{n}}$$边形的周长和外切正$${{6}{n}}$$边形(各边均与圆相切的正$${{6}{n}}$$边形)的周长,将它们的算术平均数作为$${{2}{π}}$$的近似值.按照阿尔$${{⋅}}$$卡西的方法,$${{π}}$$的近似值的表达式是().

A

A.$$3 n \left( \operatorname{s i n} \frac{3 0^{\circ}} {n}+\operatorname{t a n} \frac{3 0^{\circ}} {n} \right)$$

B.$$6 n \left( \operatorname{s i n} \frac{3 0^{\circ}} {n}+\operatorname{t a n} \frac{3 0^{\circ}} {n} \right)$$

C.$$3 n \left( \operatorname{s i n} \frac{6 0^{\circ}} {n}+\operatorname{t a n} \frac{6 0^{\circ}} {n} \right)$$

D.$$6 n \left( \operatorname{s i n} \frac{6 0^{\circ}} {n}+\operatorname{t a n} \frac{6 0^{\circ}} {n} \right)$$

1. 题目解析:

首先,已知黄金分割比 $$m = \frac{\sqrt{5}-1}{2}$$,且 $$m = 2\sin18^\circ$$。需要计算的表达式为: $$\frac{2 m \sqrt{4-m^{2}}} {1-2 \sin^{2} 27^{\circ}}$$
步骤1:计算 $$\sqrt{4 - m^2}$$。 $$m = \frac{\sqrt{5}-1}{2}$$,所以: $$m^2 = \left(\frac{\sqrt{5}-1}{2}\right)^2 = \frac{6 - 2\sqrt{5}}{4} = \frac{3 - \sqrt{5}}{2}$$ 因此: $$\sqrt{4 - m^2} = \sqrt{4 - \frac{3 - \sqrt{5}}{2}} = \sqrt{\frac{5 + \sqrt{5}}{2}}$$
步骤2:计算分母 $$1 - 2\sin^2 27^\circ$$。 利用余弦二倍角公式: $$1 - 2\sin^2 27^\circ = \cos 54^\circ$$
步骤3:将分子和分母代入表达式: $$\frac{2 m \sqrt{4 - m^2}}{\cos 54^\circ} = \frac{2 \cdot 2\sin18^\circ \cdot \sqrt{\frac{5 + \sqrt{5}}{2}}}{\cos 54^\circ}$$ 化简: $$= \frac{4\sin18^\circ \cdot \sqrt{\frac{5 + \sqrt{5}}{2}}}{\cos 54^\circ}$$ 利用 $$\cos 54^\circ = \sin 36^\circ$$ 和 $$\sin 36^\circ = 2\sin18^\circ \cos18^\circ$$: $$= \frac{4\sin18^\circ \cdot \sqrt{\frac{5 + \sqrt{5}}{2}}}{2\sin18^\circ \cos18^\circ} = \frac{2 \sqrt{\frac{5 + \sqrt{5}}{2}}}{\cos18^\circ}$$ 进一步化简,利用 $$\cos18^\circ = \sqrt{\frac{5 + \sqrt{5}}{8}}$$: $$= \frac{2 \sqrt{\frac{5 + \sqrt{5}}{2}}}{\sqrt{\frac{5 + \sqrt{5}}{8}}} = 2 \cdot \sqrt{4} = 4$$
因此,答案为 $$\boxed{A}$$。

4. 题目解析:

设等差数列为 $$a_n = a_1 + (n-1)d$$,其中 $$n \in \{1, 2, 3, 4, 5\}$$。
根据题意,甲、乙两人所得与丙、丁、戊三人所得相同,且总和为5钱: $$a_1 + a_2 = a_3 + a_4 + a_5$$ 且: $$a_1 + a_2 + a_3 + a_4 + a_5 = 5$$
将等差数列代入: $$a_1 + (a_1 + d) = (a_1 + 2d) + (a_1 + 3d) + (a_1 + 4d)$$ 化简: $$2a_1 + d = 3a_1 + 9d$$ 解得: $$a_1 = -8d$$
总和: $$5a_1 + 10d = 5(-8d) + 10d = -30d = 5$$ 解得: $$d = -\frac{1}{6}$$ 因此: $$a_1 = -8d = \frac{4}{3}$$
通项公式: $$a_n = \frac{4}{3} + (n-1)\left(-\frac{1}{6}\right) = -\frac{1}{6}n + \frac{3}{2}$$
因此,答案为 $$\boxed{D}$$。

5. 题目解析:

已知 $$m = 2\sin18^\circ$$ 且 $$m^2 + n = 4$$,所以: $$n = 4 - m^2 = 4 - 4\sin^2 18^\circ = 4\cos^2 18^\circ$$
需要计算的表达式为: $$\frac{m \sqrt{n}} {2 \cos^{2} 27^{\circ}-1}$$
步骤1:计算 $$2\cos^2 27^\circ - 1$$。 利用余弦二倍角公式: $$2\cos^2 27^\circ - 1 = \cos 54^\circ$$
步骤2:将 $$m$$ 和 $$n$$ 代入表达式: $$\frac{2\sin18^\circ \cdot \sqrt{4\cos^2 18^\circ}}{\cos 54^\circ} = \frac{2\sin18^\circ \cdot 2\cos18^\circ}{\cos 54^\circ} = \frac{4\sin18^\circ \cos18^\circ}{\cos 54^\circ}$$ 利用 $$\sin 36^\circ = 2\sin18^\circ \cos18^\circ$$ 和 $$\cos 54^\circ = \sin 36^\circ$$: $$= \frac{2\sin36^\circ}{\sin36^\circ} = 2$$
因此,答案为 $$\boxed{C}$$。

7. 题目解析:

在四面体 $$O-ABC$$ 中,三个直角面面积分别为 $$S_1, S_2, S_3$$,底面面积为 $$S$$。
类比勾股定理,推广到立体几何中,面积关系为: $$S^2 = S_1^2 + S_2^2 + S_3^2$$
因此,答案为 $$\boxed{C}$$。

8. 题目解析:

设直角三角形两直角边为 $$a$$ 和 $$b$$,斜边为 $$c$$。
根据弦图性质: $$a^2 + b^2 = 100$$ $$(a - b)^2 = 4$$ 解得: $$a - b = 2$$ $$a^2 + b^2 - 2ab = 4$$ $$100 - 2ab = 4$$ $$ab = 48$$
菱形的锐角 $$\theta$$ 满足: $$\sin \theta = \frac{2ab}{a^2 + b^2} = \frac{96}{100} = \frac{24}{25}$$
因此,答案为 $$\boxed{A}$$。

9. 题目解析:

基本音频率为180000,泛音频率应为180000的整数倍。
选项C的频率为181800,不是180000的整数倍,因此不能构成乐音。
因此,答案为 $$\boxed{C}$$。

10. 题目解析:

单位圆的内接正 $$6n$$ 边形周长为: $$6n \cdot 2 \sin\left(\frac{30^\circ}{n}\right)$$
外切正 $$6n$$ 边形周长为: $$6n \cdot 2 \tan\left(\frac{30^\circ}{n}\right)$$
算术平均数为: $$\frac{6n \cdot 2 \sin\left(\frac{30^\circ}{n}\right) + 6n \cdot 2 \tan\left(\frac{30^\circ}{n}\right)}{2} = 6n \left(\sin\left(\frac{30^\circ}{n}\right) + \tan\left(\frac{30^\circ}{n}\right)\right)$$
因此,答案为 $$\boxed{A}$$。
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