格物学 第五章 三角函数三角函数的拓展与综合

齐次式的求值问题-三角函数的拓展与综合知识点回顾进阶自测题解析-西藏自治区等高一数学必修,平均正确率54.0%

2025-05-26
齐次式的求值问题-三角函数的拓展与综合知识点回顾进阶自测题解析-西藏自治区等高一数学必修,平均正确率54.0%
1、['利用诱导公式化简', '同角三角函数的商数关系', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '齐次式的求值问题']

正确率40.0%已知$$2 \mathrm{s i n} ( \pi-\alpha)=3 \mathrm{s i n} \left( \frac{\pi} {2}+\alpha\right),$$则$$\operatorname{s i n}^{2} \alpha-\frac{1} {2} \mathrm{s i n} 2 \alpha-\mathrm{c o s}^{2} \alpha=$$(

B

A.$$\frac{5} {1 3}$$

B.$$- \frac1 {1 3}$$

C.$$- \frac{5} {1 3}$$

D.$$\frac{1} {1 3}$$

2、['同角三角函数的商数关系', '两角和与差的正弦公式', '齐次式的求值问题']

正确率60.0%已知$$\operatorname{t a n} \alpha=2$$,则$$\operatorname{s i n} \Bigl( \alpha-\frac{\pi} {4} \Bigr) \operatorname{s i n} \Bigl( \alpha+\frac{\pi} {4} \Bigr)=$$​(

C

A.$${{−}}$$$$\frac{3} {1 0}$$

B.$$- \frac{3} {5}$$​

C.$$\frac{3} {1 0}$$

D.$$\frac{3} {5}$$​

3、['同角三角函数的商数关系', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '齐次式的求值问题']

正确率60.0%已知$$\operatorname{t a n} \left( \frac{\theta} {2}-\frac{\pi} {6} \right)=2$$,则$$\operatorname{c o s} \left( \theta-\frac{\pi} {3} \right)=$$(

B

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

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

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

D.$$- \frac{4} {5}$$

4、['同角三角函数基本关系的综合应用', '齐次式的求值问题']

正确率40.0%已知$$\operatorname{t a n} \alpha=3,$$则$$2 \operatorname{s i n}^{2} \alpha+4 \operatorname{s i n} \alpha\operatorname{c o s} \alpha-9 \operatorname{c o s}^{2} \alpha$$的值为(

B

A.$${{3}}$$

B.$$\frac{2 1} {1 0}$$

C.$$\frac{1} {3}$$

D.$$\frac{1} {3 0}$$

5、['用角的终边上的点的坐标表示三角函数', '同角三角函数基本关系的综合应用', '齐次式的求值问题']

正确率60.0%已知角$${{α}}$$的顶点与原点重合,始边与$${{x}}$$轴的正半轴重合,点$$P ( 1, 2 )$$在角$${{α}}$$的终边上,则$${\frac{\mathrm{s i n} \alpha-\mathrm{c o s} \alpha} {3 \mathrm{s i n} \alpha-2 \mathrm{c o s} \alpha}}=( \begin{array} {c} {} \\ {} \\ \end{array} )$$

D

A.$${{4}}$$

B.$$\frac{3} {4}$$

C.$$\frac{1} {2}$$

D.$$\frac{1} {4}$$

6、['利用诱导公式化简', '角α与π±α的三角函数值之间的关系', '同角三角函数的商数关系', '齐次式的求值问题']

正确率60.0%已知$$\operatorname{t a n} ( \pi+\alpha)=\frac{1} {2},$$则$$\frac{\operatorname{s i n} \, \alpha-\operatorname{c o s} \, \alpha} {2 \operatorname{s i n} \, \alpha+\operatorname{c o s} \, \alpha}=( \begin{array} {c} {} \\ {} \\ \end{array} )$$

D

A.$$\frac{1} {4}$$

B.$$\frac{1} {2}$$

C.$$- \frac{1} {2}$$

D.$$- \frac{1} {4}$$

7、['同角三角函数的商数关系', '齐次式的求值问题']

正确率60.0%若$$\operatorname{t a n} \alpha=2,$$则$$\frac{\operatorname{s i n} \alpha+\operatorname{c o s} \alpha} {\operatorname{s i n} \alpha-\operatorname{c o s} \alpha}$$等于(

D

A.$${{−}{3}}$$

B.$$- \frac{1} {3}$$

C.$$\frac{1} {3}$$

D.$${{3}}$$

8、['同角三角函数的商数关系', '两角和与差的正弦公式', '同角三角函数基本关系的综合应用', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '齐次式的求值问题']

正确率60.0%若$$\operatorname{s i n} ( \alpha+\frac{\pi} {4} )=\sqrt{2} ( \operatorname{s i n} \alpha+2 \operatorname{c o s} \alpha),$$则$$\operatorname{s i n} 2 \alpha=~ ($$

C

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

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

C.$$- \frac{3} {5}$$

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

9、['点到直线的距离', '直线的点斜式方程', '直线和圆相切', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '齐次式的求值问题']

正确率40.0%已知直线$${{l}}$$过点$$( \ -3, \ 0 )$$且倾斜角为$${{α}}$$,若$${{l}}$$与圆$$x^{2} ~+~ ( y-2 )^{\rho^{2}}=4$$相切,则$$\operatorname{c o s} 2 \alpha=$$(

C

A.$${{1}}$$

B.$$- \frac{1 1 9} {1 6 9}$$

C.$${{1}}$$或$$- \frac{1 1 9} {1 6 9}$$

D.$${{−}{1}}$$或$$- \frac{1 1 9} {1 6 9}$$

10、['用角的终边上的点的坐标表示三角函数', '齐次式的求值问题']

正确率60.0%已知角$${{α}}$$的始边与$${{x}}$$轴的非负半轴重合,终边上一点$$P (-3, 4 )$$,则$$\frac{\operatorname{c o s} \alpha+\operatorname{s i n} \alpha} {\operatorname{c o s} \alpha-\operatorname{s i n} \alpha}$$等于(

A

A.$$- \frac{1} {7}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{−}{3}}$$

D.$$\frac{1} {7}$$

1. 首先利用三角函数的诱导公式化简方程:

$$2 \sin (\pi - \alpha) = 2 \sin \alpha$$

$$3 \sin \left( \frac{\pi}{2} + \alpha \right) = 3 \cos \alpha$$

因此方程化为:

$$2 \sin \alpha = 3 \cos \alpha \Rightarrow \tan \alpha = \frac{3}{2}$$

将所求表达式化简:

$$\sin^2 \alpha - \frac{1}{2} \sin 2\alpha - \cos^2 \alpha = \sin^2 \alpha - \sin \alpha \cos \alpha - \cos^2 \alpha$$

$$= (\sin^2 \alpha - \cos^2 \alpha) - \sin \alpha \cos \alpha$$

$$= -\cos 2\alpha - \frac{1}{2} \sin 2\alpha$$

利用 $$\tan \alpha = \frac{3}{2}$$,设直角三角形邻边为 2,对边为 3,斜边为 $$\sqrt{13}$$,则:

$$\sin \alpha = \frac{3}{\sqrt{13}}, \cos \alpha = \frac{2}{\sqrt{13}}$$

代入得:

$$-\left( \frac{4}{13} - \frac{9}{13} \right) - \frac{1}{2} \cdot \frac{12}{13} = \frac{5}{13} - \frac{6}{13} = -\frac{1}{13}$$

答案为 $$\boxed{B}$$。

2. 已知 $$\tan \alpha = 2$$,利用积化和差公式:

$$\sin \left( \alpha - \frac{\pi}{4} \right) \sin \left( \alpha + \frac{\pi}{4} \right) = \frac{1}{2} [\cos \left( -\frac{\pi}{2} \right) - \cos 2\alpha ]$$

$$= \frac{1}{2} [0 - \cos 2\alpha] = -\frac{1}{2} \cos 2\alpha$$

由 $$\tan \alpha = 2$$,得 $$\cos 2\alpha = \frac{1 - \tan^2 \alpha}{1 + \tan^2 \alpha} = \frac{1 - 4}{1 + 4} = -\frac{3}{5}$$

因此原式 $$= -\frac{1}{2} \times \left( -\frac{3}{5} \right) = \frac{3}{10}$$

答案为 $$\boxed{C}$$。

3. 设 $$\beta = \frac{\theta}{2} - \frac{\pi}{6}$$,则 $$\tan \beta = 2$$,且 $$\theta = 2\beta + \frac{\pi}{3}$$。

所求为 $$\cos \left( \theta - \frac{\pi}{3} \right) = \cos 2\beta$$。

由 $$\tan \beta = 2$$,得 $$\cos 2\beta = \frac{1 - \tan^2 \beta}{1 + \tan^2 \beta} = \frac{1 - 4}{1 + 4} = -\frac{3}{5}$$。

答案为 $$\boxed{B}$$。

4. 已知 $$\tan \alpha = 3$$,将表达式除以 $$\cos^2 \alpha$$:

$$2 \sin^2 \alpha + 4 \sin \alpha \cos \alpha - 9 \cos^2 \alpha = 2 \tan^2 \alpha + 4 \tan \alpha - 9$$

$$= 2 \times 9 + 4 \times 3 - 9 = 18 + 12 - 9 = 21$$

再除以分母 $$\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1$$(即 $$\cos^2 \alpha ( \tan^2 \alpha + 1 ) = \cos^2 \alpha \times 10$$),因此原式 $$= \frac{21}{10}$$。

答案为 $$\boxed{B}$$。

5. 点 $$P(1, 2)$$ 在终边上,因此 $$\sin \alpha = \frac{2}{\sqrt{5}}$$,$$\cos \alpha = \frac{1}{\sqrt{5}}$$。

代入表达式:

$$\frac{\sin \alpha - \cos \alpha}{3 \sin \alpha - 2 \cos \alpha} = \frac{\frac{2}{\sqrt{5}} - \frac{1}{\sqrt{5}}}{3 \times \frac{2}{\sqrt{5}} - 2 \times \frac{1}{\sqrt{5}}} = \frac{\frac{1}{\sqrt{5}}}{\frac{4}{\sqrt{5}}} = \frac{1}{4}$$

答案为 $$\boxed{D}$$。

6. $$\tan (\pi + \alpha) = \tan \alpha = \frac{1}{2}$$。

将表达式分子分母同除以 $$\cos \alpha$$:

$$\frac{\sin \alpha - \cos \alpha}{2 \sin \alpha + \cos \alpha} = \frac{\tan \alpha - 1}{2 \tan \alpha + 1} = \frac{\frac{1}{2} - 1}{2 \times \frac{1}{2} + 1} = \frac{-\frac{1}{2}}{2} = -\frac{1}{4}$$

答案为 $$\boxed{D}$$。

7. 将表达式分子分母同除以 $$\cos \alpha$$:

$$\frac{\sin \alpha + \cos \alpha}{\sin \alpha - \cos \alpha} = \frac{\tan \alpha + 1}{\tan \alpha - 1} = \frac{2 + 1}{2 - 1} = 3$$

答案为 $$\boxed{D}$$。

8. 展开左边:

$$\sin \left( \alpha + \frac{\pi}{4} \right) = \sin \alpha \cos \frac{\pi}{4} + \cos \alpha \sin \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} (\sin \alpha + \cos \alpha)$$

因此方程化为:

$$\frac{\sqrt{2}}{2} (\sin \alpha + \cos \alpha) = \sqrt{2} (\sin \alpha + 2 \cos \alpha)$$

化简得:

$$\sin \alpha + \cos \alpha = 2 \sin \alpha + 4 \cos \alpha \Rightarrow -\sin \alpha - 3 \cos \alpha = 0 \Rightarrow \tan \alpha = -3$$

利用 $$\sin 2\alpha = \frac{2 \tan \alpha}{1 + \tan^2 \alpha} = \frac{-6}{10} = -\frac{3}{5}$$

答案为 $$\boxed{C}$$。

9. 圆的方程为 $$x^2 + (y - 2)^2 = 4$$,圆心 $$(0, 2)$$,半径 $$r = 2$$。

直线 $$l$$ 过点 $$(-3, 0)$$,斜率为 $$\tan \alpha$$,方程为 $$y = \tan \alpha (x + 3)$$。

由相切条件,距离公式:

$$\frac{| \tan \alpha \times 0 - 1 \times 2 + 3 \tan \alpha |}{\sqrt{\tan^2 \alpha + 1}} = 2$$

化简得:

$$|3 \tan \alpha - 2| = 2 \sqrt{\tan^2 \alpha + 1}$$

平方后解得 $$\tan \alpha = 0$$ 或 $$\tan \alpha = \frac{12}{5}$$。

对应 $$\cos 2\alpha = 1$$ 或 $$\cos 2\alpha = \frac{1 - \left( \frac{12}{5} \right)^2}{1 + \left( \frac{12}{5} \right)^2} = -\frac{119}{169}$$。

答案为 $$\boxed{C}$$。

10. 点 $$P(-3, 4)$$ 在终边上,因此 $$\sin \alpha = \frac{4}{5}$$,$$\cos \alpha = -\frac{3}{5}$$。

代入表达式:

$$\frac{\cos \alpha + \sin \alpha}{\cos \alpha - \sin \alpha} = \frac{-\frac{3}{5} + \frac{4}{5}}{-\frac{3}{5} - \frac{4}{5}} = \frac{\frac{1}{5}}{- \frac{7}{5}} = -\frac{1}{7}$$

答案为 $$\boxed{A}$$。

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