格物学 第五章 三角函数5.5 三角恒等变换

两角和与差的余弦公式-5.5 三角恒等变换知识点教师选题进阶自测题解析-甘肃省等高一数学必修,平均正确率54.0%

2025-09-19
两角和与差的余弦公式-5.5 三角恒等变换知识点教师选题进阶自测题解析-甘肃省等高一数学必修,平均正确率54.0%
1、['角α与π/2±α的三角函数值之间的关系', '两角和与差的余弦公式']

正确率60.0%$$\operatorname{s i n} 2 0^{\circ} \operatorname{c o s} 1 0^{\circ}+\operatorname{s i n} 1 0^{\circ} \operatorname{s i n} 7 0^{\circ}$$的值是(

C

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

B.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

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

D.$$\frac{\sqrt{3}} {4}$$

2、['角α与-α的三角函数值之间的关系', '两角和与差的余弦公式']

正确率60.0%$$\operatorname{c o s} ( 4 7^{\circ}-\alpha) \operatorname{c o s} ( \alpha-1 7^{\circ} )-$$$$\operatorname{s i n} {( 4 7^{\circ}-\alpha)} \operatorname{s i n} {( \alpha-1 7^{\circ} )}=$$(

C

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

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

C.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

D.$$- \frac{\sqrt3} {2}$$

3、['余弦定理及其应用', '两角和与差的余弦公式', '二倍角的正弦、余弦、正切公式']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$A. ~ B. ~ C$$的对边分别为$$a, ~ b, ~ c$$,若$$2 \operatorname{c o s}^{2} \frac{A+B} {2}-\operatorname{c o s} 2 C=1, \ 4 \operatorname{s i n} B=3 \operatorname{s i n} A, \ a-b=1$$,则$${{c}}$$的值为(

A

A.$${\sqrt {{1}{3}}}$$

B.$${\sqrt {7}}$$

C.$${\sqrt {{3}{7}}}$$

D.$${{6}}$$

5、['两角和与差的余弦公式', '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']

正确率60.0%已知$$\alpha\in\left( \frac{\pi} {2} \pi\right), ~ ~ \operatorname{c o s} \left( \alpha-\frac{\pi} {4} \right)=\frac{3} {5},$$则$${{s}{i}{n}{α}}$$等于(

C

A.$$- \frac{\sqrt2} {1 0}$$

B.$$\frac{\sqrt2} {1 0}$$

C.$$\frac{7 \sqrt{2}} {1 0}$$

D.$$- \frac{\sqrt2} {1 0}$$或$$\frac{7 \sqrt{2}} {1 0}$$

7、['角α与π±α的三角函数值之间的关系', '角α与(3π)/2±α的三角函数值之间的关系', '两角和与差的余弦公式']

正确率60.0%$$\frac{\operatorname{s i n} 2 8 5^{\circ}} {\operatorname{c o s} 2 2 5^{\circ}}=$$

D

A.$$- \frac{\sqrt{3}+1} {2}$$

B.$$\frac{1-\sqrt{3}} {2}$$

C.$$\frac{\sqrt3-1} {2}$$

D.$$\frac{1+\sqrt{3}} {2}$$

8、['函数奇偶性的应用', '函数奇、偶性的图象特征', '两角和与差的余弦公式', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质']

正确率60.0%定义运算:$$\left| \begin{matrix} {a_{1}} & {a_{2}} \\ {a_{3}} & {a_{4}} \\ \end{matrix} \right|=a_{1} a_{4}-a_{2} a_{3}$$,将函数$$f \ ( \ x ) \ =\left| \begin{matrix} {\sqrt{3}} & {\operatorname{s i n} \omega x} \\ {1} & {\operatorname{c o s} \omega x} \\ \end{matrix} \right| \ ( \omega> 0 )$$的图象向左平移$$\frac{2 \pi} {3}$$个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则$${{ω}}$$的最小值是(

B

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

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

C.$$\frac{7} {4}$$

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

9、['向量的模', '平面向量加法、减法的坐标运算', '向量坐标与向量的数量积', '向量在几何中的应用举例', '两角和与差的余弦公式', '余弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知$$| \overrightarrow{a} |=2, \, \, | \overrightarrow{b} |=| \overrightarrow{c} |=1$$,则$$( \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} ) \cdot( \overrightarrow{c}-\overrightarrow{b} )$$的最小值为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{−}{4}}$$

C.$${{−}{6}}$$

D.$${{−}{1}}$$

10、['正弦(型)函数的周期性', '两角和与差的余弦公式', '辅助角公式', '两角和与差的正弦公式', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知$$f ( x )=\operatorname{s i n} ( 2 0 1 5 x+\frac{\pi} {6} )+\operatorname{c o s} ( 2 0 1 5 x-\frac{\pi} {3} )$$的最大值为$${{A}}$$,若存在实数$${{x}_{1}{,}{{x}_{2}}}$$,使得对任意实数$${{x}}$$总有$$f ( x_{1} ) \leqslant f ( x ) \leqslant f ( x_{2} )$$成立,则$$A \, | x_{1}-x_{2} |$$的最小值为(

B

A.$$\frac{\pi} {2 0 1 5}$$

B.$$\frac{2 \pi} {2 0 1 5}$$

C.$$\frac{4 \pi} {2 0 1 5}$$

D.$$\frac{\pi} {4 0 3 0}$$

1. 计算:$$\sin 20^\circ \cos 10^\circ + \sin 10^\circ \sin 70^\circ$$

利用恒等式:$$\sin 70^\circ = \cos 20^\circ$$

原式变为:$$\sin 20^\circ \cos 10^\circ + \sin 10^\circ \cos 20^\circ = \sin (20^\circ + 10^\circ) = \sin 30^\circ = \frac{1}{2}$$

答案:C

2. 计算:$$\cos (47^\circ - \alpha) \cos (\alpha - 17^\circ) - \sin (47^\circ - \alpha) \sin (\alpha - 17^\circ)$$

利用余弦和角公式:$$\cos A \cos B - \sin A \sin B = \cos (A + B)$$

这里 $$A = 47^\circ - \alpha$$,$$B = \alpha - 17^\circ$$

所以 $$A + B = 47^\circ - \alpha + \alpha - 17^\circ = 30^\circ$$

原式 $$= \cos 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}$$

答案:C

3. 在 $$\triangle ABC$$ 中,已知:$$2 \cos^2 \frac{A+B}{2} - \cos 2C = 1$$,$$4 \sin B = 3 \sin A$$,$$a - b = 1$$,求 $$c$$

首先利用恒等式:$$\cos^2 \frac{A+B}{2} = \frac{1 + \cos (A+B)}{2}$$

代入得:$$2 \cdot \frac{1 + \cos (A+B)}{2} - \cos 2C = 1 + \cos (A+B) - \cos 2C = 1$$

由于 $$A + B + C = \pi$$,所以 $$A + B = \pi - C$$,$$\cos (A+B) = -\cos C$$

原式变为:$$1 - \cos C - \cos 2C = 1$$,即 $$- \cos C - \cos 2C = 0$$

利用二倍角公式:$$\cos 2C = 2 \cos^2 C - 1$$

代入得:$$- \cos C - (2 \cos^2 C - 1) = - \cos C - 2 \cos^2 C + 1 = 0$$

整理得:$$2 \cos^2 C + \cos C - 1 = 0$$

解得:$$\cos C = \frac{1}{2}$$ 或 $$\cos C = -1$$(舍去,因为 $$C$$ 为三角形内角)

所以 $$C = 60^\circ$$

由正弦定理:$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = 2R$$

已知 $$4 \sin B = 3 \sin A$$,所以 $$\frac{\sin A}{\sin B} = \frac{4}{3}$$,即 $$\frac{a}{b} = \frac{4}{3}$$

又 $$a - b = 1$$,解得:$$a = 4$$,$$b = 3$$

利用余弦定理:$$c^2 = a^2 + b^2 - 2ab \cos C = 16 + 9 - 2 \cdot 4 \cdot 3 \cdot \frac{1}{2} = 25 - 12 = 13$$

所以 $$c = \sqrt{13}$$

答案:A

5. 已知 $$\alpha \in \left( \frac{\pi}{2}, \pi \right)$$,$$\cos \left( \alpha - \frac{\pi}{4} \right) = \frac{3}{5}$$,求 $$\sin \alpha$$

设 $$\beta = \alpha - \frac{\pi}{4}$$,则 $$\alpha = \beta + \frac{\pi}{4}$$,$$\sin \alpha = \sin \left( \beta + \frac{\pi}{4} \right) = \sin \beta \cos \frac{\pi}{4} + \cos \beta \sin \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} (\sin \beta + \cos \beta)$$

已知 $$\cos \beta = \frac{3}{5}$$,且 $$\alpha \in \left( \frac{\pi}{2}, \pi \right)$$,则 $$\beta \in \left( \frac{\pi}{4}, \frac{3\pi}{4} \right)$$,$$\sin \beta > 0$$

$$\sin \beta = \sqrt{1 - \cos^2 \beta} = \sqrt{1 - \frac{9}{25}} = \frac{4}{5}$$

所以 $$\sin \alpha = \frac{\sqrt{2}}{2} \left( \frac{4}{5} + \frac{3}{5} \right) = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{7}{5} = \frac{7 \sqrt{2}}{10}$$

答案:C

7. 计算:$$\frac{\sin 285^\circ}{\cos 225^\circ}$$

利用诱导公式:$$\sin 285^\circ = \sin (360^\circ - 75^\circ) = -\sin 75^\circ$$

$$\cos 225^\circ = \cos (180^\circ + 45^\circ) = -\cos 45^\circ = -\frac{\sqrt{2}}{2}$$

原式 $$= \frac{-\sin 75^\circ}{-\frac{\sqrt{2}}{2}} = \frac{2 \sin 75^\circ}{\sqrt{2}} = \sqrt{2} \sin 75^\circ$$

$$\sin 75^\circ = \sin (45^\circ + 30^\circ) = \sin 45^\circ \cos 30^\circ + \cos 45^\circ \sin 30^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$$

所以原式 $$= \sqrt{2} \cdot \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4} = \frac{\sqrt{12} + \sqrt{4}}{4} = \frac{2\sqrt{3} + 2}{4} = \frac{\sqrt{3} + 1}{2}$$

答案:D

8. 定义运算:$$\left| \begin{matrix} a_1 & a_2 \\ a_3 & a_4 \end{matrix} \right| = a_1 a_4 - a_2 a_3$$

函数 $$f(x) = \left| \begin{matrix} \sqrt{3} & \sin \omega x \\ 1 & \cos \omega x \end{matrix} \right| = \sqrt{3} \cos \omega x - \sin \omega x$$

可化为:$$f(x) = 2 \left( \frac{\sqrt{3}}{2} \cos \omega x - \frac{1}{2} \sin \omega x \right) = 2 \cos \left( \omega x + \frac{\pi}{6} \right)$$

向左平移 $$\frac{2\pi}{3}$$ 单位后:$$g(x) = f \left( x + \frac{2\pi}{3} \right) = 2 \cos \left( \omega \left( x + \frac{2\pi}{3} \right) + \frac{\pi}{6} \right) = 2 \cos \left( \omega x + \frac{2\omega \pi}{3} + \frac{\pi}{6} \right)$$

要求 $$g(x)$$ 为偶函数,即 $$g(-x) = g(x)$$,所以余弦函数的相位应为 $$k\pi$$($$k$$ 为整数)

即 $$\frac{2\omega \pi}{3} + \frac{\pi}{6} = k\pi$$

解得:$$\omega = \frac{3k\pi - \frac{\pi}{2}}{2\pi} = \frac{6k - 1}{4}$$

取最小正数:$$k = 1$$ 时,$$\omega = \frac{5}{4}$$

答案:B

9. 已知 $$|\vec{a}| = 2$$,$$|\vec{b}| = |\vec{c}| = 1$$,求 $$(\vec{a} - \vec{b}) \cdot (\vec{c} - \vec{b})$$ 的最小值

展开:$$\vec{a} \cdot \vec{c} - \vec{a} \cdot \vec{b} - \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{b} \cdot \vec{b} = \vec{a} \cdot \vec{c} - \vec{a} \cdot \vec{b} - \vec{b} \cdot \vec{c} + 1$$

由于 $$|\vec{a}| = 2$$,$$|\vec{b}| = |\vec{c}| = 1$$,点积的取值范围为 $$[-2, 2]$$(对于 $$\vec{a} \cdot \vec{c}$$),$$[-2, 2]$$(对于 $$\vec{a} \cdot \vec{b}$$),$$[-1, 1]$$(对于 $$\vec{b} \cdot \vec{c}$$)

要最小化表达式,应使 $$\vec{a} \cdot \vec{c}$$ 最小(取 -2),$$\vec{a} \cdot \vec{b}$$ 最大(取 2),$$\vec{b} \cdot \vec{c}$$ 最大(取 1)

代入得:$$-2 - 2 - 1 + 1 = -4$$

答案:B

10. 已知 $$f(x) = \sin \left( 2015x + \frac{\pi}{6} \right) + \cos \left( 2015x - \frac{\pi}{3} \right)$$

利用和角公式:$$\cos \left( 2015x - \frac{\pi}{3} \right) = \cos \left( 2015x + \frac{\pi}{6} - \frac{\pi}{2} \right) = \sin \left( 2015x + \frac{\pi}{6} \right)$$

所以 $$f(x) = 2 \sin \left( 2015x + \frac{\pi}{6} \right)$$,最大值 $$A = 2$$

周期 $$T = \frac{2\pi}{2015}$$,$$|x_1 - x_2|$$ 的最小值为半周期 $$\frac{\pi}{2015}$$

所以 $$A |x_1 - x_2|$$ 的最小值为 $$2 \cdot \frac{\pi}{2015} = \frac{2\pi}{2015}$$

答案:B

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