格物学 第五章 三角函数5.5 三角恒等变换

两角和与差的正切公式-5.5 三角恒等变换知识点回顾进阶单选题自测题答案-海南省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-08-29
两角和与差的正切公式-5.5 三角恒等变换知识点回顾进阶单选题自测题答案-海南省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['同角三角函数基本关系的综合应用', '两角和与差的正切公式']

正确率60.0%已知$${{θ}}$$是第二象限角$$, ~ \operatorname{s i n} \left( \theta+\frac{\pi} {4} \right)=\frac{3} {5},$$则$$\mathrm{t a n} \theta=$$(

D

A.$$- \frac{3} {4}$$

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

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

D.$${{−}{7}}$$

2、['一元二次方程根与系数的关系', '角α与π±α的三角函数值之间的关系', '判断三角形的形状', '两角和与差的正切公式']

正确率40.0%$$A, ~ B, ~ C$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$的三个内角,且$$tan$$是方程$$3 x^{2}-5 x+1=0$$的两个实数根,则$${{△}{A}{B}{C}}$$是$${{(}{)}}$$

D

A.等边三角形

B.锐角三角形

C.等腰三角形

D.钝角三角形

3、['两角和与差的正切公式']

正确率80.0%已知$$\operatorname{t a n} \theta=2, \, \mathbb{A} \, \operatorname{t a n} ( \theta-\frac{\pi} {4} )$$的值是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{3}}$$

B.$${{−}{3}}$$

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

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

4、['给值求值', '同角三角函数基本关系的综合应用', '两角和与差的正切公式']

正确率60.0%已知$$\alpha\in( 0, \pi) \,,$$且$$\mathrm{s i n} \alpha=\frac{3} {5}$$,则$$\operatorname{t a n} ( \alpha+\frac{\pi} {4} )=\ thdelims [ b ]$$

D

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

B.$${{7}}$$

C.$$- \frac{1} {7}$$或$${{−}{7}}$$

D.$$\frac{1} {7}$$或$${{7}}$$

5、['一元二次方程根与系数的关系', '给值求角', '两角和与差的正切公式']

正确率60.0%已知$$\operatorname{t a n} \alpha, ~ \operatorname{t a n} \beta$$是方程$$x^{2}+\sqrt{3} x-2=0$$的两个根,且$$- \frac{\pi} {2} < \alpha< \frac{\pi} {2}, ~ ~-\frac{\pi} {2} < \beta< \frac{\pi} {2}$$,则$${{α}{+}{β}}$$的值是(

C

A.$$- \frac{\pi} {6}$$

B.$$- \frac{2 \pi} {3}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$或$$- \frac{5 \pi} {6}$$

D.$$- \frac{\pi} {3}$$或$$\frac{2 \pi} {3}$$

6、['数列的递推公式', '正切(型)函数的周期性', '两角和与差的正切公式']

正确率40.0%若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{1}=\frac{1} {2}$$且$$a_{n+1}=\frac{a_{n}+( 2-\sqrt{3} )} {1-( 2-\sqrt{3} ) a_{n}}$$,则$$a_{2 0 1 8}$$为(

A

A.$$\frac{5 \sqrt{3}-6} {3}$$

B.$$\frac{1+3 \sqrt{2}} {5}$$

C.$${{0}}$$

D.$${{1}}$$

7、['两角和与差的正切公式']

正确率60.0%$$( 1+\operatorname{t a n} 1 5^{o} ) ( 1+\operatorname{t a n} 3 0^{o} )$$的值是

D

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{0}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

8、['两角和与差的正切公式']

正确率60.0%已知$$\operatorname{t a n} ( \alpha+\frac{\pi} {1 2} )=-2,$$则$$\operatorname{t a n} ( \alpha+\frac{\pi} {3} )=( \eta)$$

A

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

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

C.$${{−}{3}}$$

D.$${{3}}$$

9、['一元二次方程根与系数的关系', '两角和与差的正切公式', '特殊角的三角函数值']

正确率60.0%已知$$\operatorname{t a n} \theta, ~ \operatorname{t a n} \varphi$$是方程$$x^{2}+3 \sqrt{3} x+4=0$$的两根,且$$\theta, \, \, \varphi\in( \frac{\pi} {2}, \frac{3 \pi} {2} ),$$则$${{θ}{+}{φ}}$$的值为(

A

A.$$\frac{4 \pi} {3}$$

B.$$\frac{7 \pi} {3}$$

C.$$\frac{4 \pi} {3}$$或$$\frac{7 \pi} {3}$$

D.$$\frac{5 \pi} {3}$$或$$\frac{7 \pi} {3}$$

10、['两角和与差的正切公式']

正确率60.0%已知$$2 \operatorname{t a n} \theta-\operatorname{t a n} \Bigl( \theta+\frac{\pi} {4} \Bigr)=7$$,则$$\operatorname{t a n} \, \theta=$$(

D

A.$${{–}{2}}$$

B.$${{–}{1}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

1. 已知 $$θ$$ 是第二象限角,且 $$\sin \left( θ + \frac{\pi}{4} \right) = \frac{3}{5}$$,求 $$\tan θ$$。

设 $$α = θ + \frac{\pi}{4}$$,则 $$\sin α = \frac{3}{5}$$,且 $$α$$ 在第一或第二象限。

由于 $$θ$$ 在第二象限,即 $$\frac{\pi}{2} < θ < \pi$$,则 $$\frac{3\pi}{4} < α < \frac{5\pi}{4}$$,因此 $$α$$ 在第二象限,$$\cos α < 0$$。

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

于是 $$\tan α = \frac{\sin α}{\cos α} = \frac{3/5}{-4/5} = -\frac{3}{4}$$。

由 $$α = θ + \frac{\pi}{4}$$,得 $$θ = α - \frac{\pi}{4}$$。

利用正切差公式:$$\tan θ = \tan \left( α - \frac{\pi}{4} \right) = \frac{\tan α - \tan \frac{\pi}{4}}{1 + \tan α \tan \frac{\pi}{4}} = \frac{-\frac{3}{4} - 1}{1 + \left( -\frac{3}{4} \right) \times 1} = \frac{-\frac{7}{4}}{\frac{1}{4}} = -7$$。

选项 D 为 $$-7$$,符合结果。

2. 已知 $$A, B, C$$ 是 $$\triangle ABC$$ 的内角,且 $$\tan A$$ 和 $$\tan B$$ 是方程 $$3x^2 - 5x + 1 = 0$$ 的两个实数根,判断三角形形状。

由韦达定理:$$\tan A + \tan B = \frac{5}{3}$$,$$\tan A \tan B = \frac{1}{3}$$。

利用 $$\tan (A + B) = \frac{\tan A + \tan B}{1 - \tan A \tan B} = \frac{5/3}{1 - 1/3} = \frac{5/3}{2/3} = \frac{5}{2}$$。

由于 $$A + B + C = \pi$$,则 $$C = \pi - (A + B)$$,所以 $$\tan C = -\tan (A + B) = -\frac{5}{2} < 0$$。

因此角 $$C$$ 为钝角,$$\triangle ABC$$ 是钝角三角形。

选项 D 正确。

3. 已知 $$\tan θ = 2$$,求 $$\tan \left( θ - \frac{\pi}{4} \right)$$。

利用正切差公式:$$\tan \left( θ - \frac{\pi}{4} \right) = \frac{\tan θ - \tan \frac{\pi}{4}}{1 + \tan θ \tan \frac{\pi}{4}} = \frac{2 - 1}{1 + 2 \times 1} = \frac{1}{3}$$。

选项 D 正确。

4. 已知 $$α \in (0, \pi)$$,且 $$\sin α = \frac{3}{5}$$,求 $$\tan \left( α + \frac{\pi}{4} \right)$$。

由 $$\sin α = \frac{3}{5}$$,且 $$α \in (0, \pi)$$,分两种情况:

若 $$α \in (0, \frac{\pi}{2})$$,则 $$\cos α = \frac{4}{5}$$,$$\tan α = \frac{3}{4}$$。

若 $$α \in (\frac{\pi}{2}, \pi)$$,则 $$\cos α = -\frac{4}{5}$$,$$\tan α = -\frac{3}{4}$$。

利用正切和公式:$$\tan \left( α + \frac{\pi}{4} \right) = \frac{\tan α + 1}{1 - \tan α}$$。

当 $$\tan α = \frac{3}{4}$$ 时,$$\tan \left( α + \frac{\pi}{4} \right) = \frac{3/4 + 1}{1 - 3/4} = \frac{7/4}{1/4} = 7$$。

当 $$\tan α = -\frac{3}{4}$$ 时,$$\tan \left( α + \frac{\pi}{4} \right) = \frac{-3/4 + 1}{1 - (-3/4)} = \frac{1/4}{7/4} = \frac{1}{7}$$。

因此结果为 $$\frac{1}{7}$$ 或 $$7$$,选项 D 正确。

5. 已知 $$\tan α, \tan β$$ 是方程 $$x^2 + \sqrt{3} x - 2 = 0$$ 的两个根,且 $$α, β \in \left( -\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2} \right)$$,求 $$α + β$$。

由韦达定理:$$\tan α + \tan β = -\sqrt{3}$$,$$\tan α \tan β = -2$$。

利用 $$\tan (α + β) = \frac{\tan α + \tan β}{1 - \tan α \tan β} = \frac{-\sqrt{3}}{1 - (-2)} = \frac{-\sqrt{3}}{3} = -\frac{\sqrt{3}}{3}$$。

由于 $$α, β \in \left( -\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2} \right)$$,则 $$α + β \in (-\pi, \pi)$$。

$$\tan (α + β) = -\frac{\sqrt{3}}{3}$$,对应角度为 $$-\frac{\pi}{6}$$ 或 $$\frac{5\pi}{6}$$,但 $$\frac{5\pi}{6} > \frac{\pi}{2}$$,且由 $$\tan α \tan β < 0$$ 知 $$α$$ 和 $$β$$ 异号,故 $$α + β$$ 应接近 0,所以 $$α + β = -\frac{\pi}{6}$$。

选项 A 正确。

6. 数列 $$\{a_n\}$$ 满足 $$a_1 = \frac{1}{2}$$ 且 $$a_{n+1} = \frac{a_n + (2 - \sqrt{3})}{1 - (2 - \sqrt{3}) a_n}$$,求 $$a_{2018}$$。

观察递推式形式,类似正切和公式:$$\tan(x + y) = \frac{\tan x + \tan y}{1 - \tan x \tan y}$$。

令 $$\tan θ_n = a_n$$,且 $$\tan y = 2 - \sqrt{3}$$,注意到 $$\tan 15^\circ = 2 - \sqrt{3}$$。

则递推式变为:$$\tan θ_{n+1} = \frac{\tan θ_n + \tan 15^\circ}{1 - \tan θ_n \tan 15^\circ} = \tan (θ_n + 15^\circ)$$。

因此 $$θ_{n+1} = θ_n + 15^\circ$$(取主值),数列为等差数列。

由 $$a_1 = \frac{1}{2}$$,即 $$\tan θ_1 = \frac{1}{2}$$,则 $$θ_1 = \arctan \frac{1}{2}$$。

于是 $$θ_n = θ_1 + (n-1) \times 15^\circ$$。

$$a_{2018} = \tan θ_{2018} = \tan \left( \arctan \frac{1}{2} + 2017 \times 15^\circ \right)$$。

计算 $$2017 \times 15^\circ = 30255^\circ$$,模 $$180^\circ$$ 求余:$$30255 \div 180 = 168 \times 180 = 30240$$,余 $$15^\circ$$。

所以 $$θ_{2018} = \arctan \frac{1}{2} + 15^\circ$$。

$$\tan (θ_{2018}) = \tan \left( \arctan \frac{1}{2} + 15^\circ \right) = \frac{\frac{1}{2} + \tan 15^\circ}{1 - \frac{1}{2} \tan 15^\circ}$$。

代入 $$\tan 15^\circ = 2 - \sqrt{3}$$:

分子:$$\frac{1}{2} + 2 - \sqrt{3} = \frac{5}{2} - \sqrt{3}$$

分母:$$1 - \frac{1}{2}(2 - \sqrt{3}) = 1 - 1 + \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$

所以 $$\tan θ_{2018} = \frac{\frac{5}{2} - \sqrt{3}}{\frac{\sqrt{3}}{2}} = \frac{5 - 2\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = \frac{5}{\sqrt{3}} - 2$$。

有理化:$$\frac{5\sqrt{3}}{3} - 2 = \frac{5\sqrt{3} - 6}{3}$$。

选项 A 正确。

7. 求 $$(1 + \tan 15^\circ)(1 + \tan 30^\circ)$$ 的值。

计算 $$\tan 15^\circ = 2 - \sqrt{3}$$,$$\tan 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{3}$$。

直接计算:$$1 + \tan 15^\circ = 1 + 2 - \sqrt{3} = 3 - \sqrt{3}$$

$$1 + \tan 30^\circ = 1 + \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{3 + \sqrt{3}}{3}$$

乘积:$$(3 - \sqrt{3}) \cdot \frac{3 + \sqrt{3}}{3} = \frac{9 - 3}{3} = \frac{6}{3} = 2$$。

选项 D 正确。

8. 已知 $$\tan \left( α + \frac{\pi}{12} \right) = -2$$,求 $$\tan \left( α + \frac{\pi}{3} \right)$$。

注意 $$\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{12} = \frac{\pi}{4}$$,所以 $$α + \frac{\pi}{3} = \left( α + \frac{\pi}{12} \right) + \frac{\pi}{4}$$。

利用正切和公式:$$\tan \left( α + \frac{\pi}{3} \right) = \tan \left( \left( α + \frac{\pi}{12} \right) + \frac{\pi}{4} \right) = \frac{\tan \left( α + \frac{\pi}{12} \right) + \tan \frac{\pi}{4}}{1 - \tan \left( α + \frac{\pi}{12} \right) \tan \frac{\pi}{4}} = \frac{-2 + 1}{1 - (-2) \times 1} = \frac{-1}{3} = -\frac{1}{3}$$。

选项 A 正确。

9. 已知 $$\tan θ, \tan φ$$ 是方程 $$x^2 + 3\sqrt{3} x + 4 = 0$$ 的两根,且 $$θ, φ \in \left( \frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2} \right)$$,求 $$θ + φ$$。

由韦达定理:$$\tan θ + \tan φ = -3\sqrt{3}$$,$$\tan θ \tan φ = 4$$。

$$\tan (θ + φ) = \frac{\tan θ + \tan φ}{1 - \tan θ \tan φ} = \frac{-3\sqrt{3}}{1 - 4} = \frac{-3\sqrt{3}}{-3} = \sqrt{3}$$。

由于 $$θ, φ \in \left( \frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2} \right)$$,则 $$θ + φ \in (\pi, 3\pi)$$。

$$\tan (θ + φ) = \sqrt{3}$$,对应角度为 $$\frac{\pi}{3} + k\pi$$。

在区间 $$(\pi, 3\pi)$$ 内,可能值为 $$\frac{4\pi}{3}$$ 和 $$\frac{7\pi}{3}$$。

又由 $$\tan θ \tan φ = 4 > 0$$,且 $$\tan θ + \tan φ < 0$$,说明 $$\tan θ < 0$$ 和 $$\tan φ < 0$$,即 $$θ, φ \in \left( \frac{\pi}{2}, \pi \right)$$ 或 $$θ, φ \in \left( \frac{3\pi}{2}, 2\pi \right)$$,但给定区间为 $$\left( \frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2} \right)$$,所以 $$θ, φ \in \left( \frac{\pi}{2}, \pi \right)$$,则 $$θ + φ \in (\pi, 2\pi)$$,故 $$θ + φ = \frac{4\pi}{3}$$。

选项 A 正确。

10. 已知 $$2 \tan θ - \tan \left( θ + \frac{\pi}{4} \right) = 7$$,求 $$\tan θ$$。

展开 $$\tan \left( θ + \frac{\pi}{4} \right) = \frac{\tan θ + 1}{1 - \tan θ}$$。

代入方程:$$2 \tan θ - \frac{\tan θ + 1}{1 - \tan θ} = 7$$。

设 $$t = \tan θ$$,则 $$2t - \frac{t + 1}{1 - t} = 7$$。

通分:$$\frac{2t(1 - t) - (t + 1)}{1 - t} = 7$$

分子:$$2t - 2t^2 - t - 1 = -2t^2 + t - 1$$

所以 $$\frac{-2t^2 + t - 1}{1 - t} = 7$$

两边乘以 $$1 - t$$:$$-2t^2 + t - 1 = 7(1 - t) = 7 - 7t$$

整理:$$-2t^2 + t - 1 - 7 + 7t = 0$$

$$-2t^2 + 8t - 8 = 0$$

除以 -2:$$t^2 - 4t + 4 = 0$$

$$(t - 2)^2 = 0$$,所以 $$t = 2$$。

选项 D 正确。

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