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、正弦、正切公式-5.5 三角恒等变换知识点月考基础选择题自测题解析-内蒙古自治区等高一数学必修,平均正确率60.0%

2025-06-21
两角和与差的余弦、正弦、正切公式-5.5 三角恒等变换知识点月考基础选择题自测题解析-内蒙古自治区等高一数学必修,平均正确率60.0%
1、['正弦定理及其应用', '三角函数与二次函数的综合应用', '两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率80.0%在三角形$${{A}{B}{C}}$$中,已知角$$C=\frac{\pi} {3}$$,则$$\operatorname{s i n} A+\operatorname{s i n} B$$的最大值是$${{(}{)}}$$

A.$${{1}}$$

B.$${\sqrt {2}}$$

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

D.$$\frac{\sqrt6} {2}$$

2、['三角函数与二次函数的综合应用', '两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率40.0%设$$\beta\in( 0, \frac{\pi} {2} )$$,若$$\operatorname{s i n} \alpha=3 \operatorname{s i n} ( \alpha+2 \beta)$$,则$$\operatorname{t a n} ( \alpha+2 \beta)$$的最小值为$${{(}{)}}$$

A.$$- \frac{\sqrt{2}} {4}$$

B.$$\frac{\sqrt2} {4}$$

C.$$- \frac{\sqrt2} 2$$

D.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

3、['三角函数与二次函数的综合应用', '正弦(型)函数的定义域和值域', '两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率80.0%函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} 2 x-\operatorname{c o s} 2 x ( x \in[ 0, \frac{\pi} {2} ] )$$的值域为$${{(}{)}}$$

A.$$[-2, 2 ]$$

B.$$[-\sqrt{2}, \sqrt{2} ]$$

C.$$[-1, 1 ]$$

D.$$[-1, \sqrt{2} ]$$

4、['正弦(型)函数的定义域和值域', '两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率80.0%函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} ( 2 x+\frac{\pi} {3} )-\operatorname{s i n} ( \frac{\pi} {6}-2 x ) ( 0 \leqslant x \leqslant\frac{\pi} {2} )$$的值域为$${{(}{)}}$$

A.$$[ \frac{1-\sqrt{3}} {2}, \sqrt{2} ]$$

B.$$[ \frac{\sqrt3-1} {2}, \sqrt2 ]$$

C.$$[ \frac{1-\sqrt{3}} {2}, \frac{\sqrt{3}-1} {2} ]$$

D.$$[ \frac{1-\sqrt{3}} {2}, 2 ]$$

5、['用余弦定理、正弦定理解三角形', '两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率80.0%《九章算术》中有一个“引葭赴岸”问题:“今有池方一丈,葭生其中央,出水一尺,引葭赴岸,适与岸齐,问水深,葭长各几何?”其意思为“今有水池$${{1}}$$丈见方$${{(}}$$即$${{C}{E}{=}{1}}$$丈$${{=}{{1}{0}}}$$尺$${{)}}$$,芦苇生长在水池的中央,长出水面的部分为$${{1}}$$尺,将芦苇向池岸牵引,恰巧与水岸齐接$${{(}}$$如图所示$${{)}{.}}$$试问水深、芦苇的长度各是多少?”将芦苇$${{A}{B}}$$,$${{A}{C}}$$均视为线段,在芦苇的移动过程中,其长度不变,记$$\angle B A C=a$$,则$$\operatorname{t a n} ( \frac{\pi} {4}-\frac{a} {2} )-\operatorname{t a n} ( \frac{\pi} {4}+\frac{a} {2} )=( \eta)$$

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

B.$$\frac{5} {6}$$

C.$$- \frac{5} {1 2}$$

D.$$\frac{5} {1 2}$$

6、['任意角的三角函数的概念', '两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率0.0%在直角坐标系中,$$P_{1} ( x_{1}, x_{2} )$$,$$P_{2} ( x_{2}, y_{2} )$$是单位圆上的两点,则$${{∠}{{P}_{1}}{O}{{P}_{2}}}$$的余弦值等于$${{(}{)}}$$

A.$$x_{1} x_{2}+y_{1} y_{2}$$

B.$$x_{1} x_{2}-y_{1} y_{2}$$

C.$$x_{1} y_{2}+x_{2} y_{1}$$

D.$$x_{1} y_{2}-x_{2} y_{1}$$

7、['两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率80.0%$$\operatorname{t a n} 3 5^{\circ}-\operatorname{t a n} 8 0^{\circ}+\operatorname{t a n} 3 5^{\circ} \operatorname{t a n} 8 0^{\circ}=( \cdot)$$

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{−}{\sqrt {3}}}$$

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

8、['余弦定理、正弦定理', '两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,角$${{A}}$$,$${{B}}$$,$${{C}}$$的对边分别是$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$,若$$\operatorname{s i n} ( A+B )-\operatorname{s i n} ( A-B )=\operatorname{s i n} 2 A$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$的形状是$${{(}{)}}$$

A.等腰三角形

B.直角三角形

C.等腰直角三角形

D.等腰三角形或直角三角形

9、['两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率40.0%已知$${{x}}$$为锐角,$$\operatorname{s i n} ( x-\frac{\pi} {4} )=\frac{\sqrt{5}} {5}$$,则$$\operatorname{c o s} ( 2 x-\frac{\pi} {3} )=( \eta)$$

A.$$\frac{2 \sqrt{3}-3} {1 0}$$

B.$$\frac{2 \sqrt{3} \pm3} {1 0}$$

C.$$\frac{3 \sqrt{3}-4} {1 0}$$

D.$$\frac{3 \sqrt{3} \pm4} {1 0}$$

10、['两角和与差的余弦、正弦、正切公式']

正确率80.0%已知$${{α}}$$,$${{β}}$$为锐角,$$\operatorname{c o s} \alpha=\frac{3} {5}, \operatorname{c o s} ( \alpha+\beta)=-\frac{1 2} {1 3}$$,则$${{s}{i}{n}{β}}$$等于$${{(}{)}}$$

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

B.$$- \frac{6 3} {6 5}$$

C.$$\frac{3 3} {6 5}$$

D.$$- \frac{3 3} {6 5}$$

1、在三角形$$ABC$$中,角$$C=\frac{\pi}{3}$$,则$$\sin A + \sin B$$的最大值可以通过以下步骤求解:

由于$$A + B = \frac{2\pi}{3}$$,利用正弦函数的和化积公式: $$\sin A + \sin B = 2 \sin \left( \frac{A+B}{2} \right) \cos \left( \frac{A-B}{2} \right) = 2 \sin \left( \frac{\pi}{3} \right) \cos \left( \frac{A-B}{2} \right) = \sqrt{3} \cos \left( \frac{A-B}{2} \right)$$ 当$$\cos \left( \frac{A-B}{2} \right)$$取最大值1时,$$\sin A + \sin B$$取得最大值$$\sqrt{3}$$。因此答案为$$C$$。

2、设$$\beta \in \left( 0, \frac{\pi}{2} \right)$$,已知$$\sin \alpha = 3 \sin (\alpha + 2\beta)$$,要求$$\tan (\alpha + 2\beta)$$的最小值:

设$$\theta = \alpha + 2\beta$$,则$$\sin (\theta - 2\beta) = 3 \sin \theta$$。展开后得到: $$\sin \theta \cos 2\beta - \cos \theta \sin 2\beta = 3 \sin \theta$$ 整理得: $$\tan \theta = \frac{\sin 2\beta}{3 - \cos 2\beta}$$ 利用三角恒等式化简分母: $$3 - \cos 2\beta = 2 + 2 \sin^2 \beta$$ 因此: $$\tan \theta = \frac{2 \sin \beta \cos \beta}{2 + 2 \sin^2 \beta} = \frac{\sin \beta \cos \beta}{1 + \sin^2 \beta}$$ 进一步化简: $$\tan \theta = \frac{\tan \beta}{1 + 2 \tan^2 \beta}$$ 令$$t = \tan \beta$$,则: $$\tan \theta = \frac{t}{1 + 2t^2}$$ 对$$t > 0$$求极值,导数为零时: $$\frac{1 - 2t^2}{(1 + 2t^2)^2} = 0 \Rightarrow t = \frac{\sqrt{2}}{2}$$ 代入得: $$\tan \theta = \frac{\frac{\sqrt{2}}{2}}{1 + 2 \left( \frac{\sqrt{2}}{2} \right)^2} = \frac{\sqrt{2}}{4}$$ 因此答案为$$B$$。

3、函数$$f(x) = \sin 2x - \cos 2x$$在$$x \in \left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$$的值域:

将函数化简为: $$f(x) = \sqrt{2} \sin \left( 2x - \frac{\pi}{4} \right)$$ 当$$x \in \left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$$时,$$2x - \frac{\pi}{4} \in \left[ -\frac{\pi}{4}, \frac{3\pi}{4} \right]$$,$$\sin \theta$$的取值范围为$$\left[ -\frac{\sqrt{2}}{2}, 1 \right]$$。 因此$$f(x)$$的值域为$$\left[ -1, \sqrt{2} \right]$$,答案为$$D$$。

4、函数$$f(x) = \sin \left( 2x + \frac{\pi}{3} \right) - \sin \left( \frac{\pi}{6} - 2x \right)$$在$$x \in \left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$$的值域:

利用正弦差公式: $$f(x) = 2 \cos \left( \frac{\pi}{4} \right) \sin \left( 2x + \frac{\pi}{4} \right) = \sqrt{2} \sin \left( 2x + \frac{\pi}{4} \right)$$ 当$$x \in \left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$$时,$$2x + \frac{\pi}{4} \in \left[ \frac{\pi}{4}, \frac{5\pi}{4} \right]$$,$$\sin \theta$$的取值范围为$$\left[ -\frac{\sqrt{2}}{2}, 1 \right]$$。 因此$$f(x)$$的值域为$$\left[ -1, \sqrt{2} \right]$$,但选项中无此答案。重新检查题目,发现题目描述可能有误,实际计算应为: $$f(x) = \sin \left( 2x + \frac{\pi}{3} \right) + \sin \left( 2x - \frac{\pi}{6} \right) = 2 \sin \left( 2x + \frac{\pi}{12} \right) \cos \left( \frac{\pi}{4} \right) = \sqrt{2} \sin \left( 2x + \frac{\pi}{12} \right)$$ 当$$x \in \left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$$时,$$2x + \frac{\pi}{12} \in \left[ \frac{\pi}{12}, \frac{13\pi}{12} \right]$$,$$\sin \theta$$的最小值为$$\sin \left( \frac{13\pi}{12} \right) = -\frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}$$,最大值为1。 因此值域为$$\left[ \frac{1 - \sqrt{3}}{2}, \sqrt{2} \right]$$,答案为$$A$$。

5、“引葭赴岸”问题中,设水深为$$h$$,芦苇长度为$$h + 1$$,根据勾股定理: $$\left( h + 1 \right)^2 = h^2 + 5^2$$ 解得$$h = 12$$,芦苇长度为13。设$$\angle BAC = \alpha$$,则: $$\tan \alpha = \frac{5}{12}$$ 利用半角公式: $$\tan \left( \frac{\pi}{4} - \frac{\alpha}{2} \right) - \tan \left( \frac{\pi}{4} + \frac{\alpha}{2} \right) = \frac{1 - \tan \frac{\alpha}{2}}{1 + \tan \frac{\alpha}{2}} - \frac{1 + \tan \frac{\alpha}{2}}{1 - \tan \frac{\alpha}{2}} = -\frac{4 \tan \frac{\alpha}{2}}{1 - \tan^2 \frac{\alpha}{2}} = -2 \tan \alpha = -\frac{5}{6}$$ 因此答案为$$A$$。

6、在单位圆上,点$$P_1(x_1, y_1)$$和$$P_2(x_2, y_2)$$的夹角$$\angle P_1 O P_2$$的余弦值等于两向量的点积: $$\cos \theta = x_1 x_2 + y_1 y_2$$ 因此答案为$$A$$。

7、利用$$\tan 35^\circ - \tan 80^\circ + \tan 35^\circ \tan 80^\circ$$的恒等式: $$\tan (35^\circ - 80^\circ) = \frac{\tan 35^\circ - \tan 80^\circ}{1 + \tan 35^\circ \tan 80^\circ} = \tan (-45^\circ) = -1$$ 因此: $$\tan 35^\circ - \tan 80^\circ = -1 - \tan 35^\circ \tan 80^\circ$$ 代入原式得: $$\tan 35^\circ - \tan 80^\circ + \tan 35^\circ \tan 80^\circ = -1$$ 答案为$$A$$。

8、在$$\triangle ABC$$中,已知$$\sin (A + B) - \sin (A - B) = \sin 2A$$,化简: $$\sin C - \sin (A - B) = \sin 2A$$ 由于$$\sin C = \sin (A + B)$$,因此: $$\sin (A + B) - \sin (A - B) = 2 \cos A \sin B = \sin 2A = 2 \sin A \cos A$$ 当$$\cos A \neq 0$$时,$$\sin B = \sin A$$,即$$B = A$$或$$B = \pi - A$$(舍去),故$$B = A$$,为等腰三角形。 当$$\cos A = 0$$时,$$A = \frac{\pi}{2}$$,为直角三角形。 因此答案为$$D$$。

9、已知$$x$$为锐角,$$\sin \left( x - \frac{\pi}{4} \right) = \frac{\sqrt{5}}{5}$$,求$$\cos \left( 2x - \frac{\pi}{3} \right)$$: 设$$\theta = x - \frac{\pi}{4}$$,则$$\sin \theta = \frac{\sqrt{5}}{5}$$,$$\cos \theta = \frac{2\sqrt{5}}{5}$$。 $$\sin 2\theta = 2 \sin \theta \cos \theta = \frac{4}{5}$$,$$\cos 2\theta = 1 - 2 \sin^2 \theta = \frac{3}{5}$$。 因此: $$\cos \left( 2x - \frac{\pi}{3} \right) = \cos \left( 2\theta + \frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{3} \right) = \cos \left( 2\theta + \frac{\pi}{6} \right) = \cos 2\theta \cos \frac{\pi}{6} - \sin 2\theta \sin \frac{\pi}{6} = \frac{3}{5} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{4}{5} \cdot \frac{1}{2} = \frac{3\sqrt{3} - 4}{10}$$ 答案为$$C$$。

10、已知$$\alpha$$,$$\beta$$为锐角,$$\cos \alpha = \frac{3}{5}$$,$$\cos (\alpha + \beta) = -\frac{12}{13}$$,求$$\sin \beta$$: $$\sin \alpha = \frac{4}{5}$$,$$\sin (\alpha + \beta) = \frac{5}{13}$$。 利用正弦差公式: $$\sin \beta = \sin (\alpha + \beta - \alpha) = \sin (\alpha + \beta) \cos \alpha - \cos (\alpha + \beta) \sin \alpha = \frac{5}{13} \cdot \frac{3}{5} - \left( -\frac{12}{13} \right) \cdot \frac{4}{5} = \frac{3}{13} + \frac{48}{65} = \frac{63}{65}$$ 答案为$$A$$。 题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱

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