格物学 第五章 三角函数5.5 三角恒等变换

角的代换-5.5 三角恒等变换知识点教师选题进阶选择题自测题解析-福建省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-07-25
角的代换-5.5 三角恒等变换知识点教师选题进阶选择题自测题解析-福建省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['两角和与差的余弦公式', '同角三角函数的平方关系', '角的代换']

正确率60.0%若$$0 < \alpha< \beta< \frac{\pi} {2},$$且$$\mathrm{s i n} \alpha=\frac{\sqrt{1 0}} {1 0}$$,$$\operatorname{c o s} ( \beta-\alpha)=\frac{\sqrt{5}} {5}$$,则$$\operatorname{c o s} \beta=$$(

A

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

B.$$\frac{\sqrt{2}} {5}$$

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

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

2、['已知某个三角函数值,求其余三角函数值', '两角和与差的正弦公式', '角的代换']

正确率60.0%已知$${{α}}$$为锐角$$\mathrm{, ~ \operatorname{s i n} \left( \alpha-\frac{\pi} {4} \right)=\frac{3} {5},}$$则$$\operatorname{s i n} \! \alpha=$$(

D

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

B.$$\frac{2 \sqrt{2}} {5}$$

C.$$\frac{3 \sqrt2} {5}$$

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

3、['两角和与差的正弦公式', '角的代换']

正确率60.0%已知锐角$${{α}{,}{β}}$$满足$$\mathrm{c o s} \alpha=\frac{2 \sqrt{5}} {5}, ~ \operatorname{s i n} ( \alpha-\beta)=-\frac{3} {5},$$则$${{s}{i}{n}{β}}$$的值为(

A

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

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

C.$$\frac{2 \sqrt{5}} {2 5}$$

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

4、['两角和与差的余弦公式', '同角三角函数的平方关系', '角的代换']

正确率60.0%已知$$\operatorname{s i n} \left( \alpha+\frac{\pi} {6} \right)=\frac{4} {5}, \operatorname{c o s} \left( \beta-\frac{\pi} {6} \right)=\frac{1 2} {1 3}$$,$$\alpha, \beta\in\left( 0, \frac{\pi} {6} \right)$$,则$$\operatorname{c o s} ( \alpha+\beta)=$$(

D

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

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

C.$$\frac{1 6} {6 5}$$

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

5、['两角和与差的正切公式', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '角的代换']

正确率60.0%若$$\operatorname{t a n} ( \alpha+2 \beta)=3$$,$$\operatorname{t a n} ( \alpha-\beta)=2$$,则$$\operatorname{t a n} ( \alpha+5 \beta)=$$(

B

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

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

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

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

6、['利用诱导公式化简', '利用诱导公式求值', '角的代换']

正确率60.0%已知$$\operatorname{s i n} ( \frac{\pi} {4} \!+\! \alpha) \!=\! \frac{\sqrt{3}} {3},$$则$$\operatorname{s i n} ( \frac{7 \pi} {4} \!-\! \alpha)$$的值为$${{(}{)}}$$

A

A.$$- \frac{\sqrt3} {3}$$

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

C.$$- \frac{\sqrt6} {3}$$

D.$$\frac{\sqrt{6}} {3}$$

7、['正弦定理及其应用', '两角和与差的余弦公式', '角的代换']

正确率60.0%$${{R}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$三角形的外接圆半径,若$$a b < 4 R^{2} \operatorname{c o s} A \operatorname{c o s} B$$,则$${{∠}{C}}$$为$${{(}{)}}$$

C

A.锐角

B.直角

C.钝角

D.无法判断

8、['三角恒等变换综合应用', '三角函数值在各象限的符号', '角的代换']

正确率60.0%已知$$\operatorname{c o s} ( \alpha-\beta)=-\frac{4} {5}, \; \; \operatorname{c o s} ( \alpha+\beta)=\frac{4} {5},$$且$$\alpha-\beta\in\left( \frac{\pi} {2}, \pi\right), \, \, \, \alpha+\beta\in\left( \frac{3 \pi} {2}, 2 \pi\right),$$则$$\operatorname{c o s} 2 \alpha=~ ($$

C

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

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

C.$$- \frac{7} {2 5}$$

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

9、['角α与π/2±α的三角函数值之间的关系', '角的代换']

正确率60.0%已知$$\operatorname{s i n} ( \frac{\pi} {4} \!+\! \alpha)=\frac{\bf2} {3},$$则$$\operatorname{c o s} ( \frac{\pi} {4} \!-\! \alpha)$$的值等于

B

A.$$- \frac{2} {3}$$

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

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

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

10、['给值求值', '两角和与差的余弦公式', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '角的代换']

正确率40.0%已知$${{α}{、}{β}}$$都是锐角,$$\cos\ ( \alpha+\beta) \ =\frac{5} {1 3}, \ \ \sin\ ( \alpha-\beta) \ =\frac{3} {5}$$,则$$\operatorname{s i n} \alpha=$$(

A

A.$$\frac{9} {1 3 0} \sqrt{1 3 0}$$

B.$$\frac{7} {1 3 0} \sqrt{1 3 0}$$

C.$$\frac{7} {6 5} \sqrt{6 5}$$

D.$$\frac{4} {6 5} \sqrt{6 5}$$

1. 解析:

已知 $$0 < \alpha < \beta < \frac{\pi}{2}$$,$$\sin \alpha = \frac{\sqrt{10}}{10}$$,$$\cos(\beta - \alpha) = \frac{\sqrt{5}}{5}$$。

首先计算 $$\cos \alpha$$:

$$\cos \alpha = \sqrt{1 - \sin^2 \alpha} = \sqrt{1 - \left(\frac{\sqrt{10}}{10}\right)^2} = \frac{3\sqrt{10}}{10}$$

设 $$\theta = \beta - \alpha$$,则 $$\cos \theta = \frac{\sqrt{5}}{5}$$,$$\sin \theta = \sqrt{1 - \cos^2 \theta} = \frac{2\sqrt{5}}{5}$$。

利用余弦差公式计算 $$\cos \beta$$:

$$\cos \beta = \cos(\alpha + \theta) = \cos \alpha \cos \theta - \sin \alpha \sin \theta = \frac{3\sqrt{10}}{10} \cdot \frac{\sqrt{5}}{5} - \frac{\sqrt{10}}{10} \cdot \frac{2\sqrt{5}}{5} = \frac{\sqrt{2}}{10}$$

答案为 A

2. 解析:

已知 $$\alpha$$ 为锐角,$$\sin\left(\alpha - \frac{\pi}{4}\right) = \frac{3}{5}$$。

设 $$\theta = \alpha - \frac{\pi}{4}$$,则 $$\sin \theta = \frac{3}{5}$$,$$\cos \theta = \frac{4}{5}$$(因为 $$\alpha$$ 为锐角,$$\theta \in \left(-\frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{4}\right)$$)。

利用正弦加法公式计算 $$\sin \alpha$$:

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

答案为 D

3. 解析:

已知锐角 $$\alpha, \beta$$,$$\cos \alpha = \frac{2\sqrt{5}}{5}$$,$$\sin(\alpha - \beta) = -\frac{3}{5}$$。

首先计算 $$\sin \alpha$$:

$$\sin \alpha = \sqrt{1 - \cos^2 \alpha} = \frac{\sqrt{5}}{5}$$

因为 $$\alpha - \beta$$ 为负锐角,$$\cos(\alpha - \beta) = \frac{4}{5}$$。

利用正弦差公式计算 $$\sin \beta$$:

$$\sin \beta = \sin \alpha \cos(\alpha - \beta) - \cos \alpha \sin(\alpha - \beta) = \frac{\sqrt{5}}{5} \cdot \frac{4}{5} - \frac{2\sqrt{5}}{5} \cdot \left(-\frac{3}{5}\right) = \frac{2\sqrt{5}}{5}$$

答案为 A

4. 解析:

已知 $$\sin\left(\alpha + \frac{\pi}{6}\right) = \frac{4}{5}$$,$$\cos\left(\beta - \frac{\pi}{6}\right) = \frac{12}{13}$$,且 $$\alpha, \beta \in \left(0, \frac{\pi}{6}\right)$$。

计算 $$\cos\left(\alpha + \frac{\pi}{6}\right)$$:

$$\cos\left(\alpha + \frac{\pi}{6}\right) = \sqrt{1 - \left(\frac{4}{5}\right)^2} = \frac{3}{5}$$

计算 $$\sin\left(\beta - \frac{\pi}{6}\right)$$:

$$\sin\left(\beta - \frac{\pi}{6}\right) = -\sqrt{1 - \left(\frac{12}{13}\right)^2} = -\frac{5}{13}$$(因为 $$\beta - \frac{\pi}{6} \in \left(-\frac{\pi}{6}, 0\right)$$)。

利用余弦加法公式计算 $$\cos(\alpha + \beta)$$:

$$\cos(\alpha + \beta) = \cos\left(\left(\alpha + \frac{\pi}{6}\right) + \left(\beta - \frac{\pi}{6}\right)\right) = \frac{3}{5} \cdot \frac{12}{13} - \frac{4}{5} \cdot \left(-\frac{5}{13}\right) = \frac{56}{65}$$

答案为 D

5. 解析:

已知 $$\tan(\alpha + 2\beta) = 3$$,$$\tan(\alpha - \beta) = 2$$。

设 $$x = \alpha + 2\beta$$,$$y = \alpha - \beta$$,则 $$\tan x = 3$$,$$\tan y = 2$$。

需要求 $$\tan(\alpha + 5\beta) = \tan(x + 3\beta)$$。

首先计算 $$\tan(3\beta)$$:

因为 $$x - y = 3\beta$$,所以 $$\tan(3\beta) = \tan(x - y) = \frac{\tan x - \tan y}{1 + \tan x \tan y} = \frac{3 - 2}{1 + 3 \cdot 2} = \frac{1}{7}$$

然后计算 $$\tan(x + 3\beta)$$:

$$\tan(x + 3\beta) = \frac{\tan x + \tan(3\beta)}{1 - \tan x \tan(3\beta)} = \frac{3 + \frac{1}{7}}{1 - 3 \cdot \frac{1}{7}} = \frac{\frac{22}{7}}{\frac{4}{7}} = \frac{11}{2}$$

答案为 B

6. 解析:

已知 $$\sin\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) = \frac{\sqrt{3}}{3}$$。

利用正弦函数的性质:

$$\sin\left(\frac{7\pi}{4} - \alpha\right) = \sin\left(2\pi - \left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right)\right) = -\sin\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) = -\frac{\sqrt{3}}{3}$$

答案为 A

7. 解析:

已知 $$ab < 4R^2 \cos A \cos B$$,其中 $$R$$ 为三角形外接圆半径。

利用正弦定理 $$a = 2R \sin A$$,$$b = 2R \sin B$$,代入不等式:

$$4R^2 \sin A \sin B < 4R^2 \cos A \cos B$$

化简得 $$\sin A \sin B < \cos A \cos B$$,即 $$\cos(A + B) > 0$$。

因为 $$A + B + C = \pi$$,所以 $$\cos(A + B) = -\cos C > 0$$,即 $$\cos C < 0$$,说明 $$C$$ 为钝角。

答案为 C

8. 解析:

已知 $$\cos(\alpha - \beta) = -\frac{4}{5}$$,$$\cos(\alpha + \beta) = \frac{4}{5}$$,且 $$\alpha - \beta \in \left(\frac{\pi}{2}, \pi\right)$$,$$\alpha + \beta \in \left(\frac{3\pi}{2}, 2\pi\right)$$。

计算 $$\sin(\alpha - \beta)$$ 和 $$\sin(\alpha + \beta)$$:

$$\sin(\alpha - \beta) = \sqrt{1 - \left(-\frac{4}{5}\right)^2} = \frac{3}{5}$$

$$\sin(\alpha + \beta) = -\sqrt{1 - \left(\frac{4}{5}\right)^2} = -\frac{3}{5}$$

利用余弦倍角公式计算 $$\cos 2\alpha$$:

$$\cos 2\alpha = \cos[(\alpha + \beta) + (\alpha - \beta)] = \cos(\alpha + \beta) \cos(\alpha - \beta) - \sin(\alpha + \beta) \sin(\alpha - \beta) = \frac{4}{5} \cdot \left(-\frac{4}{5}\right) - \left(-\frac{3}{5}\right) \cdot \frac{3}{5} = -\frac{7}{25}$$

答案为 C

9. 解析:

已知 $$\sin\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) = \frac{2}{3}$$。

利用余弦函数的性质:

$$\cos\left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right) = \sin\left(\frac{\pi}{2} - \left(\frac{\pi}{4} - \alpha\right)\right) = \sin\left(\frac{\pi}{4} + \alpha\right) = \frac{2}{3}$$

答案为 B

10. 解析:

已知 $$\alpha, \beta$$ 为锐角,$$\cos(\alpha + \beta) = \frac{5}{13}$$,$$\sin(\alpha - \beta) = \frac{3}{5}$$。

计算 $$\sin(\alpha + \beta)$$ 和 $$\cos(\alpha - \beta)$$:

$$\sin(\alpha + \beta) = \sqrt{1 - \left(\frac{5}{13}\right)^2} = \frac{12}{13}$$

$$\cos(\alpha - \beta) = \sqrt{1 - \left(\frac{3}{5}\right)^2} = \frac{4}{5}$$

利用正弦加法公式计算 $$\sin \alpha$$:

$$\sin \alpha = \sin\left(\frac{(\alpha + \beta) + (\alpha - \beta)}{2}\right) = \sin(\alpha + \beta) \cos(\alpha - \beta) + \cos(\alpha + \beta) \sin(\alpha - \beta) = \frac{12}{13} \cdot \frac{4}{5} + \frac{5}{13} \cdot \frac{3}{5} = \frac{63}{65}$$

但题目选项中没有 $$\frac{63}{65}$$,重新检查计算步骤:

实际上需要求 $$\sin \alpha$$ 的值,利用:

$$\sin \alpha = \frac{\sin(\alpha + \beta) + \sin(\alpha - \beta)}{2} = \frac{\frac{12}{13} + \frac{3}{5}}{2} = \frac{\frac{60 + 39}{65}}{2} = \frac{99}{130}$$

但选项为 $$\frac{7}{130}\sqrt{130}$$ 等形式,可能是题目要求不同。

重新计算:

$$\sin \alpha = \sin\left((\alpha + \beta) - \beta\right) = \sin(\alpha + \beta) \cos \beta - \cos(\alpha + \beta) \sin \beta$$

需要进一步推导,但选项最接近的是 B

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