格物学 第五章 三角函数5.5 三角恒等变换

积化和差公式与和差化积公式-5.5 三角恒等变换知识点专题进阶单选题自测题解析-吉林省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-07-29
积化和差公式与和差化积公式-5.5 三角恒等变换知识点专题进阶单选题自测题解析-吉林省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['积化和差公式与和差化积公式']

正确率60.0%已知$$\alpha-\beta=\frac{2 \pi} {3},$$且$$\mathrm{c o s} \alpha+\mathrm{c o s} \beta=\frac{1} {3},$$则$$\operatorname{c o s} ( \alpha+\beta)=$$(

D

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {9}} \\ \end{array}$$

B.$$- \frac{2} {9}$$

C.$$\begin{array} {l l} {7} \\ {\frac{7} {9}} \\ \end{array}$$

D.$$- \frac{7} {9}$$

2、['积化和差公式与和差化积公式']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,若$$\operatorname{s i n} A \mathrm{s i n} B=\operatorname{c o s}^{2} \frac{C} {2},$$则$${{△}{A}{B}{C}}$$是(

B

A.等边三角形

B.等腰三角形

C.无法判断

D.直角三角形

3、['积化和差公式与和差化积公式']

正确率40.0%已知$${{α}{,}{β}}$$均为锐角,且$$\alpha-\beta=\frac{\pi} {6},$$则$$\operatorname{s i n} \! \alpha\mathrm{s i n} \beta$$的取值范围是(

A

A.$$\left( 0, ~ \frac{\sqrt{3}} {2} \right)$$

B.$$[ 1, ~ \frac{\sqrt{3}} {2} ]$$

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

D.$$[-\sqrt{3}, ~ \sqrt{3} ]$$

4、['积化和差公式与和差化积公式']

正确率40.0%$$4 \mathrm{s i n} 4 0^{\circ}-\operatorname{t a n} 4 0^{\circ}=$$(

D

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

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

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

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

5、['积化和差公式与和差化积公式', '二倍角的正弦、余弦、正切公式']

正确率60.0%若$$\operatorname{c o s} ( \alpha+\beta) \operatorname{c o s} ( \alpha-\beta)=\frac{1} {3},$$则$$\operatorname{c o s}^{2} \alpha-\operatorname{s i n}^{2} \beta$$等于(

C

A.$$- \frac2 3$$

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

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

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

6、['积化和差公式与和差化积公式', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,若$${{B}{=}{{3}{0}^{∘}}{,}}$$则$$\operatorname{c o s} A \mathrm{s i n} C$$的取值范围是(

C

A.$$[-1, ~ 1 ]$$

B.$$\left[-\frac{1} {2}, \ \frac{1} {2} \right]$$

C.$$[-\frac{1} {4}, \; \frac{3} {4} ]$$

D.$$[-\frac{3} {4}, \; \frac{1} {4} ]$$

7、['积化和差公式与和差化积公式']

正确率60.0%$$\operatorname{c o s} 7 2^{\circ}-\operatorname{c o s} 3 6^{\circ}$$的值为(

C

A.$${{3}{−}{2}{\sqrt {3}}}$$

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

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

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

8、['正弦定理及其应用', '积化和差公式与和差化积公式', '两角和与差的正弦公式', '二倍角的正弦、余弦、正切公式']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,已知,则$${{△}{A}{B}{C}}$$为$${{(}{)}}$$

B

A.等边三角形

B.等腰直角三角形

C.锐角非等边三角形

D.钝角三角形

9、['数量积的性质', '向量坐标与向量的数量积', '积化和差公式与和差化积公式', '数量积的运算律', '正弦曲线的对称轴', '向量的数量积的定义', '根据函数零点个数求参数范围']

正确率19.999999999999996%已知向量$$\overrightarrow{m}=(-\operatorname{s i n} x, \operatorname{s i n} 2 x ), \; \; \overrightarrow{n}=( \operatorname{s i n} 3 x, \operatorname{s i n} 4 x ),$$若方程$$\overrightarrow{m} \cdot\overrightarrow{n}=a$$在$$[ 0, \pi)$$有唯一解,则实数$${{a}}$$的取值范围$${{(}{)}}$$

D

A.$$(-1, 1 )$$

B.$$[-1, 1 ]$$

C.$$\{-1, 1 \}$$

D.$${{\{}{1}{\}}}$$

10、['正弦定理及其应用', '双曲线的离心率', '积化和差公式与和差化积公式', '同角三角函数的商数关系', '两角和与差的正弦公式', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '双曲线的定义']

正确率19.999999999999996%已知点$${{P}}$$是双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, \; b > 0 )$$左支上的一点,$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$分别是双曲线的左$${、}$$右焦点,$$\angle P F_{1} F_{2}=\alpha, \, \, \angle P F_{2} F_{1}=\beta$$,双曲线离心率为$${{e}}$$,则$$\frac{\operatorname{t a n} \frac{\alpha} {2}} {\operatorname{t a n} \frac{\beta} {2}}=$$(

B

A.$$\frac{e-1} {e+1}$$

B.$$\frac{e+1} {e-1}$$

C.$$\frac{e^{2}+1} {e^{2}-1}$$

D.$$\frac{e^{2}-1} {e^{2}+1}$$

1. 已知 $$\alpha - \beta = \frac{2\pi}{3}$$,且 $$\cos \alpha + \cos \beta = \frac{1}{3}$$,求 $$\cos(\alpha + \beta)$$。

解析:

利用和差化积公式:

$$\cos \alpha + \cos \beta = 2 \cos \left( \frac{\alpha + \beta}{2} \right) \cos \left( \frac{\alpha - \beta}{2} \right) = \frac{1}{3}$$

代入 $$\alpha - \beta = \frac{2\pi}{3}$$,得:

$$2 \cos \left( \frac{\alpha + \beta}{2} \right) \cos \left( \frac{\pi}{3} \right) = \frac{1}{3}$$

因为 $$\cos \left( \frac{\pi}{3} \right) = \frac{1}{2}$$,所以:

$$\cos \left( \frac{\alpha + \beta}{2} \right) = \frac{1}{3}$$

再利用二倍角公式:

$$\cos(\alpha + \beta) = 2 \cos^2 \left( \frac{\alpha + \beta}{2} \right) - 1 = 2 \left( \frac{1}{3} \right)^2 - 1 = -\frac{7}{9}$$

答案为 D

2. 在 $$\triangle ABC$$ 中,若 $$\sin A \sin B = \cos^2 \frac{C}{2}$$,判断其形状。

解析:

利用半角公式:

$$\cos^2 \frac{C}{2} = \frac{1 + \cos C}{2}$$

根据题意:

$$\sin A \sin B = \frac{1 + \cos C}{2}$$

利用余弦定理和正弦定理,化简可得:

$$\cos(A - B) - \cos(A + B) = 1 + \cos C$$

因为 $$A + B + C = \pi$$,所以 $$\cos(A + B) = -\cos C$$,代入得:

$$\cos(A - B) - (-\cos C) = 1 + \cos C$$

即:

$$\cos(A - B) = 1$$

因此 $$A = B$$,三角形为等腰三角形。

答案为 B

3. 已知 $$\alpha, \beta$$ 均为锐角,且 $$\alpha - \beta = \frac{\pi}{6}$$,求 $$\sin \alpha \sin \beta$$ 的取值范围。

解析:

利用积化和差公式:

$$\sin \alpha \sin \beta = \frac{1}{2} [\cos(\alpha - \beta) - \cos(\alpha + \beta)]$$

代入 $$\alpha - \beta = \frac{\pi}{6}$$,得:

$$\sin \alpha \sin \beta = \frac{1}{2} \left[ \cos \left( \frac{\pi}{6} \right) - \cos(\alpha + \beta) \right] = \frac{1}{2} \left[ \frac{\sqrt{3}}{2} - \cos(\alpha + \beta) \right]$$

因为 $$\alpha, \beta$$ 为锐角,且 $$\alpha = \beta + \frac{\pi}{6}$$,所以 $$\alpha + \beta$$ 的范围为 $$\left( \frac{\pi}{6}, \frac{2\pi}{3} \right)$$,$$\cos(\alpha + \beta)$$ 的范围为 $$\left( -\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2} \right)$$。

因此:

$$\sin \alpha \sin \beta \in \left( 0, \frac{\sqrt{3}}{2} \right)$$

答案为 A

4. 计算 $$4 \sin 40^\circ - \tan 40^\circ$$。

解析:

利用 $$\tan 40^\circ = \frac{\sin 40^\circ}{\cos 40^\circ}$$,原式化为:

$$4 \sin 40^\circ - \frac{\sin 40^\circ}{\cos 40^\circ} = \sin 40^\circ \left( 4 - \frac{1}{\cos 40^\circ} \right)$$

进一步化简:

$$= \frac{4 \sin 40^\circ \cos 40^\circ - \sin 40^\circ}{\cos 40^\circ} = \frac{2 \sin 80^\circ - \sin 40^\circ}{\cos 40^\circ}$$

利用 $$\sin 80^\circ = 2 \sin 40^\circ \cos 40^\circ$$,得:

$$= \frac{4 \sin 40^\circ \cos 40^\circ - \sin 40^\circ}{\cos 40^\circ} = \sin 40^\circ (4 \cos 40^\circ - 1) / \cos 40^\circ$$

但更简单的方法是直接计算近似值:

$$4 \sin 40^\circ \approx 4 \times 0.6428 = 2.5712$$

$$\tan 40^\circ \approx 0.8391$$

$$4 \sin 40^\circ - \tan 40^\circ \approx 2.5712 - 0.8391 = 1.7321 \approx \sqrt{3}$$

答案为 D

5. 若 $$\cos(\alpha + \beta) \cos(\alpha - \beta) = \frac{1}{3}$$,求 $$\cos^2 \alpha - \sin^2 \beta$$。

解析:

利用积化和差公式:

$$\cos(\alpha + \beta) \cos(\alpha - \beta) = \frac{1}{2} [\cos(2\alpha) + \cos(2\beta)] = \frac{1}{3}$$

因此:

$$\cos(2\alpha) + \cos(2\beta) = \frac{2}{3}$$

利用二倍角公式:

$$\cos^2 \alpha - \sin^2 \beta = \frac{1 + \cos(2\alpha)}{2} - \frac{1 - \cos(2\beta)}{2} = \frac{\cos(2\alpha) + \cos(2\beta)}{2} = \frac{1}{3}$$

答案为 C

6. 在 $$\triangle ABC$$ 中,若 $$B = 30^\circ$$,求 $$\cos A \sin C$$ 的取值范围。

解析:

因为 $$A + C = 150^\circ$$,设 $$A = x$$,则 $$C = 150^\circ - x$$。

$$\cos A \sin C = \cos x \sin(150^\circ - x)$$

利用 $$\sin(150^\circ - x) = \sin 150^\circ \cos x - \cos 150^\circ \sin x = \frac{1}{2} \cos x + \frac{\sqrt{3}}{2} \sin x$$

因此:

$$\cos A \sin C = \cos x \left( \frac{1}{2} \cos x + \frac{\sqrt{3}}{2} \sin x \right) = \frac{1}{2} \cos^2 x + \frac{\sqrt{3}}{2} \sin x \cos x$$

利用 $$\cos^2 x = \frac{1 + \cos 2x}{2}$$ 和 $$\sin x \cos x = \frac{\sin 2x}{2}$$,得:

$$= \frac{1}{4} (1 + \cos 2x) + \frac{\sqrt{3}}{4} \sin 2x = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} (\cos 2x + \sqrt{3} \sin 2x)$$

$$= \frac{1}{4} + \frac{1}{2} \sin(2x + 30^\circ)$$

因为 $$x \in (0^\circ, 150^\circ)$$,所以 $$2x + 30^\circ \in (30^\circ, 330^\circ)$$,$$\sin(2x + 30^\circ) \in [-1, 1]$$。

因此:

$$\cos A \sin C \in \left[ -\frac{1}{4}, \frac{3}{4} \right]$$

答案为 C

7. 计算 $$\cos 72^\circ - \cos 36^\circ$$。

解析:

利用和差化积公式:

$$\cos 72^\circ - \cos 36^\circ = -2 \sin \left( \frac{72^\circ + 36^\circ}{2} \right) \sin \left( \frac{72^\circ - 36^\circ}{2} \right) = -2 \sin 54^\circ \sin 18^\circ$$

利用 $$\sin 54^\circ = \cos 36^\circ$$ 和 $$\sin 18^\circ = \frac{\sqrt{5} - 1}{4}$$,得:

$$= -2 \cos 36^\circ \cdot \frac{\sqrt{5} - 1}{4} = -\frac{1}{2} \cos 36^\circ (\sqrt{5} - 1)$$

进一步计算 $$\cos 36^\circ = \frac{1 + \sqrt{5}}{4}$$,得:

$$= -\frac{1}{2} \cdot \frac{1 + \sqrt{5}}{4} (\sqrt{5} - 1) = -\frac{1}{8} (5 - 1) = -\frac{1}{2}$$

答案为 C

8. 在 $$\triangle ABC$$ 中,已知条件缺失,无法解析。

解析:

题目条件不完整,无法解答。

9. 已知向量 $$\overrightarrow{m} = (-\sin x, \sin 2x)$$,$$\overrightarrow{n} = (\sin 3x, \sin 4x)$$,若方程 $$\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n} = a$$ 在 $$[0, \pi)$$ 有唯一解,求实数 $$a$$ 的取值范围。

解析:

计算点积:

$$\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n} = -\sin x \sin 3x + \sin 2x \sin 4x$$

利用积化和差公式:

$$= -\frac{1}{2} [\cos(4x) - \cos(2x)] + \frac{1}{2} [\cos(2x) - \cos(6x)]$$

$$= -\frac{1}{2} \cos(4x) + \frac{1}{2} \cos(2x) + \frac{1}{2} \cos(2x) - \frac{1}{2} \cos(6x)$$

$$= -\frac{1}{2} \cos(4x) + \cos(2x) - \frac{1}{2} \cos(6x)$$

进一步化简较为复杂,直接分析函数在 $$[0, \pi)$$ 的性质,发现唯一解对应 $$a = \pm 1$$。

答案为 C

10. 已知点 $$P$$ 是双曲线 $$\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 左支上的一点,$$F_1, F_2$$ 为焦点,$$\angle PF_1F_2 = \alpha$$,$$\angle PF_2F_1 = \beta$$,离心率为 $$e$$,求 $$\frac{\tan \frac{\alpha}{2}}{\tan \frac{\beta}{2}}$$。

解析:

利用双曲线的性质和角平分线定理,推导得:

$$\frac{\tan \frac{\alpha}{2}}{\tan \frac{\beta}{2}} = \frac{e - 1}{e + 1}$$

答案为 A

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