【习题集含详解】高中数学题库高考专点专练之63半角公式
【习题集含详解】高中数学题库高考专点专练之63半角公式
一、选择题(共33小题;共165分)
1. 在△ABC中,已知sin B?sin C=cos2A
2
,则△ABC是
A. 等边三角形
B. 直角三角形
C. 等腰三角形
D. 等腰直角三角形
2. 已知△ABC的三边a,b,c所对角分别为A,B,C,且sin A
a =sin
B
2
b
,则cos B的值为
A. 3
2B. 1
2
C. ?1
2
D. ?3
2
3. 设α∈0,π
2,β∈0,π
2
,且tanα=1+sinβ
cosβ
,则
A. 3α?β=π
2B. 2α?β=π
2
C. 3α+β=π
2
D. 2α+β=π
2
4. 若sinα
2=3
3
,则cosα=
A. ?2
3B. ?1
3
C. 1
3
D. 2
3
5. 若cosθ=1
3且270°<θ<360°,则cosθ
2
=
A. 3
3B. 6
3
C. ±6
3
D. ?6
3
6. 已知180°<α<360°,则cosα
2
=
A. ? 1?cosα
2B. 1?cosα
2
C. ? 1+cosα
2
D. 1+cosα
2
7. 已知cosθ=?1
5,5π
2
<θ<3π,那么sinθ
2
=
A. 10
5B. ?10
5
C. 15
5
D. ?15
5
8. sin22°30?cos22°30?等于
A. 2
4B. 2
2
C. 2
D. 1
9. 若0≤θ<2π,且满足不等式cos2θ
2?sin2θ
2
<0,那么角θ的取值范围是
A. π
4,3π
4
B. π
2
,π C. π
2
,3π
2
D. 3π
4
,5π
4
10. y=cos2x
2
的最小正周期为
A. π
3B. π
4
C. π
D. 2π
11. 化简
sin235°?1
2
cos10cos80
=
A. ?2
B. ?1
2
C. ?1
D. 1
12. 若tanθ=1
3
,则cos2θ=
A. ?4
5B. ?1
5
C. 1
5
D. 4
5
13. 若α是第三象限角,且sinα+βcosβ?sinβcosα+β=?5
13,则tanα
2
=
A. ?5
B. ?5
13C. 5
13
D. 5
14. 下列各式中,值为1
2
的是
A. sin15°cos15°
B. 2cos2π
2?1 C. 1+cos30°
2
D. tan22.5°
1?tan222.5°
15. 函数f x=1
2?cos2π
4
?x 的单调增区间是
A. 2kπ?π
2,2kπ+π
2
,k∈Z B. 2kπ+π
2
,2kπ+3π
2
,k∈Z
C. kπ+π
4,kπ+3π
4
,k∈Z D. kπ?π
4
,kπ+π
4
,k∈Z
16. 已知sinα?cosα=1
5,则cos25π
4
?α =
A. 1
50B. 13
50
C. 37
50
D. 49
50
17. 已知sinπ
4?x =3
5
,则cosπ
2
?2x 的值为
A. 19
25B. 16
25
C. 14
25
D. 7
25
18. 若sinπ
6?θ =1
3
,则cos2π
3
+2θ 的值为
A. ?7
9B. 7
9
C. ?5
6
D. 5
6
19. 已知sin2α=1
3,则cos2 α?π
4
=
A. 1
3B. ?1
3
C. 2
3
D. ?2
3
20. 已知sin2α=2
3,则cos2 α+π
4
=
A. 1
6B. 1
3
C. 1
2
D. 2
3
21. 设π<α<3π,cosα=m,cosα
2=n,cosα
4
=p,下列各式中正确的是
A. n=? 1+m
2B. n=1+m
2
C. p=1+n
2
D. p=? 1+n
2
22. 若sinθ=3
5,5π
2
<θ<3π,则tanθ
2
+cosθ
2
=
A. 3+10
10B. 3?10
10
C. 3+310
10
D. 3?310
10
23. 若角α的终边过点?1,2,则tanα
2
的值为
A. 1+5
2B. 1?5
2
C. ?1+5
2或?1?5
2
D. 1+5
2
或1?5
2
24. 下列函数中,既是0,π
2
内的增函数,又是以π为周期的偶函数的是
A. y=sin x
2cos x
2
B. y=cos2x
C. y=1
tan2x
D. y=tan2x
25. 有四个关于三角函数的命题:
p1:sin15°+cos15°>sin16°+cos16°;
p2:若一个三角形两内角α,β满足cosα?cosβ<0,则此三角形为钝角三角形;p3:对任意的x∈0,π,都有1?cos2x
2
=sin x;
p4:要得到函数y=sin x
2?π
4
的图象,只需将函数y=sin x
2
的图象向右平移π
4
个单位.
其中为假命题的是
A. p1,p4
B. p2,p4
C. p1,p3
D. p2,p4
26. 将函数y=2cos2 x?π
4
的图象沿x轴向右平移a a>0个单位后,所得图象关于y轴对称,则a的最小值为
A. 3
4π B. π
2
C. π
4
D. π
8
27. 已知3tanα
2+tan2α
2
=1,sinβ=3sin2α+β,则tanα+β=
A. 4
3B. ?4
3
C. ?2
3
D. ?3
28. 若△ABC的三个内角A,B,C满足2A=B+C,则cos2B+cos2C有
A. 最小值为1
2B. 最小值为3
2
C. 最小值为3
D. 最小值为2
2
29. 有四个关于三角函数的命题:
p1:?x∈R,sin2x
2+cos2x
2
=1
2
;
p2:?x,y∈R,sin x?y=sin x?sin y;
p3:?x∈0,π,1?cos2x
2
=sin x;
p4:sin x=cos y?x+y=π
2
.
其中假命题是
A. p1,p4
B. p2,p4
C. p1,p3
D. p2,p3
30. 某班设计了一个八边形的班徽(如图),它由腰长为1,顶角为α的四个等腰三角形,及其底边
构成的正方形所组成,该八边形的面积为
A. 2sin a?2cos a+2
B. sin a?a+3
C. 3sin a?3cos a+1
D. 2sin a?cos a+1
31. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且cos2A
2=b+c
2c
,则△ABC是
A. 直角三角形
B. 等腰三角形或直角三角形
C. 等边三角形
D. 等腰直角三角形
32. 在△ABC中,sin B sin C=cos2A
2
,则△ABC是
A. 等边三角形
B. 直角三角形
C. 等腰三角形
D. 等腰直角三角形
33. 有四个关于三角函数的命题:
p1:?A∈R,使得sin2A
2+cos2A
2
=1
2
;
p2:?A,B∈R,使得sin A?B=sin A?sin B;
p3:?x∈0,π,都有1?cos2x
2
=sin x成立;
p4:sin x=cos y?x+y=π
2
.
其中假命题是
A. P1,P4
B. P2,P4
C. P1,P3
D. P2,P3
二、填空题(共14小题;共70分)
34. sinπ
8cosπ
8
=.
35. 已知角A为三角形的一个内角,且cos A=3
5,则sin A
2
=.
36. 设5π<θ<6π,cosθ
2=a,那么cosθ
4
=.
37. 已知cos2=a,则cos1=.
38. 若sin76°=m,则cos7°=.
39. 有下列五个命题:①函数y=sin4x?cos4x的最小正周期为π;②终边在y轴上的角的集合是
αα=kπ
2
,k∈Z ;③在同一坐标系中,函数y=sin x的图象和函数y=x的图象有三个公共
点;④把函数y=3sin2x+π
3的图象向右平移π
6
个单位得到y=3sin2x的图象;⑤函数
y=2sin x?π
2
在0,π上是减函数.其中,真命题的序号是.
40. 已知tanα=4,则1+cos2α+4sin2α
sin2α
的值为.
41. cosθ=?3
5且180°<θ<270°,则tanθ
2
等于.
42. 函数f x=sin2x?4sin3x cos x x∈R的最小正周期为.
43. 已知sinθ=?3
5,3π<θ<7π
2
,那么tanθ
2
=.
44. 1?2sin40°cos40°
cos40°2140°
的值是.
45. 已知圆的外切正十二边形的面积为12,则该圆的面积为.
46. 求值:°°3tan°
sin70°1+cos40°
=.
47. 函数f x=4cos2x
2cosπ
2
?x ?2sin x? ln x+1的零点个数为
三、解答题(共20小题;共260分)
48. 已知函数f x=sin2x
2+3
2
sin x?1
2
(1)求fπ
3
的值;
(2)求函数f x在区间 ?π
6,5π
6
上的最大值和最小值.
49. 已知函数f x=sin2x
2+3
2
sin x?1
2
.
(1)求函数f x的最小正周期;
(2)求函数f x的单调递增区间.
50. 已知f x=5sin x cos x?53cos2x+53
2
x∈R.
(1)求f x的单调递增区间;
(2)求f x的图象的对称轴和对称中心.
51. 已知函数f x=2sinωx cosωx+cos2ωxω>0的最小正周期为π.
(1)求ω的值;
(2)求f x的单调递增区间.
52. 已知sinα=?4
5,求tanα
2
.
53. 已知sin x
2=2cos x
2
.
(1)求tan x的值;
(2)求
2cosπ
4+x sin x
的值.
54. 求下列各式的值:
(1)cosπ
12cos5π
12
;
(2)cosπ
12?sinπ
12
cosπ
12
+sinπ
12
;
(3)1
2?cos2π
8
;
(4)sin10°sin30°sin50°sin70°.
55. 已知函数f x=?3sin2x+sin x cos x.
(1)求fπ
6
的值;
(2)求函数f x的最小正周期及最大值.
56. 如图所示,在四边形ABCD中,∠D=2∠B,且AD=1,CD=3,cos∠B=3
3
.
(1)求△ACD的面积;
(2)若BC=23,求AB的长.
57. 已知向量m=sin B,1?cos B,且与向量n=2,0所成角为π
3
,其中A,B,C是△ABC的内角.
(1)求角B的大小;
(2)求sin A+sin C的取值范围.
58. 已知函数f x=cosπ
2?x cos x?sin2x+1
2
,x∈R.
(1)求函数f x的最大值;
(2)若x∈ ?π
6,π
3
,求函数f x的单调递增区间.
59. 已知向量m=cos x,cos x+π
6
,n=3sin x+cos x,2sin x ,且满足f x=m?n.(1)求函数f x的对称轴方程;
(2)将函数f x的图象向右平移π
6
个单位得到g x的图象,当x∈0,π时,求函数g x的单调递增区间.
60. 已知向量a=2sin x
4,cos x
2
,b=cos x
4
,1,且f x=a?b.
(1)求函数f x的最小正周期;
(2)求函数f x在区间?π,π上的最大值和最小值及取得最值时x的值.
61. 在△ABC中,m=cos C
2,sin C
2
,n=cos C
2
,?sin C
2
,且m,n的夹角为π
3
.
(1)求C;
(2)若边c=7
2,S△ABC=33
2
,求a+b的值.
62. 已知椭圆x2
a2+y2
b2
=1a>b>0,P为椭圆上任一点,∠F1PF2=θ,求△F1PF2的面积.
63. 已知点P1,?1,直线l的方程为2x?2y+1=0.
(1)求过点P,倾斜角为l的倾斜角的一半的直线方程.
(2)求过点P,倾斜角比l的倾斜角大45°的直线方程.
64. 已知函数f x=a cos2ωx+3a sinωx cosωx+b x∈R,a>0,ω>0的最小正周期为π,最大
值为7
4,最小值为3
4
.
(1)求ω、a、b的值;
(2)指出f x的单调递增区间.
65. 已知A,B,C是△ABC的三个内角,向量m= ?1,3,n=cos A,sin A,且m?n=1.
(1)求角A的值;
(2)若1+sin2B
cos B?sin B
=?3,求tan C的值.
66. 已知函数f x=2cos2x+23sin x cos x x∈R
(1)当x∈0,π
2
时,求函数f x的单调递增区间
(2)设△ABC的内角A,B,C的对应边分别为a,b,c,若c=3,f C=2,若向量m=1,sin A与向量n=2,sin B共线,求a,b的值.
67. 已知函数f x=1+3tan x cos2x.
(1)求函数f x的定义域和最小正周期;
(2)当x∈0,π
2
时,求函数f x的值域.
答案第一部分
1. C 【解析】在△ABC中,A+B+C=π,sin B?sin C=cos2A
2=1+cos A
2
,
故2sin B?sin C=1?cos B+C=1?cos B cos C+sin B sin C,即cos B?C=1,
故B=C.
2. C 【解析】由正弦定理可得:a
sin A =b
sin B
=c
sin C
,
结合已知sin A
a =sin
B
2
b
,
故有:sin B=2sin B
2cos B
2
=sin B
2
,
又在三角形中sin B
2
≠0,
解得:cos B
2=1
2
,
因为:0
可得0
2<π
2
,
所以B
2=π
3
,
解得B=2π
3
,
所以cos B=cos2π
3=?1
2
.
3. B 【解析】由题意,得tanα=1?cosπ
2
+β
sinπ
2
+β
.
由α,β∈0,π
2及半角公式,得2α=π
2
+β.
4. C 【解析】因为sinα
2=3
3
,
所以cosα=1?2sin2α
2=1?2×3
3
2
=1
3
.
5. D
6. C
7. D 【解析】因为5π
2<θ<3π,所以5π
4
<θ
2
<3π
2
.
所以sinθ
2
<0.所以
sin θ
=?
1?cosθ
=?1+
1
5
×
1
2 =?
15
.
8. A 9. C 10. D
11. C 【解析】sin235°?1
2
cos10cos80=
1?cos70°
2
?1
2
cos10?sin10
=?
1
2
cos70°
1
2
sin20°
=?1.
12. D 【解析】cos2θ=cos2θ?sin2θ=cos2θ?sin2θ
cosθ+sinθ=1?tan2θ
1+tanθ
=1? ?
1
3
2
1+ ?1
3
2
=4
5
.
13. A 【解析】sinα+βcosβ?sinβcosα+β=sinα+β?β=sinα=?5
13
.因为α是第三象限,
所以cosα=?12
13
.
所以tanα
2=sinα
1+cosα
=?
5
13
1
13
=?5.
14. D 15. C
【解析】f x=1
2?cos2π
4
?x =1
2
?1+cos
π
2
?2x
2
=?1
2
sin2x,
即求1
2sin2x的单调递减区间:2kπ+π
2
≤2x≤2kπ+3π
2
,k∈Z;kπ+π
4
≤x≤kπ+3π
4
,k∈Z.
16. D 【解析】因为sinα?cosα=1
5
,
所以两边平方得1?2sinαcosα=1
25
,
所以sin2α=24
25
.
所以cos25π
4?α =1+cos
5π
2
?2α
2
=1+sin2α
2
=49
50
.
17. D 【解析】因为sinπ
4?x =3
5
,
所以cosπ
2?2x =cos2π
4
?x =1?2sin2π
4
?x =7
25
.
18. A 【解析】由sinπ
6?θ =1
3
,得sinπ
2
?π
3
+θ =1
3
,即cosπ
3
+θ =1
3
,
所以cos2π
3+2θ =2cos2π
3
+θ ?1=?7
9
.
19. C 20. A
【解析】方法一:cos2 α+π
4=1
2
1+cos2α+π
2
=1
2
1?sin2α=1
6
.
方法二:cos2 α+π
4=2
2
cosα?2
2
sinα,
所以cos2 α+π
4=1
2
cosα?sinα2=1
2
1?2sinαcosα=1
2
1?sin2α=1
6
.
21. A 【解析】由题得π
2<α
2
<3π
2
,所以cosα
2
=? 1+cosα
2
,即n=? 1+m
2
,因为π
4
<α
4
<3π
4
,所以
cosα
4
的符号不能确定.
22. B 23. A 24. A 25. A
【解析】p1,sin15°+cos15°=2sin60°,sin16°+cos16°=2sin61°,所以错误;
p4,要得到函数y=sin x
2?π
4
的图象,需要将函数y=sin x
2
的图象向右平移π
2
个单位,所以错误.
26. C 27. B 28. A 29. A 【解析】因为?x∈R,sin2x
2+cos2x
2
=1,所以p1是假命题;
当x=y时,sin x?y=sin x?sin y,故p2是真命题;
1?cos2x
2=1?1?2sin2x
2
=sin x ,因为x∈0,π,所以sin x =sin x,所以p3是真命题;
当x=π
4,y=9π
4
时,有sin x=cos y,但x+y>π
2
,故p4是假命题.故选A.
30. A
【解析】每个等腰三角形的底边为2sinα
2,底边上的高为cosα
2
,所以该八边形的面积为4×1
2
?2sinα
2
?
cosα
2+4sin2α
2
=2sinα?2cosα+2.
31. A 【解析】在△ABC中,
因为cos2A
2=b+c
2c
,
所以1+cos A
2=b
2c
+1
2
,
所以cos A=b
c
,
所以由余弦定理知cos A=b 2+c2?a2
2bc
,
所以b 2+c2?a2
2bc
=b
c
,
所以b2+c2?a2=2b2,
所以a2+b2=c2,
所以△ABC是以C为直角的直角三角形
32. C 【解析】因为sin B sin C=cos2A
2,所以sin B sin C=1+cos A
2
,即2sin B sin C=1?cos B+C,即
cos B?C=1,所以B=C.33. A 【解析】p1为假命题;
因为sin2A
2+cos2A
2
=1恒成立,所以命题p1为假命题;
p2为真命题;
因为当A=0,B=0时,sin A?B=sin A?sin B,所以命题p2为真命题;p3为真命题;
因为1?cos2x
2=sin2x=sin x ,而x∈0,π,所以sin x≥0,所以1?2cos2x
2
=sin x,
所以命题p3为真命题;p4为假命题;
因为sin5π
2=cos0,而5π
2
+0≠π
2
,所以命题p4为假命题.
第二部分
34. 2
4
35. 5
5
36. ? 1+a
2
【解析】因为5π<θ<6π,
所以5π
4<θ
4
<3
2
π.
所以cosθ
4=?1+cos
θ
2
2
=? 1+a
2
.
37. 1+a
2
38. 2+2m
2
【解析】由sin76°=m,得cos14°=m,
所以cos27°=1+cos14°
2=1+m
2
,
所以cos7°=2+2m
2
.
39. ①③④
40. 33
4
【解析】1+cos2α+4sin 2α
sin2α=2cos2α+4sin2α
2sinαcosα
=1+2tan2α
tanα
=1+2×16
4
=33
4
.
41. ?2
【解析】可考虑由cosθ→tanθ
2=±1?cosθ
1+cosθ
→tanθ
2
或cosθ→sinθ→tanθ
2
=1?cosθ
sinθ
=sinθ
1+cosθ
→tanθ
2
.
因为180°<θ<270°,所以θ
2
∈90°,135°,
所以tanθ
2
<0,
故tanθ
2=? 1+
3
5
1?3
5
=?2.
或因为180°<θ<270°,所以sinθ<0,
所以sinθ=?4
5
,
所以tanθ
2=1+
3
5
?4
=?2.
42. π
2
【解析】f x=sin2x?2sin2x sin2x=sin2x1?2sin2x=sin2x cos2x=1
2
sin4x.
所以函数的最小正周期为T=2π
ω=2π
4
=π
2
.
43. ?3
【解析】因为sinθ=?3
5,且3π<θ<7π
2
,所以cosθ=? 2θ=?4
5
,
所以tanθ
2=1?cosθ
sinθ
=1+
4
5
?3
=?3.
44. 1
45. 2+
46. 2
47. 2
【解析】f x=21+cos x sin x?2sin x? ln x+1=sin2x? ln x+1,x>?1,函数f x的零
点个数即为函数y=sin2x与y=ln x+1x>?1的图象的交点个数.分别作出两个函数的图象,如图,可知有两个交点,则f x有两个零点.
第三部分
48. (1)由已知
f x=sin2x
+
3
sin x?
1
=1?cos x
2
+
3
2
sin x?
1
2
=
3
2
sin x?
1
2
cos x
=sin x?π6
.
所以fπ
3=1
2
.
(2)因为?π
6≤x≤5π
6
,
所以?π
3≤x?π
6
≤2π
3
.
所以当x?π
6=?π
3
,即x=?π
6
时,f min x=?3
2
,
当x?π
6=π
2
,即x=2π
3
时,f max x=1
49. (1)由已知
f x=sin2x
2
+
3
2
sin x?
1
2
=1?cos x
+
3
sin x?
1
=3
sin x?
1
cos x
=sin x?π
.
所以f x的最小正周期为2π.
(2)由(1)知f x=sin x?π
6
,
所以当2kπ?π
2≤x?π
6
≤2kπ+π
2
时f x递增,即2kπ?π
3
≤x≤2kπ+2π
3
,k∈Z
所以函数f x的单调递增区间为2kπ?π
3,2kπ+2π
3
,k∈Z.
50. (1)f x=5
2=sin2x?53×1+cos2x
2
+53
2
=5
2
sin2x?53
2
cos2x=5sin2x?π
3
.
f x的单调递增区间是 ?π
12+kπ,5
12
π+kπ k∈Z.
(2)f x的图象的对称轴方程是x=1
2kπ+5
12
πk∈Z,对称中心为1
2
kπ+π
6
,0k∈Z.
51. (1)f x=2sinωx cosωx+cos2ωx
=sin2ωx+cos2ω
=2sin2ωx+π
4
.
因为T=2π
2ω
=π,w>0 .
所以ω=1.
(2)由1可知f x=2sin2x+π
4
,
2kπ?π
2≤2x+π
4
≤π
2
+2kπ,k∈Z,
2kπ?3π
4≤2x≤π
4
+2kπ,
kπ?3π
8≤x≤π
8
+kπ.
所以单调递增区间是 kπ?3π
8,π
8
+kπ k∈Z.
52. 已知sinα=?4
5,所以cosα=±3
5
.
若cosα=3
5,则tanα
2
=1?cosα
sinα
=1?
3
5
?4
5
=?1
2
;
若cosα=?3
5,则tanα
2
=1?cosα
sinα
=1? ?
3
5
?4
5
=?2.
53. (1)因为sin x
2=2cos x
2
,
所以tan x
2
=2,
所以tan x=
2tan x
2
1?tan2x
=2×2
1?22
=?4
3
.
(2)2cosπ
4
+x sin x
=22
22cos x?2sin x sin x
=cos x+sin x cos x?sin x
cos x?sin x sin x
=1
tan x
+1
=?3
4
+1
=1
4
.
54. (1)原式=cosπ
12sinπ
12
=1
2
×2cosπ
12
sinπ
12
=1
2
sinπ
6
=1
4
.
(2)原式=cos2π
12?sin2π
12
=cosπ
6
=3
2
.
(3)=1
21?2cos2π
8
=?1
2
cosπ
4
=?2
4
(4)原式
=1
cos20°cos40°cos80°
=2sin20°cos20°cos40°cos80°
4sin20°
=sin40°cos40°cos80°
4sin20°
=sin80°cos80°
°
=1
16
?
sin160°
sin20°
=
1
16
.
55. (1)fπ
6
=?3sin2π
6
+sinπ
6
cosπ
6 =?3×1
4
+1
2
×3
2
=0.
(2)f x=?3sin2x+sin x cos x
=?3×1?cos2x
2
+sin2x
2 =sin2x+π
3
?3
2
.
所以最小正周期为T=2π
2
=π,
最大值为1?3
2,当 x x=kπ+π
12
,k∈Z 时取最大值.
56. (1)因为∠D=2∠B,cos∠B=3
3
,
所以cos∠D=cos2∠B=2cos2∠B?1=?1
3
.因为∠D∈0,π,
所以sin∠D=22
3
.
因为AD=1,CD=3,
所以△ACD的面积S=1
2AD?CD?sin∠D=1
2
×1×3×22
3
=2.
(2)在△ACD中,AC2=AD2+DC2?2AD?DC?cos∠D=12.所以AC=23.
因为BC=23,
所以AC=BC,
所以∠BAC=∠B,
在△ABC中,AC
sin∠B =AB
sin∠ACB
,
所以23
sin∠B =AB
sinπ?2∠B
=
23sin
.
解得AB=4.
57. (1)因为m=sin B,1?cos B,且与向量n=2,0所成角为π
3
,
所以1?cos B
sin B =tanπ
3
=3,
所以tan B
2
=3,又0
所以0
2<π
2
,
所以B
2=π
3
,即B=2π
3
,A+C=π
3
.
(2)由(1)可得
sin A+sin C=sin A+sin π
?A
=sin A+
3
2
cos A?
1
2
sin A
=1
sin A+
3
cos A
=sin A+π3
,
因为0 3 , 所以π