2023届高考数学练习(湖南专版)——考点13 三角函数基础题汇总(含解析)

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2023届高考数学练习(湖南专版)——考点13 三角函数基础题汇总(含解析)

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考点13 三角函数基础题汇总
一、单选题(共15小题)
1.下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间上为增函数的是(  )
A.y=sin2x B.y=cos2x C.y=tanx D.y=sin
【解答】解:在区间(0,)上,2x∈(0,π),y=sin2x没有单调性,故排除A.
在区间(0,)上,2x∈(0,π),y=cos2x单调递减,故排除B.
在区间(0,)上,y=tanx单调递增,且其最小正周期为π,故C正确;
根据函数以π为最小正周期,y=sin的周期为=4π,可排除D.
故选:C.
【知识点】正切函数的单调性和周期性
2.已知扇形的周长为12cm,圆心角为4rad,则此扇形的面积为(  )
A.4cm2 B.6cm2 C.8cm2 D.10cm2
【解答】解:设扇形的半径为r(cm),则弧长为l=αr=4r;
周长为C=l+2r=4r+2r=6r=12,
解得r=2(cm);
则此扇形的面积为S=lr=×4×2×2=8(cm2).
故选:C.
【知识点】扇形面积公式
3.己知,则=(  )
A. B. C. D.
【解答】解:∵,
∴=cos[﹣()]=,
故选:C.
【知识点】两角和与差的三角函数
4.角α的终边在直线y=2x上,则=(  )
A. B.1 C.3 D.﹣1
【解答】解:∵角α的终边在直线y=2x上,∴tanα=2.
∴=
==.
故选:C.
【知识点】运用诱导公式化简求值
5.下列函数中,最小正周期为π的奇函数是(  )
A. B.y=tan2x
C.y=2sin(π﹣x) D.y=tan(x+π)
【解答】解:对于A,函数y=sin(2x+)=cos2x,最小正周期为π,且是偶函数;
对于B,函数y=tan2x,最小正周期为,不满足题意;
对于C,函数y=2sin(π﹣x)=2sinx,最小正周期为2π,不满足题意;
对于D,函数y=tan(x+π)=tanx,最小正周期为π,且是奇函数.
故选:D.
【知识点】函数奇偶性的性质与判断、三角函数的周期性
6.函数y=sin2x的图象经过怎样的平移变换得到函数y=sin()的图象(  )
A.向左平移个单位长度
B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
【解答】解:y=sin()=sin[π﹣(﹣2x)]=sin(2x+)=sin2(x+),
为了得到函数y=sin()的图象,只需将y=sin2x的图象向左平移个单位长度即可,
故选:B.
【知识点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
7.已知角α的始边与x轴的正半轴重合,顶点在坐标原点,角α终边上的一点P到原点的距离为,若α=,则点P的坐标为(  )
A.(1,) B.(,1) C.(,) D.(1,1)
【解答】解:设P(x,y),
由任意角的三角函数的定义得:sinα=sin,则y=1;
cosα=cos,则x=1.
∴点P的坐标为(1,1).
故选:D.
【知识点】任意角的三角函数的定义
8.为得到函数y=sin2x的图象,只需将函数y=cos(2x+)的图象(  )
A.向左平移个单位长度
B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
【解答】解:将函数y=cos(2x+)的图象向右平移个单位,
即可得到函数y=cos[2(x﹣)+]=cos(2x﹣)=sin2x 的图象,
故选:C.
【知识点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
9.已知函数f(x)的周期为4π,且,则f()的值与下列哪个函数值相等(  )
A. B. C.f(π) D.
【解答】解:设ωx=t,所以x=,所以f(t)=sin(+),由题意可得4π=2πω,解得ω=2,可得f(x)=sin(x+),
可得f()=sin(+)=sin==f(π).
故选:C.
【知识点】三角函数的周期性
10.y=sinx图象上每一点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再将得到的图象向右平移个单位长度,则所得图象对应的函数为(  )
A.y=sin(2x﹣) B.y=sin(2x﹣)
C.y=sin(x﹣) D.y=sin(x﹣)
【解答】解:把 y=sinx图象上每一点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),可得y=sin2x图象,
再将得到的图象向右平移个单位长度,则所得图象对应的函数为y=sin(2x﹣),
故选:A.
【知识点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
11.已知f(x)=sin(x﹣),将f(x)的图象向左平移个单位,再把图象上每个点的横坐标缩小为原来的一半,得到g(x),则g(x)的解析式为(  )
A.g(x)=sin(2x+) B.g(x)=sin(2x+)
C.g(x)=sin(x+) D.g(x)=sin(x+)
【解答】解:∵f(x)=sin(x﹣),将f(x)的图象向左平移个单位,可得y=sin(x+﹣)=sin(x+)的图象,
再把图象上每个点的横坐标缩小为原来的一半,得到g(x)=sin(2x+)的图象,
则g(x)的解析式为 g(x)=sin(2x+),
故选:B.
【知识点】由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式
12.若函数f(x)=2sin(2x+)+2cos(2x+)(|φ|<π)的图象关于y轴对称,则φ的值为(  )
A. B. C. D.﹣
【解答】解:∵f(x)=2sin(2x+)+2cos(2x+)=4sin(2x++)的图象关于y轴对称,即f(x)为偶函数,
故+=kπ+,k∈Z,
解得φ=2kπ+,k∈Z,
∵|φ|<π,
∴φ=,
故选:A.
【知识点】两角和与差的三角函数
13.已知函数,x∈R,则(  )
A.f(x)的最大值为1
B.f(x)在区间(0,π)上只有1个零点
C.f(x)的最小正周期为
D.为f(x)图象的一条对称轴
【解答】解:函数=sin2x﹣cos2x
=2(sin2x﹣cos2x)=2sin(2x﹣),
可得f(x)的最大值为2,最小正周期为T==π,故A、C错误;
由f(x)=0,可得2x﹣=kπ,k∈Z,即为x=+,k∈Z,
可得f(x)在(0,π)内的零点为,,故B错误;
由f()=2sin(﹣)=2,可得x=为f(x)图象的一条对称轴,故D正确.
故选:D.
【知识点】三角函数的最值、二倍角的三角函数、两角和与差的三角函数、三角函数的周期性
14.关于函数f(x)=1﹣cos(2x+)﹣2sin2x的描述不正确的是(  )
A.f(x)在[0,π]上有2个零点
B.f′(x)=2cos(2x+)
C.(﹣,0)是f(x)的一个对称中心
D.x=是f′(x)的一个对称轴
【解答】解:∵函数f(x)=1﹣cos(2x+)﹣2sin2x=cos2x﹣cos(2x+)=cos2x+sin2x=sin(2x+).
当x∈[0,π],2x+∈[,],故f(x)有两个零点,这两个零点满足 2x+=π 或2π,故A正确.
根据f′(x)=2cos(2x+),故B正确.
令x=﹣,求得f(x)=sin0=0,故(﹣,0)是f(x)的一个对称中心,故C正确.
令x=,求得f′(x)=sin0=0,故(﹣,0)是f′(x)的一个对称中心,故D错误,
故选:D.
【知识点】运用诱导公式化简求值、二倍角的三角函数
15.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ+)(ω>0,﹣<φ<0),若点(,0)为函数f(x)的对称中心,直线x=为函数f(x)的对称轴,并且函数f(x)在区间(,)上单调,则f(2ωφ)=(  )
A.﹣1 B. C. D.﹣
【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ+)=sin(ωx+φ+),并且函数f(x)在区间(,)上单调,
因此,所以0<ω≤6.
又因为点(,0)为函数f(x)的对称中心,直线x=为函数f(x)的对称轴,
因此,k∈N,
所以T=,
解得ω=(2k+1),k∈N.
将x=代入函数f(x)时函数有最值,
即+φ+=+mπ,m∈Z,即φ=﹣+mπ,m∈Z.
又因为﹣<φ<0,且0<ω≤6.
解得:,
即(,)=(3π﹣,3π+)符合单调性条件,
所以函数f(x)=sin(2x+),则f(2ωφ)=f(﹣)=,
故选:C.
【知识点】两角和与差的三角函数
二、填空题(共10小题)
16.若且,则tanα=  .
【解答】解:由cos,且,
可得sinα===,
所以tanα===﹣2,
故答案为:﹣2.
【知识点】同角三角函数间的基本关系
17.已知α、β均为锐角,且cosα=,cos(α+β)=﹣,则β=  .
【解答】解:α,β均为锐角,
∴sinα==,sin(α+β)==,
∴cosβ=cosp[(α+β)﹣α]=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα=+=.
∴.
故答案为.
【知识点】两角和与差的三角函数
18.函数f(x)=sinx﹣2cosx﹣1的最小正周期是  ,最大值是  .
【解答】解:f(x)=sinx﹣2cosx﹣1=sin(x﹣θ)﹣1,其中tanθ=2,
可得f(x)的最小正周期T==2π,最大值为﹣1.
故答案为:2π,﹣1.
【知识点】三角函数的最值、三角函数的周期性
19.已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,若点P(2,﹣1)在角α的终边上,则sin2α=  .
【解答】解:由题意可得,sin,cos,
所以sin2α=2sinαcosα==﹣.
故答案为:﹣
【知识点】二倍角的三角函数
20.在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若,则tan(α﹣β)=  .
【解答】解:由题意知,,则tanβ=﹣tanα=﹣,
所以tan(α﹣β)===.
故答案为:.
【知识点】两角和与差的三角函数
21.已知4sin(+α)+4cos(﹣α)=3,则cos(﹣2α)=  .
【解答】解:因为4sin(+α)+4cos(﹣α)=3,
所以4cosα﹣4sinα=3,
两边平方可得1﹣2sinαcosα=,
所以sin2α=,
则cos(﹣2α)=sin2α=.
故答案为:.
【知识点】二倍角的三角函数、运用诱导公式化简求值
22.已知函数f(x)=sin(3x+φ)(﹣<φ<)的图象关于直线x=对称,则φ=  .
【解答】解:数f(x)=sin(3x+φ)(﹣<φ<)的图象关于直线x=对称,
所以(k∈Z),
解得φ=(k∈Z),
由于﹣<φ<,
当k=0时,φ=.
故答案为:
【知识点】正弦函数的奇偶性和对称性
23.已知sinα=﹣,α∈(﹣,),则sin(α+)=  .
【解答】解:因为sinα=﹣<0,α∈(﹣,),
所以α∈(﹣,0),cosα==,
则sin(α+)=cosα=.
故答案为:.
【知识点】同角三角函数间的基本关系
24.已知函数f(x)=cos(x+)+cosx,则函数f(x)的单调递增区间为  .
【解答】解:函数f(x)=cos(x+)+cosx==,
令(k∈Z),
解得(k∈Z).
故函数的单调递减区间为:[](k∈Z).
故答案为:[](k∈Z).
【知识点】余弦函数的图象
25.已知函数f(x)=2cos2x+2sinxcosx﹣1,则f(x)的最小正周期为  ,在区间[0,]上的值域为  .
【解答】解:f(x)=2cos2x+2sinxcosx﹣1=,
所以函数的最小正周期为.
由于,
所以,
则,
故f(x)∈[﹣1,2].
故答案为:π,[﹣1,2].
【知识点】三角函数的周期性、两角和与差的三角函数
三、解答题(共10小题)
26.已知函数.求函数f(x)在[0,π]上的单调递减区间.
【解答】解∵由已知得:

=,
由,k∈Z,可得.k∈Z,
又x∈[0,π],
∴函数f(x)在[0,π]的单调递减区间为[0,和,π].
【知识点】正弦函数的单调性
27.(1)求值:3﹣27﹣lg0.01+lne3;
(2)化简:.(注意:要写出具体化简过程.)
【解答】解:(1)原式=4﹣(33)﹣(﹣2)+3=4﹣9﹣(﹣2)+3=0;
(2)原式==﹣1.
【知识点】运用诱导公式化简求值、对数的运算性质
28.已知0<α<,0<β<,sinα=,cos(α+β)=.
(1)求cosβ的值;
(2)求的值.
【解答】解:(1)因为0<α<,sinα=,
所以cosα=,
又因为0<β<,cos(α+β)=,
所以sin(α+β)=,
所以cosβ=cos[(α+β)﹣α]=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα=+=.
(2)因为cosα=,sinα=,
所以sin2α=2sinαcosα=2×=,cos2α=2cos2α﹣1=2×()2﹣1=﹣,
所以==﹣.
【知识点】两角和与差的三角函数
29.已知函数f(x)=sin2x+2sinxcosx﹣cos2x.
(Ⅰ)求f(x)的最小正周期;
(Ⅱ)当时,求f(x)的最小值.
【解答】解:函数f(x)=sin2x+2sinxcosx﹣cos2x=sin2x﹣cos2x
=sin(2x﹣),
(Ⅰ)函数周期为T==π;
(Ⅱ)因为x,所以2x﹣,
所以当2x﹣=﹣,即x=0时,f(x)min==﹣1,
故函数f(x)在区间[0,]上 的最小值为﹣1.
【知识点】三角函数的最值、三角函数的周期性、三角函数中的恒等变换应用
30.已知函数.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)求函数f(x)的单调增区间;
【解答】解:(1)化简函数可得:f(x)=sin2x+sinxcosx
=,
故T=;
(2)由,k∈Z,
得 ,
故函数f(x)的单调递增区间是.
【知识点】三角函数的周期性、正弦函数的单调性、两角和与差的三角函数
31.已知函数f(x)=2sinxcosx+2cos2x﹣1.
(1)求函数f(x)的最大值及相应的x的值;
(2)求函数f(x)的单调增区间.
【解答】解:(1)∵f(x)=sin2x+cos2x=sin(2x+)≤,
令2x+=2kπ+,k∈Z,可得x=kπ+,k∈Z,
∴函数f(x)的最大值为,相应的x的值为:x=kπ+,k∈Z,
(2)由2kπ﹣≤2x+≤2kπ+,k∈Z.
得kπ﹣≤x≤kπ+,
∴函数f(x)的单调增区间为:[kπ﹣,kπ+](k∈Z).
【知识点】三角函数的最值、正弦函数的单调性、二倍角的三角函数
32.计算:
(1);
(2).
【解答】解:(1)=.
(2)由,
可得,
即.
故原式=0.
【知识点】运用诱导公式化简求值、三角函数的恒等变换及化简求值
33.已知函数f(x)=2cosxcos(x﹣)+.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)若锐角α满足f(α+)=﹣,且β满足sin(α+β)=,求cosβ的值.
【解答】解:(1)f(x)=2cosxcos(x﹣)+=sinxcosx﹣cos2x+=sin2x﹣cos2x=sin(2x﹣),
所以f(x)的最小正周期T==π.
(2)因为f(α+)=sin(2α+﹣)=sin(2α+)=cos2α=2cos2α﹣1=﹣,且α为锐角,
所以cosα=,sinα=,
因为sin(α+β)=,
所以cos(α+β)=±,
当cos(α+β)=时,cosβ=cos[(α+β)﹣α]=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα=+=;
当cos(α+β)=﹣时,cosβ=cos[(α+β)﹣α]=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα=﹣+=﹣.
【知识点】两角和与差的三角函数、三角函数的周期性
34.已知函数f(x)=sinxcosx+cos2x+1.
(1)求f(x)的最小正周期和值域;
(2)若对任意x∈R,f2(x)﹣k f(x)﹣2≤0的恒成立,求实数k的取值范围.
【解答】解:(1)f(x)=sinxcosx+cos2x+1=sin2x++1=sin2x+cos2x+=sin(2x+)+,
所以f(x)的最小正周期T==π,值域为[,].
(2)记f(x)=t,则t∈[,],
由f2(x)﹣k f(x)﹣2≤0恒成立,知t2﹣kt﹣2≤0恒成立,即kt≥t2﹣2恒成立,
因为t>0,所以k≥=t,因为g(t)=t﹣在t∈[,]时单调递增,
gmax(t)=g()=﹣=,
所以k的取值范围是k≥.
【知识点】两角和与差的三角函数、三角函数的最值
35.已知函数f(x)=sin(2x+)﹣2sin(x+)cos(x+).
(1)求函数f(x)在区间[0,π]上的单调递增区间;
(2)将函数f(x)的图象向左平移φ﹣个单位长度得到函数g(x)的图象,若φ∈(0,π)且tanφ=,求函数g(x)在区间[0,]上的取值范围.
【解答】解:(1)由题意可得f(x)=sin(2x+)﹣2sin(x+)cos(x+)=sin(2x+)﹣cos(2x+)=sin(2x+),
令﹣+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得﹣+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
令k=0,可得﹣≤x≤;
令k=1,可得≤x≤,
所以f(x)在区间[0,π]上的单调递增区间为[0,]和[,π].
(2)由题意及(1)可知g(x)=sin(2x+2φ),
因为0≤x≤,2φ≤2x+2φ≤π+2φ,
又φ∈(0,π),且tanφ=,
所以sinφ=,cosφ=,
0<φ<,
则0<2φ<,π<π+2φ<,
所以sin(π+2φ)=﹣sin2φ=﹣2sinφcosφ=﹣,
所以﹣≤sin(2x+2φ)≤1,
则﹣≤g(x)≤,即g(x)在区间[0,]上的取值范围为[﹣,].
【知识点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换考点13 三角函数基础题汇总
一、单选题(共15小题)
1.下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间上为增函数的是(  )
A.y=sin2x B.y=cos2x C.y=tanx D.y=sin
2.已知扇形的周长为12cm,圆心角为4rad,则此扇形的面积为(  )
A.4cm2 B.6cm2 C.8cm2 D.10cm2
3.己知,则=(  )
A. B. C. D.
4.角α的终边在直线y=2x上,则=(  )
A. B.1 C.3 D.﹣1
5.下列函数中,最小正周期为π的奇函数是(  )
A. B.y=tan2x
C.y=2sin(π﹣x) D.y=tan(x+π)
6.函数y=sin2x的图象经过怎样的平移变换得到函数y=sin()的图象(  )
A.向左平移个单位长度
B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
7.已知角α的始边与x轴的正半轴重合,顶点在坐标原点,角α终边上的一点P到原点的距离为,若α=,则点P的坐标为(  )
A.(1,) B.(,1) C.(,) D.(1,1)
8.为得到函数y=sin2x的图象,只需将函数y=cos(2x+)的图象(  )
A.向左平移个单位长度 B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
9.已知函数f(x)的周期为4π,且,则f()的值与下列哪个函数值相等(  )
A. B. C.f(π) D.
10.y=sinx图象上每一点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再将得到的图象向右平移个单位长度,则所得图象对应的函数为(  )
A.y=sin(2x﹣) B.y=sin(2x﹣)
C.y=sin(x﹣) D.y=sin(x﹣)
11.已知f(x)=sin(x﹣),将f(x)的图象向左平移个单位,再把图象上每个点的横坐标缩小为原来的一半,得到g(x),则g(x)的解析式为(  )
A.g(x)=sin(2x+) B.g(x)=sin(2x+)
C.g(x)=sin(x+) D.g(x)=sin(x+)
12.若函数f(x)=2sin(2x+)+2cos(2x+)(|φ|<π)的图象关于y轴对称,则φ的值为(  )
A. B. C. D.﹣
13.已知函数,x∈R,则(  )
A.f(x)的最大值为1 B.f(x)在区间(0,π)上只有1个零点
C.f(x)的最小正周期为 D.为f(x)图象的一条对称轴
14.关于函数f(x)=1﹣cos(2x+)﹣2sin2x的描述不正确的是(  )
A.f(x)在[0,π]上有2个零点
B.f′(x)=2cos(2x+)
C.(﹣,0)是f(x)的一个对称中心
D.x=是f′(x)的一个对称轴
15.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ+)(ω>0,﹣<φ<0),若点(,0)为函数f(x)的对称中心,直线x=为函数f(x)的对称轴,并且函数f(x)在区间(,)上单调,则f(2ωφ)=(  )
A.﹣1 B. C. D.﹣
二、填空题(共10小题)
16.若且,则tanα=  .
17.已知α、β均为锐角,且cosα=,cos(α+β)=﹣,则β=  .
18.函数f(x)=sinx﹣2cosx﹣1的最小正周期是  ,最大值是  .
19.已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,若点P(2,﹣1)在角α的终边上,则sin2α=  .
20.在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若,则tan(α﹣β)=  .
21.已知4sin(+α)+4cos(﹣α)=3,则cos(﹣2α)=  .
22.已知函数f(x)=sin(3x+φ)(﹣<φ<)的图象关于直线x=对称,则φ=  .
23.已知sinα=﹣,α∈(﹣,),则sin(α+)=  .
24.已知函数f(x)=cos(x+)+cosx,则函数f(x)的单调递增区间为  .
25.已知函数f(x)=2cos2x+2sinxcosx﹣1,则f(x)的最小正周期为  ,在区间[0,]上的值域为  .
三、解答题(共10小题)
26.已知函数.求函数f(x)在[0,π]上的单调递减区间.
27.(1)求值:3﹣27﹣lg0.01+lne3;
(2)化简:.(注意:要写出具体化简过程.)
28.已知0<α<,0<β<,sinα=,cos(α+β)=.
(1)求cosβ的值;
(2)求的值.
29.已知函数f(x)=sin2x+2sinxcosx﹣cos2x.
(Ⅰ)求f(x)的最小正周期;
(Ⅱ)当时,求f(x)的最小值.
30.已知函数.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)求函数f(x)的单调增区间;
31.已知函数f(x)=2sinxcosx+2cos2x﹣1.
(1)求函数f(x)的最大值及相应的x的值;
(2)求函数f(x)的单调增区间.
32.计算:
(1);
(2).
33.已知函数f(x)=2cosxcos(x﹣)+.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)若锐角α满足f(α+)=﹣,且β满足sin(α+β)=,求cosβ的值.
34.已知函数f(x)=sinxcosx+cos2x+1.
(1)求f(x)的最小正周期和值域;
(2)若对任意x∈R,f2(x)﹣k f(x)﹣2≤0的恒成立,求实数k的取值范围.
35.已知函数f(x)=sin(2x+)﹣2sin(x+)cos(x+).
(1)求函数f(x)在区间[0,π]上的单调递增区间;
(2)将函数f(x)的图象向左平移φ﹣个单位长度得到函数g(x)的图象,若φ∈(0,π)且tanφ=,求函数g(x)在区间[0,]上的取值范围.

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