第五章 三角函数 检测试卷(学生版 解析版)高中数学 人教A版(2019)必修 第一册

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第五章 三角函数 检测试卷(学生版 解析版)高中数学 人教A版(2019)必修 第一册

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第五章检测试卷
一、 单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.
1. sin (-600°)的值是(   )
A.    B. -
C.    D. -
2. 如果角α的终边经过点P(-1,),则cos α等于(   )
A. -  B.
C. -  D.
3. 函数f(x)=tan 的单调递增区间为 (   )
A. ,k∈Z
B. ,k∈Z
C. ,k∈Z
D. ,k∈Z
4. 为了得到函数y=sin 的图象,可将函数y=sin 2x的图象上的所有的点向________平移________个单位长度(   )
A. 左   B. 右 
C. 左   D. 右 
5. 若一个扇形的半径变为原来的,弧长变为原来的倍,则扇形的圆心角变为原来的(   )
A. 3倍  B. 2倍
C.   D.
6. 下列函数中,既以π为周期,又在区间上单调递减的函数是(   )
A. y=-cos 2x  B. y=|sin x|
C. y=tan x  D. y=cos
7. 已知sin +cos α=,则sin =(   )
A.   B.
C. -  D. -
8. 已知定义域为R的函数f(x)满足f(x+1)=f(1-x),且在区间[1,2]上f(x)是增函数.若a=sin ,b=sin ,c=sin ,则f(a),f(b),f(c)的大小关系为(   )
A. f(a)>f(c)>f(b)  B. f(b)>f(a)>f(c)
C. f(a)>f(b)>f(c)  D. f(b)>f(c)>f(a)
二、 多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.部分选对得部分分,选错得0分.
9. 已知sin θ=-,且cos θ>0,则(   )
A. tan θ<0   B. tan 2θ>
C. sin 2θ>cos 2θ   D. sin 2θ>0
10. 下列化简结果正确的是(   )
A. cos 22°sin 52°-sin 22°cos 52°=
B. sin 15°sin 30°sin 75°=
C. cos 15°-sin 15°=
D. =
11. 将函数g(x)=sin ωx(ω>0)的图象向左平移个单位长度得到函数f(x)的图象,若f(x)在[0,2π]上有且只有5个零点,则下列结论正确的是(   )
A. f(x)的图象关于直线x=+(k∈Z)对称    
B. f(x)在(0,2π)上有且只有5个极值点
C. f(x)在上单调递增
D. ω的取值范围是
三、 填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知扇形的圆心角为,面积为,则该扇形的弧长为 .
13. 已知角α的终边上有一点P(1,2),则的值为 .
14. 如图,一台发电机产生的电流是正弦式电流,即电压U(单位:V)和时间t(单位:s)满足U=311sin (ωt+φ).在一个周期内,电压的绝对值超过的时间为 .(答案用分数表示)
(第14题)
四、 解答题:本题共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. (13分)如图,在平面直角坐标系xOy中,角α的始边与x轴的非负半轴重合,角α的终边恰好与单位圆O相交于点A.
(第15题)
(1) 求cos α,sin α的值;
(2) 求sin 2α,cos 2α的值.
16.(15分)已知函数f(x)=2sin ,其中ω>0.
(1) 若f(x+θ)是最小正周期为2π的偶函数,求ω和θ的值;
(2) 若f(x)在上是增函数,求ω的最大值.
17. (15分)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)+B的部分图象如图所示.
(第17题)
(1) 求函数f(x)的解析式;
(2) 将函数y=f(x)图象上的所有的点向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),然后将所得图象上所有点都向下平移1个单位长度(横坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,若方程g(x)-m=0在上有实数根,求实数m的取值范围.
18. (17分)如图是函数f(x)=m sin (ωx+φ)的部分图象,点D是这部分图象的最高点且其横坐标为,点F(0,1)是线段DM的中点.
(第18题)
(1) 若A是锐角三角形ABC的一个内角,且f=,求cos A的值;
(2) 当x∈时,函数y=f2(x)-af(x)+1的最小值为,求实数a的值.
19. (17分)某养殖公司有一处矩形养殖池ABCD,如图所示,AB=50 m,BC=25 m.为了便于冬天给养殖池内的水加温,该公司计划在养殖池内铺设三条加温带OE,EF和OF,考虑到整体规划,要求O是AB的中点,点E在边BC上,点F在边AD上,且∠EOF=.
(第19题)
(1) 设∠BOE=α,试将△OEF的周长l表示为α的函数,并求出此函数的定义域;
(2) 在(1)的条件下,为增加夜间水下照明亮度,决定在两条加温带OE和OF上安装智能照明装置,经核算,在两条加温带增加智能照明装置的费用均为每米400元,问:如何设计才能使安装智能照明装置的费用最低?请说明理由,并求出最低费用.第五章检测试卷
一、 单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.
1. sin (-600°)的值是( C )
A.    B. -
C.    D. -
2. 如果角α的终边经过点P(-1,),则cos α等于( A )
A. -  B.
C. -  D.
3. 函数f(x)=tan 的单调递增区间为 ( C )
A. ,k∈Z
B. ,k∈Z
C. ,k∈Z
D. ,k∈Z
4. 为了得到函数y=sin 的图象,可将函数y=sin 2x的图象上的所有的点向________平移________个单位长度( D )
A. 左   B. 右 
C. 左   D. 右 
【解析】y=sin =sin ,因此要把y=sin 2x的图象上的点向右平移个单位长度.
5. 若一个扇形的半径变为原来的,弧长变为原来的倍,则扇形的圆心角变为原来的( A )
A. 3倍  B. 2倍
C.   D.
【解析】设α1=,则α2==3=3α1,故选A.
6. 下列函数中,既以π为周期,又在区间上单调递减的函数是( C )
A. y=-cos 2x  B. y=|sin x|
C. y=tan x  D. y=cos
【解析】A中函数在上单调递增,不合题意;B中函数在上单调递增,不合题意;C中函数满足题意;D中函数的最小正周期为4π,不合题意.综上所述,选项C满足题意.
7. 已知sin +cos α=,则sin =( D )
A.   B.
C. -  D. -
【解析】因为sin +cos α=,所以sin αcos -cos αsin +cos α=,所以sin α-cos α+cos α=,所以sin α+cos α=,即cos =,所以
sin =sin =cos =2cos2-1=2×-1=-.
8. 已知定义域为R的函数f(x)满足f(x+1)=f(1-x),且在区间[1,2]上f(x)是增函数.若a=sin ,b=sin ,c=sin ,则f(a),f(b),f(c)的大小关系为( A )
A. f(a)>f(c)>f(b)  B. f(b)>f(a)>f(c)
C. f(a)>f(b)>f(c)  D. f(b)>f(c)>f(a)
【解析】因为f(x)满足f(x+1)=f(1-x),所以f(x)的图象关于直线x=1对称.又因为f(x)在[1,2]上单调递增,所以f(x)在[0,1]上单调递减.因为a=sin ,b=sin =sin =sin ,c=sin =sin =sin ,y=sin x在上单调递增,所以0f(c)>f(b).
二、 多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.部分选对得部分分,选错得0分.
9. 已知sin θ=-,且cos θ>0,则( AB )
A. tan θ<0   B. tan 2θ>
C. sin 2θ>cos 2θ   D. sin 2θ>0
【解析】因为sin θ=-,且cos θ>0,所以cos θ==,tan θ=-,A正确;tan 2θ=>,B正确;sin 2θ=,cos 2θ=,sin 2θcos θ=-<0,D不正确.
10. 下列化简结果正确的是( ACD )
A. cos 22°sin 52°-sin 22°cos 52°=
B. sin 15°sin 30°sin 75°=
C. cos 15°-sin 15°=
D. =
11. 将函数g(x)=sin ωx(ω>0)的图象向左平移个单位长度得到函数f(x)的图象,若f(x)在[0,2π]上有且只有5个零点,则下列结论正确的是( CD )
A. f(x)的图象关于直线x=+(k∈Z)对称    
B. f(x)在(0,2π)上有且只有5个极值点
C. f(x)在上单调递增
D. ω的取值范围是
【解析】由题知f(x)=g=sin ,由x∈[0,2π],则t=ωx+∈,所以y=sin t在上有5个零点,则5π≤2ωπ+<6π,解得≤ω<,故D正确;由以上分析知,f(x)在(0,2π)上的极值点个数可能为5或6,故B错误;令ωx+=kπ+(k∈Z),得x=+(k∈Z),则f(x)的图象关于直线x=+(k∈Z)对称,故A错误;当x∈时,t=ωx+∈,又ω+∈,故y=sin t单调递增,即f(x)在上单调递增,故C正确.
三、 填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知扇形的圆心角为,面积为,则该扇形的弧长为____.
13. 已知角α的终边上有一点P(1,2),则的值为____.
【解析】因为角α的终边上有一点P(1,2),所以tan α=2,则====.
14. 如图,一台发电机产生的电流是正弦式电流,即电压U(单位:V)和时间t(单位:s)满足U=311sin (ωt+φ).在一个周期内,电压的绝对值超过的时间为___s__.(答案用分数表示)
(第14题)
【解析】由已知T=0.02,ω==100π,φ=0,则U=311sin (100πt).在区间[0,0.02]内,令311sin (100πt)=,则100πt=或100πt=,可得t1=,t2==.同理令311sin (100πt)=-,可得t3=,t4=.综上,电压的绝对值超过的时间为2×=(s).
四、 解答题:本题共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. (13分)如图,在平面直角坐标系xOy中,角α的始边与x轴的非负半轴重合,角α的终边恰好与单位圆O相交于点A.
(第15题)
(1) 求cos α,sin α的值;
【解答】由单位圆中三角函数的定义可得cos α=,sin α=.
(2) 求sin 2α,cos 2α的值.
【解答】由二倍角公式可得sin 2α=2sin α·cos α=2××=,cos 2α=cos2α-sin2α=-=-.
16.(15分)已知函数f(x)=2sin ,其中ω>0.
(1) 若f(x+θ)是最小正周期为2π的偶函数,求ω和θ的值;
【解答】由f(x)=2sin ,其中ω>0,得f(x+θ)=2sin =
2sin .由f(x+θ)的最小正周期为2π,可得2π=,且ω>0,得ω=,所以f(x+θ)=2sin .因为f(x+θ)为偶函数,定义域是R,关于y轴对称,所以θ+=+kπ,k∈Z,所以θ=kπ+,k∈Z,所以ω=,θ=kπ+,k∈Z.
(2) 若f(x)在上是增函数,求ω的最大值.
【解答】因为ω>0,令2kπ-≤3ωx+≤2kπ+,k∈Z,所以-≤x≤+,k∈Z.若f(x)在上是增函数,则为函数f(x)的增区间的子区间,所以≥,得ω≤,所以ω的最大值为.
17. (15分)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)+B的部分图象如图所示.
(第17题)
(1) 求函数f(x)的解析式;
【解答】由题图得A==,B==1.又=-=,所以T=π,所以ω==2,所以f(x)=sin (2x+φ)+1.又f(x)的图象过点,所以=sin +1,所以sin =1,所以+φ=+2kπ,k∈Z,解得φ=+2kπ,k∈Z.又|φ|<,故φ=,所以f(x)=sin 2x++1.
(2) 将函数y=f(x)图象上的所有的点向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),然后将所得图象上所有点都向下平移1个单位长度(横坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,若方程g(x)-m=0在上有实数根,求实数m的取值范围.
【解答】将函数y=f(x)的图象上所有的点向右平移个单位长度得到y=
sin +1=sin +1的图象,再将y=sin +1的图象上所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),得到y=sin +1的图象,最后将y=
sin +1图象上的所有的点都向下平移1个单位长度(横坐标不变),得到y=
sin ,即g(x)=sin 的图象.因为x∈,所以4x-∈,所以sin ∈,则g(x)∈.因为方程g(x)-m=0在上有实数根,即y=g(x)与y=m在上有交点,所以m∈
18. (17分)如图是函数f(x)=m sin (ωx+φ)的部分图象,点D是这部分图象的最高点且其横坐标为,点F(0,1)是线段DM的中点.
(第18题)
(1) 若A是锐角三角形ABC的一个内角,且f=,求cos A的值;
【解答】因为点F(0,1)是线段DM的中点,所以D的纵坐标为2,结合图象可得m=2.设M(a,0),由中点坐标公式可得=0,解得a=-,即M.由题图可知,f(x)的最小正周期为2π,所以ω=1.由五点法作图可知+φ=,即φ=,所以f(x)=2sin .因为f=,所以2sin =,即cos =.因为A是锐角,所以sin ==,所以cos A=cos =cos +sin =×+×=.
(2) 当x∈时,函数y=f2(x)-af(x)+1的最小值为,求实数a的值.
【解答】当x∈时,x+∈,sin ∈,所以f(x)∈[1,2].设t=f(x),则t∈[1,2],y=t2-at+1.当≤1,即a≤2时,y=t2-at+1的最小值为2-a,所以2-a=,解得a=,符合题意;当1<<2,即219. (17分)某养殖公司有一处矩形养殖池ABCD,如图所示,AB=50 m,BC=25 m.为了便于冬天给养殖池内的水加温,该公司计划在养殖池内铺设三条加温带OE,EF和OF,考虑到整体规划,要求O是AB的中点,点E在边BC上,点F在边AD上,且∠EOF=.
(第19题)
(1) 设∠BOE=α,试将△OEF的周长l表示为α的函数,并求出此函数的定义域;
【解答】因为AB=50,所以OA=OB=25.当点F在点D时,α最小,此时tan ∠FOA==,所以∠FOA=,所以α=-=.当点E在点C时,α最大,此时tan α==,所以α=.由上可知,α∈.因为=cos =sin α,=cos α,所以OF=,OE=.又因为∠EOF=,且sin α>0,cos α>0,所以EF===,所以l=++,定义域为.
(2) 在(1)的条件下,为增加夜间水下照明亮度,决定在两条加温带OE和OF上安装智能照明装置,经核算,在两条加温带增加智能照明装置的费用均为每米400元,问:如何设计才能使安装智能照明装置的费用最低?请说明理由,并求出最低费用.
【解答】根据题意可知,要使照明装置的费用最低,只需OE+OF最小即可,由(1)可知,OE+OF=且α∈.设t=sin α+cos α,且(sin α+cos α)2=1+
2sin αcos α,所以sin αcos α=,所以OE+OF===.又因为t=sin α+cos α=sin ,且∈,且sin =sin =sin ==,所以t∈.令f(t)=t-,因为y=t,y=-均在上单调递增,所以f(t)=t-在上单调递增,所以f(t)∈,所以OE+OF的最小值为=50,此时t=,所以α+=,α=.综上所述,当BE=AF=25 m时,照明装置的费用最低,且最低费用为20 000元.

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