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專題二三角函數(shù)與平面向量專題過(guò)關(guān)·提升卷(時(shí)間:120分鐘滿分:150分)第Ⅰ卷(選擇題共60分)一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.已知角α的終邊經(jīng)過(guò)點(diǎn)(-4,3),則cosα=()A.eq\f(4,5) B.eq\f(3,5) C.-eq\f(3,5) D.-eq\f(4,5)2.已知向量a=(2,1),b-a=(-3,k2-3),則k=2是a⊥b的()A.充分不必要條件B.必要不充分條件C.充要條件D.既不充分又不必要條件3.要得到函數(shù)y=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4x-\f(π,3)))的圖象,只需將函數(shù)y=sin4x的圖象()A.向左平移eq\f(π,12)個(gè)單位B.向右平移eq\f(π,12)個(gè)單位C.向左平移eq\f(π,3)個(gè)單位D.向右平移eq\f(π,3)個(gè)單位4.已知|a|=4,|b|=1,且〈a,b〉=eq\f(2,3)π,當(dāng)|a+xb|取得最小值時(shí),則實(shí)數(shù)x的值為()A.1 B.-1 C.2 D.-25.已知sinα-cosα=eq\f(\r(3),2),則2cos2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-α))=()A.eq\f(3,4) B.eq\f(5,4) C.-eq\f(3,4) D.-eq\f(5,4)6.(2015·山東高考)已知菱形ABCD的邊長(zhǎng)為a,∠ABC=60°,則eq\o(BD,\s\up6(→))·eq\o(CD,\s\up6(→))=()A.-eq\f(3,2)a2 B.-eq\f(3,4)a2 C.eq\f(3,4)a2 D.eq\f(3,2)a27.(2015·長(zhǎng)沙模擬)已知函數(shù)f(x)=sin(x-φ),且∫eq\f(2π,3)0f(x)dx=0,則函數(shù)f(x)圖象的一條對(duì)稱軸是()A.x=eq\f(5π,6) B.x=eq\f(7π,12)C.x=eq\f(π,3) D.x=eq\f(π,6)8.已知sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ+\f(π,3)))+sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ-\f(π,3)))=eq\f(\r(3),3),且θ∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),則coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ+\f(π,6)))=()A.eq\f(3\r(2)+\r(3),6) B.eq\f(3\r(2)-\r(3),6)C.eq\f(2\r(6)+1,6) D.eq\f(2\r(6)-1,6)9.已知函數(shù)f(x)=2cos(x+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(|φ|<\f(π,2))),且f(0)=1,f′(0)>0,將函數(shù)f(x)的圖象向右平移eq\f(π,3)個(gè)單位,得函數(shù)y=g(x)的圖象,則函數(shù)g(x)在[0,π]上的最小值是()A.-eq\r(3) B.-1C.eq\r(3) D.110.(2015·四川高考)設(shè)四邊形ABCD為平行四邊形,|eq\o(AB,\s\up6(→))|=6,|eq\o(AD,\s\up6(→))|=4,若點(diǎn)M,N滿足eq\o(BM,\s\up6(→))=3eq\o(MC,\s\up6(→)),eq\o(DN,\s\up6(→))=2eq\o(NC,\s\up6(→)),則eq\o(AM,\s\up6(→))·eq\o(NM,\s\up6(→))=()A.20 B.15 C.9 D.611.(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)鈍角三角形ABC的面積是eq\f(1,2),AB=1,BC=eq\r(2),則AC=()A.5 B.eq\r(5) C.2 D.112.△DEF的外接圓的圓心為O,半徑R=4,如果eq\o(OD,\s\up6(→))+eq\o(DE,\s\up6(→))+eq\o(DF,\s\up6(→))=0,且|eq\o(OD,\s\up6(→))|=|eq\o(DF,\s\up6(→))|,則向量eq\o(FE,\s\up6(→))在eq\o(FD,\s\up6(→))方向上的投影為()A.6 B.-6C.2eq\r(3) D.-2eq\r(3)第Ⅱ卷(非選擇題共90分)二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分,把正確答案填寫在題中的橫線上)13.設(shè)常數(shù)a使方程sinx+eq\r(3)cosx=a在閉區(qū)間[0,2π]上恰有三個(gè)根x1,x2,x3,則x1+x2+x3=________.14.(2015·南京模擬)已知函數(shù)y=cosx與y=sin(2x+φ)(0≤φ<π),它們的圖象有一個(gè)橫坐標(biāo)為eq\f(π,3)的交點(diǎn),則φ的值是________.15.(2015·濰坊二模)已知G為△ABC的重心,令eq\o(AB,\s\up6(→))=a,eq\o(AC,\s\up6(→))=b,過(guò)點(diǎn)G的直線分別交AB、AC于P、Q兩點(diǎn),且eq\o(AP,\s\up6(→))=ma,eq\o(AQ,\s\up6(→))=nb,則eq\f(1,m)+eq\f(1,n)=________.16.(2015·湖北高考)如圖,一輛汽車在一條水平的公路上向正西行駛,到A處時(shí)測(cè)得公路北測(cè)一山頂D在西偏北30°的方向上,行駛600m后到達(dá)B處,測(cè)得此山頂在西偏北75°的方向上,仰角為30°,則此山的高度CD=________m.三、解答題(本大題共6小題,共70分,解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明,證明過(guò)程或演算步驟)17.(本小題滿分10分)(2015·北京高考)已知函數(shù)f(x)=eq\r(2)sineq\f(x,2)coseq\f(x,2)-eq\r(2)sin2eq\f(x,2).(1)求f(x)的最小正周期;(2)求f(x)在區(qū)間[-π,0]上的最小值.18.(本小題滿分12分)(2015·廣東高考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知向量m=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),-\f(\r(2),2))),n=(sinx,cosx),x∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))).(1)若m⊥n,求tanx的值.(2)若m與n的夾角為eq\f(π,3),求x的值.19.(本小題滿分12分)已知函數(shù)f(x)=sinx-cosx,f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù).(1)求函數(shù)g(x)=f(x)f′(x)-f2(x)的最大值和最小正周期;(2)若f(x)=2f′(x),求eq\f(1+sin2x,cos2x-sinxcosx)的值.20.(本小題滿分12分)(2015·浙江高考)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別是a,b,c,已知A=eq\f(π,4),b2-a2=eq\f(1,2)c2.(1)求tanC的值;(2)若△ABC的面積為3,求b的值.21.(本小題滿分12分)函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的導(dǎo)函數(shù)y=f′(x)的部分圖象如圖所示,且點(diǎn)P(0,eq\r(3))是y=f′(x)的圖象與y軸的交點(diǎn),點(diǎn)Q、R為y=f′(x)的圖象與x軸的兩個(gè)交點(diǎn),△ABC的內(nèi)角滿足f(A)=1,cosB=eq\f(4,5).(1)若|QR|=eq\f(π,2),且0<φ<eq\f(π,2),求sinC的值;(2)求曲線段eq\o(QSR,\s\up8(︵))與x軸所圍成的區(qū)域的面積.22.(本小題滿分12分)(2015·濟(jì)南調(diào)研)已知m=(eq\r(3)sin(2π-x),cosx),n=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)π-x)),cos(π+x))),f(x)=m·n.(1)求y=f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間和對(duì)稱中心;(2)在△ABC中,角A、B、C所對(duì)應(yīng)的邊分別為a、b、c,若有f(B)=eq\f(1,2),b=7,sinA+sinC=eq\f(13\r(3),14),求△ABC的面積.專題過(guò)關(guān)·提升卷1.D[設(shè)P(-4,3),則x=-4,y=3,r=|OP|=eq\r((-4)2+32)=5,故cosα=eq\f(x,r)=eq\f(-4,5)=-eq\f(4,5),故選D.]2.A[由a=(2,1),b-a=(-3,k2-3),得b=(-1,k2-2).又a⊥b?a·b=-2+k2-2=0,∴k=±2,故“k=2”是“a⊥b”3.B[∵y=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4x-\f(π,3)))=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(4\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,12))))),∴要得到y(tǒng)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4x-\f(π,3)))的圖象,只需將函數(shù)y=sin4x的圖象向右平移eq\f(π,12)個(gè)單位.]4.C[∵|a|=4,|b|=1,〈a,b〉=eq\f(2,3)π,∴a2=16,b2=1,a·b=|a||b|·coseq\f(2,3)π=-2.則|a+xb|2=a2+x2b2+2xa·b=16+x2-4x=(x-2)2+12≥12當(dāng)且僅當(dāng)x=2時(shí),|a+xb|2有最小值.∴x=2時(shí),|a+xb|取得最小值.]5.B[由sinα-cosα=eq\f(\r(3),2),得1-sin2α=eq\f(3,4),∴sin2α=eq\f(1,4),因此2cos2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-α))=1+cos2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-α))=1+sin2α=eq\f(5,4).]6.D[如圖所示,由題意,得BC=a,CD=a,∠BCD=120°.BD2=BC2+CD2-2BC·CD·cos120°=a2+a2-2a·a×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=3a2,∴BD=eq\r(3)a.∴eq\o(BD,\s\up6(→))·eq\o(CD,\s\up6(→))=|eq\o(BD,\s\up6(→))||eq\o(CD,\s\up6(→))|cos30°=eq\r(3)a2×eq\f(\r(3),2)=eq\f(3,2)a2.]7.A[∵∫eq\f(2π,3)0f(x)dx=∫eq\f(2π,3)0sin(x-φ)dx=0,∴-cos(x-φ)eq\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)0=cosφ-cos\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)π-φ))=0)).則eq\f(3,2)cosφ-eq\f(\r(3),2)sinφ=0,即eq\r(3)coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ+\f(π,6)))=0.∴φ+eq\f(π,6)=eq\f(π,2)+kπ(k∈Z),解得φ=kπ+eq\f(π,3).∴f(x)=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(x-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ+\f(π,3))))),由x-kπ-eq\f(π,3)=k′π+eq\f(π,2),得x=(k+k′)π+eq\f(5,6)π(k,k′∈Z),取k+k′=0,得x=eq\f(5π,6).]8.B[由sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ+\f(π,3)))+sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ-\f(π,3)))=eq\f(\r(3),3),得sinθcoseq\f(π,3)+cosθsineq\f(π,3)+sinθcoseq\f(π,3)-cosθsineq\f(π,3)=eq\f(\r(3),3).∴2sinθcoseq\f(π,3)=eq\f(\r(3),3),則sinθ=eq\f(\r(3),3).又θ∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),∴cosθ=eq\r(1-sin2θ)=eq\f(\r(6),3).因此coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ+\f(π,6)))=cosθcoseq\f(π,6)-sinθsineq\f(π,6)=eq\f(3\r(2)-\r(3),6).]9.B[由f(x)=2cos(x+φ),得f′(x)=-2sin(x+φ).∴f(0)=2cosφ=1,且f′(0)=-2sinφ>0,因此cosφ=eq\f(1,2),且sinφ<0,所以φ=2kπ-eq\f(π,3),k∈Z,又|φ|<eq\f(π,2),則φ=-eq\f(π,3),f(x)=2coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,3))),根據(jù)圖象平移變換,知g(x)=2coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(2,3)π)).又0≤x≤π,知-eq\f(2π,3)≤x-eq\f(2π,3)≤eq\f(π,3).∴g(x)的最小值為2coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3)π))=2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=-1.]10.C[eq\o(AM,\s\up6(→))=eq\o(AB,\s\up6(→))+eq\f(3,4)eq\o(AD,\s\up6(→)),eq\o(NM,\s\up6(→))=eq\o(CM,\s\up6(→))-eq\o(CN,\s\up6(→))=-eq\f(1,4)eq\o(AD,\s\up6(→))+eq\f(1,3)eq\o(AB,\s\up6(→)),∴eq\o(AM,\s\up6(→))·eq\o(NM,\s\up6(→))=eq\f(1,4)(4eq\o(AB,\s\up6(→))+3eq\o(AD,\s\up6(→)))·eq\f(1,12)(4eq\o(AB,\s\up6(→))-3eq\o(AD,\s\up6(→)))=eq\f(1,48)(16eq\o(AB,\s\up6(→))2-9eq\o(AD,\s\up6(→))2)=eq\f(1,48)(16×62-9×42)=9.]11.B[由S△ABC=eq\f(1,2)AB·BCsinB=eq\f(1,2),得sinB=eq\f(\r(2),2),∵B∈(0,π),∴B=eq\f(π,4)或eq\f(3π,4).當(dāng)B=eq\f(π,4)時(shí),由余弦定理,得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=2+1-2eq\r(2)×1×eq\f(\r(2),2)=1,∴AC=1,此時(shí)AB2+AC2=BC2,則△ABC為直角三角形,不合題設(shè),舍去.當(dāng)B=eq\f(3π,4)時(shí),由余弦定理,得AC2=AB2+BC2-2AB·BCcosB=5,∴AC=eq\r(5),此時(shí)△ABC為鈍角三角形,符合題意.]12.A[如圖所示,由eq\o(OD,\s\up6(→))+eq\o(DE,\s\up6(→))+eq\o(DF,\s\up6(→))=0,得eq\o(DE,\s\up6(→))+eq\o(DF,\s\up6(→))=eq\o(DO,\s\up6(→)),∴四邊形DEOF為平行四邊形.又|eq\o(OD,\s\up6(→))|=|eq\o(DF,\s\up6(→))|=4,知△ODF為等邊三角形.在△DEF中,易知∠EDF=120°,∠EFD=30°,由正弦定理,得eq\f(EF,sin120°)=eq\f(DE,sin30°),則EF=4eq\r(3).故eq\o(FE,\s\up6(→))在向量eq\o(FD,\s\up6(→))方向上的投影為|eq\o(EF,\s\up6(→))|cos30°=6.]13.eq\f(2π,3)[令f(x)=sinx+eq\r(3)cosx=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3))),作出函數(shù)圖象如圖所示,要使函數(shù)f(x)的圖象與y=a有三個(gè)交點(diǎn),則a=eq\r(3)且必有一根x1=0,另外兩根x2,x3關(guān)于直線x=eq\f(7,6)π對(duì)稱,則x2+x3=eq\f(7,3)π,故x1+x2+x3=eq\f(7π,3).]14.eq\f(π,6)[根據(jù)題意,將x=eq\f(π,3)代入可得coseq\f(π,3)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(π,3)+φ))=eq\f(1,2),∴eq\f(2,3)π+φ=2kπ+eq\f(π,6)或eq\f(2,3)π+φ=2kπ+eq\f(5,6)π,k∈Z.又∵φ∈[0,π),∴φ=eq\f(π,6).]15.3[由G為重心,得eq\o(AG,\s\up6(→))=eq\f(2,3)×eq\f(1,2)(a+b)=eq\f(1,3)(a+b).∴eq\o(PG,\s\up6(→))=eq\o(AG,\s\up6(→))-eq\o(AP,\s\up6(→))=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)-m))a+eq\f(b,3),eq\o(GQ,\s\up6(→))=eq\o(AQ,\s\up6(→))-eq\o(AG,\s\up6(→))=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n-\f(1,3)))b-eq\f(1,3)a,又P、G、Q三點(diǎn)共線,∴eq\f(\f(1,3)-m,-\f(1,3))=eq\f(\f(1,3),n-\f(1,3)),即m+n=3mn.因此eq\f(1,m)+eq\f(1,n)=3.]16.100eq\r(6)[如圖所示,在△ABC中,AB=600,∠BAC=30°,∠ACB=75°-30°=45°.由正弦定理,得eq\f(BC,sin∠BAC)=eq\f(AB,sin∠ACB),∴BC=600×eq\f(sin30°,sin45°)=300eq\r(2).在Rt△BCD中,∠CBD=30°,∴CD=BC·tan∠CBD=300eq\r(2)·tan30°=100eq\r(6).]17.解(1)因?yàn)閒(x)=eq\f(\r(2),2)sinx-eq\f(\r(2),2)(1-cosx)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))-eq\f(\r(2),2),所以f(x)的最小正周期為2π.(2)因?yàn)椋小躼≤0,所以-eq\f(3π,4)≤x+eq\f(π,4)≤eq\f(π,4).當(dāng)x+eq\f(π,4)=-eq\f(π,2),即x=-eq\f(3π,4)時(shí),f(x)取得最小值.所以f(x)在區(qū)間[-π,0]上的最小值為feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3π,4)))=-1-eq\f(\r(2),2).18.解(1)因?yàn)閙=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),-\f(\r(2),2))),n=(sinx,cosx),m⊥n.所以m·n=0,即eq\f(\r(2),2)sinx-eq\f(\r(2),2)cosx=0,所以sinx=cosx,所以tanx=1.(2)因?yàn)閨m|=|n|=1,所以m·n=coseq\f(π,3)=eq\f(1,2),即eq\f(\r(2),2)sinx-eq\f(\r(2),2)cosx=eq\f(1,2),所以sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))=eq\f(1,2),因?yàn)?<x<eq\f(π,2),所以-eq\f(π,4)<x-eq\f(π,4)<eq\f(π,4).因此x-eq\f(π,4)=eq\f(π,6),故x=eq\f(5π,12).19.解(1)∵f(x)=sinx-cosx,且g(x)=f(x)·f′(x)-f2(x),∴f′(x)=cosx+sinx,因此g(x)=(sinx-cosx)(sinx+cosx)-(sinx-cosx)2=sin2x-cos2x-(1-sin2x)=sin2x-cos2x-1=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))-1.故函數(shù)f(x)的最小正周期T=π,最大值為eq\r(2)-1.(2)由f(x)=2f′(xsinx-cosx=2(cosx+sinx),得tanx=-3,eq\f(1+sin2x,cos2x-sinxcosx)=eq\f(2sin2x+cos2x,cos2x-sinxcosx)=eq\f(2tan2x+1,1-tanx)=eq\f(19,4).20.解(1)由A=eq\f(π,4),b2-a2=eq\f(1,2)c2及正弦定理得sin2B-eq\f(1,2)=eq\f(1,2)sin2C.所以-cos2B=sin2C.又由A=eq\f(π,4),得B+C=eq\f(3,4)π.∴2B=eq\f(3,2)π-2C,則cos2B=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)π-2C))=-sin2C.從而sin2C=sin2C,即2sinCcosC=sin又sinC≠0,故tanC=2.(2)由tanC=2,C∈(0,π)得sinC=eq\f(2\r(5),5),cosC=eq\f(\r(5),5),又因?yàn)閟inB=sin(A+C)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+C)),所以sinB=eq\f(3\r(10),10),由正弦定理,c=eq\f(bsinC,sinB)=eq\f(2\r(2),3)b.①又S△ABC=eq\f(1,2)bcsinA=3,A=eq\f(π,4),所以bc=6eq\r(2),②聯(lián)立①,②可求b=3.21.解(1)由f′(x)=ω·cos(ωx+φ)的圖象知.|QR|=eq\f(T,2)=eq\f(π,ω)=eq\f(π,2),∴ω=2.∵點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,eq\r(3)),且0<φ<eq\f(π,2),∴2cosφ=eq\r(3),則φ=eq\f(π,6).因此f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6))),則f(A)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2A+\f(π,6)))=1,又0<A<π,得eq\f(π,6)<2A+eq\f(π,6)<eq\f(13π,6),所以2A+eq\f(π,6)=eq\f(π,2),則A=eq\f(π,6),由cosB=eq\f(4,5),且0<B<π,得sinB=eq\f(3,5),因此sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB=eq\f(1,2)×eq\f(4,5)+eq\f(\r(3),2)×eq\f(3,5)=eq\f(4+3\r(3),10).(2)設(shè)曲線段eq\o(QSR,\s\up8(︵))與x軸圍成區(qū)域面積為S,設(shè)Q(a,0),R(c,0)則cos(aω+φ)=0,cos(cω+φ)=0所以S=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\i\in(a,c
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