2024年高考数学复习：13 三角函数与解三角形大题归类（原卷版）

13三角函数与解三角形大题归类【题型一】图像与性质1:给图求解析式和值域（最值）【典例分析】1．已知函数的部分图象如图所示.(1)求；(2)将函数图象向左平移个单位，得到函数的图象，求在上的最小值.【提分秘籍】基本规律1.注意正余弦“第一零点”和“第二零点”的区别和联系。2.对称轴在最大值最小值处的区别和联系【变式演练】1.已知函数的部分图象如图.(1)求函数的解析式;(2)将函数的图象上所有点的横坐标变为原来的倍，纵坐标不变，再将所得图象向左平移个单位，得到函数的图象，当时，求值域.2.已知函数的部分图象如图所示．(1)求的解析式及对称中心坐标：(2)先把的图象向左平移个单位，再向上平移1个单位，得到函数的图象，若当时，求的值域．3.已知函数的图象如图所示.(1)求函数的解析式；(2)首先将函数的图象上每一点横坐标缩短为原来的，然后将所得函数图象向右平移个单位，最后再向上平移个单位得到函数的图象，求函数在内的值域.【题型二】图像与性质2:二倍角降幂公式恒等变形【典例分析】已知函数的最小正周期是π.(1)求ω值；(2)求f（x）的对称中心和单调递增区间；(3)将f（x）的图象向右平移个单位后，再将所得图象所有点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变，得到函数y=g（x）的图象，求若，|g（x）﹣m|<2恒成立，求m的取值范围.【提分秘籍】基本规律1.对于文科学生而言，所谓“见平方就降幂”。要注意最终目标是角度一致2.二倍角、降幂目的都是“化一”，最终是辅助角【变式演练】1.已知函数，在中，角、、所对的边分别为、、，(1)求函数的最大值，并求出此时的值；(2)若，且，求的值．2.已知，其中0＜＜4，且函数的图象关于直线x＝对称．(1)求的最小正周期；(2)在△ABC中，角A，B，C所对的边分别为a，b，c，若＝2，c＝，求△ABC面积的最大值．【题型三】图像与性质3:恒等变形（“打散”-重组-辅助角）【典例分析】已知函数(1)求函数的最小正周期；(2)在锐角中，内角A，B，C所对的边分别为a，b，c，若，且，试判断的形状．【提分秘籍】基本规律1.“打散”：角度不一致，可以拆开2.“重组”：系数次幂一致，合并为正弦余弦，便于使用辅助角“化一”【变式演练】1.已知函数．在下列条件①、条件②、条件③这三个条件中，选择可以确定和值的两个条件作为已知．(1)求的值；(2)若函数在区间上是增函数，求实数的最大值．条件①：的最小正周期为；条件②：的最大值与最小值之和为0；条件③：．2.已知函数(1)求函数的最小正周期，及对称轴方程.(2)先将函数的图象向右平移个单位长度，再将所得图象上各点的横坐标伸长为原来的4倍，纵坐标不变，得到函数的图象，求在上的值域.3.已知，设函数．(1)若f(x)是偶函数，求的取值集合；(2)若方程有实数解，求的取值范围．【题型四】图像与性质4:零点求参【典例分析】已知.(1)求函数的对称中心和单调增区间；(2)将函数的图象上的各点___________得到函数的图像，当时，方程有解，求实数a的取值范围.在以下①､②中选择一个，补在（2）的横线上，并加以解答，如果①､②都做，则按①给分.①向左平移个单位，再保持纵坐标不变，横坐标缩小为原来的一半；②纵坐标保持不变，横坐标缩小为原来的一半，再向右平移个单位.【提分秘籍】基本规律1.可以直接求解：五点画图法思维2,可以换元求解【变式演练】1.已知函数，将的图象向左平移个单位长度，所得函数的图象关于轴对称.(1)求函数的解析式；(2)若关于的方程在上恰有两个实数根，求实数的取值范围.2.已知函数，其中常数．(1)若，将函数的图象向左平移个单位，得到的函数的图象，求；(2)若在，上单调递增，求的取值范围；(3)对（1）中的，区间，，且满足：在，上至少含有30个零点，在所有满足上述条件的，中，求的最小值．3.已知函数为偶函数，且图象的相邻两对称轴间的距离为．(1)求的解析式；(2)将函数的图象向右平移个单位长度，再把横坐标缩小为原来的（纵坐标不变），得到函数的图象，若在上有两个不同的根，求m的取值范围．【题型五】解三角形基础：正弦定理、角与对边【典例分析】已知中，角所对的边分别为．(1)求的值；(2)若的面积为，求的值．【提分秘籍】基本规律一般大题规律：第一问正余弦定理求出角度，第二问借助角所对应边长。多用余弦定理。此类题，特别是文科若考察解三角形，应用较多。【变式演练】1.在中，角，，的对边分别为，，，已知.(1)求的值；(2)若，，求的值2.的内角A，，的对边分别为，，，已知．(1)求角的大小；(2)若，的面积为，求的周长．3.的内角的对边分别为，已知.(1)求角C；(2)若，求的面积.【题型六】解三角形基础2：余弦定理变形【典例分析】在中，角，，的对边分别为，，，的面积为，且.（1）求角；（2）若，求.【提分秘籍】基本规律1.若式子含有的2次齐次式，优先考虑余弦定理，“角化边”2.面积和2次齐次式，可构造余弦定理【变式演练】1.已知中，角，，所对的边分别为，，，，且满足.（1）求的面积；（2）若，求的最大值.2.已知a，b，c分别为内角A，B，C的对边，若同时满足以下四个条件中的三个：①，②，③，④.（1）条件①②能否同时满足，请说明理由；（2）以上四个条件，请在满足三角形有解的所有组合中任选一组，并求出对应的面积.3.已知的内角的对边分别为，且.（1）求；（2）若角的平分线与交于点，且，求的值.【题型七】解三角形1：面积最值【典例分析】如图，在△中，D为BC边上的点，连接AD，且满足.(1)求证：；(2)若，，求△的面积的最小值.【提分秘籍】基本规律面积最值，一般符合“齐次对称结构”，可以直接用余弦定理加均值不等式。【变式演练】1.三个内角A，B，C对边分别为a，b，c，且，．(1)若，求C；(2)求的面积S的取值范围．2.在三角形中，角A，B，C的对边分别为a，b，c，且满足.(1)求角A；(2)若，求三角形面积的最大值.3.在中，角A，B，C的对边分别为a，b，c，3bsin(1)求角C；(2)若的外接圆半径为2，求面积的最大值.【题型八】解三角形2：周长最值【典例分析】在①是和的等差中项；②；③．这三个条件中任选一个，补充在下面的问题中，并解答问题．在中，角、、所对的边分别为、、，且满足条件（填写所选条件的序号）．(1)求角；(2)若，求锐角的周长的取值范围．【提分秘籍】基本规律“齐次对称结构”，用余弦定理加均值，如果用正弦定理化角，计算量稍大【变式演练】1.在中，角的对边分别为，其中，且.(1)求角的大小；(2)求周长的取值范围。2.在中，角，，所对的边分别为，，，且.(1)求；(2)若的面积，求周长的最小值.3.在①acosA=b+ccosB+cosC，②向量m=(a+c,b)与n=(c−a,b−c)，且(1)求角的大小;(2)若的面积为18abc，求周长的取值范围.【题型九】解三角形3：边长最值【典例分析】在①bcosπ2−C=3ccosB；②2(1)求角；(2)若是锐角三角形，且c=4，求的取值范围.注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分.【提分秘籍】基本规律用正线定理，要注意角度的范围。【变式演练】1.在中，a，b，c分别是角A，B，C的对边，且2acosC−b(1)求角C；(2)若a+b=2，求c的取值范围.2.在中，角，，所对应的边分别为，，，a−b=bcosC.(1)求证：sinC=(2)若，为锐角，求的取值范围.3.设函数f(x)=cos(1)求的最大值，并写出使取最大值时的集合；(2)已知中，角的对边分别为，若f(A)=32，b+c=2，求的最小值.【题型十】解三角形4：不对称型最值【典例分析】在中，分别是角所对的边，满足．(1)求角B大小；(2)求的取值范围．【提分秘籍】基本规律“非齐次或者不对称结构”，用正弦定理消角化一，角度范围是否受限，是关键计算点【变式演练】1.在①，②3a=3ccos问题：已知内角A，B，C的对边分别是a，b，c，c=3，____________，求a+2b的最大值.注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分.2.在①cos2A−3sinAsinC=cos2B+sin2C，②2bcos(A+π3(1)求角B(2)若b=2，求3c+2a3.中，内角A，B，C所对的边长分别为a，b，c，已知.(1)求角A的大小；(2)求的取值范围.【题型十一】解三角形5：中线【典例分析】在中，，且边上的中线长为，(1)求角的大小；(2)求的面积.【提分秘籍】基本规律1.可以利用向量法2.中线可延长，补成对称图形3.中线可借助补角。【变式演练】1.在①；②,这两个条件中任选一个，补充在下面问题中并作答.已知在锐角△ABC中，角A，B，C的对边分别为a，b，c，.(1)判断△ABC的形状；(2)在（1）的条件下，若，b＝10，AD为BC边上的中线，求AD的长.2.在△ABC中，内角A，B，C的对边分别为a，b，c，且.(1)求角A；(2)若AD为BC边上中线，，求△ABC的面积.3.在中，角所对的边分别为，且满足cosC=ab（1）求角;（2）若外接圆的半径为，且边上的中线长为172，求的面积【题型十二】解三角形6：角平分线【典例分析】在中，已知D是BC上的点，AD平分，且.(1)若，求的面积；(2)若，求.【提分秘籍】基本规律角平分线，多借助面积和【变式演练】1.已知函数.(1)求函数的单调递增区间；(2)在中，分别是角的对边，，若为上一点，且满足____________，求的面积.请从①；②为的中线，且；③为的角平分线，且.这三个条件中任意选一个补充到横线处并作答.（注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分）2.已知的内角A，，的对边分别为，，，且．(1)求；(2)若的面积为，角的平分线交于，且，求．3.在△ABC中，角A，B，C所对的边分别为a，b，c.且满足（a+2b）cosC+ccosA=0.(1)求角C的大小；(2)设AB边上的角平分线CD长为2，求△ABC的面积的最小值.【题型十三】三角形存在个数【典例分析】设的内角A，B，C的对边分别为a,b,c,a=6,b2(1)求；(2)从以下三个条件：①b=8；②sinB=33；③边上的高BH=11【变式演练】1.在中，.(1)求；(2)若，从条件①、条件②、条件③中任选一个作为已知，使存在并唯一确定，并求的值.条件①：条件②：条件③：注：如果选择的条件不符合要求，第（2）问得0分；如果选择多个符合要求的条件分别解答，按第一个解答计分．2.在中，内角A，B，C所对的边分别为a，b，c，已知，，记的面积为S.(1)求a；(2)请从下面的三个条件中任选一个，探究满足条件的的个数，并说明理由.条件：①，②，③.注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分.3.记的内角A、B、C的对边分别为a、b、c，已知a=2t−1，b=4t，c=4t+1t>1．(1)当t=3时．求；(2)是否存在正整数，使得角C为钝角？如果存在，求出的值，并求此时的面积；如果不存在．说明理由．【题型十四】四边形转化为解三角形【典例分析】如图，在四边形中，.(1)求证：；(2)若，求的长.【提分秘籍】基本规律四边形，一般适当的连接对角线，分解为有公共边俩三角形。如果是有外接圆，则要充分运用对角互补这个隐形条件【变式演练】1.如图，在平面四边形ABCD中，，，，．(1)求的正弦值；(2)求AB的长及的面积．2.如图，在中，对边分别为，且.(1)求角的大小；(2)已知，若为外接圆劣弧上一点，且，求四边形的面积.3.如图，在平面四边形ABCD中，已知，点E在AB上且AE=2BE，．(1)求的值；(2)求的周长．【题型十五】解三角形：四边形求最值【典例分析】如图，在凸四边形中，为定点，,为动点，满足．（1）写出与的关系式；（2）设和的面积分别为和，求的最大值．【变式演练】1.在平面四边形中，，，，（1）求的长；（2）求的最大值．2.在①，②，③三个条件中任选一个补充在下面的横线上，并加以解答.在中，角，，的对边分别为，，且______，作，使得四边形满足，，求的取值范围.3.如图，在四边形中，CD=33，BC=7，cos（1）求；（2）若∠A=π3，求【题型十六】三角形中证明题【典例分析】在平面四边形中，已知AD//BC，∠CBD=∠BDC=α，∠ACD=β（1）若α=30∘，β=75∘，（2）若α+β>90∘，求证：【变式演练】1.在非直角三角形ABC中，角的对边分别为，（1）若，求角B的最大值；（2）若a+c=mbm>1（i）证明：tanA（可能运用的公式有sinα+（ii）是否存在函数φm，使得对于一切满足条件的m，代数式cosA+cos2.在中，A为定角且，求证：．3.在中，为上一点，，，是线段的延长线上一点．（1）证明：∠MEG=∠HEG；（2）若HG=3，EH=2，求EG．【题型十七】解三角形综合【典例分析】D为边上一点，满足，，记，．(1)当时，且，求CD的值；(2)若，求面积的最大值．【变式演练】1.设的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，且满足，点D为边BC上一点，.(1)求的大小；(2)若，，求|AB|.2.如图，在中，，，D，E分别在边BC，AC上，，且．(1)求；(2)求的面积．3.如图，在ΔABC中，∠ABC=90°,AB=3,BC=1，为（1）若PC=32，求（2）若∠APB=120°，求ΔABP的面积【题型十八】建模应用【典例分析】北京2022年冬奥会将于2022年2月4日在北京和张家口开幕，运动员休息区本着环保，舒适，温馨这一出发点，进行精心设计，如图，在四边形休闲区域，四周是步道，中间是花卉种植区域，为减少拥堵，中间穿插了氢能源环保电动步道，且.(1)求氢能源环保电动步道的长；(2)若，求花卉种植区域总面积（电动步道的面积忽略不计）.【变式演练】1.某水产养殖户承包一片靠岸水域.如图，AO、OB为直线岸线，OA=1000米，OB=1500米，∠AOB=π3，该承包水域的水面边界是某圆的一段弧AB，过弧AB上一点P按线段PA和PB修建养殖网箱，已知∠APB=(1)求岸线上点与点之间的直线距离；(2)如果线段PA上的网箱每米可获得40元的经济收益，线段PB上的网箱每米可获得30元的经济收益.记∠PAB=θ，则这两段网箱获得的经济总收益最高为多少？（精确到元）2.如图，某景区内有一半圆形花圃，其直径AB为6，O是圆心，且OC⊥AB.在OC上有一座观赏亭Q，其中∠AQC＝，.计划在上再建一座观赏亭P，记∠POB＝θ.（1）当θ＝时，求∠OPQ的大小；（2）当∠OPQ越大时，游客在观赏亭P处的观赏效果越佳，求游客在观赏亭P处的观赏效果最佳时，角θ的正弦值．3.某沿海特区为了缓解建设用地不足的矛盾，决定进行围海造陆以增加陆地面积.如图，两海岸线，所成角为，现欲在海岸线，上分别取点，修建海堤，以便围成三角形陆地，已知海堤长为6千米.（1）如何选择，的位置，使得的面积最大；（2）若需要进一步扩大围海造陆工程，在海堤的另一侧选取点，修建海堤，围成四边形陆地.当海堤与的长度之和为10千米时，求四边形面积的最大值.模拟题1.函数的部分图象如图所示．(1)求函数的解析式；(2)先将函数图象上所有点向右平移个单位长度，再将横坐标缩短为原来的（纵坐标不变），得到函数的图象，当时，求函数的单调递增区间．2.已知函数的部分图象如图所示.(1)求的解析式及对称中心坐标：(2)先把的图象向左平移个单位，再向上平移1个单位，得到函数的图象，若当时，关于的方程有实数根，求实数的取值范围.3.函数，．(1)把的解析式改写为(，)的形式；(2)求的最小正周期并求在区间上的最大值和最小值；(3)把图象上所有的点的横坐标变为原来的2倍得到函数的图象，再把函数图象上所有的点向左平移个单位长度，得到函数的图象，若函数在区间上至少有个零点，求的最小值．4.已知函数的最小正周期是π.(1)求f（x）的对称中心和单调递增区间；(2)将f（x）的图象向右平移个单位后，再将所得图象所有点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变，得到函数y=g（x）的图象，求若，|g（x）﹣m|<2恒成立，求m的取值范围.5.从以下条件中任选一个，补充在下面问题的横线中，并作答.①；②；③且为锐角.在中，内角，，的对边分别为，，，面积为，若，______，.(1)求角；(2)求的周长.注：如果选多个条件分别作答，则按第一个解答记分.