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高中数学竞赛(07-10)试题之三角函数教师版
2025-09-25 14:15:16 责编:小OO
文档
高中数学竞赛(07-10年)试题分类汇总——三角、向量

一、选择题

1.(07全国)设函数f(x)=3sinx+2cosx+1。若实数a、b、c使得af(x)+bf(x−c)=1对任意实数x恒成立,则的值等于(    )

A.           B.         C. −1          D. 1

解:令c=π,则对任意的x∈R,都有f(x)+f(x−c)=2,于是取,c=π,则对任意的x∈R,af(x)+bf(x−c)=1,由此得。

一般地,由题设可得,,其中且,于是af(x)+bf(x−c)=1可化为

,即

,所以

由已知条件,上式对任意x∈R恒成立,故必有,

若b=0,则由(1)知a=0,显然不满足(3)式,故b≠0。所以,由(2)知sinc=0,故c=2kπ+π或c=2kπ(k∈Z)。当c=2kπ时,cosc=1,则(1)、(3)两式矛盾。故c=2kπ+π(k∈Z),cosc=−1。由(1)、(3)知,所以。

2.(08全国)中,边成等比数列,则的取值范围是( C )

A.                           B. 

C.                    D. 

[解] 设的公比为,则,而

                   .

因此,只需求的取值范围.

因成等比数列,最大边只能是或,因此要构成三角形的三边,必需且只需且.即有不等式组

解得

从而,因此所求的取值范围是.

3.(08江苏)如果的三个内角的余弦值分别是的三个内角的正弦值,那么                                                                  答:[B]

A.与都是锐角三角形

B.是锐角三角形,是钝角三角形

C.是钝角三角形,是锐角三角形

D.与都是钝角三角形

    解  两个三角形的内角不能有直角;的内角余弦都大于零,所以是锐角三角形;若是锐角三角形,则不妨设

cos=sin=cos,  cos=sin=cos,

cos=sin=cos.

则  

,,,

即   ,矛盾. 选B.

4.(08河北)已知,则的取值范围是(     ).

A     B     C     D  

答案:D.

解:设,易得,即.由于,所以,解得.

5.(08湖南)设,,,,则的大小关系是(  )

 A.        B. 

 C.        D. 

解:因为,所以,

;;

;.

又,故故选B.

6.(08江西)若对所有实数,均有,则(   ). 

、;   、;  、;  、.

解:记,则由条件,恒为,取,得,则为奇数,设,上式成为,因此为偶数,令,则,故选择支中只有满足题意.

二、填空题

1.(08江西)       .

解: 

所以.

2.(08湖北)设集合,则E的真子集的个数为   15  

3.(08湖北)若,则使函数为奇函数的的个数为    3   .

4.(08湖北)在△中,已知的平分线交AC于K.若BC=2,CK=1,,则△的面积为.

5.(08湖北)已知,,过作直线的垂线,垂足为.若,,,则    -2    .

6.(07全国)在△ABC和△AEF中,B是EF的中点,AB=EF=1,BC=6,

,若,则与的夹角的余弦值等于________

解:因为,所以,即。因为,

,,所以,即。设与的夹角为θ,则有,即3cosθ=2,所以。

7.(07全国)已知函数,则f(x)的最小值为_____

解:实际上,设,则g(x)≥0,g(x)在上是增函数,在上是减函数,且y=g(x)的图像关于直线对称,则对任意,存在,使g(x2)=g(x1)。于是

,而f(x)在上是减函数,所以,即f(x)在上的最小值是。

8.(08全国)设的最小值为,则.

[解] 

          ,

(1)时,当时取最小值;

(2)时,当时取最小值1;

(3)时,当时取最小值.

又或时,的最小值不能为,

故,解得, (舍去).

9.(10全国)已知函数的最小值为,则实数的取值范围是 .

解:令,则原函数化为,即

.

由  ,

    ,

 及 知

        即         (1)

当时(1)总成立;

对;

对.

从而可知    .

10.(08江苏)在中,若tanAtanB=tanAtanC+tanctanB,则 = 3 . 

解  切割化弦,已知等式即,

   亦即,即=1,即. 

所以,,故.

11.(08河北)是平面上不共线三点,向量,,设P为线段AB垂直平分线上任意一点,向量.若,,则的值是                      ____              ____.

答案:8.

解:如图,是线段AB的垂直平分线,,

,,

12.(08浙江)已知,直线与

的交点在直线上,则         。

解:由已知可知,可设两直线的交点为,且为方程

的两个根,即为方程

的两个根。因此

即0。

13.(08浙江)在边长为1的正三角形ABC的边AB、AC上分别取D、E两点,使沿线段DE折叠三角形时,顶点A正好落在边BC上。AD的长度的最小值为         。

解:设,作△ADE关于DE的对称图形,A的对称点G落在BC上。在△DGB中,

当时,即。

14.(09湖北)设,,则的值域为

15.(09湖北)已知O是锐角△ABC的外心,,若,且,则.

16.(09江苏)已知sinαcosβ=1,则cos(α+β)=          

解:由于|sinα|≤1,|cosβ|≤1,现sinαcosβ=1,故sinα=1,cosβ=1或sinα=-1,cosβ=-1,

∴ α=2kπ+,β=2lπ或α=2kπ-,β=2lπ+πα+β=2(k+l)π+(k,l∈Z).

∴ cos(α+β)=0.

17.(09江苏)设点O是△ABC的外心,AB=13,AC=12,则·=           

解:设||=||=||=R.则

·=(+)·=·+·=R2cos(π-2C)+R2cos2B

=R2(2sin2C-2sin2B)=(2RsinB)2-(2RsinC)2=(122-132)=-.

18.(09江苏)12.如图,设D、E是△ABC的边AB上的两点,已知∠ACD=∠BCE,AC=14,AD=7,AB=28,CE=12.求BC.

解:=△ACD∽△ABC∠ABC=∠ACD=∠BCE.

∴ CE=BE=12.AE=AB-BE=16.

∴ cosA====.

∴ BC2=AC2+AB2-2AC·ABcosA=142+282-2·14·28·=72·9BC=21.

附加:(07全国)设函数f(x)对所有的实数x都满足f(x+2π)=f(x),求证:存在4个函数fi(x)(i=1,2,3,4)满足:(1)对i=1,2,3,4,fi(x)是偶函数,且对任意的实数x,有fi(x+π)=fi(x);(2)对任意的实数x,有f(x)=f1(x)+f2(x)cosx+f3(x)sinx+f4(x)sin2x

(07全国)设函数f(x)对所有的实数x都满足f(x+2π)=f(x),求证:存在4个函数fi(x)(i=1,2,3,4)满足:(1)对i=1,2,3,4,fi(x)是偶函数,且对任意的实数x,有fi(x+π)=fi(x);(2)对任意的实数x,有f(x)=f1(x)+f2(x)cosx+f3(x)sinx+f4(x)sin2x

证明:记,,则f(x)=g(x)+h(x),且g(x)是偶函数,h(x)是奇函数,对任意的x∈R,g(x+2π)=g(x),h(x+2π)=h(x)。令,,,,其中k为任意整数。

容易验证fi(x),i=1,2,3,4是偶函数,且对任意的x∈R,fi(x+π)=fi(x),i=1,2,3,4。下证对任意的x∈R,有f1(x)+f2(x)cosx=g(x)。当时,显然成立;当时,因为,而

,故对任意的x∈R,f1(x)+f2(x)cosx=g(x)。

下证对任意的x∈R,有f3(x)sinx+f4(x)sin2x=h(x)。当时,显然成立;当x=kπ时,h(x)=h(kπ)=h(kπ−2kπ)=h(−kπ)=−h(kπ),所以h(x)=h(kπ)=0,而此时f3(x)sinx+f4(x)sin2x=0,故h(x)=f3(x)sinx+f4(x)sin2x;当时,

,故,又f4(x)sin2x=0,从而有h(x)=f3(x)sinx+f4(x)sin2x。

于是,对任意的x∈R,有f3(x)sinx+f4(x)sin2x=h(x)。综上所述,结论得证。下载本文

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