6.已知 θ ∈ $[0, \frac{π}{2}]$,若 $\tan θ = \frac{5}{12}$,则
$\frac{\sqrt{2} \cos^2 \frac{θ}{2}}{2 \sin(θ + \frac{π}{4})}$
的值为
$\frac{\sqrt{2} \cos^2 \frac{θ}{2}}{2 \sin(θ + \frac{π}{4})}$
的值为
$\frac{25}{34}$
。答案
$\frac{\sqrt{2}\cos^2 \frac{θ}{2}}{2\sin( θ+\frac{π}{4})} = \frac{\sqrt{2}·\frac{1+\cosθ}{2}}{2\sinθ\cos\frac{π}{4}+2\cosθ\sin\frac{π}{4}} = \frac{1+\cosθ}{2\sinθ+2\cosθ}$。
因为 $\tanθ=\frac{5}{12}$,所以 $\sinθ=\frac{5}{12}\cosθ$。
又 $\sin^2θ+\cos^2θ=1$,所以 $\frac{25}{144}\cos^2θ+\cos^2θ=1$。
因为 $θ\in [ 0,\frac{π}{2}]$,所以 $\cosθ=\frac{12}{13}$,所以 $\sinθ=\frac{5}{13}$,
所以原式$=\frac{1+\frac{12}{13}}{2×\frac{5}{13}+2×\frac{12}{13}}=\frac{25}{34}$。
因为 $\tanθ=\frac{5}{12}$,所以 $\sinθ=\frac{5}{12}\cosθ$。
又 $\sin^2θ+\cos^2θ=1$,所以 $\frac{25}{144}\cos^2θ+\cos^2θ=1$。
因为 $θ\in [ 0,\frac{π}{2}]$,所以 $\cosθ=\frac{12}{13}$,所以 $\sinθ=\frac{5}{13}$,
所以原式$=\frac{1+\frac{12}{13}}{2×\frac{5}{13}+2×\frac{12}{13}}=\frac{25}{34}$。
7. 数学里有一种证明方法叫做Proofwithoutwords,也被称为无字证明,是指仅用图象而无需文字解释就能展示数学命题正确性的直观证明方法.由于这种证明方法的特殊性,无字证明被认为比严格的数学证明更为优雅与有条理.如图,C为半圆O上一点,$CH ⊥ AB$,垂足为H,记$∠ COB=θ$,则由$\tan ∠ CAH=\frac{CH}{AH}$可以直接证明的三角函数公式是(

A.$\tan \frac{θ}{2}=\frac{\sin θ}{1-\cos θ}$
B.$\tan \frac{θ}{2}=\frac{\sin θ}{1+\cos θ}$
C.$\tan \frac{θ}{2}=\frac{1-\cos θ}{\sin θ}$
D.$\tan \frac{θ}{2}=\frac{1+\cos θ}{\sin θ}$
B
)A.$\tan \frac{θ}{2}=\frac{\sin θ}{1-\cos θ}$
B.$\tan \frac{θ}{2}=\frac{\sin θ}{1+\cos θ}$
C.$\tan \frac{θ}{2}=\frac{1-\cos θ}{\sin θ}$
D.$\tan \frac{θ}{2}=\frac{1+\cos θ}{\sin θ}$
答案
由 $∠ COB=θ$,$AO=OC$,得 $∠ CAH=\frac{θ}{2}$。
因为 $\tan∠ CAH=\tan\frac{θ}{2}=\frac{CH}{AH}$,$\sinθ=\frac{CH}{OC}$,$\cosθ=\frac{OH}{OC}$,$AH=AO+OH=OC+OH$,
即 $CH=OC·\sinθ$,$OH=OC·\cosθ$,
所以 $\tan\frac{θ}{2}=\frac{CH}{AH}=\frac{OC·\sinθ}{OC+OH}=\frac{OC·\sinθ}{OC+OC·\cosθ}=\frac{\sinθ}{1+\cosθ}$,故选项B符合题意。
因为 $\tan∠ CAH=\tan\frac{θ}{2}=\frac{CH}{AH}$,$\sinθ=\frac{CH}{OC}$,$\cosθ=\frac{OH}{OC}$,$AH=AO+OH=OC+OH$,
即 $CH=OC·\sinθ$,$OH=OC·\cosθ$,
所以 $\tan\frac{θ}{2}=\frac{CH}{AH}=\frac{OC·\sinθ}{OC+OH}=\frac{OC·\sinθ}{OC+OC·\cosθ}=\frac{\sinθ}{1+\cosθ}$,故选项B符合题意。
8.(多选)已知函数$f(x)=-2\sin^2 x + \sin 2x +1$,则下列说法正确的是 (
A.$f(x)$的最小正周期为$π$
B.$(\dfrac{π}{8},0)$是$f(x)$图象的一个对称中心
C.$f(x)$在$[0,π]$内有2个零点
D.若$f(-x_0)=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,则$f(x_0+\dfrac{π}{4})=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$
ACD
)A.$f(x)$的最小正周期为$π$
B.$(\dfrac{π}{8},0)$是$f(x)$图象的一个对称中心
C.$f(x)$在$[0,π]$内有2个零点
D.若$f(-x_0)=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,则$f(x_0+\dfrac{π}{4})=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$
答案
由题意,得 $f(x)=1-2\sin^2x+\sin2x=\sin2x+\cos2x=\sqrt{2}\sin( 2x+\frac{π}{4})$。
根据 $f(x)$ 的最小正周期 $T=\frac{2π}{2}=π$,知A项正确;
因为 $f( \frac{π}{8})=\sqrt{2}\sin\frac{π}{2}=\sqrt{2}$,函数取到最大值,
所以 $f(x)$ 的图象关于直线 $x=\frac{π}{8}$ 对称,不关于点 $( \frac{π}{8},0)$ 中心对称,所以B项不正确;
当 $x\in[0,π]$ 时,$2x+\frac{π}{4}\in[ \frac{π}{4},\frac{9π}{4}]$,结合正弦函数的性质,知 $f(x)$ 在 $[0,π]$ 内有2个零点,所以C项正确;
根据B项的分析,$f(x)$ 的图象关于直线 $x=\frac{π}{8}$ 对称,所以 $f(-x_0)=f( x_0+\frac{π}{4})$ 恒成立,
所以若 $f(-x_0)=\frac{\sqrt{3}}{2}$,则 $f( x_0+\frac{π}{4})=\frac{\sqrt{3}}{2}$,所以D项正确。
根据 $f(x)$ 的最小正周期 $T=\frac{2π}{2}=π$,知A项正确;
因为 $f( \frac{π}{8})=\sqrt{2}\sin\frac{π}{2}=\sqrt{2}$,函数取到最大值,
所以 $f(x)$ 的图象关于直线 $x=\frac{π}{8}$ 对称,不关于点 $( \frac{π}{8},0)$ 中心对称,所以B项不正确;
当 $x\in[0,π]$ 时,$2x+\frac{π}{4}\in[ \frac{π}{4},\frac{9π}{4}]$,结合正弦函数的性质,知 $f(x)$ 在 $[0,π]$ 内有2个零点,所以C项正确;
根据B项的分析,$f(x)$ 的图象关于直线 $x=\frac{π}{8}$ 对称,所以 $f(-x_0)=f( x_0+\frac{π}{4})$ 恒成立,
所以若 $f(-x_0)=\frac{\sqrt{3}}{2}$,则 $f( x_0+\frac{π}{4})=\frac{\sqrt{3}}{2}$,所以D项正确。
9.已知$α,β$为锐角,且$5\sinα=2\sinβ$,$5\cosα + 2\cosβ = 5$,则$\frac{α}{2} + β=$
(提示:将两式整理并相除,弦化切得$\tan \frac{α}{2}$和$\tan β$的关系,整理并进一步求$\frac{α}{2}+β$即可)
$\frac{π}{2}$
.(提示:将两式整理并相除,弦化切得$\tan \frac{α}{2}$和$\tan β$的关系,整理并进一步求$\frac{α}{2}+β$即可)
答案
将题设条件中的两式整理并相除,得 $\frac{5\sinα}{5-5\cosα}=\frac{2\sinβ}{2\cosβ}$,
化简,得 $\frac{\sinα}{1-\cosα}=\tanβ$,
即 $\frac{2\sin \frac{α}{2}\cos \frac{α}{2}}{2\sin^2 \frac{α}{2}}=\frac{1}{\tan \frac{α}{2}}=\tanβ$,
所以 $\tan \frac{α}{2}\tanβ=1$,所以 $\sin \frac{α}{2}\sinβ=\cos \frac{α}{2}\cosβ$,
所以 $\cos( \frac{α}{2}+β)=0$。
因为 $α,β$ 为锐角,所以 $\frac{α}{2}+β=\frac{π}{2}$。
化简,得 $\frac{\sinα}{1-\cosα}=\tanβ$,
即 $\frac{2\sin \frac{α}{2}\cos \frac{α}{2}}{2\sin^2 \frac{α}{2}}=\frac{1}{\tan \frac{α}{2}}=\tanβ$,
所以 $\tan \frac{α}{2}\tanβ=1$,所以 $\sin \frac{α}{2}\sinβ=\cos \frac{α}{2}\cosβ$,
所以 $\cos( \frac{α}{2}+β)=0$。
因为 $α,β$ 为锐角,所以 $\frac{α}{2}+β=\frac{π}{2}$。
10. 在 $△ ABC$ 中,$\cos B = \dfrac{1}{3}$,则
$\cos^2 \dfrac{B}{2} + \tan^2 \dfrac{A+C}{2} = \_\_\_\_\_\_$.
(提示:先利用三角恒等变换化简得到
$\cos^2 \dfrac{B}{2} + \tan^2 \dfrac{A+C}{2} = \dfrac{1+\cos B}{2} + \dfrac{1+\cos B}{1-\cos B}$,从而代入 $\cos B=\dfrac{1}{3}$,求出答案)
$\cos^2 \dfrac{B}{2} + \tan^2 \dfrac{A+C}{2} = \_\_\_\_\_\_$.
(提示:先利用三角恒等变换化简得到
$\cos^2 \dfrac{B}{2} + \tan^2 \dfrac{A+C}{2} = \dfrac{1+\cos B}{2} + \dfrac{1+\cos B}{1-\cos B}$,从而代入 $\cos B=\dfrac{1}{3}$,求出答案)
答案
$\cos^2 \frac{B}{2}+\tan^2 \frac{A+C}{2} = \frac{1+\cos B}{2}+\frac{\sin^2 \frac{A+C}{2}}{\cos^2 \frac{A+C}{2}} = \frac{1+\cos B}{2}+\frac{\frac{1-\cos(A+C)}{2}}{\frac{1+\cos(A+C)}{2}} = \frac{1+\cos B}{2}+\frac{1-\cos(A+C)}{1+\cos(A+C)} = \frac{1+\cos B}{2}+\frac{1-\cos(π-B)}{1+\cos(π-B)} = \frac{1+\cos B}{2}+\frac{1+\cos B}{1-\cos B} = \frac{1+\frac{1}{3}}{2}+\frac{1+\frac{1}{3}}{1-\frac{1}{3}}=\frac{8}{3}$。
11.已知函数$f(x)=\sqrt{6}\sin(ω x + \frac{π}{4})-\sqrt{2}\sin(ω x - \frac{π}{4})$的最小正周期为$π$,其中$ω>0$。
(1)求$ω$,并求曲线$y=f(x)$的对称中心;
(2)若$f(θ)=2\sqrt{2}$,求$\tan2θ$的值。
答案 P69
(1)求$ω$,并求曲线$y=f(x)$的对称中心;
(2)若$f(θ)=2\sqrt{2}$,求$\tan2θ$的值。
答案 P69
答案
(1)由题意,得 $f(x)=\sqrt{6}\sin( ω x+\frac{π}{4})-\sqrt{2}\sin( ω x-\frac{π}{4}) = \sqrt{6}\sin( ω x+\frac{π}{4})+\sqrt{2}\cos( ω x+\frac{π}{4}) = 2\sqrt{2}[ \frac{\sqrt{3}}{2}\sin( ω x+\frac{π}{4})+\frac{1}{2}\cos( ω x+\frac{π}{4})] = 2\sqrt{2}\sin( ω x+\frac{π}{4}+\frac{π}{6}) = 2\sqrt{2}\sin( ω x+\frac{5π}{12})$。
因为函数的最小正周期为 $π$,$ω>0$,所以 $\frac{2π}{ω}=π$,
所以 $ω=2$,
所以 $f(x)=2\sqrt{2}\sin( 2x+\frac{5π}{12})$。
由 $2x+\frac{5π}{12}=kπ,k\in\mathbb{Z}$,得 $x=\frac{kπ}{2}-\frac{5π}{24},k\in\mathbb{Z}$,
所以曲线 $y=f(x)$ 的对称中心为 $( \frac{kπ}{2}-\frac{5π}{24},0),k\in\mathbb{Z}$。
(2)因为 $f(θ)=2\sqrt{2}\sin( 2θ+\frac{5π}{12})=2\sqrt{2}$,所以 $\sin( 2θ+\frac{5π}{12})=1$,
所以 $2θ+\frac{5π}{12}=2kπ+\frac{π}{2},k\in\mathbb{Z}$,即 $2θ=2kπ+\frac{π}{12},k\in\mathbb{Z}$,
所以 $\tan2θ=\tan( 2kπ+\frac{π}{12})=\tan\frac{π}{12}=\tan( \frac{π}{3}-\frac{π}{4})=\frac{\tan\frac{π}{3}-\tan\frac{π}{4}}{1+\tan\frac{π}{3}\tan\frac{π}{4}}=\frac{\sqrt{3}-1}{1+\sqrt{3}}=2-\sqrt{3}$。
因为函数的最小正周期为 $π$,$ω>0$,所以 $\frac{2π}{ω}=π$,
所以 $ω=2$,
所以 $f(x)=2\sqrt{2}\sin( 2x+\frac{5π}{12})$。
由 $2x+\frac{5π}{12}=kπ,k\in\mathbb{Z}$,得 $x=\frac{kπ}{2}-\frac{5π}{24},k\in\mathbb{Z}$,
所以曲线 $y=f(x)$ 的对称中心为 $( \frac{kπ}{2}-\frac{5π}{24},0),k\in\mathbb{Z}$。
(2)因为 $f(θ)=2\sqrt{2}\sin( 2θ+\frac{5π}{12})=2\sqrt{2}$,所以 $\sin( 2θ+\frac{5π}{12})=1$,
所以 $2θ+\frac{5π}{12}=2kπ+\frac{π}{2},k\in\mathbb{Z}$,即 $2θ=2kπ+\frac{π}{12},k\in\mathbb{Z}$,
所以 $\tan2θ=\tan( 2kπ+\frac{π}{12})=\tan\frac{π}{12}=\tan( \frac{π}{3}-\frac{π}{4})=\frac{\tan\frac{π}{3}-\tan\frac{π}{4}}{1+\tan\frac{π}{3}\tan\frac{π}{4}}=\frac{\sqrt{3}-1}{1+\sqrt{3}}=2-\sqrt{3}$。
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