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专题 5.1 任意角和弧度制及任意角的三角函数
练基础
1.(2021·宁夏高三三模(文))已知角 终边经过点 则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
直接利用三角函数的定义即可.
【详解】
由三角函数定义, .
故选:D.
2.(2021·中牟县教育体育局教学研究室高一期中)已知角 的终边经过点 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
由三角函数的定义即可求得 的值.
【详解】
角 的终边经过点 ,
.
故选: .
3.(2020·全国高一课时练习)若α=-2,则α的终边在( )
A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【解析】
根据角的弧度制与角度制之间的转化关系可得选项.
【详解】
因为1 rad≈57.30°,所以-2 rad≈-114.60°,故α的终边在第三象限.
故选:C.
4.(2021·江苏高一期中)下列命题:①钝角是第二象限的角;②小于 的角是锐角;③第一象限的角
一定不是负角;④第二象限的角一定大于第一象限的角;⑤手表时针走过2小时,时针转过的角度为 ;
⑥若 ,则 是第四象限角.其中正确的题的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【解析】
结合象限角和任意角的概念逐个判断即可.
【详解】
对于①:钝角是大于 小于 的角,显然钝角是第二象限角. 故①正确;
对于②:锐角是大于 小于 的角,小于 的角也可能是负角. 故②错误;
对于③: 显然是第一象限角. 故③错误;
对于④: 是第二象限角, 是第一象限角,但是 . 故④错误;
对于⑤:时针转过的角是负角. 故⑤错误;
对于⑥:因为 ,所以 ,是第四象限角. 故⑥正确.
综上,①⑥正确.
故选:B.
5.(2021·辽宁高三其他模拟)装饰公司制作一种扇形板状装饰品,其圆心角为 ,并在扇形弧上正面
等距安装7个发彩光的小灯泡且在背面用导线将小灯泡串连(弧的两端各一个灯泡,导线接头忽略不计),已知扇形的半径为30厘米,则连接导线大致需要的长度约为( )
A.55厘米 B.63厘米 C.69厘米 D.76厘米
【答案】B
【解析】
由于实际问题中扇形弧长较小,可将导线的长视为扇形弧长,利用弧长公式计算即可.
【详解】
因为在弧长比较短的情况下分成6等份,每部分的弦长和弧长相差很小,
所以可以用弧长近似代替弦长,
所以导线的长度为 (厘米).
故选:B
6.(2021·上海格致中学高三三模)半径为2,中心角为 的扇形的面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
根据扇形的面积公式即可求解.
【详解】
解:因为扇形的半径 ,中心角 ,
所以扇形的面积 ,
故选:C.
7.(2021·辽宁高三其他模拟)“数摺聚清风,一捻生秋意”是宋朝朱翌描写折扇的诗句,折扇出人怀袖,
扇面书画,扇骨雕琢,是文人雅士的宠物,所以又有“怀袖雅物”的别号.如图是折扇的示意图,其中
OA=20cm,∠AOB=120°,M为OA的中点,则扇面(图中扇环)部分的面积是( )A. cm2 B. cm2 C. cm2 D. cm2
【答案】B
【解析】
根据扇形面积公式计算可得;
【详解】
解:扇环的面积为 .
故选:B
8.(2021·重庆八中高三其他模拟)如图所示,扇环 的两条弧长分别是4和10,两条直边 与
的长都是3,则此扇环的面积为( )
A.84 B.63 C.42 D.21
【答案】D
【解析】
设扇环的圆心角为 ,小圆弧的半径为 ,依题意可得 且 ,解得 、 ,进而可得结
果.
【详解】
设扇环的圆心角为 ,小圆弧的半径为 ,由题可得 且 ,解得 , ,从而扇环面积 .
故选:D.
9.(2021·浙江高二期末)已知角 的终边过点 ,若 ,则 ___________.
【答案】
【解析】
利用三角函数的定义可求 .
【详解】
由三角函数的定义可得 ,故 .
故答案为: .
10.(2021·山东日照市·高三月考)已知函数 ,则 ______.
【答案】
【解析】
利用分段函数直接进行求值即可.
【详解】
∵函数 ,
∴ ,
∴故答案为: .
练提升
TIDHNE
1.(2021·河南洛阳市·高一期中(文))点 为圆 与 轴正半轴的交点,将点 沿圆周逆时针
旋转至点 ,当转过的弧长为 时,点 的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
先求出旋转角,就可以计算点的坐标了.
【详解】
设旋转角为 ,则 ,得 ,从而可得 .
故选:B.
2.(2021·上海高二课时练习)若 是三角形的最小内角,则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
由给定条件结合三角形三内角和定理即可作答.
【详解】
设B,C是三角形的另外两个内角,则必有 ,又 ,则 ,即 ,当且仅当 ,即A是正三角形内角时取
“=”,
又 ,于是有 ,
所以 的取值范围是 .
故选:D
3.(2021·北京清华附中高三其他模拟)已知 .则“ ”是“
”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
求解出 成立的充要条件,再与 分析比对即可得解.
【详解】
,
,
则 或 ,
由 得 ,
由 得 ,
显然 , ,
所以“ ”是“ ”的充分不必要条件.故选:A
4.(2021·安徽池州市·池州一中高三其他模拟(理))已知一个半径为3的扇形的圆心角为
,面积为 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
由扇形的面积公式得 ,进而根据正切的和角公式解方程得 .
【详解】
解:由扇形的面积公式 得 ,解得 ,
所以 ,解得
故选:C
5.(2021·新蔡县第一高级中学高一月考)一个圆心角为 的扇形,它的弧长是 ,则扇形的内切圆
(与扇形的弧和半径的相切)的半径等于( )
A.2 B.4
C. D.
【答案】B
【解析】
设扇形内切圆的半径为 ,扇形所在圆的半径为 ,求得 ,结合弧长公式,列出方程,即可求解.
【详解】
如图所示,设扇形内切圆的半径为 ,扇形所在圆的半径为 ,
过点 作 ,在直角 中,可得 ,
所以扇形的半径为 ,
又由扇形的弧长公式,可得 ,解得 ,
即扇形的内切圆的半径等于 .
故选:B.
6.(2021·安徽合肥市·合肥一中高三其他模拟(文))已知顶点在原点的锐角 ,始边在x轴的非负半轴,
始终绕原点逆时针转过 后交单位圆于 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
根据任意角的三角函数的定义求出 ,然后凑角结合两角差的正弦公式求出 .
【详解】
由题意得 ( 为锐角)
∵ 为锐角,∴ ,∴故选:B
7.(2020·安徽高三其他模拟(文))已知角 的顶点与原点O重合,始边与x轴的非负半轴重合,它的
终边经过点A(1,-3),则 =( )
A. B. C.1 D.-1
【答案】B
【解析】
根据终边上的点求出 ,再结合正切和公式求解即可.
【详解】
由题知 ,则 .
故选:B
8.(2021·合肥一六八中学高三其他模拟(理))已知顶点在原点,始边在x轴非负半轴的锐角 绕原点
逆时针转 后,终边交单位圆于 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设锐角 绕原点逆时针转 后得角 ,由 ,则 ,分 的值结合三角函数的定义,求
解即可,根据条件进行取舍.
【详解】
设锐角 绕原点逆时针转 后得角 ,则 ,由 为锐角,
根据题意角 终边交单位圆于 ,则 ,则
若 ,则
所以 ,与 为锐角不符合.
若 ,则
所以 ,满足条件.
故选:C
9.(2021·安徽宣城市·高三二模(文))刘徽是中国魏晋时期杰出的数学家,他提出“割圆求周”方法:
当n很大时,用圆内接正 边形的周长近似等于圆周长,并计算出精确度很高的圆周率 .在
《九章算术注》中总结出“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣”
的极限思想.运用此思想,当 取 时,可得 的近似值为( )A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由圆的垂径定理,求得 ,根据扇形对应的弦长之和近似于单位圆的周长,列出方程,即可求
解.
【详解】
将一个单位圆分成 个扇形,则每个扇形的圆心角度数均为
由圆的垂径定理,可得每个圆心角所对的弦长 ,
因为这 个扇形对应的弦长之和近似于单位圆的周长,
所以 ,
所以 .
故选:D.
10.(2021·江苏南通市·高三其他模拟)某设计师为天文馆设计科普宣传图片,其中有一款设计图如图所
示. 是一个以点O为圆心、 长为直径的半圆, . 的圆心为P, .与 所围的灰色区域 即为某天所见的月亮形状,则该月亮形状的面积为___________
.
【答案】
【解析】
连接 ,可得 ,求出 ,利用割补法即可求出月牙的面积.
【详解】
解:连接 ,可得 ,
因为 ,
所以 , ,
所以月牙的面积为 .故答案为: .
练真题
TIDHNE
1.(全国高考真题)已知角α的终边经过点(−4,3),则cosα=( )
4 3 3 4
A. B. C.− D.−
5 5 5 5
【答案】D
x 4
【解析】由题意可知x=-4,y=3,r=5,所以cosα= =− .故选D.
r 5
2.(2020·全国高考真题(理))若α为第四象限角,则( )
A.cos2α>0 B.cos2α<0 C.sin2α>0 D.sin2α<0
【答案】D
【解析】
方法一:由α为第四象限角,可得 ,
所以
此时 的终边落在第三、四象限及 轴的非正半轴上,所以
故选:D.
方法二:当 时, ,选项B错误;
当 时, ,选项A错误;
由 在第四象限可得: ,则 ,选项C错误,选项D正确;
故选:D.
3.(2015·上海高考真题(文))已知点 的坐标为 ,将 绕坐标原点 逆时针旋转 至 ,
则点 的纵坐标为( ).A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意 ,设OA与x轴所成的角为 ,显然 , ,故
,故纵坐标为
4.(2018·全国高考真题(文))已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有两
2
点A(1,a),B(2,b),且cos2α= ,则|a−b|=
3
1 √5 2√5
A. B. C. D.1
5 5 5
【答案】B
【解析】
由O,A,B三点共线,从而得到b=2a,
因为 cos2α=2cos2α−1=2⋅( 1 ) 2 −1= 2,
√a2+1 3
1 √5
解得a2= ,即|a|= ,
5 5
√5
所以|a−b|=|a−2a|= ,故选B.
5
5.(2017·北京高考真题(理))在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关
1
sin cos
于y轴对称.若 3,则 =___________.
7
【答案】 91
sinsin
【解析】因为 和 关于 y 轴对称,所以 2k,kZ ,那么 3 ,
2 2 2 2
coscos coscos
3 (或 3 ),
7
coscoscossinsincos2sin22sin21
所以 9 .
6.(2021·北京高考真题)若点 与点 关于 轴对称,写出一个符合题
意的 ___.
【答案】 (满足 即可)
【解析】
根据 在单位圆上,可得 关于 轴对称,得出 求解.
【详解】
与 关于 轴对称,
即 关于 轴对称,
,
则 ,
当 时,可取 的一个值为 .故答案为: (满足 即可).