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三角专题分层题库

本页是三角专题的训练库,不替代讲义页。讲义页负责把概念讲透,题库页负责让学生反复练“识别题型、选择方法、检查条件”。

题库按你本地资料中的五个主线重编:三角函数定义、同角三角函数、诱导公式及恒等变化、三角函数性质、正余弦定理。这里先上线 148 道课堂精选题,每道都配可展开解析;本地原题库剩余题目后续可以继续精修进来。

使用建议

  1. 课堂前:每次布置 8 到 12 道,要求学生至少准备 1 道讲解。
  2. 课堂中:不要只问答案,追问“为什么选这个公式”“有没有象限或多解条件”。
  3. 课堂后:错题按模块回流,例如错在符号就回到单位圆,错在多解就回到 SSA。
  4. 节奏:先做 A、B、C 打基础,再做 D、E 提升综合。

A. 三角函数定义与单位圆

题 001:终边经过点求三角函数值

角 $\alpha$ 的终边经过点 $P(3,4)$,求 $\sin\alpha,\cos\alpha,\tan\alpha$。

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先求 $r=\sqrt{3^2+4^2}=5$。所以

$$ \sin\alpha=\frac{4}{5},\qquad \cos\alpha=\frac{3}{5},\qquad \tan\alpha=\frac{4}{3}. $$

最后用点所在象限检查符号。

题 002:终边经过点求三角函数值

角 $\alpha$ 的终边经过点 $P(-5,12)$,求 $\sin\alpha,\cos\alpha,\tan\alpha$。

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先求 $r=\sqrt{(-5)^2+12^2}=13$。所以

$$ \sin\alpha=\frac{12}{13},\qquad \cos\alpha=-\frac{5}{13},\qquad \tan\alpha=-\frac{12}{5}. $$

最后用点所在象限检查符号。

题 003:终边经过点求三角函数值

角 $\alpha$ 的终边经过点 $P(8,-15)$,求 $\sin\alpha,\cos\alpha,\tan\alpha$。

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先求 $r=\sqrt{8^2+(-15)^2}=17$。所以

$$ \sin\alpha=-\frac{15}{17},\qquad \cos\alpha=\frac{8}{17},\qquad \tan\alpha=-\frac{15}{8}. $$

最后用点所在象限检查符号。

题 004:终边经过点求三角函数值

角 $\alpha$ 的终边经过点 $P(-7,-24)$,求 $\sin\alpha,\cos\alpha,\tan\alpha$。

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先求 $r=\sqrt{(-7)^2+(-24)^2}=25$。所以

$$ \sin\alpha=-\frac{24}{25},\qquad \cos\alpha=-\frac{7}{25},\qquad \tan\alpha=\frac{24}{7}. $$

最后用点所在象限检查符号。

题 005:终边经过点求三角函数值

角 $\alpha$ 的终边经过点 $P(5,-12)$,求 $\sin\alpha,\cos\alpha,\tan\alpha$。

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先求 $r=\sqrt{5^2+(-12)^2}=13$。所以

$$ \sin\alpha=-\frac{12}{13},\qquad \cos\alpha=\frac{5}{13},\qquad \tan\alpha=-\frac{12}{5}. $$

最后用点所在象限检查符号。

题 006:终边相同角

写出与角 $\frac{\pi}{4}$ 终边相同的所有角。

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终边相同的角相差 $2\pi$ 的整数倍,所以全体角为

$$ \frac{\pi}{4}+2k\pi,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 007:终边相同角

写出与角 $-\frac{2\pi}{3}$ 终边相同的所有角。

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终边相同的角相差 $2\pi$ 的整数倍,所以全体角为

$$ -\frac{2\pi}{3}+2k\pi,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 008:终边相同角

写出与角 $\frac{7\pi}{6}$ 终边相同的所有角。

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终边相同的角相差 $2\pi$ 的整数倍,所以全体角为

$$ \frac{7\pi}{6}+2k\pi,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 009:终边相同角

写出与角 $-\frac{5\pi}{4}$ 终边相同的所有角。

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终边相同的角相差 $2\pi$ 的整数倍,所以全体角为

$$ -\frac{5\pi}{4}+2k\pi,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 010:终边相同角

写出与角 $\frac{11\pi}{3}$ 终边相同的所有角。

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终边相同的角相差 $2\pi$ 的整数倍,所以全体角为

$$ \frac{11\pi}{3}+2k\pi,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 011:由一个函数值和象限补全

已知 $\sin\alpha=\frac35$,且 $\alpha$ 是第二象限角,求另一个基本函数值与 $\tan\alpha$。

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先用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 得到绝对值,再由第二象限决定符号:

$$ \cos\alpha=-\frac45,\qquad \tan\alpha=-\frac34. $$

题 012:由一个函数值和象限补全

已知 $\cos\alpha=-\frac{12}{13}$,且 $\alpha$ 是第三象限角,求另一个基本函数值与 $\tan\alpha$。

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先用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 得到绝对值,再由第三象限决定符号:

$$ \sin\alpha=-\frac5{13},\qquad \tan\alpha=\frac5{12}. $$

题 013:由一个函数值和象限补全

已知 $\sin\alpha=-\frac{8}{17}$,且 $\alpha$ 是第四象限角,求另一个基本函数值与 $\tan\alpha$。

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先用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 得到绝对值,再由第四象限决定符号:

$$ \cos\alpha=\frac{15}{17},\qquad \tan\alpha=-\frac8{15}. $$

题 014:由一个函数值和象限补全

已知 $\cos\alpha=\frac7{25}$,且 $\alpha$ 是第四象限角,求另一个基本函数值与 $\tan\alpha$。

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先用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 得到绝对值,再由第四象限决定符号:

$$ \sin\alpha=-\frac{24}{25},\qquad \tan\alpha=-\frac{24}{7}. $$

题 015:由一个函数值和象限补全

已知 $\sin\alpha=-\frac7{25}$,且 $\alpha$ 是第三象限角,求另一个基本函数值与 $\tan\alpha$。

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先用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 得到绝对值,再由第三象限决定符号:

$$ \cos\alpha=-\frac{24}{25},\qquad \tan\alpha=\frac7{24}. $$

题 016:单位圆解三角不等式

在 $[0,2\pi)$ 内解不等式 $\sin x>\frac12$。

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回到单位圆看坐标或斜率符号,可得解集为

$$ \left(\frac\pi6,\frac{5\pi}6\right). $$

题 017:单位圆解三角不等式

在 $[0,2\pi)$ 内解不等式 $\cos x\le -\frac12$。

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回到单位圆看坐标或斜率符号,可得解集为

$$ \left[\frac{2\pi}3,\frac{4\pi}3\right]. $$

题 018:单位圆解三角不等式

在 $[0,2\pi)$ 内解不等式 $\sin x<0$。

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回到单位圆看坐标或斜率符号,可得解集为

$$ (\pi,2\pi). $$

题 019:单位圆解三角不等式

在 $[0,2\pi)$ 内解不等式 $\tan x>0$。

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回到单位圆看坐标或斜率符号,可得解集为

$$ \left(0,\frac\pi2\right)\cup\left(\pi,\frac{3\pi}2\right). $$

题 020:单位圆解三角不等式

在 $[0,2\pi)$ 内解不等式 $\cos x>\frac{\sqrt2}{2}$。

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回到单位圆看坐标或斜率符号,可得解集为

$$ \left[0,\frac\pi4\right)\cup\left(\frac{7\pi}4,2\pi\right). $$

题 021:弧度角互化

把 $150^\circ$ 化为弧度,并把 $\frac{7\pi}{6}$ 化为角度。

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$150^\circ=150\cdot\frac{\pi}{180}=\frac{5\pi}{6}$;$\frac{7\pi}{6}=210^\circ$。

题 022:弧度角互化

把 $225^\circ$ 化为弧度,并把 $\frac{3\pi}{4}$ 化为角度。

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$225^\circ=225\cdot\frac{\pi}{180}=\frac{5\pi}{4}$;$\frac{3\pi}{4}=135^\circ$。

题 023:弧度角互化

把 $-60^\circ$ 化为弧度,并把 $-\frac{5\pi}{6}$ 化为角度。

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$-60^\circ=-\frac{\pi}{3}$;$-\frac{5\pi}{6}=-150^\circ$。

题 024:弧度角互化

把 $330^\circ$ 化为弧度,并把 $\frac{4\pi}{3}$ 化为角度。

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$330^\circ=\frac{11\pi}{6}$;$\frac{4\pi}{3}=240^\circ$。

题 025:弧度角互化

把 $72^\circ$ 化为弧度,并把 $\frac{5\pi}{3}$ 化为角度。

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$72^\circ=\frac{2\pi}{5}$;$\frac{5\pi}{3}=300^\circ$。

题 026:正切定义域

写出 $y=\tan x$ 的定义域。

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正切为 $\frac{\sin x}{\cos x}$,所以 $\cos x\ne0$。定义域为 $x\ne\frac\pi2+k\pi,\ k\in\mathbb Z$。

题 027:正切定义域

写出 $y=\tan 2x$ 的定义域。

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令 $2x\ne\frac\pi2+k\pi$,得 $x\ne\frac\pi4+\frac{k\pi}{2},\ k\in\mathbb Z$。

题 028:正切定义域

写出 $y=\tan(x+\frac\pi3)$ 的定义域。

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令 $x+\frac\pi3\ne\frac\pi2+k\pi$,得 $x\ne\frac\pi6+k\pi,\ k\in\mathbb Z$。

题 029:正切定义域

写出 $y=\tan(3x-\frac\pi6)$ 的定义域。

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令 $3x-\frac\pi6\ne\frac\pi2+k\pi$,得 $x\ne\frac{2\pi}{9}+\frac{k\pi}{3},\ k\in\mathbb Z$。

题 030:正切定义域

写出 $y=\tan(\frac\pi4-x)$ 的定义域。

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令 $\frac\pi4-x\ne\frac\pi2+k\pi$,得 $x\ne-\frac\pi4+k\pi,\ k\in\mathbb Z$。

题 031:象限判断

若 $\sin\alpha<0,\ \cos\alpha>0$,判断 $\alpha$ 终边所在象限。

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纵坐标为负、横坐标为正,终边在第四象限。

题 032:象限判断

若 $\sin\alpha>0,\ \cos\alpha<0$,判断 $\alpha$ 终边所在象限。

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纵坐标为正、横坐标为负,终边在第二象限。

题 033:象限判断

若 $\tan\alpha>0,\ \sin\alpha<0$,判断 $\alpha$ 终边所在象限。

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$\tan\alpha>0$ 说明正弦、余弦同号;又 $\sin\alpha<0$,所以二者都为负,终边在第三象限。

题 034:象限判断

若 $\cos\alpha<0,\ \tan\alpha<0$,判断 $\alpha$ 终边所在象限。

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$\tan\alpha<0$ 说明正弦、余弦异号;又 $\cos\alpha<0$,所以 $\sin\alpha>0$,终边在第二象限。

题 035:象限判断

若 $\sin\alpha\cos\alpha>0,\ \cos\alpha<0$,判断 $\alpha$ 终边所在象限。

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$\sin\alpha\cos\alpha>0$ 说明正弦、余弦同号;又 $\cos\alpha<0$,所以终边在第三象限。

B. 同角关系与弦的齐次

题 036:弦的齐次

已知 $\tan\alpha=2$,求

$$ \frac{2\sin\alpha+3\cos\alpha}{-\sin\alpha+\cos\alpha}. $$
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分子分母同除以 $\cos\alpha$,得

$$ \frac{2\tan\alpha+3}{-\tan\alpha+1} =-7. $$

题 037:弦的齐次

已知 $\tan\alpha=-1$,求

$$ \frac{3\sin\alpha-2\cos\alpha}{2\sin\alpha+\cos\alpha}. $$
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分子分母同除以 $\cos\alpha$,得

$$ \frac{3\tan\alpha-2}{2\tan\alpha+1} =5. $$

题 038:弦的齐次

已知 $\tan\alpha=3$,求

$$ \frac{\sin\alpha+4\cos\alpha}{2\sin\alpha-3\cos\alpha}. $$
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分子分母同除以 $\cos\alpha$,得

$$ \frac{\tan\alpha+4}{2\tan\alpha-3} =\frac{7}{3}. $$

题 039:弦的齐次

已知 $\tan\alpha=2$,求

$$ \frac{5\sin\alpha+\cos\alpha}{\sin\alpha-\cos\alpha}. $$
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分子分母同除以 $\cos\alpha$,得

$$ \frac{5\tan\alpha+1}{\tan\alpha-1} =11. $$

题 040:弦的齐次

已知 $\tan\alpha=-2$,求

$$ \frac{2\sin\alpha-5\cos\alpha}{3\sin\alpha+\cos\alpha}. $$
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分子分母同除以 $\cos\alpha$,得

$$ \frac{2\tan\alpha-5}{3\tan\alpha+1} =\frac{9}{5}. $$

题 041:弦的齐次

已知 $\tan\alpha=1$,求

$$ \frac{4\sin\alpha+3\cos\alpha}{\sin\alpha+2\cos\alpha}. $$
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分子分母同除以 $\cos\alpha$,得

$$ \frac{4\tan\alpha+3}{\tan\alpha+2} =\frac{7}{3}. $$

题 042:弦的齐次

已知 $\tan\alpha=4$,求

$$ \frac{\sin\alpha-2\cos\alpha}{2\sin\alpha+5\cos\alpha}. $$
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分子分母同除以 $\cos\alpha$,得

$$ \frac{\tan\alpha-2}{2\tan\alpha+5} =\frac{2}{13}. $$

题 043:弦的齐次

已知 $\tan\alpha=-3$,求

$$ \frac{3\sin\alpha+4\cos\alpha}{-\sin\alpha+2\cos\alpha}. $$
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分子分母同除以 $\cos\alpha$,得

$$ \frac{3\tan\alpha+4}{-\tan\alpha+2} =-1. $$

题 044:同角关系补值

已知 $\sin\alpha=\frac{7}{25}$,且 $\alpha$ 是第二象限角,求其余两个基本三角函数值。

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用同角关系先求绝对值,再由第二象限决定符号:

$$ \cos\alpha=-\frac{24}{25},\qquad \tan\alpha=-\frac7{24}. $$

题 045:同角关系补值

已知 $\cos\alpha=-\frac35$,且 $\alpha$ 是第二象限角,求其余两个基本三角函数值。

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用同角关系先求绝对值,再由第二象限决定符号:

$$ \sin\alpha=\frac45,\qquad \tan\alpha=-\frac43. $$

题 046:同角关系补值

已知 $\tan\alpha=-\frac34$,且 $\alpha$ 是第四象限角,求其余两个基本三角函数值。

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用同角关系先求绝对值,再由第四象限决定符号:

$$ \sin\alpha=-\frac35,\qquad \cos\alpha=\frac45. $$

题 047:同角关系补值

已知 $\tan\alpha=\frac{12}{5}$,且 $\alpha$ 是第三象限角,求其余两个基本三角函数值。

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用同角关系先求绝对值,再由第三象限决定符号:

$$ \sin\alpha=-\frac{12}{13},\qquad \cos\alpha=-\frac5{13}. $$

题 048:同角关系补值

已知 $\cos\alpha=\frac5{13}$,且 $\alpha$ 是第四象限角,求其余两个基本三角函数值。

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用同角关系先求绝对值,再由第四象限决定符号:

$$ \sin\alpha=-\frac{12}{13},\qquad \tan\alpha=-\frac{12}{5}. $$

题 049:同角关系变形

已知 $\sin\alpha+\cos\alpha=\frac65$,求 $\sin\alpha\cos\alpha$。

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把已知式平方或化为 $\tan\alpha$。由 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 整理可得

$$ \sin\alpha\cos\alpha=\frac{11}{50}. $$

题 050:同角关系变形

已知 $\sin\alpha-\cos\alpha=\frac13$,求 $\sin\alpha\cos\alpha$。

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把已知式平方或化为 $\tan\alpha$。由 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 整理可得

$$ \sin\alpha\cos\alpha=\frac49. $$

题 051:同角关系变形

已知 $\tan\alpha=2$,求 $\sin\alpha\cos\alpha$。

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把已知式平方或化为 $\tan\alpha$。由 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 整理可得

$$ \sin\alpha\cos\alpha=\frac25. $$

题 052:同角关系变形

已知 $\tan\alpha=-3$,求 $\frac{1+\tan^2\alpha}{1-\tan^2\alpha}$。

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把已知式平方或化为 $\tan\alpha$。由 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 整理可得

$$ \frac{1+\tan^2\alpha}{1-\tan^2\alpha}=-\frac54. $$

题 053:同角关系变形

已知 $\sin\alpha+\cos\alpha=\sqrt2$,求 $\sin\alpha\cos\alpha$。

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把已知式平方或化为 $\tan\alpha$。由 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 整理可得

$$ \sin\alpha\cos\alpha=\frac12. $$

题 054:平方关系与齐次化

已知 $\tan\alpha=2$,求 $\frac{\sin^2\alpha-\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha}$。

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使用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 或令 $t=\tan\alpha$,得

$$ \frac{\sin^2\alpha-\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha}=\frac{4-1}{4+1}=\frac35. $$

题 055:平方关系与齐次化

已知 $\tan\alpha=\frac12$,求 $\frac{2\sin\alpha\cos\alpha}{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha}$。

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使用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 或令 $t=\tan\alpha$,得

$$ \frac{2\sin\alpha\cos\alpha}{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha}=\frac{2t}{1+t^2}=\frac{1}{1+\frac14}=\frac45. $$

题 056:平方关系与齐次化

已知 $\cos\alpha=-\frac{8}{17}$,求 $\sin^2\alpha$。

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使用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 或令 $t=\tan\alpha$,得

$$ \sin^2\alpha=1-\frac{64}{289}=\frac{225}{289}. $$

题 057:平方关系与齐次化

已知 $\sin\alpha=-\frac{9}{41}$,求 $\cos^2\alpha$。

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使用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 或令 $t=\tan\alpha$,得

$$ \cos^2\alpha=1-\frac{81}{1681}=\frac{1600}{1681}. $$

题 058:平方关系与齐次化

已知 $\tan\alpha=-2$,求 $\frac{\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}$。

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使用 $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$ 或令 $t=\tan\alpha$,得

$$ \frac{\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}=\tan^2\alpha=4. $$

C. 诱导公式与恒等变换

题 059:诱导公式化简

化简:

$$\sin(\pi+x)+\cos(\frac\pi2+x)$$

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逐项回到单位圆对称关系:

$$ \sin(\pi+x)+\cos(\frac\pi2+x)=-2\sin x. $$

题 060:诱导公式化简

化简:

$$\cos(\pi-x)-\sin(\frac\pi2-x)$$

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逐项回到单位圆对称关系:

$$ \cos(\pi-x)-\sin(\frac\pi2-x)=-2\cos x. $$

题 061:诱导公式化简

化简:

$$\sin(2\pi-x)+\cos(\pi+x)$$

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逐项回到单位圆对称关系:

$$ \sin(2\pi-x)+\cos(\pi+x)=-\sin x-\cos x. $$

题 062:诱导公式化简

化简:

$$\cos(-x)+\sin(\pi+x)$$

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逐项回到单位圆对称关系:

$$ \cos(-x)+\sin(\pi+x)=\cos x-\sin x. $$

题 063:诱导公式化简

化简:

$$\sin(\frac{3\pi}{2}-x)+\cos(\pi+x)$$

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逐项回到单位圆对称关系:

$$ \sin(\frac{3\pi}{2}-x)+\cos(\pi+x)=-\cos x-\cos x=-2\cos x. $$

题 064:二倍角与降幂

已知 $\sin\alpha=\frac35,\ \alpha\text{为锐角}$,求 $\cos2\alpha$。

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选择二倍角或降幂公式:

$$ \cos2\alpha=\frac7{25}. $$

题 065:二倍角与降幂

已知 $\cos\alpha=\frac{12}{13},\ \alpha\text{为锐角}$,求 $\sin2\alpha$。

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选择二倍角或降幂公式:

$$ \sin2\alpha=\frac{120}{169}. $$

题 066:二倍角与降幂

已知 $\sin\alpha=\frac{5}{13},\ \alpha\text{为锐角}$,求 $\cos2\alpha$。

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选择二倍角或降幂公式:

$$ \cos2\alpha=\frac{119}{169}. $$

题 067:二倍角与降幂

已知 $\tan\alpha=2$,求 $\tan2\alpha$。

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选择二倍角或降幂公式:

$$ \tan2\alpha=-\frac43. $$

题 068:二倍角与降幂

已知 $\cos2\alpha=\frac13$,求 $\sin^2\alpha$。

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选择二倍角或降幂公式:

$$ \sin^2\alpha=\frac13. $$

题 069:角的拼凑

已知 $\sin\alpha=\frac35,\ \cos\beta=\frac{12}{13}$,且 $\alpha,\beta\text{均为锐角}$,求 $\sin(\alpha+\beta)$。

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先补出对应的正弦、余弦或正切,再用和差角公式,得到

$$ \sin(\alpha+\beta)=\frac{56}{65}. $$

题 070:角的拼凑

已知 $\cos\alpha=\frac45,\ \sin\beta=\frac5{13}$,且 $\alpha,\beta\text{均为锐角}$,求 $\cos(\alpha+\beta)$。

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先补出对应的正弦、余弦或正切,再用和差角公式,得到

$$ \cos(\alpha+\beta)=\frac{33}{65}. $$

题 071:角的拼凑

已知 $\sin\alpha=\frac{8}{17},\ \sin\beta=\frac35$,且 $\alpha,\beta\text{均为锐角}$,求 $\cos(\alpha-\beta)$。

查看解析

先补出对应的正弦、余弦或正切,再用和差角公式,得到

$$ \cos(\alpha-\beta)=\frac{84}{85}. $$

题 072:角的拼凑

已知 $\tan\alpha=2,\ \tan\beta=3$,且 $\alpha,\beta\text{均为锐角}$,求 $\tan(\alpha+\beta)$。

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先补出对应的正弦、余弦或正切,再用和差角公式,得到

$$ \tan(\alpha+\beta)=-1. $$

题 073:角的拼凑

已知 $\tan\alpha=\frac12,\ \tan\beta=\frac13$,且 $\alpha,\beta\text{均为锐角}$,求 $\tan(\alpha-\beta)$。

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先补出对应的正弦、余弦或正切,再用和差角公式,得到

$$ \tan(\alpha-\beta)=\frac17. $$

题 074:辅助角公式

把 $\sqrt3\sin x+\cos x$ 化成一个三角函数,并写出最值信息。

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辅助角化为

$$ \sqrt3\sin x+\cos x=2\sin(x+\frac\pi6). $$

所以 最大值 2,最小值 -2。

题 075:辅助角公式

把 $\sin x-\cos x$ 化成一个三角函数,并写出最值信息。

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辅助角化为

$$ \sin x-\cos x=\sqrt2\sin(x-\frac\pi4). $$

所以 最大值 $\sqrt2$,最小值 $-\sqrt2$。

题 076:辅助角公式

把 $3\sin x+4\cos x$ 化成一个三角函数,并写出最值信息。

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辅助角化为

$$ 3\sin x+4\cos x=5\sin(x+\varphi). $$

所以 最大值 5,最小值 -5。

题 077:辅助角公式

把 $5\cos x-12\sin x$ 化成一个三角函数,并写出最值信息。

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辅助角化为

$$ 5\cos x-12\sin x=13\cos(x+\varphi). $$

所以 最大值 13,最小值 -13。

题 078:辅助角公式

把 $2\sin x+2\cos x+1$ 化成一个三角函数,并写出最值信息。

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辅助角化为

$$ 2\sin x+2\cos x+1=2\sqrt2\sin(x+\frac\pi4)+1. $$

所以 最大值 $2\sqrt2+1$。

D. 三角函数图像性质

题 079:周期、值域与平移

求函数 $y=2\sin(3x-\frac\pi2)-1$ 的周期、值域和水平平移量。

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周期 $T=\frac{2\pi}{3}$。值域为 $[-3,1]$。水平平移量要先提出系数 $3$,所以是 $\frac\pi6\text{ 向右}$。

题 080:周期、值域与平移

求函数 $y=3\sin(2x+\frac\pi3)+1$ 的周期、值域和水平平移量。

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周期 $T=\pi$。值域为 $[-2,4]$。水平平移量要先提出系数 $2$,所以是 $\frac\pi6\text{ 向左}$。

题 081:周期、值域与平移

求函数 $y=\sin(4x-\pi)+2$ 的周期、值域和水平平移量。

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周期 $T=\frac\pi2$。值域为 $[1,3]$。水平平移量要先提出系数 $4$,所以是 $\frac\pi4\text{ 向右}$。

题 082:周期、值域与平移

求函数 $y=4\sin(x+\frac\pi2)-3$ 的周期、值域和水平平移量。

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周期 $T=2\pi$。值域为 $[-7,1]$。水平平移量要先提出系数 $1$,所以是 $\frac\pi2\text{ 向左}$。

题 083:周期、值域与平移

求函数 $y=5\sin(2x-\frac\pi4)$ 的周期、值域和水平平移量。

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周期 $T=\pi$。值域为 $[-5,5]$。水平平移量要先提出系数 $2$,所以是 $\frac\pi8\text{ 向右}$。

题 084:单调区间

求函数 $y=\sin(2x+\frac\pi3)$ 的单调递增区间。

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核心不是背结论,而是令 $u=\omega x+\varphi$,回到母函数单调区间。 $\sin u$ 在 $\left[-\frac\pi2+2k\pi,\frac\pi2+2k\pi\right]$ 上递增。令 $u=2x+\frac\pi3$ 后解不等式即可。 所以单调递增区间为

$$ \left[-\frac{5\pi}{12}+k\pi,\frac\pi{12}+k\pi\right],\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 085:单调区间

求函数 $y=\cos(2x-\frac\pi3)$ 的单调递减区间。

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核心不是背结论,而是令 $u=\omega x+\varphi$,回到母函数单调区间。 $\cos u$ 在 $[2k\pi,\pi+2k\pi]$ 上递减。令 $u=2x-\frac\pi3$。 所以单调递减区间为

$$ \left[\frac\pi6+k\pi,\frac{2\pi}3+k\pi\right],\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 086:单调区间

求函数 $y=\tan(2x+\frac\pi4)$ 的单调递增区间。

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核心不是背结论,而是令 $u=\omega x+\varphi$,回到母函数单调区间。 $\tan u$ 在每个定义区间 $\left(-\frac\pi2+k\pi,\frac\pi2+k\pi\right)$ 上递增。 所以单调递增区间为

$$ \left(-\frac{3\pi}8+\frac{k\pi}2,\frac\pi8+\frac{k\pi}2\right),\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 087:单调区间

求函数 $y=-2\sin(x-\frac\pi6)+1$ 的单调递增区间。

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核心不是背结论,而是令 $u=\omega x+\varphi$,回到母函数单调区间。 前面的负号会把正弦的递减区间变成原函数的递增区间。令 $u=x-\frac\pi6$,取 $u\in\left[\frac\pi2+2k\pi,\frac{3\pi}2+2k\pi\right]$。 所以单调递增区间为

$$ \left[\frac{2\pi}3+2k\pi,\frac{5\pi}3+2k\pi\right],\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 088:单调区间

求函数 $y=\sin(3x-\frac\pi2)$ 的单调递增区间。

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核心不是背结论,而是令 $u=\omega x+\varphi$,回到母函数单调区间。 令 $u=3x-\frac\pi2$,把 $u$ 放进正弦的递增区间,再除以 3。 所以单调递增区间为

$$ \left[\frac{2k\pi}{3},\frac\pi3+\frac{2k\pi}{3}\right],\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 089:单调区间

求函数 $y=\cos(x+\frac\pi4)$ 的单调递增区间。

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核心不是背结论,而是令 $u=\omega x+\varphi$,回到母函数单调区间。 $\cos u$ 在 $[-\pi+2k\pi,2k\pi]$ 上递增。令 $u=x+\frac\pi4$。 所以单调递增区间为

$$ \left[-\frac{5\pi}4+2k\pi,-\frac\pi4+2k\pi\right],\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 090:对称轴与对称中心

求函数 $y=\sin(2x+\frac\pi3)$ 的对称轴和对称中心。

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$\sin u$ 的对称轴来自 $u=\frac\pi2+k\pi$,对称中心来自 $u=k\pi$。 所以对称轴为

$$ x=\frac\pi{12}+\frac{k\pi}{2}, $$

对称中心为

$$ \left(-\frac\pi6+\frac{k\pi}{2},0\right),\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 091:对称轴与对称中心

求函数 $y=\cos(3x-\frac\pi2)$ 的对称轴和对称中心。

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$\cos u$ 的对称轴来自 $u=k\pi$,对称中心来自 $u=\frac\pi2+k\pi$。 所以对称轴为

$$ x=\frac\pi6+\frac{k\pi}{3}, $$

对称中心为

$$ \left(\frac\pi3+\frac{k\pi}{3},0\right),\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 092:对称轴与对称中心

求函数 $y=\tan(2x-\frac\pi6)+1$ 的对称轴和对称中心。

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$\tan u$ 没有对称轴;中心来自 $u=k\pi$,上下平移后中心纵坐标为 1。 所以对称轴为

$$ \text{无对称轴}, $$

对称中心为

$$ \left(\frac\pi{12}+\frac{k\pi}{2},1\right),\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 093:对称轴与对称中心

求函数 $y=2\sin(x-\frac\pi4)-3$ 的对称轴和对称中心。

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$\sin u$ 的轴是峰谷位置 $u=\frac\pi2+k\pi$,中心纵坐标随 $b=-3$ 下移。 所以对称轴为

$$ x=\frac{3\pi}4+k\pi, $$

对称中心为

$$ \left(\frac\pi4+k\pi,-3\right),\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 094:对称轴与对称中心

求函数 $y=-\cos(2x+\frac\pi6)+2$ 的对称轴和对称中心。

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$\cos u$ 的轴仍来自 $u=k\pi$;负号只交换峰谷,不改变轴和中心的位置。 所以对称轴为

$$ x=-\frac\pi{12}+\frac{k\pi}{2}, $$

对称中心为

$$ \left(\frac\pi6+\frac{k\pi}{2},2\right),\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 095:对称轴与对称中心

求函数 $y=\tan(3x+\frac\pi3)$ 的对称轴和对称中心。

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$\tan u$ 的对称中心来自 $u=k\pi$。令 $u=3x+\frac\pi3$ 后解出 $x$。 所以对称轴为

$$ \text{无对称轴}, $$

对称中心为

$$ \left(-\frac\pi9+\frac{k\pi}{3},0\right),\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 096:给定区间上的值域

求函数 $y=\sin x,\quad x\in\left[\frac\pi6,\frac{5\pi}6\right]$ 的值域。

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给定区间值域题必须先看内层角的实际范围,不能直接套全局值域。 这个区间经过 $\frac\pi2$,所以 $\sin x$ 能取到最大值 1,端点值都是 $\frac12$。 所以值域为

$$ \left[\frac12,1\right]. $$

题 097:给定区间上的值域

求函数 $y=2\sin(2x-\frac\pi3)+1,\quad x\in\left[0,\frac\pi2\right]$ 的值域。

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给定区间值域题必须先看内层角的实际范围,不能直接套全局值域。 令 $u=2x-\frac\pi3$,则 $u\in\left[-\frac\pi3,\frac{2\pi}3\right]$,$\sin u\in\left[-\frac{\sqrt3}2,1\right]$。 所以值域为

$$ [1-\sqrt3,3]. $$

题 098:给定区间上的值域

求函数 $y=\cos(x+\frac\pi4),\quad x\in\left[0,\frac\pi2\right]$ 的值域。

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给定区间值域题必须先看内层角的实际范围,不能直接套全局值域。 令 $u=x+\frac\pi4$,则 $u\in\left[\frac\pi4,\frac{3\pi}4\right]$,余弦从正到负且经过 $\frac\pi2$。 所以值域为

$$ \left[-\frac{\sqrt2}{2},\frac{\sqrt2}{2}\right]. $$

题 099:给定区间上的值域

求函数 $y=\tan(x-\frac\pi4),\quad x\in\left[\frac\pi4,\frac\pi3\right]$ 的值域。

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给定区间值域题必须先看内层角的实际范围,不能直接套全局值域。 令 $u=x-\frac\pi4$,则 $u\in\left[0,\frac\pi{12}\right]$,正切在该区间递增,$\tan\frac\pi{12}=2-\sqrt3$。 所以值域为

$$ [0,2-\sqrt3]. $$

题 100:给定区间上的值域

求函数 $y=\sin^2x,\quad x\in\left[\frac\pi6,\frac{2\pi}3\right]$ 的值域。

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给定区间值域题必须先看内层角的实际范围,不能直接套全局值域。 区间内包含 $\frac\pi2$,所以 $\sin^2x$ 最大为 1;端点平方分别是 $\frac14$ 与 $\frac34$,最小为 $\frac14$。 所以值域为

$$ \left[\frac14,1\right]. $$

题 101:由图像性质反求解析式

函数形如 $y=A\sin(\omega x)+b$,其中 $A>0,\omega>0$。已知最大值为 3,最小值为 -1,最小正周期为 $\pi$,求解析式。

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先由最高点、最低点、周期和特殊点依次确定 $A,b,\omega,\varphi$。 $A=\frac{3-(-1)}2=2$,$b=\frac{3+(-1)}2=1$,$T=\pi$ 给出 $\omega=2$。 所以可取

$$ y=2\sin2x+1. $$

题 102:由图像性质反求解析式

函数形如 $y=A\cos(\omega x)+b$,其中 $A>0,\omega>0$。已知最大值为 4,最小值为 0,最小正周期为 $\frac{2\pi}{3}$,求解析式。

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先由最高点、最低点、周期和特殊点依次确定 $A,b,\omega,\varphi$。 $A=2,\ b=2$,且 $\omega=\frac{2\pi}{T}=3$。 所以可取

$$ y=2\cos3x+2. $$

题 103:由图像性质反求解析式

函数形如 $y=A\sin(2x+\varphi)+b$,其中 $A>0$。已知最大值为 5,最小值为 -1,且 $x=\frac\pi{12}$ 时取得最大值,求一个解析式。

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先由最高点、最低点、周期和特殊点依次确定 $A,b,\omega,\varphi$。 $A=3,\ b=2$。最大值要求 $2\cdot\frac\pi{12}+\varphi=\frac\pi2$,所以 $\varphi=\frac\pi3$。 所以可取

$$ y=3\sin(2x+\frac\pi3)+2. $$

题 104:由图像性质反求解析式

函数形如 $y=A\cos(2x+\varphi)+b$,其中 $A>0$。已知最大值为 1,最小值为 -5,且 $x=\frac\pi6$ 时取得最小值,求一个解析式。

查看解析

先由最高点、最低点、周期和特殊点依次确定 $A,b,\omega,\varphi$。 $A=3,\ b=-2$。最小值要求 $2\cdot\frac\pi6+\varphi=\pi$,所以 $\varphi=\frac{2\pi}3$。 所以可取

$$ y=3\cos(2x+\frac{2\pi}3)-2. $$

题 105:由图像性质反求解析式

函数形如 $y=A\sin(\omega x+\varphi)$,其中 $A>0,\omega>0$。已知最大值为 2,相邻两个最大点的距离为 $\pi$,且 $x=\frac\pi6$ 时取得最大值,求一个解析式。

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先由最高点、最低点、周期和特殊点依次确定 $A,b,\omega,\varphi$。 $A=2$,相邻最大点距离就是周期,所以 $T=\pi,\omega=2$。最大值要求 $2\cdot\frac\pi6+\varphi=\frac\pi2$,得 $\varphi=\frac\pi6$。 所以可取

$$ y=2\sin(2x+\frac\pi6). $$

题 106:三角方程

解方程 $\sin x=\frac12$。

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先写一个周期内的基本解,再加周期。全体解为

$$ x=2k\pi+\frac\pi6\text{ 或 }x=2k\pi+\frac{5\pi}6,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 107:三角方程

解方程 $\cos x=-\frac12$。

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先写一个周期内的基本解,再加周期。全体解为

$$ x=2k\pi+\frac{2\pi}3\text{ 或 }x=2k\pi+\frac{4\pi}3,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 108:三角方程

解方程 $\tan x=1$。

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先写一个周期内的基本解,再加周期。全体解为

$$ x=k\pi+\frac\pi4,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 109:三角方程

解方程 $2\sin x-1=0$。

查看解析

先写一个周期内的基本解,再加周期。全体解为

$$ x=2k\pi+\frac\pi6\text{ 或 }x=2k\pi+\frac{5\pi}6,\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 110:三角方程

解方程 $\cos 2x=0$。

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先写一个周期内的基本解,再加周期。全体解为

$$ x=\frac\pi4+\frac{k\pi}{2},\qquad k\in\mathbb Z. $$

题 111:值域

求函数 $f(x)=2\sin^2x-4\sin x+1$ 的值域。

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根据题型使用换元、平方范围或二倍角。注意换元范围,如 $-1\le\sin x\le1$。值域为

$$ [-1,7]. $$

题 112:值域

求函数 $f(x)=\cos^2x+2\cos x$ 的值域。

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根据题型使用换元、平方范围或二倍角。注意换元范围,如 $-1\le\sin x\le1$。值域为

$$ [-1,3]. $$

题 113:值域

求函数 $f(x)=3-2\sin x$ 的值域。

查看解析

根据题型使用换元、平方范围或二倍角。注意换元范围,如 $-1\le\sin x\le1$。值域为

$$ [1,5]. $$

题 114:值域

求函数 $f(x)=1+4\cos^2x$ 的值域。

查看解析

根据题型使用换元、平方范围或二倍角。注意换元范围,如 $-1\le\sin x\le1$。值域为

$$ [1,5]. $$

题 115:值域

求函数 $f(x)=2\sin x\cos x+1$ 的值域。

查看解析

根据题型使用换元、平方范围或二倍角。注意换元范围,如 $-1\le\sin x\le1$。值域为

$$ [0,2]. $$

题 116:周期与对称

判断函数 $y=\sin(2x+\frac\pi3)$ 的周期或对称性。

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从基础函数的周期和变换出发,结论为:$T=\pi$。

题 117:周期与对称

判断函数 $y=\cos(3x-\frac\pi2)$ 的周期或对称性。

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从基础函数的周期和变换出发,结论为:$T=\frac{2\pi}{3}$。

题 118:周期与对称

判断函数 $y=|\sin x|$ 的周期或对称性。

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从基础函数的周期和变换出发,结论为:$T=\pi$。

题 119:周期与对称

判断函数 $y=\tan(2x)$ 的周期或对称性。

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从基础函数的周期和变换出发,结论为:$T=\frac\pi2$。

题 120:周期与对称

判断函数 $y=2\cos x+1$ 的周期或对称性。

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从基础函数的周期和变换出发,结论为:关于 $y$ 轴对称。

E. 正余弦定理与解三角形

题 121:正弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$A=30^\circ,\ B=45^\circ,\ a=4$,求 $b$。

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已有边角对应 $(a,A)$,用正弦定理:

$$ b=a\frac{\sin B}{\sin A}=4\sqrt2. $$

题 122:正弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$A=45^\circ,\ B=60^\circ,\ a=6$,求 $b$。

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已有边角对应 $(a,A)$,用正弦定理:

$$ b=a\frac{\sin B}{\sin A}=3\sqrt6. $$

题 123:正弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$A=30^\circ,\ B=60^\circ,\ a=5$,求 $b$。

查看解析

已有边角对应 $(a,A)$,用正弦定理:

$$ b=a\frac{\sin B}{\sin A}=5\sqrt3. $$

题 124:正弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$A=60^\circ,\ B=45^\circ,\ a=8$,求 $b$。

查看解析

已有边角对应 $(a,A)$,用正弦定理:

$$ b=a\frac{\sin B}{\sin A}=\frac{8\sqrt6}{3}. $$

题 125:正弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$A=30^\circ,\ B=90^\circ,\ a=4$,求 $b$。

查看解析

已有边角对应 $(a,A)$,用正弦定理:

$$ b=a\frac{\sin B}{\sin A}=8. $$

题 126:余弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$b=3,\ c=4,\ A=60^\circ$,求 $a$。

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两边夹角,用余弦定理:

$$ a^2=b^2+c^2-2bc\cos A,\qquad a=\sqrt{13}. $$

题 127:余弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$b=5,\ c=7,\ A=60^\circ$,求 $a$。

查看解析

两边夹角,用余弦定理:

$$ a^2=b^2+c^2-2bc\cos A,\qquad a=\sqrt{39}. $$

题 128:余弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$b=6,\ c=8,\ A=120^\circ$,求 $a$。

查看解析

两边夹角,用余弦定理:

$$ a^2=b^2+c^2-2bc\cos A,\qquad a=2\sqrt{37}. $$

题 129:余弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$b=4,\ c=6,\ A=60^\circ$,求 $a$。

查看解析

两边夹角,用余弦定理:

$$ a^2=b^2+c^2-2bc\cos A,\qquad a=2\sqrt7. $$

题 130:余弦定理

在 $\triangle ABC$ 中,$b=7,\ c=8,\ A=60^\circ$,求 $a$。

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两边夹角,用余弦定理:

$$ a^2=b^2+c^2-2bc\cos A,\qquad a=\sqrt{57}. $$

题 131:面积公式

在 $\triangle ABC$ 中,$a=5,\ b=6,\ C=120^\circ$,求面积。

A B C a = 5 b = 6 C = 120°
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$C$ 是边 $a,b$ 的夹角,所以

$$ S=\frac12ab\sin C=\frac{15\sqrt3}{2}. $$

题 132:面积公式

在 $\triangle ABC$ 中,$a=8,\ b=6,\ C=30^\circ$,求面积。

A B C a = 8 b = 6 C = 30°
查看解析

$C$ 是边 $a,b$ 的夹角,所以

$$ S=\frac12ab\sin C=12. $$

题 133:面积公式

在 $\triangle ABC$ 中,$a=4,\ b=5,\ C=60^\circ$,求面积。

A B C a = 4 b = 5 C = 60°
查看解析

$C$ 是边 $a,b$ 的夹角,所以

$$ S=\frac12ab\sin C=5\sqrt3. $$

题 134:面积公式

在 $\triangle ABC$ 中,$a=7,\ b=10,\ C=45^\circ$,求面积。

A B C a = 7 b = 10 C = 45°
查看解析

$C$ 是边 $a,b$ 的夹角,所以

$$ S=\frac12ab\sin C=\frac{35\sqrt2}{2}. $$

题 135:面积公式

在 $\triangle ABC$ 中,$a=9,\ b=4,\ C=30^\circ$,求面积。

A B C a = 9 b = 4 C = 30°
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$C$ 是边 $a,b$ 的夹角,所以

$$ S=\frac12ab\sin C=9. $$

题 136:SSA 多解判断

在 $\triangle ABC$ 中,$A=30^\circ,\ a=4,\ b=10$,判断三角形个数。

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A C b = 10 h a = 4 A = 30° 解析图:以 C 为圆心、a 为半径截射线 AB,得到无交点

这是 SSA 情形,要用高或正弦值检查。结论:无解,因为 $\sin B=\frac54>1$。

:::

题 137:SSA 多解判断

在 $\triangle ABC$ 中,$A=30^\circ,\ a=5,\ b=6$,判断三角形个数。

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B1 B2 A C b = 6 h a = 5 A = 30° 解析图:以 C 为圆心、a 为半径截射线 AB,得到两个交点

这是 SSA 情形,要用高或正弦值检查。结论:两解,因为高 $h=3$,且 $h<a<b$。

:::

题 138:SSA 多解判断

在 $\triangle ABC$ 中,$A=30^\circ,\ a=3,\ b=6$,判断三角形个数。

查看解析
B1 B2 A C b = 6 h a = 3 A = 30° 解析图:以 C 为圆心、a 为半径截射线 AB,得到两个交点

这是 SSA 情形,要用高或正弦值检查。结论:一解,因为 $a=h=3$。

:::

题 139:SSA 多解判断

在 $\triangle ABC$ 中,$A=120^\circ,\ a=5,\ b=4$,判断三角形个数。

查看解析
B1 A C b = 4 h a = 5 A = 120° 解析图:以 C 为圆心、a 为半径截射线 AB,得到一个交点

这是 SSA 情形,要用高或正弦值检查。结论:一解,因为钝角 $A$ 已知且 $a>b$。

:::

题 140:SSA 多解判断

在 $\triangle ABC$ 中,$A=30^\circ,\ a=8,\ b=4$,判断三角形个数。

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B1 A C b = 4 h a = 8 A = 30° 解析图:以 C 为圆心、a 为半径截射线 AB,得到一个交点

这是 SSA 情形,要用高或正弦值检查。结论:一解,因为 $a>b$,对边更长,另一边不会再摆出第二个交点。

:::

题 141:形状、范围与边角互换

已知 $a:b:c=3:4:5$,写出可推出的结论。

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把条件翻译成边、角或面积关系,得到:直角三角形。

题 142:形状、范围与边角互换

已知 $a^2=b^2+c^2$,写出可推出的结论。

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把条件翻译成边、角或面积关系,得到:$A=90^\circ$,直角三角形。

题 143:形状、范围与边角互换

已知 $\sin A=\sin B$,写出可推出的结论。

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把条件翻译成边、角或面积关系,得到:在三角形中 $A=B$,所以 $a=b$,为等腰三角形。

题 144:形状、范围与边角互换

已知 $a=b=c$,写出可推出的结论。

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把条件翻译成边、角或面积关系,得到:等边三角形。

题 145:形状、范围与边角互换

已知 $a=2,\ b=3,\ \triangle ABC\text{为锐角三角形}$,写出可推出的结论。

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把条件翻译成边、角或面积关系,得到:$\sqrt5<c<\sqrt{13}$。

题 146:形状、范围与边角互换

已知 $a=4,\ b=5,\ c=6$,写出可推出的结论。

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把条件翻译成边、角或面积关系,得到:$\cos C=\frac18$,最大角为锐角。

题 147:形状、范围与边角互换

已知 $\sin A:\sin B:\sin C=2:3:4$,写出可推出的结论。

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把条件翻译成边、角或面积关系,得到:$a:b:c=2:3:4$。

题 148:形状、范围与边角互换

已知 $S=12,\ a=8,\ b=6$,写出可推出的结论。

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把条件翻译成边、角或面积关系,得到:$\sin C=\frac12$,所以 $C=30^\circ$ 或 $150^\circ$,还需结合其他条件判断。