题目内容

A、B是单位圆O上的动点,且A、B分别在第一、二象限.C是圆O与x轴正半轴的交点,△AOB为正三角形.记∠AOC=α.
(1)若A点的坐标为(
3
5
4
5
),求
3-cos2α+sinαcosα
1+sin2α
的值;
(2)求|BC|2的取值范围.
考点:同角三角函数基本关系的运用,任意角的三角函数的定义
专题:三角函数的求值
分析:(1)由条件利用同角三角函数的基本关系求得所求式子的值.
(2)设A点的坐标为(cosα,sinα),可得B点的坐标为(cos(α+
π
3
),sin(α+
π
3
)),且C(1,0),|BC|2 =2-2cos(α+
π
3
).再根据α∈(
π
6
π
2
),利用余弦函数的定义域和值域求得|BC|2的取值范围.
解答: 解:(1)∵A点的坐标为(
3
5
4
5
),∴tanα=
4
3
,∴
3-cos2α+sinαcosα
1+sin2α
=
3sin2α+2cos2α+sinαcosα
2sin2α+cos2α
=
3tan2α+2+tanα
2tan2α+1
=
16
9
+2+
4
3
16
9
+1
78
41

(2)设A点的坐标为(cosα,sinα),∵△AOB为正三角形,
∴B点的坐标为(cos(α+
π
3
),sin(α+
π
3
)),且C(1,0),
∴|BC|2=[cos(α+
π
3
)-1]2+sin2(α+
π
3
)=2-2cos(α+
π
3
).
而A、B分别在第一、二象限,∴α∈(
π
6
π
2
),∴α+
π
3
∈(
π
2
6
),∴cos(α+
π
3
)∈(-
3
2
,0).
∴|BC|2的取值范围是(2,2+
3
).
点评:本题主要考查同角三角函数的基本关系、余弦函数的定义域和值域,属于基础题.
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