本题导读

本题考查三角函数的性质(象限角及其范围),以及半角范围的推导与转化。

📌【题干】

Question

(1990年上海卷) 设 角属于第二象限,且 ,则 角属于 ()

A. 第一象限     B. 第二象限     C. 第三象限     D. 第四象限

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 确定 的基本范围:由于 属于第二象限,写出其通用集合表达式: ()。
  2. 推导半角 的潜在区域:将上述不等式整体除以 2,分析随着 的奇偶性变化, 最终会落在哪两个对称的象限内。
  3. 引入绝对值限制条件条件消元:根据 ,由绝对值“去条变成负”的代数特征可知,。结合第2步求出的象限候选集,剔除使余弦值为正的象限。

✅【答案】

Success

C

✍【详细解析】

Abstract

因为 角属于第二象限,根据轴向角的范围定义,有:

两边同时除以 2,得到半角 的取值范围为:

下面对整数 的奇偶性进行分情况讨论,以确定其在圆周坐标系中的具体投影:

  • 当 为偶数时(设 ),有: 此时, 属于第一象限。在第一象限中,余弦值 。
  • 当 为奇数时(设 ),有: 此时, 属于第三象限。在第三象限中,余弦值 。

又因为题目中给出限制条件: 根据绝对值的性质 ,所以必须满足:

结合前面对象限范围的分析:

  • 第一象限内 ,不合题意(舍去);
  • 第三象限内 ,完全符合 的要求。

因此, 角必然属于第三象限。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:终边相同角的集合表示法,半角法在直角坐标系中的“分裂”特性,三角函数线在各象限的符号分布。
  2. 核心方法:
    • 集合式不等式化简法:处理“已知 象限求 象限”的问题,引入通项 是绝对的核心通法,严禁直接只看 的局部区间。
    • 几何十字划区法法):在草稿纸上,将每个象限均分成 2 等份。由于 在第二象限,将其在第2象限内的对应弧段平分,直接顺时针旋转,可以一眼看出其对应半角落在第一象限和第三象限。再结合余弦为负数,直接第三象限。
  3. 避坑指南:
    • 片面静态看角导致错解:部分学生只记得 ,除以 2 得到 ,就判定其在第一象限,从而错选 (A)。忽略了终边相同角具有无限周期绕行 的本征。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于三角函数大类中考查象限角与符号特征的经典填空选择题,直接源自教材中“任意角”以及“同角三角函数”章节的课后思考题。
  2. 结论推广:对于任意角 ,若已知其属于第 象限,则其半角 的终边可能存在的象限具有如下、沿原点对称的二分分布律:
    • 在第一象限 在第一、三象限;
    • 在第二象限 在第一、三象限(本题模型);
    • 在第三象限 在第二、四象限;
    • 在第四象限 在第二、四象限。 更普遍地,求 的潜在分布时,只需将原象限网格在每个象限内部各均分成 份,按周期填色,即可将此类“象限划分问题”彻底推广至任意阶数。

🔗【关联脉络】

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