两角和与差的三角函数公式(含答案)
第讲两角和差的三角函数公式及应用

第讲两角和差的三角函数公式及应用三角函数是数学中的重要概念,它们在几何图形的计算以及物理、工程等学科中的应用非常广泛。
在三角函数的研究中,两角和差的公式是十分重要的一部分。
本文将讲解两角和差的三角函数公式及其应用。
一、两角和差的三角函数公式1. 两角和的公式设角A和角B为任意两个角,根据三角函数的定义,可以得到以下两角和的公式:sin(A + B) = sinAcosB + cosAsinBcos(A + B) = cosAcosB - sinAsinBtan(A + B) = (tanA + tanB) / (1 - tanAtanB)2. 两角差的公式同样地,设角A和角B为任意两个角,根据三角函数的定义,可以得到以下两角差的公式:sin(A - B) = sinAcosB - cosAsinBcos(A - B) = cosAcosB + sinAsinBtan(A - B) = (tanA - tanB) / (1 + tanAtanB)这些公式是通过对角A + B和角A - B进行展开,并利用三角函数的基本性质得到的。
掌握了这些公式,我们可以对任意两个角的和与差进行计算。
二、两角和差的三角函数公式的应用两角和差的公式在实际问题中有着广泛的应用。
以下是两个具体的应用案例。
1. 证明等式通过两角和差的公式,我们可以证明一些三角函数的等式。
例如,我们来证明sin(A + B) = sinAcosB + cosAsinB这个等式。
证明:根据两角和的公式,sin(A + B) = sinAcosB + cosAsinB 成立。
这样,我们通过两角和差的公式成功地证明了sin(A + B) = sinAcosB + cosAsinB这个等式。
2. 计算实际问题两角和差的公式在实际问题中的应用非常广泛。
例如,在直角三角形中,我们可以利用两角和差的公式求解各种角度下的三角函数值,从而进行各种计算。
假设在一个直角三角形中,已知一个角度的正弦值和余弦值,我们要求解这个角度。
(完整版)两角和与差的正弦、余弦、正切公式及变形

两角和与差的正弦、余弦、正切公式及变形1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式 (1)公式①cos(α-β)=cos_αcos_β+sin_αsin_β(C (α-β)) ②cos(α+β)=cos_αcos_β-sin_αsin_β(C (α+β)) ③sin(α-β)=sin_αcos_β-cos_αsin_β(S (α-β)) ④sin(α+β)=sin_αcos_β+cos_αsin_β(S (α+β)) ⑤tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β(T (α-β))⑥tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β(T (α+β))(2)公式变形①tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β). ②tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan αtan β). 2.二倍角公式 (1)公式①sin 2α=2sin_αcos_α,②cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α, ③tan 2α=2tan α1-tan 2α.(2)公式变形①cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2;②1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,sin α±cos α=2sin )4(πα±.3.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.(√) (2)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.(√) (3)在锐角△ABC 中,sin A sin B 和cos A cos B 大小不确定.(×)(4)公式tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β),且对任意角α,β都成立.(×)(5)二倍角的正弦、余弦、正切公式的适用范围是任意角.(×) (6)存在角α,使得sin 2α=2sin α成立.(√) (7)若α+β=π4,则(1+tan α)(1+tan β)=2.(√)(8)不存在实数α,β,使得cos(α+β)=sin α+cos β.(×) (9)存在实数α,使tan 2α=2tan α.(√) (10)y =1-2cos 2x 的x 无意义.(×)考点一 三角函数式的给角求值命题点1.已知非特殊角求函数式的值2.已知含参数的角化简函数或求值[例1] (1)求值:1+cos 20°2sin 20°-sin 10°)5tan 5tan 1(0-; 解:原式=2cos 210°2×2sin 10°cos 10°-sin 10°)5cos 5sin 5sin 5cos (0000- =cos 10°2sin 10°-sin 10°·cos 25°-sin 25°sin 5°cos 5°=cos 10°2sin 10°-sin 10°·cos 10°12sin 10°=cos 10°2sin 10°-2cos 10°=cos 10°-2sin 20°2sin 10°=cos 10°-2sin (30°-10°)2sin 10°=cos 10°-2⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 10°-32sin 10°2sin 10°=3sin 10°2sin 10°=32. (2)化简:sin 2α·sin 2β+cos 2α·cos 2β-12cos 2α·cos 2β. 解:法一:(复角→单角,从“角”入手)原式=sin 2α·sin 2β+cos 2α·cos 2β-12·(2cos 2α-1)·(2cos 2β-1) =sin 2α·sin 2β+cos 2α·cos 2β-12·(4cos 2α·cos 2β-2cos 2α-2cos 2β+1)=sin 2α·sin 2β-cos 2α·cos 2β+cos 2α+cos 2β-12 =sin 2α·sin 2β+cos 2α·sin 2β+cos 2β-12 =sin 2β+cos 2β-12=1-12=12. 法二:(从“名”入手,异名化同名)原式=sin 2α·sin 2β+(1-sin 2α)·cos 2β-12cos 2α·cos 2β=cos 2β-sin 2α(cos 2β-sin 2β)-12cos 2α·cos 2β=cos 2β-sin 2α·cos 2β-12cos 2α·cos 2β=cos 2β-cos 2β·)2cos 21(sin 2αα+=1+cos 2β2-cos 2β·⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin 2α+12(1-2sin 2α) =1+cos 2β2-12cos 2β=12.法三:(从“幂”入手,利用降幂公式先降次) 原式=1-cos 2α2·1-cos 2β2+1+cos 2α2·1+cos 2β2-12cos 2α·cos 2β =14(1+cos 2α·cos 2β-cos 2α-cos 2β)+14(1+cos 2α·cos 2β+cos 2α+cos 2β)-12·cos 2α·cos 2β=12.[方法引航] 给角求值问题往往给出的角是非特殊角,求值时要注意:(1)观察角,分析角之间的差异,巧用诱导公式或拆分.(2)观察名,尽可能使函数统一名称.(3)观察结构,利用公式,整体化简.1.求值sin 50°(1+3tan 10°).解:sin 50°(1+3tan 10°)=sin 50°(1+tan 60°·tan 10°) =sin 50°·cos 60°cos 10°+sin 60°sin 10°cos 60°cos 10°=sin 50°·cos (60°-10°)cos 60°cos 10°=2sin 50°cos 50°cos 10°=sin 100°cos 10°=cos 10°cos 10°=1.2.在△ABC 中,已知三个内角A ,B ,C 成等差数列,则tan A 2+tan C 2+3tan A 2tan C2的值为________.解析:因为三个内角A ,B ,C 成等差数列,且A +B +C =π, 所以A +C =2π3,A +C 2=π3,tan A +C 2=3, 所以tan A 2+tan C 2+3tan A 2tan C2 =tan )22(C A +)2tan 2tan 1(CA -+3tan A 2tan C 2 =3)2tan 2tan1(CA -+3tan A 2tan C 2= 3. 考点二 三角函数式的给值求值[例2] (1)(2016·高考全国丙卷)若tan θ=-13,则cos 2θ=( ) A .-45 B .-15 C.15 D.45解析:法一:cos 2θ=cos 2θ-sin 2θ=cos 2θ-sin 2θcos 2θ+sin 2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=45.故选D. 法二:由tan θ=-13,可得sin θ=±110,因而cos 2θ=1-2sin 2θ=45.答案:D(2)已知tan )4(πα+=12,且-π2<α<0,则)4cos(2sin sin 22πααα-+等于( )A .-255B .-3510C .-31010 D.255 解析:由tan )4(πα+=tan α+11-tan α=12,得tan α=-13.又-π2<α<0,所以sin α=-1010. 故)4cos(2sin sin 22πααα-+=2sin α(sin α+cos α)22(sin α+cos α)=22sin α=-255.答案:A(3)已知α∈)2,0(π,且2sin 2α-sin α·cos α-3cos 2α=0,则12cos 2sin )4sin(+++ααπα=________.解析:2sin 2α-sin αcos α-3cos 2α=0则(2sin α-3cos α)(sin α+cos α)=0, 由于α∈)2,0(π,sin α+cos α≠0, 则2sin α=3cos α.又sin 2α+cos 2α=1,∴cos α=213, ∴12cos 2sin )4sin(+++ααπα=22(sin α+cos α)(sin α+cos α)2+(-sin 2α+cos 2α)=268.答案:268[方法引航] 三角函数的给值求值,关键是把待求角用已知角表示:(1)已知角为两个时,待求角一般表示为已知角的和或差.(2)已知角为一个时,待求角一般与已知角成“倍”的关系或“互余互补”的关系.(3)已知三角函数时,先化简三角函数式,再利用整体代入求值.1.在本例(1)中,已知条件不变,求tan )6(θπ+的值.解:tan )6(θπ+=tan π6+tan θ1-tan π6tan θ=33-131+33×13=53-613.2.在本例(1)中,已知条件不变,求2sin 2θ-sin θcos θ-3cos 2θ的值. 解:原式=2sin 2θ-sin θcos θ-3cos 2θsin 2θ+cos 2θ=2tan 2θ-tan θ-3tan 2θ+1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-132+13-3⎝ ⎛⎭⎪⎫-132+1=-115.3.已知cos )2(απ-+sin )32(απ-=235,则cos )32(πα+=________.解析:由cos )2(απ-+sin )32(απ-=235,得sin α+sin 2π3cos α-cos 23πsin α=235∴32sin α+32cos α=235, 即3sin )6(πα+=235,∴sin )6(πα+=25,因此cos )32(πα+=1-2sin 2)6(πα+=1-2×2)52(=1725.答案:1725考点三 已知三角函数式的值求角[例3] (1)已知cos α=17,cos(α-β)=1314,0<β<α<π2,则β=________. 解析:∵cos α=17,0<α<π2.∴sin α=437.又cos(α-β)=1314,且0<β<α<π2.∴0<α-β<π2,则sin(α-β)=3314. 则cos β=cos[α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =17×1314+437×3314=497×14=12,由于0<β<π2,所以β=π3.答案:π3(2)已知α,β∈(0,π),且tan(α-β)=12,tan β=-17,则2α-β的值为________.解析:∵tan α=tan[(α-β)+β]=tan (α-β)+tan β1-tan (α-β)tan β=12-171+12×17=13>0,∴0<α<π2.又∵tan 2α=2tan α1-tan 2α=2)31(1312-⨯=34>0,∴0<2α<π2,∴tan(2α-β)=tan 2α-tan β1+tan 2αtan β=34+171-34×17=1. ∵tan β=-17<0,∴π2<β<π,-π<2α-β<0,∴2α-β=-34π. 答案:-34π[方法引航] 1.解决给值求角问题应遵循的原则 (1)已知正切函数值,选正切函数.(2)已知正、余弦函数值,选正弦函数或余弦函数,且①若角的范围是)2,0(π,选正、余弦皆可;②若角的范围是(0,π),选余弦较好;③若角的范围是)2,2(ππ-,选正弦较好. 2.解给值求角问题的一般步骤 (1)求角的某一个三角函数值. (2)确定角的范围.(3)根据角的范围写出所求的角.1.设α,β为钝角,且sin α=55,cos β=-31010,则α+β的值为( ) A.3π4 B.5π4 C.7π4 D.5π4或7π4 解析:选C.∵α,β为钝角,sin α=55,cos β=-31010, ∴cos α=-255,sin β=1010,∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=22>0.又α+β∈(π,2π),∴α+β∈)2,23(ππ,∴α+β=7π4. 2.已知tan α=-13,cos β=55,α∈),2(ππ,β∈)2,0(π,求tan(α+β)的值,并求出α+β的值.解:由cos β=55,β∈)2,0(π,得sin β=255,tan β=2.∴tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-13+21+23=1. ∵α∈),2(ππ,β∈)2,0(π,∴π2<α+β<3π2,∴α+β=5π4.[方法探究]三角恒等变换在化简、求值、证明中的综合应用三角恒等变换要重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的分拆要尽可能化成同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中的差异,再选择适当的三角公式恒等变形.[典例] 某同学在一次研究性学习中发现,以下五个式子的值都等于同一个常数: (1)sin 213°+cos 217°-sin 13°cos 17°; (2)sin 215°+cos 215°-sin 15°cos 15°; (3)sin 218°+cos 212°-sin 18°cos 12°; (4)sin 2(-18°)+cos 248°-sin(-18°)cos 48°; (5)sin 2(-25°)+cos 255°-sin(-25°)cos 55°.(Ⅰ)试从上述五个式子中选择一个,求出这个常数;(Ⅱ)根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广为三角恒等式,并证明你的结论. [解] (Ⅰ)选择(2)式,计算如下:sin 215°+cos 215°-sin 15°cos 15°=1-12sin 30°=1-14=34. (Ⅱ)法一:三角恒等式为sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=34. 证明如下:sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=sin 2α+(cos 30°cos α+sin 30°sin α)2-sin α(cos 30°cos α+sin 30°sin α)=sin 2α+34cos 2α+32sin αcos α+14sin 2α-32sin α·cos α-12sin 2α=34sin 2α+34cos 2α=34.法二:三角恒等式为sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=34. 证明如下:sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=1-cos 2α2+1+cos (60°-2α)2-sin α(cos 30°cos α+sin30°sin α)=12-12cos 2α+12+12(cos 60°cos 2α+sin 60°sin 2α)-32sin αcos α-12sin 2α=12-12cos 2α+12+14cos 2α+34sin 2α-34sin 2α-14(1-cos 2α)=1-14cos 2α-14+14cos 2α=34.[高考真题体验]1.(2016·高考全国甲卷)若cos )4(απ-=35,则sin 2α=( )A.725B.15 C .-15 D .-725解析:选D.因为cos )4(απ-=cos π4cos α+sin π4sin α=22(sin α+cos α)=35,所以sin α+cos α=325,所以1+sin 2α=1825,所以sin 2α=-725,故选D. 2.(2016·高考全国丙卷)若tan α=34,则cos 2α+2sin 2α=( ) A.6425 B.4825 C .1 D.1625 解析:选A.法一:由tan α=sin αcos α=34,cos 2α+sin 2α=1,得⎩⎪⎨⎪⎧sin α=35cos α=45或⎩⎪⎨⎪⎧sin α=-35cos α=-45,则sin 2α=2sin αcos α=2425,则cos 2α+2sin 2α=1625+4825=6425. 法二:cos 2α+2sin 2α=cos 2α+4sin αcos αcos 2α+sin 2α=1+4tan α1+tan 2α=1+31+916=6425. 3.(2015·高考课标全国卷Ⅰ)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=( ) A .-32 B.32C .-12 D.12解析:选D.sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin 30°=12.4.(2014·高考课标全国卷Ⅰ)设α∈)2,0(π,β∈)2,0(π,且tan α=1+sin βcos β,则( )A .3α-β=π2B .2α-β=π2C .3α+β=π2D .2α+β=π2解析:选 B.由条件得sin αcos α=1+sin βcos β,即sin αcos β=cos α(1+sin β),sin(α-β)=cos α=sin )2(απ-,因为-π2<α-β<π2,0<π2-α<π2,所以α-β=π2-α,所以2α-β=π2,故选B.5.(2015·高考四川卷)已知sin α+2cos α=0,则2sin αcos α-cos 2α的值是________. 解析:由sin α+2cos α=0,得tan α=-2.所以2sin αcos α-cos 2α=2sin αcos α-cos 2αsin 2α+cos 2α=2tan α-1tan 2α+1=-4-14+1=-1.答案:-16.(2016·高考四川卷)cos 2π8-sin 2π8=________.解析:由二倍角公式,得cos 2π8-sin 2π8=cos )82(π⨯=22.答案:22课时规范训练 A 组 基础演练1.tan 15°+1tan 15°=( )A .2B .2+3C .4 D.433 解析:选C.法一:tan 15°+1tan 15°=sin 15°cos 15°+cos 15°sin 15° =1cos 15°sin 15°=2sin 30°=4.法二:tan 15°+1tan 15°=1-cos 30°sin 30°+1sin 30°1+cos 30°=1-cos 30°sin 30°+1+cos 30°sin 30°=2sin 30°=4.2.2cos 10°-sin 20°sin 70°的值是( ) A.12 B.32 C. 3 D. 2解析:选C.原式=2cos (30°-20°)-sin 20°sin 70°=2(cos 30°·cos 20°+sin 30°·sin 20°)-sin 20°sin 70°=3cos 20°cos 20°= 3.3.已知θ∈(0,π),且sin )4(πθ-=210,则tan 2θ=( ) A.43 B.34 C .-247 D.247解析:选C.由sin )4(πθ-=210,得22(sin θ-cos θ)=210,所以sin θ-cos θ=15. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ-cos θ=15sin 2θ+cos 2θ=1,得⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ=45cos θ=35或⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ=-35cos θ=-45.因为θ∈(0,π),所以sin θ>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ=-35cos θ=-45不合题意,舍去,所以tan θ=43,所以tan 2θ=2tan θ1-tan 2θ=2×431-⎝ ⎛⎭⎪⎫432=-247,故选C. 4.若θ∈]2,4[ππ,sin 2θ=378,则sin θ等于( ) A.35 B.45 C.74 D.34解析:选D.由sin 2θ=387和sin 2θ+cos 2θ=1得(sin θ+cos θ)2=378+1=2)473(+,又θ∈]2,4[ππ,∴sin θ+cos θ=3+74. 同理,sin θ-cos θ=3-74,∴sin θ=34.5.已知sin 2(α+γ)=n sin 2β,则tan (α+β+γ)tan (α-β+γ)的值为( ) A.n -1n +1 B.n n +1 C.n n -1 D.n +1n -1解析:选D.由已知可得sin[(α+β+γ)+(α-β+γ)]=n sin[(α+β+γ)-(α-β+γ)],则sin(α+β+γ)·cos(α-β+γ)+cos(α+β+γ)sin(α-β+γ)=n [sin(α+β+γ)cos(α-β+γ)-cos(α+β+γ)sin(α-β+γ)],即(n +1)cos(α+β+γ)sin(α-β+γ)=(n -1)sin(α+β+γ)cos(α-β+γ),所以tan (α+β+γ)tan (α-β+γ)=n +1n -1,故选D. 6.若sin )2(θπ+=35,则cos 2θ=________. 解析:∵sin )2(θπ+=cos θ=35,∴cos 2θ=2cos 2θ-1=2×2)53(-1=-725. 答案:-7257.若点P (cos α,sin α)在直线y =-2x 上,则sin 2α+2cos 2α=________.解析:∵点P (cos α,sin α)在直线y =-2x 上∴sin α=-2cos α,于是sin 2α+2cos 2α=2sin αcos α+2(2cos 2α-1)=-4cos 2α+4cos 2α-2=-2.答案:-28.设sin 2α=-sin α,α∈),2(ππ,则tan 2α的值是________. 解析:∵sin 2α=-sin α,∴2sin αcos α=-sin α.∵α∈),2(ππ,sin α≠0,∴cos α=-12.又∵α∈),2(ππ,∴α=23π, ∴tan 2α=tan 43π=tan )3(ππ+=tan π3= 3. 答案: 39.化简:(1+sin θ+cos θ)⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θ2-cos θ22+2cos θ(0<θ<π). 解:由θ∈(0,π),得0<θ2<π2,∴cos θ2>0, ∴2+2cos θ=4cos 2θ2=2cos θ2.又(1+sin θ+cos θ))2cos 2(sin θθ-=)2cos 2)(sin 2cos 22cos 2sin 2(2θθθθθ-+ =2cos θ2)2cos 2(sin 22θθ- =-2cos θ2cos θ.故原式=-2cos θ2cos θ2cos θ2=-cos θ. 10.已知α∈),2(ππ,且sin α2+cos α2=62. (1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈),2(ππ,求cos β的值. 解:(1)因为sin α2+cos α2=62,两边同时平方,得sin α=12.又π2<α<π,所以cos α=-32.(2)因为π2<α<π,π2<β<π,所以-π<-β<-π2,故-π2<α-β<π2.又sin(α-β)=-35,得cos(α-β)=45.cos β=cos[α-(α-β)=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)=-32×45+12×)53(-=-43+310. B 组 能力突破 1.已知sin α+cos α=22,则1-2sin 2)4(απ-=( )A.12B.32 C .-12 D .-32解析:选C.由sin α+cos α=22,得1+2sin αcos α=12,∴sin 2α=-12.因此1-2sin 2)4(απ-=cos2)4(απ-=sin 2α=-12. 2.已知f (x )=2tan x -2sin 2x 2-1sin x 2cos x 2,则f )12(π的值为( )A .43 B.833 C .4 D .8解析:选D.∵f (x )=2)sin cos cos sin (2)sin cos (tan xx x x x x x +⨯=+=2×1cos x ·sin x =4sin 2x , ∴f )12(π=4sin π6=8. 3.已知sin α=55,sin(α-β)=-1010,α,β均为锐角,则角β等于( )A.5π12B.π3C.π4D.π6解析:选C.∵α、β均为锐角,∴-π2<α-β<π2.又sin(α-β)=-1010,∴cos(α-β)=31010.又sin α=55,∴cos α=255,∴sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β)=55×31010-255×)1010(-=22. ∴β=π4.4.若tan α=lg(10a ),tan β=lg 1a ,且α+β=π4,则实数a 的值为________.解析:tan α+tan β=lg(10a )+lg 1a =lg 10=1,∵α+β=π4,所以tan π4=tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=11-tan αtan β, ∴tan αtan β=0,则有tan α=lg(10a )=0或tan β=lg 1a =0.所以10a =1或1a =1,即a =110或1.答案:110或15.已知tan(π+α)=-13,tan(α+β)=ααααπ2sincos10cos4)2(2sin22-+-.(1)求tan(α+β)的值;(2)求tan β的值.解:(1)∵tan(π+α)=-13,∴tan α=-13.∵tan(α+β)=ααααπ2sincos10cos4)2(2sin22-+-=sin 2α+4cos2α10cos2α-sin 2α=2sin αcos α+4cos2α10cos2α-2sin αcos α=2cosα(sin α+2cos α)2cos α(5cos α-sin α)=sin α+2cos α5cos α-sin α=tan α+25-tan α=-13+25-⎝⎛⎭⎪⎫-13=516.(2)tan β=tan[(α+β)-α]=tan(α+β)-tan α1+tan(α+β)tan α=516+131-516×13=3143.。
两角和与差的三角函数公式知识点

两角和与差的三角函数公式知识点两角和与差的三角函数公式是指在给定两个角的情况下,通过公式计算它们的和或差的三角函数值的关系式。
这些公式在解决三角函数的实际问题和简化计算中起着重要的作用。
本文将介绍两角和与差的三角函数公式的基本知识点,包括公式的推导、证明和应用。
一、两角和与差的三角函数公式的推导1.两角和的公式对于两个角A和B,其正弦、余弦和正切的和公式如下:sin(A+B) = sinAcosB + cosAsinBcos(A+B) = cosAcosB - sinAsinBtan(A+B) = (tanA + tanB) / (1 - tanAtanB)这些公式可以通过将和角的正弦、余弦和正切分别展开为各自的和差形式,然后进行合并得到。
以正弦和公式为例,我们可以化简如下:sin(A+B) = sinAcosB + cosAsinB由正弦的和差公式可得:sin(A+B) = sinAcosB + cosAsinB= (sinAcosB + cosAsinB)(cosAcosB – sinAsinB)/(cosAcosB –sinAsinB)= sinAcosBcosAcosB – sinAsinBcosAcosB + cosAsinBcosAcosB –cosAsinBsinAsinB/(cosAcosB – sinAsinB)= sinAcosBcosAcosB – sinAsinBcosAcosB + cosAsinBcosAcosB –cosAsinBsinAsinB/(cos^2A - sin^2B)= sinAcos^2B - sinAsin^2B + cos^2AsinB - cosBsinA/(cos^2A - sin^2B)= sinA(cos^2B - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)/(cos^2A - sin^2B)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)/(cos^2A - sin^2B)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)= sinA(1 - sin^2B) + cosA(sinBcosA - cosBsinA)2.两角差的公式对于两个角A和B,其正弦、余弦和正切的差公式如下:sin(A-B) = sinAcosB - cosAsinBcos(A-B) = cosAcosB + sinAsinBtan(A-B) = (tanA - tanB) / (1 + tanAtanB)同样,这些公式也可以通过将差角的正弦、余弦和正切展开为各自的差和比值形式,然后进行合并得到。
三角函数专题2:两角和与差的正弦、余弦和正切公式

两角和与差的正弦、余弦和正切公式考点要求(1)和与差的三角函数公式①会用向量的数量积推导出两角差的余弦公式.②能利用两角差的余弦公式导出两角差的正弦、正切公式. (2)二倍角的三角函数公式①能利用两角差的余弦公式导出两角和的正弦、余弦、正切公式.②利用两角和的公式导出二倍角的正弦、余弦、正切公式,了解它们的内在联系. 一 两角和与差的正弦、余弦、正切公式 (1)sin(α±β)=sin_αcos_β±cos_αsin_β. (2)cos(α±β)=cos_αcos_β∓sin_αsin_β. (3)tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β.2.公式的变形 公式T (α±β)的变形:(1)tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan_αtan_β). (2)tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan_αtan_β). 3.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)sin 2α=2sin_αcos_α.(2)cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α. (3)tan 2α=2tan α1-tan 2α. 4.公式C 2α的变形(1)sin 2α=12(1-cos 2α).(2)cos 2α=12(1+cos 2α).5.公式的逆用(1)1±sin 2α=(sin α±cos α)2. (2)sin α±cos α=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α±π4. 二倍角公式实际就是由两角和公式中令β=α所得.特别地,对于余弦:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α,这三个公式各有用处,同等重要,特别是逆用即为“降幂公式”,在考题中常有体现.题型一 给角求值1.(2015·高考全国卷Ⅰ)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=( )A .-32B.32 C .-12 D.12解析:原式=sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin(20°+10°)=12.答案:D 2.2cos 10°sin 70°-tan 20°=( )A. 3B.3-12 C .1 D.32解析:利用三角函数公式求解.2cos 10°sin 70°-tan 20°=2cos 10°cos 20°-sin 20°cos 20°=2cos 30°-20°-sin 20°cos 20°=2⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos 20°+12sin 20°-sin 20°cos 20°=3,故选A.答案:A题型二 给值求值问题1. (1)(2015·高考重庆卷)若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β=( )A.17B.16C.57D.56[解析] tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=13+tan β1-13tan β=12,解得tan β=17.[答案] A2.(2016·贵阳一模)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,则cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α的值是( )A.79B.13 C .-13 D .-79[解析] 法一:∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=79,∴cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+2α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2α=-79.法二:∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=13, ∴cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α-1=29-1=-79.[答案] D3.已知sin 2α=13,则cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α-π4=( )A .-13B .-23 C.13 D.23解析:∵cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=1+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π22=1+sin 2α2,∴cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α-π4=23.答案:D4.已知α为第二象限角,cos α=-35,则tan 2α的值为( )A.2425 B.247 C .-247 D .-2425解析:因为α为第二象限角, 所以sin α=1-cos 2α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-352=45, 所以tan α=sin αcos α=-43,tan 2α=2tan α1-tan 2α=2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-431-⎝ ⎛⎭⎪⎫-432=247.题型三 三角函数式的化简1.化简(0<θ<π).【解析】因为0<θ<π,所以0<θ2<π2,所以原式===-cos θ.【点拨】先从角度统一入手,将θ化成θ2,然后再观察结构特征,如此题中sin2θ2-cos2θ2=-cos θ. 2.化简2cos4x -2cos2x +122tan(π4-x)sin2(π4+x).θθθθθ cos 22)2cos 2 )(sin cos sin 1(+-++2cos 2)2cos 2 )(sin 2 cos 22 cos 2 sin 2(22θθθθθθ-+2cos 2)2cos 2 (sin 2 sin 222θθθθ-【解析】原式=12(2cos2x -1)22tan(π4-x)cos2(π4-x)=cos22x 4cos(π4-x)sin(π4-x)=cos22x 2sin(π2-2x)=12cos 2x.3. 三角函数式的求值【例2】已知sin x 2-2cos x2=0.(1)求tan x 的值; (2)求cos 2x2cos(π4+x)sin x的值.【解析】(1)由sin x 2-2cos x 2=0⇒tan x2=2,所以tan x ==2×21-22=-43.(2)原式=cos2x -sin2x 2(22cos x -22sin x)sin x [=(cos x -sin x)(cos x +sin x)(cos x -sin x)sin x =cos x +sin x sin x =1tan x +1=(-34)+1=14.【变式训练2】2cos 5°-sin 25°sin 65°= .【解析】原式=2cos(30°-25°)-sin 25°cos 25°=3cos 25°cos 25°= 3.4.已知f(x)=1-x ,θ∈(3π4,π),则f(sin 2θ)+f(-sin 2θ)= .【解析】f(sin 2θ)+f(-si n 2θ)=1-sin 2θ+1+sin 2θ=(sin θ-cos θ)2+(sin θ+cos θ)2=|sin θ-co s θ|+|sin θ+cos θ|.因为θ∈(3π4,π),所以sin θ-cos θ>0,sin θ+cos θ<0.所以|sin θ-cos θ|+|sin θ+cos θ|=sin θ-cos θ-sin θ-cos θ=-2cos θ.题型四 三角函数式的简单应用问题1.】已知-π2<x <0且sin x +cos x =15,求:(1)sin x -cos x 的值;(2)sin3(π2-x)+cos3(π2+x)的值.【解析】(1)由已知得2sin xcos x =-2425,且sin x <0<cos x ,所以sin x -cos x =-(sin x -cos x)2=-1-2sin xcos x =-1+2425=-75. (2)sin3(π2-x)+cos3(π2+x )=cos3x -sin3x =(cos x -sin x)(cos2x +cos xsin x +s in2x)2tan 12tan 22xx=75×(1-1225)=91125. 【点拨】求形如sin x ±cos x 的值,一般先平方后利用基本关系式,再求sin x ±cos x 取值符号. 2.化简1-cos4α-sin4α1-cos6α-sin6α.【解析】原式=1-[(cos2α+sin2α)2-2sin2αcos2α]1-[(cos2α+sin2α)(cos4α+sin4α-sin2αcos2α)]=2sin2αcos2α1-[(cos2α+sin2α)2-3sin2αcos2α]=23.总结提高1.两角和与差的三角函数公式以及倍角公式等是三角函数恒等变形的主要工具. (1)它能够解答三类基本题型:求值题,化简题,证明题; (2)对公式会“正用”、“逆用”、“变形使用”;(3)掌握角的演变规律,如“2α=(α+β)+(α-β)”等.2.通过运用公式,实现对函数式中角的形式、升幂、降幂、和与差、函数名称的转化,以达到求解的目的,在运用公式时,注意公式成立的条件.题组 基础能力提升1、已知cos α=k ,k ∈R ,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,则sin(π+α)=( ) A .-1-k 2B .1-k 2C .±1-k 2D .-k【答案】A【解析】由cos α=k ,α∈⎝⎛⎭⎪⎫π2,π得sin α=1-k 2,∴sin(π+α)=-sin α=-1-k 2.故选A.2、已知角α的终边经过点(3,-4),则sin α+1cos α=( )A .-15B .3715 C.3720D .1315【答案】D【解析】.∵角α的终边经过点(3,-4),∴sin α=-45,cos α=35,∴sin α+1cos α=-45+53=1315.故选D.3、已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π2,则θ=( )A .-π6B .-π3C .π6D .π3【答案】D【解析】∵sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),∴-sin θ=-3cos θ,∴tan θ= 3. ∵|θ|<π2,∴θ=π3.4、已知x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,cos x =45,则tan x 的值为( )A.34 B .-34C.43 D .-43【答案】B【解析】因为x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,所以sin x =-1-cos 2x =-35,所以tan x =sin x cos x =-34.故选B.5、已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=( )A.2 23B .-223C .13D .-13【答案】D【解析】∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=-13. 6、若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ<0,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ>0,则θ是( )A .第一象限角B .第二象限角C .第三象限角D .第四象限角【答案】B【解析】∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=cos θ<0,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ=sin θ>0,所以θ是第二象限角,故选B.7、已知角α(0°≤α<360°)终边上一点的坐标为(sin 150°,cos 150°),则α=( ) A .150° B .135° C .300° D .60°【答案】C【解析】因为sin 150°=12>0,cos 150°=-32<0,所以角α终边上一点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-32,所以该点在第四象限,由三角函数的定义得sin α=-32,又0°≤α<360°,所以角α的值是300°,故选C. 8、已知sin α=55,则sin 4α-cos 4α的值为( ) A .-15B .-35C .15D .35【答案】B9.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2,则tan α=( )A.43 B.34 C .-34D .±34解析:因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,所以sin α=-35,显然α在第三象限,所以cos α=-45,故tan α=34.答案:B10.已知α为锐角,且2tan(π-α)-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+β+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)=1,则sin α的值是( )A.355 B.377C.31010D.13解析:由已知可得-2tan α+3sin β+5=0,tan α-6sin β=1,解得tan α=3,故sin α=31010.答案:C11.(2015·枣庄模拟)已知cos α=15,-π2<α<0,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αtan α+πcos -αtan α的值为( )A .2 6B .-2 6C .-612D.612解析:cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αtan α+πcos -αtan α=-sin αtan αsin α=-cos αsin α,∵cos α=15,-π2<α<0,∴sin α=-265,原式=612.答案:D12.已知2tan α·sin α=3,-π2<α<0,则sin α=( )A.32B .-32C.12 D .-12解析:由2tan α·sin α=3,得2sin 2αcos α=3,即2cos 2α+3cos α-2=0,又-π2<α<0,解得cos α=12(cos α=-2舍去),故sin α=-32.答案:B13.若A ,B 是锐角△ABC 的两个内角,则点P (cos B -sin A ,sin B -cos A )在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限14、现有如下命题:①若点P (a ,2a )(a ≠0)为角α终边上一点,则sin α=255;②同时满足sin α=12,cos α=32的角有且仅有一个;③设tan α=12且π<α<3π2,则sin α=-55;④设cos(sin θ)·tan(cos θ)>0(θ为象限角),则θ在第一象限. 则其中正确的命题是________.(将正确命题的序号填在横线上) 【答案】③【解析】①中,当α在第三象限时,sin α=-255,故①错误;②中,同时满足sin α=12,cos α=32的角为α=2k π+π6(k ∈Z),有无数个,故②错误;③正确;④θ可能在第一象限或第四象限,故④错误.综上选③.15、已知sin x +3cos x 3cos x -sin x =5,则sin x cos x +cos 2x =________.【答案】35.【解析】由已知,得tan x +33-tan x=5,解得tan x =2,所以sin x cos x +cos 2x =sin x cos x +cos 2x sin 2x +cos 2x =tan x +1tan 2x +1=2+122+1=35. 16、已知在△ABC 中,tan A =-512,则cos A =________.【答案】-1213【解析】∵在△ABC 中,tan A =-512,∴A 为钝角,cos A <0.由sin A cos A =-512,sin 2A +cos 2A =1,可得cos A=-1213.17、若sin θ,cos θ是方程4x 2+2mx +m =0的两根,则m 的值为________. 【答案】1- 5【解析】由题意知:sin θ+cos θ=-m 2,sin θcos θ=m4,又(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ,∴m 24=1+m2,解得:m =1±5,又Δ=4m 2-16m ≥0,∴m ≤0或m ≥4,∴m =1- 5. 18、若sin(π-α)=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α,则sin αcos α的值等于________.【答案】-25【解析】由sin(π-α)=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α,可得sin α=-2cos α,则tan α=-2,所以sin α cos α=tan α1+tan 2α=-25. 19.(2015·高考广东卷)已知tan α=2.(1)求tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4的值;(2)求sin 2αsin 2α+sin αcos α-cos 2α-1的值.解:(1)tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=tan α+tanπ41-tan αtanπ4=2+11-2×1=-3. (2)sin 2αsin 2α+sin αcos α-cos 2α-1 =2sin αcos αsin 2α+sin αcos α-2cos 2α-1-1 =2sin αcos αsin 2α+sin αcos α-2cos 2α=2tan αtan 2α+tan α-2=2×222+2-2=1.20、已知f (α)=sin π-αcos 2π-αtan ⎝⎛⎭⎪⎫-α+3π2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·sin -π-α.(1)化简f (α);(2)若α是第三象限角,且cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-3π2=15,求f (α)的值.【答案】(1) -cos α (2)265【解析】(1)f (α)=sin α·cos α·tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-α+3π2-2πtan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·sin α=sin α·cos α·⎣⎢⎡⎦⎥⎤-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αtan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·sin α=-cosα.(2)∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-3π2=-sin α=15,∴sin α=-15,又α是第三象限角,∴cos α=-1-sin 2α=-2 65.故f (α)=265.。
6-三角函数的化简与求值(练习)

值为1,求常数a的值.
【解析】f(x)=sin(x+ )+sin(x- )+cos x+a
6 6
= 3 sin x+cos x+a=2sin(x+ )+a.
6
由a+2=1,得a=-1.
1.三角函数的求值类型有三类 (1)给角求值:一般所给出的角都是非特殊角,要观察所给角 与特殊角之间的关系,利用三角变换消去非特殊角,转化为求 特殊角的三角函数值问题;
3 6 3 3
(2)化简
2 2 tan α tan 2α + 3 (sin α-cos α). tan 2α tan α
【分析】此三角函数式出现两类函数,利用两角和与差公式 统一函数成为化简的主要目标. 【解析】(1)sin(3x+ )cos(x- )+cos(3x+ )cos(x+ )
3 6 3 3
4 2 4
3
由sin(β- )= ,知cos(β- )=- , 4 13 4 13
cos(α+ )=cos [(α+β)-(β- )]
4 4
12
5
=cos(α+β)cos(β- )+sin(α+β)sin(β- )
4 4
= ×(- )+(- )× =- .
4 5
5 13
3 5
(2)给值求值:给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角
的三角函数值,解题的关键在于“变角”,如α=(α+β)-β,2α=(α +β)+(α-β)等,把所求角用含已知角的式子表示,求解时要注意
两角和与差的三角函数公式知识点

两角和与差的三角函数公式知识点两角和与差的三角函数公式属于高中数学的重要内容,主要通过利用三角函数的性质,研究两个角的和与差的三角函数值之间的关系。
在解决三角方程、证明恒等式等问题时,这些公式的应用非常广泛。
本文将从公式的定义、推导及应用方面进行详细解析。
一、两角和的三角函数公式1.余弦和公式:cos(A+B) = cosAcosB - sinAsinB推导过程:设点P(x,y)在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A,点Q(x',y')在单位圆上与x轴正半轴的夹角为B,点R(x",y")在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A+B。
我们知道,其对应的三条直角边分别是x、x'、x"和y、y'、y",根据三角函数的定义,我们可以得到如下关系:x = cosA,y = sinAx' = cosB,y' = sinBx" = cos(A+B),y" = sin(A+B)那么,点P、Q和R的连线所对应的三角形的三个内角之和应该等于180°,即有:∠POR+∠POQ+∠QOR=180°∠A+∠B+∠(A+B)=180°2A+B=180°将以上结果代入三角函数的定义中,我们可以得到:cos(A+B) = x" = x'x - y'y = cosAcosB - sinAsinB2.正弦和公式:sin(A+B) = sinAcosB + cosAsinB推导过程:设点P(x,y)在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A,点Q(x',y')在单位圆上与x轴正半轴的夹角为B,点R(x",y")在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A+B。
同样,根据三角函数的定义,我们可以得到如下关系:x = cosA,y = sinAx' = cosB,y' = sinBx" = cos(A+B),y" = sin(A+B)那么,点P、Q和R的连线所对应的三角形的三个边长之和应该等于2,即有:PR+PQ+QR=2∠POR+∠POQ+∠QOR=360°∠A+∠B+∠(A+B)=360°2A+B=360°将以上结果代入三角函数的定义中,我们可以得到:sin(A+B) = y" = xy' + yx' = sinAcosB + cosAsinB二、两角差的三角函数公式1.余弦差公式:cos(A-B) = cosAcosB + sinAsinB推导过程:设点P(x,y)在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A,点Q(x',y')在单位圆上与x轴正半轴的夹角为B,点R(x",y")在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A-B。
两角和与差的正、余弦公式、正切公式、二倍角公式

1.已知tan 2α=,则tan 2α的值为 . 【答案】43-【分析】222tan 224tan 21tan 123ααα⨯===---. 2.已知P (-3,4)为角α终边上的一点,则cos (π+α)= .【考点】任意角的三角函数的定义.【答案】35【分析】∵P (-3,4)为角α终边上的一点,∴x =-3,y =4,r =|OP |=5,∴cos (π+α)=-cos α=x r -=35--=35,故答案为35. 3.已知cos(α-β)=35,sin β=513-且α∈(0,π2),β∈(π2-,0),则sin α= .【考点】两角和与差的余弦函数;同角三角函数间的基本关系.【答案】3365【分析】∵α∈(0,π2),β∈(π2-,0),∴α-β∈(0,π), 又cos (α-β)=35,sin β=513-,∴sin (α-β)=21cos ()αβ--=45,cos β=21sin β-=1213,则sin α=sin[(α-β)+β]= sin (α-β)cos β+cos (α-β)sin β=45×1213+35×(513-)=3365.故答案为3365. 4.若0≤x ≤π2,则函数y =cos (x -π2)sin (x +π6)的最大值是 .【考点】两角和与差的正余弦公式的应用.【答案】234+ 【分析】y =sin x (sin x 32⋅+12cos x )=322sin x +12sin x cos x =()31cos 24x -+14sin2x =12sin (2x -π3)+34, ∵0≤x ≤π2,∴-π3≤2x -π3≤2π3,∴max y =12+34=234+. 5.已知过点(0,1)的直线l :x tan α-y -3tan β=0的一个法向量为(2,-1),则tan (α+β)=________.【考点】平面的法向量. 【答案】1【分析】∵过点(0,1)的直线l :x tan α-y -3tan β=0的一个法向量为(2,-1),∴-1-3tan β=0,12-tan α=-1.∴1tan 3β=-,tan α=2. ∴tan (α+β)=12tan tan 3111tan tan 123αβαβ-+==-+⨯,故答案为1. 6.在ABC △中,已知BC =8,AC =5,三角形面积为12,则cos2C = .【考点】三角形面积公式,二倍角公式的应用. 【答案】725【分析】∵已知BC =8,AC =5,三角形面积为12, ∴12⋅BC ⋅AC sin C =12,∴sin C =35,∴cos2C =122sin C -=1-2×925=725. 7.某种波的传播是由曲线()()()sin 0f x A x A ωϕ=+>来实现的,我们把函数解析式()()sin f x A x ωϕ=+称为“波”,把振幅都是A 的波称为“A 类波”,把两个解析式相加称为波的叠加.(1)已知“1 类波”中的两个波()()11sin f x x ϕ=+与()()22sin f x x ϕ=+叠加后仍是“1类波”,求21ϕϕ-的值;(2)在“A 类波“中有一个是()1sin f x A x =,从 A 类波中再找出两个不同的波()()23,f x f x ,使得这三个不同的波叠加之后是平波,即叠加后()()()1230f x f x f x ++=,并说明理由.(3)在()2n n n ∈N,≥个“A 类波”的情况下对(2)进行推广,使得(2)是推广后命题的一个特例.只需写出推广的结论,而不需证明. 【考点】两角和与差的正弦函数;归纳推理.【解】(1)()()()()1212sin sin f x f x x x ϕϕ+=+++ =1212(cos cos )sin (sin sin )cos x x ϕϕϕϕ+++,振幅是221212(cos cos )(sin sin )ϕϕϕϕ+++=()1222cos ϕϕ+-,则()1222cos ϕϕ+-=1,即()121cos 2ϕϕ-=-,所以122π2π,3k k ϕϕ-=±∈Z . (2)设()()21sin f x A x ϕ=+,()()32sin f x A x ϕ=+, 则()()()()()12312sin sin sin f x f x f x A x A x A x ϕϕ++=++++=()()1212sin 1cos cos cos sin sin 0A x A x ϕϕϕϕ++++=恒成立, 则121cos cos 0ϕϕ++=且12sin sin 0ϕϕ+=, 即有:21cos cos 1ϕϕ=--且21sin sin ϕϕ=-,消去2ϕ可解得11cos 2ϕ=-, 若取12π3ϕ=,可取24π3ϕ=(或22π3ϕ=-等),此时,()22πsin 3f x A x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,()34πsin 3f x A x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(或()32πsin 3f x A x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭等), 则()()()1231313sin sin cos sin cos 02222f x f x f x A x x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫++=+-++--=⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,所以是平波.(3)()1sin f x A x =,()22πsin f x A x n ⎛⎫=+⎪⎝⎭,()34πsin f x A x n ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,…, ()()21πsin n n f x A x n -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,这n 个波叠加后是平波.8. (4分)已知sin α=3cos α,则cos 21sin 2αα=+ ________.【参考答案】 12-【测量目标】 运算能力/能根据法则准确的进行运算和变形. 【考点】二倍角的余弦;二倍角的正弦.【试题分析】 由已知先求tan α,因为sin α=3cos α,所以tan α=3,把所求的式子中的三角函数利用二倍角公式进行化简,然后化为正切形式,即可求值:222222cos 2cos sin 1tan 1911sin 2cos 2sin cos +sin 12tan tan 1692ααααααααααα---====-++++++.9.若tan (α-π4)=14,则tan α=______. 【参考答案】 53【测量目标】 数学基本知识和基本技能/理解或掌握初等数学中有关函数与分析的基本知识. 【考点】 两角和与差的正切函数.【试题分析】 ∵tan (α-π4)=14, ∴πtan tan4π1tan tan4αα-+=tan 11tan αα-+=14,解得tan α=53.故答案为53. 10.在ABC △中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且3cos 4B =. (1)求2sin 2cos2A CB ++的值; (2)若3b =,求ABC △面积的最大值. 【考点】余弦定理,二倍角的正弦、余弦. 【解】(1)因为3cos 4B =,所以7sin 4B =, 又22π1sin 2cos2sin cos cos 2sin cos (1cos )222A CB B B B B B B +-+=+=+- =73113724488+⨯⨯+=. (2)由已知可得:2223cos 24a cb B ac +-==, 又因为3b =,所以22332a c ac +-=, 又因为223322a c ac ac +=+≥, 所以6ac ≤,当且仅当6a c ==时,ac 取得最大值.此时11737sin 62244ABC S ac B ==⨯⨯=△. 所以△ABC 的面积的最大值为374. 11.已知1sin 4θ=,则sin 2()4θπ⎡⎤-=⎢⎥⎣⎦__________. 【答案】78-【分析】27sin 2()cos 212sin 48θθθπ⎡⎤-=-=-+=-⎢⎥⎣⎦.12. 已知α为第二象限的角,sin α=35,则tan2α=_______________. 【答案】247-【分析】因为α为第二象限的角,又sin α=35,所以cos α=45-,tan α=sin cos αα=34-,tan2α=22tan 1tan αα-=247-.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式. 13.若△ABC 的内角A 满足sin2A =23,则sin A +cos A 等于( ) A.153 B.153- C.53 D.53-【答案】A 【分析】∵0<A <π,0<2A <2π,又sin2A =23,即2sin A cos A =23,∴0<A <π2, 2(sin cos )A A +=53,sin A +cos A =153,故选A. 【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式. 14.已知sin θ+cos θ=15,且π2≤θ≤3π4,则cos2θ的值是___________. 【答案】725-【分析】由已知sin θ+cos θ=15①,2sin θcos θ= 2425-,又π2≤θ≤3π4,∴cos θ<0,sin θ>0. 2(cos sin )θθ-=4925,则sin θ-cos θ=75②,由①②知cos2θ=22cossin θθ-=725-. 【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式.15.已知0<α<π2,sin α=45.(1)求22sin sin 2cos cos 2αααα++的值;(2)求tan(α-5π4)的值.【解】∵0<α<π2,sin α=45,∴cos α=35,tan α=43.(1)22sin sin2cos cos2αααα++=222sin2sin cos2cos sinααααα+-=22tan2tan2tanααα+-=2244()23342()3+⨯-=20;(2)tan(α-5π4)=tan11tanαα-+=413413-+=17.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式.16.已知x∈(π2-,0),cos x=45,tan2x=()A.724B.724- C.247D.247-【答案】D【分析】sin x=35-,tan x=34-,tan2x=22tan1tanxx-=247-,故选D.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式.17.cos20cos351sin20︒︒-︒=()A.1B. 2C.2D.3【答案】C【分析】cos20cos351sin20︒︒-︒=22cos10sin10cos35(cos10sin10)︒-︒︒︒-︒=cos10sin10cos35︒+︒︒=2sin55cos35︒︒=2,故选C.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式.18.设a=sin14°+cos14°,b=sin16°+cos16°,c =62,则a、b、c大小关系是()A.a<b<cB.b<a<cC. c<b<aD. a<c<b【答案】D【分析】由题意知,a =2sin59°,b =2sin61°,c =2sin60°,所以a<c<b,故选D.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式.19.tan20°+tan40°+ 3tan20°tan40°=_____________.【答案】3【分析】tan60°= tan(20°+40°)=tan20+tan401tan20tan40︒︒-︒︒=3,∴3-3tan20°tan40°=tan20°+tan40°,移向即可得结果为3. 【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式. 20.已知sin2θ+cos 2θ=233,那么sin θ =______,cos2θ =___________. 【答案】13,79【分析】2(sin cos )22θθ+=1+ sin θ=43,sin θ=13,cos2θ=1-22sin θ=79. 【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式. 21.若1tan 1tan αα+-=2008,则1cos 2α+tan2α=_______________.【答案】2008【分析】1cos 2α+tan2α=1sin 2cos 2cos 2ααα+=1sin 2cos 2αα+=222(cos +sin )cos sin αααα-= cos +sin cos sin αααα-=1+tan 1tan αα-=2008.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式. 22.计算:sin65+sin15sin10sin 25cos15cos80︒︒︒︒-︒︒=________.【答案】2+3【分析】sin65+sin15sin10sin 25cos15cos80︒︒︒︒-︒︒=sin80cos15sin15cos10︒︒︒︒=cos15sin15︒︒=2+3.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式.23.求值:(1)sin6°sin42°sin66°sin78°;(2)22sin 20cos 50︒+︒+sin20°cos50°.【解】原式=sin6°cos12°cos24°cos48°=sin 6cos 6cos12cos 24cos 48cos 6︒︒︒︒︒︒=1sin12cos12cos 24cos 482cos6︒︒︒︒︒=1sin 24cos 24cos 484cos6︒︒︒︒=1sin 48cos 488cos6︒︒︒=1sin 9616cos6︒︒=1cos616cos6︒︒=116; (2)原式=1cos 401cos1001(sin 70sin 30)222-︒+︒++︒-︒ =1+111(cos100cos 40)sin 70224︒-︒+︒-=31sin 70sin 30sin 7042-︒⋅︒+︒=34.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式. 24.已知tan α、tan β是方程2x -5x +6=0的两个实根,求22sin ()αβ+-3sin ()αβ+cos ()αβ++2cos ()αβ+的值. 【解】由韦达定理得tan α+tan β=5,tan α·tan β=6,所以tan(α+β)=tan tan 1tan tan αβαβ+-⋅=-1.原式=[22sin ()αβ+-3sin(α+β)cos(α+β)+2cos ()αβ+]/[22sin ()cos ()αβαβ+++]=222tan ()3tan()1tan ()1αβαβαβ+-++++=213(1)111⨯-⨯-++=3.【考点】两角和与差的三角函数、二倍角公式.。
两角和与差的正弦、余弦和正切公式

两角和与差的正弦、余弦和正切公式1.两角和与差的正弦、余弦和正切公式 sin(α±β)=sin_αcos_β±cos_αsin_β; cos(α∓β)=cos_αcos_β±sin__αsin_β;tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β⎝ ⎛⎭⎪⎫α±β,α,β均不为k π+π2,k ∈Z . 2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 sin 2α=2sin__αcos____α;cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α; tan 2α=2tan α1-tan 2α⎝ ⎛⎭⎪⎫α,2α均不为k π+π2,k ∈Z . [提醒] 三角函数公式的变形(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β); (2)cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2; (3)1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,sin α±cos α=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π4. 3.三角函数公式关系判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意角.( )(2)两角和与差的正切公式中的角α,β是任意角.( )(3)cos 80°cos 20°-sin 80°sin 20°=cos(80°-20°)=cos 60°=12.( )(4)公式tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β),且对任意角α,β都成立.( ) (5)存在实数α,使tan 2α=2tan α.( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√(教材习题改编)已知cos α=-35,α是第三象限角,则cos(π4+α)为( ) A.210 B .-210 C.7210D .-7210解析:选A.因为cos α=-35,α是第三象限的角, 所以sin α=-1-cos 2α=-1-(-35)2=-45,所以cos(π4+α)=cos π4cos α-sin π4sin α=22·(-35)-22·(-45)=210. (优质试题·高考江苏卷)若tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=16,则tan α=________.解析:tan α=tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4+π4=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4+tan π41-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4tan π4=16+11-16=75. 答案:75sin 15°+sin 75°的值是________.解析:sin 15°+sin 75°=sin 15°+cos 15°=2sin(15°+45°)=2sin 60°=62. 答案:62三角函数公式的直接应用[典例引领](1)(优质试题·高考全国卷Ⅰ)已知α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,tan α=2,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=________. (2)(优质试题·广州市综合测试(一))已知f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,若sin α=35⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<α<π,则f ⎝⎛⎭⎪⎫α+π12=________.【解析】 (1)因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,且tan α=sin αcos α=2,所以sin α=2cos α,又sin 2α+cos 2α=1,所以sin α=255,cos α=55,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=cos αcos π4+sin αsin π4=55×22+255×22=31010.(2)因为sin α=35⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<α<π,所以cos α=-45,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12+π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=22sin α+22cos α=-210.利用三角函数公式应注意的问题(1)使用公式求值,首先要注意公式的结构特点和符号变化规律.例如两角差的余弦公式可简记为:“同名相乘,符号反”.(2)使用公式求值,应注意与同角三角函数基本关系、诱导公式的综合应用.(3)使用公式求值,应注意配方法、因式分解和整体代换思想的应用.[通关练习]1.已知sin α=35,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,tan(π-β)=12,则tan(α-β)的值为( )A .-211 B.211 C.112D .-112解析:选A.因为sin α=35,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π, 所以cos α=-1-sin 2α=-45,所以tan α=sin αcos α=-34.因为tan(π-β)=12=-tan β,所以tan β=-12, 则tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β=-211.2.(优质试题·湖南省东部六校联考)已知角α为锐角,若cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π6=45,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3的值为( )A.1225 B.2425 C .-2425D .-1225解析:选B.因为α为锐角,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45>0,所以α+π6为锐角,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=1-cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α+π6=35,所以sin ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π6cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π6=2425,故选B.三角函数公式的活用(高频考点)三角函数公式的活用是高考的热点,高考多以选择题或填空题的形式出现,研究三角函数的性质和解三角形常应用三角函数公式.高考对三角函数公式的考查主要有以下两个命题角度: (1)两角和与差公式的逆用及变形应用; (2)二倍角公式的活用.[典例引领]角度一 两角和与差公式的逆用及变形应用(1)已知sin α+cos α=13,则sin 2(π4-α)=( ) A.118 B.1718 C.89D.29(2)在△ABC 中,若tan A tan B =tan A +tan B +1,则cos C 的值为( ) A .-22 B.22 C.12D .-12【解析】 (1)由sin α+cos α=13两边平方得1+sin 2α=19, 解得sin 2α=-89,所以sin 2(π4-α)=1-cos (π2-2α)2 =1-sin 2α2=1+892=1718. (2)由tan A tan B =tan A +tan B +1,可得tan A +tan B1-tan A tan B =-1,即tan(A+B )=-1,又A +B ∈(0,π), 所以A +B =3π4,则C =π4,cos C =22. 【答案】 (1)B (2)B 角度二 二倍角公式的活用cos 15°-sin 15°cos 15°+sin 15°=________. 【解析】 法一:原式=1-tan 15°1+tan 15°=tan 45°-tan 15°1+tan 45°tan 15°=tan 30°=33.法二:原式=2(sin 45°cos 15°-cos 45°sin 15°)2(sin 45°cos 15°+cos 45°sin 15°)=sin 30°sin 60°=1232=33.法三:因为⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 15°-sin 15°cos 15°+sin 15°2=1-sin 30°1+sin 30°=13. 又cos 15°-sin 15°cos 15°+sin 15°>0, 所以cos 15°-sin 15°cos 15°+sin 15°=33.【答案】 33三角函数公式的应用技巧运用两角和与差的三角函数公式时,不但要熟练、准确,而且要熟悉公式的逆用及变形,如tan α+tan β=tan(α+β)·(1-tan αtan β)和二倍角的余弦公式的多种变形等.公式的逆用和变形应用更能开拓思路,培养从正向思维向逆向思维转化的能力,只有熟悉了公式的逆用和变形应用后,才能真正掌握公式的应用.[通关练习]1.(1-tan 15°)cos 15°的值等于( ) A.1-32 B .1 C.32D.12解析:选C.(1-tan 215°)cos 215°=cos 215°-sin 215°=cos 30°=32.2.(优质试题·河北衡水中学三调考试)若α∈⎝⎛⎭⎪⎫π2,π,且3cos 2α=sin ⎝⎛⎭⎪⎫π4-α,则sin 2α的值为( ) A .-118 B.118 C .-1718D.1718解析:选C.由3cos 2α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α可得3(cos 2α-sin 2α)=22(cos α-sinα),又由α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π可知cos α-sin α≠0,于是3(cos α+sin α)=22,所以1+2sin α·cos α=118,故sin 2α=-1718.故选C.角的变换[典例引领](1)(优质试题·四川成都摸底)已知sin 2α=35⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<2α<π,tan(α-β)=12,则tan(α+β)等于( ) A .-2B .-1C .-211 D.211(2)(优质试题·六盘水质检)已知cos α=13,cos(α+β)=-13,且α、β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则cos(α-β)的值等于( )A .-12 B.12C .-13 D.2327【解析】 (1)因为sin 2α=35,2α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π, 所以cos 2α=-45, tan 2α=-34,tan(α+β)=tan[2α-(α-β)]= tan 2α-tan (α-β)1+tan 2αtan (α-β)=-2.(2)因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以2α∈(0,π). 因为cos α=13,所以cos 2α=2cos 2α-1=-79, 所以sin 2α=1-cos 22α=429,而α,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以α+β∈(0,π), 所以sin(α+β)=1-cos 2(α+β)=223,所以cos(α-β)=cos[2α-(α+β)] =cos 2αcos(α+β)+sin 2αsin(α+β)=⎝⎛⎭⎪⎫-79×⎝⎛⎭⎪⎫-13+429×223=2327. 【答案】 (1)A (2)D若本例(2)条件不变,求cos 2β的值.解:因为cos α=13,cos(α+β)=-13,且α,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以α+β∈(0,π),所以sin α=223,sin(α+β)=223, cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α =-13×13+223×223=79.所以cos 2β=2cos 2β-1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫792-1=1781.角的变换技巧(1)当“已知角”有两个时,一般把“所求角”表示为两个“已知角”的和或差的形式;(2)当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.。
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两角和与差的三角函数公式
一、单选题(共10道,每道10分)
1.已知函数的图象的一个对称中心是点,则函数
的图象的一条对称轴是直线( )
A. B.
C. D.
答案:D
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:正弦函数的对称性
2.若的值是( )
A. B.
C. D.
答案:D
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:两角和与差的余弦公式
3.在△ABC中,若,则△ABC的形状一定是( )
A.等边三角形
B.直角三角形
C.钝角三角形
D.不含60°的等腰三角形
答案:B
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:三角形的形状判断
4.若△ABC中,,则的值是( )
A. B.
C. D.
答案:D
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:两角和与差的余弦公式
5.已知,且都是锐角,则的值是( )
A. B.
C. D.
答案:A
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:两角和与差的余弦公式
6.设都是锐角,且,则的值是( )
A. B.
C. D.
答案:A
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:两角和与差的余弦公式
7.若都是锐角,的值是( )
A. B.
C. D.
答案:D
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:两角和与差的余弦公式
8.已知,则的值是( )
A. B.
C. D.
答案:B
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:两角和与差的正弦公式
9.的值是( )
A.2
B.4
C.6
D.8
答案:B
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:两角和与差的正切公式
10.的值是( )
A. B.
C. D.
答案:B
解题思路:
试题难度:三颗星知识点:运用诱导公式化简求值。