高中数学必修四_第三章:三角恒等变换
必修四 第三章:三角恒等变换【知识点梳理】:考点一:两角和、差的正、余弦、正切公式两角差的余弦:cos()cos cos sin sin αβαβαβ-=+ 两角和的余弦:()cos cos cos sin sin αβαβαβ+=- 两角和的正弦:()sin αβ+sin cos cos sin αβαβ=+ 两角差的正弦:()sin sin cos cos sin αβαβαβ-=- 两角和的正切:()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ++=-两角差的正切:()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ--=+注意:对于正切,,()222k k k k z πππαβπαπβπ+≠+≠+≠+∈.【典型例题讲解】:例题1.已知3sin ,5αα=-是第四象限角,求sin ,cos ,tan 444πππααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的值.例题2.利用和、差角余弦公式求cos 75、cos15的值。
例题3.已知()sin αβ+=32,)sin(βα-=51,求βαtan tan 的值。
例题4.cos13计算sin43cos 43-sin13的值等于( )A .12B .33C .22D .32例题5.已知sin sin sin 0,cos cos cos 0,αβγαβγ++=++=求cos()βγ-的值.例题6.已知2tan()5αβ+=,1tan()44πβ-=,那么tan()4πα+的值是_____例题7.如图,在平面直角坐标系xoy 中,以ox 轴为始边做两个锐角,αβ,它们的终边分别与单位圆相交于A ,B 两点,已知A ,B 的横坐标分别为225,105(1) 求tan()αβ+的值; (2) 求2αβ+的值。
例题8.设ABC ∆中,33tan A tan B tan Atan B ++=,34sin Acos A =,则此三角形是____三角形【巩固练习】练习1. 求值(1)sin 72cos 42cos72sin 42-; (2)cos 20cos70sin 20sin 70-;练习2.0sin 45cos15cos 225sin15⋅+⋅的值为3(A ) -21(B ) -2 1(C )2 3(D )2练习3.若tan 3α=,4tan 3β=,则tan()αβ-等于( ) A.3-B.13-C.3D.13练习4. 已知α,β为锐角,1tan 7α=,10sin 10β=,求2αβ+.考点二:二倍角公式及其推论:在两角和的三角函数公式βαβαβαβα=+++中,当T C S ,,时,就可得到二倍角的三角函数公式222,,S C T ααα:()sin 2sin sin cos cos sin 2sin cos ααααααααα=+=+=;()22cos2cos cos cos sin sin cos sin ααααααααα=+=-=-;22222cos 2cos sin 1sin sin 12sin αααααα=-=--=-;22222cos2cos sin cos (1cos )2cos 1αααααα=-=--=-.()2tan tan 2tan tan 2tan 1tan tan 1tan ααααααααα+=+==--.注意:2,22k k ππαπαπ≠+≠+ ()k z ∈二倍角公式不仅限于2α是α的二倍的形式,其它如4α是2α的二倍,24αα是的二倍,332αα是的二倍等等,要熟悉这多种形 式的两个角相对二倍关系,才能熟练地应用二倍角公式,这是灵活运用这些公式的关键.二倍角公式的推论升幂公式:21cos 22cos αα+=, 21cos 22sin αα-=降幂公式:ααα2sin 21cos sin =; 22cos 1sin 2αα-=; 22cos 1cos 2αα+=.【典型例题讲解】例题l.下列各式中,值为32的是( ) A .2sin15cos15 B .22cos 15sin 15- C .22sin 151-D .22sin 15cos 15+例题2..已知1sin cos 5θθ+=,且432πθπ≤≤,则cos 2θ的值是 .例题3.化简0cos10cos 20cos30cos 40∙∙∙ 例题4.23sin 702cos 10-=-( ) A .12B .22C .2D .32例题5.已知02x π<<,化简:2lg(cos tan 12sin )lg[2cos()]lg(1sin 2)24x x x x x π⋅+-+--+.例题6.若42x ππ<<,则函数3tan 2tan y x x =的最大值为 。
例题7.已知2tan 3tan A B =,求证:sin 2tan()5cos 2BA B B-=-.例题8.试以cos α表示222sin ,cos ,tan 222ααα.【巩固练习】练习1.)12sin12(cos ππ-(cos12π+sin 12π)= ( ) A .-23 B .-21 C . 21 D .23练习2.若△ABC 的内角A 满足322sin =A ,则sin cos A A +=( ) A.315 B. 315- C. 35 D. 35-练习3.计算3cos cos55ππ∙练习4.已知函数12sin(2)4()cos x f x xπ--=, (1)求()f x 的定义域;(2)设α是第四象限的角,且4tan 3α=-,求()f α的值.练习5.证明22cos sin 12π2sin()4θθθ--=+1tan .1tan θθ-+考点三:辅助角公式222222sin cos (sin cos )m n y m a n a m n a a m nm n=+=++++22222222222222cos ,sin (()()1)11(sin cos cos sin )sin()mnmnm n m n m n m n y a a a m n m nθθθθθ==+=++++∴=+=+++令则【典型例题讲解】例题1.求函数sin 3cos y x x =+的周期,最大值和最小值,单调区间,对称轴,对称中心,如何由y=sinx 平移得到.例题2.函数2()2cos sin 2f x x x =+的最小值是 。
例题3. 设函数22()(sin cos )2cos(0)f x x x x ωωωω=++>的最小正周期为23π. (Ⅰ)求ω的值. (Ⅱ)若函数()y g x =的图像是由()y f x =的图像向右平移2π个单位长度得到,求()y g x =的单调增区间.例题4.已知函数)(x f =)0,0)(cos()sin(3><<+-+ωϕϕωϕωπx x 为偶函数,且函数)(x f y =图象的两相邻对称轴间的距离为.2π (Ⅰ)求)8(πf 的值;(Ⅱ)将函数)(x f y =的图象向右平移6π个单位后,再将得到的图象上各点的横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变,得到函数)(x g y =的图象,求)(x g 的单调递减区间.例题5.已知函数2()(1cot )sin sin()sin()44f x x x m x x ππ=+++-. (1)当0m =时,求()f x 在区间3,84ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的取值范围; (2)当tan 2α=时,3()5f α=,求m 的值.【巩固练习】练习1.若方程sin 3cos x x c -=有实数解,则c 的取值范围是___________.练习2. 函数3sin 4cos 5y x x =++的最小正周期是( )A.5π B. 2πC. πD. 2π 练习3.若函数()(13tan )cos f x x x =+,02x π≤<,则()f x 的最大值为A .1B .2C .31+D .32+练习4.已知函数2()(1cos2)sin ,f x x x x R =+∈,则()f x 是( )A 、最小正周期为π的奇函数B 、最小正周期为2π的奇函数 C 、最小正周期为π的偶函数 D 、最小正周期为2π的偶函数 练习5.设函数2()sin()2cos 1468x xf x πππ=--+. (Ⅰ)求()f x 的最小正周期.(Ⅱ)若函数()y g x =与()y f x =的图像关于直线1x =对称,求当4[0,]3x ∈时()y g x =的最大值.【方法总结】:三角恒等变换的基本题型三角式的化简、求值、证明是三角恒等变换的基本题型: 1.三角函数式的化简:(1)常用方法:①直接应用公式进行降次、消项;②切化弦,异名化同名,异角化同角;③ 三角公式的逆用等.(2)化简要求:①能求出值的应求出值;②使三角函数种数尽量少;③使项数尽量少;④尽量使分母不含三角函数;⑤尽量使被开方数不含三角函数.2.三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;(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2(),()()ααββααβαβ=+-=++-等,把所求角用含已知角的式子 表示,求解时要注意角的范围的讨论;(3)给值求角:实质上转化为“给值求值”问题,由所得的所求角的函数值结合所求角的范围及函数的单调性求得角.3.三角等式的证明:(1)三角恒等式的证题思路是根据等式两端的特征,通过三角恒等变换,应用化繁为 简、左右同一等方法,使等式两端化“异”为“同”;(2)三角条件等式的证题思路是通过观察,发现已知条件和待证等式间的关系,采用代入法、消参法或分析法进行证明.三角函数的化简、证明、求值做题技巧总结三角函数的化简、证明、计算的恒等变形的基本思路是:一角二名三结构。
即首先观察角与角之间的关系,注意角的一些常用变式,角的变换是三角函数变换的核心!第二看函数名称之间的关系,通常“切化弦”;第三观察代数式的结构特点。
基本的技巧有:1、巧变角(已知角与特殊角的变换、已知角与目标角的变换、角与其倍角的变换、两角与其和差角的变换. 如()()ααββαββ=+-=-+,2()()ααβαβ=++-,2()()αβαβα=+--,22αβαβ++=⋅,()()222αββααβ+=---等例题1、已知2tan()5αβ+=,1tan()44πβ-=,那么tan()4πα+的值是_____例题2、已知02πβαπ<<<<,且129cos()βα-=-,223sin()αβ-=,求c o s ()αβ+的值例题3、已知sin cos 21,tan()1cos 23αααβα=-=--,求tan(2)βα-的值例题4、求值:140cos 40cos 2)40cos 21(40sin 2-︒+︒︒+︒练习1. 已知α∈(4π,43π),β∈(0,4π),cos (α-4π)=53,sin(43π+β)=135,求sin(α+β)的值.练习2. 求值:0010001cos 20sin10(tan 5tan 5)2sin 20-+--2 、三角函数名互化(切化弦)例题1、求值sin50(13tan10)+例题2、函数()(13tan )cos f x x x =+的最小正周期为 A .2π B .32π C .π D .2π例题3、40cos 270tan 10sin 310cos 70tan -+=______练习1、化简:)4(sin )4tan(21cos 222απαπα+⋅--练习2、已知tan 2θ=,则22sinsin cos 2cos θθθθ+-=A.54B.45C.43-D.34-3、公式变形使用(tan tan αβ±()()tan 1tan tan αβαβ=±。
高中数学 必修四 课件:第三章 三角恒等变换
或asinα+bcosα=
a2+b2·cos(α-φ),其中tanφ=ab.
第三章 章末归纳总结
数学 ·人教A版 · 必修4
[特别提醒] 化简的基本思想方法是统一角、统一三角 各个名称.
化简:2cos21θ++3stainn2θθ-1-cos2θ3-+45stainn2θθ-4
第三章 章末归纳总结
[分析] 利用β=(α+β)-α进行角的代换,则cosβ= cos[(α+β)-α],利用公式展开,结合已知条件求解.
第三章 章末归纳总结
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[解析] ∵α、 β均为锐角,∴0<α+β<π. 又cos(α+β)=-1114 ∴sin(α+β)= 1--11142=5143. 又tanα=4 3 ∴sin2α=sin2αsi+n2cαos2α=1+tanta2nα2α=4489. ∴sinα=473,从而cosα= 1-sin2α=17,
第三章 章末归纳总结
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专题一 三角函数式的化简 1.三角函数式化简的基本原则: (1)“切”化“弦”. (2)异名化同名 (3)异角化同角. (4)高次降幂. (5)分式通分. (6)无理化有理. (7)常数的处理(特别注意“1”的代换).
第三章 章末归纳总结
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若cos(
π 4
+x)=
3 5
,
17 12
π<x<
7 4
π,求
sin2x+2sin2x 1-tanx
的
值.
[分析]
注意x=(
π 4
+x)-
π 4
,及2x=2(
高中数学必修4(人教B版)第三章三角恒等变换3.1知识点总结含同步练习题及答案
tan 60∘ − tan 15∘ 1 + tan 60∘ ⋅ tan 15∘ = tan(60∘ − 15∘ ) = tan 45∘ = 1.
(2)根据tan α + tan β = tan(α + β)(1 − tan α tan β) ,则有 原式 = tan 120 ∘ (1 − tan 55∘ tan 65∘ ) − √3 tan 55∘ tan 65∘
π ),向左平移 m 个单位后,得到的函数为 3 π π π y = 2 sin (x + + m),若所得到的图像关于 y 轴对称,则 + m = + kπ, k ∈ Z ,所以 3 3 2 π π m = + kπ ,k ∈ Z.取 k = 0 时,m = . 6 6
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和差角公式 辅助角公式
三、知识讲解
1.和差角公式 描述: 两角差的余弦公式 对于任意角α,β 有cos(α − β) = cos α cos β + sin α sin β,称为差角的余弦公式,简记C(α−β) . 两角和的余弦公式 对于任意角α,β 有cos(α + β) = cos α cos β − sin α sin β,称为和角的余弦公式,简记C(α+β) . 两角和的正弦公式 对于任意角α,β 有sin(α + β) = sin α cos β + cos α sin β,称为和角的正弦公式,简记S (α+β) . 两角差的正弦公式 对于任意角α,β 有sin(α − β) = sin α cos β − cos α sin β,称为差角的正弦公式,简记S (α−β) . 两角和的正切公式 对于任意角α,β 有tan(α + β) = 两角差的正切公式 对于任意角α,β 有tan(α − β) =
北师大版高中数学必修4第三章《三角恒等变形》三角函数的积化和差与和差化积
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师:现在暂停读书,这几个公式形式比我们过去学过的其他 三角公式要复杂一些,记好用好这些公式得有一段过程,当 然,千万不要死记硬背,适当做一些练习,掌握这些公式的 实际应用,是可以逐步掌握它们的.让我们看看以下的例 题. 例题 求sin75°·cos15°的值. 请同学们想想有什么办法可以解决这个问题? 生1:考虑到75°±15°都是特殊角,所以想到使用积化和差 公式解决之.
2. cos37.5°·cos22.5°
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而sin20°·sin40°·sin80°
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(四)课堂小结
本节课,我们学习了三角函数的积化和差公式,虽然这些公式是新出现 的,但它和过去学习的一些三角公式有密切的关系,所以首先应理清他 们的内在联系,这组公式的功能可以把三角函数的积的形式转化为和差 的形式,通过例解及课堂练习,同学们也开始发现这组公式的作用,希 望同学们在今后的学习中记好、用好这一组公式
五、作业
P.231中3;P.236中1、2.
六、教后反思:
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第二课时 三角函数的和差化积
一、教与学过程设计 (一)复习积化和差公式 1.请学生复述积化和差公式,教师板书
2.部分作业选讲 ① 证明 cos2αcosα—sin5αsin2α=cos4α·cos3α. 利用积化和差公式,可得
间是有紧密关系的.
师:和、差、倍、半角的三角函数是一组十分重要的公式,它
们在解决三角恒等变换等方面有许多重要应用.但是,光是这
些关系还不足以解决问题,今天我们还要进一步把握它们的内
在联,寻求新的关系式.
(二)引入新课
请学生说出正、余弦的和差完角整版公课件式pp(t 板书)
高中数学 第三章 三角恒等变换 3-1-3二倍角的正弦、余弦、正切公式 新人教A版必修4
π 2
(k∈Z),且
α≠kπ+4π(k≠Z).当α=kπ+π2时,求tan2α应使用诱导公式.请
读者自己寻求tan2α=2tanα的条件.
3.使用二倍角公式应注意的问题
(1)对“二倍角”应该有广义上的理解,不仅局限于2α是α
的2倍.只要公式中等号左边的角是右边角的2倍,就可以使用
二倍角公式,如3α与
自 (1)2sinαcosα S2α 我 (2)cos2α-sin2α 2cos2α-1 1-2sin2α C2α
校
2tanα
对 (3)1-tan2α T2α
思考探究 上述公式如何推导得到? 提示 在两角和的正弦、余弦、正切公式中,令β=α即可 得到.
名师点拨 1.对“倍角”的理解 (1)本节所说的“倍角”专指“二倍角”,遇到“三倍 角”等名词时,“三”字不能省略. (2)“倍”是描述两个数量关系的,2α是α的二倍,4α是2α 的二倍,α2是α4的二倍,这里蕴含着换元思想.
变式训练2 求下列各式的值:(1)cos215°-sin215°; (2)cos1π2cos152π;(3)sin150°+cos530°.
解
(1)原式=cos(2×15°)=cos30°=
3 2.
(2)原式=cos1π2sin1π2=12sin6π=14.
(3)原式=coss5in05°+0°co3ss5i0n°50°
第三章 三角恒等变换
§3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
3.1.3 二倍角的正弦、余弦、正切公式
课前预习目标
课堂互动探究
课前预习目标
梳理知识 夯实基础
学习目标 1.理解并掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式. 2.正确运用二倍角的正弦、余弦、正切公式进行化简、 求值、证明.
第三章三角恒等变换教案
高中数学必修4 第3章 三角恒等变换 3.1.1 两角差的余弦公式一、教学目标掌握用向量方法建立两角差的余弦公式.通过简单使用,使学生初步理解公式的结构及其功能,为建立其它和(差)公式打好基础. 二、教学重、难点1. 教学重点:通过探索得到两角差的余弦公式;2. 教学难点:探索过程的组织和适当引导,这里不但有学习积极性的问题,还有探索过程必用的基础知识是否已经具备的问题,使用已学知识和方法的水平问题,等等. 三、教学设想: (一)导入:问题1: 我们在初中时就知道 2cos 452=,3cos302=,由此我们能否得到()cos15cos 4530?=-=大家能够猜测,是不是等于cos 45cos30-呢?根据我们在第一章所学的知识可知我们的猜测是错误的!下面我们就一起探讨两角差的余弦公式()cos ?αβ-= (二)探讨过程:在第一章三角函数的学习当中我们知道,在设角α的终边与单位圆的交点为1P ,cos α等于角α与单位圆交点的横坐标,也能够用角α的余弦线来表示。
思考?.1角函数线来探求公式怎样联系单位圆上的三(1) 怎样构造角β和角αβ-?(注意:要与它们的正弦线、余弦线联系起来.)?)2(的余弦线和余弦线的正弦线怎样作出角βαβα-,、、思考2:怎样联系向量的数量积探求公式?(1)结合图形,明确应该选择哪几个向量,它们是怎样表示的?(2)怎样利用向量的数量积的概念的计算公式得到探索结果? 两角差的余弦公式:βαβαβαsin sin cos cos )cos(⋅+⋅=-(三)例题讲解例1、利用和、差角余弦公式求cos 75、cos15的值. 解:分析:把75、15构造成两个特殊角的和、差.()231cos75cos 4530cos 45cos30sin 45sin 30222=+=-=⨯=()231cos15cos 4530cos 45cos30sin 45sin 302222=-=+=⨯=点评:把一个具体角构造成两个角的和、差形式,有很多种构造方法,例如:()cos15cos 6045=-,要学会灵活使用.例2、已知4sin 5α=,5,,cos ,213παπββ⎛⎫∈=- ⎪⎝⎭是第三象限角,求()cos αβ-的值.解:因为,2παπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,4sin 5α=由此得3cos 5α===-又因为5cos ,13ββ=-是第三象限角,所以12sin 13β===-所以3541233cos()cos cos sin sin 51351365αβαβαβ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+=-⨯-+⨯-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭点评:注意角α、β的象限,也就是符号问题.思考:此题中没有),2ππα⎝⎛∈,呢? (四)练习:不查表计算以下各式的值:︒︒+︒︒20sin 80sin 20cos 80cos 1)(︒+︒15sin 2315cos 212)(解: ︒︒+︒︒20sin 80sin 20cos 80cos 1)( 2160cos )2080cos(=︒=︒-︒= (五)小结:两角差的余弦公式,首先要理解公式结构的特征,理解公式的推导过程,熟知由此衍变的两角和的余弦公式.在解题过程中注意角α、β的象限,也就是符号问题,学会灵活使用.(1)牢记公式.S S C C C ⋅+⋅=-)(βα(2)在“给值求值”题型中灵活处理已、未知关系. (六)作业3.1.2两角和与差的正弦、余弦、正切公式一、教材分析本节的主要内容是两角和与差的正弦、余弦和正切公式,为了引起学生学习本章的兴趣,理解以两角差的余弦公式为基础,推导两角和、差正弦和正切公式的方法,体会三角恒等变换特点的过程,理解推导过程,掌握其应用从而激发学生对本章内容的学习兴趣和求知欲。
高中数学必修4第三章_三角恒等变换知识点
111高中数学必修4第三章三角恒等变换知识点⑴商的关系: ① tan y sin x cos ②cotx cos y sin ③sin y cos ta n④cosx .r r⑵倒数关系: tan cot 1⑶平方关系: sin 2 cos 212、两角和与差的正弦、 余弦和正切公式:⑴cos cos cos sin sin:⑵ cos cos cos ⑶sin sin cos cos sin :⑷ sinsin cos ⑸ta ntan tan(tan tantan 1 1 tan tan ⑹ta n tan tan (tan tantan 11 tan tan1、同角关系: cos sintan tan 余弦和正切公式: 3、二倍角的正弦、 sin sin tan tan⑴ si n2 2sin cos 1 sin 2 sin 2 cos 22si n cos (sincos )2⑵ cos2 2 cos.2 sin 2cos 21 1 2si n 2升幕公式 cos 降幕公式 cos 2c 22cos — 2 cos2 1 1 cos 2sinsin 221 cos2⑶tan2羊1 tan 24、万能公式: ① sin 22 ta n 1 tan 2② cos2ta n 2 tan 2 ③ tan 22ta n 1 tan 2④ si n 2tan 21 tan 2⑤ cos 2_____1 tan 25、半角公式cos—2sin —2cos tan2 cossin 1 cos1 cos sin(后两个不用判断符号,更加好用)6、asin bcos . a2b2sin((其中辅助角与点(a,b)在同一象限,且tanb-)a2。
高中数学北师大版必修四《第3单元第21讲简单的三角恒等变换》课件
1 = sin2α + cos2α , 1 = 2cos2α - cos2α , 1 = cos2α+2sin2α.
► 探究点1 三角函数式的求值
1 (1)[2010·课标全国卷] 若 cosα=-45,α 是第三象
限的角,则 sinα+π4 =(
)
72 A.- 10
72 B. 10
► 探究点3 三角函数式的证明
4 求证:
1+sicnoαsα.
α-sinα 1+sinα+cosα
cosα = 1+sinα -
[解答]
因
为
cosα 1+sinα
-
sinα 1+cosα
=
cosα+cos2α-sinα-sin2α
=
1+sinα+cosα+sinαcosα
cosα-sinα cosα+sinα+1 1+sinα+cosα+sinαcosα
[答案] (1)D (2)D
[ 解 析 ] (1)
1+1 22
1+1cos2α
22
=
1+1 cos2α =
22
1+1cosα= cos2α,由于 135°<α<180°,故 cosα<0,所
22
2
2
2
以化简结果为-cosα2 .
(2)f(sin2α) - f( - sin2α) = 1-sin2α - 1+sin2α =
北师大版 高中数学
简单的三角 恒等变换
1.三角函数基本公式的变形
(1)1+sinα=sinα2 +cosα2 2; (2)1-sinα=sinα2 -cosα2 2; (3)1+cosα=2cos2α2 ;
(4)1-cosα=2sin2α2 ;
高中数学 第三章 三角恒等变换 3.1 同角三角函数的基本关系学案(含解析)北师大版必修4-北师大版
第三章三角恒等变形§1同角三角函数的基本关系知识点同角三角函数的基本关系式[填一填]常用的同角三角函数基本关系式的变形:(1)sin2α+cos2α=1的变形:1=sin2α+cos2α,sin2α=1-cos2α,cos2α=1-sin2α,sinα=±1-cos2α,cosα=±1-sin2α.(2)tanα=sinαcosα的变形:sin α=cos αtan α,cos α=sin αtan α.[答一答]已知某角的一个三角函数值,求它的其他三角函数值时,应注意些什么?提示:(1)已知某角的一个三角函数值,求它的其他三角函数值时,要注意这个角的终边所在的象限.①由sin 2α+cos 2α=1变形可知,cos α=±1-sin 2α或sin α=±1-cos 2α,因此,在使用这两个变形公式计算时,要根据角α的终边所在的象限,确定根号前面的正负号.②在使用tan α=sin αcos α时,没有选择正负号的问题,只是在sin α,cos α的计算中会出现上述①中的情形.(2)如果已知的三角函数值中含有字母,且没有指定角的终边在哪个象限,那么就需要结合数学中分类讨论的思想来确定其他三角函数值.对同角三角函数的基本关系式的四点说明(1)同角三角函数的基本关系式揭示了“同角不同名”的三角函数的运算规律,这里,“同角”有两层含义:一是“角相同”如π3与π3,2α与2α都是同角,二是对“任意”一个角(在使函数有意义的前提下).关系式成立与角的表达形式无关,如sin 234α+cos 234α=1.(2)sin 2α是(sin α)2的简写,不能写成sin α2.因为sin α2与sin 2α含义不同. (3)在使用同角三角函数基本关系时要注意使式子有意义,如式子tan90°=sin90°cos90°不成立. (4)在应用平方关系式求sin α或cos α时,其正负号是由角α所在的象限决定的,不可凭空想象.类型一 利用同角三角函数的关系求值 【例1】 (1)已知sin α=513,求cos α和tan α;(2)在△ABC 中,若tan A =63,求sin A 和cos A . 【思路探究】 (1)已知角α的正弦值,先用平方关系求cos α,再求tan α,注意角α是第几象限角不确定,故需要分类讨论;(2)已知角A 的正切值,可利用角A 终边上一点的坐标,根据三角函数的定义求解;也可利用同角三角函数的商数关系和平方关系求解,注意角A 是△ABC 的内角这一隐含条件.【解】 (1)∵sin α=513>0,∴α是第一或第二象限角.当α是第一象限角时,cos α=1-sin 2α=1-(513)2=1213,∴tan α=sin αcos α=5131213=512.当α是第二象限角时,cos α=-1-sin 2α=-1-(513)2=-1213,∴tan α=sin αcos α=513-1213=-512.(2)法1:因为tan A =63,角A 为三角形的内角,可知角A 终边上一点的坐标为(3,6),则该点到原点的距离r =15,故sin A =615=105,cos A =315=155.法2:因为tan A =63,所以sin A cos A =63,则sin A =63cos A , 又sin 2A +cos 2A =1,所以23cos 2A +cos 2A =1,即cos 2A =35.因为角A 是△ABC 的内角,且tan A >0,所以角A 为锐角,所以cos A =155,sin A =63cos A=105. 规律方法 已知某角的一个三角函数值,求它的其余各三角函数值时,要注意角的终边所在的象限,这主要是因为在使用cos α=±1-sin 2α或sin α=±1-cos 2α时,要根据角α的终边所在的象限,恰当地选择正、负号.tan α=sin αcos α的正、负号是由sin α和cos α共同决定的.这类问题通常有下列几种情况:(1)如果已知三角函数值,且角的终边所在的象限已被指定,那么只有一组解. (2)如果已知三角函数值,但没有指定角的终边所在的象限,那么先由已知三角函数值确定角的终边可能在的象限,再求解,这种情况一般有两组解.(3)如果所给的三角函数值是用字母表示的,且没有指定角的终边所在的象限,那么就需要对表示该值的字母的正、负进行讨论.另外,还要注意其角的终边有可能落在坐标轴上.已知cos α=-1517,求sin α,tan α的值.解:∵cos α<0,且cos α≠-1,∴α是第二或第三象限角.当α是第二象限角时, sin α=1-cos 2α=1-⎝⎛⎭⎫-15172=817, tan α=sin αcos α=817×⎝⎛⎭⎫-1715=-815.当α是第三象限角时, sin α=-1-cos 2α=-1-⎝⎛⎭⎫-15172=-817, tan α=sin αcos α=⎝⎛⎭⎫-817×⎝⎛⎭⎫-1715=815.类型二 关于sin α,cos α齐次式的求值 【例2】 已知tan α=13,求值:(1)5sin α+7cos αsin α-3cos α; (2)1cos 2α-2sin αcos α+5sin 2α. 【思路探究】 可以将分子、分母中的“1”化成“sin 2α+cos 2α”,进而将原来的代数式化成关于sin α,cos α的齐次分式,求解.【解】 ∵sin 2α+cos 2α=1,tan α=sin αcos α=13,∴cos α≠0.(1)原式=5tan α+7tan α-3=5×13+713-3=-134.(2)解法一:∵1+tan 2α=cos 2α+sin 2αcos 2α=1cos 2α, ∴原式=1cos 2α(1-2tan α+5tan 2α)=1+tan 2α1-2tan α+5tan 2α.将tan α=13代入上式得:原式=1+191-23+5×19=9+19-6+5=54.解法二:∵sin 2α+cos 2α=1,∴原式=cos 2α+sin 2αcos 2α-2sin αcos α+5sin 2α=1+tan 2α1-2tan α+5tan 2α. 将tan α=13代入上式得,原式= 1+191-23+5×19=9+19-6+5=54.解法三:∵tan α=13,∴sin αcos α=13,令sin α=k ,cos α=3k ,则1=cos 2α+sin 2α=10k 2.∴原式=10k 29k 2-6k 2+5k 2=54.规律方法 关于sin α,cos α的齐次式的求值问题关于sin α,cos α的齐次式就是式子中的每一项都是关于sin α,cos α的式子,且它们的次数相同,其求解策略为:可用cos n α(n ∈N +)去除原式分子、分母的各项,这样可以将原式化为关于tan α的表达式,再整体代入tan α=m 的值,从而完成求值任务.具体如下:(1)形如a sin α+b cos αc sin α+d cos α,a sin 2α+b sin αcos α+c cos 2αd sin 2α+e sin αcos α+f cos 2α的分式,分子、分母分别同时除以cos α,cos 2α,将正、余弦转化为正切或常数,从而求值.(2)形如a sin 2α+b sin αcos α+c cos 2α的式子,将其看成分母为1的分式,再将分母1变形为sin 2α+cos 2α,转化为形如a sin 2α+b sin αcos α+c cos 2αsin 2α+cos 2α的式子.已知tan α=2,求下列各式的值: (1)2sin α-3cos α4sin α-9cos α; (2)sin 2α-3sin αcos α+1.解:(1)解法一:因为tan α=2,所以cos α≠0,2sin α-3cos α4sin α-9cos α=2sin αcos α-3cos αcos α4sin αcos α-9cos αcos α=2tan α-34tan α-9=2×2-34×2-9=-1.解法二:因为tan α=2,所以sin α=2cos α, 故原式=2×2cos α-3cos α4×2cos α-9cos α=-1.(2)sin 2α-3sin αcos α+1=sin 2α-3sin αcos α+(sin 2α+cos 2α)=2sin 2α-3sin αcos α+cos 2α=2sin 2α-3sin αcos α+cos 2αsin 2α+cos 2α=2tan 2α-3tan α+1tan 2α+1=2×22-3×2+122+1=35.类型三 含sin α±cos α,sin αcos α的式子的求值【例3】 已知0<α<π,sin α+cos α=15,求sin α-cos α的值.【思路探究】 欲求sin α-cos α的值,可先求(sin α-cos α)2,为此需由已知条件求出sin α·cos α的值,解题时需注意sin α-cos α的符号.【解】 将已知等式两边平方,得1+2sin αcos α=125,∴2sin αcos α=-2425.又∵0<α<π,∴sin α>0,cos α<0, ∴sin α-cos α>0, ∴sin α-cos α=1-2sin αcos α=1+2425=75. 规律方法 1.sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α三个式子中,已知其中一个,可以求出其他两个,即“知一求二”.它们的关系是:(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α,(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α.2.求sin α+cos α或sin α-cos α的值时,要注意判断它们的符号.已知0<α<π,sin αcos α=-60169,求sin α-cos α的值.解:∵0<α<π,sin αcos α=-60169<0,∴sin α>0,cos α<0,∴sin α-cos α>0.由(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=1-2×(-60169)=289169,∴sin α-cos α=1713.类型四 化简三角函数式【例4】 化简:(1)1-cos 4α-sin 4α1-cos 6α-sin 6α;(2)1cos α1+tan 2α+1+sin α1-sin α-1-sin α1+sin α.【思路探究】 所谓化简,就是使表达式经过某种变形,使结果尽可能的简单,也就是项数尽可能的少、次数尽可能的低、函数的种类尽可能的少、分母中尽量不含三角函数符号、能求值的一定要求值.【解】 (1)解法一:原式=(cos 2α+sin 2α)2-cos 4α-sin 4α(cos 2α+sin 2α)3-cos 6α-sin 6α=2cos 2α·sin 2α3cos 2αsin 2α(cos 2α+sin 2α)=23. 解法二:原式=1-(cos 4α+sin 4α)1-(cos 6α+sin 6α)=1-[(cos 2α+sin 2α)2-2cos 2α·sin 2α]1-(cos 2α+sin 2α)(cos 4α-cos 2α·sin 2α+sin 4α)=1-1+2cos 2α·sin 2α1-[(cos 2α+sin 2α)2-3cos 2α·sin 2α] =2cos 2α·sin 2α3cos 2α·sin 2α=23. 解法三:原式=(1-cos 2α)(1+cos 2α)-sin 4α(1-cos 2α)(1+cos 2α+cos 4α)-sin 6α=sin 2α(1+cos 2α-sin 2α)sin 2α(1+cos 2α+cos 4α-sin 4α)=2cos 2α1+cos 2α+(cos 2α+sin 2α)(cos 2α-sin 2α)=2cos 2α1+cos 2α+cos 2α-sin 2α=2cos 2α3cos 2α=23. (2)原式=1cos α1+sin 2αcos 2α+(1+sin α)21-sin 2α-(1-sin α)21-sin 2α=|cos α|cos α+1+sin α|cos α|-1-sin α|cos α|=⎩⎪⎨⎪⎧1+2tan α(α是第一、四象限角),-1-2tan α(α是第二、三象限角).规律方法 化简过程中常用的方法有:(1)化切为弦,即把非正、余弦的函数都化成正、余弦函数,从而减少函数名称,达到化简的目的.(2)对于含有根号的,常把根号下的式子化成完全平方式,然后去根号,达到化简的目的. (3)对于化简含高次的三角函数式,往往借助于因式分解或构造sin 2α+cos 2α=1,以降低函数次数,达到化简的目的.若α为第二象限角,则sin 2α-sin 4αcos α=( B )A .sin αB .-sin αC .cos αD .-cos α 解析:sin 2α-sin 4α=sin 2α(1-sin 2α)=sin 2α·cos 2α=|sin αcos α|.因为α为第二象限角,则cos α<0,sin α>0,则|sin αcos α|=-sin αcos α,所以原式=-sin α.类型五 证明三角函数式【例5】 求证:tan αsin αtan α-sin α=tan α+sin αtan αsin α.【思路探究】思路1:等号右边分子、分母同乘tan α-sin α→利用平方关系和商数关系由右向左进行化简即可思路2:商数关系,平方关系→分别对等号两边的式子进行化简即可【证明】 法1:右边=tan 2α-sin 2α(tan α-sin α)tan αsin α=tan 2α-tan 2αcos 2α(tan α-sin α)tan αsin α=tan 2α(1-cos 2α)(tan α-sin α)tan αsin α =tan 2αsin 2α(tan α-sin α)tan αsin α=tan αsin αtan α-sin α=左边, 故原等式成立.法2:因为左边=tan αsin αtan α-tan αcos α=sin α1-cos α,右边=tan α+tan αcos αtan αsin α=1+cos αsin α=1-cos 2αsin α(1-cos α)=sin 2αsin α(1-cos α)=sin α1-cos α. 所以左边=右边,故原等式成立. 规律方法 证明三角恒等式的方法证明恒等式的过程就是通过转化消去等式两边的差异来促成统一的过程,证明方法常有以下几种:(1)从等式的一边证得另一边,一般从比较复杂的一边化简到另一边,其依据是等式的传递性.(2)综合法:由一个已知等式或公式恒等变形得到要证明的等式,其依据是等价转化的思想.(3)证明左、右两边都等于同一个式子(或值),其依据是等式的传递性. (4)比较法:证明“左边-右边=0”或“左边右边=1”.(5)化异为同法:即化异名为同名,化异角为同角等.求证:tan 2α-sin 2α=tan 2α·sin 2α.证明:法1:右边=tan 2α(1-cos 2α)=tan 2α-tan 2α·cos 2α=tan 2α-sin 2αcos 2α·cos 2α=tan 2α-sin 2α=左边,所以等式成立.法2:左边=sin 2αcos 2α-sin 2α=sin 2α-sin 2αcos 2αcos 2α=sin 2α(1-cos 2α)cos 2α=tan 2α·sin 2α=右边. 等式成立.——规范解答—— 利用同角三角函数关系式求值【例6】 在△ABC 中,sin A -cos A =1713,求tan A 的值. 【审题】审条件→一个三角形:△ABC一个关系:sin A -cos A =1713 ↓ 建联系→求解tan A 的值,根据已有的关系把tan A 与sin A ,cos A 联系起来↓找思路→由在△ABC 中,确定A ∈(0,π),再结合已知的关系与sin 2A +cos 2A =1,联立解方程,先求解sin A ,cos A ,再求解tan A【解题】 由sin A -cos A =1713知,cos A =sin A -1713,又因cos 2A +sin 2A =1,有(sin A -1713)2+sin 2 A =1, 化简得sin 2A -1713sin A +60169=0, 解得sin A =1213或sin A =513. 又因为A 为△ABC 的内角,所以sin A >0,当sin A =1213时,cos A =-513,tan A =-125, 当sin A =513时,cos A =-1213,tan A =-512. 【小结】 1.隐含条件的挖掘对题目的条件要认真分析,找出隐含条件,并要学会辨析使用,如本例中在三角形中,内角都是有范围的,均为(0,π),从而有sin A >0这一条件.2.常用知识应用一些常见常用的知识要记牢,并会应用,如三角函数求值中,只要涉及sin α与cos α,就有sin 2α+cos 2α=1,这一条件往往是解题的关键.已知sin α+cos α=-13,其中0<α<π,求sin α-cos α的值. 解:因为sin α+cos α=-13, 所以(sin α+cos α)2=19, 所以1+2sin αcos α=19, 所以sin αcos α=-49. 因为0<α<π且sin αcos α<0,所以sin α>0,cos α<0,所以sin α-cos α>0.又因为(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=179,所以sin α-cos α=173.一、选择题1.化简 1-sin 2π5的结果是( A )A .cos π5 B .-cos π5C .sin π5D .-sin π5解析:原式=cos 2π5=cos π5.2.若tan α=2,则2sin α-cos αsin α+2cos α 的值为( B )A .0 B.34C .1 D.54解析:本小题主要考查同角三角函数基本关系式. 原式=2tan α-1tan α+2=34,故选B.3.已知α是第四象限角,tan α=-512,则sin α等于( D) A.15 B .-15C.513 D .-513解析:∵tan α=-512,∴sin αcos α=-512,即cos α=-125sin α.又sin 2α+cos 2α=1,∴16925sin 2α=1,解得sin α=±513. 而α是第四象限角,∴sin α=-513. 二、填空题4.化简1+2sin4cos4=-(sin4+cos4). 解析:原式=sin 24+2sin4cos4+cos 24 =(sin4+cos4)2=|sin4+cos4|.∵π<4<3π2,∴sin4<0,cos4<0. ∴原式=-(sin4+cos4).5.若sin θ=-45,tan θ>0,则cos θ=-35. 解析:考查同角三角函数值间的关系.∵sin θ=-45<0,tan θ>0, ∴θ在第三象限.∴cos θ=-35. 三、解答题6.已知tan α=3,求下列各式的值. (1)4cos α-sin α4cos α+sin α; (2)2sin 2α-3sin α·cos α.解:(1)原式=4-tan α4+tan α=4-34+3=17. (2)原式=2sin 2α-3sin α·cos αsin 2α+cos 2α=2tan 2α-3tan αtan 2α+1=2×32-3×332+1=910.。
高中数学必修四 第三章三角恒等变换 3.2.1三角恒等变换
<
0.
∴tan
������ 2
=
−
1-cos������ 1+cos������
=
−
1-
3 3
1+
3 3
=
−
2-
3
=−
1 2
8-4
3
=
−
1 2
( 6- 2)2 =
22
6.
解法二:
用
tan
������ 2
=
1-cos������ sin������
来处理
∵α 为第四象限角,∴sin α<0.
∴sin α=−
(2)y=sin
x(cos
x-sin
x)+
1 2
=sin
xcos
x-sin2x+
1 2
=
1 2
sin
2x−
1-cos2������ 2
+
1 2
=
1 2
sin
2x+
1 2
cos
2x−
1 2
+
1 2
22
2
= 2 2 sin2������ + 2 cos2������
2
π
= 2 sin 2������ + 4 .
������ 2
的值为
()
A.
6 3
B.
−
6 3
C.
±
6 3
D.
±
3 3
解析:∵α∈(0,π),∴
������ 2
∈
0,
π 2
,
∴cos
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人教B版高中数学必修四第三章 三角恒等变换.docx
第三章三角恒等变换§3.1 和角公式3.1.1两角和与差的余弦课时目标1.会用向量的数量积推导两角差的余弦公式.2.能利用两角和与差的余弦公式进行三角函数式的化简和求值.1.两角差的余弦公式:Cα-β:cos (α-β)=________________________________________________________.2.两角和的余弦公式:在两角差的余弦公式中,以-β替代β就得到两角和的余弦公式.即: cos (α+β)=cos [α-(-β)]=________________________________________________=________________________________________________________________________.一、选择题1.cos 15°cos 105°+sin 15°sin 105°等于( )A .-12B .12C .0D .12.化简cos (α+β)cos α+sin (α+β)sin α得( ) A .cos α B .cos βC .cos (2α+β)D .sin (2α+β)3.化简cos (45°-α)cos (α+15°)-sin (45°-α)sin (α+15°)得( ) A .12 B .-12 C .32 D .-324.若cos (α-β)=55,cos 2α=1010,并且α、β均为锐角且α<β,则α+β的值为( )A .π6B .π4C .3π4D .5π65.若sin (π+θ)=-35,θ是第二象限角,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+φ=-255,φ是第三象限角,则cos (θ-φ)的值是( )A .-55B .55C .11525 D . 56.若sin α+sin β=1-32,cos α+cos β=12, 则cos (α-β)的值为( ) A .12 B .-32 C .34 D .1 二、填空题7.若cos (α-β)=13,则(sin α+sin β)2+(cos α+cos β)2=________.8.已知cos (α+β)=13,cos (α-β)=12,则tan αtan β=________.9.已知sin α+sin β+sin γ=0,cos α+cos β+cos γ=0,则cos (α-β)的值是________.10.已知α、β均为锐角,且sin α=55,cos β=1010,则α-β的值为________.三、解答题11.已知tan α=43,cos (α+β)=-1114,α、β均为锐角,求cos β的值.12.已知cos (α-β)=-45,sin (α+β)=-35,π2<α-β<π,3π2<α+β<2π,求β的值.能力提升13.已知cos (α-β2)=-19,sin (α2-β)=23,且π2<α<π,0<β<π2,求cos α+β2的值.14.已知α、β、γ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,sin α+sin γ=sin β,cos β+cos γ=cos α,求β-α的值.1.给式求值或给值求值问题,即由给出的某些函数关系式(或某些角的三角函数值),求另外一些角的三角函数值,关键在于“变式”或“变角”,使“目标角”换成“已知角”.注意公式的正用、逆用、变形用,有时需运用拆角、拼角等技巧.2.“给值求角”问题,实际上也可转化为“给值求值”问题,求一个角的值,可分以下三步进行:①求角的某一三角函数值;②确定角所在的范围(找一个单调区间);③确定角的值. 确定用所求角的哪种三角函数值,要根据具体题目而定.第三章 三角恒等变换 §3.1 和角公式3.1.1 两角和与差的余弦答案知识梳理1.cos αcos β+sin αsin β 2.cos αcos (-β)+sin α·sin (-β) cos αcos β-sin αsin β 作业设计 1.C 2.B3.A [原式=cos (α-45°)cos (α+15°)+sin (α-45°)sin (α+15°)=cos [(α-45°)-(α+15°)]=cos (-60°)=12.]4.C [sin (α-β)=-255(-π2<α-β<0).sin 2α=31010, ∴cos (α+β)=cos [2α-(α-β)]=cos 2αcos (α-β)+sin 2αsin (α-β)=1010×55+⎝ ⎛⎭⎪⎫31010×⎝ ⎛⎭⎪⎫-255=-22, ∵α+β∈(0,π),∴α+β=3π4.]5.B [∵sin (π+θ)=-35,∴sin θ=35,∵θ是第二象限角,∴cos θ=-45.∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+φ=-255,∴cos φ=-255, ∵φ是第三象限角,∴sin φ=-55.∴cos (θ-φ)=cos θcos φ+sin θsin φ=⎝ ⎛⎭⎪⎫-45×⎝ ⎛⎭⎪⎫-255+35×⎝ ⎛⎭⎪⎫-55=55.] 6.B [由题意知⎩⎪⎨⎪⎧sin α+sin β=1-32①cos α+cos β=12 ②①2+②2⇒cos (α-β)=-32.] 7.83解析 原式=2+2(sin αsin β+cos αcos β)=2+2cos (α-β)=83.8.15解析 由⎩⎪⎨⎪⎧cos (α+β)=cos αcos β-sin αsin β=13cos (α-β)=cos αcos β+sin αsin β=12,∴⎩⎪⎨⎪⎧sin α sin β=112cos αcos β=512,∴tan αtan β=sin αsin βcos αcos β=15.9.-12解析 由⎩⎪⎨⎪⎧sin α+sin β=-sin γ ①cos α+cos β=-cos γ ②①2+②2⇒2+2(sin αsin β+cos αcos β)=1⇒cos (α-β)=-12.10.-π4解析 ∵α、β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∴cos α=255,sin β=31010,∵sin α<sin β,∴α-β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0.∴cos (α-β)=cos αcos β+sin αsin β =255×1010+55×31010=22,∴α-β=-π4.11.解 ∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,tan α=43,∴sin α=437,cos α=17.∵α+β∈(0,π),cos (α+β)=-1114,∴sin (α+β)=5314.∴cos β=cos [(α+β)-α]=cos (α+β)cos α+sin (α+β)sin α =⎝ ⎛⎭⎪⎫-1114×17+5314×437=12. 12.解 ∵π2<α-β<π,cos (α-β)=-45,∴sin (α-β)=35.∵32π<α+β<2π,sin (α+β)=-35, ∴cos (α+β)=45.∴cos 2β=cos [(α+β)-(α-β)]=cos (α+β)cos (α-β)+sin (α+β)sin (α-β) =45×⎝ ⎛⎭⎪⎫-45+⎝ ⎛⎭⎪⎫-35×35=-1. ∵π2<α-β<π,32π<α+β<2π, ∴π2<2β<3π2,∴2β=π,∴β=π2. 13.解 ∵π2<α<π,∴π4<α2<π2.∵0<β<π2,∴-π2<-β<0,-π4<-β2<0.∴π4<α-β2<π,-π4<α2-β<π2. 又cos (α-β2)=-19<0,sin (α2-β)=23>0,∴π2<α-β2<π,0<α2-β<π2. ∴sin (α-β2)=1-cos 2(α-β2)=459.cos (α2-β)=1-sin 2(α2-β)=53.∴cos α+β2=cos [(α-β2)-(α2-β)]=cos (α-β2)cos (α2-β)+sin (α-β2)sin (α2-β)=(-19)×53+459×23=7527.14.解 由已知,得sin γ=sin β-sin α,cos γ=cos α-cos β.平方相加得(sin β-sin α)2+(cos α-cos β)2=1.∴-2cos (β-α)=-1,∴cos (β-α)=12,∴β-α=±π3.∵sin γ=sin β-sin α>0, ∴β>α,∴β-α=π3.。
