两角和与差的正弦、余弦和正切公式(含解析)
归纳与技巧:两角和与差的正弦、余弦和正切公式基础知识归纳1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式 (1)C (α-β):cos(α-β)=cos_αcos_β+sin_αsin_β; (2)C (α+β):cos(α+β)=cos_αcos_β-sin_αsin_β; (3)S (α+β):sin(α+β)=sin_αcos_β+cos_αsin_β; (4)S (α-β):sin(α-β)=sin_αcos_β-cos_αsin_β; (5)T (α+β):tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β;(6)T (α-β):tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)S 2α:sin 2α=2sin_αcos_α;(2)C 2α:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α; (3)T 2α:tan 2α=2tan α1-tan 2α.3.常用的公式变形(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.基础题必做1. 若tan α=3,则sin 2αcos 2α的值等于( )A .2B .3C .4D .6解析:选Dsin 2αcos 2α=2sin αcos αcos 2α=2tan α=2×3=6. 2.sin 68°sin 67°-sin 23°cos 68°的值为( )A .-22B.22C.32D .1解析:选B 原式=sin 68°cos 23°-cos 68°sin 23°=sin(68°-23°)=sin 45°=22. 3.已知sin α=23,则cos(π-2α)等于( )A .-53 B .-19C.19D.53解析:选B cos(π-2α)=-cos 2α=-(1-2sin 2α)=2sin 2α-1=2×49-1=-19.4.(教材习题改编)若cos α=-45,α是第三象限角,则sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=________ 解析:由已知条件sin α=-1-cos 2α=-35,sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=22sin α+22cos α=-7210. 答案:-72105.若tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=25,则tan α=________. 解析:tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan α+11-tan α=25, 即5tan α+5=2-2tan α. 则7tan α=-3,故tan α=-37.答案:-37解题方法归纳1.两角和与差的三角函数公式的理解:(1)正弦公式概括为“正余,余正符号同”.“符号同”指的是前面是两角和,则后面中间为“+”号;前面是两角差,则后面中间为“-”号.(2)余弦公式概括为“余余,正正符号异”.(3)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.2.重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角为:对角的分拆要尽可能化成已知角、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.三角函数公式的应用 典题导入[例1] 已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫13x -π6,x ∈R . (1)求f ⎝⎛⎭⎫5π4的值;(2)设α,β∈⎣⎡⎦⎤0,π2,f ⎝⎛⎭⎫3α+π2=1013,f (3β+2π)=65,求cos(α+β)的值. [自主解答] (1)∵f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫13x -π6, ∴f ⎝⎛⎭⎫5π4=2sin ⎝⎛⎭⎫5π12-π6=2sin π4= 2. (2)∵α,β∈⎣⎡⎦⎤0,π2,f ⎝⎛⎭⎫3α+π2=1013,f (3β+2π)=65, ∴2sin α=1013,2sin ⎝⎛⎭⎫β+π2=65. 即sin α=513,cos β=35.∴cos α=1213,sin β=45.∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β =1213×35-513×45=1665.解题方法归纳两角和与差的三角函数公式可看作是诱导公式的推广,可用α、β的三角函数表示α±β的三角函数,在使用两角和与差的三角函数公式时,特别要注意角与角之间的关系,完成统一角和角与角转换的目的.以题试法1.(1)已知sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则cos 2α2sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=________.(2) 已知α为锐角,cos α=55,则tan ⎝⎛⎭⎫π4+2α=( ) A .-3 B .-17C .-43D .-7 解析:(1)cos 2α2sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=cos 2α-sin 2α2⎝⎛⎭⎫22sin α+22cos α=cos α-sin α,∵sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴cos α=-45. ∴原式=-75.(2)依题意得,sin α=255,故tan α=2,tan 2α=2×21-4=-43,所以tan ⎝⎛⎭⎫π4+2α=1-431+43=-17. 答案:(1)-75 (2)B三角函数公式的逆用与变形应用典题导入[例2] 已知函数f (x )=2cos 2x2-3sin x .(1)求函数f (x )的最小正周期和值域;(2)若α为第二象限角,且f ⎝⎛⎭⎫α-π3=13,求cos 2α1+cos 2α-sin 2α的值. [自主解答] (1)∵f (x )=2cos 2x2-3sin x =1+cos x -3sin x =1+2cos ⎝⎛⎭⎫x +π3,∴周期T =2π,f (x )的值域为[-1,3].(2)∵f ⎝⎛⎭⎫α-π3=13,∴1+2cos α=13,即cos α=-13. ∵α为第二象限角,∴sin α=223. ∴cos 2α1+cos 2α-sin 2α=cos 2α-sin 2α2cos 2α-2sin αcos α =cos α+sin α2cos α=-13+223-23=1-222.解题方法归纳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.以题试法2.(1) 已知sin ⎝⎛⎭⎫α+π6+cos α=435,则sin ⎝⎛⎭⎫α+π3的值为( ) A.45 B.35 C.32D.35(2)若α+β=3π4,则(1-tan α)(1-tan β)的值是________.解析:(1)由条件得32sin α+32cos α=435, 即12sin α+32cos α=45. ∴sin ⎝⎛⎭⎫α+π3=45. (2)-1=tan 3π4=tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β,∴tan αtan β-1=tan α+tan β. ∴1-tan α-tan β+tan αtan β=2,即(1-tan α)(1-tan β)=2. 答案:(1)A (2)2角 的 变 换 典题导入[例3] (1) 若sin α+cos αsin α-cos α=3,tan(α-β)=2,则tan(β-2α)=________.(2) 设α为锐角,若cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=45,则sin ⎝⎛⎭⎫2α+π12的值为________. [自主解答] (1)由条件知sin α+cos αsin α-cos α=tan α+1tan α-1=3,则tan α=2.故tan(β-2α)=tan [(β-α)-α] =tan (β-α)-tan α1+tan (β-α)tan α=-2-21+(-2)×2=43.(2)因为α为锐角,cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=45, 所以sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=35,sin 2⎝⎛⎭⎫α+π6=2425, cos 2⎝⎛⎭⎫α+π6=725, 所以sin ⎝⎛⎭⎫2α+π12=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫α+π6-π4 =2425×22-725×22=17250. [答案] (1)43 (2)17250解题方法归纳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”.3.常见的配角技巧: α=2·α2;α=(α+β)-β;α=β-(β-α); α=12[(α+β)+(α-β)];β=12[(α+β)-(α-β)]; π4+α=π2-⎝⎛⎭⎫π4-α;α=π4-⎝⎛⎭⎫π4-α.以题试法3.设tan ()α+β=25,tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=14,则tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=( ) A.1318 B.1322 C.322D.16解析:选C tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan ⎣⎡⎦⎤(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4 =tan (α+β)-tan ⎝⎛⎭⎫β-π41+tan (α+β)tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=322.1. 设tan α,tan β是方程x 2-3x +2=0的两根,则tan (α+β)的值为( ) A .-3 B .-1 C .1D .3解析:选A 由题意可知tan α+tan β=3,tan α·tan β=2, tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-3.2. 已知cos ⎝⎛⎭⎫x -π6=-33,则cos x +cos ⎝⎛⎭⎫x -π3的值是( ) A .-233B .±233C .-1D .±1解析:选C cos x +cos ⎝⎛⎭⎫x -π3=cos x +12cos x +32sin x =32cos x +32sin x =3⎝⎛⎭⎫32cos x +12sin x =3cos ⎝⎛⎭⎫x -π6=-1. 3. 已知α满足sin α=12,那么sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-α的值为( ) A.14 B .-14C.12D .-12解析:选A 依题意得,sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-α=sin ⎝⎛⎭⎫π4+α·cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=12sin ⎝⎛⎭⎫π2+2α=12cos 2α=12(1-2sin 2α)=14.4.已知函数f (x )=x 3+bx 的图象在点A (1,f (1))处的切线的斜率为4,则函数g (x )=3sin 2x +b cos 2x 的最大值和最小正周期为( )A .1,πB .2,π C.2,2πD.3,2π解析:选B 由题意得f ′(x )=3x 2+b , f ′(1)=3+b =4,b =1. 所以g (x )=3sin 2x +b cos 2x =3sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 故函数的最大值为2,最小正周期为π. 5. 设α、β都是锐角,且cos α=55,sin ()α+β=35,则cos β=( ) A.2525B.255C.2525或255D.55或525 解析:选A 依题意得sin α=1-cos 2α=255, cos(α+β)=±1-sin 2(α+β)=±45.又α、β均为锐角,因此0<α<α+β<π, cos α>cos(α+β),注意到45>55>-45,所以cos(α+β)=-45.cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=-45×55+35×255=2525.6.已知α为第二象限角,sin α+cos α=33,则cos 2α=( ) A .-53B .-59C.59D.53解析:选A 将sin α+cos α=33两边平方,可得1+sin 2α=13,sin 2α=-23,所以(-sin α+cos α)2=1-sin 2α=53.因为α是第二象限角,所以sin α>0,cos α<0,所以-sin α+cos α=-153,所以cos 2α=(-sin α+cos α)·(cos α+sin α)=-53. 7. 满足sin π5sin x +cos 4π5cos x =12的锐角x =________.解析:由已知可得 cos 4π5cos x +sin 4π5sin x =12,即cos ⎝⎛⎭⎫4π5-x =12,又x 是锐角,所以4π5-x =π3,即x =7π15.答案:7π158.化简2tan (45°-α)1-tan 2(45°-α)·sin αcos αcos 2α-sin 2α=________. 解析:原式=tan(90°-2α)·12sin 2αcos 2α=sin (90°-2α)cos (90°-2α)·12sin 2αcos 2α =cos 2αsin 2α·12sin 2αcos 2α=12. 答案:129. 已知角α,β的顶点在坐标原点,始边与x 轴的正半轴重合,α,β∈(0,π),角β的终边与单位圆交点的横坐标是-13,角α+β的终边与单位圆交点的纵坐标是45,则cos α=________.解析:依题设及三角函数的定义得: cos β=-13,sin(α+β)=45.又∵0<β<π,∴π2<β<π,π2<α+β<π,sin β=223,cos(α+β)=-35.∴cos α=cos[(α+β)-β] =cos(α+β)cos β+sin(α+β)sin β =-35×⎝⎛⎭⎫-13+45×223 =3+8215.答案:3+821510.已知α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,tan α=12,求tan 2α和sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3的值. 解:∵tan α=12,∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×121-14=43,且sin αcos α=12,即cos α=2sin α, 又sin 2α+cos 2α=1, ∴5sin 2α=1,而α∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴sin α=55,cos α=255. ∴sin 2α=2sin αcos α=2×55×255=45, cos 2α=cos 2α-sin 2α=45-15=35,∴sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=sin 2αcos π3+cos 2αsin π3=45×12+35×32=4+3310. 11.已知:0<α<π2<β<π,cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=45. (1)求sin 2β的值; (2)求cos ⎝⎛⎭⎫α+π4的值.解:(1)法一:∵cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=cos π4cos β+sin β=22cos β+22sin β=13, ∴cos β+sin β=23,∴1+sin 2β=29,∴sin 2β=-79. 法二:sin 2β=cos ⎝⎛⎭⎫π2-2β=2cos 2⎝⎛⎭⎫β-π4-1=-79. (2)∵0<α<π2<β<π, ∴π4<β<-π4<34π,π2<α+β<3π2, ∴sin ⎝⎛⎭⎫β-π4>0,cos (α+β)<0. ∵cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=13,sin (α+β)=45, ∴sin ⎝⎛⎭⎫β-π4=223,cos (α+β)=-35. ∴cos ⎝⎛⎭⎫α+π4=cos ⎣⎡⎦⎤(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4 =cos (α+β)cos ⎝⎛⎭⎫β-π4 =-35×13+45×223=82-315. 12. 函数f(x)=cos ⎝⎛⎭⎫-x 2+sin ⎝⎛⎭⎫π-x 2,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期;(2)若f (α)=2105,α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,求tan ⎝⎛⎭⎫α+π4的值. 解:(1)f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫-x 2+sin ⎝⎛⎭⎫π-x 2=sin x 2+cos x 2=2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π4, 故f (x )的最小正周期T =2π12=4π. (2)由f (α)=2105,得sin α2+cos α2=2105, 则⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α22=⎝⎛⎭⎫21052, 即1+sin α=85,解得sin α=35,又α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos α=1-sin 2α= 1-925=45, 故tan α=sin αcos α=34, 所以tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan α+tan π41-tan αtan π4=34+11-34=7.1.若tan α=lg(10a ),tan β=lg ⎝⎛⎭⎫1a ,且α+β=π4,则实数a 的值为( ) A .1B.110 C .1或110 D .1或10解析:选C tan(α+β)=1⇒tan α+tan β1-tan αtan β=lg (10a )+lg ⎝⎛⎭⎫1a 1-lg (10a )·lg ⎝⎛⎭⎫1a =1⇒lg 2a +lg a =0, 所以lg a =0或lg a =-1,即a =1或110. 2.化简sin 2⎝⎛⎭⎫α-π6+sin 2⎝⎛⎭⎫α+π6-sin 2α的结果是________. 解析:原式=1-cos ⎝⎛⎭⎫2α-π32+1-cos ⎝⎛⎭⎫2α+π32-sin 2α =1-12⎣⎡⎦⎤cos ⎝⎛⎭⎫2α-π3+cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3-sin 2α =1-cos 2α·cos π3-sin 2α=1-cos 2α2-1-cos 2α2=12. 答案:123.已知sin α+cos α=355,α∈⎝⎛⎭⎫0,π4,sin ⎝⎛⎭⎫β-π4=35,β∈⎝⎛⎭⎫π4,π2. (1)求sin 2α和tan 2α的值;(2)求cos(α+2β)的值.解:(1)由题意得(sin α+cos α)2=95, 即1+sin 2α=95,∴sin 2α=45.又2α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴cos 2α=1-sin 22α=35, ∴tan 2α=sin 2αcos 2α=43. (2)∵β∈⎝⎛⎭⎫π4,π2,β-π4∈⎝⎛⎭⎫0,π4,sin ⎝⎛⎭⎫β-π4=35, ∴cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=45, 于是sin 2⎝⎛⎭⎫β-π4=2sin ⎝⎛⎭⎫β-π4cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=2425. 又sin 2⎝⎛⎭⎫β-π4=-cos 2β, ∴cos 2β=-2425, 又∵2β∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴sin 2β=725, 又∵cos 2α=1+cos 2α2=45⎝⎛⎭⎫α∈⎝⎛⎭⎫0,π4, ∴cos α=255,sin α=55. ∴cos(α+2β)=cos αcos 2β-sin αsin 2β=255 ×⎝⎛⎭⎫-2425-55×725=-11525.1. 已知函数f (x )=3sin 2x +sin x cos x ,x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π.(1)求f (x )的零点;(2)求f (x )的最大值和最小值.解:(1)令f (x )=0,得sin x ·(3sin x +cos x )=0, 所以sin x =0或tan x =-33. 由sin x =0,x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π,得x =π;由tan x =-33,x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π,得x =5π6. 综上,函数f (x )的零点为5π6,π.(2)f (x )=32(1-cos 2x )+12sin 2x =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+32. 因为x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π,所以2x -π3∈⎣⎡⎦⎤2π3,5π3. 所以当2x -π3=2π3,即x =π2时,f (x )的最大值为3; 当2x -π3=3π2,即x =11π12时,f (x )的最小值为-1+32. 2.已知0<β<π2<α<π,且cos ⎝⎛⎭⎫α-β2=-19,sin ⎝⎛⎭⎫α2-β=23,求cos(α+β)的值; 解:∵0<β<π2<α<π, ∴-π4<α2-β<π2,π4<α-β2<π. ∴cos ⎝⎛⎭⎫α2-β=1-sin 2⎝⎛⎭⎫α2-β = 1-⎝⎛⎭⎫232=53,sin ⎝⎛⎭⎫α-β2= 1-cos 2⎝⎛⎭⎫α-β2 = 1-⎝⎛⎭⎫-192=459. ∴cos α+β2=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α-β2-⎝⎛⎭⎫α2-β =cos ⎝⎛⎭⎫α-β2cos ⎝⎛⎭⎫α2-β+sin ⎝⎛⎭⎫α-β2sin ⎝⎛⎭⎫α2-β =-19×53+459×23=7527. ∴cos(α+β)=2cos 2α+β2-1=2×49×5729-1=-239729.。
两角和与差的正弦、余弦、正切(一)
一、知识概述(一)、两角和与差的余弦公式在直角坐标系内作出角α、β、-β,得到单位圆内的两条弦长相等,然后运用平面内两点间的距离公式,推导出两角和的余弦公式.cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ在上式中用-β代替β即得到差角的余弦公式.cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ(二)、两角和与差的正弦公式和诱导公式,可推出两角和的正弦公式:运用Cα+βsin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ用-β代替β可得差角的正弦公式:sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ(三)、两角和与差的正切公式,Cα+β及商数关系可得到两角和的正切公式.运用Sα+β同理在上式中用-β代替β,可得.二、重难点知识归纳及讲解(一)、对于正、余弦、正切的和(差)角公式,不仅要会“正用”,而且还要会“逆用”、“变用”。
例1、cos82.5°cos52.5°+cos7.5°cos37.5°=________.分析:此题考查和(差)角的正、余弦公式的逆用,注意82.5°与7.5°,52.5°与37.5°是互余关系.解法一:解法二:例2、(1+tan21°)(1+tan22°)(1+tan23°)(1+tan24°) =________.分析:此题考查和角的正切公式的变形用法,注意到21°+24°=45°,22°+23°=45°.解:同理可得(1+tan22°) (1+tan23°)=2∴(1+tan21°) (1+tan22°) (1+tan23°) (1+tan24°)=4.(二)、和(差)角公式在求值、化简、证明中的应用.例3、已知,α,β均为锐角,求cosβ的值.分析:注意已知角与要求的角的关系β =(α+β)-α故cosβ=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα.因此要求出sinα、cosα以及sin(α+β).解:∵tan α =4,α为锐角.又∵,α、β均为锐角.例4、化简.分析:注意观察角之间的联系。
高中数学人教版A版必修4《两角和与差的正弦、余弦、正切公式》优质PPT课件
(3)sin
1π2-
3cos
π 12.
解
方法一
原式=212sin
1π2-
3 2 cos
π 12
=2sin
π 6sin
1π2-cos
π 6cos
π 12
=-2cosπ6+1π2=-2cos π4=- 2.
方法二
原式=212sin
1π2-
3 2 cos
π 12
=2cos
π 3sin
3.函数f(x)=sin x- 3cos x(x∈R)的值域是 [-2,2] .
解析
∵f(x)=212sin
x-
3 2 cos
x=2sinx-π3.
∴f(x)∈[-2,2].
明目标、知重点
1234
4.已知锐角
α、β
满足
sin
α
=2
5 5
,cos
β=
1100,则
α+β
=
.
解析 ∵α,β 为锐角,sin α=255,cos β= 1100,
1π2-sin
π 3cos
π 12
=2sin1π2-π3=-2sin
π4=-
2.
明目标、知重点
例 2 已知 α∈0,π2,β∈-π2,0,且 cos(α-β)=35,sin β=
-102,求 α 的值. 解 ∵α∈0,π2,β∈-π2,0,∴α-β∈(0,π). ∵cos(α-β)=35,∴sin(α-β)=45. ∵β∈-π2,0,sin β=-102,∴cos β=7102.
明目标、知重点
跟踪训练 2 已知 sin α=35,cos β=-153,α 为第二象限角,β
高中数学 弦与正切公式 第2课时 两角和与差的正弦、余弦与正切公式(一)课件 新人教A版必修第一册
[解析]
(1)因为
sin
α
=
15 17
,
α
∈ π2,π
,
所以
cos
α=-
1-sin2α=- 1-11572=-187.
所以 sinπ3-α=sinπ3cos α-cosπ3sin α
= 23×-187-12×1157=-15+348
3 .
(2)∵0<α<π2,∴π4<π4+α<34π, ∴sinπ4+α=23 2, ∵-π2<β<0,∴π4<π4-2β<π2, ∴sinπ4-2β= 36.
α,β∈R
想一想:如何记忆公式S(α+β),S(α-β)? 提示:记忆口诀:正余余正,符号相同.正余余正表示展开后的两 项分别是两角的正弦乘余弦、余弦乘正弦;符号相同表示展开后两项之 间的连接符号与展开前两角之间的连接符号相同,即两角和时用 “+”,两角差时用“-”.
练一练:
1.下列说法中正确的个数是
2
2
__2__,sin(α-β)的值为_1_0__.
[解析] (1)sin 20°cos 40°+cos 20°·sin 40°=sin(20°+40°)=sin 60°=
3 2.
(2)sin 15°+sin 75°=sin(45°-30°)+sin(45°+30°)=sin 45°cos 30°-
cos(α+β)=- 1-sin2(α+β) =- 1--352=-45. 所以 sin 2α=sin [(α-β)+(α+β)]
=sin(α-β)cos(α+β)+cos(α-β)sin(α+β)
=153×-45+1123×-35=-5665.
[归纳提升] 1.当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两 个“已知角”的和或差的形式.
两角和与差的余弦、正弦、正切公式
= × + × = = .∵0<β< ,所以β= .
变式3.(1)已知tanα=2,tanβ=3,且α,β都是锐角,求α+β;
(2)已知α,β均为锐角,sinα= ,cosβ= ,求α-β.
解析:(1)tan = = =-1.
∵α,β都是锐角,∴0<α+β<π,由上式知α+β= .
课堂练习:
练习1:cos(450+300)=
练习2:cos200cos700-sin200sin700=
练习3: 练习4:
1.下列式子中,正确的个数为()
①sin =sinα-sinβ;②cos =cosα-cosβ;
③sin =sinαcosβ-cosαsinβ;④cos =cosαcosβ+sinαsinβ.
解析:(1)原式=sin 14°cos 16°+cos 14°sin 16°=sin =sin 30°= .
(2)原式=sinxcos +cosxsin +2sinxcos -2cosxsin - cos cosx- sin sinx=3sinxcos -cosxsin - cos cosx- sin sinx= sinx- cosx
=- × + × =- ,故得-sin =- ,即sin = .
变式2.化简求值:
(1)sin 75°;(2)sin 15°;
(3)若α,β均为锐角,sinα= ,sin(α+β)= ,求cosβ.
解析:(1)原式=sin =sin 45°cos 30°+cos 45°sin 30°= × + × = .
课题
两角和与差的余弦、正弦、正切公式
1.注意到 ,由公式C(α+β).,可以推出:
两角和与差的正弦余弦正切公式及二倍角公式
两角和与差的正弦余弦正切公式及二倍角公式1.两角和的正弦公式:设角A和角B的正弦分别为sinA和sinB,则它们的和角C的正弦为sinC。
根据三角函数的定义,有sinA = a/c和sinB = b/c,其中a、b、c分别为三角形ABC的对边、邻边和斜边。
根据正弦公式,sinC = c/c =1、所以,两角和的正弦公式为sin(A + B) = sinC = 12.两角和的余弦公式:设角A和角B的余弦分别为cosA和cosB,则它们的和角C的余弦为cosC。
根据三角函数的定义,有cosA = b/c和cosB = a/c。
根据余弦公式,cosC = cos(A + B) = cos(AcosB - BsinA) = cosAcosB + sinAsinB = (b/c)(a/c) + (a/c)(b/c) = 2ab/c²。
3.两角和的正切公式:设角A和角B的正切分别为tanA和tanB,则它们的和角C的正切为tanC。
根据三角函数的定义,有tanA = a/b和tanB = b/a。
根据正切公式,tanC = tan(A + B) = (tanA + tanB) / (1 - tanAtanB) = (a/b + b/a) / (1 - (a/b)(b/a)) = (a² + b²) / (ab - ab) = a² + b² / ab。
4.两角差的正弦公式:设角A和角B的正弦分别为sinA和sinB,则它们的差角C的正弦为sinC。
根据三角函数的定义,有sinA = a/c和sinB = b/c。
根据差角公式,sinC = sin(A - B) = sin(AcosB + BsinA) = sinAcosB - cosAsinB = a/c(b/c) - (b/c)(a/c) = 2a b/c²。
5.两角差的余弦公式:设角A和角B的余弦分别为cosA和cosB,则它们的差角C的余弦为cosC。
高考数学(理科)二轮复习【专题2】三角变换与解三角形(含答案)
第2讲 三角变换与解三角形考情解读 (1)高考中常考查三角恒等变换有关公式的变形使用,常和同角三角函数的关系或诱导公式结合.(2)利用正弦定理或余弦定理解三角形或判断三角形的形状、求值等,经常和三角恒等变换结合进行综合考查.1.两角和与差的正弦、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.2.二倍角的正弦、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.3.三角恒等式的证明方法(1)从等式的一边推导变形到另一边,一般是化繁为简. (2)等式的两边同时变形为同一个式子. (3)将式子变形后再证明.4.正弦定理 a sin A =b sin B =c sin C=2R (2R 为△ABC 外接圆的直径). 变形:a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C .sin A =a 2R ,sin B =b 2R ,sin C =c2R .a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C . 5.余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,b 2=a 2+c 2-2ac cos B , c 2=a 2+b 2-2ab cos C .推论:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac,cos C =a 2+b 2-c 22ab .变形:b 2+c 2-a 2=2bc cos A ,a 2+c 2-b 2=2ac cos B , a 2+b 2-c 2=2ab cos C .6.面积公式S △ABC =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C .7.解三角形(1)已知两角及一边,利用正弦定理求解.(2)已知两边及一边的对角,利用正弦定理或余弦定理求解,解的情况可能不唯一. (3)已知两边及其夹角,利用余弦定理求解. (4)已知三边,利用余弦定理求解.热点一 三角变换例1 (1)已知sin(α+π3)+sin α=-435,-π2<α<0,则cos(α+2π3)等于( )A .-45B .-35C.45D.35(2)(2014·课标全国Ⅰ)设α∈(0,π2),β∈(0,π2),且tan α=1+sin βcos β,则( )A .3α-β=π2B .2α-β=π2C .3α+β=π2D .2α+β=π2思维启迪 (1)利用和角公式化简已知式子,和cos(α+23π)进行比较.(2)先对已知式子进行变形,得三角函数值的式子,再利用范围探求角的关系. 答案 (1)C (2)B解析 (1)∵sin(α+π3)+sin α=-435,-π2<α<0,∴32sin α+32cos α=-435, ∴32sin α+12cos α=-45, ∴cos(α+2π3)=cos αcos 2π3-sin αsin 2π3=-12cos α-32sin α=45.(2)由tan α=1+sin βcos β得sin αcos α=1+sin βcos β,即sin αcos β=cos α+cos αsin β,∴sin(α-β)=cos α=sin(π2-α).∵α∈(0,π2),β∈(0,π2),∴α-β∈(-π2,π2),π2-α∈(0,π2),∴由sin(α-β)=sin(π2-α),得α-β=π2-α,∴2α-β=π2.思维升华 (1)三角变换的关键在于对两角和与差的正弦、余弦、正切公式,二倍角公式,三角恒等变换公式的熟记和灵活应用,要善于观察各个角之间的联系,发现题目所给条件与恒等变换公式的联系,公式的使用过程要注意正确性,要特别注意公式中的符号和函数名的变换,防止出现张冠李戴的情况.(2)求角问题要注意角的范围,要根据已知条件将所求角的范围尽量缩小,避免产生增解.设函数f (x )=cos(2x +π3)+sin 2x .(1)求函数f (x )的最小正周期和最大值;(2)若θ是第二象限角,且f (θ2)=0,求cos 2θ1+cos 2θ-sin 2θ的值.解 (1)f (x )=cos(2x +π3)+sin 2x =cos 2x cos π3-sin 2x sin π3+1-cos 2x 2=12-32sin 2x .所以f (x )的最小正周期为T =2π2=π,最大值为1+32.(2)因为f (θ2)=0,所以12-32sin θ=0,即sin θ=33,又θ是第二象限角,所以cos θ=-1-sin 2θ=-63. 所以cos 2θ1+cos 2θ-sin 2θ=cos 2θ-sin 2θ2cos 2θ-2sin θcos θ=(cos θ+sin θ)(cos θ-sin θ)2cos θ(cos θ-sin θ)=cos θ+sin θ2cos θ=-63+332×(-63)=6-326=2-24.热点二 解三角形例2 在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,满足a =2sin A ,cos B cos C +2a c +bc =0.(1)求边c 的大小;(2)求△ABC 面积的最大值.思维启迪 (1)将cos B cos C +2a c +bc=0中的边化成角,然后利用和差公式求cos C ,进而求c .(2)只需求ab 的最大值,可利用cos C =a 2+b 2-c 22ab和基本不等式求解.解 (1)∵cos B cos C +2a c +bc =0,∴c cos B +2a cos C +b cos C =0,∴sin C cos B +sin B cos C +2sin A cos C =0, ∴sin A +2sin A cos C =0, ∵sin A ≠0,∴cos C =-12,∵C ∈(0,π)∴C =2π3,∴c =a sin A·sin C = 3.(2)∵cos C =-12=a 2+b 2-32ab ,∴a 2+b 2+ab =3,∴3ab ≤3,即ab ≤1. ∴S △ABC =12ab sin C ≤34.∴△ABC 面积最大值为34.思维升华 三角形问题的求解一般是从两个角度,即从“角”或从“边”进行转化突破,实现“边”或“角”的统一,问题便可突破. 几种常见变形:(1)a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C ;(2)a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C ,其中R 为△ABC 外接圆的半径; (3)sin(A +B )=sin C ,cos(A +B )=-cos C .(1)△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,a sin A sin B +b cos 2A =2a ,则ba 等于( )A. 2 B .2 2 C. 3 D .2 3(2)(2014·江西)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c .若c 2=(a -b )2+6,C =π3,则△ABC 的面积是( )A .3 B.932C.332 D .3 3 答案 (1)A (2)C解析 (1)因为a sin A sin B +b cos 2A =2a ,由正弦定理得sin 2A sin B +sin B cos 2A =2sin A ,即sin B =2sin A , 即sin B sin A =2,b a =sin B sin A= 2. (2)∵c 2=(a -b )2+6,∴c 2=a 2+b 2-2ab +6.①∵C =π3,∴c 2=a 2+b 2-2ab cos π3=a 2+b 2-ab .②由①②得ab =6.∴S △ABC =12ab sin C =12×6×32=332.热点三 正、余弦定理的实际应用例3 (2013·江苏)如图,游客从某旅游景区的景点A 处下山至C 处有两种路径.一种是从A 沿直线步行到C ,另一种是先从A 沿索道乘缆车到B ,然后从B 沿直线步行到C .现有甲、乙两位游客从A 处下山,甲沿AC 匀速步行,速度为50 m/min.在甲出发2 min 后,乙从A 乘缆车到B ,在B 处停留1 min 后,再从B 匀速步行到C .假设缆车匀速直线运动的速度为130 m/min ,山路AC 长为1 260 m ,经测量cos A =1213,cos C =35.(1)求索道AB 的长;(2)问:乙出发多少分钟后,乙在缆车上与甲的距离最短?(3)为使两位游客在C 处互相等待的时间不超过3分钟,乙步行的速度应控制在什么范围内? 思维启迪 (1)直接求sin B ,利用正弦定理求AB .(2)利用余弦定理和函数思想,将甲乙距离表示为乙出发后时间t 的函数.解 (1)在△ABC 中,因为cos A =1213,cos C =35,所以sin A =513,sin C =45.从而sin B =sin [π-(A +C )]=sin(A +C ) =sin A cos C +cos A sin C=513×35+1213×45=6365. 由正弦定理AB sin C =ACsin B,得AB =AC sin B ×sin C =1 2606365×45=1 040(m).所以索道AB 的长为1 040 m.(2)假设乙出发t 分钟后,甲、乙两游客距离为d ,此时,甲行走了(100+50t )m ,乙距离A 处130t m ,所以由余弦定理得d 2=(100+50t )2+(130t )2-2×130t ×(100+50t )×1213=200(37t 2-70t +50),由于0≤t ≤1 040130,即0≤t ≤8,故当t =3537min 时,甲、乙两游客距离最短.(3)由正弦定理BC sin A =ACsin B ,得BC =AC sin B ×sin A =1 2606365×513=500(m).乙从B 出发时,甲已走了50×(2+8+1)=550(m),还需走710 m 才能到达C .设乙步行的速度为v m/min ,由题意得-3≤500v -71050≤3,解得1 25043≤v ≤62514,所以为使两位游客在C 处互相等待的时间不超过3 min ,乙步行的速度应控制在⎣⎡⎦⎤1 25043,62514(单位:m/min)范围内.思维升华 求解三角形的实际问题,首先要准确理解题意,分清已知与所求,关注应用题中的有关专业名词、术语,如方位角、俯角等;其次根据题意画出其示意图,示意图起着关键的作用;再次将要求解的问题归结到一个或几个三角形中,通过合理运用正、余弦定理等有关知识建立数学模型,从而正确求解,演算过程要简练,计算要准确;最后作答.如图,中国渔民在中国南海黄岩岛附近捕鱼作业,中国海监船在A 地侦察发现,在南偏东60°方向的B 地,有一艘某国军舰正以每小时13海里的速度向正西方向的C 地行驶,企图抓捕正在C 地捕鱼的中国渔民.此时,C 地位于中国海监船的南偏东45°方向的10海里处,中国海监船以每小时30海里的速度赶往C 地救援我国渔民,能不能及时赶到?(2≈1.41,3≈1.73,6≈2.45)解 过点A 作AD ⊥BC ,交BC 的延长线于点D .因为∠CAD =45°,AC =10海里,所以△ACD 是等腰直角三角形.所以AD =CD =22AC =22×10=52(海里).在Rt △ABD 中,因为∠DAB =60°,所以BD =AD ×tan 60°=52×3=56(海里). 所以BC =BD -CD =(56-52)(海里).因为中国海监船以每小时30海里的速度航行,某国军舰正以每小时13海里的速度航行,所以中国海监船到达C 点所用的时间t 1=AC 30=1030=13(小时),某国军舰到达C 点所用的时间t 2=BC 13=5×(6-2)13≈5×(2.45-1.41)13=0.4(小时). 因为13<0.4,所以中国海监船能及时赶到.1.求解恒等变换问题的基本思路一角二名三结构,即用化归转化思想“去异求同”的过程,具体分析如下:(1)首先观察角与角之间的关系,注意角的一些常用变换形式,角的变换是三角函数变换的核心.(2)其次看函数名称之间的关系,通常“切化弦”. (3)再次观察代数式的结构特点. 2.解三角形的两个关键点(1)正、余弦定理是实现三角形中边角互化的依据,注意定理的灵活变形,如a =2R sin A ,sin A =a2R (其中2R 为三角形外接圆的直径),a 2+b 2-c 2=2ab cos C 等,灵活根据条件求解三角形中的边与角.(2)三角形的有关性质在解三角形问题中起着重要的作用,如利用“三角形的内角和等于π”和诱导公式可得到sin(A +B )=sin C ,sin A +B 2=cos C2等,利用“大边对大角”可以解决解三角形中的增解问题等.3.利用正弦定理、余弦定理解决实际问题的关键是如何将实际问题转化为数学问题,抽象出三角形模型.真题感悟1.(2013·浙江)已知α∈R ,sin α+2cos α=102,则tan 2α等于( ) A.43 B.34 C .-34 D .-43 答案 C解析 ∵sin α+2cos α=102, ∴sin 2α+4sin α·cos α+4cos 2α=52.用降幂公式化简得:4sin 2α=-3cos 2α,∴tan 2α=sin 2αcos 2α=-34.故选C.2.(2014·江苏)若△ABC 的内角满足sin A +2sin B =2sin C ,则cos C 的最小值是________. 答案 6-24解析 由sin A +2sin B =2sin C ,结合正弦定理得a +2b =2c .由余弦定理得cos C =a 2+b 2-c 22ab=a 2+b 2-(a +2b )242ab =34a 2+12b 2-2ab 22ab≥2⎝⎛⎭⎫34a 2⎝⎛⎭⎫12b 2-2ab 22ab =6-24,故6-24≤cos C <1,且3a 2=2b 2时取“=”.故cos C 的最小值为6-24.押题精练1.在△ABC 中,已知tan A +B2=sin C ,给出以下四个结论: ①tan Atan B=1;②1<sin A +sin B ≤2;③sin 2A +cos 2B =1;④cos 2A +cos 2B =sin 2C . 其中一定正确的是( )A .①③B .②③C .①④D .②④ 答案 D解析 依题意,tan A +B2=sinA +B 2cos A +B 2=2sin A +B 2cos A +B22cos2A +B 2=sin (A +B )1+cos (A +B )=sin C 1+cos (A +B )=sin C . ∵sin C ≠0,∴1+cos(A +B )=1,cos(A +B )=0.∵0<A +B <π,∴A +B =π2,即△ABC 是以角C 为直角的直角三角形.对于①,由tan Atan B=1,得tan A =tan B ,即A =B ,不一定成立,故①不正确;对于②,∵A +B =π2,∴sin A +sin B =sin A +cos A =2sin(A +π4),∴1<sin A +sin B ≤2,故②正确; 对于③,∵A +B =π2,∴sin 2A +cos 2B =sin 2A +sin 2A =2sin 2A ,其值不确定,故③不正确;对于④,∵A +B =π2,∴cos 2A +cos 2B =cos 2A +sin 2A =1=sin 2C ,故④正确.2.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,q =(2a,1),p =(2b -c ,cos C ),且q ∥p . (1)求sin A 的值;(2)求三角函数式-2cos 2C1+tan C+1的取值范围.解 (1)∵q =(2a,1),p =(2b -c ,cos C )且q ∥p ,∴2b -c =2a cos C , 由正弦定理得2sin A cos C =2sin B -sin C ,又sin B =sin(A +C )=sin A cos C +cos A sin C , ∴12sin C =cos A sin C . ∵sin C ≠0,∴cos A =12,又∵0<A <π,∴A =π3,∴sin A =32.(2)原式=-2cos 2C 1+tan C+1=1-2(cos 2C -sin 2C )1+sin C cos C=1-2cos 2C +2sin C cos C =sin 2C -cos 2C =2sin(2C -π4),∵0<C <23π,∴-π4<2C -π4<1312π,∴-22<sin(2C -π4)≤1,∴-1<2sin(2C -π4)≤2,即三角函数式-2cos 2C1+tan C+1的取值范围为(-1,2].(推荐时间:60分钟)一、选择题1.(2014·浙江)为了得到函数y =sin 3x +cos 3x 的图象,可以将函数y =2cos 3x 的图象( )A .向右平移π4个单位B .向左平移π4个单位C .向右平移π12个单位D .向左平移π12个单位答案 C解析 因为y =sin 3x +cos 3x =2sin(3x +π4)=2sin[3(x +π12)],又y =2cos 3x =2sin(3x +π2)=2sin[3(x +π6)],所以应由y =2cos 3x 的图象向右平移π12个单位得到.2.已知α∈(π2,π),sin(α+π4)=35,则cos α等于( )A .-210 B.7210C .-210或7210D .-7210答案 A解析 ∵α∈(π2,π),∴α+π4∈(34π,54π),∵sin(α+π4)=35,∴cos(α+π4)=-45,∴cos α=cos(α+π4-π4)=cos(α+π4)cos π4+sin(α+π4)sin π4=-45×22+35×22=-210.3.在△ABC 中,若sin C sin A =3,b 2-a 2=52ac ,则cos B 的值为( )A.13B.12C.15D.14 答案 D解析 由正弦定理:c a =sin C sin A=3,由余弦定理:cos B =a 2+c 2-b 22ac =c 2-52ac2ac =12×c a -54=32-54=14.4.(2013·陕西)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b cos C +c cos B =a sin A ,则△ABC 的形状为( ) A .锐角三角形 B .直角三角形C .钝角三角形D .不确定答案 B解析 由b cos C +c cos B =a sin A ,得sin B cos C +sin C cos B =sin 2A ,即sin(B +C )=sin 2A ,所以sin A =1,由0<A <π,得A =π2,所以△ABC 为直角三角形. 5.已知tan β=43,sin(α+β)=513,其中α,β∈(0,π),则sin α的值为( ) A.6365 B.3365C.1365D.6365或3365答案 A解析 依题意得sin β=45,cos β=35.注意到sin(α+β)=513<sin β,因此有α+β>π2(否则,若α+β≤π2,则有0<β<α+β≤π2,0<sin β<sin(α+β),这与“sin(α+β)<sin β”矛盾),则cos(α+β)=-1213,sin α=sin[(α+β)-β]=sin(α+β)cos β-cos(α+β)sin β=6365. 6.已知△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c ,且tan B =2-3a 2-b 2+c2,BC →·BA →=12,则tan B 等于( )A.32B.3-1 C .2 D .2- 3答案 D解析 由题意得,BC →·BA →=|BC →|·|BA →|cos B=ac cos B =12,即cos B =12ac, 由余弦定理, 得cos B =a 2+c 2-b 22ac =12ac⇒a 2+c 2-b 2=1, 所以tan B =2-3a 2-b 2+c 2=2-3,故选D. 二、填空题7.已知tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=12,且-π2<α<0,则2sin 2α+sin 2αcos ⎝⎛⎭⎫α-π4=________. 答案 -255解析 由tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan α+11-tan α=12, 得tan α=-13. 又-π2<α<0,可得sin α=-1010.故2sin 2α+sin 2αcos ⎝⎛⎭⎫α-π4=2sin α(sin α+cos α)22(sin α+cos α) =22sin α=-255. 8.在△ABC 中,内角A 、B 、C 的对边长分别为a 、b 、c ,已知a 2-c 2=2b ,且sin A cos C =3cos A sin C ,则b =________.答案 4解析 由sin A cos C =3cos A sin C 得:a 2R ·a 2+b 2-c 22ab =3·b 2+c 2-a 22bc ·c 2R , ∴a 2+b 2-c 2=3(b 2+c 2-a 2),a 2-c 2=b 22, 解方程组:⎩⎪⎨⎪⎧a 2-c 2=2b a 2-c 2=b 22,∴b =4. 9.已知0<α<π2<β<π,cos(β-π4)=13,sin(α+β)=45,则cos(α+π4)=________. 答案 82-315解析 因为0<α<π2<β<π, 所以π4<β-π4<3π4,π2<α+β<3π2. 所以sin(β-π4)>0,cos(α+β)<0. 因为cos(β-π4)=13,sin(α+β)=45, 所以sin(β-π4)=223,cos(α+β)=-35. 所以cos(α+π4)=cos[(α+β)-(β-π4)] =cos(α+β)cos(β-π4)+sin(α+β)sin(β-π4) =-35×13+45×223=82-315. 10.如图,嵩山上原有一条笔直的山路BC ,现在又新架设了一条索道AC ,小李在山脚B 处看索道AC ,发现张角∠ABC =120°;从B 处攀登400米到达D 处,回头看索道AC ,发现张角∠ADC =150°;从D 处再攀登800米方到达C 处,则索道AC 的长为________米.答案 40013解析 如题图,在△ABD 中,BD =400米,∠ABD =120°.因为∠ADC =150°,所以∠ADB =30°.所以∠DAB =180°-120°-30°=30°.由正弦定理,可得BD sin ∠DAB =AD sin ∠ABD. 所以400sin 30°=AD sin 120°,得AD =4003(米). 在△ADC 中,DC =800米,∠ADC =150°,由余弦定理,可得AC 2=AD 2+CD 2-2×AD ×CD ×cos ∠ADC=(4003)2+8002-2×4003×800×cos 150°=4002×13,解得AC =40013(米).故索道AC 的长为40013米.三、解答题11.(2014·安徽)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对边的长分别是a ,b ,c ,且b =3,c =1,A =2B .(1)求a 的值;(2)求sin ⎝⎛⎭⎫A +π4的值. 解 (1)因为A =2B ,所以sin A =sin 2B =2sin B cos B .由正、余弦定理得a =2b ·a 2+c 2-b 22ac. 因为b =3,c =1,所以a 2=12,a =2 3.(2)由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc =9+1-126=-13. 由于0<A <π,所以sin A =1-cos 2A =1-19=223. 故sin ⎝⎛⎭⎫A +π4=sin A cos π4+cos A sin π4=223×22+⎝⎛⎭⎫-13×22=4-26. 12.已知函数f (x )=4cos ωx ·sin(ωx -π6)+1(ω>0)的最小正周期是π. (1)求f (x )的单调递增区间;(2)求f (x )在[π8,3π8]上的最大值和最小值. 解 (1)f (x )=4cos ωx ·sin(ωx -π6)+1 =23sin ωx cos ωx -2cos 2ωx +1=3sin 2ωx -cos 2ωx =2sin(2ωx -π6). 最小正周期是2π2ω=π,所以,ω=1, 从而f (x )=2sin(2x -π6). 令-π2+2k π≤2x -π6≤π2+2k π,k ∈Z . 解得-π6+k π≤x ≤π3+k π,k ∈Z . 所以函数f (x )的单调递增区间为[-π6+k π,π3+k π](k ∈Z ).(2)当x ∈[π8,3π8]时,2x -π6∈[π12,7π12], f (x )=2sin(2x -π6)∈[6-22,2], 所以f (x )在[π8,3π8]上的最大值和最小值分别为2,6-22. 13.已知角A 、B 、C 是△ABC 的三个内角,若向量m =(1-cos(A +B ),cos A -B 2),n =(58,cos A -B 2),且m ·n =98. (1)求tan A tan B 的值;(2)求ab sin C a 2+b 2-c 2的最大值. 解 (1)m ·n =58-58cos(A +B )+cos 2A -B 2=98-18cos A cos B +98sin A sin B =98, ∴cos A cos B =9sin A sin B 得tan A tan B =19. (2)tan(A +B )=tan A +tan B 1-tan A tan B =98(tan A +tan B )≥98·2tan A tan B =34. (∵tan A tan B =19>0, ∴A ,B 均是锐角,即其正切值均为正)ab sin C a 2+b 2-c 2=sin C 2cos C =12tan C =-12tan(A +B )≤-38, 所求最大值为-38.。
高考数学两角和与差的正弦、余弦和正切公式
11 4 3 3 .已知 cos(2α - β) =- , sin(α - 2β) = , 14 7 π π 0<β< <α< .则 cos(α+β)的值为________. 4 2
11 π 解析:∵cos(2α-β)=- 且 <2α-β<π, 14 4 5 3 ∴sin(2α-β)= . 14 ∵sin(α-2β)= 4 3 π π 且- <α-2β< , 7 4 2
1 ∴cos(α-2β)= , 7 ∴cos(α+β)=cos[(2α-β)-(α-2β)] =cos(2α-β)cos(α-2β)+sin(2α-β)sin(α-2β) 11 1 5 3 4 3 1 =- × + × = . 14 7 14 7 2 1 答案: 2
考点一
三角函数公式的基本应用 基础送分型考点——自主练透
7 答案:- 9
2. 在△ABC 中, 若 tan Atan B= tan A+tan B+1, 则 cos C 的值为________.
解析: 由 tan Atan B= tan A+ tan B+ 1, tan A+ tan B 可得 =- 1, 1- tan Atan B 即 tan(A+ B)=- 1,又 A+ B∈ (0, π), 3π 所以 A+ B= , 4 π 2 则 C= , cos C= . 4 2 2 答案: 2
4. 已知
π 2 π 3 tanα- = , tan +β= , 则 6 7 6 5
tan(α+ β)= ________.
π π 解析: tan(α+ β)=tanα- + + β 6 6 π π 3 2 tan α- + tan + β + 6 6 7 5 = = = 1. 3 2 π π 1- tan α- · tan + β 1-7×5 6 6
两角和差的正弦余弦正切公式
两角和差的正弦余弦正切公式两角和差的正弦、余弦、正切公式是解决三角函数的运算中的常用工具。
它们可以通过已知两个角的三角函数值来求解它们的和或差的三角函数值。
这些公式在数学、物理、工程等领域中都有广泛的应用。
下面将详细介绍这些公式,以及它们的推导和应用。
1.两角和差的正弦公式sin(A ± B) = sin(A)cos(B) ± cos(A)sin(B)其中A和B为任意两个角。
为了推导这个公式,我们可以使用三角函数的和差角公式:sin(A ± B) = sin(A)cos(B) ± cos(A)sin(B)cos(A ± B) = cos(A)cos(B) ∓ sin(A)sin(B)通过观察可以发现,两角和差的正弦公式可以通过将cos(A ± B)公式正负号变化得到。
2.两角和差的余弦公式cos(A ± B) = cos(A)cos(B) ∓ sin(A)sin(B)其中A和B为任意两个角。
可以看到,这个公式可以通过将sin(A ± B)的公式正负号变化得到。
3.两角和差的正切公式tan(A ± B) = (tan(A) ± tan(B))/(1 ∓ tan(A)tan(B))其中A和B为任意两个角。
这个公式可以通过两角和差的正弦公式和余弦公式相除得到。
使用公式sin(A)/cos(A) = tan(A)和cos(A)cos(B) -sin(A)sin(B)=cos(A+B)得到。
这些公式在解决三角函数运算中有着广泛的应用。
例如,我们可以将它们用于证明或求解三角恒等式。
以下是一些常见的应用示例:1.求两个特定角的正弦、余弦或正切值的和或差的问题。
例如,已知sin(A) = 0.6,cos(B) = 0.8,求sin(A+B)的值。
根据两角和差的正弦公式,我们可以有:sin(A+B) = sin(A)cos(B) + cos(A)sin(B)= 0.6*0.8 + cos(A)*sin(B)如果我们已经知道了cos(A)和sin(B)的值,就可以计算出sin(A+B)的值。
两角和与差的正弦、 余弦、正切公式(第3课时)高一数学(沪教版2020必修第二册)
于是有 asin α + bcos α =
(sin α cos φ +cos α sin φ )
课本练习
练习 6. 2 ( 3 ) 1. 在 △ ABC 中 , 已知 cos A = 求 sin C和 cos C的值 .
cosB=
求 sin ( α + β ) 和 cos ( α + β ) 的值 , 并判断 α + β 是第几象限的角 . 3. 把下列各式化为 Asin ( α + φ )( A >0 ) 的形式 :
第 6 章 三角
6.2两角和与差的正弦、 余弦、 正切公式(第3课时)
知识回顾 两角和与差的正弦公式
两角和与差的正切公式
例 8 若 △ ABC 不是直角三角形 , 求证 : tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC
解 设以x轴正半轴为始边 、OA为终边的角为 θ
例 10 把下列各式化为 Asin ( α + φ )( A>0 ) 的 形式 :
A 2
tan
C 2
tan
B 2
tan
2
B 2
1
tan
A 2
tan
C 2
tan
A 2
tan
C 2
1 tan A tan C tan A tan C 1 右边; 22 22
所以原式成立;
2、把下列各式化为 Asin( ) ( A 0) 的形式:
(1) 2(sin x cos x)
(2) 2 4
整理得:tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC;
(2)因为A、B、C是△ABC的三个内角,所以A+B+C=π, 从而有 A C B
第五节 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
第五节两角和与差的正弦、余弦和正切公式1.两角和与差的正弦、余弦和正切公式(1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β(异名相乘、加减一致); (2)cos(α∓β)=cos αcos β±sin αsin β(同名相乘、加减相反); (3)tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β(两式相除、上同下异).(1)二倍角公式就是两角和的正弦、余弦、正切中α=β的特殊情况.(2)二倍角是相对的,如:α2是α4的2倍,3α是3α2的2倍.2.二倍角的正弦、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.[熟记常用结论]1.公式的常用变式:tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β);tan α·tan β=1-tan α+tan βtan (α+β)=tan α-tan βtan (α-β)-1.2.降幂公式:sin 2α=1-cos 2α2;cos 2α=1+cos 2α2;sin αcos α=12sin 2α. 3.升幂公式:1+cos α=2cos 2α2;1-cos α=2sin 2α2;1+sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α22;1-sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2-cos α22. 4.常用拆角、拼角技巧:例如,2α=(α+β)+(α-β);α=(α+β)-β=(α-β)+β;β=α+β2-α-β2=(α+2β)-(α+β);α-β=(α-γ)+(γ-β);15°=45°-30°;π4+α=π2-⎝⎛⎭⎫π4-α等. 5.辅助角公式:一般地,函数f (α)=a sin α+b cos α(a ,b 为常数)可以化为f (α)=a 2+b 2sin(α+φ)⎝⎛⎭⎫其中tan φ=b a 或f (α)=a 2+b 2cos(α-φ)⎝⎛⎭⎫其中tan φ=ab . [小题查验基础]一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(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)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.( )(4)存在实数α,使tan 2α=2tan α.( ) 答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)√ 二、选填题1.cos 18°cos 42°-cos 72°sin 42°=( ) A .-32B.32C .-12D.12解析:选D 原式=cos 18°cos 42°-sin 18°sin 42°=cos(18°+42°)=cos 60°=12.2.若cos α=-45,α是第三象限的角,则sin ⎝⎛⎭⎫α+π4等于( ) A .-210 B.210C .-7210D.7210解析:选C ∵α是第三象限角, ∴sin α=-1-cos 2α=-35,∴sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=-35×22+⎝⎛⎭⎫-45×22=-7210. 3.已知tan α=2,所以tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=( ) A.14 B.13 C.12D .-3解析:选B ∵tan α=2,∴tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=tan α-11+tan α=13. 4.已知cos x =34,则cos 2x =________.解析:∵cos x =34,∴cos 2x =2cos 2x -1=18.答案:185.若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β=________.解析:tan β=tan [(α+β)-α]=tan (α+β)-tan α1+tan (α+β)tan α=12-131+12×13=17.答案:17考点一公式的直接应用[基础自学过关][题组练透]1.已知sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,tan(π-β)=12,则tan(α-β)的值为( ) A .-211B.211C.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.已知sin α=13+cos α,且α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos 2αsin ⎝⎛⎭⎫α+π4的值为( ) A .-23B.23C .-13D.13解析:选A 因为sin α=13+cos α,即sin α-cos α=13,所以cos 2αsin ⎝⎛⎭⎫α+π4=cos 2α-sin 2αsin αcos π4+cos αsin π4=(cos α-sin α)(cos α+sin α)22(sin α+cos α)=-1322=-23,故选A.3.设sin 2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan 2α的值是________. 解析:∵sin 2α=2sin αcos α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π, ∴cos α=-12,∴sin α=32,tan α=-3,∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=-231-(-3)2= 3. 答案: 34.已知cos ⎝⎛⎭⎫x -π4=210,x ∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4. (1)求sin x 的值; (2)求cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的值. 解:(1)因为x ∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4, 所以x -π4∈⎝⎛⎭⎫π4,π2, sin ⎝⎛⎭⎫x -π4= 1-cos 2⎝⎛⎭⎫x -π4=7210.sin x =sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x -π4+π4=sin ⎝⎛⎭⎫x -π4cos π4+cos ⎝⎛⎭⎫x -π4·sin π4=7210×22+210×22=45. (2)因为x ∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4, 故cos x =-1-sin 2x =-1-⎝⎛⎭⎫452=-35, sin 2x =2sin x cos x =-2425,cos 2x =2cos 2x -1=-725.所以cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3=cos 2x cos π3-sin 2x sin π3=-725×12+2425×32=243-750.[名师微点]三角函数公式的应用策略(1)使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征. (2)使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值. 考点二三角函数公式的逆用与变形用[师生共研过关][典例精析](1)在△ABC 中,若tan A tan B =tan A +tan B +1,则cos C =________. (2)sin 10°1-3tan 10°=________. (3)化简sin 235°-12cos 10°cos 80°=________.[解析] (1)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,又因为A +B ∈(0,π), 所以A +B =3π4,则C =π4,cos C =22.(2)sin 10°1-3tan 10°=sin 10°cos 10°cos 10°-3sin 10° =2sin 10°cos 10°4⎝⎛⎭⎫12cos 10°-32sin 10°=sin 20°4sin (30°-10°)=14.(3)sin 235°-12cos 10°cos 80°=1-cos 70°2-12cos 10°sin 10° =-12cos 70°12sin 20°=-1.[答案] (1)22 (2)14(3)-1 [解题技法]两角和、差及倍角公式的逆用和变形用的应用技巧(1)逆用公式应准确找出所给式子与公式的异同,创造条件逆用公式. (2)和差角公式变形:sin αsin β+cos(α+β)=cos αcos β,cos αsin β+sin(α-β)=sin αcos β, tan α±tan β=tan(α±β)·(1∓tan α·tan β). (3)倍角公式变形:降幂公式.[提醒] tan αtan β,tan α+tan β(或tan α-tan β),tan(α+β)(或tan(α-β))三者中可以知二求一,且常与一元二次方程根与系数的关系结合命题.[过关训练]1.(2019·西安模拟)已知sin 2α=23,则cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=( ) A.16 B .-16C.12D.23解析:选A cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=1+cos 2⎝⎛⎭⎫α+π42=1-sin 2α2,∵sin 2α=23,∴cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=1-232=16. 2.(2018·益阳模拟)已知cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435,则sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6=________. 解析:由cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435, 可得32cos α+12sin α+sin α=435, 即32sin α+32cos α=435, ∴3sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=435,即sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=45, ∴sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6=-sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=-45. 答案:-45考点三公式的灵活应用[全析考法过关][考法全析]考法(一) 角的变换[例1] (1)(2019·开封模拟)已知cos ⎝⎛⎭⎫x -π6=13,则cos x +cos ⎝⎛⎭⎫x -π3=( ) A.32B. 3C.12D.33(2)(2019·南昌模拟)设α为锐角,若cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=-13,则sin ⎝⎛⎭⎫2α+π12的值为( ) A.725 B.72-818C .-17250D.25[解析] (1)cos x +cos ⎝⎛⎭⎫x -π3=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x -π6+π6+cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x -π6-π6=2cos ⎝⎛⎭⎫x -π6cos π6=33. (2)∵α为锐角,∴0<α<π2,π6<α+π6<2π3,设β=α+π6,由cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=-13,得sin β=223,sin 2β=2sin βcos β=-429,cos 2β=2cos 2β-1=-79,∴sin ⎝⎛⎭⎫2α+π12=sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3-π4=sin ⎝⎛⎭⎫2β-π4=sin 2βcos π4-cos 2βsin π4=⎝⎛⎭⎫-429×22-⎝⎛⎭⎫-79×22=72-818.[答案] (1)D (2)B考法(二) 三角函数式的变化[例2] (1)化简:(1+sin θ+cos θ)⎝⎛⎭⎫sin θ2-cos θ22+2cos θ(0<θ<π).(2)求值:1+cos 20°2sin 20°-sin 10°⎝⎛⎭⎫1tan 5°-tan 5°. [解] (1)由θ∈(0,π),得0<θ2<π2,∴cos θ2>0,∴2+2cos θ=4cos 2θ2=2cos θ2.又(1+sin θ+cos θ)⎝⎛⎭⎫sin θ2-cos θ2 =⎝⎛⎭⎫2sin θ2cos θ2+2cos 2θ2⎝⎛⎭⎫sin θ2-cos θ2 =2cos θ2⎝⎛⎭⎫sin 2θ2-cos 2θ2 =-2cos θ2cos θ,故原式=-2cos θ2cos θ2cosθ2=-cos θ.(2)原式=2cos 210°2×2sin 10°cos 10°-sin 10°⎝⎛⎭⎫cos 5°sin 5°-sin 5°cos 5° =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.[规律探求]1.已知tan θ+1tan θ=4,则cos 2⎝⎛⎭⎫θ+π4=( )A.12 B.13 C.14D.15解析:选C 由tan θ+1tan θ=4,得sin θcos θ+cos θsin θ=4,即sin 2θ+cos 2θsin θcos θ=4,∴sin θcos θ=14,∴cos 2⎝⎛⎭⎫θ+π4=1+cos ⎝⎛⎭⎫2θ+π22=1-sin 2θ2=1-2sin θcos θ2=1-2×142=14. 2.(2018·济南一模)若sin ⎝⎛⎭⎫A +π4=7210,A ∈⎝⎛⎭⎫π4,π,则sin A 的值为( ) A.35 B.45 C.35或45D.34解析:选B ∵A ∈⎝⎛⎭⎫π4,π,∴A +π4∈⎝⎛⎭⎫π2,5π4, ∴cos ⎝⎛⎭⎫A +π4=- 1-sin 2⎝⎛⎭⎫A +π4=-210, ∴sin A =sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫A +π4-π4 =sin ⎝⎛⎭⎫A +π4cos π4-cos ⎝⎛⎭⎫A +π4sin π4=45.。
