2016-2017学年高中数学人教A版必修四 第三章 三角恒等变换 学业分层测评21 Word版含答案
高中数学 第三章 三角恒等变换 3.1.2 倍角公式及其应用测标题(无答案)新人教A版必修4(20

山西省忻州市2016-2017学年高中数学 第三章 三角恒等变换 3.1.2 倍角公式及其应用测标题(无答案)新人教A版必修4
1 山西省忻州市2016-2017学年高中数学 第三章 三角恒等变换 3.1.2 倍角
公式及其应用测标题(无答案)新人教A版必修4
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2 倍角公式及其应用
一.选择题(每小题5分,共30分) 1.若sinα+cosα=-错误!,则sin2α= ( )
A.1 B.2 C.1 D。2 2.(cos错误!-sin错误!) (cos错误! + sin错误!) 的值为 ( ) A.错误! B.错误! C。 错误! D. 错误!
3.已知sinα=错误! , 2π〈α<3π,那么sin错误!+cos错误!等于 ( ) A.错误! B.错误! C.错误! D.错误!
4.已知x∈(-错误!,0), cosx=错误! ,则tan2x= ( ) A.错误! B.错误! C.错误! D.错误!
5.若tan3,则sin2cos2的值为 ( ) A. 57 B。 75 C。 75 D. 57 6.若x∈(—错误!,错误!),且cos(错误!-x)= - 错误!,则cos2x等于 ( ) A.错误! B.错误! C.错误! D.错误!
高一数学人教A版必修4课件:第三章 三角恒等变换

当 t=12时,ymax=54;
当 t=- 2时,ymin=- 2-1.
∴函数的值域为-
2-1,54.
理网络·明结构
跟踪训练2 求函数f(x)=sin x+cos x+sin x·cos x,x∈R的最值及
取到最值时x的值.
解 设sin x+cos x=t,
则 t=sin x+cos x=
=右边. 2x
∴tan
32x-tan
2x=cos
2sin x x+cos
. 2x
理网络·明结构
跟踪训练 3 已知 cosπ4+x=35,1172π<x<74π,求sin12-x+ta2nsxin2x的值.
解
sin
2x+2sin2x sin =
2x+2sinco2xscxos
x
1-tan x
1+tan x
理网络·明结构
例 1 已知 α、β 为锐角,cos α=45,tan(α-β)=-13,求 cos β 的值. 解 ∵α 是锐角,cos α=45,∴sin α=35,tan α=34. ∴tan β=tan[α-(α-β)]=1t+antαan-αttaannαα--ββ=193.
∵β 是锐角,故 cos β=95010.
理网络·明结构
例2 求函数y=sin x+sin 2x-cos x(x∈R)的值域. 解 令sin x-cos x=t, 则由 t= 2sinx-π4知 t∈[- 2, 2], 又sin 2x=1-(sin x-cos x)2=1-t2. ∴y=(sin x-cos x)+sin 2x=t+1-t2 =-t-122+54.
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2016-2017学年高中数学人教B版必修四学业分层测评 第

学业分层测评(二十七)(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.若sin α=3cos α,则sin 2αcos 2α=( )A.2B.3C.4D.6【解析】 sin 2αcos 2α=2sin αcos αcos 2α=2sin αcos α=6cos αcos α=6.【答案】 D2.(2016·铁岭高一检测)已知sin α=23,则cos(π-2α)=( )A.-53B.-19C.19D.53【解析】 因为sin α=23,所以cos(π-2α)=-cos 2α=-(1-2sin 2 α)=-1+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫232=-19. 【答案】 B3.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan 2α=( )A.-34B.34C.-43D.43 【解析】 因为sin α+cos αsin α-cos α=12, 整理得tan α=-3,所以tan 2α=2tan α1-tan 2 α=2×(-3)1-(-3)2=34. 【答案】 B4.(2016·沈阳高一检测)若sin x ·tan x <0,则1+cos 2x 等于( ) A.2cos xB.-2cos xC.2sin xD.-2sin x 【解析】 因为sin x ·tan x <0,所以x 为第二、三象限角,所以cos x <0, 所以1+cos 2x =2cos 2 x =2|cos x | =-2cos x .【答案】 B5.已知cos 2x 2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=15,则sin 2x =( ) A.-2425 B.-45C.2425D.255 【解析】 ∵cos 2x 2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=15, ∴cos 2x -sin 2x cos x -sin x =15, ∴cos x +sin x =15,∴1+sin 2x =125, ∴sin 2x =-2425.【答案】 A二、填空题6.(2016·广州高一检测)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =35,则sin 2x 的值等于________. 【解析】 法一:∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =35, ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫352=725, ∴sin 2x =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =725. 法二:由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =35,得22(sin x -cos x )=-35,∴sin x -cos x =-325,两边平方得1-sin 2x =1825,∴sin 2x =725.【答案】 7257.已知sin 2α=14,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,则cos α-sin α=________. 【导学号:72010086】【解析】 因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,所以sin α>cos α即cos α-sin α<0,又sin 2α=14,则有cos α-sin α=-(cos α-sin α)2=-1-sin 2α=-1-14=-32.【答案】 -32三、解答题 8.化简:tan 70°cos 10°(3tan 20°-1).【解】 原式=sin 70°cos 70°·cos 10°·⎝ ⎛⎭⎪⎫3sin 20°cos 20°-1 =sin 70°cos 70°·cos 10°·3sin 20°-cos 20°cos 20°=sin 70°cos 70°·cos 10°·2sin (-10°)cos 20°=-sin 70°cos 70°·sin 20°cos 20°=-1.9.求证:(1)1sin 10°-3cos 10°=4; (2)3tan 12°-3sin 12°(4cos 212°-2)=-4 3. 【证明】 (1)左边=cos 10°-3sin 10°sin 10°cos 10°=2⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 10°-32sin 10°12sin 20°=4sin (30°-10°)sin 20°=4=右边.所以原等式成立.(2)左边=3sin 12°-3cos 12°cos 12°2sin 12°(2cos 212°-1)=23⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin 12°-32cos 12°2sin 12°cos 12°cos 24° =23sin (12°-60°)sin 24°cos 24°=-23sin 48°12sin 48°=-43=右边. 所以原等式成立.[能力提升]1.(2016·牡丹江一中期末)已知α,β均为锐角,且3sin α=2sin β,3cos α+2cos β=3,则α+2β的值为( )A.π3B.π2C.2π3D.π【解析】 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ sin α=23sin β, ①cos α=1-23cos β, ②①2+②2得cos β=13,cos α=79,由α,β均为锐角知,sin β=223,sin α=429, ∴tan β=22,tan α=427,∴tan 2β=-427,∴tan(α+2β)=0,又α+2β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,32π, ∴α+2β=π.故选D.【答案】 D2.(2014·江苏高考)已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,sin α=55. (1)求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α的值; (2)求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-2α的值. 【解】 (1)由题意知cos α =-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫552=-255, 所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α =sin π4cos α+cos π4sin α=22×⎝⎛⎭⎪⎫-255+22×55 =-1010.(2)sin 2α=2sin αcos α=-45,cos 2α=2cos 2 α-1=35,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-2α =cos 5π6cos 2α+sin 5π6sin 2α=-32×35+12×⎝⎛⎭⎪⎫-45=-33+410.。
高中数学 第三章 三角恒等变换 3_1-3_1.3 二倍角的正弦、余弦、正切公式练习 新人教A版必修4

3.1.3 二倍角的正弦、余弦、正切公式A 级 基础巩固一、选择题1.sin 15°sin 75° 的值为( ) A.12 B.32 C.14 D.34解析:原式=sin 15°cos 15°=12(2sin 15°cos 15°)=12sin 30°=14. 答案:C2.已知sin α=23,则cos (π-2α)=( ) A .-53 B .-19 C.19 D.53 解析:因为sin α=23, 所以cos (π-2α)=-cos 2α=-(1-2sin 2 α)=-1+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫232=-19. 答案:B3.1-sin 24°等于( )A.2cos 12° B .2cos 12° C .cos 12°-sin 12° D .sin 12°-cos 12°解析:1-sin 24°=sin 2 12°-2sin 12°cos12°+cos 212°= (sin 12°-cos 12°)2=|sin 12°-cos 12°|=cos 12°-sin 12°.答案:C4.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=14,则sin 2α的值为( )A.78 B .-78 C.34 D .-34解析:因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=14,所以sin 2α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π2=-cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=1-2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=1-116×2=78.答案:A5.若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,且sin 2 α+cos 2α=14,则tan α的值等于()A.22 B.33 C. 2 D.3解析:因为sin 2 α+cos 2α=14,所以sin 2 α+cos 2 α-sin 2 α=cos 2 α=14所以cos α=±12.又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以cos α=12,sin α=32.所以tan α= 3.答案:D二、填空题 6.已知tan α=-13,则sin 2α -cos 2 α1+cos 2α=________. 解析:sin 2α-cos 2 α1+cos 2α=2sin αcos α-cos 2 α1+2cos 2α-1= 2sin αcos α-cos 2 α2cos 2 α=tan α-12=-56. 答案:-56 7.已知sin θ2+cos θ2=233,那么sin θ=________,cos 2θ=________. 解析:因为sin θ2+cos θ2=233, 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θ2+cos θ22=43, 即1+2sin θ2cos θ2=43,所以sin θ=13, 所以cos 2θ=1-2sin 2 θ=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫132=79. 答案:13 798.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =35,则sin 2x 的值等于________. 解析:法一:因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =35,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫352=725, 所以 sin 2x =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =725. 法二:由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =35,得22(sin x -cos x )=-35, 所以sin x -cos x =-325,两边平方得 1-sin 2x =1825, 所以sin 2x =725. 答案:725三、解答题9.化简:tan 70°cos 10°(3tan 20°-1). 解:原式sin 70°cos 70°·cos 10°·⎝ ⎛⎭⎪⎫3sin 20°cos 20°-1= sin 70°cos 70°·cos 10°·3sin 20°-cos 20°cos 20°= sin 70°cos 70°·cos 10°·2sin (-10°)cos 20°= -sin 70°cos 70°·sin 20°cos 20°=-1. 10.已知tan α=17,tan β=13,并且α、 β均为锐角,求α+2 β的值. 解:因为tan β=13,所以tan 2 β=2tan β1-tan 2 β=2×131-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=34,所以tan(α+2 β )=tan α+tan 2 β1-tan αtan 2 β=17+341-17×34=1. 0<tan α=17<1,0<tan β=13<1, 又已知α, β均为锐角,所以0<α<π4,0< β <π4,0<2 β <π2, 所以0<α+2 β <3π4. 又tan(α+2 β )=1,所以α+2 β=π4. B 级 能力提升1.函数y =12sin 2x +sin 2 x ,x ∈R 的值域是( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,32 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,12 C.⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-22+12,22+12 D.⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-22-12,22-12 解析:y =12sin 2x +1-cos 2x 2= 22⎝⎛⎭⎪⎪⎫22sin 2x -22cos 2x +12= 22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4+12. 因为x ∈R,所以2x -π4∈R ,sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4∈[-1,1], 所以函数y 的值域是⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-22+12,22+12.答案:C2.已知等腰三角形底角的余弦值等于45,则这个三角形顶角的正弦值为________. 解析:设此三角形的底角为α,顶角为 β,则cos α=45,sin α=35, 所以sin β=sin (π-2α)=sin 2α=2sin αcos α=2×35×45=2425. 答案:24253.(2014·江苏卷)已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,sin α=55. (1)求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α的值; (2)求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-2α的值. 解:(1)由题意知cos α=- 1-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫552=-255, 所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=sin π4cos α+cos π4sin α= 22×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-255+22×55=-1010. (2)sin 2α=2sin αcos α=-45, cos 2α=2cos 2 α-1=35, 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-2α=cos 5π6cos 2α+sin 5π6sin 2α=-32×35+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-45=-33+410.。
高中数学 第三章 三角恒等变换 3.1.3 二倍角的正弦、

3.1.3 二倍角的正弦、余弦、正切公式[提出问题]问题1:在公式C (α+β),S (α+β)和T (α+β)中,若α=β,公式还成立吗? 提示:成立.问题2:在上述公式中,若α=β,你能得到什么结论?提示:cos 2α=cos 2α-sin 2α,sin 2α=2sin αcos α,tan 2α=2tan α1-tan 2α. [导入新知]二倍角公式[化解疑难] 细解“倍角公式”(1)要注意公式运用的前提是所含各三角函数有意义.(2)倍角公式中的“倍角”是相对的,对于两个角的比值等于2的情况都成立,如6α是3α的2倍,3α是3α2的2倍.这里蕴含着换元思想.这就是说,“倍”是相对而言的,是描述两个数量之间的关系的.(3)注意倍角公式的灵活运用,要会正用、逆用、变形用.[例1] (1)sin π12cos π12;(2)1-2sin 2750°;(3)2tan 150°1-tan 2150°;(4)1sin 10°-3cos 10°; (5)cos 20°cos 40°cos 80°.[解] (1)原式=2sin π12cos π122=sinπ62=14.(2)原式=cos(2×750°)=cos 1 500° =cos(4×360°+60°)=cos 60°=12.(3)原式=tan(2×150°)=tan 300°=tan(360°-60°)=-tan 60°=- 3. (4)原式=cos 10°-3sin 10°sin 10°cos 10°=2⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 10°-32sin 10°sin 10°cos 10°=4sin 30°cos 10°-cos 30°sin 10°2sin 10°cos 10°=4sin 20°sin 20°=4.(5)原式=2sin 20°·cos 20°·cos 40°·cos 80°2sin 20°=2sin 40°·cos 40°·cos 80°4sin 20°=2sin 80°·cos 80°8sin 20°=sin 160°8sin 20°=18.[类题通法] 化简求值的四个方向三角函数的化简有四个方向,即分别从“角”“函数名”“幂”“形”着手分析,消除差异.[活学活用]化简:(1)11-tan θ-11+tan θ;(2)2cos 2α-12tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-αsin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α.答案:(1)tan 2θ (2)1[例2] (1)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+4=5,2≤α<2,求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π4的值;(2)已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,且sin 2α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4,求α.[解] (1)∵π2≤α<3π2,∴3π4≤α+π4<7π4.∵cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4>0,∴3π2<α+π4<7π4.∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=-1-cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫352=-45.∴cos 2α=sin2α+π2=2sin α+π4cos α+π4=2×-45×35=-2425,sin 2α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π2=1-2cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫352=725.∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π4=22cos 2α-22sin 2α =22×⎝ ⎛⎭⎪⎫-2425-725=-31250. (2)∵sin 2α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π2=-⎣⎢⎡⎦⎥⎤2cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α+π4-1,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=-cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α, ∴原方程可化为1-2cos 2α+π4=-cos α+π4,解得cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=1或cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=-12.∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,∴α+π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4,3π4,故α+π4=0或α+π4=2π3,即α=-π4或α=5π12.[类题通法]解决条件求值问题的方法条件求值问题,注意寻找已知式与未知式之间的联系,有两个观察方向: (1)有方向地将已知式或未知式化简,使关系明朗化;(2)寻找角之间的关系,看是否适合相关公式的使用,注意常见角的变换和角之间的二倍关系.[活学活用]1.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=16,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,求sin 4α的值. 答案:-4292.已知sin 22α+sin 2αcos α-cos 2α=1,求锐角α. 答案:π6[例3] A 为锐角. (1)求角A 的大小;(2)求函数f (x )=cos 2x +4cos A sin x (x ∈R)的值域. [解] (1)由题意得a ·b =3sin A -cos A =1,2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A -π6=1,sin ⎝⎛⎭⎪⎫A -π6=12.由A 为锐角得A -π6=π6,所以A =π3.(2)由(1)知cos A =12,所以f (x )=cos 2x +2sin x =1-2sin 2x +2sin x =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x -122+32.因为x ∈R ,所以sin x ∈[-1,1], 因此,当sin x =12时,f (x )有最大值32.当sin x =-1时,f (x )有最小值-3. 所以所求函数f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3,32.[类题通法]二倍角公式的灵活运用(1)公式的逆用:逆用公式,这种在原有基础上的变通是创新意识的体现.主要形式有: 2sin αcos α=sin 2α,sin αcos α=12sin 2α,cos α=sin 2α2sin α,cos 2α-sin 2α=cos 2α,2tan α1-tan 2α=tan 2α. (2)公式的变形用:公式间有着密切的联系,这就要求思考时融会贯通,有目的地活用公式.主要形式有:1±sin 2α=sin 2α+cos 2α±2sin αcos α=(sin α±cos α)2, 1+cos 2α=2cos 2α,cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2.[活学活用](福建高考节选)已知函数f (x )=103sin x 2cos x2+10cos 2x2.(1)求函数f (x )的最小正周期;(2)将函数f (x )的图象向右平移π6个单位长度,再向下平移a (a >0)个单位长度后得到函数g (x )的图象,且函数g (x )的最大值为2.求函数g (x )的解析式.答案:(1)2π (2)g (x )=10sin x -89.二倍角的配凑问题[典例] 已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =35,求sin 2x -2sin 2x 1-tan x 的值.[解] 原式=2sin x cos x -2sin 2x1-sin x cos x=2sin x x -sin xcos x -sin xcos x=2sin x cos x =sin 2x .或原式=sin 2x -2sin x cos x ·sin xcos x1-tan x=sin 2x -sin 2x tan x1-tan x=sin 2x -tan x1-tan x=sin 2x .∵2x =2⎝⎛⎭⎪⎫x +π4-π2,∴sin 2x =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-π2 =-cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4. ∵cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4=35,∴cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-1 =2×925-1=-725,∴原式=-⎝ ⎛⎭⎪⎫-725=725.[多维探究]1.解决上面典例要注意角“2x ”与“π4+x ”的变换方法,即sin 2x =-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x =-cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x ;常见的此类变换,还有: (1)sin 2x =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x ;(2)cos 2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x ;(3)cos 2x =sin ⎝⎛⎭⎪⎫π2+2x =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x .2.倍角公式中的“倍角”是相对的.对于两个角的比值等于2的情况都成立,如8α是4α的二倍角,3α是3α2 的二倍角等.在解决此类问题时,有时二倍角关系不是很明显,需要结合条件和结论中的函数名和角的关系去发现.[活学活用]1.若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+2α=________.答案:-792.计算:cos 2π7·cos 4π7·cos 6π7=________.答案:183.计算:sin 10°sin 30°sin 50°sin 70°=________. 答案:1164.求值:+3-cos 20°cos 80°1-cos 20°.答案: 2[随堂即时演练]1.下列各式中,值为32的是( ) A .2sin 15°cos 15° B .cos 215°-sin 215° C .2sin 215° D .sin 215°+cos 215°答案:B2.化简1+si n 100°-1-sin 100°=( ) A .-2cos 50° B .2cos 50° C .-2sin 50° D .2sin 50°答案:B3.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,sin α=55,则tan 2α=________. 答案:-434.函数f (x )=2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4-1的最小正周期为________. 答案:π5.已知α为第二象限角,且sin α=154, 求sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4sin 2α+cos 2α+1的值. 答案:- 2[课时达标检测]一、选择题1.若sin ⎝⎛⎭⎪⎫3π2-x =35,则cos 2x 的值为( )A .-725 B.1425C .-1625 D.1925答案:A2.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan 2α=( )A .-34 B.34C .-43 D.43答案:B3.设-3π<α<-5π2,化简1-α-π2的结果是( )A .sin α2B .cos α2C .-cos α2D .-sin α2答案:C4.若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,且sin 2α+cos 2α=14,则tan α的值等于( )A.22 B.33C. 2D. 3 答案:D 5.若θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,sin 2θ=378,则sin θ=( )A.35B.45C.74 D.34答案:D 二、填空题6.函数f (x )=2cos 2x +sin 2x 的最小值是________. 答案:1- 27.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,sin α=35,则1cos 2α+tan 2α=________.答案:78.等腰三角形一个底角的余弦为23,那么这个三角形顶角的正弦值为________.答案:459三、解答题9.已知α为锐角,且tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=2. (1)求tan α的值;(2)求sin 2αcos α-sin αcos 2α的值.解:(1)tan ⎝⎛⎭⎪⎫π4+α=1+tan α1-tan α,所以1+tan α1-tan α=2,1+tan α=2-2tan α,所以tan α=13.(2)sin 2αcos α-sin αcos 2α=2sin αcos 2α-sin αcos 2α=sin α2α-cos 2α=sin αcos 2αcos 2α=sin α.因为tan α=13,所以cos α=3sin α,又sin 2α+cos 2α=1,所以sin 2α=110,又α为锐角,所以sin α=1010, 所以sin 2αcos α-sin αcos 2α=1010.10.已知函数f (x )=23sin x cos x +2cos 2x -1(x ∈R).若f (x 0)=65,x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,求cos 2x 0的值.解:∵f (x )=23sin x cos x +2cos 2x -1 =3(2sin x cos x )+(2cos 2x -1)=3sin 2x +cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6, ∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x 0+π6=35.又∵x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,∴2x 0+π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3,7π6.∴cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x 0+π6=-1-sin 2⎝⎛⎭⎪⎫2x 0+π6=-45.∴cos 2x 0=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 0+π6-π6=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 0+π6cos π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 0+π6sin π6=-45×32+35×12=3-4310.11.设函数f (x )=53cos 2x +3sin 2x -4sin x cos x . (1)求f ⎝⎛⎭⎪⎫5π12;(2)若f (α)=53,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,求角α. 解:f (x )=53cos 2x +3sin 2x -4sin x cos x =53cos 2x +53sin 2x -2sin 2x -43sin 2x =53-2sin 2x -23(1-cos 2x ) =33-2sin 2x +23cos 2x =33-4⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2x ×12-cos 2x ×32=33-4⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2x cos π3-cos 2x sin π3 =33-4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3, (1)f ⎝⎛⎭⎪⎫5π12=33-4sin ⎝⎛⎭⎪⎫5π6-π3=33-4sin π2=33-4.(2)由f (α)=53,得sin ⎝⎛⎭⎪⎫2α-π3=-32,- 11 - 由α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π, 得2α-π3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,5π3, ∴2α-π3=4π3,α=5π6.。
高中数学第三章三角恒等变换3.1.3二倍角的正弦、余弦、正切公式学案(含解析)新人教A版必修4

高中数学第三章三角恒等变换3.1.3二倍角的正弦、余弦、正切公式学案(含解析)新人教A 版必修4考试标准课标要点学考要求高考要求二倍角的正弦、余弦、正切公式c c 倍角公式的应用bb学法指导1.二倍角公式就是上一节所讲的和(差)角公式的特殊情形(α=β). 2.本节所讲的二倍角具有相对性,注意体会公式的本质. 3.公式要记忆准确,并会灵活运用其变形公式.1.二倍角公式记法 公式推导 S 2αsin 2α=2sin_αcos_α S (α+β)――→令α=βS 2α C 2αcos 2α=cos 2α-sin 2α C (α+β)――→令α=βC 2α cos 2α=1-2sin 2α利用cos 2α+状元随笔 细解“倍角公式”(1)要注意公式运用的前提是所含各三角函数有意义.(2)倍角公式中的“倍角”是相对的,对于两个角的比值等于2的情况都成立,如6α是3α的2倍,3α是3α2的2倍……这里蕴含着换元思想.这就是说,“倍”是相对而言的,是描述两个数量之间的关系的.(3)注意倍角公式的灵活运用,要会正用、逆用、变形用. 2.二倍角公式的变形(1)升幂公式:1+cos 2α=2cos 2α; 1-cos 2α=2sin 2α.(2)降幂公式:cos 2α=1+cos 2α2;sin 2α=1-cos 2α2.[小试身手]1.判断下列命题是否正确. (正确的打“√”,错误的打“×”) (1)二倍角的正弦、余弦、正切公式的适用范围是任意角.( ) (2)存在角α,使得sin 2α=2sin α成立.( ) (3)对于任意的角α,cos 2α=2cos α都不成立.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)×2.12sin 15°cos 15°的值等于( ) A.14 B.18 C.116 D.12解析:原式=14×2sin 15°cos 15°=14×sin 30°=18.答案:B3.计算1-2sin222.5°的结果等于( )A.1 2B.22C.33D.32解析:1-2sin222.5°=cos 45°=22.答案:B4.已知α为第三象限角,cos α=-35,则tan 2α=________. 解析:因为α为第三象限角,cos α=-35,所以sin α=-1-cos2α=-45,tan α=43,tan 2α=2tan α1-tan2α=2×431-⎝⎛⎭⎪⎫432=-247.答案:-247类型一二倍角的正用、逆用例1 (1)若sin α=13,则cos 2α=( )A.89B.79C.-79D.-89(2)计算:cos 20°cos 40°cos 80°=________;(3)计算:1-tan2π12tanπ12=________.【解析】 (1)cos 2α=1-2 sin 2α=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫132=79.(2)原式=2sin 20°·cos 20°·cos 40°·cos 80°2sin 20°=2 sin 40°·cos 40°·cos 80°4sin 20°=2sin 80°·cos 80°8sin 20°=sin 160°8sin 20°=18.(3)原式=2⎝⎛⎭⎪⎫1-tan 2π122tan π12=2tanπ6=2 3.【答案】 (1)B (2)18 (3)2 3(1)cos 2α=1-2sin 2α.(2)构造二倍角的正弦公式,分子视为1,分子分母同时乘以2sin 20 °. (3)运用二倍角的正切化简求值. 方法归纳应用二倍角公式化简(求值)的策略(1)化简求值关注四个方向:分别从“角”“函数名”“幂”“形”着手分析,消除差异.(2)公式逆用:主要形式有2sin αcos α=sin 2α,sin αcos α=12sin 2α,cos α=sin 2α2sin α,cos 2α-sin 2α=cos 2α,2tan α1-tan 2α=tan 2α. 跟踪训练1 求下列各式的值. (1)sin π12cos π12;(2)1-2sin 2750°; (3)2tan 150°1-tan 2150°; (4)cos π5cos 2π5.【解析】 (1)原式=2sin π12cos π122=sinπ62=14.(2)原式=cos(2×750°)=cos 1 500°=cos(4×360°+60°) =cos 60°=12.(3)原式=tan(2×150°)=tan 300°=tan(360°-60°) =-tan 60°=- 3. (4)原式=2sin π5cos π5cos2π52sinπ5=sin 2π5cos 2π52sin π5=sin 4π54sin π5=sinπ54sinπ5=14.利用二倍角公式求值,注意二倍角是相对的,例如π6是π12的二倍,25π是π5的二倍.类型二 给值求值例 2 (1)已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,sin α=55,则sin 2α=__________,cos 2α=____________,tan 2α=____________;(2)已知sin ⎝⎛⎭⎪⎫π4-x =513,0<x <π4,求cos 2x 的值.【解析】 (1)因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,sin α=55,所以cos α=-255,所以sin 2α=2sin αcos α=2×55×⎝ ⎛⎭⎪⎫-255=-45, cos 2α=1-2sin 2α=1-2×⎝⎛⎭⎪⎫552=35, tan 2α=sin 2αcos 2α=-43,故填-45,35,-43.(2)因为x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,所以π4-x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π4,又因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =513,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =1213,所以cos 2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x=2×513×1213=120169.【答案】 (1)-45,35,-43 (2)见解析(1)由sin α求cos α,再利用二倍角公式求值.(2)由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x ,求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x .利用二倍角求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x ,再利用诱导公式求值.方法归纳三角函数求值问题的一般思路(1)一是对题设条件变形,将题设条件中的角、函数名向结论中的角、函数名靠拢;另一种是对结论变形,将结论中的角、函数名向题设条件中的角、函数名靠拢,以便将题设条件代入结论.(2)注意几种公式的灵活应用,如:①sin 2x =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =2cos 2π4-x -1=1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x ;②cos 2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x .跟踪训练2 本例(2)条件不变,求sin2x 的值.解析:由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =513,所以22cos x -22sin x =513, 所以12cos 2x -sin x cos x +12sin 2x =25169,所以sin x cos x =119338,所以sin 2x =119169.先化简sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x ,再平方可得sin 2x.类型三 简单的化简证明 例3 (1)已知cos 2α2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=52,则tan α+1tan α等于( ) A.-8 B .8C.18 D .-18(2)求证:cos 2(A +B )-sin 2(A -B )=cos 2A cos 2B .【解析】 (1)cos 2α2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=cos 2α-sin 2αsin α+cos α=cos α-sin α=52⇒(cos α-sinα)2=54⇒sin αcos α=-18,所以tan α+1tan α=sin αcos α+cos αsin α=1sin αcos α=-8.(2)左边=1+cos 2A +2B 2-1-cos 2A -2B2=cos2A +2B +cos 2A -2B2=12(cos 2A cos 2B -sin 2A sin 2B +cos 2A cos 2B +sin 2A sin 2B ) =cos 2A cos 2B =右边,所以等式成立. 【答案】 (1)A (2)见解析(1)利用二倍角的余弦、两角和的正弦展开,再由切化弦化简求值.(2)可考虑从左向右证的思路:先把左边降幂扩角,再用余弦的和、差公式转化为右边形式.方法归纳三角函数式的化简与证明(1)化简三角函数式的要求:①能求出值的尽量求出;②使三角函数的种类与项数尽量少;③次数尽量低.(2)证明三角恒等式的方法:①从复杂的一边入手,证明一边等于另一边;②比较法,左边-右边=0,左边/右边=1;③分析法,从要证明的等式出发,一步步寻找等式成立的条件.跟踪训练3 化简: (1)12+1212+12cos 2α,其中α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,2π; (2)1+sin θ-1-sin θ,其中θ∈(0,π). 解析:(1)∵α∈⎝⎛⎭⎪⎫3π2,2π,∴cos α>0,α2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫34π,π,∴cos α2<0.故原式=12+12cos 2α=12+12cos α=cos2α2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos α2=-cos α2.(2)原式= sin2θ2+cos2θ2+2sin θ2cos θ2-sin2θ2+cos2θ2-2sin θ2cos θ2=⎝⎛⎭⎪⎫sin θ2+cos θ22-⎝⎛⎭⎪⎫sin θ2-cos θ22=⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin θ2+cos θ2-⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin θ2-cos θ2.①当θ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,π2时,θ2∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π4,cos θ2≥sin θ2,此时原式=sin θ2+cos θ2-cos θ2+sin θ2=2sin θ2.②当θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π时,θ2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,cos θ2<sin θ2,此时原式=sin θ2+cos θ2-sinθ2+cos θ2=2cos θ2.利用二倍角公式及变形公式化简,同时注意角的范围. 3.1.3[基础巩固](25分钟,60分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.已知sin α=35,cos α=45,则sin 2α等于( )A.75B.125 C.1225 D.2425解析:sin 2α=2sin αcos α=2425.答案:D2.已知cos α=-35,则cos 2α等于( )A.725 B .-725 C.2425 D .-2425解析:cos 2α=2cos 2α-1=-725.答案:B3.已知sin α=3cos α,那么tan 2α的值为( ) A .2 B .-2 C.34 D .-34解析:因为sin α=3cos α,所以tan α=3,所以tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×31-32=-34.答案:D4.已知tan θ=13,则cos 2θ+12sin 2θ的值为( )A .-65 B.65C .-45 D.45解析:cos 2θ+12sin 2θ=cos 2θ+sin θcos θcos 2θ+sin 2θ=1+tan θ1+tan 2θ=1+131+19=65.故选B. 答案:B5.已知α∈(0,π),且sin α+cos α=12,则cos 2α的值为( )A .±74 B.74 C .-74 D .-34解析:因为sin α+cos α=12,α∈(0,π),所以1+2sin αcos α=14,所以sin 2α=-34,且sin α>0,cos α<0,所以cos α-sin α=-1-2sin αcos α=-72, 所以cos 2α=(cos α-sin α)(cos α+sin α)=-74.故选C. 答案:C二、填空题(每小题5分,共15分) 6.1-tan 215°2tan 15°等于________. 解析:原式=1tan 30°=133= 3.答案: 37.已知sin θ2+cos θ2=233,那么sin θ=________,cos 2θ=________.解析:∵sin θ2+cos θ2=233,∴⎝⎛⎭⎪⎫sin θ2+cos θ22=43,即1+2sin θ2cos θ2=43,∴sin θ=13,∴c os 2θ=1-2sin 2θ=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫132=79.答案:13 798.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-2α=________.解析:cos ⎝⎛⎭⎪⎫2π3-2α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=2cos2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α-1=2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6-1=-79.答案:-79三、解答题(每小题10分,共20分) 9.求下列各式的值. (1)2cos2π12-1;(2)tan 30°1-tan 230°; (3)cos π12cos 5π12; (4)cos π7cos 3π7cos 5π7. 解析:(1)2cos 2π12-1=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π12=cos π6=32. (2)tan 30°1-tan 230°=12×2tan 30°1-tan 230°=12tan 60°=32. (3)cos π12cos 5π12=cos π12sin π12=12sin π6=14. (4)cos π7cos 3π7cos 5π7=cos π7·⎝⎛⎭⎪⎫-cos 4π7·⎝ ⎛⎭⎪⎫-cos 2π7 =2sin π7cos π7cos 2π7cos 4π72sin π7=sin 2π7cos 2π7cos 4π72sin π7=sin 4π7cos 4π74sin π7=sin 8π78sin π7=-18. 10.化简:(1)11-tan θ-11+tan θ; (2)2cos 2α-12tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-αsin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α. 解析:(1)原式=1+tan θ-1-tan θ1-tan 2θ=2tan θ1-tan 2θ=tan2θ(2)原式=2cos 2α-12sin π4-αcos π4-α·cos 2π4-α =2cos 2α-12sin π4-αcos π4-α =cos 2αsin π2-2α=cos 2αcos 2α =1 [能力提升](20分钟,40分)11.已知sin 2α=23,则cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=( ) A.16 B.13C.12D.23解析:∵sin 2α=23,∴cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=1+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π22=1-sin 2α2=1-232=16. 答案:A12.已知α为第二象限角,且sin α=154,求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4sin 2α+cos 2α+1=________. 解析:原式=22sin α+cos α2sin αcos α+2cos 2α=2sin α+cos α4cos αsin α+cos α. ∵α为第二象限角,且sin α=154, ∴sin α+cos α≠0,cos α=-14, ∴原式=24cos α=- 2. 答案:- 213.证明:1+sin 2θ-cos 2θ1+sin 2θ+cos 2θ=tan θ.证明:证法一 左边=sin 2θ+1-cos 2θsin 2θ+1+cos 2θ=2sin θcos θ+1+1-2cos 2θ2sin θcos θ+1+2cos2θ-1=sin θcos θ+1-cos 2θsin θcos θ+cos 2 θ=sin θcos θ+sin 2θsin θcos θ+cos 2θ=sin θcos θ+sin θcos θsin θ+cos θ=tan θ=右边. ∴原式成立.证法二:左边=sin 2θ+cos 2θ+sin 2θ+sin 2θ-cos 2θsin 2θ+cos 2θ+sin 2θ+cos 2θ-sin 2θ =sin 2θ+2sin 2θsin 2θ+2cos 2θ=2sin θsin θ+cos θ2cos θsin θ+cos θ=tan θ=右边.∴原式成立.证法三:左边=1+sin 2θ-cos 2θ1+sin 2θ+cos 2θ =sin 2θ+cos 2θ+2sin θ·cos θ-cos 2θ-sin 2θsin 2θ+cos 2θ+2sin θ·cos θ+cos 2θ-sin 2θ =sin θ+cos θ2-cos θ+sin θcos θ-sin θsin θ+cos θ2+cos θ+sin θcos θ-sin θ =sin θ+cos θsin θ+cos θ+sin θ-cos θsin θ+cos θsin θ+cos θ+cos θ-sin θ=sin θcos θ=tan θ=右边. ∴原式成立.14.已知α,β为锐角,tan α=43,cos(α+β)=-55. (1)求cos 2α的值;(2)求tan(α-β)的值.解析:(1)因为tan α=43,tan α=sin αcos α,所以sin α=43cos α. 因为sin 2α+cos 2α=1,所以cos 2α=925, 因此,cos 2α=2cos 2 α-1=-725. (2)因为α,β为锐角,所以α+β∈(0,π).又因为cos(α+β)=-55,所以sin(α+β)=1-cos 2α+β=255, 因此tan(α+β)=-2.因此tan α=43,所以tan 2α=2tan α1-tan 2α=-247, 因此,tan(α-β)=tan[2α-(α+β)]=tan2α-tan α+β1+tan 2αtan α+β=-211.。
人教A版高中数学必修四 第三章《简单的三角恒等变换》教案
3.2 简单的三角恒等变换(3个课时)一、课标要求: 本节主要包括利用已有的十一个公式进行简单的恒等变换,以及三角恒等变换在数学中的应用.二、编写意图与特色本节内容都是用例题来展现的.通过例题的解答,引导学生对变换对象目标进行对比、分析,促使学生形成对解题过程中如何选择公式,如何根据问题的条件进行公式变形,以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法的认识,从而加深理解变换思想,提高学生的推理能力.三、教学目标通过例题的解答,引导学生对变换对象目标进行对比、分析,促使学生形成对解题过程中如何选择公式,如何根据问题的条件进行公式变形,以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法的认识,从而加深理解变换思想,提高学生的推理能力.四、教学重点与难点教学重点:引导学生以已有的十一个公式为依据,以推导积化和差、和差化积、半角公式的推导作为基本训练,学习三角变换的内容、思路和方法,在与代数变换相比较中,体会三角变换的特点,提高推理、运算能力. 教学难点:认识三角变换的特点,并能运用数学思想方法指导变换过程的设计,不断提高从整体上把握变换过程的能力.五、学法与教学用具学法:讲授式教学六、教学设想:学习和(差)公式,倍角公式以后,我们就有了进行变换的性工具,从而使三角变换的内容、思路和方法更加丰富,这为我们的推理、运算能力提供了新的平台.下面我们以习题课的形式讲解本节内容.例1、试以cos α表示222sin ,cos ,tan 222ααα. 解:我们可以通过二倍角2cos 2cos12αα=-和2cos 12sin 2αα=-来做此题. 因为2cos 12sin2αα=-,可以得到21cos sin 22αα-=; 因为2cos 2cos 12αα=-,可以得到21cos cos 22αα+=.又因为222sin 1cos 2tan 21cos cos 2ααααα-==+. 思考:代数式变换与三角变换有什么不同? 代数式变换往往着眼于式子结构形式的变换.对于三角变换,由于不同的三角函数式不仅会有结构形式方面的差异,而且还会有所包含的角,以及这些角的三角函数种类方面的差异,因此三角恒等变换常常首先寻找式子所包含的各个角之间的联系,这是三角式恒等变换的重要特点.例2、求证:(1)、()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)、sin sin 2sin cos 22θϕθϕθϕ+-+=. 证明:(1)因为()sin αβ+和()sin αβ-是我们所学习过的知识,因此我们从等式右边着手.()sin sin cos cos sin αβαβαβ+=+;()sin sin cos cos sin αβαβαβ-=-. 两式相加得()()2sin cos sin sin αβαβαβ=++-; 即()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)由(1)得()()sin sin 2sin cos αβαβαβ++-=①;设,αβθαβϕ+=-=, 那么,22θϕθϕαβ+-==.把,αβ的值代入①式中得sin sin 2sincos 22θϕθϕθϕ+-+=.思考:在例2证明中用到哪些数学思想? 例2 证明中用到换元思想,(1)式是积化和差的形式,(2)式是和差化积的形式,在后面的练习当中还有六个关于积化和差、和差化积的公式.例3、求函数sin y x x =的周期,最大值和最小值.解:sin y x x =这种形式我们在前面见过,1sin 2sin 2sin 23y x x x x x π⎛⎫⎛⎫=+==+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以,所求的周期22T ππω==,最大值为2,最小值为2-.点评:例3是三角恒等变换在数学中应用的举例,它使三角函数中对函数()sin y A x ωϕ=+的性质研究得到延伸,体现了三角变换在化简三角函数式中的作用. 小结:此节虽只安排一到两个课时的时间,但也是非常重要的内容,我们要对变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法加深认识,学会灵活运用.作业:157158P P -14T T -。
高中数学第三章三角恒等变换第1节两角和与差的正弦、余弦和正切公式(第3课时)二倍角的正弦、余弦、正切公
高中数学第三章三角恒等变换第1节两角和与差的正弦、余弦和正切公式(第3课时)二倍角的正弦、余弦、正切公式课下能力提升(二十四)(含解析)新人教A 版必修4课下能力提升(二十四)[学业水平达标练]题组1 化简求值 1.下列各式中,值为32的是( ) A .2sin 15°cos 15° B.cos 215°-sin 215° C .2sin 215° D.sin 215°+cos 215° 解析:选B cos 215°-sin 215°=cos 30°=32. 2.cos 275°+cos 215°+cos 75°cos 15°=( ) A.62 B.32 C.54 D .1+34解析:选C 原式=sin 215°+cos 215°+sin 15°cos 15°=1+12sin 30°=1+14=54.3.求值:sin 50°1+3tan 10°-cos 20°cos 80°1-cos 20°.解:∵sin 50°(1+3tan 10°) =sin 50°cos 10°+3sin 10°cos 10°=sin 50°2sin 40°cos 10°=1,cos 80°1-cos 20°=sin 10°2sin 210°=2sin 210°, ∴sin 50°1+3tan 10°-cos 20°cos 80°1-cos 20°=1-cos 20°2sin 210°= 2. 题组2 条件求值4.若tan α=3,则sin 2αcos 2α的值等于( ) A .2 B .3 C .4 D .6解析:选Dsin 2αcos 2α=2sin αcos αcos 2α=2tan α=2×3=6. 5.已知sin 2α=23,则sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=( )A.16B.12C.23D.56解析:选D sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=1-cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π42=1+sin 2α2=56.6.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,且sin α=55,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π4=( )A .-43 B.34 C .7 D .-17解析:选D 因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,且sin α=55,所以cos α=-255,所以tan α=-12,由二倍角公式得tan 2α=2tan α1-tan 2α=-43,tan ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π4=tan 2α+11-tan 2α=-17. 7.已知角α在第一象限且cos α=35,则1+2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α-π4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π2=( )A.25B.75C.145 D .-25解析:选C 因为cos α=35且α在第一象限,所以sin α=45.所以cos 2α=cos 2α-sin 2α=-725,sin 2α=2sin αcos α=2425,原式=1+2⎝⎛⎭⎪⎫cos 2αcos π4+sin 2αsin π4cos α=1+cos 2α+sin 2αcos α=145.8.已知π2<α<π,cos α=-45.(1)求tan α的值;(2)求sin 2α+cos 2α的值.解:(1)因为cos α=-45,π2<α<π,所以sin α=35,所以tan α=sin αcos α=-34.(2)sin 2α=2sin αcos α=-2425.cos 2α=2cos 2α-1=725,所以sin 2α+cos 2α=-2425+725=-1725. 题组3 倍角公式的综合应用9.函数f (x )=2cos 2x +sin 2x 的最小值是________. 解析:f (x )=1+cos 2x +sin 2x =1+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,∴f (x )的最小值为1- 2. 答案:1- 210.已知0<x <π2,sin 2 x 2+3sin x 2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π+x 2=-110,求tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的值.解:∵sin 2x 2+3sin x2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π+x 2=1-cos x 2-3sin x 2cos x2=12-⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin x +12cos x =12-sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6,∴由已知得12-sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=-110,∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=35.∵0<x <π2,结合sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=35易知π6<x +π6<π2.∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=45,∴tan ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=34.∴tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π61-tan 2⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=2×341-916=247. [能力提升综合练]1.sin 65°cos 25°+cos 65°sin 25°-tan 222.5°2tan 22.5°=( )A.12B .1 C. 3 D .2 解析:选B 原式=sin 90°-tan 222.5°2tan 22.5°=1-tan 222.5°2tan 22.5°=1tan 45°=1.2.已知sin 2α=23,则tan α+1tan α等于( )A .1B .2C .4D .3解析:选D tan α+1tan α=sin αcos α+cos αsin α=112sin 2α=3.3.已知cos 2x2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=15,则sin 2x =( )A .-2425B .-45 C.2425 D.255解析:选A ∵cos 2x2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=15,∴cos 2x -sin 2x cos x -sin x =15,∴cos x +sin x =15,∴1+sin2x =125,∴sin 2x =-2425.4.设a ∈R ,f (x )=cos x (a sin x -cos x )+cos 2⎝⎛⎭⎪⎫π2-x 满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=f (0),当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,11π24时,f (x )的值域为( )A .[1,2]B .[2, 3 ]C .[3,2]D .[2,2]解析:选D f (x )=a 2sin 2x -1+cos 2x 2+1-cos 2x2=a2sin 2x -cos 2x ,因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=f (0),所以a =23, 所以f (x )=3sin 2x -cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,11π24时,2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,3π4,f (x )∈[2,2].故选D. 5.等腰三角形一个底角的余弦值为23,那么这个三角形顶角的正弦值为________.解析:设A 是等腰△ABC 的顶角,则cos B =23,sin B =1-cos 2B =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫232=53. 所以sin A =sin(180°-2B )=sin 2B =2sin B cos B =2×53×23=459. 答案:4596.已知cos 2α=13,π<2α<2π,求1+sin α-2cos 2α23sin α+cos α的值.解:原式=sin α-cos α3sin α+cos α,又∵cos 2α=13,∴2cos 2α-1=13,∴cos 2α=23,3π2<2α<2π,∴3π4<α<π,∴⎩⎪⎨⎪⎧cos α=-63,sin α=33,∴原式=5+427.7.设函数f (x )=53cos 2x +3sin 2x -4sin x cos x . (1)求f ⎝⎛⎭⎪⎫5π12;(2)若f (α)=53,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,求角α. 解:f (x )=53cos 2x +3sin 2x -4sin x cos x =53cos 2x +53sin 2x -2sin 2x -43sin 2x =53-2sin 2x -23(1-cos 2x ) =33-2sin 2x +23cos 2x =33-4⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2x ×12-cos 2x ×32=33-4⎝⎛⎭⎪⎫sin 2x cos π3-cos 2x sin π3=33-4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. (1)f ⎝⎛⎭⎪⎫5π12=33-4sin ⎝⎛⎭⎪⎫5π6-π3=33-4sin π2=33-4.(2)由f (α)=53,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π3=-32, 由α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,得2α-π3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,5π3,∴2α-π3=4π3,α=5π6.。
高中数学第三章三角恒等变换3
给值求角
1 典例 3 (1)已知 α 为三角形的内角且12cosα+ 23sinα=12,则 α=___2_____. (2)已知 cos(α-β)=-1123,cos(α+β)=1123,且 α-β∈(π2,π),α+β∈(32π,2π), 求角 β 的值. [思路分析] (1)由公式可求出 cos(α-π3)的值,再根据 α 的范围确定 α-π3的值. (2)由条件可发现角与角之间的关系:2β=(α+β)-(α-β),所以应先求出 2β 的值,再求 β 的值.
sin45°sin30°)=-
6+ 4
2.
3.满足 cosαcosβ= 23-sinαsinβ 的一组 α,β 的值是
A.α=1132π,β=34π
B.α=π2,β=π3
C.α=π2,β=π6
D.α=π3,β=π4
( B)
[解析] 由条件 cosαcosβ= 23-sinαsinβ 得 cosαcosβ+sinαsinβ= 23,即 cos(α-β)= 23,α=π2,β=π3满足条件.
3.1 两角和差的正弦、余弦和正切公式
3.1.1 两角差的余弦公式
1
自主预习学案
2
互动探究学案
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课时作业学案
自主预习学案
我们知道 cos45°= 22,cos30°= 23.请同学们思考这样一个问题:cos15°= cos(45°-30°)=cos45°-cos30°成立吗?答案当然是不成立,因为 cos15°的值应该 是一个正值,而 cos45°-cos30°是一个负值,那么 cos15°的值与 cos45°和 cos30° 之间到底存在什么关系呢?
(2)原式=cos83°cos23°+sin83°sin23°=cos(83°-23°)=cos60°=12;
高中数学第三章三角恒等变换3.1.4二倍角的正弦、余弦、正切公式练习(含解析)新人教A版必修4
高中数学第三章三角恒等变换3.1.4二倍角的正弦、余弦、正切公式练习(含解析)新人教A 版必修41.设α是第四象限角,已知sin α=-35,则sin2α,cos2α和tan2α的值分别为( )A .-2425,725,-247B .2425,725,247C .-2425,-725,247D .2425,-725,-247答案 A解析 因为α是第四象限角,且sin α=-35,所以cos α=45,所以sin2α=2sin αcos α=-2425,cos2α=2cos 2α-1=725,tan2α=sin2αcos2α=-247.2.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=7210,cos2α=725,则cos α=( )A .45B .-45C .-35D .35 答案 A解析 ∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=7210,∴22sin α+22cos α=7210,即sin α+cos α=75,∵cos2α=725,∴cos 2α-sin 2α=725,即(cos α-sin α)(cos α+sin α)=725,∴cos α-sin α=15,可得cos α=45,故选A .3.1-tan 215°2t an15°等于( )A . 3B .33C .1D .-1 答案 A解析 原式=12tan15°1-tan 215°=1tan30°=3.4.cos 275°+cos 215°+cos75°cos15°的值等于( ) A .62 B .32 C .54 D .1+34答案 C解析 原式=sin 215°+cos 215°+sin15°cos15°=1+12sin30°=1+14=54.5.sin65°cos25°+cos65°sin25°-tan 222.5°2tan22.5°等于( )A .12 B .1 C .3 D .2 答案 B解析 原式=sin90°-tan 222.5°2tan22.5°=1-tan 222.5°2tan22.5°=1tan45°=1.6.3-sin70°2-cos 210°的值是________. 答案 2 解析3-sin70°2-cos 210°=3-sin70°2-1+cos20°2=23-cos20°3-cos20°=2. 7.若cos(75°-α)=13,则cos(30°+2α)=________.答案 79解析 由cos(75°-α)=13,得cos(150°-2α)=2cos 2(75°-α)-1=-79,则cos(30°+2α)=cos[180°-(150°-2α)] =-cos(150°-2α)=79.8.若α∈2,2,则1+sin α+1-sin α的值为( )A .2cos α2B .-2cos α2 C .2sin α2 D .-2sin α2 答案 D解析 ∵α∈5π2,7π2,∴α2∈5π4,7π4,∴原式=sin α2+cos α2+sin α2-cos α2=-sin α2-cos α2-sin α2+cos α2=-2sin α2. 9.已知角α在第一象限且cos α=35,则1+2cos2α-π4sin α+π2等于( )A .25B .75C .145D .-25 答案 C解析 ∵cos α=35且α在第一象限,∴sin α=45.∴cos2α=cos 2α-sin 2α=-725,sin2α=2sin αcos α=2425,∴原式=1+2cos2αcos π4+sin2αsinπ4cos α=1+cos2α+sin2αcos α=145.10.已知sin x 2-2cos x2=0.(1)求tan x 的值;(2)求cos2xcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4+x sin π+x 的值.解 (1)由sin x 2-2cos x 2=0,知cos x2≠0,∴tan x2=2,∴tan x =2tanx21-tan 2x 2=2×21-22=-43.(2)由(1),知tan x =-43,∴cos2xcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4+x sin π+x =cos2x-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x -sin x=cos 2x -sin 2x⎝ ⎛⎭⎪⎫22cos x -22sin x sin x=cos x -sin x cos x +sin x22cos x -sin x sin x=2×cos x +sin x sin x =2×1+tan x tan x =24.对应学生用书P90一、选择题1.12-sin 215°=( ) A .64 B .6-24 C .32 D .34答案 D解析 原式=12-1-cos 2×15°2=cos30°2=34.2.函数f (x )=2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4-1是( )A .最小正周期为π的奇函数B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为2π的奇函数D .最小正周期为2π的偶函数 答案 C解析 ∵f (x )=2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4-1=-cos2x 2+π4=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=sin x ,∴函数f (x )=2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4-1是最小正周期为2π的奇函数.3.已知cos π4-x =35,则sin2x 的值为( )A .1825B .725C .-725D .-1625 答案 C解析 因为sin2x =cos π2-2x =cos2π4-x =2cos 2π4-x -1,所以sin2x =2×352-1=1825-1=-725.4.已知cos2θ=23,则sin 4θ+cos 4θ的值为( ) A .1318 B .1118 C .79 D .-1 答案 B解析 sin 4θ+cos 4θ=(sin 2θ+cos 2θ)2-2sin 2θcos 2θ =1-12sin 22θ=1-12(1-cos 22θ)=1118.5.若cos2αsin α-π4=-22,则cos α+sin α的值为( )A .-72 B .-12C .12D .72 答案 C解析 cos2αsin α-π4=cos 2α-sin 2α22sin α-cos α=cos α+sin αcos α-sin α22sin α-cos α=-2(cos α+sin α)=-22. ∴sin α+cos α=12.二、填空题6.已知tan x +π4=2,则tan xtan2x 的值为________.答案 49解析 ∵tan x +π4=2,∴tan x +11-tan x =2,∴tan x =13.∴tan x tan2x =tan x 2tan x 1-tan 2x=1-tan 2x2=1-192=49. 7.已知sin 22α+sin2αcos α-cos2α=1,α∈0,π2,则 α=________.答案π6解析 ∵sin 22α+sin2αcos α-(cos2α+1)=0. ∴4sin 2αcos 2α+2sin αcos 2α-2cos 2α=0. ∵α∈0,π2.∴2cos 2α>0.∴2sin 2α+sin α-1=0.∴sin α=12(sin α=-1舍).∴α=π6.8.设a =12cos7°-32sin7°,b =2cos12°·cos78°,c =1-cos50°2,则a ,b ,c 的大小关系是________.答案 c >b >a解析 a =12cos7°-32sin7°=sin30°cos7°-cos30°sin7°=sin(30°-7°)=sin23°,b =2cos12°cos78°=2sin12°·cos12°=sin24°,c =1-cos50°2=1-1-2sin 225°2=sin 225°=sin25°,所以c >b >a .三、解答题9.求下列各式的值:(1)sin π8sin 3π8;(2)cos 215°-cos 275°;(3)2cos25π12-1;(4)tan30°1-tan 230°; (5)求s in10°sin30°sin50°sin70°的值. 解 (1)∵sin 3π8=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-π8=cos π8,∴sin π8sin 3π8=sin π8cos π8=12·2sin π8cos π8=12sin π4=24.(2)∵cos 275°=cos 2(90°-15°)=sin 215°, ∴cos 215°-cos 275°=cos 215°-sin 215°=cos30°=32. (3)2cos25π12-1=cos 5π6=-32. (4)tan30°1-tan 230°=12×2tan30°1-tan 230°=12tan60°=32. (5)解法一:∵sin10°sin50°sin70°=sin20°sin50°sin70°2cos10°=sin20°cos20°sin50°2cos10°=sin40°sin50°4cos10°=sin40°cos40°4cos10°=sin80°8cos10°=18,∴sin10°sin30°sin50°sin70°=116.解法二:sin10°sin30°sin50°sin70°=12cos20°cos40°cos80°=2sin20°cos20°cos40°cos80°4sin20°=sin40°cos40°cos80°4sin20°=sin80°cos80°8sin20°=116·sin160°sin20°=116.10.已知α为钝角,且tan π4-α=2.(1)求tan α的值;(2)求sin2αcos α-sin αcos2α的值.解 (1)tan π4-α=1-tan α1+tan α,所以1-tan α1+tan α=2,1-tan α=2+2tan α,所以tan α=-13.(2)sin2αcos α-sin αcos2α=2sin αcos 2α-sin αcos2α=sin α2cos 2α-1cos2α=sin αcos2αcos2α=sin α.因为tan α=-13,所以cos α=-3sin α,又sin 2α+cos 2α=1,所以sin 2α=110,又α为钝角,所以sin α=1010, 所以sin2αcos α-sin αcos2α=1010.。
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学业分层测评(二十一)
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
一、选择题
1.(2016·鞍山高一检测)cos 78°cos 18°+sin 78°sin 18°的值为( )
A.12 B.13
C.32 D.33
【解析】 原式=cos(78°-18°)=cos 60°=12.
【答案】 A
2.已知sin α=13,α是第二象限角,则cos(α-60°)为( )
A.-3-222 B.3-226
C.3+226 D.-3+226
【解析】 因为sin α=13,α是第二象限角,所以cos α=-223,故cos(α
-60°)=cos αcos 60°+sin αsin 60°=-223×12+13×32=-22+36.
【答案】 B
3.(2016·梅州高一检测)若12sin x+32cos x=cos(x+φ),则φ的一个可能值是
( )
A.-π6 B.-π3
C.π6 D.π3
【解析】 对比公式特征知,cos φ=32,
sin φ=-12,故只有-π6合适.
【答案】 A
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4.sin α=35,α∈π2,π,则cosπ4-α的值为( )
A.-25 B.-210
C.-7210 D.-725
【解析】 因为sin α=35,α∈π2,π,
所以cos α=-1-sin2 α=-1-925=-45,
所以cosπ4-α=cosπ4cos α+sin π4sin α,
=22×-45+22×35=-210.
【答案】 B
5.若sin αsin β=1,则cos(α-β)的值为( )
【导学号:00680068】
A.0 B.1
C.±1 D.-1
【解析】 因为sin αsin β=1,-1≤sin α≤1,-1≤sin β≤1,所以
sin α=1,sin β=1或者sin α=-1,sin β=-1,解得
cos α=0,
cos β=0,
于是cos(α-β)=cos αcos
β
+sin αsin β=1.
【答案】 B
二、填空题
6.(2016·济南高一检测)已知cosπ3-α=18,则cos α+3sin α的值为
________.
【解析】 因为cosπ3-α=cosπ3cos α+sin π3sin α=12cos α+32sin
α
=18,
所以cos α+3sin α=14.
【答案】 14
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7.在△ABC中,sin A=45,cos B=-1213,则cos(A-B)=________.
【解析】 因为cos B=-1213,且0所以π2
∴sin(α+β)=5 314.
∴cos β=cos[(α+β)-α]
=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α
=-1114×17+5 314×4 37=12. 【解析】 cos[]α-(-β)-(cos α+cos β) sin αsin β>0,所以cos (α-β)=cos αcos β+sin αsin β>cos αcos β, 2.已知cos(α-β)=-45,sin(α+β)=-35,π2<α-β<π,3π2<α+β<2π,求 ∴sin(α-β)=35. =45×-45+-35×35=-1.
∴cos β=12.
[能力提升]
1.若α,β为两个锐角,则( )
A.cos(α+β)>cos α+cos β
B.cos(α+β)
=cos αcos β-sin αsin β-cos α-cos β
=cos α(cos β-1)-sin αsin β-cos β,
因为α,β是锐角,
所以cos β-1<0,cos α(cos β-1)<0,
-sin αsin β<0,-cos β<0,
故cos [α-(-β)]-(cos α+cos β)<0,
即cos(α+β)
α,β均为锐角,所以cos αcos β
>0,
同理cos(α-β)>sin αsin β,故C、D错误.
【答案】 B
β的值.
【解】 ∵π2<α-β<π,cos(α-β)=-45,
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∵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)
∵π2<α-β<π,32π<α+β<2π,
∴π2<2β<3π2,2β=π,∴β=π2.