同角三角函数的基本关系与诱导公式
同角三角函数的基本关系与诱导公式一、基础知识1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1; (2)商数关系:tan α=sin αcos α.平方关系对任意角都成立,而商数关系中α≠k π+π2(k ∈Z).2.诱导公式诱导公式可简记为:奇变偶不变,符号看象限.“奇”“偶”指的是“k ·π2+α(k ∈Z )”中的k 是奇数还是偶数.“变”与“不变”是指函数的名称的变化,若k 是奇数,则正、余弦互变;若k 为偶数,则函数名称不变.“符号看象限”指的是在“k ·π2+α(k ∈Z )”中,将α看成锐角时,“k ·π2+α(k ∈Z )”的终边所在的象限.二、常用结论同角三角函数的基本关系式的几种变形 (1)sin 2α=1-cos 2α=(1+cos α)(1-cos α); cos 2α=1-sin 2α=(1+sin α)(1-sin α); (sin α±cos α)2=1±2sin αcos α. (2)sin α=tan αcos α⎝⎛⎭⎫α≠π2+k π,k ∈Z .考点一 三角函数的诱导公式[典例] (1)已知f (α)=cos ⎝⎛⎭⎫π2+αsin ⎝⎛⎭⎫3π2-αcos (-π-α)tan (π-α),则f ⎝⎛⎭⎫-25π3的值为________. (2)已知cos ⎝⎛⎭⎫π6-α=23,则sin ⎝⎛⎭⎫α-2π3=________. [解析] (1)因为f (α)=cos ⎝⎛⎭⎫π2+αsin ⎝⎛⎭⎫3π2-αcos (-π-α)tan (π-α) =-sin α(-cos α)(-cos α)⎝⎛⎭⎫-sin αcos α=cos α, 所以f ⎝⎛⎭⎫-25π3=cos ⎝⎛⎭⎫-25π3=cos π3=12. (2)sin ⎝⎛⎭⎫α-2π3=-sin ⎝⎛⎭⎫2π3-α=-sin ⎣⎡⎦⎤π-⎝⎛⎭⎫π3+α=-sin ⎝⎛⎭⎫π3+α=-sin ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π6-α=-cos ⎝⎛⎭⎫π6-α=-23. [答案] (1)12 (2)-23[题组训练]1.已知tan α=12,且α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,则cos ⎝⎛⎭⎫α-π2=________. 解析:法一:cos ⎝⎛⎭⎫α-π2=sin α,由α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2知α为第三象限角, 联立⎩⎪⎨⎪⎧tan α=sin αcos α=12,sin 2α+cos 2α=1,解得5sin 2α=1,故sin α=-55.法二:cos ⎝⎛⎭⎫α-π2=sin α,由α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2知α为第三象限角,由tan α=12,可知点(-2,-1)为α终边上一点,由任意角的三角函数公式可得sin α=-55. 答案:-552. sin(-1 200°)·cos 1 290°+cos(-1 020°)·sin(-1 050°)+tan 945°=________.解析:原式=sin(-3×360°-120°)cos(3×360°+180°+30°)+cos(-3×360°+60°) sin(-3×360°+30°)+tan(2×360°+180°+45°)=sin 120°cos 30°+cos 60°sin 30°+tan 45°=34+14+1=2. 答案:23.已知tan ⎝⎛⎭⎫π6-α=33,则tan ⎝⎛⎭⎫5π6+α=________. 解析:tan ⎝⎛⎭⎫5π6+α=tan ⎝⎛⎭⎫π-π6+α=tan ⎣⎡⎦⎤π-⎝⎛⎭⎫π6-α=-tan ⎝⎛⎭⎫π6-α=-33. 答案:-33考点二 同角三角函数的基本关系及应用[典例] (1)若tan α=2,则sin α+cos αsin α-cos α+cos 2α=( )A.165 B .-165C.85D .-85(2)已知sin αcos α=38,且π4<α<π2,则cos α-sin α的值为( )A.12 B .±12C .-14D .-12[解析] (1)sin α+cos αsin α-cos α+cos 2α=sin α+cos αsin α-cos α+cos 2αsin 2α+cos 2α =tan α+1tan α-1+1tan 2α+1,将tan α=2代入上式,则原式=165.(2)因为sin αcos α=38,所以(cos α-sin α)2=cos 2α-2sin αcos α+sin 2α=1-2sin αcos α=1-2×38=14,因为π4<α<π2,所以cos α<sin α,即cos α-sin α<0,所以cos α-sin α=-12.[答案] (1)A (2)D[题组训练]1.(2018·甘肃诊断)已知tan φ=43,且角φ的终边落在第三象限,则cos φ=( )A.45 B .-45C.35D .-35解析:选D 因为角φ的终边落在第三象限,所以cos φ<0,因为tan φ=43,所以⎩⎪⎨⎪⎧sin 2φ+cos 2φ=1,sin φcos φ=43,cos φ<0,解得cos φ=-35.2.已知tan θ=3,则sin 2θ+sin θcos θ=________. 解析:sin 2θ+sin θcos θ=sin 2θ+sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=tan 2θ+tan θtan 2θ+1=32+332+1=65.答案:653.已知sin α+3cos α3cos α-sin α=5,则sin 2α-sin αcos α=________.解析:由已知可得sin α+3cos α=5(3cos α-sin α), 即sin α=2cos α,所以tan α=sin αcos α=2, 从而sin 2α-sin αcos α=sin 2α-sin αcos αsin 2α+cos 2α=tan 2α-tan αtan 2α+1=22-222+1=25.答案:254.已知-π<α<0,sin(π+α)-cos α=-15,则cos α-sin α的值为________.解析:由已知,得sin α+cos α=15,sin 2α+2sin αcos α+cos 2α=125, 整理得2sin αcos α=-2425.因为(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=4925,且-π<α<0,所以sin α<0,cos α>0, 所以cos α-sin α>0,故cos α-sin α=75.答案:75[课时跟踪检测]A 级1.已知x ∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,cos x =45,则tan x 的值为( ) A.34 B .-34C.43D .-43解析:选B 因为x ∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,所以sin x =-1-cos 2x =-35,所以tan x =sin x cos x =-34. 2.(2019·淮南十校联考)已知sin ⎝⎛⎭⎫α-π3=13,则cos ⎝⎛⎭⎫α+π6的值为( ) A .-13B.13C.223D .-223解析:选A ∵sin ⎝⎛⎭⎫α-π3=13,∴cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=cos ⎣⎡⎦⎤π2+⎝⎛⎭⎫α-π3=-sin ⎝⎛⎭⎫α-π3=-13. 3.计算:sin 11π6+cos 10π3的值为( ) A .-1 B .1 C .0D.12-32解析:选A 原式=sin ⎝⎛⎭⎫2π-π6+cos ⎝⎛⎭⎫3π+π3 =-sin π6-cos π3=-12-12=-1.4.若sin (π-θ)+cos (θ-2π)sin θ+cos (π+θ)=12,则tan θ的值为( )A .1B .-1C .3D .-3解析:选D 因为sin (π-θ)+cos (θ-2π)sin θ+cos (π+θ)=sin θ+cos θsin θ-cos θ=12,所以2(sin θ+cos θ)=sin θ-cos θ, 所以sin θ=-3cos θ,所以tan θ=-3.5.(2018·大庆四地六校调研)若α是三角形的一个内角,且sin ⎝⎛⎭⎫π2+α+cos ⎝⎛⎭⎫3π2+α=15,则tan α的值为( )A .-43B .-34C .-43或-34D .不存在解析:选A 由sin ⎝⎛⎭⎫π2+α+cos ⎝⎛⎭⎫3π2+α=15, 得cos α+sin α=15,∴2sin αcos α=-2425<0.∵α∈(0,π),∴sin α>0,cos α<0, ∴sin α-cos α=1-2sin αcos α=75,∴sin α=45,cos α=-35,∴tan α=-43.6.在△ABC 中,3sin ⎝⎛⎭⎫π2-A =3sin(π-A ),且cos A =-3cos(π-B ),则△ABC 为( ) A .等腰三角形 B .直角三角形 C .等腰直角三角形D .等边三角形解析:选B 将3sin ⎝⎛⎭⎫π2-A =3sin(π-A )化为3cos A =3sin A ,则tan A =33,则A =π6,将cos A =-3cos(π-B )化为 cos π6=3cos B ,则cos B =12,则B =π3,故△ABC 为直角三角形.7.化简:1-cos 22θcos 2θtan 2θ=________.解析:1-cos 22θcos 2θtan 2θ=sin 22θcos 2θ·sin 2θcos 2θ=sin 2θ.答案:sin 2θ8.化简:cos ⎝⎛⎭⎫α-π2sin ⎝⎛⎭⎫5π2+α·sin(α-π)·cos(2π-α)=________. 解析:原式=cos ⎝⎛⎭⎫π2-αsin ⎝⎛⎭⎫2π+π2+α·(-sin α)·cos α=sin αsin ⎝⎛⎭⎫π2+α·(-sin α)·cos α =sin αcos α·(-sin α)·cos α=-sin 2α. 答案:-sin 2α9.sin 4π3·cos 5π6·tan ⎝⎛⎭⎫-4π3的值为________. 解析:原式=sin ⎝⎛⎭⎫π+π3·cos ⎝⎛⎭⎫π-π6·tan ⎝⎛⎭⎫-π-π3 =⎝⎛⎭⎫-sin π3·⎝⎛⎭⎫-cos π6·⎝⎛⎭⎫-tan π3 =⎝⎛⎭⎫-32×⎝⎛⎭⎫-32×(-3)=-334.答案:-33410.(2019·武昌调研)若tan α=cos α,则1sin α+cos 4α=________.解析:tan α=cos α⇒sin αcos α=cos α⇒sin α=cos 2α,故1sin α+cos 4α=sin 2α+cos 2αsin α+cos 4α=sin α+cos 2αsin α+cos 4α=sin α+sin αsin α+sin 2α=sin 2α+sin α+1=sin 2α+cos 2α+1=1+1=2.答案:211.已知α为第三象限角,f (α)=sin ⎝⎛⎭⎫α-π2·cos ⎝⎛⎭⎫3π2+α·tan (π-α)tan (-α-π)·sin (-α-π).(1)化简f (α);(2)若cos ⎝⎛⎭⎫α-3π2=15,求f (α)的值. 解:(1)f (α)=sin ⎝⎛⎭⎫α-π2·cos ⎝⎛⎭⎫3π2+α·tan (π-α)tan (-α-π)·sin (-α-π)=(-cos α)·sin α·(-tan α)(-tan α)·sin α=-cos α.(2)∵cos ⎝⎛⎭⎫α-3π2=15, ∴-sin α=15,从而sin α=-15.又∵α为第三象限角,∴cos α=-1-sin 2α=-265,∴f (α)=-cos α=265.12.已知sin α=255,求tan(α+π)+sin ⎝⎛⎭⎫5π2+αcos ⎝⎛⎭⎫5π2-α的值.解:因为sin α=255>0,所以α为第一或第二象限角.tan(α+π)+sin ⎝⎛⎭⎫5π2+αcos ⎝⎛⎭⎫5π2-α =tan α+cos αsin α=sin αcos α+cos αsin α=1sin αcos α.①当α为第一象限角时,cos α=1-sin 2α=55, 原式=1sin αcos α=52.②当α为第二象限角时,cos α=-1-sin 2α=-55, 原式=1sin αcos α=-52.综合①②知,原式=52或-52.B 级1.已知sin α+cos α=12,α∈(0,π),则1-tan α1+tan α=( )A .-7 B.7 C.3D .-3解析:选A 因为sin α+cos α=12,所以(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=14,所以sin αcos α=-38,又因为α∈(0,π),所以sin α>0,cos α<0,所以cos α-sin α<0,因为(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=1-2×⎝⎛⎭⎫-38=74,所以cos α-sin α=-72, 所以1-tan α1+tan α=1-sin αcos α1+sin αcos α=cos α-sin αcos α+sin α=-7212=-7.2.已知θ是第一象限角,若sin θ-2cos θ=-25,则sin θ+cos θ=________.解析:∵sin θ-2cos θ=-25,∴sin θ=2cos θ-25,∴⎝⎛⎭⎫2cos θ-252+cos 2θ=1, ∴5cos 2θ-85cos θ-2125=0,即⎝⎛⎭⎫cos θ-35⎝⎛⎭⎫5cos θ+75=0. 又∵θ为第一象限角,∴cos θ=35,∴sin θ=45,∴sin θ+cos θ=75.答案:753.已知关于x 的方程2x 2-(3+1)x +m =0的两根分别是sin θ和cos θ,θ∈(0,2π),求: (1)sin 2θsin θ-cos θ+cos θ1-tan θ的值; (2)m 的值;(3)方程的两根及此时θ的值. 解:(1)原式=sin 2θsin θ-cos θ+cos θ1-sin θcos θ=sin 2θsin θ-cos θ+cos 2θcos θ-sin θ =sin 2θ-cos 2θsin θ-cos θ=sin θ+cos θ. 由条件知sin θ+cos θ=3+12, 故sin 2θsin θ-cos θ+cos θ1-tan θ=3+12.(2)由已知,得sin θ+cos θ=3+12,sin θcos θ=m2,因为1+2sin θcos θ=(sin θ+cos θ)2, 所以1+2×m 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫3+122,解得m =32. (3)由⎩⎪⎨⎪⎧sin θ+cos θ=3+12,sin θcos θ=34,得⎩⎨⎧sin θ=32,cos θ=12或⎩⎨⎧sin θ=12,cos θ=32.又θ∈(0,2π),故θ=π3或θ=π6.故当sin θ=32,cos θ=12时,θ=π3; 当sin θ=12,cos θ=32时,θ=π6.。
同角三角函数基本关系式及诱导公式
2021年新高考数学总复习第四章《三角函数、解三角形》同角三角函数基本关系式及诱导公式1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1.(2)商数关系:sin αcos α=tan α⎝⎛⎭⎫α≠π2+k π,k ∈Z . 2.三角函数的诱导公式 公式 一 二 三 四 五 六 角 2k π+α(k ∈Z )π+α -α π-α π2-α π2+α 正弦 sin α -sin α -sin α sin α cos α cos α 余弦 cos α -cos α cos α -cos α sin α -sin α 正切 tan αtan α-tan α-tan α口诀 函数名不变,符号看象限 函数名改变,符号看象限概念方法微思考1.使用平方关系求三角函数值时,怎样确定三角函数值的符号? 提示 根据角所在象限确定三角函数值的符号.2.诱导公式记忆口诀:“奇变偶不变,符号看象限”中的奇、偶是何意义?提示 所有诱导公式均可看作k ·π2±α(k ∈Z )和α的三角函数值之间的关系,口诀中的奇、偶指的是此处的k 是奇数还是偶数.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若α,β为锐角,则sin 2α+cos 2β=1.( × )(2)若α∈R ,则tan α=sin αcos α恒成立.( × )(3)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.( × ) (4)若sin(k π-α)=13(k ∈Z ),则sin α=13.( × )题组二 教材改编 2.若sin α=55,π2<α<π,则tan α= . 答案 -12解析 ∵π2<α<π,∴cos α=-1-sin 2α=-255,∴tan α=sin αcos α=-12.3.已知tan α=2,则sin α+cos αsin α-cos α的值为 .答案 3解析 原式=tan α+1tan α-1=2+12-1=3.4.化简cos ⎝⎛⎭⎫α-π2sin ⎝⎛⎭⎫5π2+α·sin(α-π)·cos(2π-α)的结果为 .答案 -sin 2α解析 原式=sin αcos α·(-sin α)·cos α=-sin 2α.题组三 易错自纠5.已知sin θ+cos θ=43,θ∈⎝⎛⎭⎫0,π4,则sin θ-cos θ的值为 . 答案 -23解析 ∵sin θ+cos θ=43,∴sin θcos θ=718.又∵(sin θ-cos θ)2=1-2sin θcos θ=29,θ∈⎝⎛⎭⎫0,π4, ∴sin θ-cos θ=-23. 6.(2018·成都诊断)已知α为锐角,cos ⎝⎛⎭⎫32π+α=45,则cos(π+α)= .。
8.2 同角三角函数的基本关系式及诱导公式
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2 sin 3 cos (1) 4 sin 9 cos
2 tan 3 2 2 3 1. = 4 tan 9 4 2 9
2 sin 2 3 cos2 2 tan 2 3 2 4 3 5 . (2) = 2 2 2 4 sin 9 cos 4 tan 9 4 4 9 7
tan(2k ) tan
2
sin( ) sin
sin( ) sin
sin(2 ) sin
cos( ) cos
cos( ) cos
tan( ) tan
变式训练
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1 • 若sin cos , , , 求 cos sin 的值。 8 4 2
1 3 解: (cos sin ) cos sin 2sin cos 1 4 4
2 2 2
弦化切
2 sin 3 cos (1) 4 sin 9 cos
已知 tan 2, 求下列各式的值:
2 sin 2 3 cos2 ,(2) 4 sin 2 9 cos2
(3) 4 sin 2 3 sin cos 5 cos2
新疆 源头学子小屋
•
7 23 11 13 sin cos( ) tan( ) cos 2、计算 3 6 4 3
5 4
。
基础练习
•
2 3、若sin( ) 3
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, 2 5 ____________。
高考数学同角三角函数的基本关系与诱导公式
高考数学同角三角函数的基本关系与诱导公式2021高考各科复习资料2021年高三开学差不多有一段时刻了,高三的同学们是不是差不多投入了紧张的高考一轮复习中,数学网高考频道从高三开学季开始为大伙儿系列预备了2021年高考复习,2021年高考一轮复习,2021年高考二轮复习,2021年高考三轮复习都将连续系统的为大伙儿推出。
1.明白得同角三角函数的差不多关系式:sin2x+cos2x=1,=tan x.2.能利用单位圆中的三角函数线推导出±α,π±α的正弦、余弦、正切的诱导公式.1.同角三角函数的差不多关系(1)平方关系:sin2α+cos2α=1.(2)商数关系:tan α=.2.三角函数的诱导公式公式一:sin(α+2kπ)=sin α,cos(α+2kπ)=cos_α,tan(α+2kπ)=ta n α,其中k∈Z.公式二:sin(π+α)=-sin_α,cos(π+α)=-cos_α,tan(π+α)=tan α.公式三:sin(-α)=-sin_α,cos(-α)=cos_α,tan(-α)=-tan α.我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一样在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。
什么缘故在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?吕叔湘先生早在19 78年就尖锐地提出:“中小学语文教学成效差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时刻,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数只是关,岂非咄咄怪事!”寻根究底,其要紧缘故确实是腹中无物。
专门是写议论文,初中水平以上的学生都明白议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的差不多结构:提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。
同角三角函数基本关系与诱导公式
考点 2
同角三角函数的基本关系
3 (1)[杭州模拟]已知 cos( x) , x ( ,2 ), 5 4 3 则 tan x ______ .
3 (2)[2018· 安徽江南十校 3 月联考]已知 tan α=-4, 则 sin α· (sin α-cos α)=( A ) 21 25 4 5 A.25 B.21 C.5 D.4
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1.基本关系式的误区:公式形式误区;角的范围误区.
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小试牛刀——
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1.诱导公式的应用原则:负化正,大化小,化到锐角为终了. 1 sin(-2 010° )的值是________ . 2
解析:sin(-2 010° )=-sin 2 010° =-sin(5×360° +210° ) 1 =-sin 210° =-sin(180° +30° )=sin 30° = . 2
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突破· 3个热点考向
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热点1 三角函数的诱导公式
π π 1 小样!换了个马 [典题 1] (1)已知 sinα-4=3,则 cos4+α=( D ) 甲我照样认识你!
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高三数学一轮复习——同角三角函数基本关系式及诱导公式
高三数学一轮复习——同角三角函数基本关系式及诱导公式1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1.(2)商数关系:sin αcos α=tan α⎝⎛⎭⎫α≠π2+k π,k ∈Z . 2.三角函数的诱导公式概念方法微思考1.使用平方关系求三角函数值时,怎样确定三角函数值的符号? 提示 根据角所在象限确定三角函数值的符号.2.诱导公式记忆口诀“奇变偶不变,符号看象限”中的奇、偶是何意义?提示 所有诱导公式均可看作k ·π2±α(k ∈Z )和α的三角函数值之间的关系,口诀中的奇、偶指的是此处的k 是奇数还是偶数.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若α,β为锐角,则sin 2α+cos 2β=1.( × ) (2)若α∈R ,则tan α=sin αcos α恒成立.( × )(3)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.( × ) (4)若sin(k π-α)=13(k ∈Z ),则sin α=13.( × )题组二 教材改编 2.若sin α=55,π2<α<π,则tan α= . 答案 -12解析 ∵π2<α<π,∴cos α=-1-sin 2α=-255,∴tan α=sin αcos α=-12.3.已知tan α=2,则sin α+cos αsin α-cos α的值为 .答案 3解析 原式=tan α+1tan α-1=2+12-1=3.4.化简cos ⎝⎛⎭⎫α-π2sin ⎝⎛⎭⎫5π2+α·sin(α-π)·cos(2π-α)的结果为 . 答案 -sin 2α解析 原式=sin αcos α·(-sin α)·cos α=-sin 2α.题组三 易错自纠5.已知sin θ+cos θ=43,θ∈⎝⎛⎭⎫0,π4,则sin θ-cos θ的值为 . 答案 -23解析 ∵sin θ+cos θ=43,∴sin θcos θ=718.又∵(sin θ-cos θ)2=1-2sin θcos θ=29,θ∈⎝⎛⎭⎫0,π4, ∴sin θ-cos θ=-23. 6.若sin(π+α)=-12,则sin(7π-α)= ;cos ⎝⎛⎭⎫α+3π2= . 答案 12 12解析 由sin(π+α)=-12,得sin α=12,则sin(7π-α)=sin(π-α)=sin α=12,cos ⎝⎛⎭⎫α+3π2=cos ⎝⎛⎭⎫α+3π2-2π=cos ⎝⎛⎭⎫α-π2 =cos ⎝⎛⎭⎫π2-α=sin α=12.同角三角函数基本关系式的应用1.已知α是第四象限角,sin α=-1213,则tan α等于( )A .-513 B.513 C .-125 D.125答案 C解析 因为α是第四象限角,sin α=-1213,所以cos α=1-sin 2α=513,故tan α=sin αcos α=-125. 2.已知α是三角形的内角,且tan α=-13,则sin α+cos α的值为 .答案 -105解析 由tan α=-13,得sin α=-13cos α,将其代入sin 2α+cos 2α=1, 得109cos 2α=1, 所以cos 2α=910,易知cos α<0,所以cos α=-31010,sin α=1010,故sin α+cos α=-105. 3.若角α的终边落在第三象限,则cos α1-sin 2α+2sin α1-cos 2α的值为 .答案 -3。
第2讲 同角三角函数的基本关系与诱导公式
解析:因为71π0
π -α+(α- 5
)=π2 ,所以71π0 -α=π2
π -( -α)=cos(α-π5 )=153.
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同角三角函数的基本关系与诱导公式
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2.若θ是△ABC 的一个内角,且 sin θcos θ=-18,则 sin θ-cos θ的值
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同角三角函数的基本关系与诱导公式
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[梳知识·逐点清] 1.同角三角函数的基本关系
(1)平方关系:sin 2α+cos2α=____1____. (2)商数关系:_t_a_n__α___=csionsαα.
[注意] 平方关系对任意角都成立,而商数关系中α≠kπ+π(k∈Z). 2
202同4届角三角函数的基本关系与诱导公式
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第2讲 同角三角函数的基本关系 与诱导公式
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课程标准解读
命题方向
数学素养
1.理解同角三角函数的基本关系式: 1.同角三角函数基本关
sin 2α+cos2α=1, sin cos
(4)若 α∈R,则 tan
α=sin
cos
α α恒成立.(
×
)
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同角三角函数的基本关系与诱导公式
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2.[教材改编]已知 tan α=34,α∈(π,32π),则 cos α的值是(
)
A.±45
B.45
C.-4 5
D.3 5
答案:C
15
同角三角函数的基本关系与诱导公式
同角三角函数的基本关系与诱导公式知识点
同角三角函数的基本关系与诱导公式知识点同角三角函数的基本关系与诱导公式是解决三角函数之间的相互关系的重要工具。
它们包含了三角函数的定义、性质和相互之间的关联,通过这些关联可以简化三角函数的计算和推导,提供了解决三角函数问题的便捷方法。
在学习和应用三角函数时,掌握这些知识点非常重要。
基本关系:sinθ = 角对边 / 斜边cosθ = 邻边 / 斜边tanθ = 角对边 / 邻边这些定义描述了角度和三角函数之间的基本关系。
通过这些基本关系,可以推导出其他三角函数之间的关系。
诱导公式:诱导公式是通过基本关系推导得到的,它们描述了不同角度的三角函数之间的关系。
常用的诱导公式有:1.正弦的诱导公式:sin(π/2 - θ) = cosθsin(π/2 + θ) = cosθsin(π - θ) = sinθsin(2π - θ) = -sinθ2.余弦的诱导公式:cos(π/2 - θ) = sinθcos(π/2 + θ) = -sinθcos(π -θ) = -cosθcos(2π - θ) = cosθ3.正切的诱导公式:tan(π/2 - θ) = cotθtan(π/2 + θ) = -cotθtan(π - θ) = -tanθtan(2π - θ) = tanθ4.余切的诱导公式:cot(π/2 - θ) = tanθcot(π/2 + θ) = -tanθcot(π- θ) = -cotθcot(2π - θ) = cotθ通过这些诱导公式,可以将一个三角函数的值转化为与之相关的其他三角函数的值,从而简化计算和推导的过程。
这些基本关系和诱导公式在解决各种三角函数问题时是非常有用的。
通过掌握这些知识点,我们可以灵活运用三角函数的定义和性质,快速推导出需要的结果。
在解决具体问题时,可以利用诱导公式将所给角度转化为更简单的角度,从而获得更便捷的计算方法。
此外,这些基本关系和诱导公式还可以用于推导其他三角函数的性质和公式,扩展和深入了解三角函数的知识,为进一步研究和应用三角函数打下坚实基础。
高考数学复习同角三角函数的基本关系与诱导公式
第2讲 同角三角函数的基本关系与诱导公式 最新考纲考向预测1.理解同角三角函数的基本关系式sin 2x +cos 2x =1,sin xcos x =tan x .2.借助单位圆的对称性,利用定义推导出诱导公式⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π2,α±π的正弦、余弦、正切. 命题趋势 考查利用同角三角函数的基本关系、诱导公式解决条件求值问题,常与三角恒等变换相结合起到化简三角函数关系的作用,强调利用三角公式进行恒等变形的技巧以及基本的运算能力.核心素养数学运算1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2x +cos 2x =1.(2)商数关系:tan x =sin x cos x ⎝ ⎛⎭⎪⎫其中x ≠k π+π2,k ∈Z .2.三角函数的诱导公式 组数 一 二 三 四 五 六 角 α+2k π (k ∈Z ) π+α -α π-α π2-α π2+α 正弦 sin α -sin__α -sin__α sin__α cos__α cos__α 余弦 cos α -cos__α cos__α -cos__α sin__α -sin__α正切tan αtan__α-tan__α-tan__α常用结论1.诱导公式的记忆口诀“奇变偶不变,符号看象限”,其中的奇、偶是指π2的奇数倍和偶数倍,变与不变指函数名称的变化.2.同角三角函数的基本关系式的几种变形 (1)sin 2α=1-cos 2α=(1+cos α)(1-cos α);cos 2α=1-sin 2α=(1+sin α)(1-sin α); (sin α±cos α)2=1±2sin αcos α. (2)sin α=tan αcos α⎝ ⎛⎭⎪⎫α≠π2+k π,k ∈Z .(3)sin 2α=sin 2αsin 2α+cos 2α=tan 2αtan 2α+1;cos 2α=cos 2αsin 2α+cos 2α=1tan 2α+1.常见误区1.同角三角函数的基本关系式及诱导公式要注意角的范围对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系求三角函数值,进行开方时要根据角的范围,判断符号后,正确取舍.2.注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)对任意的角α,β,都有sin 2α+cos 2β=1.( ) (2)若α∈R ,则tan α=sin αcos α恒成立.( )(3)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.( ) (4)若cos(n π-θ)=13(n ∈Z ),则cos θ=13.( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)×2.(易错题)已知cos(π+α)=23,则tan α=( ) A .52 B .255 C .±52D .±255解析:选C.因为cos(π+α)=23, 所以cos α=-23,则α为第二或第三象限角,所以sin α=±1-cos 2α=±53.所以tan α=sin αcos α=±53-23=±52. 3.已知sin αcos α=12,则tan α+1tan α=( ) A .2 B .12 C .-2D .-12解析:选A.tan α+1tan α=sin αcos α+cos αsin α=sin 2α+cos 2αsin αcos α=112=2.4.sin 2 490°=________;cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52π3=________.解析:sin 2 490°=sin(7×360°-30°)=-sin 30°=-12.cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52π3=cos 52π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫16π+π+π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π+π3=-cos π3=-12. 答案:-12 -125.化简cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫52π+α·cos(2π-α)的结果为________.解析:原式=sin αcos α·cos α=sin α. 答案:sin α同角三角函数的基本关系式 角度一 “知一求二”问题(2020·北京市适应性测试)已知α是第四象限角,且tan α=-34,则sinα=( )A .-35 B.35 C.45 D .-45 【解析】 因为tan α=sin αcos α=-34, 所以cos α=-43sin α ①.sin 2α+cos 2α=1 ②,由①②得sin 2α=925,又α是第四象限角,所以sin α<0,则sin α=-35,故选A.【答案】 A利用同角三角函数的基本关系求解问题的关键是熟练掌握同角三角函数的基本关系的正用、逆用、变形.同角三角函数的基本关系本身是恒等式,也可以看作是方程,对于一些题,可利用已知条件,结合同角三角函数的基本关系列方程组,通过解方程组达到解决问题的目的.角度二 sin α,cos α的齐次式问题已知tan αtan α-1=-1,求下列各式的值:(1)sin α-3cos αsin α+cos α;(2)sin 2α+sin αcos α+2. 【解】 由已知得tan α=12. (1)sin α-3cos αsin α+cos α=tan α-3tan α+1=-53.(2)sin 2α+sin αcos α+2=sin 2α+sin αcos αsin 2α+cos 2α+2=tan 2α+tan αtan 2α+1+2=⎝ ⎛⎭⎪⎫122+12⎝ ⎛⎭⎪⎫122+1+2=135.关于sin α与cos α的齐n 次分式或齐二次整式的化简求值的解题策略已知tan α,求关于sin α与cos α的齐n次分式或齐二次整式的值.角度三sin α±cos α,sin αcos α之间的关系已知α∈(-π,0),sin α+cos α=1 5.(1)求sin α-cos α的值;(2)求sin 2α+2sin2α1-tan α的值.【解】(1)由sin α+cos α=1 5,平方得sin2α+2sin αcos α+cos2α=1 25,整理得2sin αcos α=-24 25.所以(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=49 25.由α∈(-π,0),知sin α<0,又sin α+cos α>0,所以cos α>0,则sin α-cos α<0,故sin α-cos α=-7 5.(2)sin 2α+2sin2α1-tan α=2sin α(cos α+sin α)1-sin αcos α=2sin αcos α(cos α+sin α)cos α-sin α=-2425×1575=-24175.sin α±cos α与sin αcos α关系的应用技巧(1)通过平方,sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α之间可建立联系,若令sin α+cos α=t ,则sin αcos α=t 2-12,sin α-cos α=±2-t 2(注意根据α的范围选取正、负号).(2)对于sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α这三个式子,可以知一求二.1.(2020·河南六市一模)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2,则tan α=( )A .43 B .34 C .-34D .±34解析:选B.因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,所以sin α=-35.又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2,所以cos α=-1-sin 2α=-45,所以tan α=sin αcos α=34.2.已知tan α=-34,则sin α(sin α-cos α)=( ) A.2125 B.2521 C.45D.54解析:选 A.sin α(sin α-cos α)=sin 2α-sin αcos α=sin 2α-sin αcos αsin 2α+cos 2α=tan 2α-tan αtan 2α+1,将tan α=-34代入得原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫-342-⎝ ⎛⎭⎪⎫-34⎝ ⎛⎭⎪⎫-342+1=2125.3.(一题多解)已知sin α-cos α=2,α∈(0,π),则tan α=( ) A .-1 B .-22 C .22D .1解析:选A.方法一:由⎩⎨⎧sin α-cos α=2,sin 2α+cos 2α=1,得2cos 2α+22cos α+1=0,即(2cos α+1)2=0, 所以cos α=-22.又α∈(0,π),所以α=3π4, 所以tan α=tan 3π4=-1.方法二:因为sin α-cos α=2, 所以2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=2,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=1.因为α∈(0,π),所以α=3π4,所以tan α=-1.法三:由sin α-cos α=2得1-sin 2α=2,所以sin 2α=-1. 设sin α+cos α=t ,所以1+sin 2α=t 2,所以t =0.由⎩⎨⎧sin α-cos α=2,sin α+cos α=0得sin α=22,cos α=-22, 所以tan α=-1.诱导公式的应用(1)sin(-1 200°)cos 1 290°=________.(2)已知角θ的顶点在坐标原点,始边与x 轴正半轴重合,终边在直线3x -y =0上,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+θ+2cos (π-θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ-sin (π-θ)等于________.【解析】 (1)原式=-sin 1 200°cos 1 290° =-sin(3×360°+120°)cos(3×360°+210°) =-sin 120°cos 210°=-sin(180°-60°)cos(180°+30°) =sin 60°cos 30°=32×32=34.(2)由题意可知tan θ=3,原式=-cos θ-2cos θcos θ-sin θ=-31-tan θ=32.【答案】 (1)34 (2)32【引申探究】 (变问法)若本例(2)的条件不变,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-sin (-π-θ)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π2-θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫9π2+θ=________.解析:由题意可知tan θ=3, 原式=-sin θ+sin (π+θ)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫6π-π2-θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4π+π2+θ =-sin θ-sin θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=-2sin θ-sin θ+cos θ=2tan θtan θ-1=2×33-1=3.答案:3(1)诱导公式用法的一般思路①化负为正,化大为小,化到锐角为止;②角中含有加减π2的整数倍时,用公式去掉π2的整数倍. (2)常见的互余和互补的角①常见的互余的角:π3-α与π6+α;π3+α与π6-α;π4+α与π4-α等; ②常见的互补的角:π3+θ与2π3-θ;π4+θ与3π4-θ等.1.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6的值是( )A .-13 B.13 C.223 D .-223解析:选A.因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=13,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=-13.2.(多选)已知A =sin (k π+α)sin α+cos (k π+α)cos α+tan (k π+α)tan α,则A 的值可以是( )A .3B .-3C .1D .-1解析:选AD.由已知可得,当k 为偶数时,A =sin (k π+α)sin α+cos (k π+α)cos α+tan (k π+α)tan α=sin αsin α+cos αcos α+tan αtan α=3;当k 为奇数时,A =sin (k π+α)sin α+cos (k π+α)cos α+tan (k π+α)tan α=-sin αsin α+-cos αcos α+tan αtan α=-1,所以A 的值可以是3或-1.故答案为AD.同角三角函数的基本关系式与诱导公式的综合应用(2020·湖北宜昌一中期末)已知α是第三象限角,且cos α=-1010. (1)求tan α的值;(2)化简并求cos (π-α)2sin (-α)+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α的值.【解】 (1)因为α是第三象限角,cos α=-1010, 所以sin α=-1-cos 2α=-31010,所以tan α=sin αcos α=3.(2)原式=-cos α-2sin α+cos α=cos α2sin α-cos α=12tan α-1,由(1)知tan α=3,所以原式=12×3-1=15.求解诱导公式与同角关系综合问题的基本思路和化简要求基本 思路①分析结构特点,选择恰当公式; ②利用公式化成单角三角函数;③整理得最简形式化简 要求①化简过程是恒等变换;②结果要求项数尽可能少,次数尽可能低,结构尽可能简单,能求值的要求出值1.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α=35,所以tan α的值为( )A .-43B .-34C .±43D .±34解析:选C.sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=cos α=35,所以sin α=±45,tan α=sin αcos α=±43.2.已知tan(π-α)=-23,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π,-π2,则cos (-α)+3sin (π+α)cos (π-α)+9sin α的值为( )A .-15B .-37 C.15 D.37解析:选 A.因为tan(π-α)=-23,所以tan α=23,所以cos (-α)+3sin (π+α)cos (π-α)+9sin α=cos α-3sin α-cos α+9sin α=1-3tan α-1+9tan α=1-2-1+6=-15,故选A.[A 级 基础练]1.(多选)已知x ∈R ,则下列等式恒成立的是( ) A .sin(-x )=sin x B .sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-x =cos xC .cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+x =-sin xD .cos(x -π)=-cos x解析:选CD.sin(-x )=-sin x ,故A 不成立;sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-x =-cos x ,故B 不成立;cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+x =-sin x ,故C 成立;cos(x -π)=-cos x ,故D 成立.2.(多选)若sin α=45,且α为锐角,则下列选项中正确的有( )A .tan α=43 B .cos α=35 C .sin α+cos α=85D .sin α-cos α=-15解析:选AB.因为sin α=45,且α为锐角, 所以cos α=1-sin 2α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫452=35,故B 正确, 所以tan α=sin αcos α=4535=43,故A 正确,所以sin α+cos α=45+35=75≠85,故C 错误, 所以sin α-cos α=45-35=15≠-15,故D 错误.3.已知角α是第二象限角,且满足sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α+3cos(α-π)=1,则tan(π+α)=( )A . 3B .- 3C .-33D .-1解析:选B.由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α+3cos(α-π)=1,得cos α-3cos α=1,所以cos α=-12, 因为角α是第二象限角,所以sin α=32, 所以tan(π+α)=tan α=sin αcos α=- 3.4.已知f (α)=sin (2π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2+αtan (π+α),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=( ) A .12 B .22 C .32D .-12解析:选A.f (α)=sin (2π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2+αtan (π+α)=-sin α·(-sin α)sin α·tan α=sin 2αsin α·sin αcos α=cos α,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=cos π3=12.5.已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上一点A (2sin α,3)(sin α≠0),则cos α=( )A .12B .-12C .32D .-32解析:选A.由三角函数定义得tan α=32sin α,即sin αcos α=32sin α,得3cos α=2sin 2α=2(1-cos 2α),解得cos α=12或cos α=-2(舍去).故选A.6.计算:sin 11π6+cos 10π3的值为________.解析:原式=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π-π6+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π+π3=-sin π6-cos π3=-12-12=-1.答案:-17.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2-αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-7π2+α=1225,且0<α<π4,则sin α=________,cos α=________.解析:sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2-αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-7π2+α=-cos α·(-sin α)=sin αcos α=1225.因为0<α<π4,所以0<sin α<cos α.又因为sin 2α+cos 2α=1,所以sin α=35,cos α=45.答案:35 45 8.化简1-2sin 40°cos 40°cos 40°-1-sin 250°=________. 解析:原式=sin 240°+cos 240°-2sin 40°cos 40°cos 40°-cos 50°=|sin 40°-cos 40°|sin 50°-sin 40°=|sin 40°-sin 50°|sin 50°-sin 40°=sin 50°-sin 40°sin 50°-sin 40°=1.答案:19.已知sin(3π+α)=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+α,求下列各式的值:(1)sin α-4cos α5sin α+2cos α;(2)sin 2α+sin 2α.解:由已知得sin α=2cos α. (1)原式=2cos α-4cos α5×2cos α+2cos α=-16.(2)原式=sin 2α+2sin αcos αsin 2α+cos 2α=sin 2α+sin 2αsin 2α+14sin 2α=85.10.已知角θ的终边与单位圆x 2+y 2=1在第四象限交于点P ,且点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,y .(1)求tan θ的值;(2)求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ+cos (θ-2π)sin θ+cos (π+θ)的值.解:(1)由θ为第四象限角,终边与单位圆交于点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,y ,得⎝ ⎛⎭⎪⎫122+y 2=1,y <0,解得y =-32,所以tan θ=-3212=- 3.(2)因为tan θ=-3, 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ+cos (θ-2π)sin θ+cos (π+θ)=sin θ+cos θsin θ-cos θ=tan θ+1tan θ-1=-3+1-3-1=2- 3. [B 级 综合练]11.(多选)已知角θ的终边与坐标轴不重合,式子1-sin 2(π+θ)化简的结果为-cos θ,则( )A .sin θ>0,tan θ>0B .sin θ<0,tan θ>0C .sin θ<0,tan θ<0D .sin θ>0,tan θ<0解析:选BD.1-sin 2(π+θ)=1-sin 2θ=cos 2θ=|cos θ|=-cos θ,所以cos θ<0,角θ的终边落在第二或三象限,所以sin θ>0,tan θ<0或sin θ<0,tan θ>0,故选BD.12.(2020·陕西汉中月考)已知角α为第二象限角,则cos α·1+sin α1-sin α+sin 2α1+1tan 2α=( )A .1B .-1C .0D .2解析:选B.因为角α为第二象限角,所以sin α>0,cos α<0,所以cos α 1+sin α1-sin α=cos α(1+sin α)2cos 2α=cos α·1+sin α|cos α|=-1-sin α,sin 2α1+1tan 2α=sin 2α1+cos 2αsin 2α=sin 2αsin 2α+cos 2αsin 2α=sin 2α1sin 2α=sin 2α⎪⎪⎪⎪⎪⎪1sin α=sin α,所以cos α1+sin α1-sin α+sin 2α1+1tan 2α=-1-sin α+sin α=-1.故选B.13.是否存在α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,β∈()0,π使等式sin(3π-α)=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-β,3cos(-α)=-2cos(π+β)同时成立?若存在,求出α,β的值;若不存在,请说明理由.解:假设存在角α,β满足条件. 由已知条件可得⎩⎨⎧sin α=2sin β,①3cos α=2cos β,②由①2+②2,得sin 2α+3cos 2α=2.所以sin 2α=12,所以sin α=±22.因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,所以α=±π4. 当α=π4时,由②式知cos β=32, 又β∈(0,π),所以β=π6,此时①式成立; 当α=-π4时,由②式知cos β=32,又β∈(0,π), 所以β=π6,此时①式不成立,故舍去. 所以存在α=π4,β=π6满足条件. 14.在△ABC 中,(1)求证:cos 2A +B 2+cos 2 C2=1;(2)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+B tan(C -π)<0,求证:△ABC 为钝角三角形.证明:(1)在△ABC 中,A +B =π-C , 所以A +B 2=π2-C2,所以cos A +B 2=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-C 2=sin C 2,所以cos 2A + B 2+cos 2C2=1.(2)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+B tan(C -π)<0,所以(-sin A )(-cos B )tan C <0, 即sin A cos B tan C <0.因为在△ABC 中,0<A <π,0<B <π,0<C <π且sin A >0, 所以⎩⎨⎧cos B <0,tan C >0或⎩⎨⎧cos B >0,tan C <0,所以B 为钝角或C 为钝角,所以△ABC 为钝角三角形.[C 级 创新练]15.(2020·山东肥城统考)公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,发现黄金分割比例为5-12≈0.618,这一数值也可以表示为m =2sin 18°.若m 2+n =4,则m n2cos 227°-1=( )A .4B .3C .2D .1解析:选C.因为m =2sin 18°,且m 2+n =4,所以n =4-m 2=4-4sin 218°=4(1-sin 218°)=4cos 218°,所以m n2cos 227°-1=2sin 18°4cos 218°cos 54°=4sin 18°cos 18°sin 36°=2.故选C.16.已知α,β∈(0,2π)且α<β,若关于x 的方程(x +sin α)(x +sin β)+1=0有实数根,则代数式3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-β2-sin (π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+β=________.解析:整理方程(x +sin α)(x +sin β)+1=0得x 2+x (sin α+sin β)+sin αsin β+1=0.由题意得Δ=(sin α+sin β)2-4sin αsin β-4≥0, 即(sin α-sin β)2≥4①.因为-1≤sin α≤1,-1≤sin β≤1,所以sin α-sin β∈[-2,2],从而(sin α-sin β)2≤4②.由①②得sin α-sin β=±2,所以⎩⎨⎧sin α=1,sin β=-1或⎩⎨⎧sin α=-1,sin β=1.因为α,β∈(0,2π)且α<β,所以α=π2,β=3π2,即⎩⎨⎧sin α=1,sin β=-1.因此3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-β2-sin (π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+β=3cos α-sin β2-sin αsin β=12+1=13.答案:13第2讲 同角三角函数的基本关系与诱导公式 最新考纲考向预测1.理解同角三角函数的基本关系式sin 2x +cos 2x =1,sin xcos x =tan x .2.借助单位圆的对称性,利用定义推导出诱导公式⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π2,α±π的正弦、余弦、正切. 命题趋势 考查利用同角三角函数的基本关系、诱导公式解决条件求值问题,常与三角恒等变换相结合起到化简三角函数关系的作用,强调利用三角公式进行恒等变形的技巧以及基本的运算能力.核心素养数学运算1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2x +cos 2x =1.(2)商数关系:tan x =sin x cos x ⎝ ⎛⎭⎪⎫其中x ≠k π+π2,k ∈Z .2.三角函数的诱导公式 组数 一 二 三 四 五 六 角 α+2k π (k ∈Z ) π+α -α π-α π2-α π2+α 正弦 sin α -sin__α -sin__α sin__α cos__α cos__α 余弦 cos α -cos__α cos__α -cos__α sin__α -sin__α正切tan αtan__α-tan__α-tan__α常用结论1.诱导公式的记忆口诀“奇变偶不变,符号看象限”,其中的奇、偶是指π2的奇数倍和偶数倍,变与不变指函数名称的变化.2.同角三角函数的基本关系式的几种变形 (1)sin 2α=1-cos 2α=(1+cos α)(1-cos α);cos 2α=1-sin 2α=(1+sin α)(1-sin α); (sin α±cos α)2=1±2sin αcos α. (2)sin α=tan αcos α⎝ ⎛⎭⎪⎫α≠π2+k π,k ∈Z .(3)sin 2α=sin 2αsin 2α+cos 2α=tan 2αtan 2α+1;cos 2α=cos 2αsin 2α+cos 2α=1tan 2α+1.常见误区1.同角三角函数的基本关系式及诱导公式要注意角的范围对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系求三角函数值,进行开方时要根据角的范围,判断符号后,正确取舍.2.注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)对任意的角α,β,都有sin 2α+cos 2β=1.( ) (2)若α∈R ,则tan α=sin αcos α恒成立.( )(3)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.( ) (4)若cos(n π-θ)=13(n ∈Z ),则cos θ=13.( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)×2.(易错题)已知cos(π+α)=23,则tan α=( ) A .52 B .255 C .±52D .±255解析:选C.因为cos(π+α)=23, 所以cos α=-23,则α为第二或第三象限角,所以sin α=±1-cos 2α=±53.所以tan α=sin αcos α=±53-23=±52. 3.已知sin αcos α=12,则tan α+1tan α=( ) A .2 B .12 C .-2D .-12解析:选A.tan α+1tan α=sin αcos α+cos αsin α=sin 2α+cos 2αsin αcos α=112=2.4.sin 2 490°=________;cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52π3=________.解析:sin 2 490°=sin(7×360°-30°)=-sin 30°=-12.cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52π3=cos 52π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫16π+π+π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π+π3=-cos π3=-12. 答案:-12 -125.化简cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫52π+α·cos(2π-α)的结果为________.解析:原式=sin αcos α·cos α=sin α. 答案:sin α同角三角函数的基本关系式 角度一 “知一求二”问题(2020·北京市适应性测试)已知α是第四象限角,且tan α=-34,则sinα=( )A .-35 B.35 C.45 D .-45 【解析】 因为tan α=sin αcos α=-34, 所以cos α=-43sin α ①.sin 2α+cos 2α=1 ②,由①②得sin 2α=925,又α是第四象限角,所以sin α<0,则sin α=-35,故选A.【答案】 A利用同角三角函数的基本关系求解问题的关键是熟练掌握同角三角函数的基本关系的正用、逆用、变形.同角三角函数的基本关系本身是恒等式,也可以看作是方程,对于一些题,可利用已知条件,结合同角三角函数的基本关系列方程组,通过解方程组达到解决问题的目的.角度二 sin α,cos α的齐次式问题已知tan αtan α-1=-1,求下列各式的值:(1)sin α-3cos αsin α+cos α;(2)sin 2α+sin αcos α+2. 【解】 由已知得tan α=12. (1)sin α-3cos αsin α+cos α=tan α-3tan α+1=-53.(2)sin 2α+sin αcos α+2=sin 2α+sin αcos αsin 2α+cos 2α+2=tan 2α+tan αtan 2α+1+2=⎝ ⎛⎭⎪⎫122+12⎝ ⎛⎭⎪⎫122+1+2=135.关于sin α与cos α的齐n 次分式或齐二次整式的化简求值的解题策略已知tan α,求关于sin α与cos α的齐n次分式或齐二次整式的值.角度三sin α±cos α,sin αcos α之间的关系已知α∈(-π,0),sin α+cos α=1 5.(1)求sin α-cos α的值;(2)求sin 2α+2sin2α1-tan α的值.【解】(1)由sin α+cos α=1 5,平方得sin2α+2sin αcos α+cos2α=1 25,整理得2sin αcos α=-24 25.所以(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=49 25.由α∈(-π,0),知sin α<0,又sin α+cos α>0,所以cos α>0,则sin α-cos α<0,故sin α-cos α=-7 5.(2)sin 2α+2sin2α1-tan α=2sin α(cos α+sin α)1-sin αcos α=2sin αcos α(cos α+sin α)cos α-sin α=-2425×1575=-24175.sin α±cos α与sin αcos α关系的应用技巧(1)通过平方,sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α之间可建立联系,若令sin α+cos α=t ,则sin αcos α=t 2-12,sin α-cos α=±2-t 2(注意根据α的范围选取正、负号).(2)对于sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α这三个式子,可以知一求二.1.(2020·河南六市一模)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2,则tan α=( )A .43 B .34 C .-34D .±34解析:选B.因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,所以sin α=-35.又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2,所以cos α=-1-sin 2α=-45,所以tan α=sin αcos α=34.2.已知tan α=-34,则sin α(sin α-cos α)=( ) A.2125 B.2521 C.45D.54解析:选 A.sin α(sin α-cos α)=sin 2α-sin αcos α=sin 2α-sin αcos αsin 2α+cos 2α=tan 2α-tan αtan 2α+1,将tan α=-34代入得原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫-342-⎝ ⎛⎭⎪⎫-34⎝ ⎛⎭⎪⎫-342+1=2125.3.(一题多解)已知sin α-cos α=2,α∈(0,π),则tan α=( ) A .-1 B .-22 C .22D .1解析:选A.方法一:由⎩⎨⎧sin α-cos α=2,sin 2α+cos 2α=1,得2cos 2α+22cos α+1=0,即(2cos α+1)2=0, 所以cos α=-22.又α∈(0,π),所以α=3π4, 所以tan α=tan 3π4=-1.方法二:因为sin α-cos α=2, 所以2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=2,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=1.因为α∈(0,π),所以α=3π4,所以tan α=-1.法三:由sin α-cos α=2得1-sin 2α=2,所以sin 2α=-1. 设sin α+cos α=t ,所以1+sin 2α=t 2,所以t =0.由⎩⎨⎧sin α-cos α=2,sin α+cos α=0得sin α=22,cos α=-22, 所以tan α=-1.诱导公式的应用(1)sin(-1 200°)cos 1 290°=________.(2)已知角θ的顶点在坐标原点,始边与x 轴正半轴重合,终边在直线3x -y =0上,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+θ+2cos (π-θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ-sin (π-θ)等于________.【解析】 (1)原式=-sin 1 200°cos 1 290° =-sin(3×360°+120°)cos(3×360°+210°) =-sin 120°cos 210°=-sin(180°-60°)cos(180°+30°) =sin 60°cos 30°=32×32=34.(2)由题意可知tan θ=3,原式=-cos θ-2cos θcos θ-sin θ=-31-tan θ=32.【答案】 (1)34 (2)32【引申探究】 (变问法)若本例(2)的条件不变,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-sin (-π-θ)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π2-θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫9π2+θ=________.解析:由题意可知tan θ=3, 原式=-sin θ+sin (π+θ)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫6π-π2-θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4π+π2+θ =-sin θ-sin θcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=-2sin θ-sin θ+cos θ=2tan θtan θ-1=2×33-1=3.答案:3(1)诱导公式用法的一般思路①化负为正,化大为小,化到锐角为止;②角中含有加减π2的整数倍时,用公式去掉π2的整数倍. (2)常见的互余和互补的角①常见的互余的角:π3-α与π6+α;π3+α与π6-α;π4+α与π4-α等; ②常见的互补的角:π3+θ与2π3-θ;π4+θ与3π4-θ等.1.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6的值是( )A .-13 B.13 C.223 D .-223解析:选A.因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=13,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=-13.2.(多选)已知A =sin (k π+α)sin α+cos (k π+α)cos α+tan (k π+α)tan α,则A 的值可以是( )A .3B .-3C .1D .-1解析:选AD.由已知可得,当k 为偶数时,A =sin (k π+α)sin α+cos (k π+α)cos α+tan (k π+α)tan α=sin αsin α+cos αcos α+tan αtan α=3;当k 为奇数时,A =sin (k π+α)sin α+cos (k π+α)cos α+tan (k π+α)tan α=-sin αsin α+-cos αcos α+tan αtan α=-1,所以A 的值可以是3或-1.故答案为AD.同角三角函数的基本关系式与诱导公式的综合应用(2020·湖北宜昌一中期末)已知α是第三象限角,且cos α=-1010. (1)求tan α的值;(2)化简并求cos (π-α)2sin (-α)+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α的值.【解】 (1)因为α是第三象限角,cos α=-1010, 所以sin α=-1-cos 2α=-31010,所以tan α=sin αcos α=3.(2)原式=-cos α-2sin α+cos α=cos α2sin α-cos α=12tan α-1,由(1)知tan α=3,所以原式=12×3-1=15.求解诱导公式与同角关系综合问题的基本思路和化简要求基本 思路①分析结构特点,选择恰当公式; ②利用公式化成单角三角函数;③整理得最简形式化简 要求①化简过程是恒等变换;②结果要求项数尽可能少,次数尽可能低,结构尽可能简单,能求值的要求出值1.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α=35,所以tan α的值为( )A .-43B .-34C .±43D .±34解析:选C.sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=cos α=35,所以sin α=±45,tan α=sin αcos α=±43.2.已知tan(π-α)=-23,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π,-π2,则cos (-α)+3sin (π+α)cos (π-α)+9sin α的值为( )A .-15B .-37 C.15 D.37解析:选 A.因为tan(π-α)=-23,所以tan α=23,所以cos (-α)+3sin (π+α)cos (π-α)+9sin α=cos α-3sin α-cos α+9sin α=1-3tan α-1+9tan α=1-2-1+6=-15,故选A.[A 级 基础练]1.(多选)已知x ∈R ,则下列等式恒成立的是( ) A .sin(-x )=sin x B .sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-x =cos xC .cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+x =-sin xD .cos(x -π)=-cos x解析:选CD.sin(-x )=-sin x ,故A 不成立;sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-x =-cos x ,故B 不成立;cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+x =-sin x ,故C 成立;cos(x -π)=-cos x ,故D 成立.2.(多选)若sin α=45,且α为锐角,则下列选项中正确的有( )A .tan α=43 B .cos α=35 C .sin α+cos α=85D .sin α-cos α=-15解析:选AB.因为sin α=45,且α为锐角, 所以cos α=1-sin 2α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫452=35,故B 正确, 所以tan α=sin αcos α=4535=43,故A 正确,所以sin α+cos α=45+35=75≠85,故C 错误, 所以sin α-cos α=45-35=15≠-15,故D 错误.3.已知角α是第二象限角,且满足sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α+3cos(α-π)=1,则tan(π+α)=( )A . 3B .- 3C .-33D .-1解析:选B.由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α+3cos(α-π)=1,得cos α-3cos α=1,所以cos α=-12, 因为角α是第二象限角,所以sin α=32, 所以tan(π+α)=tan α=sin αcos α=- 3.4.已知f (α)=sin (2π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2+αtan (π+α),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=( ) A .12 B .22 C .32D .-12解析:选A.f (α)=sin (2π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2+αtan (π+α)=-sin α·(-sin α)sin α·tan α=sin 2αsin α·sin αcos α=cos α,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=cos π3=12.5.已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上一点A (2sin α,3)(sin α≠0),则cos α=( )A .12B .-12C .32D .-32解析:选A.由三角函数定义得tan α=32sin α,即sin αcos α=32sin α,得3cos α=2sin 2α=2(1-cos 2α),解得cos α=12或cos α=-2(舍去).故选A.6.计算:sin 11π6+cos 10π3的值为________.解析:原式=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π-π6+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π+π3=-sin π6-cos π3=-12-12=-1.答案:-17.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2-αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-7π2+α=1225,且0<α<π4,则sin α=________,cos α=________.解析:sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2-αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-7π2+α=-cos α·(-sin α)=sin αcos α=1225.因为0<α<π4,所以0<sin α<cos α.又因为sin 2α+cos 2α=1,所以sin α=35,cos α=45.答案:35 45 8.化简1-2sin 40°cos 40°cos 40°-1-sin 250°=________. 解析:原式=sin 240°+cos 240°-2sin 40°cos 40°cos 40°-cos 50°=|sin 40°-cos 40°|sin 50°-sin 40°=|sin 40°-sin 50°|sin 50°-sin 40°=sin 50°-sin 40°sin 50°-sin 40°=1.答案:19.已知sin(3π+α)=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+α,求下列各式的值:(1)sin α-4cos α5sin α+2cos α;(2)sin 2α+sin 2α.解:由已知得sin α=2cos α. (1)原式=2cos α-4cos α5×2cos α+2cos α=-16.(2)原式=sin 2α+2sin αcos αsin 2α+cos 2α=sin 2α+sin 2αsin 2α+14sin 2α=85.10.已知角θ的终边与单位圆x 2+y 2=1在第四象限交于点P ,且点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,y .(1)求tan θ的值;(2)求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ+cos (θ-2π)sin θ+cos (π+θ)的值.解:(1)由θ为第四象限角,终边与单位圆交于点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,y ,得⎝ ⎛⎭⎪⎫122+y 2=1,y <0,解得y =-32,所以tan θ=-3212=- 3.(2)因为tan θ=-3, 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ+cos (θ-2π)sin θ+cos (π+θ)=sin θ+cos θsin θ-cos θ=tan θ+1tan θ-1=-3+1-3-1=2- 3. [B 级 综合练]11.(多选)已知角θ的终边与坐标轴不重合,式子1-sin 2(π+θ)化简的结果为-cos θ,则( )A .sin θ>0,tan θ>0B .sin θ<0,tan θ>0C .sin θ<0,tan θ<0D .sin θ>0,tan θ<0解析:选BD.1-sin 2(π+θ)=1-sin 2θ=cos 2θ=|cos θ|=-cos θ,所以cos θ<0,角θ的终边落在第二或三象限,所以sin θ>0,tan θ<0或sin θ<0,tan θ>0,故选BD.12.(2020·陕西汉中月考)已知角α为第二象限角,则cos α·1+sin α1-sin α+sin 2α1+1tan 2α=( )A .1B .-1C .0D .2解析:选B.因为角α为第二象限角,所以sin α>0,cos α<0,所以cos α 1+sin α1-sin α=cos α(1+sin α)2cos 2α=cos α·1+sin α|cos α|=-1-sin α,sin 2α1+1tan 2α=sin 2α1+cos 2αsin 2α=sin 2αsin 2α+cos 2αsin 2α=sin 2α1sin 2α=sin 2α⎪⎪⎪⎪⎪⎪1sin α=sin α,所以cos α1+sin α1-sin α+sin 2α1+1tan 2α=-1-sin α+sin α=-1.故选B.13.是否存在α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,β∈()0,π使等式sin(3π-α)=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-β,3cos(-α)=-2cos(π+β)同时成立?若存在,求出α,β的值;若不存在,请说明理由.解:假设存在角α,β满足条件. 由已知条件可得⎩⎨⎧sin α=2sin β,①3cos α=2cos β,②由①2+②2,得sin 2α+3cos 2α=2.所以sin 2α=12,所以sin α=±22. 因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,所以α=±π4. 当α=π4时,由②式知cos β=32,又β∈(0,π),所以β=π6,此时①式成立;当α=-π4时,由②式知cos β=32,又β∈(0,π),所以β=π6,此时①式不成立,故舍去.所以存在α=π4,β=π6满足条件.14.在△ABC 中,(1)求证:cos 2A +B 2+cos 2 C 2=1;(2)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+B tan(C -π)<0,求证:△ABC 为钝角三角形. 证明:(1)在△ABC 中,A +B =π-C ,所以A +B 2=π2-C 2,所以cos A +B 2=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-C 2=sin C 2, 所以cos 2A + B 2+cos 2C 2=1.(2)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+B tan(C -π)<0, 所以(-sin A )(-cos B )tan C <0,即sin A cos B tan C <0.因为在△ABC 中,0<A <π,0<B <π,0<C <π且sin A >0,所以⎩⎨⎧cos B <0,tan C >0或⎩⎨⎧cos B >0,tan C <0, 所以B 为钝角或C 为钝角,所以△ABC 为钝角三角形.[C 级 创新练]15.(2020·山东肥城统考)公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,发现黄金分割比例为5-12≈0.618,这一数值也可以表示为m =2sin 18°.若m 2+n =4,则m n 2cos 227°-1=( ) A .4 B .3 C .2 D .1解析:选C.因为m =2sin 18°,且m 2+n =4,所以n =4-m 2=4-4sin 218°=4(1-sin 218°)=4cos 218°,所以m n 2cos 227°-1=2sin 18°4cos 218°cos 54°=4sin 18°cos 18°sin 36°=2.故选C.16.已知α,β∈(0,2π)且α<β,若关于x 的方程(x +sin α)(x +sin β)+1=0有实数根,则代数式3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-β2-sin (π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+β=________. 解析:整理方程(x +sin α)(x +sin β)+1=0得x 2+x (sin α+sin β)+sin αsin β+1=0.由题意得Δ=(sin α+sin β)2-4sin αsin β-4≥0,即(sin α-sin β)2≥4①.因为-1≤sin α≤1,-1≤sin β≤1,所以sin α-sin β∈[-2,2],从而(sin α-sin β)2≤4②.由①②得sin α-sin β=±2,所以⎩⎨⎧sin α=1,sin β=-1或⎩⎨⎧sin α=-1,sin β=1.因为α,β∈(0,2π)且α<β,所以α=π2,β=3π2,即⎩⎨⎧sin α=1,sin β=-1. 因此3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-β2-sin (π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+β=3cos α-sin β2-sin αsin β=12+1=13. 答案:13。
同角三角函数的基本关系与诱导公式
同角三角函数的基本关系与诱导公式1.同角三角函数基本关系(1)平方关系:sin2α+cos2α=1(α∈R).(2)商数关系:tan α=sin αcos α⎝⎛⎭⎪⎫α≠kπ+π2,k∈Z.2.诱导公式3.(1)对任意角α,sin23α+cos23α=1都成立.(√)(2)对任意角α,sinα2cosα2=tanα2都成立.(×)(3)对任意的角α,β有sin2α+cos2β=1.(×)(4)六组诱导公式中的角α可以是任意角.(√)(5)诱导公式的记忆口诀中“奇变偶不变,符号看象限”,其中的奇、偶是指π2的奇数倍和偶数倍,变与不变指函数名称的变化.(√) (6)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.(×)(7)若cos(nπ-θ)=13(n∈Z),则cos θ=13.(×)(8)已知sin θ=m-3m+5,cos θ=4-2mm+5,其中θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,则m<-5或m≥3.(×)(9)角π+α和α终边关于y轴对称.(×)(10)若α+β=90°,则sin2α+sin2β=1.(√)考点一 同角三角函数关系式的应用[例1] (1)已知sin θ=-13,θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,则sin(θ-5π)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π-θ的值是( ) A.229 B .-229 C .-19D.19解析:∵sin θ=-13,θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,∴cos θ=1-sin 2θ=223.∴原式=-sin(π-θ)·(-cos θ)=sin θcos θ =-13×223=-229. 答案:B(2)若sin α+cos α=15,α∈(0,π),则sin α-cos α的值为________. 解析:法一:由sin α+cos α=15,得(sin α+cos α)2=125, ∴sin αcos α=-1225,∵α∈(0,π),∴sin α>0,cos α<0, ∴sin α-cos α>0,∴sin α-cos α=(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=75. 法二:∵α∈(0,π), ∴由⎩⎪⎨⎪⎧sin α+cos α=15,sin 2α+cos 2α=1得⎩⎪⎨⎪⎧sin α=45,cos α=-35.∴sin α-cos α=45-⎝ ⎛⎭⎪⎫-35=75.答案:75(3)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2,则tan α=( )A.43B.34 C .-34 D .±34解析:因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,所以sin α=-35,又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,32π,∴α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,32π,∴cos α=-45,则tan α=sin αcos α=34. 答案:B(4)已知tan θ=2,则sin θcos θ=________. 解析:∵tan θ=2 ∴sin θcos θ=sin θ·cos θsin 2θ+cos 2θ=tan θ1+tan 2θ=21+4=25. 答案:25[方法引航] (1)利用sin 2α+cos 2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用sin αcos α=tan α可以实现角α的弦切互化.(2)应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.(3)注意公式逆用及变形应用:1=sin 2α+cos 2α,sin 2α=1-cos 2α,cos 2α=1-sin 2α.1.若本例(1)中,去掉θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2条件,结果如何?解:由sin θ=-13可得cos θ=± 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-132=±223,(θ在一、四象限为正,θ在二、三象限为负) ∴原式=sin θcos θ=±229.2.若本例(2)改为sin α+cos α=15,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0求tan α.解:由sin α+cos α=15得(sin α+cos α)2=125.∴sin αcos α=-1225<0,又∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,∴sin α<0,cos α>0.∴sin α-cos α=-(sin α-cos α)2=-1-2sin αcos α=-75. 联立⎩⎪⎨⎪⎧sin α+cos α=15sin α-cos α=-75得⎩⎪⎨⎪⎧sin α=-35,cos α=45.∴tan α=sin αcos α=-34.3.若本例(4)改为,tan θ=2,求sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θ的值. 解:sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θ =sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θsin 2θ+cos 2θ=sin 2θcos 2θ+sin θcos θcos 2θ-2sin 2θcos 2θ+1=tan 2θ+tan θ-2tan 2θ+1=22+2-222+1=45.考点二 诱导公式的应用[例2] (1)sin 600°+tan 240°=________.解析:sin 600°+tan 240°=sin(540°+60°)+tan(180°+60°)=-sin 60°+tan 60°=-32+3=32. 答案:32(2)已知tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=33,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+α=________.解析:∵⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α+⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6+α=π,∴tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+α=tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-33.答案:-33(3)已知f (x )=sin (π-x )cos (2π-x )tan (-x +π)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2+x ,化简f (x )的表达式并求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-313π的值.解:∵f (x )=sin x ·cos x ·(-tan x )sin x=-cos x ·tan x =-sin x , ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-313π=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-313π=sin 31π3 =sin ⎝⎛⎭⎪⎫10π+π3=sin π3=32. [方法引航] 1.利用诱导公式进行化简求值时,先利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数,其步骤为去负—脱周—化锐. 2.(1)利用诱导公式化简三角函数的思路和要求①思路方法:a.分析结构特点,选择恰当公式;b.利用公式化成单角三角函数;c.整理得最简形式.②化简要求:a.化简过程是恒等变形;b.结果要求项数尽可能少,次数尽可能低,结构尽可能简单,能求值的要求出值.(2)巧用相关角的关系会简化解题过程.常见的互余关系有π3-α与π6+α;π3+α与π6-α;π4+α与π4-α等,常见的互补关系有π3+θ与2π3-θ;π4+θ与3π4-θ等.1.cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-17π4-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-17π4的值是________.解析:原式=cos 17π4+sin 17π4=cos π4+sin π4= 2. 答案: 22.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=12,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=________. 解析:∵⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α+⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=π2,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=12. 答案:123.已知tan θ=2,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-cos (π-θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ-sin (π-θ)=________.解析:原式=cos θ+cos θcos θ-sin θ=2cos θcos θ-sin θ=21-tan θ=21-2=-2.答案:-2[方法探究] 小“1”能起大作用由于sin 2α+cos 2α=1恒成立,故在三角函数化简与求值中巧妙利用“1”的代换,sin 2α+cos 2α即为1,看到“1”就联想到sin 2α+cos 2α. [典例] (1)sin 21°+sin 22°+…+sin 289°=________.[解析] 原式=(sin 21°+sin 289°)+(sin 22°+sin 288°)+…+(sin 244°+sin 246°)+sin 245°=(sin 21°+cos 21°)+(sin 22°+cos 22°)+…+(sin 244°+cos 244°)+12=+12=4412.[答案] 4412(2)若tan α=3,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π4的值为( )A .-210 B.210 C.5210D.7210[解析] sin 2α=2sin αcos α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan αtan 2α+1=35,又cos 2α=cos 2α-sin 2α=cos 2α-sin 2αcos 2α+sin 2α=1-tan 2α1+tan 2α=-45,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π4=22sin 2α+22cos 2α=22⎝ ⎛⎭⎪⎫35-45=-210. [答案] -210[高考真题体验]1.(2015·高考福建卷)若sin α=-513,且α为第四象限角,则tan α的值等于( ) A.125 B .-125 C.512D .-512解析:选D.因为sin α=-513,且α为第四象限角,所以cos α=1213,所以tan α=-512.2.(2016·高考全国乙卷)已知θ是第四象限角,且sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=35,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=________.解析:因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=35,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=35,因为θ为第四象限角,所以-π2+2k π<θ<2k π,k ∈Z ,所以-3π4+2k π<θ-π4<2k π-π4,k ∈Z ,所以sin⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫352=-45,所以tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=-4535=-43. 答案:-433.(2016·高考四川卷)sin 750°=________.解析:sin 750°=sin(2×360°+30°)=sin 30°=12. 答案:124.(2016·高考四川卷)已知sin α+2cos α=0,则2sin αcos α-cos 2α的值是________.解析:sin α+2cos α=0⇔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:-15.(2013·高考课标全国卷Ⅱ)设θ为第二象限角,若tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=12,则sin θ+cosθ=________.解析:∵tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=12,∴1+tan θ1-tan θ=12,解得tan θ=-13. ∵θ为第二象限角,tan θ=-13>-1, ∴2k π+3π4<θ<2k π+π,∴(sin θ+cos θ)2=sin 2θ+cos 2θ+2sin θ·cos θsin 2θ+cos 2θ=tan 2θ+2tan θ+1tan 2θ+1=19-23+119+1=25. sin θ+cos θ<0,∴sin θ+cos θ=-105. 答案:-105课时规范训练 A 组 基础演练1.已知α为第二象限角,且sin α=35,则tan(π+α)的值是( ) A.43 B.34 C .-43D .-34解析:选D.因为α为第二象限角,cos α=-1-sin 2α=-45,tan(π+α)=tan α=-34.2.sin 2(π+α)-cos(π+α)·cos(-α)+1的值为( ) A .1 B .2sin 2α C .0D .2解析:选D.原式=(-sin α)2-(-cos α)·cos α+1=sin 2α+cos 2α+1=2. 3.若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=35,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=( ) A .-35 B.35 C.45D .-45解析:选B.cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=35.4.已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π2,则θ等于( ) A .-π6 B .-π3 C.π6D.π3 解析:选D.∵sin(π+θ)=-3cos(2π-θ), ∴-sin θ=-3cos θ,∴tan θ= 3. ∵|θ|<π2,∴θ=π3.5.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=12,-π2<α<0,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3的值是( )A.12B.23 C .-12D .1解析:选C.由已知得cos α=12,sin α=-32, cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=12cos α+32sin α=-12. 6.若sin θ·cos θ=12,则tan θ+cos θsin θ=________.解析:tan θ+cos θsin θ=sin θcos θ+cos θsin θ=sin 2θ+cos 2θsin θcos θ=2.答案:27.若cos(π-α)=-13,则cos (2π-α)·sin (π+α)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·tan (3π-α)的值为________.解析:由cos(π-α)=-13,得cos α=13. 则cos (2π-α)·sin (π+α)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·tan (3π-α)=cos α·(-sin α)cos α·(-tan α)=cos α=13. 答案:138.若sin θ+cos θsin θ-cos θ=2,则sin(θ-5π)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-θ=________.解析:由sin θ+cos θsin θ-cos θ=2,得sin θ+cos θ=2(sin θ-cos θ),两边平方得:1+2sin θcos θ=4(1-2sin θcos θ), 故sin θcos θ=310,∴sin(θ-5π)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-θ=sin θcos θ=310.答案:3109.已知α为锐角,且2tan(π-α)-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+β+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)=1,求sin α的值________.解析:由已知可得-2tan α+3sin β+5=0, ①tan α-6sin β=1, ②①②联立,解得tan α=3,∴sin αcos α=3,∴cos α=13sin α,∴sin 2α+19sin 2α=1∴α为锐角,∴sin α=31010. 答案:3101010.已知sin θ=45,π2<θ<π.(1)求tan θ的值;(2)求sin 2θ+2sin θcos θ3sin 2θ+cos 2θ的值. 解:(1)∵sin 2θ+cos 2θ=1,∴cos 2θ=925.又π2<θ<π.∴cos θ=-35.∴tan θ=sin θcos θ=-43.(2)由(1)知,sin 2θ+2sin θcos θ3sin 2θ+cos 2θ=tan 2θ+2tan θ3tan 2θ+1=-857. B 组 能力突破1.若cos θ=35,sin θ=-45,则角θ的终边所在的直线方程为( )A .3x +4y =0B .4x +3y =0C .3x -4y =0D .4x -3y =0解析:选B.依题意得tan θ=sin θcos θ=-43,因此所求的直线的斜率是-43,其方程是y =-43x ,即4x +3y =0.2.已知sin α+cos α=13,则sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=( )A.118B.1718C.89D.29解析:选B.∵sin α+cos α=13,∴(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=19,∴sin 2α=-89,∴sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2α2=1-sin 2α2=1718.3.若θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,sin 2θ=378,则sin θ=( )A.35B.45C.74D.34解析:选D.∵θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,∴2θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,故cos 2θ≤0,∴cos 2θ=-1-sin 22θ=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫3782=-18.又cos 2θ=1-2sin 2θ,∴sin 2θ=1-cos 2θ2=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-182=916.又sin θ>0,∴sin θ=34,故选D.4.在△ABC 中,已知2cos 2A -3cos(B +C )=2,则A =________. 解析:由2cos 2A -3cos(B +C )=2,得2cos 2A -3cos(π-A )=2, 即2cos 2A +3cos A -2=0,得cos A =12或cos A =-2(舍去),则在△ABC 中,A =π3.答案:π35.已知sin θ,cos θ是关于x 的方程x 2-ax +a =0(a ∈R )的两个根,求cos 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ+sin 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ的值. 解:由已知原方程的判别式Δ≥0,即(-a )2-4a ≥0,∴a ≥4或a ≤0.又⎩⎨⎧ sin θ+cos θ=a sin θcos θ=a,(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ, 则a 2-2a -1=0,从而a =1-2或a =1+2(舍去),因此sin θ+cos θ=sin θcos θ=1- 2.∴cos 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ+sin 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ=sin 3θ+cos 3θ =(sin θ+cos θ)(sin 2θ-sin θcos θ+cos 2θ)=(1-2)[1-(1-2)]=2-2.。
高考数学同角三角函数的基本关系式与诱导公式
探究点一 同角三角函数的基本关系及应用
[思路点拨]根据同角三角函数的关系式即可求解,需注意x为第几象限角; [解析] 因为x∈,所以sin x=-=-,所以tan x==-.故选B.
B
(2)[2022·福建莆田一中月考] 已知α是三角形的内角,且tan α=-,则sin α+cos α的值为 .
例5 (1)[2021·山东菏泽模拟] 已知α为锐角,且2tan(π-α)-3cos+5=0, tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,则sin α的值是( )A. B. C. D.
课堂考点探究
探究点三 诱导公式与同角关系的综合应用
[思路点拨]将已知条件利用诱导公式化简,再建立方程求出tan α,然后运用同角三角函数关系求出sin α;[解析] 由已知得消去sin β,得tan α=3,∴sin α=3cos α,代入sin2α+cos2α=1,化简得sin2α=,又α为锐角,则sin α=.
-
[总结反思](1)同角三角函数的基本关系式的功能是根据角的一个三角函数值求其他三角函数值,主要利用商数关系=tan α和平方关系1=sin2α+cos2α.(2)注意根据角的终边所在的象限选取正确的符号.
课堂考点探究
角度2 切弦互化例2 (1)已知sin αcos α=,则tan α+=( )A.2 B. C.-2 D.-
6. 已知A=+(k∈Z),则A= . 7.已知α为第二象限角,则= .
课前基础巩固
[解析]当k为偶数时,A=+=2;当k为奇数时,A=-=-2.
[解析] ===-1.
角度1 公式的灵活运用例1 (1)已知x∈,cos x=,则tan x的值为 ( ) A. B.- C. D.-
