2018届高考数学(理)大一轮复习设计(教师用) 第三章 第三节 两角和与差的正弦、余弦和正切公式 含解析
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2018版高考数学一轮总复习 第3章 三角函数、解三角形 3.5 两角和与差的正弦、余弦和正切公式模拟演练 理[A 级 基础达标](时间:40分钟)1.已知△ABC 的内角A 满足sin2A =23,则sin A +cos A =( )A.153 B .-153 C.52 D .-53答案 A解析 因为sin2A =2sin A cos A >0,A 为△ABC 的内角,所以A 是锐角.所以sin A +cos A >0,又因为(sin A +cos A )2=1+sin2A =53,所以sin A +cos A =153.2.[2016·浙江舟山模拟]已知α是第二象限角,且sin(π+α)=-35,则tan2α的值为( )A.45 B .-237 C.247 D .-247 答案 D解析 sin α=35,cos α=-45,则tan α=-34,所以tan2α=2tan α1-tan 2α=-247. 3.已知sin α=23,则cos(π-2α)=( )A .-53 B .-19 C.19 D.53答案 B解析 由诱导公式,得cos(π-2α)=-cos2α. 因为cos2α=1-2sin 2α=1-2×49=19,所以cos(π-2α)=-19. 4.[2016·山东高考]函数f (x )=(3sin x +cos x )(3cos x -sin x )的最小正周期是( )A.π2 B .π C.3π2 D .2π 答案 B解析 ∵f (x )=(3sin x +cos x )(3cos x -sin x )=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6·cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3,∴T =2π2=π,故选B.5.已知sin α+2cos α=3,则tan α=( )A.22B. 2 C .-22D .- 2答案 A解析 ∵sin α+2cos α=3,∴(sin α+2cos α)2=3. ∴sin 2α+22sin αcos α+2cos 2α=3, ∴sin 2α+22sin αcos α+2cos 2αsin 2α+cos 2α=3, ∴tan 2α+22tan α+2tan 2α+1=3, ∴2tan 2α-22tan α+1=0,∴tan α=22,故选A. 6.[2016·全国卷Ⅲ]函数y =sin x -3cos x 的图象可由函数y =2sin x 的图象至少向右平移________个单位长度得到.答案π3解析 因为y =sin x -3cos x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3,所以函数y =sin x -3cos x 的图象可由函数y =2sin x 的图象至少向右平移π3个单位长度得到.7.[2017·兰州模拟]计算:2sin50°-3sin20°cos20°=________.答案 1 解析 原式=+-3sin20°cos20°=2sin30°cos20°+2cos30°sin20°-3sin20°cos20°=cos20°+3sin20°-3sin20°cos20°=1.8.[2016·浙江高考]已知2cos 2x +sin2x =A sin(ωx +φ)+b (A >0),则A =________,b =________.答案2 1解析 ∵2cos 2x +sin2x =1+cos2x +sin2x =2sin ( 2x +π4 )+1,∴A =2,b =1.9.已知函数f (x )=cos 4x -2sin x cos x -sin 4x . (1)求f (x )的最小正周期; (2)求f (x )的单调区间;(3)若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,求f (x )的最大值及最小值.解 (1)f (x )=(cos 2x -sin 2x )(cos 2x +sin 2x )-sin2x =cos2x -sin2x =2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4,所以最小正周期T =2π2=π. (2)由2k π-π≤2x +π4≤2k π,k ∈Z ,得k π-58π≤x ≤k π-π8,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调增区间为⎣⎢⎡k π-58π,⎦⎥⎤k π-18π(k ∈Z ).由2k π≤2x +π4≤2k π+π,k ∈Z .得k π-18π≤x ≤k π+38π,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-18π,k π+38π(k ∈Z ).(3)因为0≤x ≤π2,所以π4≤2x +π4≤5π4,-1≤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4≤22,-2≤f (x )≤1. 所以当x =0时,f (x )有最大值为1, 当x =38π时,f (x )有最小值为- 2.10.[2016·江苏高考]在△ABC 中,AC =6,cos B =45,C =π4.(1)求AB 的长;(2)求cos ⎝⎛⎭⎪⎫A -π6的值.解 (1)因为cos B =45,0<B <π,所以sin B =1-cos 2B =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫452=35. 由正弦定理知AC sin B =AB sin C ,所以AB =AC ·sin Csin B =6×2235=5 2.(2)在△ABC 中,A +B +C =π,所以A =π-(B +C ),于是cos A =-cos(B +C )=-cos ⎝⎛⎭⎪⎫B +π4=-cos B cos π4+sin B sin π4,又cos B =45,sin B =35,故cos A =-45×22+35×22=-210.因为0<A <π,所以sin A =1-cos 2A =7210. 因此,cos ⎝⎛⎭⎪⎫A -π6=cos A cos π6+sin A sin π6=-210×32+7210×12=72-620.[B 级 知能提升](时间:20分钟)11.[2017·衡水模拟]若θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,sin2θ=378,则sin θ=( )A.35B.45C.74D.34 答案 D解析 因为θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,所以2θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,cos2θ<0,sin θ>0.因为sin2θ=378,所以cos2θ=-1-sin 22θ=-1-⎝⎛⎭⎪⎫3782=-18. 又因为cos2θ=1-2sin 2θ,所以sin θ=1-cos2θ2= 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-182=34. 12.若tan α=34,α是第三象限角,则1-tanα21+tanα2=( )A .-12 B.12 C .2 D .-2答案 D解析 由tan α=34,α是第三象限角,得sin α=-35,cos α=-45,所以1-tanα21+tanα2=cos α2-sinα2cos α2+sinα2=⎝⎛⎭⎪⎫cos α2-sin α22⎝ ⎛⎭⎪⎫cos α2+sin α2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos α2-sin α2=1-sin αcos α=85-45=-2.13.[2016·全国卷Ⅰ]已知θ是第四象限角,且sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=35,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=________.答案 -43解析 因为θ是第四象限角,且sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=35,所以θ+π4为第一象限角,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=45,所以tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=-cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4=-43.14.[2017·四川检测]已知函数f (x )=cos x ·sin ( x +π3 )-3cos 2x +34,x ∈R .(1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在闭区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上的最大值和最小值.解 (1)由已知,有f (x )=cos x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x +32cos x -3cos 2x +34=12sin x ·cos x -32cos 2x +34 =14sin2x -34(1+cos2x )+34 =14sin2x -34cos2x =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4得2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,π6,则sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12,即函数f (x )=12sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,14.所以函数f (x )在闭区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上的最大值为14,最小值为-12.。
第三节 两角和与差及二倍角三角函数公式1.计算1-2sin 222.5°的结果等于( ) A.12 B.22 C.33 D.32 解析:原式=cos 45°=22.故选B. 答案:B2.设tan (α+β)=25,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=14,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4的值是( )A.318 B.322 C.1318 D.1322解析:tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤(α+β)-⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=322. 答案:B3.求值:⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π12-sin π12⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π12+sin π12=( )A .-32 B .-12C.12D.32 答案:D 4.若tan θ+1tan θ=4,则sin 2θ=( ) A.15 B.14 C.13 D.12解析:由tan θ+1tan θ=4得,sin θcos θ+cos θsin θ=sin 2θ+cos 2θsin θcos θ=4,即112sin 2θ=4,∴sin 2θ=12.故选D.答案:D5.cos π9cos 2π9cos 4π9=( )A.13B.14C.16D.18 解析:cosπ9cos 2π9cos 4π9=12sinπ9·2sinπ9cos π9cos 2π9·cos 4π9=12sinπ9·sin2π9cos 2π9cos 4π9=14sin π9sin 4π9cos 4π9=18sin π9sin 8π9=18sinπ9sin π9=18.故选D.答案:D6. 若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α等于( ) A .-79 B .-13C.13D.79 答案:C7.若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+2θ等于( ) A .-13 B.13C .-79 D.79解析:∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=13,∴cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2×⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=1-2×19=79.又cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2×⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2θ=-cos[π-(π3-2θ)]=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+2θ, ∴cos ⎝⎛⎭⎪⎫2π3+2θ=-79.故选C.答案:C8.函数y =sin 2x1+cos 2x的最小正周期为________.解析:y =sin 2x 1+cos 2x =2sin x cos x2cos 2x =tan x ,所以最小正周期T =π. 答案:π9.若角α的终边经过点P(1,-2),则tan 2α 的值为______. 解析:∵tan α=-21=-2,∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=43. 答案:4310.已知tan α=2,则2sin 2α+1sin 2α=________.解析:2sin 2α+1sin 2α=3sin 2α+cos 2α2sin αcos α=3tan 2α+12tan α=3×22+12×2=134.答案:13411.若sin (π-α)=45,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则sin 2α-cos 2α2的值等于________.解析:∵sin(π-α)=45,∴sin α=45.又∵α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,∴cos α=35.∴sin 2α-cos 2α2=2 sin αcos α-1+cos α2=2×45×35-1+352=425.答案:42512.已知向量a =(cos 2x ,1),b =(1,sin 2x),x ∈R ,函数f(x)=a·b. (1)求函数f(x)的最小正周期;(2)若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2+π8=325,求cos 2α的值.解析:(1)f (x )=a·b =cos 2x +sin 2x =2⎝⎛⎭⎪⎫22cos 2x +22sin 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4所以,f (x )的最小正周期T =2π2=π.(2)由已知得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2+π8=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π2 =2cos α=325 ,则cos α=35,所以cos 2α=2cos 2α-1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫352-1=-725.13.在△ABC 中,已知cos A =17,cos(A -B)=1314,且B <A.(1)求角B 和sin C 的值;(2)若△ABC 的边AB =5,求边AC 的长. 解析:(1)由cos A =17>0,cos(A -B )=1314>0,得0<A <π2且0<A -B <π2.可得sin A =1-cos 2A =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫172=437,sin(A -B )=1-cos 2(A -B )=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13142=3314, ∴cos B =cos[A -(A -B )]=cos A cos (A -B )+sin A ·sin (A -B ) =17×1314+437×3314=12, ∵0<B <π,且B <A , ∴B =π3.∵在△ABC 中,C =π-(A +B ), ∴sin C =sin[π-(A +B )]=sin(A +B ) =sin A cos B +cos A sin B =437×12+17×32=5314. (2)在△ABC 中,由正弦定理得AB sin C =ACsin B ,∴AC =AB ·sin Bsin C =5×325314=7.。
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课时分层训练(二十一)两角和与差的正弦、余弦和正切公式A组基础达标(建议用时:30分钟)一、选择题1.已知sin 2α=错误!,则cos2错误!等于( )【导学号:31222125】A。
错误!B。
错误!C。
错误!D。
错误!A [因为cos2错误!=错误!=错误!=错误!=错误!=错误!,故选A。
]2.错误!等于( )A.-错误! B.错误!C。
错误!D.1C [原式=错误!=错误!=错误!=错误!.]3.(2017·杭州二次质检)函数f(x)=3sin 错误!cos 错误!+4cos2错误!(x∈R)的最大值等于()A.5 B。
错误!C。
错误!D.2B [由题意知f(x)=错误!sin x+4×错误!=错误!sin x+2cos x+2≤错误!+2=错误!,故选B.]4.(2016·福建师大附中月考)若sin错误!=错误!,则cos错误!=()A.-错误!B.-错误!C。
错误! D.错误!A [cos错误!=cos错误!=-cos错误!=-错误!=-错误!=-错误!。
第五节 三角恒等变换[考纲传真] 1.会用向量的数量积推导出两角差的余弦公式.2.会用两角差的余弦公式推导出两角差的正弦、正切公式.3.会用两角差的余弦公式推导出两角和的正弦、余弦、正切公式和二倍角的正弦、余弦、正切公式,了解它们的内在联系.4.能运用上述公式进行简单的三角恒等变换(包括导出积化和差、和差化积、半角公式,但不要求记忆).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)t a n(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)t a n 2α=2tan α1-tan 2α. [常用结论]1.公式T (α±β)的变形:(1)t a n α+t a n β=t a n(α+β)(1-t a n αt a n β); (2)t a n α-t a n β=t a n(α-β)(1+t a n αt a n β). 2.公式C 2α的变形: (1)sin 2α=12(1-cos 2α);(2)cos 2α=12(1+cos 2α).3.公式逆用:(1)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4±α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4∓α;(2)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3±α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6∓α;(3)sin ⎝⎛⎭⎪⎫π6±α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3∓α.4.辅助角公式a sin α+b cos α=a 2+b 2sin(α+φ)(其中t a n α=b a),特别的sin α±cos α=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π4; sin α±3cos α=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π3; 3sin α±cos α=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α±π6. [基础自测]1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.( ) (2)在锐角△ABC 中,sin A sin B 和cos A cos B 的大小关系不确定.( ) (3)公式t a n(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为t a n α+t a n β=t a n(α+β)(1-t a n αt a n β),且对任意角α,β都成立.( )(4)函数y =3sin x +4cos x 的最大值为7. ( ) [答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×2.(教材改编)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=( ) A .-32B.32C .-12 D.12D [sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin(20°+10°)=sin 30°=12,故选D.]3.(教材改编)已知cos α=-35,α是第三象限角,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α的值为( ) A.210 B .-210C.7210 D .-7210A [由cos α=-35,α是第三象限角知sin α=-45,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫π4+α=cos π4cos α-sin π4sin α=22×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35-22×⎝ ⎛⎭⎪⎫-45=210.故选A.] 4.已知sin(α-π)=35,则cos 2α=________.725 [由sin(α-π)=35,得sin α=-35,则 cos 2α=1-2sin 2α=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-352=725.]5.(教材改编)11-tan 15°-11+tan 15°=________.33 [11-tan 15°-11+tan 15°=1+tan 15°-1-tan 15°1-tan 15°1+tan 15° =2tan 15°1-tan 215°=t a n 30°=33. ]三角函数式的化简1.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫6+α,则t a n α=( )A .-1B .0C.12D .1A [因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α, 所以12cos α-32sin α=32cos α-12sin α.所以1-32cos α=3-12sin α.所以t a n α=sin αcos α=-1,故选A.]2.计算sin 110°sin 20°cos 2155°-sin 2155°的值为( ) A .-12B.12C.32 D .-32B [sin 110°sin 20°cos 2155°-sin 2155°=sin70°sin 20°cos 310° =cos 20°sin 20°cos 50°=12sin 40°sin 40°=12.]3.已知θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,且sin θ-cos θ=-144,则2cos 2θ-1cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ=( ) A.23B.43C.34D.32D [由sin θ-cos θ=-144得sin ⎝⎛⎭⎪⎫π4-θ=74,因为θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,所以0<π4-θ<π4,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=34.2cos 2θ-1cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ=cos 2θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫π4-θ=32.]4.已知0<θ<π,则1+sin θ+cos θ⎝⎛⎭⎪⎫sin θ2-cos θ22+2cos θ=________.-cos θ [原式=⎝⎛⎭⎪⎫2sin θ2cos θ2+2cos 2θ2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θ2-cos θ24cos2θ2=cos θ2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2θ2-cos 2θ2⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos θ2=-cos θ2·cos θ⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos θ2.因为0<θ<π,所以0<θ2<π2,所以cos θ2>0.所以原式=-cos θ.][规律方法]1.三角函数式的化简要遵循“三看”原则2.三角函数式化简的方法弦切互化,异名化同名,异角化同角,降幂或升幂.在三角函数式的化简中“次降角升”和“次升角降”是基本的规律,根号中含有三角函数式时,一般需要升次.三角函数式的求值►考法1 【例1】 (1)(2018·全国卷Ⅲ)若sin α=13,则cos 2α=( )A.89B.79C .-79D .-89(2)(2019·某某模拟)已知角α是锐角,若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3等于( )A.26+16 B.3-28 C.3+28D.23-16(3)若α,β是锐角,且sin α-sin β=-12,cos α-cos β=12,则t a n(α-β)=________.(1)B (2)A (3)-73 [(1)cos 2α=1-2sin 2α=1-2×132=79.故选B.(2)由0<α<π2得-π6<α-π6<π3又sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=13, ∴cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-π6=1-sin 2⎝⎛⎭⎪⎫α-π6=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=223∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6-π6=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6cos π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6sin π6 =223×32+13×12=26+16,故选A. (3)因为sin α-sin β=-12,cos α-cos β=12,两式平方相加得:2-2cos αcosβ-2sin αsin β=12,即2-2cos(α-β)=12,所以cos(α-β)=34,因为α、β是锐角,且sin α-sin β=-12<0,所以0<α<β<π2.所以-π2<α-β<0.所以sin(α-β)=-1-cos2α-β=-74. 所以t a n(α-β)=sin α-βcos α-β=-73.]►考法2 给角求值【例2】 (1)t a n 20°+t a n 40°+3t a n 20°t a n 40°=________. (2)sin 50°(1+3t a n 10°)=________.(1)3(2)1[(1)由t a n(20°+40°)=tan 20°+t an 40°1-tan 20°tan 40°=3得t a n 20°+t a n 40°=3(1-t a n 20°t a n 40°)∴原式=3(1-t a n 20°t a n 40°)+3t a n 20°t a n 40°= 3. (2)sin 50°(1+3t a n 10°) =sin 50°⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3·sin 10°cos 10°=sin 50°×cos 10°+3sin 10°cos 10°=sin 50°×2⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 10°+32sin 10°cos 10°=2sin 50°·cos 50°cos 10°=sin 100°cos 10°=cos 10°cos 10°=1.]►考法3 给值求角 【例3】 (1)若sin 2α=55,sin(β-α)=1010,且α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π,β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2,则α+β的值是( )A.7π4B.9π4 C.5π4或7π4D.5π4或9π4(2)已知α,β∈(0,π),且t a n(α-β)=12,t a n β=-17,则2α-β的值为________.(1)A (2)-3π4[(1)∵α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π,∴2α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,2π.又sin 2α=55>0,∴2α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π, ∴cos 2α=-255且α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2. 又β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2,∴β-α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,5π4. ∵sin(β-α)=1010>0, ∴cos(β-α)=-31010且β-α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π, ∴cos(α+β)=cos[2α+(β-α)]=cos 2αcos(β-α)-sin 2αsin(β-α)=-255×⎝ ⎛⎭⎪⎫-31010-55×1010=22. ∵2α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,β-α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,∴α+β∈[]π,2π,∴α+β=7π4,故选A.(2)因为t a n α=t a n[(α-β)+β] =tan α-β+tan β1-tan α-βtan β=12-171+12×17=13>0,所以0<α<π2,又因为t a n 2α=2tan α1-tan 2α==34>0,所以0<2α<π2, 所以t a n(2α-β)=tan 2α-tan β1+tan 2αtan β=34+171-34×17=1.因为t a n β=-17<0,所以π2<β<π,-π<2α-β<0,所以2α-β=-3π4.][规律方法] 三角函数求值的三种情况1“给角求值”中一般所给出的角都是非特殊角,应仔细观察非特殊角与特殊角之间的关系,结合公式将非特殊角的三角函数转化为特殊角的三角函数求解.2“给值求值”:给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角的三角函数值,解题关键在于“变角”,使其角相同或具有某种关系.3“给值求角”:实质是转化为“给值求值”,先求角的某一函数值,再求角的X 围,最后确定角.(1)若0<α<π,-π<β<0,cos ⎛⎪⎫π+α=1,cos ⎛⎪⎫π-β=3,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+β2=( ) A.539B .-69C.33D .-33(2)1-cos 210°cos 80°1-cos 20°=________.(3)(2019·某某模拟)已知sin α=55,sin(α-β)=-1010,α,β均为锐角,则角β值是________.(1)A (2)22 (3)π4 [(1)由0<α<π2得π4<π4+α<3π4,又cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=13, ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=223,由-π2<β<0得π4<π4-β2<π2.又cos ⎝⎛⎭⎪⎫π4-β2=33,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2=63.∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+β2=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2=cos π4+αcos π4-β2+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2=13×33+223×63=539.(2)原式=sin 210°cos 80°2sin 210°=sin 210°2sin 210°=22. (3)∵α,β均为锐角,∴-π2<α-β<π2.又sin(α-β)=-1010,∴cos(α-β)=31010. 又sin α=55,∴cos α=255, ∴sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β) =55×31010-255×⎝ ⎛⎭⎪⎫-1010=22. ∴β=π4.]三角恒等变换的综合应用【例4】 (2019·某某模拟)已知函数f (x )=sin 2x -sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -6,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最大值和最小值.[解] (1)由已知得f (x )=1-cos 2x 2-1-cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π32=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 2x +32sin 2x -12cos 2x =34sin 2x -14cos 2x =12sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6.所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由(1)知f (x )=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6.∵-π3≤x ≤π4,∴-5π6≤2x -π6≤π3,∴当2x -π6=-π2,即x =-π6时,f (x )有最小值,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=-12,当2x -π6=π3,即x =π4时,f (x )有最大值,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=34. 所以f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最大值为34,最小值为-12. [规律方法] 三角恒等变换在三角函数图象和性质中的应用,解决此类问题可先根据和角公式、倍角公式把函数表达式变为正弦型函数y =A sin ωx +φ+t 或余弦型函数y =A cos ωx +φ+t 的形式,再利用三角函数的图象与性质求解.(2019·某某模拟)已知函数f (x )=3sin x cos x +cos 2x .(1)求函数f (x )的最小正周期;(2)若-π2<α<0,f (α)=56,求sin 2α的值.[解] (1)∵函数f (x )=3sin x cos x +cos 2x =32sin 2x +1+cos 2x 2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6+12, ∴函数f (x )的最小正周期为2π2=π. (2)若-π2<α<0, 则2α+π6∈⎝⎛⎭⎪⎫-5π6,π6, ∴f (α)=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π6+12=56, ∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π6=13, ∴2α+π6∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π6, ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π6 =1-sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π6=223, ∴sin 2α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π6-π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π6cos π6-cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π6sin π6=13×32-223×12=3-226.1.(2017·全国卷Ⅲ)函数f (x )=15sin x +π3+cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6的最大值为( ) A.65B .1 C.35 D.15A [法一:∵f (x )=15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6 =15⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x +32cos x +32cos x +12sin x =110sin x +310cos x +32cos x +12sin x=35sin x +335cos x =65sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3, ∴当x =π6+2k π(k ∈Z )时,f (x )取得最大值65. 故选A.法二:∵⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-x =π2, ∴f (x )=15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6 =15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-x =15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3 =65sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3≤65. ∴f (x )m ax =65,故选A.] 2.(2016·全国卷Ⅱ)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=35,则sin 2α=( ) A.725 B.15C .-15D .-725 D [因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=35, 所以sin 2α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2α=cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α =2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α-1=2×925-1=-725.] 3.(2018·全国卷Ⅰ)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有两点A (1,a ),B (2,b ),且cos 2α=23,则|a -b |=( ) A.15 B.55 C.255 D .1B[由题意知cos α>0.因为cos 2α=2cos2α-1=23,所以cos α=56,sin α=±16,得|t a n α|=55.由题意知|t a n α|=a-b1-2,所以|a-b|=55.] 4.(2018·全国卷Ⅱ)已知t a nα-5π4=15,则t a n α=________.32[法一:因为t a n α-5π4=15,所以tan α-tan5π41+tan αtan5π4=15,即tan α-11+tan α=15,解得t a n α=32.法二:因为t a nα-5π4=15,所以t a n α=t a nα-5π4+5π4=tanα-5π4+tan5π41-tanα-5π4tan5π4=15+11-15×1=32.]5.(2017·全国卷Ⅱ)函数f(x)=2cos x+sin x的最大值为________.5[f(x)=2cos x+sin x=5⎝⎛⎭⎪⎫255cos x+55sin x,设sin α=255,cos α=55,则f(x)=5sin(x+α),∴函数f(x)=2cos x+sin x的最大值为 5.]自我感悟:______________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。
2018年高考数学一轮复习精品教学案4.3 两角和与差的正弦、余弦和正切公(新课标人教版,教师版)【考纲解读】1.会用向量的数量积推导出两角差的余弦公式.2.能利用两角差的余弦公式推导出两角差的正弦、正切公式.3.能利用两角差的余弦公式推导出两角和的正弦、余弦、正切公式,推导出二倍角的正弦、余弦、正切公式,了解它们的内在联系.4.能运用上述公式进行简单的恒等变换(包括导出积化和差、和差化积、半角公式,但对这三组公式不要求记忆).【考点预测】高考对此部分内容考查的热点与命题趋势为:1.三角函数是历年来高考重点内容之一,两角和与差的正弦、余弦、正切公式的考查,经常以选择题与填空题的形式出现,还常在解答题中与三角变换结合起来考查,在考查三角函数知识的同时,又考查函数思想和分类讨论思想解决问题的能力.2.2018年的高考将会继续保持稳定,坚持考查两角和与差的正弦、余弦、正切公式,命题形式会更加灵活. 【要点梳理】1.两角差的余弦公式为----------------------.这个公式对任意角α、β都成立.2.两角和的余弦公式为----------------------.这个公式对任意角α、β都成立.3.两角差的正弦公式为----------------------.这个公式对任意角α、β都成立.4.两角和的正弦公式为----------------------.这个公式对任意角α、β都成立.5.公式()T αβ-是------------------------------.它成立的条件是-----------------------------.6.公式()T αβ+是------------------------------.它成立的条件是-----------------------------.7.注意凑角的技巧: α=(α+β)-β;2α=(α+β)+()αβ-; 2α+β=(α+β)+α等等.8.要注意公式的变形应用,如:(1)tan α±tan β=tan(α±β)·(1tan tan )αβ (2)tan α·tan β=1-tan tan tan()αβαβ++=tan tan tan()αβαβ---1.【例题精析】考点一 给值求值例 1.(2018年高考浙江卷理科6)若02πα<<,02πβ-<<,1cos()43πα+=,cos()42πβ-=cos()2βα+=( )(A (B )(C (D )1.(2018年高考重庆卷理科5)设tan ,tan αβ是方程2320x x -+=的两个根,则tan()αβ+的值为( )(A )-3 (B )-1 (C )1 (D )3例2. 已知,αβ都是锐角,且sin α=,sin β=,求αβ+. 【答案】4π2.已知cos α=17,cos(α-β)=1314,且0<β<α<2π.求角β.【易错专区】问题:求角时,没有适当缩小角的范围而导致错误例.已知,(,)22ππαβ∈-,且tan ,tan αβ是方程240x ++=的两个根,求αβ+的值.又因为tan 0,tan 0αβ<<,所以(,0)αβπ+∈-,所以αβ+=23π-.【名师点睛】本小题主要考查了给值求角,解答好本类问题的关键是角范围的判断,本题容易得角的范围是(,)αβππ+∈-,而产生αβ+=23π-或3π的错误解法. 【课时作业】1.(2018年高考福建卷理科1)cos13计算sin43cos 43-sin13的值等于( )A.122【答案】A【解析】原式=1sin (43-13)=sin 30=2,故选A. 2.(2018年高考宁夏卷文科10)若sin a = -45,α是第三象限的角,则sin()4a π+=( )(A )(B (C )(D3. (2018年高考辽宁卷理科7)设sin1+=43πθ(),则sin 2θ=( ) (A) 79- (B) 19- (C) 19 (D)79【答案】A【解析】217sin 2cos 22sin 121.2499ππθθθ⎛⎫⎛⎫=-+=+-=⨯-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 4. (2018年高考湖南卷理科6)函数f (x )=sinx-cos(x+6π)的值域为( )A .2 , 2] 【答案】B【解析】f (x )=sinx-cos(x+6π)1sin sin )226x x x x π=-+=-,[]sin()1,16x π-∈-,()f x ∴值域为 5.(2018年高考江苏卷7)已知,2)4tan(=+πx 则xx2tan tan 的值为__________6.(2018年高考广东卷文科16)已知函数()12sin 36f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,x R ∈.(1)求()0f 的值; (2)设10,0,,3,2213f ππαβα⎡⎤⎛⎫∈+= ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭()632,5f βπ+=求()sin αβ+的值.【考题回放】1.(2018年高考福建卷文科2)计算12sin 22.5-的结果等于( )A.12【答案】B【解析】原式=2cos 45=2故选B.2.(2018年高考辽宁卷文科6)已知sin cos αα-=,α∈(0,π),则s i n 2α=( )(A) -1 (B) (D) 1 【答案】A【解析】2sin cos (sin cos )2,sin 21,ααααα--=∴=-故选A.3.(2018年高考重庆卷文科5)sin 47sin17cos30cos17-= ( )(A )2-(B )12-(C )12 (D )24.(2018年高考全国卷文科4)已知α为第二象限角,3sin 5α=,则sin 2α= ( ) (A )2524- (B )2512- (C )2512 (D )25245. (2018年高考江西卷文科4)若sin cos 1sin cos 2αααα+=-,则tan2α= ( )A. -34B. 34C. -43D. 436.(2018年高考上海卷理科8)函数sin()cos()26y x x ππ=+-的最大值为 .【答案】247. (2018年高考江苏卷11)设α为锐角,若4cos 65απ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则)122sin(πα+的值为 .8. (2018年高考四川卷文科18)已知函数73()sin cos ,44f x x x x R ππ⎛⎫⎛⎫=++-∈ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭(Ⅰ)求()f x 的最小正周期和最小值; (Ⅱ)已知()()44cos ,cos 55βαβα-=+=-,02παβ<<≤,求证:[]2()20f β-=.。
第三节两角和与差的正弦、余弦和正切公式☆☆☆2017考纲考题考情☆☆☆
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1.两角和的正弦、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 β
1-tan αtan β。
2.两角差的正弦、余弦、正切公式
(1)sin αcos β-cos αsin β=sin(α-β)。
(2)cos αcos β+sin αsin β=cos(α-β)。
(3)tan α-tan β1+tan αtan β=tan(α-β)。
3.常用公式的变化形式
(1)a sin α+b cos α=a 2
+b 2
sin(α+φ), 其中cos φ
sin φ或a sin x +b cos x =a 2
+b 2
cos(x -θ), 其中cos θ
sin θ
(2)tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β)。
(3)1-tan α1+tan α=tan ⎝ ⎛⎭
⎪⎫π
4
-α。
(4)1+tan α1-tan α=tan ⎝ ⎛⎭
⎪⎫π4+α。
微点提醒
应用公式时要三看:角,名,形。
(1)角:观察角之间的关系,如α=(α+β)-β,α2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫α4等,通过观察角之间的差
别与联系,把角进行合理的拆分与组合,从而正确使用公式。
(2)名:观察三角函数的名称之间的关系,如sin α,cos α,tan α的关系,常常要用到同角关系、诱导公式。
通过观察函数名称之间的关系,确定使用的公式,常见的有“切化弦”“弦化切”等。
(3)形:观察已知与未知的表达式之间的关系,主要是公式的变形应用。
分析表达式的结
构特征,寻求变形的方向,迅速准确地使用公式。
小|题|快|练
一 、走进教材
1.(必修4P 131练习T 5改编)计算:sin108°cos42°-cos72°sin42°=________。
【解析】 原式=sin(180°-72°)cos42°-cos72°sin42° =sin72°cos42°-cos72°sin42° =sin(72°-42°) =sin30° =12。
【答案】 1
2
2.(必修4P 137A 组T 5改编)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=-45⎝ ⎛⎭⎪⎫π3<α<56π,则cos α=________。
【解析】 因为π3<α<5
6
π,
所以π2<α+π6<π,又cos ⎝ ⎛⎭
⎪⎫π6+α=-45,
所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α= 1-cos 2⎝ ⎛⎭
⎪⎫π
6+α
=35, 所以cos α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α-π6
=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+αcos π6+sin ⎝ ⎛⎭
⎪⎫π6+αsin π
6
=-45³32+35³12=3-43
10。
【答案】
3-43
10
3.(必修4P 146A 组T 3)已知α,β都是锐角,tan α=17,sin β=10
10,则α+2β的大
小为________。
【解析】 因为β为锐角,且sin β=
1010,所以tan β=13,所以tan2β=2tan β
1-tan 2β
=2³131-⎝ ⎛⎭
⎪⎫132=34。
故tan(α+2β)=tan α+tan2β1-tan αtan2β=17+3
41-17³34=1。
又因为β为锐角,且sin β
=
1010<sin π6=12,所以0<2β<π3。
因为α为锐角,且tan α=17<tan π6=33,所以0<α<π6。
所以0<α+2β<π2,所以α+2β=π4。
【答案】
π4
二、双基查验
1.sin34°sin26°-cos34°cos26°的值是( ) A.12 B.32 C .-12
D .-
32
【解析】 sin34°sin26°-cos34°cos26° =-(cos34°cos26°-sin34°sin26°)
=-cos(34°+26°)=-cos60°=-1
2。
故选C 。
【答案】 C
2.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan2α等于( )
A .-3
4
B.34 C .-4
3
D.43 【解析】 由sin α+cos αsin α-cos α=12,等式左边分子、分母同除以cos α得,tan α+1tan α-1=1
2,
解得tan α=-3,
则tan2α=2tan α1-tan 2
α=3
4。
故选B 。
【答案】 B
3.(2015²重庆高考)若tan α=13,tan(α+β)=1
2,则tan β等于( )
A.1
7 B.16 C.5
7
D.56
【解析】 tan β=tan[(α+β)-α]=tan α+β -tan α
1+tan α+β tan α
=12-131+12³13=17。
故选A 。
【答案】 A
4.设sin2α=-sin α,α∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫π2,π,则tan2α的值是________。
【解析】 ∵sin2α=2sin αcos α=-sin α,α∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫π2,π,
∴cos α=-1
2。
∴sin α=
3
2
,tan α=-3。
∴tan2α=2tan α1-tan 2
α=-23
1- -3 2=3。
【答案】
3
5.tan20°+tan40°+3tan20°tan40°=__________。
【解析】 ∵tan(20°+40°)=tan20°+tan40°
1-tan20°tan40°=3,
∴3-3tan20°tan40°=tan20°+tan40°, 即tan20°+tan40°+3tan20°tan40°=3。
【答案】 3
【典例1】 (2016²全国卷Ⅱ)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=3
5
,则sin2α=( )
A.
7
25
B.15 C .-15
D .-725
【解析】 因为cos ⎝
⎛⎭
⎪⎫π4-α=cos π4cos α+sin π4²sin α=22(sin α+cos α)=35,所。