高考数学 考点9 角的三角函数及两角和与差的正弦、余弦、正切练习
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两角和差的正弦、余弦和正切公式(简答题:容易)1、.已知,求的值2、已知为锐角,,,求的值.3、中,若,且为锐角,求角.4、求证:-2cos(α+β)=.5、已知在中,为中点,,(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)求的值.6、在中,角所对边分别为的面积为6.(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)求的值.7、函数的最大值为,它的最小正周期为. (1)求函数的解析式;(2)若,求在区间上的最大值和最小值.8、已知分别是的内角所对的边,.(1)证明:;(2)若,求.9、(2015秋•淮南期末)=()A.1B.2C.3D.410、已知,求的值11、已知函数⑴求的最小正周期及对称中心;⑵若,求的最大值和最小值.12、阅读下面材料:根据两角和与差的正弦公式,有------①------②由①+②得------③令有代入③得.(Ⅰ) 类比上述推理方法,根据两角和与差的余弦公式,证明:;(Ⅱ)若的三个内角满足,试判断的形状. (提示:如果需要,也可以直接利用阅读材料及(Ⅰ)中的结论)13、如图,在平面直角坐标系中,以轴为始边,两个锐角,的终边分别与单位圆相交于A,B 两点.(Ⅰ)若,,求的值;(Ⅱ)若角的终边与单位圆交于点,设角的正弦线分别为,试问:以作为三边的长能否构成一个三角形?若能,请加以证明;若不能,请说明理由.14、已知15、已知(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)求的值.16、阅读下面材料:根据两角和与差的正弦公式,有------①------②由①+②得------③令有代入③得.(1) 类比上述推理方法,根据两角和与差的余弦公式,证明:;(2)若的三个内角满足,直接利用阅读材料及(1)中的结论试判断的形状.17、已知为锐角,且求.18、(本小题满分12分)已知,写出用表示的关系等式,并证明这个关系等式.19、如图,有三个并排放在一起的正方形,.(1)求的度数;(2)求函数的最大值及取得最大值时候的x值。
20、(本小题12分)已知0<a<p,;(1)求的值;(2)求的值;21、求值: .22、(本题满分14分)在中,分别是所对的边,已知,,三角形的面积为,(1)求C的大小;(2)求的值.23、已知,(1)求的值;(2)求角.24、阅读下面材料:根据两角和与差的正弦公式,有------①------②由①+②得------③令有代入③得.(Ⅰ) 类比上述推理方法,根据两角和与差的余弦公式,证明:;(Ⅱ)若的三个内角满足,试判断的形状.(提示:如果需要,也可以直接利用阅读材料及(Ⅰ)中的结论)25、化简(1)(2)26、已知,求下列各式的值:(1)(2)27、已知均为锐角,求的值。
高三数学两角和与差的三角函数试题1.若sin=,则cos=________.【答案】-【解析】cos=cos=-sin=-.2.设,且.则的值为.【答案】【解析】由题意,又,∴且,由于,且,∴,∴,∴.【考点】三角函数的恒等变形与求值.3.已知函数f(x)=cos,x∈R.(1)求f的值;(2)若cos θ=,θ∈,求f.【答案】(1)1 (2)【解析】(1)因为f(x)=cos,所以f=cos=cos=cos =×=1.(2)因为θ∈,cos θ=,所以sin θ=-=-=-,cos 2θ=2cos2θ-1=2×2-1=-,sin 2θ=2sin θcos θ=2××=.所以f=cos=cos=×=cos 2θ-sin 2θ=--=.4.若,则=()A.B.C.D.【答案】(C)【解析】由所以.故选(C).【考点】1.角的和差公式.2.解方程的思想.5.正方形和内接于同一个直角三角形中,如图所示,设,若,,则 .【答案】【解析】依题意可得,所以,,所以.所以,所以即.,所以.即可得.即.令.则.所以可得.解得或(由于,所以舍去.),所以.【考点】1.解三角形的知识.2.三角形相似的判定与性质.3.三角的运算.6.已知,,则.【答案】3【解析】因为,所以【考点】两角和的正切公式7.【答案】【解析】,.【考点】两角和与差的正切公式.8.已知,,则的值为.【答案】【解析】因为,所以.【考点】两角和与差正切9.已知,,则的值为.【答案】【解析】因为,所以.【考点】两角和与差正切10.已知α∈,tanα=,求:(1)tan2α的值;(2)sin的值.【答案】(1)(2)【解析】(1)因为tanα=,所以tan2α=.(2)因为α∈,所以2α∈(0,π).又tan2α>0,所以sin2α=,cos2α=.所以sin=sin2αcos+cos2αsin.11.已知cosα=,cos(α-β)=,且0<β<α<,求β.【答案】β=【解析】∵ 0<β<α<,∴ 0<α-β<.又cos(α-β)=,∴ sin(α-β)=,∴ cosβ=cos[α-(α-β)]=cosαcos(α-β)+sinαsin(α-β)=.又0<β<,∴ β=12.已知α、β均为锐角,且tanβ=,则tan(α+β)=________.【答案】1【解析】∵tanβ=,∴tanβ==tan .又∵α、β均为锐角,∴β=-α,即α+β=,∴tan(α+β)=tan=1.13.如图所示,角A为钝角,且sin A=,点P,Q分别是在角A的两边上不同于点A的动点.(1)若AP=5,PQ=3,求AQ的长;(2)若∠APQ=α,∠AQP=β,且cos α=,求sin(2α+β)的值.【答案】(1)2.(2)【解析】∵角A是钝角,sin A=,∴cos A=-.(1)在△APQ中,由余弦定理得PQ2=AP2+AQ2-2AP·AQ cos A,所以AQ2+8AQ-20=0,解得AQ=2或-10(舍去负值),所以AQ=2.(2)由cos α=,得sin α=,在△APQ中,α+β+A=π,得sin(α+β)=sin(π-A)=sin A=,cos(α+β)=-cos A=,∴sin(2α+β)=sin[α+(α+β)]=sin αcos(α+β)+cos αsin(α+β)=×+×=.14.设当x=θ时,函数f(x)=sin x-2cos x取得最大值,则cos θ=________.【答案】-(x)=,【解析】f(x)=sin(x-φ),则fmax依题意sin θ-2cos θ=,即sin θ=+2cos θ,代入sin2θ+cos2θ=1,得(cos θ+2)2=0.∴cos θ=-.15.若α,β∈(0,π),cos α=-,tan β=-,则α+2β=________.【答案】【解析】由条件得α∈,β∈,所以α+2β∈(2π,3π),且tan α=-,tan β=-,所以tan 2β==-,tan(α+2β)==-1,所以α+2β=.16.已知向量,.(1)若,求的值;(2)若,,求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)由易得,代入式子中可约去为求出其值;(2)先求出,再对两边平方化简可得关于和的关系式,联立正弦余弦的平方关系解方程组可得和的值,代入的展开式,就可求出其值.试题解析:⑴由可知,,所以, 2分所以. 6分(2)由可得,,即,① 10分又,且②,由①②可解得,, 12分所以. 14分【考点】向量的数量积、模的计算,同角三角函数的关系、两角和与差的正弦.17.已知.,其中、为锐角,且.(1)求的值;(2)若,求及的值.【答案】(1);(2),.【解析】(1)要求的值,由于,因此我们寻找这两个积(或积的和),这只能应用唯一的已知条件,由两点间距离公式可得;(2)已知,要求,可直接利用公式,而要求,要注意灵活应用两角和与差的正弦与余弦公式,我们要把看作为,因此有,从而只要求出和,在求解过程中,的值是确定的,但的值是一确定的(有两解,至少在开始求解时是这样的),只是在求时,要舍去不符合题意的结论.试题解析:(1)由,得,得,得. 4分(2),. 6分, 10分当时,.当时,.为锐角, 14分【考点】(1)两点间的距离公式与两角差的余弦公式;(2)平方关系与两角差的余弦公式.18.函数的最小正周期为.【答案】【解析】由,得函数的最小正周期为.【考点】三角函数的周期.19.在△ABC中,角,,所对的边分别为,,c.已知.(1)求角的大小;(2)设,求T的取值范围.【答案】(1);(2).【解析】(1)利用正弦定理将边转化为角进行化简,然后借助内角和定理和两角和的正弦公式求解B;(2)利用降幂公式和第一问的结论,将条件中的三个角变成一个角A表示T,然后借助角A的范围,利用正弦函数的图像和整体思想求解T的取值范围.试题解析:(1)在△ABC中,, 3分因为,所以,所以, 5分因为,所以,因为,所以. 7分(2)11分因为,所以,故,因此,所以. 14分【考点】1.正,余弦定理;2.两角和与差的三角函数.20.(本小题满分12分)在△ABC中,a、b、c分别为内角A、B、C的对边,且满足.(Ⅰ)求角A的大小;(Ⅱ)若、,求.【答案】(Ⅰ).(Ⅱ).【解析】本试题主要爱是考查了解三角形的运用。
1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β (C (α-β))cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β (C (α+β))sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β (S (α-β))sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β (S (α+β))tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β(T (α-β)) tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β(T (α+β)) 2.二倍角公式sin 2α=2sin αcos α;cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α;tan 2α=2tan α1-tan 2α. 3.公式的逆用、变形等(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β);(2)cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2; (3)1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,sin α±cos α=2sin ⎝⎛⎭⎫α±π4. 【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(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 大小不确定.( × )(3)公式tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β),且对任意角α,β都成立.( × )(4)存在实数α,使tan 2α=2tan α.( √ )(5)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.( √ )1.化简cos 40°cos 25°1-sin 40°= . 答案 2解析 原式=cos 40°cos 25°1-cos 50°=cos (90°-50°)cos 25°·2sin 25°=sin 50°22sin 50°= 2. 2.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan 2α= . 答案 34解析 由sin α+cos αsin α-cos α=12,等式左边分子、分母同除cos α得,tan α+1tan α-1=12,解得tan α=-3, 则tan 2α=2tan α1-tan 2α=34. 3.(2015·重庆改编)若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β= . 答案 17解析 tan β=tan [(α+β)-α]=tan (α+β)-tan α1+tan (α+β)tan α=12-131+12×13=17. 4.(教材改编)sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°= .答案 22 解析 sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°=sin(270°+77°)cos(90°+58°)+sin 77°cos 58°=(-cos 77°)·(-sin 58°)+sin 77°cos 58°=sin 58°cos 77°+cos 58°sin 77°=sin(58°+77°)=sin 135°=22. 5.设α为锐角,若cos(α+π6)=45,则sin(2α+π12)的值为 . 答案 17250解析 ∵α为锐角,cos(α+π6)=45, ∴α+π6∈⎝⎛⎭⎫π6,2π3,∴sin(α+π6)=35, ∴sin(2α+π3)=2sin(α+π6)cos(α+π6)=2425, ∴cos(2α+π3)=2cos 2(α+π6)-1=725, ∴sin(2α+π12)=sin(2α+π3-π4) =22[sin(2α+π3)-cos(2α+π3)]=17250.题型一 三角函数公式的基本应用例1 (1)已知sin α=35,α∈(π2,π),则cos 2α2sin (α+π4)= . (2)设sin 2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan 2α的值是 .答案 (1)-75(2) 3 解析 (1)cos 2α2sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=cos 2α-sin 2α2⎝⎛⎭⎫22sin α+22cos α=cos α-sin α,∵sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π, ∴cos α=-45. ∴原式=-75. (2)∵sin 2α=2sin αcos α=-sin α,∴cos α=-12, 又α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴sin α=32,tan α=-3, ∴tan 2α=2tan α1-tan 2 α=-231-(-3)2= 3. 思维升华 (1)使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征.(2)使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值.(1)若α∈(π2,π),tan(α+π4)=17,则sin α= . (2)已知cos(x -π6)=-33,则cos x +cos(x -π3)的值是 . 答案 (1)35(2)-1 解析 (1)∵tan(α+π4)=tan α+11-tan α=17, ∴tan α=-34=sin αcos α, ∴cos α=-43sin α. 又∵sin 2α+cos 2α=1,∴sin 2α=925. 又∵α∈(π2,π),∴sin α=35. (2)cos x +cos(x -π3)=cos x +12cos x +32sin x =32cos x +32sin x =3(32cos x +12sin x ) =3cos(x -π6)=-1. 题型二 三角函数公式的灵活应用例2 (1)sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )·cos(110°-x )的值为 . (2)求值:cos 15°+sin 15°cos 15°-sin 15°= . 答案 (1)22(2) 3 解析 (1)原式=sin(65°-x )·cos(x -20°)+cos(65°-x )cos [90°-(x -20°)]=sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )sin(x -20°)=sin [(65°-x )+(x -20°)]=sin 45°=22. (2)原式=1+tan 15°1-tan 15°=tan 45°+tan 15°1-tan 45°tan 15°=tan(45°+15°)= 3.思维升华 运用两角和与差的三角函数公式时,不但要熟练、准确,而且要熟悉公式的逆用及变形,如tan α+tan β=tan(α+β)·(1-tan αtan β)和二倍角的余弦公式的多种变形等.公式的逆用和变形应用更能开拓思路,培养从正向思维向逆向思维转化的能力.(1)在斜三角形ABC 中,sin A =-2cos B ·cos C ,且tan B ·tan C =1-2,则角A 的值为 .(2)函数f (x )=2sin 2(π4+x )-3cos 2x 的最大值为 . 答案 (1)π4(2)3 解析 (1)由题意知:sin A =-2cos B ·cos C =sin(B +C )=sin B ·cos C +cos B ·sin C ,在等式-2cos B ·cos C =sin B ·cos C +cos B ·sin C 两边同除以cos B ·cos C 得tan B +tan C =-2,又tan(B +C )=tan B +tan C 1-tan B tan C=-1=-tan A ,所以A =π4.(2)f (x )=1-cos ⎣⎡⎦⎤2(π4+x )-3cos 2x =sin 2x -3cos 2x +1=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+1, 可得f (x )的最大值是3.题型三 角的变换问题例3 (1)设α、β都是锐角,且cos α=55,sin(α+β)=35,则cos β= . (2)已知cos(α-π6)+sin α=453,则sin(α+7π6)的值是 . 答案 (1)2525 (2)-45解析 (1)依题意得sin α=1-cos 2α=255, cos(α+β)=±1-sin 2(α+β)=±45. 又α,β均为锐角,所以0<α<α+β<π,cos α>cos(α+β).因为45>55>-45, 所以cos(α+β)=-45. 于是cos β=cos [(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=-45×55+35×255=2525. (2)∵cos(α-π6)+sin α=453, ∴32cos α+32sin α=453, 3(12cos α+32sin α)=453, 3sin(π6+α)=453, ∴sin(π6+α)=45,∴sin(α+7π6)=-sin(π6+α)=-45. 思维升华 (1)解决三角函数的求值问题的关键是把“所求角”用“已知角”表示.①当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式;②当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.(2)常见的配角技巧:2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β,β=α+β2-α-β2,α=α+β2+α-β2,α-β2=(α+β2)-(α2+β)等. 若0<α<π2,-π2<β<0,cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=13,cos ⎝⎛⎭⎫π4-β2=33,则cos ⎝⎛⎭⎫α+β2= . 答案 539解析 cos ⎝⎛⎭⎫α+β2=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π4+α-⎝⎛⎭⎫π4-β2 =cos ⎝⎛⎭⎫π4+αcos ⎝⎛⎭⎫π4-β2+sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-β2, ∵0<α<π2,∴π4<π4+α<3π4, ∴sin ⎝⎛⎭⎫π4+α=223.又-π2<β<0,则π4<π4-β2<π2, ∴sin ⎝⎛⎭⎫π4-β2=63. 故cos ⎝⎛⎭⎫α+β2=13×33+223×63=539.5.三角函数求值忽视角的范围致误典例 (1)已知0<β<π2<α<π,且cos ⎝⎛⎭⎫α-β2=-19,sin ⎝⎛⎭⎫α2-β=23,则cos(α+β)的值为 .(2)已知在△ABC 中,sin(A +B )=23,cos B =-34,则cos A = . 易错分析 (1)角α2-β,α-β2的范围没有确定准确,导致开方时符号错误. (2)对三角形中角的范围挖掘不够,忽视隐含条件,B 为钝角.解析 (1)∵0<β<π2<α<π, ∴-π4<α2-β<π2,π4<α-β2<π, ∴cos ⎝⎛⎭⎫α2-β=1-sin 2⎝⎛⎭⎫α2-β=53, sin ⎝⎛⎭⎫α-β2= 1-cos 2⎝⎛⎭⎫α-β2=459,∴cos α+β2=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α-β2-⎝⎛⎭⎫α2-β =cos ⎝⎛⎭⎫α-β2cos ⎝⎛⎭⎫α2-β+sin ⎝⎛⎭⎫α-β2sin ⎝⎛⎭⎫α2-β =⎝⎛⎭⎫-19×53+459×23=7527, ∴cos(α+β)=2cos 2α+β2-1 =2×49×5729-1=-239729. (2)在△ABC 中,∵cos B =-34, ∴π2<B <π,sin B =1-cos 2B =74. ∵π2<B <A +B <π,sin(A +B )=23, ∴cos(A +B )=-1-sin 2(A +B )=-53, ∴cos A =cos [(A +B )-B ]=cos(A +B )cos B +sin(A +B )sin B=⎝⎛⎭⎫-53×⎝⎛⎭⎫-34+23×74=35+2712. 答案 (1)-239729 (2)35+2712温馨提醒 在解决三角函数式的求值问题时,要注意题目中角的范围的限制,特别是进行开方运算时一定要注意所求三角函数值的符号.另外,对题目隐含条件的挖掘也是容易忽视的问题,解题时要加强对审题深度的要求与训练,以防出错.[方法与技巧]1.巧用公式变形:和差角公式变形:tan x ±tan y =tan(x ±y )·(1∓tan x ·tan y );倍角公式变形:降幂公式cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2, 配方变形:1±sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2±cos α22, 1+cos α=2cos 2α2,1-cos α=2sin 2α2. 2.重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的分拆要尽可能化成同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中的差异,再选择适当的三角公式恒等变形.[失误与防范]1.运用公式时要注意审查公式成立的条件,要注意和、差、倍角的相对性,要注意升次、降次的灵活运用,要注意“1”的各种变通.2.在三角函数求值时,一定不要忽视题中给出的或隐含的角的范围.A 组 专项基础训练(时间:40分钟)1.cos 85°+sin 25°cos 30°cos 25°= . 答案 12解析 原式=sin 5°+32sin 25°cos 25°=sin (30°-25°)+32sin 25°cos 25°=12cos 25°cos 25°=12. 2.若θ∈[π4,π2],sin 2θ=378,则sin θ= . 答案 34解析 由sin 2θ=378和sin 2θ+cos 2θ=1得 (sin θ+cos θ)2=378+1=(3+74)2, 又θ∈[π4,π2],∴sin θ+cos θ=3+74. 同理,sin θ-cos θ=3-74,∴sin θ=34. 3.若tan θ=3,则sin 2θ1+cos 2θ= . 答案3 解析 sin 2θ1+cos 2θ=2sin θcos θ1+2cos 2θ-1=tan θ= 3. 4.已知cos α=-55,tan β=13,π<α<32π,0<β<π2,则α-β的值为 . 答案 54π 解析 因为π<α<32π,cos α=-55,所以sin α=-255,tan α=2,又tan β=13,所以tan(α-β)=2-131+23=1,由π<α<32π,-π2<-β<0得π2<α-β<32π,所以α-β=54π. 5.已知tan(α+β)=25,tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=14,那么tan ⎝⎛⎭⎫α+π4= . 答案 322解析 因为α+π4+β-π4=α+β, 所以α+π4=(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4, 所以tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan ⎣⎡⎦⎤(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4 =tan (α+β)-tan ⎝⎛⎭⎫β-π41+tan (α+β)tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=322. 6.sin 250°1+sin 10°= .答案 12解析 sin 250°1+sin 10°=1-cos 100°2(1+sin 10°)=1-cos (90°+10°)2(1+sin 10°)=1+sin 10°2(1+sin 10°)=12. 7.已知α、β均为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tan α= . 答案 1解析 根据已知条件:cos αcos β-sin αsin β=sin αcos β-cos αsin β,cos β(cos α-sin α)+sin β(cos α-sin α)=0,即(cos β+sin β)(cos α-sin α)=0.又α、β为锐角,则sin β+cos β>0,∴cos α-sin α=0,∴tan α=1.8.若tan θ=12,θ∈(0,π4),则sin(2θ+π4)= . 答案 7210解析 因为sin 2θ=2sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=2tan θtan 2θ+1=45, 又由θ∈(0,π4),得2θ∈(0,π2), 所以cos 2θ=1-sin 22θ=35, 所以sin(2θ+π4) =sin 2θcos π4+cos 2θsin π4=45×22+35×22=7210. 9.已知cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·cos ⎝⎛⎭⎫π3-α=-14,α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2. (1)求sin 2α的值;(2)求tan α-1tan α的值.解 (1)cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·cos ⎝⎛⎭⎫π3-α =cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·sin ⎝⎛⎭⎫π6+α =12sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-14, 即sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-12. ∵α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2,∴2α+π3∈⎝⎛⎭⎫π,4π3, ∴cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-32, ∴sin 2α=sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫2α+π3-π3 =sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3cos π3-cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3sin π3=12. (2)∵α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2,∴2α∈⎝⎛⎭⎫2π3,π, 又由(1)知sin 2α=12,∴cos 2α=-32. ∴tan α-1tan α=sin αcos α-cos αsin α=sin 2α-cos 2αsin αcos α=-2cos 2αsin 2α=-2×-3212=2 3. 10.已知α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,且sin α2+cos α2=62. (1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈⎝⎛⎭⎫π2,π,求cos β的值. 解 (1)因为sin α2+cos α2=62, 两边同时平方,得sin α=12. 又π2<α<π,所以cos α=-32.(2)因为π2<α<π,π2<β<π, 所以-π<-β<-π2,故-π2<α-β<π2. 又sin(α-β)=-35,得cos(α-β)=45. cos β=cos [α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =-32×45+12×⎝⎛⎭⎫-35 =-43+310. B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知tan(α+π4)=12,且-π2<α<0,则2sin 2α+sin 2αcos (α-π4)= . 答案 -255解析 由tan(α+π4)=tan α+11-tan α=12, 得tan α=-13. 又-π2<α<0, 所以sin α=-1010. 故2sin 2α+sin 2αcos (α-π4)=2sin α(sin α+cos α)22(sin α+cos α)=22sin α =-255. 12.已知α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α-sin αcos α-2cos 2α=0,则tan ⎝⎛⎭⎫π3-α= . 答案 8-5311解析 ∵sin 2α-sin αcos α-2cos 2α=0,cos α≠0,∴tan 2α-tan α-2=0.∴tan α=2或tan α=-1,∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴tan α=2, tan ⎝⎛⎭⎫π3-α=tan π3-tan α1+tan π3tan α =3-21+23=(3-2)(23-1)(23-1)(23+1)=8-5312-1=8-5311. 13.已知cos 4α-sin 4α=23,且α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3= . 答案 2-156解析 ∵cos 4α-sin 4α=(sin 2α+cos 2α)(cos 2α-sin 2α)=cos 2α=23, 又α∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴2α∈(0,π),∴sin 2α=1-cos 22α=53, ∴cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=12cos 2α-32sin 2α =12×23-32×53=2-156. 14.设f (x )=1+cos 2x 2sin ⎝⎛⎭⎫π2-x +sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4的最大值为2+3,则常数a = . 答案 ±3解析 f (x )=1+2cos 2x -12cos x+sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4=cos x +sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4+a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 =(2+a 2)sin ⎝⎛⎭⎫x +π4. 依题意有2+a 2=2+3, ∴a =±3.15.已知函数f (x )=1-2sin ⎝⎛⎭⎫x +π8 ·⎣⎡⎦⎤sin ⎝⎛⎭⎫x +π8-cos ⎝⎛⎭⎫x +π8. (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π12,求函数f ⎝⎛⎭⎫x +π8的值域. 解 (1)函数f (x )=1-2sin ⎝⎛⎭⎫x +π8[sin ⎝⎛⎭⎫x +π8-cos ⎝⎛⎭⎫x +π8] =1-2sin 2⎝⎛⎭⎫x +π8+2sin ⎝⎛⎭⎫x +π8cos ⎝⎛⎭⎫x +π8 =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4+sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2 =2cos 2x ,所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由(1)可知f ⎝⎛⎭⎫x +π8=2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4. 由于x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π12, 所以2x +π4∈⎣⎡⎦⎤-3π4,5π12, 所以cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4∈⎣⎡⎦⎤-22,1, 则f ⎝⎛⎭⎫x +π8∈[-1,2], 所以f ⎝⎛⎭⎫x +π8的值域为[-1,2].。
高三数学两角和与差的三角函数试题1.在△ABC中,己知,sinB= sinCcos,又△ABC的面积为6(Ⅰ)求△ABC的三边长;(Ⅱ)若D为BC边上的一点,且CD=1,求.【答案】(Ⅰ) 3,4,5;(Ⅱ)【解析】(Ⅰ)由及sinB= sinCcos得sinCcos= =,所以=0,因为,所以,所以,由平面向量数量积及三角形面积公式即可求出tanA的值,在Rt△ACB中,tanA=,求出,代入三角形面积公式求出,利用勾股定理求出c;(Ⅱ)由(Ⅰ)知tan∠BAC=,由三角函数定义知tan∠DAC=,利用两角差的正切公式可求得tan∠BAD.试题解析:(Ⅰ)设三边分别为∵,∴sin(A+C)=sinCcosA,化为sinAcosC+cosAsinC=sinCcosA,∴sinAcosC=0,可得又两式相除可得令则三边长分别为3,4,5,(8分)(Ⅱ)由(Ⅰ)知tan∠BAC=,由三角函数定义知tan∠DAC=,所以tan=tan(∠BAC-∠DAC)=== (12分)【考点】三角变换,平面向量数量积,三角形面积公式,运算求解能力2.函数y=sin(+x)cos(-x)的最大值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】∵sin(+x)cos(-x)=cosx(cos cosx+sin sinx)=cos2x+sinxcosx=(1+cos2x)+sin2x=+cos2x+sin2x=+(cos2x+sin2x)=+sin(2x+)∴函数y=sin(+x)cos(-x)的最大值为3.已知函数的最小正周期是.(1)求的单调递增区间;(2)求在[,]上的最大值和最小值.【答案】(1) ; (2)最大值、最小值【解析】(1)首先利用三角恒等变换将函数解析式化为,然后根据周期公式确定的值.最后利用正弦函数的单调性求出的单调递增区间(2)由试题解析:解:(1)= 3分最小正周期是所以,从而 5分令,解得 7分所以函数的单调递增区间为 8分(2)当时, 9分11分所以在上的最大值和最小值分别为、. 12分【考点】1、三角函数的恒等变换;2、函数的性质;4. sin75°cos30°-sin15°sin150°=__________.【答案】【解析】sin75°cos30°-sin15°sin150°=sin75°cos30°-cos75°·sin30°=sin(75°-30°)=sin45°=5.已知tan(α+β)=,tan β=-,则tan α=________.【答案】1【解析】tan α=tan[(α+β)-β]==1.6.已知向量,.(1)若,求的值;(2)若,,求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)由易得,代入式子中可约去为求出其值;(2)先求出,再对两边平方化简可得关于和的关系式,联立正弦余弦的平方关系解方程组可得和的值,代入的展开式,就可求出其值.试题解析:⑴由可知,,所以, 2分所以. 6分(2)由可得,,即,① 10分又,且②,由①②可解得,, 12分所以. 14分【考点】向量的数量积、模的计算,同角三角函数的关系、两角和与差的正弦.7.已知函数f(x)=2cos2x―sin(2x―).(Ⅰ)求函数的最大值,并写出取最大值时x的取值集合;(Ⅱ)已知△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f(A)=,b+c=2,求实数a的最小值。
考点9 角的三角函数及两角和与差的正弦、余弦、正切1.(2010·全国卷Ⅰ文科·T1)cos300︒=( )(A)2-(B)-12 (C)12(D) 2【命题立意】本小题主要考查诱导公式、特殊三角函数值等三角函数知识 【思路点拨】利用角的推广公式将然后根据诱导公式求解.【规范解答】选C.()1cos300cos 36060cos602︒=︒-︒=︒=.2.(2010·全国卷Ⅰ理科·T2)记cos(80)k -︒=,那么tan100︒=( )(A)(B)-【命题立意】本小题主要考查诱导公式、同角三角函数关系式等三角函数知识,着重考查了三角变换中的弦切互化.【思路点拨】由1cos sin 22=+αα及cos(80)k -︒=求出sin80°,再利用公式αααcos sin tan =求出tan100°的值.【规范解答】选B.方法一:222sin801cos 801cos (80)1k =-=--=-,所以tan100tan80︒=-sin 80cos80k =-=-方法二:cos(80)k -︒=co k ⇒︒=cos80º=k ,3.(2010·江西高考理科·T7)E ,F 是等腰直角ABC ∆斜边AB 上的三等分点,则tan ECF ∠=( )(A)1627(B)23 (C) (D)34【命题立意】本题主要考查两角和与差的三角函数公式及三角函数诱导公式. 【思路点拨】先求ACE ∠、BCF ∠的三角函数值,再求ECF ∠的正切.【规范解答】选D.设α=ACE ∠,β=BCF ∠,则tan α=tan β=21,所以tan ECF ∠=)2tan(βαπ--=43212121211tan tan tan 1)tan(1=+⨯-=+-=+βαβαβα.【方法技巧】本题也可建立直角坐标系,利用向量坐标来解决,以点C 为坐标原点,CA ,CB 分别为x 轴和y 轴建立直角坐标系,且设直角边长为3,则C (0,0),A (3,0),B (0,3),E (2,1),F (1,2),所以)2,1(),1,2(==CF CE,54551221cos =⨯⨯+⨯==∠ECF ,故tan ECF ∠=34.在解决平面几何有关问题时,利用坐标向量求角、距离,判断平行、垂直,来得更加快捷,思路也畅顺.4.(2010·全国高考卷Ⅱ文科·T13)已知α是第二象限的角,21tan =α,则cos α=__________【命题立意】本题考查了同角的三角函数关系公式.【思路点拨】利用同角的平方关系和商数关系列出方程求解.注意α是第二象限的角,即cos α<0.【规范解答】 21=ααcon 及1sin 22=+ααcon ,α是第二象限的角.所以cos α=-552. 【答案】-5525.(2010·全国Ⅰ文科·T14)已知α为第二象限的角,3sin 5α=,则tan 2α= .【命题立意】本小题主要考查三角函数值符号的判断、同角三角函数关系、和角的正切公式,同时考查了基本运算能力及等价变换的解题技能.【思路点拨】由α为第二象限的角,利用1cos sin 22=+αα,求出αcos ,然后求出αtan .利 用倍角的正切公式代入求解.【规范解答】因为α为第二象限的角,又3sin 5α=, 所以4cos 5α=-,sin 3tan cos 4ααα==-,所以tan 2α=22tan 24tan(2)1tan 7ααα==--. 【答案】247-6.(2010·全国Ⅰ理科·T14)已知α为第三象限的角,3cos 25α=-,则tan(2)4πα+= .【命题立意】本小题主要考查三角函数值符号的判断、同角三角函数关系、和角的正切公式,同时考查了基本运算能力及等价变换的解题技能.【思路点拨】由α为第三象限的角,判断α2 所在的象限,然后利用sin22α+cos22α=1sin 801.cos80k k -=-=-sin 801.cos80kk -=-=-求出α2sin 的值,由α2cos 和α2sin 求出α2tan 的值,再根据两角和的正切公式化简计算求值. 【规范解答】【方法1】因为α为第三象限的角,所以2(2(21),2(21))()k k k Z απππ∈+++∈,又3c o s25α=-<0, 所以2(2(21),2(21))()2k k k Z παπππ∈++++∈,于是有4sin 25α=, sin 24tan 2cos 23ααα==-,所以tan(2)4πα+=41tantan 2134471tan tan 2143παπα-+==--+.【方法2】α为第三象限的角,3cos 25α=-,3222k k ππαππ+<<+,k ∈Z42243k k ππαππ⇒+<<+⇒,k ∈Z ⇒ 2α在第二象限,4sin 25α=sin(2)sin cos 2cos sin 2cos 2sin 21444tan(2)4cos 2sin 27cos(2)cos cos 2sin sin 2444πππαααπαααπππααααα++++====--+-.【答案】17-7.(2010·上海高考理科·T4)行列式cos sin 36sincos36ππππ的值是 .【命题立意】本题考查行列式的计算及三角公式的应用.【思路点拨】先按行列式的计算公式计算,再用三角公式化简、求值.【规范解答】原式=02cos)63cos(6sin3sin6cos3cos==+=⨯-⨯πππππππ.【答案】08.(2010·上海高考文科·T3)行列式cos sin 66sincos66ππππ的值是 .【命题立意】本题考查行列式的计算及三角公式的应用.【思路点拨】先按行列式的计算公式计算,再用三角公式化简、求值.【规范解答】原式=213cos6sin 6cos 6sin6sin6cos6cos22==-=⨯-⨯πππππππ.【答案】219.(2010·重庆高考文科·T15)如图,图中的实线是由三段圆弧连接而成的一条封闭曲线C ,各段弧所在的圆经过同一点P (点P 不在C 上)且半径相等。
§4.5 两角和与差的正弦、余弦、正切公式知识梳理:1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式cos(α-β)= (C (α-β));cos(α+β)= (C (α+β)); sin(α-β)= (S (α-β));sin(α+β)= (S (α+β)); tan(α-β)= (T (α-β));tan(α+β)= (T (α+β)). 2.二倍角公式sin2α= cos2α= = = ;tan2α= .3.在准确熟练地记住公式的基础上,要灵活运用公式解决问题:如公式的正用、逆用和变形用等.如T (α±β)可变形为tan α±tan β= 试一试1.已知α∈R ,sin α+2cos α=102,则tan2α= .2.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan2α= .3.(2014·课标全国Ⅱ)函数f (x )=sin(x +2φ)-2sin φcos(x +φ)的最大值为 .考点一 三角函数公式的基本应用例1 (1)设tan α,tan β是方程x 2-3x +2=0的两根,则tan(α+β)的值为. (2)若0<α<π2,-π2<β<0,cos(π4+α)=13,cos(π4-β2)=33,则cos(α+β2)=.变式 (1)若α∈(π2,π),tan(α+π4)=17,则sin α=.(2)计算:1+cos20°2sin20°-sin10°(1tan5°-tan5°)=.题型二 三角函数公式的灵活应用例2 (1)已知α∈(0,π),化简:(1+sin α+cos α)·(cos α2-sin α2)2+2cos α=.(2)在△ABC 中,已知三个内角A ,B ,C 成等差数列,则tan A 2+tan C 2+3tan A 2tan C2的值为.题型三 三角函数公式运用中角的变换例3 (1)已知α,β均为锐角,且sin α=35,tan(α-β)=-13.则sin(α-β)=,cos β=.课堂练习:1.已知tan(α+β)=25,tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=14,那么tan ⎝⎛⎭⎫α+π4= .2.已知tan α=4,则1+cos2α+8sin 2αsin2α的值为 .3.(2013·重庆)4cos50°-tan40°= .4.已知cos(x -π6)=-33,则cos x +cos(x -π3)的值是 .5.已知α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,且sin α2+cos α2=62. (1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈⎝⎛⎭⎫π2,π,求cos β的值.思维升华 1.解决三角函数的求值问题的关键是把“所求角”用“已知角”表示.(1)当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式;(2)当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.2.常见的配角技巧:2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β,β=α+β2-α-β2,α=α+β2+α-β2,α-β2=(α+β2)-(α2+β)等.两角和与差的正弦、余弦、正切公式作业1. 已知α∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,cos α=35,则tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=________.2.已知α、β均为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tan α=_______.3.若tan θ=12,θ∈(0,π4),则sin(2θ+π4)=_______.4.若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α+cos2α=14,则tan α的值为_______.5.函数y =sin(πx +φ)(φ>0)的部分图象如图所示,设P 是图象的最高点,A ,B 是图象与x 轴的交点,记∠APB =θ,则sin2θ的值是_______.6. .(2013·浙江高考改编)已知α∈R ,sin α+2cos α=102,则tan 2α=________. 7. 3tan12°-3(4cos 212°-2)sin12°=________.8. (1)若tan2θ=-22,π<2θ<2π,则2cos 2θ2-sin θ-12sin (θ+π4)=.(2)(2014·课标全国Ⅰ改编)设α∈(0,π2),β∈(0,π2),且tan α=1+sin βcos β,则2α-β=.9.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +7π4+cos ⎝⎛⎭⎫x -3π4,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期和最小值;(2)已知cos(β-α)=45,cos(β+α)=-45,0<α<β≤π2,求证:[f (β)]2-2=0.10. 已知f (x )=(1+1tan x )sin 2x -2sin(x +π4)·sin(x -π4).(1)若tan α=2,求f (α)的值;(2)若x ∈[π12,π2],求f (x )的取值范围.§4.5 两角和与差的正弦、余弦、正切公式知识梳理:1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式cos(α-β)= (C (α-β));cos(α+β)= (C (α+β)); sin(α-β)= (S (α-β));sin(α+β)= (S (α+β)); tan(α-β)= (T (α-β));tan(α+β)= (T (α+β)). 2.二倍角公式sin2α= cos2α= = = ;tan2α= .3.在准确熟练地记住公式的基础上,要灵活运用公式解决问题:如公式的正用、逆用和变形用等.如T (α±β)可变形为 tan α±tan β=试一试1.已知α∈R ,sin α+2cos α=102,则tan2α=. 答案 -34解析 ∵sin α+2cos α=102, ∴sin 2α+4sin αcos α+4cos 2α=52.化简得:4sin2α=-3cos2α, ∴tan2α=sin2αcos2α=-34. 2.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan2α=.答案 34解析 由sin α+cos αsin α-cos α=12,等式左边分子、分母同除cos α得,tan α+1tan α-1=12,解得tan α=-3,则tan2α=2tan α1-tan 2α=34.3.(2014·课标全国Ⅱ)函数f (x )=sin(x +2φ)-2sin φcos(x +φ)的最大值为. 答案 1解析 ∵f (x )=sin(x +2φ)-2sin φcos(x +φ) =sin [(x +φ)+φ]-2sin φcos(x +φ)=sin(x +φ)cos φ+cos(x +φ)sin φ-2sin φcos(x +φ) =sin(x +φ)cos φ-cos(x +φ)sin φ =sin [(x +φ)-φ]=sin x , ∴f (x )的最大值为1.考点一 三角函数公式的基本应用例1 (1)设tan α,tan β是方程x 2-3x +2=0的两根,则tan(α+β)的值为. (2)若0<α<π2,-π2<β<0,cos(π4+α)=13,cos(π4-β2)=33,则cos(α+β2)=.答案 (1)-3 (2)539解析 (1)由根与系数的关系可知 tan α+tan β=3,tan αtan β=2.∴tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=31-2=-3.(2)cos(α+β2)=cos[(π4+α)-(π4-β2)]=cos(π4+α)cos(π4-β2)+sin(π4+α)sin(π4-β2).∵0<α<π2,则π4<π4+α<3π4, ∴sin(π4+α)=223.又-π2<β<0,则π4<π4-β2<π2, 则sin(π4-β2)=63.故cos(α+β2)=13×33+223×63=539.思维升华 三角函数公式对使公式有意义的任意角都成立.使用中要注意观察角之间的和、差、倍、互补、互余等关系.变式 (1)若α∈(π2,π),tan(α+π4)=17,则sin α=.(2)计算:1+cos20°2sin20°-sin10°(1tan5°-tan5°)=.答案 (1)35 (2)32解析 (1)∵tan(α+π4)=tan α+11-tan α=17,∴tan α=-34=sin αcos α,∴cos α=-43sin α.又∵sin 2α+cos 2α=1, ∴sin 2α=925.又∵α∈(π2,π),∴sin α=35.(2)原式=2cos 210°4sin10°cos10°-sin10°·cos 25°-sin 25°sin5°cos5°=cos10°2sin10°-sin20°sin10°=cos10°-2sin20°2sin10°=cos10°-2sin (30°-10°)2sin10°=cos10°-2sin30°cos10°+2cos30°sin10°2sin10°=32. 题型二 三角函数公式的灵活应用例2 (1)已知α∈(0,π),化简:(1+sin α+cos α)·(cos α2-sin α2)2+2cos α=.(2)在△ABC 中,已知三个内角A ,B ,C 成等差数列,则tan A 2+tan C 2+3tan A 2tan C2的值为.答案 (1)cos α (2) 3 解析 (1)原式=(2cos 2α2+2sin α2cos α2)·(cos α2-sin α2)4cos 2α2.因为α∈(0,π),所以cos α2>0,所以原式=(2cos 2α2+2sin α2cos α2)·(cos α2-sin α2)2cosα2=(cos α2+sin α2)·(cos α2-sin α2)=cos 2α2-sin 2α2=cos α.(2)因为三个内角A ,B ,C 成等差数列,且A +B +C =π,所以A +C =2π3,A +C 2=π3,tan A +C 2=3,所以tan A 2+tan C 2+3tan A 2tan C2=tan ⎝⎛⎭⎫A 2+C 2⎝⎛⎭⎫1-tan A 2tan C 2+3tan A 2tan C 2 =3⎝⎛⎭⎫1-tan A 2tan C 2+3tan A 2tan C2= 3. 题型三 三角函数公式运用中角的变换例3 (1)已知α,β均为锐角,且sin α=35,tan(α-β)=-13.则sin(α-β)=,cos β=.(2)(2013·课标全国Ⅱ改编)已知sin2α=23,则cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=. 答案 (1)-1010 95010 (2)16解析 (1)∵α,β∈(0,π2),从而-π2<α-β<π2.又∵tan(α-β)=-13<0,∴-π2<α-β<0.∴sin(α-β)=-1010,cos(α-β)=31010. ∵α为锐角,sin α=35,∴cos α=45.∴cos β=cos [α-(α-β)] =cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =45×31010+35×(-1010)=91050. (2)因为cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=1+cos2⎝⎛⎭⎫α+π42=1+cos ⎝⎛⎭⎫2α+π22=1-sin2α2,所以cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=1-sin2α2=1-232=16.思维升华 1.解决三角函数的求值问题的关键是把“所求角”用“已知角”表示.(1)当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式;(2)当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.2.常见的配角技巧:2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β,β=α+β2-α-β2,α=α+β2+α-β2,α-β2=(α+β2)-(α2+β)等.变式 (1)设α、β都是锐角,且cos α=55,sin(α+β)=35,则cos β=. (2)已知cos(α-π6)+sin α=453,则sin(α+7π6)的值是.答案 (1)2525 (2)-45解析 (1)依题意得sin α=1-cos 2α=255, cos(α+β)=±1-sin 2(α+β)=±45.又α,β均为锐角,所以0<α<α+β<π,cos α>cos(α+β). 因为45>55>-45,所以cos(α+β)=-45.于是cos β=cos [(α+β)-α] =cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α =-45×55+35×255=2525.(2)∵cos(α-π6)+sin α=453,∴32cos α+32sin α=453, 3(12cos α+32sin α)=453, 3sin(π6+α)=453,∴sin(π6+α)=45,7ππ4方法与技巧 1.巧用公式变形:和差角公式变形:tan x ±tan y =tan(x ±y )·(1∓tan x ·tan y );倍角公式变形:降幂公式cos 2α=1+cos2α2,sin 2α=1-cos2α2,配方变形:1±sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2±cos α22, 1+cos α=2cos 2α2,1-cos α=2sin 2α2.2.重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的分拆要尽可能化成同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中的差异,再选择适当的三角公式恒等变形. 失误与防范1.运用公式时要注意审查公式成立的条件,要注意和、差、倍角的相对性,要注意升次、降次的灵活运用,要注意“1”的各种变通. 2.在(0,π)范围内,sin(α+β)=22所对应的角α+β不是唯一的. 3.在三角求值时,往往要估计角的范围后再求值.课堂练习:1.已知tan(α+β)=25,tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=14,那么tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=. 答案322解析 因为α+π4+β-π4=α+β,所以α+π4=(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4,所以 tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan ⎣⎡⎦⎤(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4 =tan (α+β)-tan ⎝⎛⎭⎫β-π41+tan (α+β)tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=322.2.已知tan α=4,则1+cos2α+8sin 2αsin2α的值为.答案654解析 1+cos2α+8sin 2αsin2α=2cos 2α+8sin 2α2sin αcos α,∵tan α=4,∴cos α≠0,分子、分母都除以cos 2α得2+8tan 2α2tan α=654.3.(2013·重庆)4cos50°-tan40°=. 答案3解析 4cos50°-tan40°=4sin40°cos40°-sin40°cos40°=2sin80°-sin40°cos40°=2sin (50°+30°)-sin40°cos40°=3sin50°+cos50°-sin40°cos40°=3sin50°cos40°= 3.4.已知cos(x -π6)=-33,则cos x +cos(x -π3)的值是.答案 -1解析 cos x +cos(x -π3)=cos x +12cos x +32sin x =32cos x +32sin x =3(32cos x +12sin x )=3cos(x -π6)=-1.10.已知α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,且sin α2+cos α2=62. (1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈⎝⎛⎭⎫π2,π,求cos β的值. 解 (1)因为sin α2+cos α2=62,两边同时平方,得sin α=12.又π2<α<π,所以cos α=-32. (2)因为π2<α<π,π2<β<π,所以-π<-β<-π2,故-π2<α-β<π2.又sin(α-β)=-35,得cos(α-β)=45.cos β=cos [α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =-32×45+12×⎝⎛⎭⎫-35=-43+310.两角和与差的正弦、余弦、正切公式作业1. 已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,cos α=35,则tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=________. [解析] 由α∈⎝⎛⎭⎪⎫-π2,0,cos α=35,得sin α=-1-cos 2α=-45,tan α=sin αcos α=-43,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=tan α+tan π41-tan αtan π4=tan α+11-tan α =-43+11+43=-17. [答案] -172.已知α、β均为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tan α=. 答案 1解析 根据已知条件:cos αcos β-sin αsin β=sin αcos β-cos αsin β, cos β(cos α-sin α)+sin β(cos α-sin α)=0, 即(cos β+sin β)(cos α-sin α)=0. 又α、β为锐角,则sin β+cos β>0, ∴cos α-sin α=0,∴tan α=1.3.若tan θ=12,θ∈(0,π4),则sin(2θ+π4)=.答案7210解析 因为sin2θ=2sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=2tan θtan 2θ+1=45, 又由θ∈(0,π4),得2θ∈(0,π2),所以cos2θ=1-sin 22θ=35,所以sin(2θ+π4)=sin2θcos π4+cos2θsin π4=45×22+35×22=7210.4.若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α+cos2α=14,则tan α的值为. 答案3解析 ∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α+cos2α=14, ∴sin 2α+cos 2α-sin 2α=14,∴cos 2α=14,∴cos α=12或-12(舍去),∴α=π3,∴tan α= 3.5.函数y =sin(πx +φ)(φ>0)的部分图象如图所示,设P 是图象的最高点,A ,B 是图象与x 轴的交点,记∠APB =θ,则sin2θ的值是.答案1665PD =1,根据函数的图象,可得AD =12,BD =32.在Rt △APD 和Rt △BPD 中,sin ∠APD =15,cos ∠APD =25,sin ∠BPD =313,cos ∠BPD =213.所以sin θ=sin(∠APD +∠BPD )=865,cos θ=cos(∠APD +∠BPD )=165,故sin2θ=2sin θcos θ=2×865×165=1665.6. .(2013·浙江高考改编)已知α∈R ,sin α+2cos α=102,则tan 2α=________.[解析] 把条件中的式子两边平方,得sin 2α+4sin αcos α+4cos 2α=52,即3cos 2α+4sin αcos α=32,所以3cos 2α+4sin αcos αcos 2α+sin 2α=32,所以3+4tan α1+tan 2α=32,即3tan 2α-8tan α-3=0,解得tan α=3或tan α=-13,所以tan 2α=2tan α1-tan 2α=-34. [答案] -347.3tan12°-3(4cos 212°-2)sin12°=.答案 -4 3解析 原式=3sin12°cos12°-32(2cos 212°-1)sin12°23⎝⎛⎭⎫12sin12°-32cos12°cos12°=23sin (-48°)2cos24°sin12°cos12°=-23sin48°sin24°cos24° =-23sin48°12sin48°=-4 3.8. (1)若tan2θ=-22,π<2θ<2π,则2cos 2θ2-sin θ-12sin (θ+π4)=.(2)(2014·课标全国Ⅰ改编)设α∈(0,π2),β∈(0,π2),且tan α=1+sin βcos β,则2α-β=.解析 (1)原式=cos θ-sin θsin θ+cos θ=1-tan θ1+tan θ,又tan2θ=2tan θ1-tan 2θ=-22,即2tan 2θ-tan θ-2=0,解得tan θ=-12或tan θ= 2. ∵π<2θ<2π,∴π2<θ<π.∴tan θ=-12,故原式=1+121-12=3+2 2.(2)由tan α=1+sin βcos β得sin αcos α=1+sin βcos β,即sin αcos β=cos α+cos αsin β, ∴sin(α-β)=cos α=sin(π2-α).∵α∈(0,π2),β∈(0,π2),∴α-β∈(-π2,π2),π2-α∈(0,π2),∴由sin(α-β)=sin(π-α),得α-β=π-α,∴2α-β=π2.9.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +7π4+cos ⎝⎛⎭⎫x -3π4,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期和最小值;(2)已知cos(β-α)=45,cos(β+α)=-45,0<α<β≤π2,求证:[f (β)]2-2=0.(1)解 ∵f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +7π4-2π+cos ⎝⎛⎭⎫x -π4-π2 =sin ⎝⎛⎭⎫x -π4+sin ⎝⎛⎭⎫x -π4=2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4, ∴T =2π,f (x )的最小值为-2.(2)证明 由已知得cos βcos α+sin βsin α=45,cos βcos α-sin βsin α=-45,两式相加得2cos βcos α=0, ∵0<α<β≤π2,∴β=π2,∴[f (β)]2-2=4sin 2π4-2=0.10. 已知f (x )=(1+1tan x )sin 2x -2sin(x +π4)·sin(x -π4).(1)若tan α=2,求f (α)的值;(2)若x ∈[π12,π2],求f (x )的取值范围.解 (1)f (x )=(sin 2x +sin x cos x )+2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4· cos ⎝⎛⎭⎫x +π4 =1-cos2x 2+12sin2x +sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2 11=12(sin2x +cos2x )+12. 由tan α=2,得sin2α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan αtan 2α+1=45.cos2α=cos 2α-sin 2αsin 2α+cos 2α=1-tan 2α1+tan 2α=-35. 所以,f (α)=12(sin2α+cos2α)+12=35.(2)由(1)得f (x )=12(sin2x +cos2x )+12=22sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+12. 由x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π2,得5π12≤2x +π4≤5π4. 所以-22≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4≤1,0≤f (x )≤2+12, 所以f (x )的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,2+12. 11. 10.已知f (x )=-3sin 2x +sin x cos x ,(1)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫25π6的值;(2)设α∈(0,π),f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=14-32,求sin α的值. [解] f (x )=-3sin 2x +sin x cos x =-3×1-cos 2x 2+12sin 2x =-32+12sin 2x +32cos 2x =-32+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,(1)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫25π6=-32+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫25π3+π3=-32+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫8π+2π3=-32+sin 2π3=-32+32=0.(2)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=-32+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=14-32, ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=14. ∵α∈(0,π),∴α+π3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,4π3,又0<sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=14<12, ∴α+π3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6,4π3. ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=-1-sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫142=-154, ∴sin α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3-π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3cos π3-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3sin π3 =14×12+154×32=1+358.。
第03讲两角和与差的正弦、余弦和正切公式 (精讲+精练)目录第一部分:知识点精准记忆第二部分:课前自我评估测试第三部分:典型例题剖析高频考点一:公式的基本应用高频考点二:公式的逆用及变形高频考点三:辅助角公式的运用高频考点四:二倍角高频考点五:拼凑角第四部分:高考真题感悟第五部分:第03讲两角和与差的正弦、余弦和正切公式(精练)1、两角和与差的正弦、余弦和正切公式①两角和与差的正弦公式sin()sin cos cos sin αβαβαβ+=+ sin()sin cos cos sin αβαβαβ-=-②两角和与差的余弦公式cos()cos cos sin sin αβαβαβ+=- cos()cos cos sin sin αβαβαβ-=+③两角和与差的正切公式tan tan tan()1tan tan αβαβαβ--=+tan tan tan()1tan tan αβαβαβ++=-2、二倍角公式①sin22sin cos ααα=②22cos2cos sin ααα=-;2cos22cos 1αα=-;2cos212sin αα=- ③22tan tan 21tan ααα=-3、降幂公式21cos2cos 2αα+=21cos2sin 2αα-=4、辅助角公式:sin cos )a x b x x ϕ±=±(其中tan b aϕ=) 5、常用结论①两角和与差的正切公式的变形:tan tan tan()(1tan tan )αβαβαβ±=± ②21sin 2(sin cos )ααα+=+ ③21sin 2(sin cos )ααα-=- ④sin cos )4πααα±=±一、判断题1.(2021·江西·贵溪市实验中学高三阶段练习)tan 35tan8535tan85︒︒︒︒+=.( ) 2.(2021·江西·贵溪市实验中学高三阶段练习)1sin 73cos13cos73sin132-=.( ) 二、单选题3.(2022·北京·高三学业考试)sin cos θθ=( ) A .1sin 22θB .1cos 22θC .sin 2θD .cos2θ4.(2022·四川成都·高一期中(理))sin5sin55︒+︒=( ) A .sin 60︒ B .sin 65︒ C .sin 70︒ D .sin 75︒三、填空题5.(2022·云南玉溪·高一期末)23sin1601sin 35-︒+︒的值等于____________.6.(2022·上海市青浦高级中学高一阶段练习)将sin x x 化为sin()(0)A x A ωϕ+>的形式为______.高频考点一:公式的基本应用例题1.(2022·江苏徐州·高一期中)已知0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,若4sin 5α,则()cos 6πα-=( ) A B C D 例题2.(2022·四川成都·高一期中(理))若tan α,tan β是方程22370x x +-=两个实数根,则tan()αβ+=( ) A .13-B .13C .32-D .25例题3.(2022·浙江金华第一中学高一阶段练习)已知sin cos αβ+=cos sin αβ+=则sin()αβ+= A .12B C .12-D .例题4.(2022·江苏·淮阴中学高一阶段练习)求值1tan15tan15︒+︒( ) A .4B .14C.4+D.4-例题5.(2022·陕西·榆林市第一中学高一期中(文))化简计算:sin 58sin13cos 45cos13︒-︒︒=︒___________.例题6.(2022·北京·北师大实验中学高一期中)若tan 2θ=,则tan 4πθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭___________;tan 2θ=___________.题型归类练1.(2022·河北·沧县中学高一阶段练习)sin50cos100cos50sin100+=( ) A .12BC .-12D2.(2022·北京市第二十五中学高一期中)sin 75︒=( ) A 122 BCD3.(2022·北京·北师大实验中学高一期中)已知π0,2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,4sin 5θ=,则os 4πc θ⎛⎫-= ⎪⎝⎭( )A.10B.10-C.10D.10-4.(2022·江苏·南京外国语学校高一期中)已知1sin 3α=,,2παπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则cos 3πα⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值为( )A.BC. D5.(2022·湖南·宁乡市教育研究中心模拟预测)若3sin ,(,)52πααπ=∈,则sin()3πα-=( )ABCD6.(2022·山东德州·高一期中)已知cos 2πcos 4αα=⎛⎫+ ⎪⎝⎭sin 2α=______.7.(2022·江苏·南京师大附中高一期中)设复数1cos isin z αα=+,2cos isin z ββ=+,已知12z z -=. (1)求()cos αβ-的值; (2)若0,tan 72παβα-<<<=-,求2αβ-的值.高频考点二:公式的逆用及变形例题1.(2022·江苏省前黄高级中学高一阶段练习)cos17cos43sin17sin223+=( )A .12-B .C .12D例题2.(2022·江苏·华罗庚中学高三阶段练习)已知cos α=,()sin βα-=,αβ均为锐角,则β=( ) A .12πB .6πC .4π D .3π 例题3.(2022·陕西·榆林市第一中学高一期中(文))3πππ13πsincos cos sin 412412+=___________. 例题4.(2022·四川凉山·高一期中(理))tan 26tan 343tan 26tan 34++⋅=_________. 例题5.(2022·江苏·盐城市伍佑中学高一期中)求下列各式的值. (1)sin10cos20sin80sin 20︒︒+︒︒ (2)cos 47sin17sin 30cos17︒+︒︒︒题型归类练1.(2022·河南·宝丰县第一高级中学模拟预测(理))tan204sin20︒+︒=( )AB .1CD .2.(2022·四川省广安第三中学校高一阶段练习)tan17tan 28tan17tan 28︒+︒+︒︒等于( )A .BC .-1D .13.(2022·上海·华东师范大学附属天山学校高一期中)已知3cos()cos sin()sin 5αβααβα+++=-,则cos 2β=____________.4.(2022·江苏·苏州市苏州高新区第一中学高一期中)化简:tan10tan20tan30tan10tan20tan30+++=__________.5.(2022·江苏宿迁·高一期中)在ABC 中,已知tan tan tan A B A B +,则C =_________6.(2022·江苏·马坝高中高一期中)22tantantan 9999ππππ+=__________.高频考点三:辅助角公式的运用例题1.(2022·全国·高一课时练习)求下列函数的最大值和最小值:(1)1cos 2y x x =; (2)sin cos y x x =-;(3)sin y x x =; (4)sin 22y x x =.例题2.(2021·全国·高一课时练习)设m 为实数,已知sin 1m αα=-,求m 的取值范围.例题3.(2022·黑龙江·勃利县高级中学高一阶段练习)求函数21sin cos (sin cos )y x x x x =++++的值域.题型归类练1.(2022·江西九江·三模(文))已知1sin cos 3αα-=,则cos 4πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭( )A .13-B .C .13D2.(2022·江西·︒︒=( )A B .12C .D .12-3.(2022·湖南·=___________.4.(2022·陕西汉中·高一期中)(1)若sin cos αα+=tan 4πα⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值;(2)若2cos 65πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,求sin 26πα⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值.5.(2021·全国·高一课时练习)求下列函数的最大值和最小值: (1)34sin cos 55y x x =+;(2)sin cos y a x b x =+(a ,b 均为正数).高频考点四:二倍角例题1.(2022·北京·汇文中学高一期中)若sin cos αα-=,则sin 2α=( ) A .35B .45C .35 D .45-例题2.(2022·甘肃·永昌县第一高级中学高二期中(文))已知sin 2cos 0αα+=,则cos2sin 2αα-等于( ) A .45B .35C .25D .15例题3.(2022·全国·高三阶段练习(理))已知tan 24tan 4πθθ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,则sin 2θ=( )A .25-B .45-C .25D .45例题4.(2022·云南曲靖·二模(文))已知3sin 2παα⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则cos2=α___________.例题5.(2022·北京·中关村中学高一期中)若角α的终边经过点()1,2P -,则cos α=___________.tan2α=___________.题型归类练1.(2022·江西鹰潭·二模(文))已知(,)2παπ∈,且213sin 2cos 25αα-=-,则cos2=α( )A .35B .45C .35 D .45或352.(2022·陕西·长安一中模拟预测(理))已知函数()2cos cos2f x x x =+,则()f x 的最小值为( ) A .1-B .12-C .32-D .52-3.(2022·云南德宏·高三期末(文))已知πsin 2sin()2αα=+,则cos2α=( ) A .35 B .45-C .35D .454.(2022·四川省广汉中学高一阶段练习(理))若()()3πsin 3πsin 12π3cos cos π2αααα⎛⎫---- ⎪⎝⎭=⎛⎫++-+ ⎪⎝⎭,则tan2α=( )A .34B .34-C .43-D .435.(2022·江苏南通·高一阶段练习)已知cos 3sin 0αα+=,则tan2α=( )A .34B .34-C .35 D .38-6.(2022·陕西·长安一中高一期中)已知1sin 24α=,且42ππα<<,则cos sin αα-=________.7.(2022·北京市西城外国语学校高一期中)已知角α的终边在直线y =上,则sin 2α=________. 8.(2022·辽宁沈阳·高一期中)若1sin cos ,05αααπ+=<<,则sin 2cos2αα+=___________. 9.(2022·浙江绍兴·模拟预测)已知tan 2α=,则tan2α=________,2sin 2cos αα+=__________.高频考点五:拼凑角例题1.(2022·江苏·东海县教育局教研室高一期中)已知0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,2πβπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,1sin 3α=,()7sin 9αβ+=,则cos β的值为( ) A .13-B .13C .12-D .12例题2.(2022·江苏·苏州市苏州高新区第一中学高一期中)设0,,0,22ππαβ⎛⎫⎛⎫∈∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,且11tan ,tan 73αβ==,则2αβ+=( ) A .4πB .3π C .34π D .54π 例题3.(2022·江苏·星海实验中学高一期中)已知22ππθ-<<,且1sin 63πθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则sin θ的值为( )A .16B C D 例题4.(2022·江苏·涟水县第一中学高一阶段练习)已知,αβ都是锐角,3sin 5α=,5cos()13αβ+=-,则cos β=( ) A .1B .5665-C .1665D .5665题型归类练1.(2022·北京市第五十中学高一期中)若,αβ都是锐角,且sin α=,()sin αβ-=, 则sin β=( ) AB2C .12D .1102.(2022·安徽淮南·二模(理))已知ππ340,π,sin ,cos()2255αβααβ<<<<=+=-,则sin β=( ) A .2425B .2425-C .2425-或2425D .0或24253.(2022·甘肃省民乐县第一中学高一期中)若()3tan 2αβ-=,tan 2β=,则tan α=( ) A .74-B .47-C .47D .744.(2022·四川成都·高一期中(理))已知α、β为锐角,且3sin 5β=,5cos()13αβ+=-,则sin α的值为( ) A .6365B .3365C .4865-D .48654.(2022·江苏省镇江中学高一期中)已知αβ、为锐角,()31tan ,tan 43αβα=-=,则tan β=( )A .139B .913C .3D .131.(2021·全国·高考真题(文))函数()sin cos 33x xf x =+的最小正周期和最大值分别是( ) A .3πB .3π和2C .6πD .6π和22.(2020·全国·高考真题(理))已知2tan θ–tan(θ+π4)=7,则tan θ=( )A .–2B .–1C .1D .23.(2020·全国·高考真题(文))已知πsin sin =31θθ⎛⎫++ ⎪⎝⎭,则πsin =6θ⎛⎫+ ⎪⎝⎭( ) A .12B C .23D .24.(2020·全国·高考真题(文))若2sin 3x =-,则cos2x =__________.5.(2020·江苏·高考真题)已知2sin ()4πα+ =23,则sin 2α的值是____.6.(2020·浙江·高考真题)已知tan 2θ=,则cos 2θ=________;πtan()4θ-=______.7.(2021·浙江·高考真题)设函数()sin cos (R)f x x x x =+∈.(1)求函数22y fx π⎡⎤⎛⎫=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦的最小正周期;(2)求函数()4y f x f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值.一、单选题1.(2022·四川省南充市白塔中学高一期中(文))sin75cos15sin15cos75︒︒-︒︒的值是( ) A .0B .12C D .12-2.(2022·江苏淮安·高一期中)已知tan 2α=,tan 4β=,则()tan αβ+=( ) A .67B .-67C .-57D .573.(2022·四川凉山·高一期中(理))已知sin cos 12sin cos 3αααα+=-,则πtan(α)4+的值为( )A .35B .45-C .35 D .454.(2022·湖南·岳阳市教育科学技术研究院三模)212cos 67.5-︒=( )A .12-B .C .D 5.(2022·四川凉山·高一期中(理))求cos60sin15cos15⋅⋅的值为( )A .14B .12C D .186.(2022·江苏·南京市金陵中学河西分校高一期中)已知1sin cos 2θθ-=,则2cos 4πθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭( )A .716B .78C D7.(2022·广东茂名·模拟预测)已知1sin15cos15cos 6αα=,则()cos 2120α+︒=( ) A .79B .79-C .1718D .1718-8.(2022·江苏南通·模拟预测)在△ABC 中,若tan tan tan A B A B +,则tan 2C =( )A .-B .C .-D .二、填空题9.(2022·上海市仙霞高级中学高一期中)函数3sin 4cos y x x =+的最大值是______. 10.(2022·北京市育英中学高一期中)已知32ππα<<,3sin 45πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则cos α的值为__________.11.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)若0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,且3sin 24cos20αα+=, 则cos cos 2sin cos αααα=+_______.12.(2022·全国·高三专题练习)已知4cos 25πα⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,且,02πα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,则22cos 24παα⎛⎫- ⎪⎝⎭的值是______. 三、解答题13.(2022·宁夏吴忠·高一期中)已知3cos 5α=,,02πα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭. (1)求cos2α,sin 2α的值; (2)求sin 3πα⎛⎫- ⎪⎝⎭的值.14.(2022·北京市第十九中学高一期中)已知tan 24πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,,44ππα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭.(1)求sin α的值;(2)求()sin cos 4cos 2παααα⎛⎫+⋅+ ⎪⎝⎭的值.15.(2022·广东·深圳中学高一期中)已知,αβ为锐角,tan 2,sin()ααβ=-=. (1)求cos2α的值; (2)求tan β的值.16.(2022·陕西·泾阳县教育局教学研究室高一期中)计算求值: (1)(2cos1023cos 100sin10--的值;(2)已知α、β均为锐角,1sin 7α=,()cos αβ+=sin β的值.。
三角函数总复习教学资料一、考纲要求:1.理解任意角的概念、弧度的意义,能正确进行弧度和角度的互换。
2.掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义,了解余切、正割、余割的定义,掌握同角三角函数的基本关系式,掌握正弦、余弦的诱导公式,理解周期函数与最小正周期的意义。
3.掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式,掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式。
4.能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简,求值和恒等式的证明。
5.了解正弦函数、余弦函数,正切函数的图像和性质,会用“五点法”画正弦函数,余弦函数和函数y=Asin(wx+φ)的简图,理解A 、、φ的物理意义。
6.会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsinx 、arccosx 、arctgx 表示。
7.掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形,能利用计算器解决三角形的计算问题。
8.理解反三角函数的概念,能由反三角函数的图像得出反三角函数的性质,能运用反三角函数的定义、性质解决一些简单问题。
9.能够熟练地写出最简单的三角方程的解集。
二、知识结构1.角的概念的推广:(1)定义:一条射线OA 由原来的位置OA ,绕着它的端点O 按一定方向旋转到另一位置OB ,就形成了角α。
其中射线OA 叫角α的始边,射线OB 叫角α的终边,O 叫角α的顶点。
(2)正角、零角、负角:由始边的旋转方向而定。
(3)象限角:由角的终边所在位置确定。
第一象限角:2k π<α<2k π+,k ∈Z 第二象限角:2k π+<α<2k π+π,k ∈Zωω2π2π第三象限角:2k π+π<α<2k π+,k ∈Z第四象限角:2k π+<α<2k π+2π,k ∈Z(4)终边相同的角:一般地,所有与α角终边相同的角,连同α角在内(而且只有这样的角),可以表示为k ·360°+α,k ∈Z 。
(5)特殊角的集合:终边在坐标轴上的角的集合{α|α=,k ∈Z }终边在一、三象限角平分线上角的集合{α|α=k π+,k ∈Z } 终边在二、四象限角平分线上角的集合{α|α=k π-,k ∈Z }终边在四个象限角平分线上角的集合{α|α=k π,k ∈Z }2.弧度制:(1)定义:用“弧度”做单位来度量角的制度,叫做弧度制。
1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式 C (α-β):cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β. C (α+β):cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β. S (α+β):sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β. S (α-β):sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β. T (α+β):tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β⎝⎛⎭⎪⎫α,β,α+β≠π2+k π,k ∈Z .T (α-β):tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β⎝⎛⎭⎪⎫α,β,α-β≠π2+k π,k ∈Z .2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 S 2α:sin 2α=2sin αcos α.C 2α:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α. T 2α:tan 2α=2tan α1-tan 2α⎝⎛⎭⎪⎫α≠π4+k π2,且α≠k π+π2,k ∈Z . 常用结论记准4个必备结论(1)降幂公式:cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2. (2)升幂公式:1+cos 2α=2cos 2α,1-cos 2α=2sin 2α. (3)公式变形:tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β). (4)辅助角公式:a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ) ⎝⎛⎭⎪⎫其中sin φ=b a 2+b 2,cos φ=aa 2+b 2.一、思考辨析判断正误(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)对任意角α都有1+sin α=⎝ ⎛⎭⎪⎫sin α2+cos α22.( )(3)y =3sin x +4cos x 的最大值是7.( ) (4)公式tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为tan α+tan β=tan(α+β)(1-tanαtan β),且对任意角α,β都成立. ( )答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× 二、易错纠偏常见误区| (1)不会逆用公式,找不到思路; (2)不会合理配角出错.1.tan 20°+tan 40°+3tan 20°·tan 40°=________. 解析:因为tan 60°=tan(20°+40°)=tan 20°+tan 40°1-tan 20°tan 40°,所以tan 20°+tan 40°=tan 60°(1-tan 20°tan 40°) =3-3tan 20°tan 40°,所以原式=3-3tan 20°tan 40°+3tan 20°tan 40°= 3. 答案: 32.sin 15°+sin 75°的值是________.解析:sin 15°+sin 75°=sin 15°+cos 15°=2sin(15°+45°)=2sin 60°=62. 答案:62第1课时 两角和与差的正弦、余弦和正切公式三角函数公式的直接应用(师生共研)(1)(2020·高考全国卷Ⅲ)已知sin θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3=1,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6=( )A .12 B .33 C .23D .22(2)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6-sin α=435,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+11π6=________.【解析】 (1)因为sin θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3=32sin θ+32cos θ=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6=1, 所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π6=33,故选B .(2)由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6-sin α=32cos α-12sin α-sin α=32cos α-32sin α=3⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos α-32sin α=3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=435,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=45.sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+11π6=-sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π-⎝ ⎛⎭⎪⎫α+11π6=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-45. 【答案】 (1)B (2)-45利用三角函数公式时应注意的问题(1)首先要注意公式的结构特点和符号变化规律.例如两角差的余弦公式可简记为:“同名相乘,符号相反”.(2)应注意与同角三角函数基本关系、诱导公式的综合应用. (3)应注意配方法、因式分解和整体代换思想的应用.1.(2021·湖北八校第一次联考)若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=35,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+2θ=( ) A .-2425 B .2425 C .-725D .725解析:选D .方法一:因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=35,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+2θ=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ =cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫352=725,故选D .方法二:因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝⎛⎭⎪⎫π6-θ =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+θ=35,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+2θ=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫352-1=-725.因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+π6+2θ=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+2θ,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+2θ=725,故选D . 2.(2021·六校联盟第二次联考)若tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=-2,则tan 2α=________.解析:由tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=-2可得tan π4-tan α1+tan π4tan α=-2,即1-tan α1+tan α=-2,化简得tan α=-3,所以tan 2α= 2 tan α1-tan 2 α=2×(-3)1-(-3)2=34. 答案:34三角函数公式的逆用与变形应用(师生共研)(1)在△ABC 中,若tan A tan B =tan A +tan B +1,则cos C 的值为( ) A .-22 B .22 C .12D .-12(2)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)=________. 【解析】 (1)由tan A tan B =tan A +tan B +1,可得tan A +tan B1-tan A tan B =-1,即tan(A +B )=-1,又(A +B )∈(0,π),所以A+B=3π4,所以C=π4,cos C=2 2.(2)因为sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,所以sin2α+cos2β+2sin αcos β=1①,cos2α+sin2β+2cos αsin β=0②,①②两式相加可得sin2α+cos2α+sin2β+cos2β+2(sin α·cos β+cos αsin β)=1,所以sin(α+β)=-12.【答案】(1)B(2)-1 2(1)三角函数公式活用技巧①逆用公式应准确找出所给式子与公式的异同,创造条件逆用公式;②tan αtan β,tan α+tan β(或tan α-tan β),tan(α+β)(或tan(α-β))三者中可以知二求一,注意公式的正用、逆用和变形使用.(2)三角函数公式逆用和变形使用应注意的问题①公式逆用时一定要注意公式成立的条件和角之间的关系;②注意特殊角的应用,当式子中出现12,1,32,3等这些数值时,一定要考虑引入特殊角,把“值变角”以便构造适合公式的形式.1.(1-tan215°)cos215°=()A.1-32B.1C.32D.12解析:选C.(1-tan215°)cos215°=cos215°-sin215°=cos 30°=3 2.2.已知sin 2α=13,则cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=( )A .-13 B .13 C .-23D .23解析:选D .cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=1+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π22=12+12sin 2α=12+12×13=23. 3.cos 15°+sin 15°cos 15°-sin 15°=( ) A .33 B . 3 C .-33D .- 3解析:选B .原式=1+tan 15°1-tan 15°=tan 45°+tan 15°1-tan 45°tan 15°=tan(45°+15°)= 3.两角和、差及倍角公式的灵活应用(多维探究) 角度一 三角函数公式中变“角”已知α,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,π,sin(α+β)=-35,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=2425,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=________.,【解析】 由题意知,α+β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,2π,sin(α+β)=-35<0,所以cos(α+β)=45,因为β-π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π4,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=-725,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤(α+β)-⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=cos(α+β)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4+sin(α+β)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=-45.【答案】 -45角度二 三角函数公式中变“名”求值:1+cos 20°2sin 20°-sin 10°⎝ ⎛⎭⎪⎫1tan 5°-tan 5°. 【解】 原式=2cos 210°2×2sin 10°cos 10°-sin 10°⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 5°sin 5°-sin 5°cos 5° =cos 10°2sin 10°-sin 10°·cos 25°-sin 25°sin 5°cos 5° =cos 10°2sin 10°-sin 10°·cos 10°12sin 10°=cos 10°2sin 10°-2cos 10°=cos 10°-2sin 20°2sin 10°=cos 10°-2sin (30°-10°)2sin 10°=cos 10°-2⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 10°-32sin 10°2sin 10°=3sin 10°2sin 10°=32.三角函数公式应用的解题思路(1)角的转换:明确各个角之间的关系(包括非特殊角与特殊角、已知角与未知角),熟悉角的变换技巧,及半角与倍角的相互转化,如:2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β=(α-β)+β,40°=60°-20°,⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α+⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=π2,α2=2×α4等.(2)名的变换:明确各个三角函数名称之间的联系,常常用到同角关系、诱导公式,把正弦、余弦化为正切,或者把正切化为正弦、余弦.[提醒] 转化思想是实施三角恒等变换的主导思想,恒等变换前需清楚已知式中角的差异、函数名称的差异、运算结构的差异,寻求联系,实现转化.1.若tan(α+2β)=2,tan β=-3,则tan(α+β)=________,tan α=________. 解析:因为tan(α+2β)=2,tan β=-3,所以tan(α+β)=tan(α+2β-β)=tan(α+2β)-tan β1+tan(α+2β)tan β=2-(-3)1+2×(-3)=-1.tan α=tan(α+β-β)=-1-(-3)1+(-1)×(-3)=1 2.答案:-11 22.4sin 20°+tan 20°=________.解:原式=4sin 20°+sin 20°cos 20°=2sin 40°+sin 20°cos 20°=2sin (60°-20°)+sin 20°cos 20°=3cos 20°-sin 20°+sin 20°cos 20°= 3.答案: 3[A级基础练]1.计算-sin 133°cos 197°-cos 47°cos 73°的结果为()A.12B.33C.22D.32解析:选A.-sin 133°cos 197°-cos 47°cos 73°=-sin 47°(-cos 17°)-cos 47°sin 17°=sin(47°-17°)=sin 30°=12.2.(2021·开封市模拟考试)在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sin α=13,则cos(α-β)=()A.-1 B.-7 9C .429D .79解析:选B .因为角α与角β均以Ox 为始边,且它们的终边关于y 轴对称,所以β=π-α+2k π,k ∈Z ,则cos(α-β)=cos(α-π+α-2k π)=cos(2α-π)=cos (π-2α)=-cos 2α,又sin α=13,所以cos 2α=1-2sin 2α=79,所以cos(α-β)=-79,故选B .3.(2020·福州市质量检测)若2cos 2x =1+sin 2x ,则tan x =( ) A .-1 B .13C .-1或13D .-1或13或3解析:选C .方法一:由题设得,2(cos 2x -sin 2x )=1+2sin x cos x ,所以2(cos x +sin x )(cos x -sin x )=(sin x +cos x )2,所以sin x +cos x =0或sin x +cos x =2cos x -2sin x ,所以tan x =-1或tan x =13.方法二:由2cos 2x =1+sin 2x ,得2(cos 2x -sin 2x )=sin 2x +cos 2x +2sin x cos x ,化简得cos 2 x -2sin x cos x -3sin 2x =0,所以(cos x -3sin x )(cos x +sin x )=0,所以cos x =3 sin x 或cos x =-sin x ,所以tan x =13或tan x =-1.方法三:由⎩⎪⎨⎪⎧2cos 2x =1+sin 2x sin 22x +cos 22x =1,得5sin 22x +2sin 2x -3=0,所以sin 2x =35,或sin 2x =-1.当sin 2x =35时, sin 2x =2sin x cos x sin 2x +cos 2x =2tan x tan 2x +1=35,所以3tan 2x-10tan x +3=0,解得tan x =13或tan x =3,但tan x =3时,cos 2x <0,1+sin 2x >0,不合题意舍去,经检验,tan x =13符合题意;当sin 2x =-1时,tan x =-1,经检验,tan x =-1符合题意.综上,tan x =13或tan x =-1.4.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=14,则cos x +cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3=( )A .34 B .-34 C .14D .±34解析:选A .因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=14,所以cos x +cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3=cos x +12cos x +32sin x=3⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos x +12sin x =3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=3×14=34.故选A .5.已知sin(α+β)=12,sin(α-β)=13,则log 5⎝ ⎛⎭⎪⎫tan αtan β2=( ) A .2 B .3 C .4D .5解析:选C .因为sin(α+β)=12,sin(α-β)=13,所以sin αcos β+cos αsin β=12,sin αcos β-cos αsin β=13,所以sin αcos β=512,cos αsin β=112,所以tan αtan β=5,所以log 5⎝ ⎛⎭⎪⎫tan αtan β2=log552=4.故选C .6.(2020·高考浙江卷)已知tan θ=2,则cos 2θ=________,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=________.解析:方法一:因为tan θ=2,所以sin θ=2cos θ,由sin 2θ+cos 2θ=1可知,sin 2θ=45,cos 2θ=15,所以cos 2θ=cos 2θ-sin 2θ=15-45=-35,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=tan θ-11+tan θ=2-11+2=13. 方法二:因为tan θ=2,所以cos 2θ=cos 2θ-sin 2θ=cos 2θ-sin 2θcos 2θ+sin 2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=1-41+4=-35,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=tan θ-11+tan θ=2-11+2=13.答案:-35 137.sin 10°sin 50°sin 70°=________.解析:sin 10°sin 50°sin 70°=sin 10°cos 40°cos 20° =sin 10°cos 10°cos 20°cos 40°cos 10°=18sin 80°cos 10°=18. 答案:188.已知sin(α-β)cos α-cos(β-α)sin α=35,β是第三象限角,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+5π4=________.解析:依题意可将已知条件变形为sin[(α-β)-α]=-sin β=35,所以sin β=-35. 又β是第三象限角,因此有cos β=-45,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+5π4=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π4=-sin βcos π4-cos βsin π4=7210.答案:72109.已知角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45.(1)求sin ()α+π的值;(2)若角β满足sin(α+β)=513,求cos β的值.解:(1)由角α的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45,得sin α=-45,所以sin(α+π)=-sin α=45.(2)由角α的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45,得cos α=-35,由sin(α+β)=513,得cos(α+β)=±1213. 由β=(α+β)-α得cos β=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α, 所以cos β=-5665或cos β=1665.10.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:(1)因为tan α=43,tan α=sin αcos α, 所以sin α=43cos α.因为sin 2 α+cos 2 α=1,所以cos 2 α=925, 所以cos 2α=2cos 2α-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 2(α+β)=255,所以tan(α+β)=-2.因为tan α=43,所以tan 2α=2tan α1-tan 2 α=-247, 所以tan(α-β)=tan[2α-(α+β)]=tan 2α-tan (α+β)1+tan 2αtan (α+β)=-211.[B 级 综合练]11.若α,β都是锐角,且cos α=55,sin(α-β)=1010, 则cos β=( ) A .22 B .210 C .22或-210D .22或210解析:选A .因为α,β都是锐角,且cos α=55,sin(α-β)=1010,所以sin α=255,cos(α-β)=31010,从而cos β=cos[α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)=22,故选A .12.已知α为第二象限角,且tan α+tan π12=2tan αtan π12-2,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+5π6=( )A .-1010 B .1010 C .-31010D .31010解析:选C .tan α+tan π12=2tan αtan π12-2⇒tan α+tan π121-tan αtan π12=-2⇒tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=-2,因为α为第二象限角,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=255,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=-55,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+5π6=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=-sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12-π4=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12sin π4-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12cos π4=-31010.13.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+sin α=435,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π6=________.解析:由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+sin α=435,可得32cos α+12sin α+sin α=435, 即32sin α+32cos α=435, 所以3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=435,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π6=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=-45.答案:-4514.已知sin α+cos α=355,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=35,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2.(1)求sin 2α和tan 2α的值; (2)求cos(α+2β)的值.解:(1)由题意得(sin α+cos α)2=95, 即1+sin 2α=95,所以sin 2α=45. 又2α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以cos 2α=1-sin 22α=35,所以tan 2α=sin 2αcos 2α=43.(2)因为β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,所以β-π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,又sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=35, 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=45,于是sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=2425.又sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=-cos 2β,所以cos 2β=-2425,又2β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,所以sin 2β=725,又cos 2α=1+cos 2α2=45,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4, 所以cos α=255,sin α=55.所以cos(α+2β)=cos αcos 2β-sin αsin 2β =255×⎝ ⎛⎭⎪⎫-2425-55×725=-11525.[C 级 提升练]15.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,发现了黄金分割约为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 .8B .4C .2D .1解析:选C .因为m =2sin 18°,m 2+n =4,所以n =4-m 2=4-4sin 218°=4cos 218°.所以m n 2cos 227°-1=2sin 18°4cos 218°2cos 227°-1=4sin 18°cos 18°2cos 227°-1=2sin 36°cos 54°=2sin 36°sin 36°=2.故选C .16.设α,β∈[0,π],且满足sin αcos β-cos αsin β=1,则sin(2α-β)+sin(α-2β)的取值范围为________.解析:由sin αcos β-cos αsin β=1,得sin(α-β)=1, 又α,β∈[0,π],所以α-β=π2,所以⎩⎪⎨⎪⎧0≤α≤π,0≤β=α-π2≤π,即π2≤α≤π, 所以sin(2α-β)+sin(α-2β)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-α+π2+sin(α-2α+π)=cos α+sin α=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4.因为π2≤α≤π, 所以3π4≤α+π4≤5π4, 所以-1≤2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4≤1,即取值范围为[-1,1]. 答案:[-1,1]。
两角和与差的正弦、余弦和正切专题一、选择题1. 已知锐角α满足cos 2α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α,则sin 2α等于( ) A.12 B .-12 C.22 D .-22 2.若1+cos 2αsin 2α=12,则tan 2α等于 ( ).A.54 B .-54 C.43 D .-43 3.已知α,β都是锐角,若sin α=55,sin β=1010,则α+β= ( ).A.π4B.3π4C.π4和3π4 D .-π4和-3π4 4.已知sin θ+cos θ=43⎝ ⎛⎭⎪⎫0<θ<π4,则sin θ-cos θ的值为( ).A.23 B .-23 C.13 D .-135.若tan α=lg(10a ),tan β=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,且α+β=π4,则实数a 的值为 ( ). A .1 B.110 C .1或110D .1或10 6.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+sin α=435,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π6的值是( ). A .-235 B.236 C .-45 D.45二、填空题7.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=13,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则cos α=________.8.设α为锐角,若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45,则 sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π12的值为________.9.函数f (x )=2cos 2x +sin 2x 的最小值是________.10.方程x 2+3ax +3a +1=0(a >2)的两根为tan A ,tan B ,且A ,B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,则A +B =________.三、解答题11.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+2cos 2x -1,x ∈R. (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)求函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上的最大值和最小值.12.已知sin α+cos α=355,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=35,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2. (1)求sin 2α和tan 2α的值; (2)求cos(α+2β)的值.13.函数f (x )=6cos 2ωx2+3sin ωx -3(ω>0)在一个周期内的图象如图所示,A 为图象的最高点,B 、C 为图象与x 轴的交点,且△ABC 为正三角形. (1)求ω的值及函数f (x )的值域;(2)若f (x 0)=8 35,且x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-103,23,求f (x 0+1)的值.14.(1)①证明两角和的余弦公式C(α+β):cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β;②由C(α+β)推导两角和的正弦公式S(α+β):sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β.(2)已知cos α=-45,α∈⎝⎛⎭⎪⎫π,32π,tan β=-13,β∈⎝⎛⎭⎪⎫π2,π,求cos(α+β).两角和与差的正弦、余弦和正切专题及答案一、选择题1. 已知锐角α满足cos 2α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α,则sin 2α等于( )A.12 B .-12 C.22 D .-22 解析由cos 2α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α得(cos α-sin α)(cos α+sin α)=22(cos α+sin α) 由α为锐角知cos α+sin α≠0.∴cos α-sin α=22,平方得1-sin 2α=12.∴sin 2α=12.答案A 2.若1+cos 2αsin 2α=12,则tan 2α等于 ( ).A.54 B .-54 C.43 D .-43 解析 1+cos 2αsin 2α=2cos 2α2sin αcos α=cos αsin α=12,∴tan α=2,∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=41-4=-43,故选D. 答案 D3.已知α,β都是锐角,若sin α=55,sin β=1010,则α+β= ( ). A.π4 B.3π4 C.π4和3π4 D .-π4和-3π4 解析 由α,β都为锐角,所以cos α=1-sin 2α=255,cos β=1-sin 2β=31010.所以cos(α+β)=cos α·cos β-sin α·sin β=22,所以α+β=π4.答案 A4.已知sin θ+cos θ=43⎝ ⎛⎭⎪⎫0<θ<π4,则sin θ-cos θ的值为( ). A.23 B .-23 C.13 D .-13解析 ∵sin θ+cos θ=43,∴(sin θ+cos θ)2=1+sin 2θ=169,∴sin 2θ=79,又0<θ<π4,∴sin θ<cos θ.∴sin θ-cos θ=-(sin θ-cos θ)2=-1-sin 2θ=-23. 答案 B5.若tan α=lg(10a ),tan β=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,且α+β=π4,则实数a 的值为 ( ).A .1 B.110 C .1或110D .1或10 解析 tan(α+β)=1⇒tan α+tan β1-tan αtan β=lg (10a )+lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1-lg (10a )·lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =1⇒lg 2a +lg a =0,所以lg a =0或lg a =-1,即a =1或110. 答案 C6.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+sin α=435,则sin⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π6的值是( ). A .-235 B.236 C .-45 D.45解析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+sin α=435⇒32sin α+32cos α=435⇒sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π6=45, 所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π6=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=-45. 答案 C 二、填空题7.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=13,α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,则cos α=________.解析∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∴α+π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4, ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=223.故cos α=cos [⎝⎛⎭⎪⎫α+π4-π4]=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4cos π4+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4sin π4=13×22+223×22=4+26. 答案4+268.设α为锐角,若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45,则 sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π12的值为________.解析 ∵α为锐角且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45,∴α+π6∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,2π3,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=35.∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π12=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6-π4 =sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6cos π4-cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6sin π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6-22⎣⎢⎡⎦⎥⎤2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6-1=2×35×45-22⎣⎢⎡⎦⎥⎤2×⎝ ⎛⎭⎪⎫452-1=12225-7250=17250.答案172509.函数f (x )=2cos 2x +sin 2x 的最小值是________.解析 ∵f (x )=2cos 2x +sin 2x =1+cos 2x +sin 2x =1+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,∴f (x )min =1-2. 答案 1- 210.方程x 2+3ax +3a +1=0(a >2)的两根为tan A ,tan B ,且A ,B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,则A +B =________.解析 由题意知tan A +tan B =-3a <-6,tan A ·tan B =3a +1>7,∴tan A <0,tan B <0, tan(A +B )=tan A +tan B 1-tan A tan B =-3a1-(3a +1)=1.∵A ,B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,∴A ,B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,∴A +B ∈(-π,0),∴A +B =-3π4. 答案 -3π4三、解答题11.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+2cos 2x -1,x ∈R.(1)求函数f (x )的最小正周期;(2)求函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上的最大值和最小值.解 (1)f (x )=sin 2x ·cos π3+cos 2x ·sin π3+sin 2x ·cos π3-cos 2x ·sin π3+cos 2x =sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4. 所以,f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)因为f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π8上是增函数,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π8,π4上是减函数.又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=-1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8=2,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=1,故函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上的最大值为2,最小值为-1. 12.已知sin α+cos α=355,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=35,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2. (1)求sin 2α和tan 2α的值; (2)求cos(α+2β)的值.解 (1)由题意得(sin α+cos α)2=95,即1+sin 2α=95,∴sin 2α=45.又2α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∴cos 2α=1-sin 22α=35,∴tan 2α=sin 2αcos 2α=43. (2)∵β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,β-π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=35,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=45,于是sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=2425.又sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=-cos 2β,∴cos 2β=-2425,又2β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,∴sin 2β=725,又cos 2α=1+cos 2α2=45,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4, ∴cos α=255,sin α=55.∴cos(α+2β)=cos αcos 2β-sin αsin 2β =255×⎝ ⎛⎭⎪⎫-2425-55×725=-11525. 13.函数f (x )=6cos 2ωx2+3sin ωx -3(ω>0)在一个周期内的图象如图所示,A 为图象的最高点,B 、C 为图象与x 轴的交点,且△ABC 为正三角形. (1)求ω的值及函数f (x )的值域; (2)若f (x 0)=8 35,且x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-103,23,求f (x 0+1)的值. 解 (1)由已知可得,f (x )=3cos ωx +3sin ωx =23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3,又正三角形ABC 的高为23,从而BC =4, 所以函数f (x )的周期T =4×2=8,即2πω=8,ω=π4.函数f (x )的值域为[-23,23]. (2)因为f (x 0)=835, 由(1)有f (x 0)=23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx 04+π3=835,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx 04+π3=45.由x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-103,23,知πx 04+π3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2, 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx 04+π3=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫452=35.故f (x 0+1)=23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx 04+π4+π3=23sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫πx 04+π3+π4 =23⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx 04+π3cos π4+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx 04+π3sin π4 =23×⎝ ⎛⎭⎪⎫45×22+35×22=765.14.(1)①证明两角和的余弦公式C (α+β):cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β; ②由C (α+β)推导两角和的正弦公式S (α+β):sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β.(2)已知cos α=-45,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,32π,tan β=-13,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,求cos(α+β).解(1)证明 ①如图,在直角坐标系xOy 内作单位圆O ,并作出角α,β与-β,使角α的始边为Ox 轴非负半轴,交⊙O 于点P 1,终边交⊙O 于点P 2;角β的始边为OP 2,终边交⊙O 于点P 3,角-β的始边为OP 1,终边交⊙O 于点P 4.则P 1(1,0),P 2(cos α,sin α),P 3(cos(α+β),sin(α+β)),P 4(cos(-β),sin(-β)).由P 1P 3=P 2P 4及两点间的距离公式,得[cos(α+β)-1]2+sin 2(α+β)=[cos(-β)-cos α]2+[sin(-β)-sin α]2,展开并整理,得2-2cos(α+β)=2-2(cos αcos β-sin αsin β). ∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β.②由①易得,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α=sin α,11sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α=cos α. sin(α+β)=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2- α+β =cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α+ -β =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-αcos(-β)-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-αsin(-β) =sin αcos β+cos αsin β.∴sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β.(2)∵α∈⎝⎛⎭⎪⎫π,32π,cos α=-45,∴sin α=-35. ∵β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,tan β=-13, ∴cos β=-31010,sin β=1010. cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=⎝ ⎛⎭⎪⎫-45×⎝⎛⎭⎪⎫-31010-⎝ ⎛⎭⎪⎫-35×1010=31010.。
第3讲 两角和与差的正弦、余弦和正切公式1.已知sin(π2+α)=12,-π2<α<0,则cos(α-π3)的值是________.[解析] 由已知得cos α=12,sin α=-32,所以cos(α-π3)=12cos α+32sin α=-12.[答案] -122.若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=35,则cos 2θ=________.[解析] 因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=cos θ=35,所以cos 2θ=2cos 2θ-1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫352-1=-725.[答案] -7253.在△ABC 中,tan B =-2,tan C =13,则A =________.[解析] tan A =tan [π-(B +C )]=-tan(B +C )=-tan B +tan C1-tan B tan C =--2+131-(-2)×13=1.故A =π4.[答案] π44.设tan(α+β)=25,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=14,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=________. [解析] tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤(α+β)-⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=tan (α+β)-tan ⎝⎛⎭⎪⎫β-π41+tan (α+β)·tan ⎝⎛⎭⎪⎫β-π4=25-141+25×14=322.[答案] 3225.(2018·重庆巴蜀中学期中改编)在△ABC 中,若3(tan B +tan C )=tan B tan C -1,则sin 2A =________.[解析] 由3(tan B +tan C )=tan B tan C -1得tan(B +C )=tan B +tan C 1-tan B tan C =-33,又因为B ,C 为三角形内角,所以B +C =150°,A =30°,2A =60°,所以sin 2A =32. [答案]326.(2018·江苏省重点中学领航高考冲刺卷(一))若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=-14,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2,则sin 2α=________. [解析] cos ⎝⎛⎭⎪⎫π6+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos α-12sin α·⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos α+32sin α=-14,则34cos 2α+14sin 2α=-14, 可得⎩⎨⎧3cos 2α+sin 2α=-1,cos 22α+sin 22α=1,又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2, 解得cos 2α=-32,sin 2α=12. [答案] 127.3tan 12°-3(4cos 212°-2)sin 12°=________.[解析] 原式=3sin 12°cos 12°-32(2cos 212°-1)sin 12° =23⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin 12°-32cos 12°cos 12°2cos 24°sin 12°=23sin (-48°)2cos 24°sin 12°cos 12°=-23sin 48°sin 24°cos 24°=-23sin 48°12sin 48°=-4 3.[答案] -4 38.设θ为第二象限角,若tan (θ+π4)=12,则sin θ+cos θ=________.[解析] 法一:由θ在第二象限,且tan(θ+π4)=12,因而sin(θ+π4)=-55,因而sin θ+cos θ=2sin(θ+π4)=-105.法二:如果将tan(θ+π4)=12利用两角和的正切公式展开,则tan θ+11-tan θ=12,求得tanθ=-13.又因为θ在第二象限,则sin θ=110,cos θ=-310,从而sin θ+cos θ=-210=-105. [答案] -1059.(2018·苏锡常镇四市高三调研)已知sin α=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=________.解析:由sin α=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6得2sin α=33sin α+3cos α,则(2-33)sin α=3cos α,tan α=sin αcos α=32-33=-3(2+33)23,又tan π12=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-π4=tan π3-tanπ41+tan π3·tanπ4=3-11+3=2-3,所以tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π12=tan α+tanπ121-tan αtanπ12=-3(2+33)23+2-31+3(2+33)(2-3)23=23-4.答案:23-410.若0<α<π2,-π2<β<0,cos(π4+α)=13,cos(π4-β2)=33,则cos(α+β2)=________.[解析] 因为0<α<π2,-π2<β<0,所以π4<π4+α<3π4,π4<π4-β2<π2,所以sin(π4+α)=1-19=223,sin(π4-β2)= 1-13=63,所以cos(α+β2)=cos[(π4+α)-(π4-β2)]=cos(π4+α)cos(π4-β2)+sin(π4+α)sin(π4-β2)=539. [答案] 53911.已知tan α=-13,cos β=55,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,求tan(α+β)的值,并求出α+β的值.[解] 由cos β=55,β∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,得sin β=255,tan β=2.所以tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-13+21+23=1.因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以π2<α+β<3π2,所以α+β=5π4.12.已知函数f (x )=cos 2x +sin x cos x ,x ∈R . (1)求f (π6)的值;(2)若sin α=35,且α∈(π2,π),求f (α2+π24).[解] (1)f (π6)=cos 2π6+sin π6cos π6=(32)2+12×32=3+34.(2)因为f (x )=cos 2x +sin x cos x =1+cos 2x 2+12sin 2x=12+12(sin 2x +cos 2x )=12+22sin(2x +π4), 所以f (α2+π24)=12+22sin(α+π12+π4)=12+22sin(α+π3)=12+22(12sin α+32cos α). 因为sin α=35,且α∈(π2,π),所以cos α=-45,所以f (α2+π24)=12+22(12×35-32×45)=10+32-4620.1.(2018·江苏省四校联考)已知sin 2α=13,则1tan α-1tan 2α的值为________.[解析] 因为1tan α-1tan 2α=cos αsin α-cos 2αsin 2α=sin 2αcos α-cos 2αsin αsin α·sin 2α=1sin 2α=3.[答案] 32.化简2cos 4x -2cos 2x +122tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =________.[解析] 原式=-2sin 2x cos 2x +122sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x=12(1-sin 22x )2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =12cos 22x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2x =12cos 2x .[答案] 12cos 2x3.(2018·江苏省模拟考试)已知α,β均为锐角,且cos(α+β)=sin αsin β,则tan α的最大值是________.[解析] 由cos(α+β)=sin αsin β得sin α=sin βcos(α+β),即sin α=sin βcosαcos β-sin 2βsin α,所以sin α(1+sin 2β)=sin βcos αcos β,可以化为sin αcos α=sin βcos β1+sin 2β,即tan α=sin βcos β1+sin 2β, 也可以化为tan α=sin βcos β2sin 2β+cos 2β=12tan β+1tan β, 因为β为锐角,所以tan β>0,所以tan α=12tan β+1tan β≤122tan β·1tan β=24(当且仅当2tan β=1tan β,即tan β=22时取等号),即tan α的最大值为24. [答案]244.如图所示,点B 在以PA 为直径的圆周上,点C 在线段AB 上,已知PA =5,PB =3,PC =1527,设∠APB =α,∠APC =β,α,β均为锐角,则角β的值为________.[解析] 因为点B 在以PA 为直径的圆周上,所以∠ABP =90°,所以cos α=PB PA =35,sin α=45,tan α=43.因为cos ∠CPB =cos(α-β)=PB PC =31527=7210,所以sin(α-β)=210,所以tan(α-β)=17,tan β=tan[α-(α-β)]=tan α-tan (α-β)1+tan αtan (α-β)=1.又β∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,所以β=π4.[答案] π45.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,且sin α2+cos α2=62. (1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,求cos β的值.解:(1)因为sin α2+cos α2=62,两边同时平方,得sin α=12.又π2<α<π, 所以cos α=-1-sin 2α=-32. (2)因为π2<α<π,π2<β<π,所以-π2<α-β<π2.又由sin(α-β)=-35,得cos(α-β)=45.所以cos β=cos[α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =-32×45+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35 =-43+310.6.已知函数f (x )=2cos 2x2-3sin x .(1)求函数f (x )的最小正周期和值域;(2)若α为第二象限角,且f ⎝⎛⎭⎪⎫α-π3=13,求cos 2α1+cos 2α-sin 2α的值. [解] (1)因为f (x )=1+cos x -3sin x =1+2cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3,所以函数f (x )的最小正周期为2π,值域为[-1,3]. (2)因为f ⎝⎛⎭⎪⎫α-π3=13,所以1+2cos α=13,即cos α=-13.又因为α为第二象限角,所以sin α=223.因为cos 2α1+cos 2α-sin 2α=cos 2α-sin 2α2cos 2α-2sin αcos α =(cos α+sin α)(cos α-sin α)2cos α(cos α-sin α)=cos α+sin α2cos α,所以原式=cos α+sin α2cos α=-13+223-23=1-222.。
考点9 角的三角函数及两角和与差的正弦、余弦、正切1.(2010·全国卷Ⅰ文科·T1)cos300︒=( )(A)32-(B)-12 (C)12 (D) 32【命题立意】本小题主要考查诱导公式、特殊三角函数值等三角函数知识 【思路点拨】利用角的推广公式将然后根据诱导公式求解.【规范解答】选C.()1cos300cos 36060cos602︒=︒-︒=︒=.2.(2010·全国卷Ⅰ理科·T2)记cos(80)k -︒=,那么tan100︒=( )(A)21k k - (B)-21k k - (C)21k k - (D) -21k k -【命题立意】本小题主要考查诱导公式、同角三角函数关系式等三角函数知识,着重考查了三角变换中的弦切互化.【思路点拨】由1cos sin 22=+αα及cos(80)k -︒=求出sin80°,再利用公式αααcos sin tan =求出tan100°的值.【规范解答】选B.方法一:222sin801cos 801cos (80)1k =-=--=-o o o ,所以tan100tan80︒=-o 2sin 801.cos80k k -=-=-o o方法二:cos(80)k -︒=co k ⇒︒=cos80º=k ,3.(2010·江西高考理科·T7)E ,F 是等腰直角ABC ∆斜边AB 上的三等分点,则tan ECF ∠=( )(A)1627 (B)23 (C)33 (D)34【命题立意】本题主要考查两角和与差的三角函数公式及三角函数诱导公式. 【思路点拨】先求ACE ∠、BCF ∠的三角函数值,再求ECF ∠的正切.【规范解答】选D.设α=ACE ∠,β=BCF ∠,则tan α=tan β=21,所以tan ECF ∠=)2tan(βαπ--=43212121211tan tan tan 1)tan(1=+⨯-=+-=+βαβαβα.【方法技巧】本题也可建立直角坐标系,利用向量坐标来解决,以点C 为坐标原点,CA ,CB 分别为x 轴和y 轴建立直角坐标系,且设直角边长为3,则C (0,0),A (3,0),B (0,3),E (2,1),F (1,2),所以)2,1(),1,2(==CF CE ,54551221cos =⨯⨯+⨯=⋅⋅=∠CFCE CF CE ECF ,故tan ECF ∠=34.在解决平面几何有关问题时,利用坐标向量求角、距离,判断平行、垂直,来得更加快捷,思路也畅顺.4.(2010·全国高考卷Ⅱ文科·T13)已知α是第二象限的角,21tan =α,则cos α=__________【命题立意】本题考查了同角的三角函数关系公式.【思路点拨】利用同角的平方关系和商数关系列出方程求解.注意α是第二象限的角,即cos α<0.【规范解答】 21=ααcon 及1sin 22=+ααcon ,α是第二象限的角.所以cos α=-552. 【答案】-5525.(2010·全国Ⅰ文科·T14)已知α为第二象限的角,3sin 5α=,则tan 2α= .【命题立意】本小题主要考查三角函数值符号的判断、同角三角函数关系、和角的正切公式,同时考查了基本运算能力及等价变换的解题技能.【思路点拨】由α为第二象限的角,利用1cos sin 22=+αα,求出αcos ,然后求出αtan .利 用倍角的正切公式代入求解.【规范解答】因为α为第二象限的角,又3sin 5α=, 所以4cos 5α=-,sin 3tan cos 4ααα==-,所以tan 2α=22tan 24tan(2)1tan 7ααα==--. 【答案】247-6.(2010·全国Ⅰ理科·T14)已知α为第三象限的角,3cos 25α=-,则tan(2)4πα+= .【命题立意】本小题主要考查三角函数值符号的判断、同角三角函数关系、和角的正切公式,同时考查了基本运算能力及等价变换的解题技能.【思路点拨】由α为第三象限的角,判断α2 所在的象限,然后利用sin22α+cos22α=1sin 801.cos80k k -=-=-oo sin 801.cos80kk -=-=-o o求出α2sin 的值,由α2cos 和α2sin 求出α2tan 的值,再根据两角和的正切公式化简计算求值. 【规范解答】【方法1】因为α为第三象限的角,所以2(2(21),2(21))()k k k Z απππ∈+++∈,又3cos 25α=-<0, 所以2(2(21),2(21))()2k k k Z παπππ∈++++∈,于是有4sin 25α=, sin 24tan 2cos 23ααα==-,所以tan(2)4πα+=41tantan 2134471tan tan 2143παπα-+==--+.【方法2】α为第三象限的角,3cos 25α=-,3222k k ππαππ+<<+,k ∈Z42243k k ππαππ⇒+<<+⇒,k ∈Z ⇒ 2α在第二象限,4sin 25α=sin(2)sin cos 2cos sin 2cos 2sin 21444tan(2)4cos 2sin 27cos(2)cos cos 2sin sin 2444πππαααπαααπππααααα++++====--+-.【答案】17-7.(2010·上海高考理科·T4)行列式cos sin 36sincos36ππππ的值是 .【命题立意】本题考查行列式的计算及三角公式的应用.【思路点拨】先按行列式的计算公式计算,再用三角公式化简、求值.【规范解答】原式=02cos)63cos(6sin3sin6cos3cos==+=⨯-⨯πππππππ.【答案】08.(2010·上海高考文科·T3)行列式cos sin 66sincos66ππππ的值是 .【命题立意】本题考查行列式的计算及三角公式的应用.【思路点拨】先按行列式的计算公式计算,再用三角公式化简、求值.【规范解答】原式=213cos6sin 6cos 6sin6sin6cos6cos22==-=⨯-⨯πππππππ.【答案】219.(2010·重庆高考文科·T15)如图,图中的实线是由三段圆弧连接而成的一条封闭曲线C ,各段弧所在的圆经过同一点P (点P 不在C 上)且半径相等。
设第i 段弧所对的圆心角为αi (i=1,2,3),则232311coscossinsin3333αααααα++-【命题立意】本小题考查圆的性质等基础知识,考查三角函数的基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合的思想方法,考查化归与转化的思想. 【思路点拨】第i 段弧所对的圆心角转化为与它同圆的劣弧所对的圆心角,再根据三个圆心确定的正三角形求解.【规范解答】作三段圆弧的连心线,连结一段弧的 两个端点,如图所示,△123O O O 是正三角形,点P 是其中心,根据圆的有关性质可知123AO B π∠=, 第i 段弧所对的圆心角为αi 都是43π,所以232311coscossinsin3333αααααα++-23123141cos()coscos 33332ααααααπ+++=+===-【答案】12-【方法技巧】利用圆的对称性等有关性质可以快速解答. 10.(2010·四川高考理科·T19) (Ⅰ)①证明两角和的余弦公式C :cos()cos cos sin sin αβαβαβαβ++=-; ②由C αβ+推导两角和的正弦公式S :sin()sin cos c αβ+-+cos sin αβαβαβαβ++=-.(Ⅱ)已知ABC ∆的面积1,32S AB AC =•=u r u r 1,32S AB AC =•=u u u r u u u r ,且35cos B =,求cos C . 【命题立意】本小题考查两角和的正、余弦公式、诱导公式、三角形面积公式,平面向量的数量积公式、同角三角函数的基本关系等基础知识及运算能力. 本题的(Ⅰ)①②为课本上的内容,体现出试题源于课本的特点.【思路点拨】(I )①在单位圆中,分别作出角α,β,β-,αβ+,利用三角函数定义,分别写出各角的终边,始边与单位圆的交点坐标,由圆的性质,可知1324PP P P =,结合两点间距离公式即可求解. ②中求的是两角和的正弦值,需借助能把余弦变为正弦的诱导公式,故可用sin()()2cos παβαβ⎡⎤+=-+⎢⎥⎣⎦求解.本题第(Ⅱ)问,由三角形的面积公式,向量的数量积公式可求得角A 的正、余弦值,又知B 的余弦值, 故可求cos()A B +的值,由诱导公式[]cos cos ()C A B π=-+cos()A B =-+.【规范解答】(I )①如图,在平面直角坐标系xOy 内作单位圆O , 并作出角α,β与β-,使角α的始边为Ox ,交⊙O 于点1P ,终边交⊙O 于点2P ;角β的始边为2OP ,终边交⊙O 于点3P ,β-的始边位1OP ,终边交⊙O 于点4P ,则1(1,0)P ,2(cos ,sin )P αα, 3(cos(),sin())P αβαβ++,4(cos(),sin())P ββ--,由1324PP P P =及两点间的距离公式得[][][]2222cos()1sin ()cos()cos sin()sin αβαββαβα+-++=--+--展开并整理得,22cos()22(cos cos sin sin )αβαβαβ-+=--,∴cos()cos cos sin sin αβαβαβ+=-.②∵cos()sin 2παα-=,sin()cos 2παα-=,由①易得sin()cos ()cos ()()22ππαβαβαβ⎡⎤⎡⎤+=-+=-+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ cos()cos()sin()sin()22ππαβαβ=-----sin cos cos sin αβαβ=+, ∴sin()sin cos cos sin αβαβαβ+=+.(II )由题意,设ABC ∆的角B ,C 的对边分别为b 、c ,则S 11sin 22s bc A ==,AB AC BC A ⋅==>uu u r u u u r bccos 30AB AC BC A ⋅==>u u r u u r∴(0,)2A π∈,cos 3sin A A =, 又22sin cos 1A A +=,∴10310sin ,cos 1010A A ==.由3cos 5B =得,4sin 5B =.10cos()cos cos sin sin 10A B A B A B +=-=.故[]10cos cos ()cos()C A B A B π=-+=-+=-.【方法技巧】对于本题的第(I )可用向量求解. 解法如下:在平面直角坐标系xOy 内作单位圆O , 以Ox 为始边作角α,β,它们的终边与单位圆O 的交点分别为A ,B则cos ,sin )A αα(,B(cos ,sin )OB ββ=u u u r , (cos ,sin )OA αα=u u u r ,(cos ,sin )OB ββ=u u u r,cos()cos()OA OB OA OB αβαβ⋅=-=-u u u r u u u r u u u r u u u rcos cos sin sin OA OB αβαβ⋅=+u u u r u u u r,∴cos()cos cos sin sin αβαβαβ-=+. 由向量数量积的概念可知,须[]0,αβπ-∈[0,π], 则[),2αβππ-∈时,[)2()0,παβπ--∈(0,π],[]cos 2()cos()OA OB παβαβ⋅=--=-u u u r u u u r,故对任意的α,β,都有cos()cos cos sin sin αβαβαβ-=+成立.[]cos()cos ()cos cos()sin sin()αβαβαβαβ+=--=-+-cos cos sin sin αβαβ=-.11.(2010·四川高考文科·T19)(Ⅰ)○1证明两角和的余弦公式C :cos()cos cos sin sin αβαβαβαβ++=-;○2由C αβ+推导两角和的正弦公式S :sin()sin cos cos sin αβαβαβαβ++=+.(Ⅱ)已知431cos ,(,),tan ,(,),cos()5232πααππββπαβ=-∈=-∈+求cos()αβ+.【命题立意】本小题考查两角和的正、余弦公式、诱导公式、三角形面积公式,平面向量的数量积公式、同角三角函数的基本关系等基础知识及运算能力. 本题的(Ⅰ)①②为课本上的内容,体现出试题源于课本的特点.【思路点拨】(Ⅱ)分别求出sin α,sin β,cos β的值,套用公式求解. 【规范解答】(Ⅰ)同理T19(Ⅱ)∵34(,),cos 25αππα∈=-,∴3sin =5α-.∵1tan ,(,)32πββπ=-∈,∴cos 10β=-,sin 10β=. cos()cos cos sin sin αβαβαβ+=-43()(()51051010=-⨯---⨯=.关闭Word 文档返回原板块。