三角函数辅助角公式化简(1)
- 格式:docx
- 大小:1.01 MB
- 文档页数:23
关于辅助角公式的解说 对于辅助角公式,大家都很熟悉。
公式如下:)sin(cos sin 22ϕααα++=+b a b a 其中:ab =ϕtan 。
但是在实际运用中,最让大家感到头疼的是关于辅助角ϕ的大小确定。
下面就此公式的实际运用作如下解说。
一、辅助角使用的准备(1) 顺序:要使正弦在前,余弦在后;(2) 系数:分析好a 、b ,正弦系数为a 、余弦系数为b 。
二、象限的确定(1) 当a 、b 都是正数时,ϕ在第一象限!(2) 当a 、b 都是负数时,ϕ在第三象限!(3) 当a 是正数,b 是负数时,ϕ在第四象限!(4) 当a 是负数,b 是正数时,ϕ在第二象限!(5) 规律:x y a b ==ϕtan ,利用x 、y 的正负确定象限。
三、b a 22+的确定(系数,相当于辅助直角三角形中的斜边长) (1)b a 22+的大小不管a 、b 符号如何,b a 22+始终是正数。
(2) b a 22+的大小与a 、b 顺序无关。
(3) 1||||==b a 时,222=+b a (4) 2||||==b a 时,2222=+b a (5) 2||1||==b a ,时,522=+b a (6) 23||21||==b a ,时,122=+b a (7) 36||33||==b a ,时,122=+b a(8) 3||1||==b a ,时,222=+b a 三、ϕ角的大小确定(1)1=a b ,4πϕ=或45πϕ=(4ππ+k )(2)1-=a b ,43πϕ=或4πϕ-=(4ππ-k ) (3)33=a b ,6πϕ=或67πϕ=(6ππ+k ) (4)33-=a b ,65πϕ=或6πϕ-=(6ππ-k ) (5)3=a b ,3πϕ=或34πϕ=(3ππ+k ) (6)3-=a b ,32πϕ=或3πϕ-=(3ππ-k ) 四、例说辅助角的运用(一)︒+︒75sin 15sin (2015年四川高考题)来分析:分析:先由诱导公式化为:︒+︒=︒+︒cos15sin1575sin 15sin ,然后直接利用辅助角公式得: 26232sin602)45sin(152cos15sin1575sin 15sin =⋅=︒⋅=︒+︒=︒+︒=︒+︒ (二)公式的灵活运用(1)直接运用辅助角公式 ︒=︒+︒=︒+︒sin502)45sin(52cos5sin5(2)化系数,利用两角和的三角函数变换︒=︒+︒=︒︒+︒︒=︒+︒=︒+︒sin502)45sin(525cos 45sin sin5(cos452)cos522sin522(2cos5sin5)(3)化系数,利用两角和的三角函数变换︒=︒-︒=︒︒+︒︒=︒+︒=︒+︒cos402)5cos(4525sin 45sin cos5(cos452)sin522cos522(2cos5sin5)(三)拓展分析︒-︒5sin cos5的思考:(1)利用辅助角公式︒=︒--=︒-︒-=︒-︒-=︒-︒sin40240sin(2)455sin(2)5cos 5(sin 5sin cos5)(2)利用辅助角公式︒=︒=︒+︒=︒+︒-=︒-︒sin402140sin(2)1355sin(25cos 5sin 5sin cos5)(3)利用两角和计算︒=︒=︒︒-︒︒=︒-︒=︒-︒sin40250cos 2)5sin 45sin 5cos 45(cos 2)5sin 225cos 22(25sin cos5(4)利用两角和计算 ︒=︒︒-︒︒=︒-︒=︒-︒40sin 2)5sin 45cos 5cos sin452)5sin 225cos 22(25sin cos5(。
推导对于f(x)=asinx+bcosx(a>0)型函数,我们可以如此变形,设点(a,b)为某一角φ(-π/2<φ<π/2)终边上的点,则,因此就是所求辅助角公式。
又因为,且-π/2<φ<π/2,所以,于是上述公式还可以写成该公式也可以用余弦来表示(针对b>0的情况),设点(b,a)为某一角θ(-π/2<θ<π/2)终边上的点,则,因此同理,,上式化成若正弦和余弦的系数都是负数,不妨写成f(x)=-asinx-bcosx,则再根据得记忆很多人在利用辅助角公式时,经常忘记反正切到底是b/a还是a/b,导致做题出错。
其实有一个很方便的记忆技巧,就是不管用正弦还是余弦来表示asinx+bcosx,的位置永远是你用来表示函数名称的系数。
例如用正弦来表示asinx+bcosx,则反正切就是b/a(即正弦的系数a在分母)。
如果用余弦来表示,那反正切就要变成a/b(余弦的系数b在分母)。
疑问为什么在推导辅助角公式的时候要令辅助角的取值范围为(-π/2,π/2)?其实是在分类讨论a>0或b>0的时候,已经把辅助角的终边限定在一、四象限内了,此时辅助角的范围是(2kπ-π/2,2kπ+π/2)(k是整数)。
而根据三角函数的周期性可知加上2kπ后函数值不变,况且在(-π/2,π/2)内辅助角可以利用反正切表示,使得公式更加简洁明了。
提出者,原名李心兰,字竟芳,号秋纫,别号壬叔。
出身于读书世家,其先祖可上溯至南宋末年汴梁(今)人李伯翼。
生于1811年 1月22日,逝世于1882年12月9日,人,是中国近代着名的数学家、天文学家、力学家和,创立了二次的幂级数展开式。
[1]?(就是现在的)他研究各种,和对数函数的幂级数展开式,这是李善兰也是19 世纪中国数学界最重大的成就。
[1]?在19世纪把西方近代知识翻译为中文的传播工作中﹐李善兰作出了重大贡献。
他的译书也为中国近代物理学的发展起了启蒙作用。
辅助角公式Revised on November 25, 2020推导对于f(x)=asinx+bcosx(a>0)型函数,我们可以如此变形,设点(a,b)为某一角φ(-π/2<φ<π/2)终边上的点,则,因此就是所求辅助角公式。
又因为,且-π/2<φ<π/2,所以,于是上述公式还可以写成该公式也可以用余弦来表示(针对b>0的情况),设点(b,a)为某一角θ(-π/2<θ<π/2)终边上的点,则,因此同理,,上式化成若正弦和余弦的系数都是负数,不妨写成f(x)=-asinx-bcosx,则再根据得记忆很多人在利用辅助角公式时,经常忘记反正切到底是b/a还是a/b,导致做题出错。
其实有一个很方便的记忆技巧,就是不管用正弦还是余弦来表示asinx+bcosx,的位置永远是你用来表示函数名称的系数。
例如用正弦来表示asinx+bcosx,则反正切就是b/a(即正弦的系数a在分母)。
如果用余弦来表示,那反正切就要变成a/b(余弦的系数b在分母)。
疑问为什么在推导辅助角公式的时候要令辅助角的取值范围为(-π/2,π/2)其实是在分类讨论a>0或b>0的时候,已经把辅助角的终边限定在一、四象限内了,此时辅助角的范围是(2kπ-π/2,2kπ+π/2)(k是整数)。
而根据三角函数的周期性可知加上2kπ后函数值不变,况且在(-π/2,π/2)内辅助角可以利用反正切表示,使得公式更加简洁明了。
提出者,原名李心兰,字竟芳,号秋纫,别号壬叔。
出身于读书世家,其先祖可上溯至南宋末年汴梁(今)人李伯翼。
生于1811年 1月22日,逝世于1882年12月9日,人,是中国近代着名的数学家、天文学家、力学家和,创立了二次的幂级数展开式。
[1](就是现在的)他研究各种,和对数函数的幂级数展开式,这是李善兰也是19 世纪中国数学界最重大的成就。
[1]在19世纪把西方近代知识翻译为中文的传播工作中﹐李善兰作出了重大贡献。
辅助角公式集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)推导对于f(x)=asinx+bcosx(a>0)型函数,我们可以如此变形,设点(a,b)为某一角φ(-π/2<φ<π/2)终边上的点,则,因此就是所求辅助角公式。
又因为,且-π/2<φ<π/2,所以,于是上述公式还可以写成该公式也可以用余弦来表示(针对b>0的情况),设点(b,a)为某一角θ(-π/2<θ<π/2)终边上的点,则,因此同理,,上式化成若正弦和余弦的系数都是负数,不妨写成f(x)=-asinx-bcosx,则再根据得记忆很多人在利用辅助角公式时,经常忘记反正切到底是b/a还是a/b,导致做题出错。
其实有一个很方便的记忆技巧,就是不管用正弦还是余弦来表示asinx+bcosx,的位置永远是你用来表示函数名称的系数。
例如用正弦来表示asinx+bcosx,则反正切就是b/a(即正弦的系数a在分母)。
如果用余弦来表示,那反正切就要变成a/b(余弦的系数b 在分母)。
疑问为什么在推导辅助角公式的时候要令辅助角的取值范围为(-π/2,π/2)?其实是在分类讨论a>0或b>0的时候,已经把辅助角的终边限定在一、四象限内了,此时辅助角的范围是(2kπ-π/2,2kπ+π/2)(k是整数)。
而根据三角函数的周期性可知加上2kπ后函数值不变,况且在(-π/2,π/2)内辅助角可以利用反正切表示,使得公式更加简洁明了。
提出者,原名李心兰,字竟芳,号秋纫,别号壬叔。
出身于读书世家,其先祖可上溯至南宋末年汴梁(今)人李伯翼。
生于1811年 1月22日,逝世于1882年12月9日,人,是中国近代着名的数学家、天文学家、力学家和,创立了二次的幂级数展开式。
[1](就是现在的)他研究各种,和对数函数的幂级数展开式,这是李善兰也是19 世纪中国数学界最重大的成就。
高一数学补充讲义7:辅助角公式及其应用一.问题提出:三角恒等变换在函数中的常见问题、方法及注意点(1)常见问题:求三角函数的周期、值域、对称轴、单调区间等.(2)常见方法:利用辅助角公式把函数化成一个角的三角函数的形式,进而求以上问题.在变换过程中,常用换元、逆用公式等数学思想.二.教学过程:1.辅助角公式 引例:化简(1) (2(3公式:,b a b a ϕϕ其中所在象限由的正负决定,且tan = 推导:化为一个角的三角函数形式说明:1)对形如cos sin (,,y a x b x a b ωωω=+均为非零常数)的三角式,可以转化为形如sin()y A x ωϕ=+的三角式,使问题得到简化,体现了化归思想。
2)类似的cos sin a x b x ωω+也可以转化为cos()A x ωϕ±的形式,应用时可灵活处理3)对定义R 上的函数cos sin y a x b x ωω=+ 思考:若6sin ),(,),x x x ϕϕππϕ-=+∈-求的值sin cos a x b x +x x ⎫=+⎪⎭cos sin ϕϕ==(令)sin cos cos sin x x ϕϕ+=()x ϕ=+sin cos a x b x +()x ϕ=+1sin cos 22x x -cos x x+cos )x x -sin cos a x b x +2.应用例题讲解例1.化简下列各式,并求所给函数的最小正周期及值域()1cos y x x =()2y x x =()2312sin cos y x x x =-+()4sin(2)sin 23y x x π=-+变式:1.已知()cos ,(0,)f x x x x π=+∈,求()f x 的值域.2.分别求()3sin 4cos f x x x =+ 在下列范围的值域: ()1x R ∈; ()202x π≤≤.例2.已知()sin 2cos 2f x x a x =+的一条对称轴方程为8x π=-,求a 的值.变式:设函数()sin cos (0)f x a x b x ωωω=+>,已知函数()f x 的最小正周期为π,且当6x π=时()f x 取最大值为2,求满足()1f x >的x 的取值范围。
《辅助角公式》讲义一、引入在三角函数的学习中,我们常常会遇到形如\(a\sin x +b\cos x\)这样的式子。
为了更方便地对其进行分析和处理,我们引入了一个非常重要的公式——辅助角公式。
二、什么是辅助角公式辅助角公式的一般形式为:\(a\sin x + b\cos x =\sqrt{a^2 +b^2} \sin(x +\varphi)\),其中\(\varphi\)满足\(\tan\varphi=\frac{b}{a}\)。
这个公式的作用在于将两个不同的三角函数\(\sin x\)和\(\cos x\)合并成一个单一的三角函数\(\sin(x +\varphi)\),从而简化计算和分析。
三、辅助角公式的推导为了推导辅助角公式,我们可以利用三角函数的和角公式:\(\sin(\alpha +\beta) =\sin\alpha\cos\beta +\cos\alpha\sin\beta\)令\(a\sin x + b\cos x = R\sin(x +\varphi)\)则\(R\sin(x +\varphi) = R(\sin x\cos\varphi +\cosx\sin\varphi) = R\cos\varphi\sin x + R\sin\varphi\cos x\)所以\(R\cos\varphi = a\),\(R\sin\varphi = b\)两边平方相加可得:\(R^2(\cos^2\varphi +\sin^2\varphi) =a^2 + b^2\)因为\(\cos^2\varphi +\sin^2\varphi = 1\),所以\(R =\sqrt{a^2 + b^2}\)则\(\tan\varphi =\frac{\sin\varphi}{\cos\varphi} =\frac{b}{a}\)这样就得到了辅助角公式:\(a\sin x + b\cos x =\sqrt{a^2 +b^2} \sin(x +\varphi)\),其中\(\varphi\)满足\(\tan\varphi=\frac{b}{a}\)四、辅助角公式的应用(一)化简三角函数表达式例 1:化简\(\sqrt{3}\sin x +\cos x\)首先,\(R =\sqrt{(\sqrt{3})^2 + 1^2} = 2\)\(\tan\varphi =\frac{1}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}\),所以\(\varphi =\frac{\pi}{6}\)则\(\sqrt{3}\sin x +\cos x = 2\sin(x +\frac{\pi}{6})\)例 2:化简\(5\sin x 12\cos x\)\(R =\sqrt{5^2 +(-12)^2} = 13\)arctan\frac{12}{5}\)则\(5\sin x 12\cos x = 13\sin(x \arctan\frac{12}{5})\)(二)求三角函数的最值例 3:求函数\(y = 2\sin x + 2\sqrt{3}\cos x\)的最大值和最小值先将其化为辅助角公式的形式:\(R =\sqrt{2^2 +(2\sqrt{3})^2} = 4\)\(\tan\varphi =\sqrt{3}\),所以\(\varphi =\frac{\pi}{3}\)则\(y = 4\sin(x +\frac{\pi}{3})\)因为\(\sin(x +\frac{\pi}{3})\)的最大值为\(1\),最小值为\(-1\)所以\(y\)的最大值为\(4\),最小值为\(-4\)(三)求解三角函数方程例 4:求解方程\(3\sin x + 4\cos x = 2\)将左边化为辅助角公式:\(R =\sqrt{3^2 + 4^2} = 5\)arctan\frac{4}{3}\)则\(3\sin x + 4\cos x = 5\sin(x +\arctan\frac{4}{3})\)原方程变为\(5\sin(x +\arctan\frac{4}{3})= 2\)\(\sin(x +\arctan\frac{4}{3})=\frac{2}{5}\)则\(x +\arctan\frac{4}{3} = k\pi +(-1)^k\arcsin\frac{2}{5}\),\(k\in Z\)\(x = k\pi +(-1)^k\arcsin\frac{2}{5} \arctan\frac{4}{3}\),\(k\in Z\)五、使用辅助角公式的注意事项(一)正确确定辅助角\(\varphi\)要根据\(\tan\varphi =\frac{b}{a}\)来确定\(\varphi\)的值,同时要注意\(\varphi\)所在的象限。
三角函数公式与方法汇总三角函数是数学中的重要概念,广泛应用于几何学、物理学、工程学等领域。
掌握并熟练运用三角函数的公式与方法,对于解决各种问题具有重要意义。
下面是三角函数公式与方法的汇总。
一、基本公式及性质:1. 正弦函数(sin):正弦函数是一个周期函数,周期为2π,具有以下重要性质:-定义域:(-∞,+∞)-值域:[-1,1]- 奇函数:sin(-x) = -sin(x)- 辅助角公式:sin(A ± B) = sinA cosB ± cosA sinB- 和差化积公式:sin(A + B) + sin(A - B) = 2sinA cosB2. 余弦函数(cos):余弦函数也是一个周期函数,周期为2π,具有以下重要性质:-定义域:(-∞,+∞)-值域:[-1,1]- 偶函数:cos(-x) = cos(x)- 辅助角公式:cos(A ± B) = cosA cosB ∓ sinA sinB- 和差化积公式:cos(A + B) + cos(A - B) = 2cosA cosB正切函数也是一个周期函数,周期为π,具有以下重要性质:-定义域:(-∞,+∞)-值域:(-∞,+∞)- 奇函数:tan(-x) = -tan(x)- 辅助角公式:tan(A ± B) = (tanA ± tanB) / (1 ∓ tanA tanB)4. 余切函数(cot):余切函数是正切函数的倒数,具有以下重要性质:-定义域:(-∞,+∞)-值域:(-∞,+∞)- 奇函数:cot(-x) = -cot(x)- 辅助角公式:cot(A ± B) = (cotA cotB ∓ 1) / (cotB ± cotA)5. 正割函数(sec):正割函数是余弦函数的倒数,具有以下重要性质:-定义域:(-∞,-1]∪[1,+∞)-值域:(-∞,-1]∪[1,+∞)- 偶函数:sec(-x) = sec(x)- 辅助角公式:sec(A ± B) = (secA secB ± tanA tanB) / (secB ± secA)余割函数是正弦函数的倒数,具有以下重要性质:-定义域:(-∞,-1]∪[1,+∞)-值域:(-∞,-1]∪[1,+∞)- 奇函数:csc(-x) = -csc(x)- 辅助角公式:cs c(A ± B) = (cscA cscB ± cotA cotB) / (cscB ± cscA)二、三角函数的基本关系式:1. 余弦和正弦关系:cos^2(x) + sin^2(x) = 12. 正切与余切关系:tan(x) = 1 / cot(x)3. 正割与余割关系:sec(x) = 1 / cos(x)4. 余切与直角三角形关系:cot(x) = adjacent / opposite5.三角函数的平方关系:- cos^2(x) = (1 + cos(2x)) / 2- sin^2(x) = (1 - cos(2x)) / 2- tan^2(x) = (1 - cos(2x)) / (1 + cos(2x))三、三角函数的周期性及对称性:1. 正弦函数的周期性:sin(x + 2πn) = sin(x)2. 余弦函数的周期性:cos(x + 2πn) = cos(x)3. 正切函数的周期性:tan(x + πn) = tan(x)4.正割、余切、正切函数的奇偶性:- sec(-x) = sec(x)- csc(-x) = -csc(x)- tan(-x) = -tan(x)四、三角恒等式:1.基本恒等式:- sin^2(x) + cos^2(x) = 1- 1 + tan^2(x) = sec^2(x)- 1 + cot^2(x) = csc^2(x)2.余弦的恒等式:- cos(A + B) = cosA cosB - sinA sinB- cos(A - B) = cosA cosB + sinA sinB3.正弦的恒等式:- sin(A + B) = sinA cosB + cosA sinB- sin(A - B) = sinA cosB - cosA sinB4.正割与余割的恒等式:- sec(A + B) = secA secB + tanA tanB- sec(A - B) = secA secB - tanA tanB- csc(A + B) = cscA cscB - cotA cotB- csc(A - B) = cscA cscB + cotA cotB五、解三角函数方程的方法:1.化简法:根据已知条件和三角函数的性质,将复杂的三角方程化简为简单的形式,然后求解。
三角函数辅助角公式推导过程是什么辅助角公式是一种高等三角函数公式,下面小编整理了三角函数辅助角公式公式及推导过程,供大家参考!1 三角函数辅助角公式是什幺辅助角公式是一种高等三角函数公式,使用代数式表达为asinx+bcosx=√(a²+b²)sin[x+\arctan(b/a)](a>0)。
虽然该公式已经被写入中学课本,但其几何意义却鲜为人知。
设要证明的公式为asinA+bcosA=√(a +b )sin(A+M) (tanM=b/a)以下是证明过程:设asinA+bcosA=xsin(A+M)∴asinA+bcosA=x((a/x)sinA+(b/x)cosA)由题,(a/x) +(b/x) =1,sinM=a/x,cosM=b/x∴x=√(a +b )∴asinA+bcosA=√(a +b )sin(A+M) ,tanM=sinM/cosM=b/a1 三角函数辅助角公式推导过程三角函数辅助角公式推导:asinx+bcosx=√(a²+b²)[asinx/√(a²+b²)+bcosx/√(a²+b²)]令a/√(a²+b²)=cosφ,b/√(a²+b²)=sinφasinx+bcosx=√(a²+b²)(sinxcosφ+cosxsinφ)=√(a²+b²)sin(x+φ)其中,tanφ=sinφ/cosφ=b/a,φ的终边所在象限与点(a,b)所在象限相同. 简单例题:(1)化简5sina-12cosa5sina-12cosa=13(5/13sina-12/13cosa)。