2016届高三数学一轮基础巩固第4章第2节《同角三角函数的基本关系及诱导公式》(含解析)新人教B版
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届高三数学一轮复习:同角三角函数的基本关系与诱导公式一、同角三角函数的基本关系式sin 1.平方关系:2α+cos2α=1(α∈R) . π sin α α≠kπ+ ,k∈Z tan α= 2 cos α . 2.商数关系:二.六组诱导公式角函数2π-απ+α-απ-απ -α 2π +α 2正弦-sin α-sin α-sin α cos α -tan αsin αcos αcos α余弦-cos α -cos α 正切-tan α-cosα sin α-sinα-cot αtan α-tanαcot αkπ 对于角“ ± α”(k∈Z)的三角函数记忆口诀“奇变2 偶不变,符号看象限”,“奇变偶不变”是指“当k为奇数时,正弦变余弦,余弦变正弦;当k 为偶数时,函数名不变”.“符号看象限”是指“在α的三角函数值前面加上当α为锐角时,原函数值的符号”.[小题能否全取]1.sin 585°的值为2 A.- 2 3 C.- 2 2 B. 2 3 D. 2()解析:sin 585° =sin(360° +225° ) =sin 225° =sin(180° +45° )=-sin 45° 2 =- . 2答案:A2.(教材习题改编)已知sin(π+θ)=- 3cos(2π-θ), π |θ| ,则θ 等于2 πA.- 6π C. 6(π B.- 3 π D. 3)解析:∵sin(π+θ)=- 3cos(2π-θ), ∴-sin θ=- 3cos θ,∴tan θ= 3. π π ∵|θ| ,∴θ= . 2 3 答案:D3.已知tanπ sin 2+θ -cos π-θ θ=2,则=( π sin 2-θ -sin π-θ)A.2 C.0B.-2 2 D. 3cos θ+cos θ 2 2 解析:原式= = = =-2. cos θ-sin θ 1-tan θ 1-2答案:B4.记cos(-80° )=k,那么tan 100° =1-k2 A. k 1-k2 B.- k()k k C. D.- 2 1-k 1-k2 解析:∵cos (-80° )=cos 80° =k,∴sin 80° 1-k2, = 1-k2 ∴tan 80° = k . 1-k2 而tan 100° =-tan 80° =- k .答案:B3π 3 5. (2022年重庆高考)若cos α=- , α∈ π, 2 , tan α 且则5=________.4 解析:依题意得sin α=- 1-cos α=- , 52sin α 4 tan α= = . cos α 34 答案:3应用诱导公式时应注意的问题(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:去负号―脱周期―化锐角.特别注意函数名称和符号的确定. (2)在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号. (3)注意求值与化简后的结果要尽可能有理化、整式化.[例1] =1 (1)(2022年江西高考)若tan θ+ =4, sin 2θ 则tan θ ( )1 A. 5 1 C. 31 B. 4 1 D. 2(2)已知sin(3π+α)=2sin =________.3π +α 2sin α-4cos α ,则5sin α+2cos α[自主解答]1 (1)∵tanθ+ =4, tan θsin θ cos θ ∴ + =4, cos θ sin θ sin2θ+cos2θ 2 ∴ =4,即=4, cos θsin θ sin 2θ 1 ∴sin 2θ= . 2(2)法一:由3π sin(3π+α)=2sin 2 +α 得tan α=2.tan α-4 2-4 1 原式= = =- . 6 5tan α+2 5×2+2法二:由已知得sin α=2cos α. 2cos α-4cos α 1 原式= =- . 6 5×2cos α+2cos α[答案] (1)D 1 (2)- 6在(2)的条件下,sin2α+sin 2α=________.sin2α+2sin αcos α 解析:原式=sin2α+2sin αcos α= sin2α+cos2α tan2α+2tan α 8 = = . 5 tan2α+18答案: 51.利用sin2α+cos2α=1可以实现角α的正弦、余弦sin α 的互化,利用=tan α可以实现角α的弦切互化. cos α2.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(sinα±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二(参阅本节题型技法点拨). 3.注意公式逆用及变形应用:1=sin2α+cos2α, sin2α=1-cos2α,cos2α=1-sin2α.1.(1)(2022年长沙模拟)若角α 的终边落在第三象限,则cos α 2sin α 2 + 2 的值为1-sin α 1-cos α ( )A.3 C.1B.-3 D.-1(2)(2022年厦门模拟)已知sin αcos α 等于2 A.- 5 2 2 C. 或- 5 5π sin(3π-α)=-2sin 2+α ,则(2 B. 5 1 D.- 5)解析:(1)由角α 的终边落在第三象限得sin α0,cos α0, cos α 2sin α cos α 2sin α 故原式= + = + =-1-2=-3. |cos α| |sin α| -cos α -sin α π (2)∵sin(3π-α)=sin(π-α)=-2sin 2+α ,∴sinα=-2cossin αcos α tan α α,∴tan α=-2,∴sin αcosα= 2 = = sin α+cos2αtan2α+1 2 - . 5答案:(1)B(2)A[例2](1)3π tan π+α cos 2π+α sin α- 2cos -α-3π sin -3π-α=________.sin kπ+α cos kπ+α (2)已知A= + (k∈Z),则A sin α cos α 的值构成的集合是( )A.{1,-1,2,-2} C.{2,-2}B.{-1,1} D.{1,-1,0,2,-2}[自主解答] tan αcos =(1)原式π αsin -2π+ α+2cos 3π+α [-sin 3π+α ] π αsin 2+αtan αcos =-cos α sin αtan αcos αcos α = -cos α sin αtan αcos α sin α cos α =- =- =-1. sin α cos α sin α。
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。
高考数学第一轮复习:《同角三角函数的基本关系与诱导公式》最新考纲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.能利用单位圆中的三角函数线推导出π2±α,π±α的正弦、余弦、正切的诱导公式.【教材导读】1.同角三角函数的基本关系中,对任意角均成立吗?提示:在tan α=sin αcos α的关系中,须保证tan α有意义,所以须使α≠π2+k π,k ∈Z . 2.诱导公式的功能是什么?提示:负角化正角,大角化小角,再求值.1.同角三角函数的基本关系式 (1)平方关系 sin 2 α+cos 2 α=1; (2)商数关系 tan α=sin αcos α. 2.诱导公式 组序 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诱导公式可简记为:奇变偶不变,符号看象限.“奇”与“偶”指的是诱导公式k ·π2+α中的整数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中,将α看成锐角时k ·π2+α所在的象限.1.已知α和β的终边关于直线y =x 对称,且β=-π3,则sin α等于( ) (A)-32 (B)32 (C)-12(D)12D 解析:因为α和β的终边关于直线y =x 对称,所以α+β=2k π+π2(k ∈Z ).又β=-π3,所以α=2k π+5π6(k ∈Z ),即得sin α=12.故选D.2.已知f (α)=sin (π-α)·cos (2π-α)cos (-π-α)·tan (π-α),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-25π3的值为( )(A)12 (B)-12 (C)32(D)-32A 解析:∵f (α)=sin αcos α(-cos α)·(-tan α)=sin αtan α=cos α,∴f (-25π3)=cos(-25π3)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=12.故选A.3.若α=11π3,则tan α·cos α等于( ) (A)12 (B)-12 (C)-32(D)32C 解析:若α=113π,tan α·cos α=sin αcos α·cos α=sin α=sin 113π=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4π-π3=-sin π3=-32.故选C.4.已知a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,sin α=45,则tan α=________.解析:因为a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,所以cos α=-1-sin 2α=-35,所以tan α=sin αcos α=-43. 答案:-435.已知sin x cos x =38,且x ∈π4,π2,则cos x -sin x =________. 解析:因为x ∈π4,π2, 所以sin x >cos x , 即cos x -sin x <0,所以(cos x -sin x )2=1-2sin x cos x =14,所以cos x -sin x =-12. 答案:-12考点一 同角三角函数的基本关系(1)已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,3π2,tan α=2,则cos α=________.(2)已知sin α+3cos α3cos α-sin α=5,则sin 2 α-sin αcos α的值是( )(A)25 (B)-25 (C)-2(D)2解析:(1)依题意得⎩⎨⎧tan α=sin αcosα=2,sin 2 α+cos 2 α=1,由此解得cos 2 α=15;又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,3π2,因此cos α=-55.(2)由sin α+3cos α3cos α-sin α=5得tan α+33-tan α=5,即tan α=2.所以sin2α-sin αcos α=sin2α-sin αcos αsin2α+cos2α=tan2α-tan αtan α+1=25.答案:(1)-55(2)A【反思归纳】同角三角函数关系式的应用技巧(1)利用sin2α+cos2α=1可实现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)关系式的逆用及变形用:1=sin2α+cos2α,sin2α=1-cos2α,cos2α=1-sin2α.(3)sin α,cos α的齐次式的应用:分式中分子与分母是关于sin α,cos α的齐次式,或含有sin2α,cos2α及sin αcos α的式子求值时,可将所求式子的分母看作“1”,利用“sin2α+cos2α=1”代换后转化为“切”后求解.【即时训练】已知角α的始终与x轴的非负半轴重合,顶点与坐标原点重合,终边过点P(3,4),则sin α+2cos αsin α-cos α=________.答案:10考点二三角函数的诱导公式(1)化简sin(kπ-α)·cos[(k-1)π-α]sin[(k+1)π+α]·cos(kπ+α),k∈Z;(2)已知sin α=255,求tan(α+π)+sin⎝⎛⎭⎪⎫5π2+αcos⎝⎛⎭⎪⎫5π2-α;(3)化简tan(π-α)cos(2π-α)sin⎝⎛⎭⎪⎫-α+3π2 cos(-α-π)sin(-π-α).解:(1)当k=2n+1(n∈Z)时,原式=sin(2nπ+π-α)·cos(2nπ-α)sin(2nπ+2π+α)·cos(2nπ+π+α)=sin(π-α)·cos αsin α·cos(π+α)=sin α·cos αsin α·(-cos α)=-1;当k =2n (n ∈Z )时,原式=sin (2n π-α)·cos (2n π-π-α)sin (2n π+π+α)·cos (2n π+α)=-sin α·(-cos α)-sin α·cos α=-1.所以原式=sin (k π-α)·cos[(k -1)π-α]sin[(k +1)π+α]·cos (k π+α)=-1.(2)∵sin α=255>0,∴α为第一或第二象限角.当α是第一象限角时,cos α=1-sin 2 α=55,tan(α+π)+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2-α=tan α+cos αsin α=sin αcos α+cos αsin α=1sin αcos α=52.当α是第二象限角时,cos α=-1-sin 2 α=-55,原式=1sin αcos α=-52.(3)方法一:原式=(-tan α)·cos[π+(π-α)]·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π+π2-αcos (π+α)·[-sin (π+α)]=(-tan α)·[-cos (π-α)]·⎣⎢⎡⎦⎥⎤-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α(-cos α)·sin α=-tan α·cos α·(-cos α)-cos α·sin α=-tan α·cos αsin α=-sin αcos α·cos αsin α=-1.方法二:原式=-tan α·cos (-α)·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-α-π2cos (π-α)·sin (π-α)=tan α·cos α·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π2-cos α·sin α=sin αcos α·cos α-sin α=-1.【反思归纳】 利用诱导公式化简三角函数的思路和要求(1)思路方法: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.(2)化简要求:①化简过程是恒等变形;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.【即时训练】 已知sin(3π+θ)=13, 求cos (π+θ)cos θ[cos (π-θ)-1]+cos (θ-2π)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-3π2cos (θ-π)-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+θ的值.答案:18考点三 诱导公式与同角关系的综合应用 (高频考点)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: (1)cos 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ+sin 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ的值;(2)tan(π-θ)-1tan θ的值. 解:由已知原方程判别式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,即a 2-2a -1=0, ∴a =1-2或a =1+2(舍去), ∴sin θ+cos θ=sin θcos θ=1- 2. (1)cos 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ+sin 3⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=sin 3 θ+cos 3 θ=(sin θ+cos θ)(sin 2 θ-sin θcos θ+cos 2 θ) =(1-2)[1-(1-2)]=2-2.(2)tan(π-θ)-1tan θ=-tan θ-1tan θ=-⎝ ⎛⎭⎪⎫tan θ+1tan θ=-⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θcos θ+cos θsin θ=-1sin θcos θ=-11-2=2+1.答案:(1)2-2 (2)2+1【反思归纳】 熟练运用诱导公式和同角三角函数基本关系,并确定相应三角函数值的符号是解题的关键.另外,切化弦是常用的规律技巧.【即时训练】 (1)若α为三角形的一个内角,且sin α+cos α=23,则这个三角形是( ) (A)正三角形 (B)直角三角形 (C)锐角三角形(D)钝角三角形(2)若sin α+π6=-513,且α∈π2,π,则sin α+2π3=________. 解析:(1)因为(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=49, 所以sin αcos α=-518<0,所以α为钝角.故选D. (2)因为π2<α<π,所以2π3<α+π6<7π6, cos α+π6=-1--5132=-1213,而sin α+2π3=sin π2+α+π6=cos α+π6=-1213. 答案:(1)D (2)-1213同角关系与诱导公式结合解题教材源题:化简: (1)cos α-π2sin 52π+α·sin(α-2π)·cos(2π-α);(2)cos 2(-α)-tan (360°+α)sin (-α).解:(1)原式=cos π2-αsin π2+α·sin α·cos α=sin αcos α·sin α·cos α=sin 2α.(2)原式=cos 2α-tan α-sin α=cos 3α+1cos α.【规律总结】 三角函数式化简目标方向 (1)用同角关系中切弦互化,统一函数名. (2)用诱导公式统一角.(3)用因式分解将式子变形,化为最简.【源题变式】已知f (x )=sin (2π-x )·cos 32π+xcos (3π-x )·sin 112π-x ,则f -21π4=________.解析:因为f (x )=sin (-x )·sin xcos (π-x )·sin6π-π2+x=sin 2xcos x -sin π2+x =sin 2x -cos 2x =-tan 2x . 所以f -214π=-tan 2-214π=-tan 2-5π-π4=-tan 2-π4=-1.答案:-1课时作业基础对点练(时间:30分钟)1.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,32π,tan(α+π)=43,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=( )(A)210 (B)-210 (C)7210(D)-7210A 解析:由α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,32π,tan(α+π)=43,即tan α=43,得sin α=-45,cos α=-35∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=22(cos α-sin α)=22⎝ ⎛⎭⎪⎫-35+45=210.故选A.2.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α=15,那么cos α=( ) (A)-25(B)-15(C)15 (D)25答案:C3.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4=35,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=( )(A)45 (B)35 (C)-45(D)-35 D 解析:cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4+π2=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4=-35,故选D.4.已知sin α是方程5x 2-7x -6=0的根,且α是第三象限角,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-α-3π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-αtan 2(π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=( )(A)916 (B)-916 (C)-34 (D)34答案:B5.已知α是第二象限角,则cos α1+tan 2α+sin α·1+1tan 2α的值为( ) (A)-2 (B)2 (C)0(D)3C 解析:原式=cos αsin 2α+cos 2αcos 2α+sin αsin 2α+cos 2αsin 2α=cos α|cos α|+sin α|sin α|,∵α为第二象限角,∴sin α>0,cos α<0,∴cos α|cos α|+sin α|sin α|=-1+1=0.故选C.6.在△ABC 中,3sin π2-A =3sin(π-A ),且cos A =-3cos(π-B ),则C 等于( ) (A)π3 (B)π4 (C)π2(D)2π3C 解析:因为3sin π2-A =3sin(π-A ), 所以3cos A =3sin A ,所以tan A =33, 又0<A <π,所以A =π6.又因为cos A =-3cos(π-B ), 即cos A =3cos B , 所以cos B =13cos π6=12,又0<B <π, 所以B =π3.所以C =π-(A +B )=π2.故选C. 7.设f (sin x )=3-cos2x ,则f (cos x )=________. 解析:方法一:f (cos x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x=3-cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x =3-cos(π-2x )=3+cos 2x .方法二:f (sin x )=3-(1-2sin 2 x )=2+2sin 2 x , ∴f (x )=2+2x 2,∴f (cos x )=2+2cos 2x =3+2cos 2x -1=3+cos 2x . 答案:3+cos 2x8.化简sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4n -14π-α+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫4n +14π-α(n ∈Z )的结果为________. 解析:n 为偶数时,原式=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4-α+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α =-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=0. n 为奇数时,原式=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4-α+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4-α =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=0. 答案:09.已知cos π6-α=23,则sin α-2π3=________.解析:sin α-2π3=sin -π2-π6-α=-sin π2+π6-α=-cos π6-α=-23.答案:-2310.已知f (α)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-α+π2·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-α·tan (α+5π)tan (-α-π)·sin (α-3π)(1)化简f (α);(2)若α是第三象限角,且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-3π2=15,求f (α)的值; (3)若α=-31π3,求f (α)的值.解:(1)f (α)=cos α·(-sin α)·tan α(-tan α)·(-sin α)=-cos α;(2)∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-3π2=-sin α, ∴sin α=-15,cos α=-52-15=-25 6.∴f (α)=25 6.(3)∵-31π3=-6×2π+5π3,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-31π3=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-31π3=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-6×2π+5π3 =-cos 5π3=-cos π3=-12.11.已知2sin 2α+sin αcos α-3cos 2α=75,求tan α的值.解:由题意得2sin 2α+sin αcos α-3cos 2αsin 2α+cos 2α=75, 所以2tan 2α+tan α-3tan 2α+1=75, 所以10tan 2α+5tan α-15=7tan 2α+7,所以3tan 2α+5tan α-22=0,所以(3tan α+11)(tan α-2)=0,所以tan α=-113或tan α=2.能力提升练(时间:15分钟)12.设f (x )=⎩⎨⎧ s in πx , (x <0),f (x -1)+1, (x ≥0)和g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ cosπx ,(x <12),g (x -1)+1,(x ≥12),则g ⎝ ⎛⎭⎪⎫14+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫56+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34的值为( ) (A)2(B)3 (C)4 (D)5 B 解析:∵g (14)=22,g (56)=cos(-16π)+1=32+1,f (13)=sin(-23π)+1=-32+1,f (34)=sin(-π4)+1=-22+1,∴原式=3.故选B.13.已知sin θ=13,θ∈(-π2,π2),则sin(π-θ)·sin(32π-θ)的值为( )(A)229(B)-229 (C)19(D)-19B 解析:∵θ∈(-π2,π2),∴cos θ=1-sin 2θ=223, ∴sin(π-θ)sin(3π2-θ)=-sin θcos θ=-13×223 =-229.故选B.14.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:π315.在三角形ABC 中,求cos 2A +B 2+cos 2C 2的值. 解: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=sin 2C 2+cos 2C 2=1. 16.已知关于x 的方程2x 2-(3+1)x +m =0的两根为sin θ和cos θ,θ∈(0,2π),求:(1)sin θ1-1tan 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)由根与系数的关系可知⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ+cos θ=3+12 ①sin θcos θ=m 2 ②而sin θ1-1tan θ+cos θ1-tan θ=sin 2 θsin θ-cos θ+cos 2 θcos θ-sin θ =sin 2 θ-cos 2 θsin θ-cos θ=sin θ+cos θ=3+12. (2)由①式平方得1+2sin θcos θ=2+32.∴sin θcos θ=34.由②得m 2=34,∴m =32. (3)当m =32时,原方程变为2x 2-(3+1)x +32=0,解得x 1=32,x 2=12,∴⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ=32cos θ=12或⎩⎪⎨⎪⎧ cos θ=32sin θ=12. 又∵θ∈(0,2π),∴θ=π3或θ=π6.。
第四章 三角函数第二节 同角三角函数的基本关系与诱导公式一.课前回顾二.揭示目标1.理解同角三角函数的基本关系式:sin 2α+cos 2α=1,tan α=sin αcos α.2.借助单位圆的对称性,利用定义推导出π2±α,π±α的正弦、余弦、正切的诱导公式.三.高考对应点年份 试卷 题号 考点分值 难度 2018全国1 8 同角三角函数基本关系、函数周期、最值 5 中 2019全国2文11二倍角公式、同角三角函数基本关系5中全国2理10 二倍角公式、同角三角函数基本关系 5 中 2020 全国3 11 余弦定理、同角三角函数基本关系 5 中 2021全国甲9二倍角公式、同角三角函数基本关系5易诱导公式及应用例1.已知cos(π6-θ)=a ,则cos(5π6+θ)+sin(2π3-θ)的值是__0_.方 法 规 律(1)利用诱导公式解题的一般思路 ①化绝对值大的角为锐角②角中含有±π2的整数倍时,用公式去掉π2的整数倍.变式.已知sin(π-α)=-23,且α∈(-π2,0),则tan(2π-α)等于( A )A .255B .-255C .52D .-52同角三角函数基本关系的应用 知弦求切例2.(2021·福建福州一模)已知3sin α·tan α+8=0,α∈(π2,π),则tan α=___-22_____.方 法 规 律(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sin αcos α=tan α和平方关系1=sin 2α+cos 2α;(2)在弦切互化时,要注意判断角所在的象限,不要弄错切、弦的符号. 变式.若将本例的条件改为“sin α1+cos α=2,α∈(π2,π)”,求tan α的值.知切求弦例3.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. 方 法 规 律利用“切弦互化”的技巧(1)弦化切:把正弦、余弦化成正切的结构形式,统一为正切的表达式,进行求值. 常见的结构:①sin α,cos α的齐次式(如a sin 2α+b sin αcos α+c cos 2α);②sin α,cos α的齐次分式(如a sin α+b cos αc sin α+d cos α).(2)切化弦:利用公式tan α=sin αcos α,把式子中的正切化成正弦或余弦.一般单独出现正切时,采用此技巧.变式.【2021年新高考1卷】若tan 2θ=-,则()sin 1sin 2sin cos θθθθ+=+( C )A .65-B .25-C .25D .65和积转化求值例4.已知sin θ+cos θ=15,0<θ<π,则sin θ-cos θ的值为____75____. 方 法 规 律正弦、余弦“sin α±cos α,sin α·cos α”的应用sin α±cos α与sin α·cos α通过平方关系联系到一起,即(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,sin αcosα=(sin α+cos α)2-12,sin αcos α=1-(sin α-cos α)22.因此在解题中已知1个可求另外2个. 变式.已知sin αcos α=38,且π4<α<π2,则cos α-sin α的值为( D )A .12B .±12C .-14D .-12五、当堂练习1.(必修第一册·P194T5改编)已知sin (9π2+α)=35,则cos α的值为( C )A .-45B .-35C .35D .452.(必修第一册·P186T15改编)已知tan α=-3,则sin α+cos αsin α-cos α的值为___12_____.3.(2017·全国Ⅲ卷)已知sin α-cos α=43,则sin 2α=( A )A.-79B.-29C.29D.79六、小组合作1、小组长带领本组成员通过组内讨论的方式解决有问题的题;2、不能解决的题目由小组长向老师汇报(反馈).七、总结反思沉淀规律1.同角三角函数基本关系可用于统一函数;诱导公式主要用于统一角,其主要作用是进行三角函数的求值、化简和证明.2.三角函数求值、化简的常用方法:(1)弦切互化法:主要利用公式tan x =sin xcos x进行切化弦或弦化切,如a sin x +b cos xc sin x +d cos x,a sin 2x +b sin x cos x +c cos 2x 等类型可进行弦化切.(2)和积转换法:如利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化.(3)巧用“1”的变换:1=sin 2θ+cos 2θ=cos 2θ(1+tan 2θ)=sin 2θ(1+1tan 2θ)=tan π4等.【课后作业】1.(2021·湖南三轮联考)已知tan(π+x )=2,则sin x +cos x2sin x -cos x=( A )A .1B .15C .-14D .-152.【2018年新课标3卷文科】函数()2tan 1tan xf x x=+的最小正周期为( C )A .4πB .2π C .πD .2π3.(2019·济南质检)若sin α=-513,且α为第四象限角,则tan α=( D )A.125B.-125C.512D.-5124.(2019·衡水模拟)已知直线2x -y -1=0的倾斜角为α,则sin 2α-2cos 2α=( A ) A.25B.-65C.-45D.-1255.已知角α终边上一点P (-4,3),则()cos sin 2119cos sin 22παπαππαα⎛⎫+-- ⎪⎝⎭⎛⎫⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=__________. 6.已知-π2<α<0,且函数f (α)=3cos 2πα⎛⎫+ ⎪⎝⎭-sin α·(1+cos α)21-cos 2α-1.(1)化简f (α);(2)若f (α)=15,求sin α·cos α和sin α-cos α的值.5.已知-π<x <0,sin(π+x )-cos x =-15.①求sin x -cos x 的值; ②求sin 2x +2sin 2 x 1-tan x 的值.。
第2讲 同角三角函数的基本关系与诱导公式1.同角三角函数的基本关系式 (1)平方关系:01sin 2α+cos 2α=1.(2)商数关系:02sinαcosα=tan α.2.六组诱导公式 公式 一 二 三 四 五 六 角 2k π+ α(k ∈Z ) π+α -α π-α π2-απ2+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,符号看象限同角三角函数基本关系式的常用变形 (sin α±cos α)2=1±2sin αcos α; (sin α+cos α)2+(sin α-cos α)2=2; (sin α+cos α)2-(sin α-cos α)2=4sin αcos α; sin α=tan αcos α⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α≠π2+kπ,k∈Z ;sin2α=sin2αsin2α+cos2α=tan2αtan2α+1;cos2α=cos2αsin2α+cos2α=1tan2α+1.1.若cosα=13,α∈⎝⎛⎭⎪⎪⎫-π2,0,则tanα等于()A.-24B.24C.-22D.22答案 C解析由已知得sinα=-1-cos2α=-1-19=-223,所以tanα=sinαcosα=-22,选C.2.(2021·大同模拟)若角600°的终边上有一点(-4,a),则a的值是() A.-43B.±43C.3D.43答案 A解析∵tan600°=a-4=tan(540°+60°)=tan60°=3,∴a=-43.故选A.3.已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π2,则θ等于()A.-π6B.-π3C .π6D .π3答案 D解析 ∵sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),∴-sin θ=-3cos θ,∴tan θ=3.∵|θ|<π2,∴θ=π3.4.(2020·杭州学军中学模拟)已知cos31°=a ,则sin239°·tan149°的值为( ) A.1-a2aB .1-a2C.a2-1aD .-1-a2答案 B解析 sin239°tan149°=sin(270°-31°)tan(180°-31°)=-cos31°·(-tan31°)=sin31°=1-a2.5.化简cos ⎝⎛⎭⎪⎪⎫α-π2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫5π2+αsin(α-π)cos(2π-α)的结果为________.答案 -sin 2α 解析 原式=sinαcosα(-sin α)cos α=-sin 2α.6.已知α是第二象限的角,tan α=-12,则cos α=________.答案 -255解析 因为α是第二象限的角,所以sin α>0,cos α<0,由tan α=-12,得sin α=-12cos α,代入sin 2α+cos 2α=1中,得54cos 2α=1,所以cos α=-255.考向一 诱导公式的应用 例1 (1)化简:错误!=________. 答案 -1 解析 原式=错误!=tanαcosαsi n ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2+α-cosαsinα=tanαcosαcosα-cosαsinα=-tanαcosαsinα=-sinαcosα·cosαsinα=-1.(2)已知cos(75°+α)=513,α是第三象限角,则sin(195°-α)+cos(α-15°)的值为________.答案 -1713解析 因为cos(75°+α)=513>0,α是第三象限角,所以75°+α是第四象限角, sin(75°+α)=-错误!=-错误!.所以sin(195°-α)+cos(α-15°) =sin[180°+(15°-α)]+cos(15°-α) =-sin(15°-α)+cos(15°-α)=-sin[90°-(75°+α)]+cos[90°-(75°+α)] =-cos(75°+α)+sin(75°+α) =-513-1213=-1713.(3)(2020·潍坊一模)在平面直角坐标系xOy 中,点P (3,1),将向量OP→绕点O 按逆时针方向旋转π2后得到向量OQ→,则点Q 的坐标是________.答案 (-1,3)解析 ∵OP→=(3,1)=(2cos θ,2sin θ),cos θ=32,sin θ=12,∴将向量OP →绕点O 按逆时针方向旋转π2后得到向量OQ →=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫θ+π2,2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫θ+π2=(-2sin θ,2cos θ)=(-1,3),∴点Q 的坐标是(-1,3).1.诱导公式的两个应用方向与原则(1)求值,化角的原则与方向:负化正,大化小,化到锐角为终了. (2)化简,化简的原则与方向:统一角,统一名,同角名少为终了. 2.含2π整数倍的诱导公式的应用由终边相同的角的关系可知,在计算含有2π的整数倍的三角函数式中可直接将2π的整数倍去掉后再进行运算,如cos(5π-α)=cos(π-α)=-cos α.1.(2020·江西宜春中学诊断)若α为锐角,且cos ⎝⎛⎭⎪⎪⎫α+π6=13,则cos ⎝⎛⎭⎪⎪⎫α-π3的值为( )A.223B .23 C .26D .526答案 A解析 ∵0<α<π2,∴π6<α+π6<2π3,∴sin ⎝⎛⎭⎪⎪⎫α+π6=1-cos2⎝⎛⎭⎪⎪⎫α+π6=223,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α-π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α+π6-π2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α+π6=223.故选A.2.计算:sin(-1200°)cos1290°=________. 答案34解析 原式=-sin1200°cos1290°=-sin(3×360°+120°)cos(3×360°+210°)=-sin120°cos210°=-sin(180°-60°)cos(180°+30°) =sin60°cos30°=32×32=34.3.化简:错误!. 解 原式=错误!=错误! =错误!=错误!. 多角度探究突破考向二 同角三角函数的基本关系 角度1 切弦互化例2 (1)(2020·唐山第二次模拟)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答案 A解析 由三角函数定义,得tan α=32sinα,所以sinαcosα=32sinα,则2(1-cos 2α)=3cos α,所以(2cos α-1)(cos α+2)=0,则cos α=12.(2)(2020·济宁三模)已知tan(π-α)=2,则sinα+cosαsinα-cosα=________.答案13解析 因为tan(π-α)=2,所以tan α=-2,所以sinα+cosαsinα-cosα=tanα+1tanα-1=-2+1-2-1=13. 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=sinαcosα和平方关系1=sin 2α+cos 2α.4.已知α为锐角,且tan(π-α)+3=0,则sin α等于( )A.13B .31010C .377 D .355答案 B解析 因为tan(π-α)+3=0,所以tan α=3,sin α=3cos α.因为sin 2α+cos 2α=1,所以sin 2α=910. 又因为α为锐角,故sin α=31010.故选B.5.已知α是第二象限角,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3π2+α=45,则tan α=________.答案 -43解析 ∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3π2+α=45,∴sin α=45,又α为第二象限角,∴cos α=-1-sin2α=-35,∴tan α=sinαcosα=-43.角度2 “1”的变换例3 (2021·海口模拟)已知角α的顶点为坐标原点,始边为x 轴的正半轴,终边上有一点P (1,2),则sin2α1-3sinαcosα=________.答案 -4解析 因为角α的终边上有一点P (1,2),所以tan α=2. 所以sin2α1-3sinαcosα=sin2αsin2α+cos2α-3sinαcosα=tan2αtan2α+1-3tanα=2222+1-3×2=-4. 对于含有sin 2α,cos 2α,sin αcos α的三角函数求值题,一般可以考虑添加分母1,再将1用“sin 2α+cos 2α”代替,然后用分子分母同除以角的余弦的平方的方式将其转化为关于tan α的式子,从而求解.6.已知tan α=2,则(1)3sinα-2cosαsinα+cosα=________;(2)23sin 2α+14cos 2α=________. 答案 (1)43 (2)712解析 因为tan α=2,所以, (1)原式=3tanα-2tanα+1=3×2-22+1=43.(2)原式=23·sin2αsin2α+cos2α+14·cos2αsin2α+cos2α =23·tan2αtan2α+1+14·1tan2α+1 =23×2222+1+14×122+1=712. 角度3 sin x +cos x ,sin x -cos x ,sin x cos x 之间的关系例4 (1)已知sin αcos α=18,且5π4<α<3π2,则cos α-sin α的值为( )A .-32B .32C .-34D .34答案 B解析 ∵5π4<α<3π2,∴cos α<0,sin α<0且|cos α|<|sin α|,∴cos α-sin α>0.又(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=1-2×18=34,∴cos α-sin α=32.(2)若θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2,π,则 错误!等于( )A .sin θ-cos θB .cos θ-sin θC .±(sin θ-cos θ)D .sin θ+cos θ答案 A 解析 因为错误! =1-2sinθcosθ=错误!=|sin θ-cos θ|,又θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2,π,所以sin θ-cos θ>0,所以原式=sin θ-cos θ.故选A.(1)已知a sin x +b cos x =c 可与sin 2x +cos 2x =1联立,求得sin x ,cos x .(2)sin x +cos x ,sin x -cos x ,sin x cos x 之间的关系为 (sin x +cos x )2=1+2sin x cos x , (sin x -cos x )2=1-2sin x cos x , (sin x +cos x )2+(sin x -cos x )2=2.因此,已知上述三个代数式中的任意一个代数式的值,便可求其余两个代数式的值.7.若1sin α+1cosα=3,则sin αcos α=( )A .-13B .13C .-13或1D .13或-1答案 A 解析 由1sinα+1cosα=3,可得sin α+cos α=3sin αcos α,两边平方,得1+2sin αcos α=3sin 2αcos 2α,解得sin αcos α=-13或sin αcos α=1.由题意,知-1<sin α<1,-1<cos α<1,且sin α≠0,cos α≠0,所以sin αcos α≠1.故选A.8.已知sin α+cos α=12,α∈(0,π),则1-tanα1+tanα=( )A .-7B .7 C.3D .-3答案 A解析 因为(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=14,所以sin αcos α=-38,又α∈(0,π),所以sin α>0,cos α<0.因为(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=74,所以cos α-sin α=-72.所以1-tanα1+tanα=cosα-sinαcosα+sinα=-7212=-7.故选A.一、单项选择题1.sin210°cos120°的值为( ) A.14B .-34C .-32D .34答案 A解析 sin210°cos120°=sin(180°+30°)cos(180°-60°)=-sin30°·(-cos60°)=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12=14.故选A. 2.(2020·潍坊模拟)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3π2-φ=32,且|φ|<π2,则tan φ等于( )A .-33B .33 C .3 D .-3答案 D解析 由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3π2-φ=-sin φ=32,得sin φ=-32,又|φ|<π2,得到-π2<φ<π2,∴cos φ=1-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-322=12,则tan φ=-3212=-3.故选D.3.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2,π,tan α=-34,则sin(α+π)=( )A.35 B .-35C.45 D .-45答案 B解析由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧sinαcosα=-34,sin2α+cos2α=1,由此解得sin 2α=925,又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2,π,因此有sin α=35,sin(α+π)=-sin α=-35.故选B. 4.已知A =错误!+错误!(k ∈Z ),则A 的值构成的集合是( ) A .{1,-1,2,-2} B .{-1,1}C .{2,-2}D .{1,-1,0,2,-2}答案 C解析 当k 为偶数时,A =sinαsinα+cosαcosα=2;当k 为奇数时,A =-sinαsinα-cosαcosα=-2.故A 的值构成的集合是{2,-2}.5.(2020·天津西青区模拟)已知sin α+cos α=-2,则tan α+1tanα=( )A .2B .12C .-2D .-12答案 A解析 ∵sin α+cos α=-2,∴(sin α+cos α)2=2,∴1+2sin αcos α=2,∴sin αcos α=12.tan α+1tanα=sinαcosα+cosαsinα=sin2α+cos2αsinαcosα=112=2.故选A.6.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α-π12=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α+17π12的值为( ) A.13B .223 C .-13D .-223答案 A解析 由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α+17π12=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α-π12+3π2=sin ⎝⎛⎭⎪⎪⎫α-π12=13. 7.(2020·济宁模拟)直线l :2x -y +e =0的倾斜角为α,则sin(π-α)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2+α的值为( )A .-25B .-15C .15D .25答案 D解析 ∵直线l :2x -y +e =0的倾斜角为α,∴tan α=2,∴sin(π-α)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2+α=sin αcos α=sinαcosαsin2α+cos2α=tanα1+tan2α=21+22=25.故选D.8.化简1+sinα+cosα+2sinαcosα1+sinα+cosα的结果是( )A .2sin αB .2cos αC .sin α+cos αD .sin α-cos α答案 C解析 原式=sin2α+cos2α+2sinαcosα+sinα+cosα1+sinα+cosα=错误! =错误!=sin α+cos α.故选C.9.若sin θ+sin 2θ=1,则cos 2θ+cos 6θ+cos 8θ的值为( ) A .0 B .1 C .-1 D .5-12答案 B解析 由sin θ+sin 2θ=1,得sin θ=1-sin 2θ=cos 2θ,∴cos 2θ+cos 6θ+cos 8θ=sin θ+sin 3θ+sin 4θ=sin θ+sin 2θ(sin θ+sin 2θ)=sin θ+sin 2θ=1.10.(2020·海口模拟)若对任意x ∈R ,都有cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x -5π6=sin(ωx +φ)(ω∈R ,|φ|<π),则满足条件的有序实数对(ω,φ)的对数为( )A .0B .1C .2D .3 答案 C解析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x -5π6=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x -π3-π2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x -π3,由条件知ω=±2.若ω=2,由φ=-π3+2k π(k ∈Z )且|φ|<π,得φ=-π3;若ω=-2,sin(-2x +φ)=sin(2x +π-φ),则π-φ=-π3+2k π(k ∈Z ),所以φ=-2k π+4π3(k ∈Z ),又|φ|<π,则φ=-2π3,故满足条件的有序数对(ω,φ)的对数为2.二、多项选择题11.在△ABC 中,下列结论正确的是( ) A .sin(A +B )=sin C B .sin B +C2=cos A2C .tan(A +B )=-tan C ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫C ≠π2D .cos(A +B )=cos C 答案 ABC解析 在△ABC 中,有A +B +C =π,则sin(A +B )=sin(π-C )=sin C ;sin B +C2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2-A 2=cos A 2;tan(A +B )=tan(π-C )=-tan C ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫C ≠π2;cos(A +B )=cos(π-C )=-cos C .12.(2020·湖北宜昌高三模拟)定义:角θ与φ都是任意角,若满足θ+φ=π2,则称θ与φ“广义互余”.已知sin(π+α)=-14,下列角β中,可能与角α“广义互余”的是( )A .sin β=154B .cos(π+β)=14C .tan β=15D .tan β=155答案 AC解析 ∵sin(π+α)=-sin α=-14,∴sin α=14,若α+β=π2,则β=π2-α.sin β=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2-α=cos α=±154,故A 符合条件;cos(π+β)=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2-α=-sin α=-14,故B 不符合条件;tan β=15,即sin β=15cos β,又sin 2β+cos 2β=1,所以sin β=±154,故C 符合条件;tan β=155,即sin β=155cos β,又sin 2β+cos 2β=1,所以sin β=±64,故D 不符合条件.故选AC.三、填空题13.sin 4π3cos 5π6tan ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-4π3的值是________.答案 -334解析 原式=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π+π3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π-π6tan ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-π-π3=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-sin π3⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-cos π6⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-tan π3=⎝⎛⎭⎪⎪⎫-32×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-32×(-3)=-334.14.已知sin θ=13,则错误!=________.答案98解析 原式=错误!=错误!=错误!=错误!=错误!.15.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=-43.16.已知α为第二象限角,则cos α1+tan2α+sin α·1+1tan2α=________.答案 0解析 原式=cos αsin2α+cos2αcos2α+sin αsin2α+cos2αsin2α=cos α1|cosα|+sin α1|sinα|,因为α是第二象限角,所以sin α>0,cos α<0,所以cos α1|cosα|+sin α1|sinα|=-1+1=0,即原式等于0.四、解答题17.已知α为第三象限角,f (α)=错误!.(1)化简f (α);(2)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α-3π2=15,求f (α)的值.解 (1)f (α)=错误! =错误!=-cos α.(2)因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫α-3π2=15,所以-sin α=15,从而sin α=-15.又因为α为第三象限角, 所以cos α=-1-sin2α=-265,所以f (α)=-cos α=265.18.已知tanαtanα-1=-1,求下列各式的值.(1)sinα-3cosαsinα+cosα; (2)sin 2α+sin αcos α+2. 解 由已知得tan α=12.(1)sinα-3cosαsinα+cosα=tanα-3tanα+1=-53. (2)sin 2α+sin αcos α+2=sin2α+sinαcosαsin2α+cos2α+2=tan2α+tanαtan2α+1+2=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫122+12⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫122+1+2=135.19.已知0<α<π2,若cos α-sin α=-55,试求2sinαcosα-cosα+11-tanα的值.解 ∵cos α-sin α=-55,∴1-2sin αcos α=15.∴2sin αcos α=45.∴(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=1+45=95.∵0<α<π2,∴sin α+cos α=355.与cos α-sin α=-55联立,解得 cos α=55,sin α=255.∴tan α=2.∴2sinαcosα-cosα+11-tanα=45-55+11-2=55-95. 20.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,说明理由.解 存在.由sin ()3π-α=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2-β得sin α=2sin β,①由3cos(-α)=-2cos(π+β)得3cos α=2cos β,②∴sin 2α+3cos 2α=2(sin 2β+cos 2β)=2,∴1+2cos 2α=2,∴cos 2α=12,又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-π2,π2,∴cosα=22,从而α=π4或-π4,当α=π4时,由①知sinβ=12,由②知cosβ=32,又β∈(0,π),∴β=π6,当α=-π4时,由①知sinβ=-12,与β∈(0,π)矛盾,舍去.∴存在α=π4,β=π6,符合题意.21 / 21。
2016届 高三数学一轮基础巩固 第4章 第2节 同角三角函数的基本关系及诱导公式 新人教B 版一、选择题1.方程x2cos2015°-y2sin2015°=1所表示的曲线为( )A .焦点在x 轴上的椭圆B .焦点在y 轴上的椭圆C .焦点在x 轴上的双曲线D .焦点在y 轴上的双曲线[答案] D[解析] cos2015°=cos(5×360°+215°)=cos215°=-cos35°<0,而sin2015°=sin(5×360°+215°)=sin215°=-sin35°<0,所以该曲线为焦点在y 轴上的双曲线.2.(文)(2014·广东广州模拟)已知函数f(x)=sinx -cosx ,且f ′(x)=2f(x),则tan2x 的值是( )A .-43B .43C .-34D .34[答案] C[解析] ∵f(x)=sinx -cosx ,所以f ′(x)=cosx +sinx ,于是有cosx +sinx =2(sinx -cosx),整理得sinx =3cosx ,所以tanx =3,因此tan2x =2tanx 1-tan2x =2×31-32=-34,故选C. (理)(2014·重庆七校联盟联考)向量a =(13,tanα),b =(cosα,1),且a ∥b ,则锐角α的余弦值为( )A.13 B .23 C.23 D .223[答案] D[解析] ∵a ∥b ,∴13-tanαcosα=0⇒sinα=13.∵α为锐角,∴cosα=1-19=223.3.(文)(2014·华师附中诊断)已知tanθ>1,且sinθ+cosθ<0,则cosθ的取值范围是( )A .(-22,0)B .(-1,-22)C .(0,22)D .(22,1)[答案] A[解析] 如图,依题意结合三角函数线进行分析可知,2kπ+5π4<θ<2kπ+3π2,k ∈Z ,因此-22<cosθ<0.选A.(理)已知α∈(0,π),且sinα+cosα=22,则sinα-cosα的值为( ) A .- 2 B .-62C. 2 D .62[答案] D[解析] ∵sinα+cosα=22,0<22<1,0<α<π, ∴π2<α<π,∴sinα-cosα>0.∴(sinα+cosα)2=1+2sinαcosα=12,∴2sinαcosα=-12;∴(sinα-cosα)2=1-2sinαcosα=32,∴sinα-cosα=62.4.(2014·湖北重点中学阶段性测试)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧cos π2x +π6,x≥0,f -x , x<0,则f(-2013)等于( ) A.12 B .-12 C.32 D .-32[答案] B[解析] f(-2013)=f(2013)=cos(2013π2+π6)=-sin π6=-12.5.(2015·江西师大附中、临川一中联考)cos350°-2sin160°sin -190°=( ) A .- 3 B .-32 C.32 D . 3[答案] D[解析] 原式=cos 360°-10°-2sin 180°-20°-sin 180°+10°=cos10°-2sin20°sin10°=cos10°-2×12cos10°-32sin10°sin10° = 3.6.(文)已知tan140°=k ,则sin140°=( ) A.k 1+k2 B .11+k2C .-k 1+k2D .-11+k2[答案] C[解析] k =tan140°=tan(180°-40°)=-tan40°,∴tan40°=-k ,∴k<0,sin40°=-kcos40°,sin140°=sin(180°-40°)=sin40°,∵sin240°+cos240°=1,∴k2cos240°+cos240°=1,∴cos40°=1k2+1,∴sin40°=-k k2+1. (理)已知角α的终边经过点P(sin2θ,sin4θ),且cosθ=12,则α的正切值为( )A .-12B .-1C.12 D .1[答案] B [解析] tanα=sin4θsin2θ=2sin2θ·cos2θsin2θ=2cos2θ =2(2cos2θ-1)=2(2×14-1)=-1,故选B.[点评] 怎样计算任意角的三角函数值计算任意角的三角函数值,主要是运用诱导公式化任意角三角函数为锐角三角函数,其一般步骤是:(1)负化正:当已知角为负角时,先利用-α的诱导公式把这个角的三角函数值化为正角的三角函数值;(2)正化主:当已知角不在区间[0°,360°)时,可用k·360°+α 的诱导公式把这个角的三角函数值化为主区间[0°,360°)上的角的三角函数值;(3)主化锐:当已知角是90°到360°间的角时,可利用180°±α,360°-α的诱导公式把这个角的三角函数值化为0°到90°间的角的三角函数值(对于非特殊角用查表或用计算器求出结果).二、填空题7.(2014·杭州调研)设f(x)=asin(πx +α)+bcos(πx +β),其中a ,b ,α,β∈R ,且ab≠0,α≠kπ(k ∈Z).若f(2 014)=-5,则f(2 015)=________.[答案] 5[解析] ∵f(2 014)=asin(2 014π+α)+bcos(2 014π+β)=asinα+bcosβ=-5,∴f(2 015)=asin(2 015π+α)+bcos(2 015π+β)=-asinα-bcosα=5.8.(文)1-2sin40°cos40°cos40°-1-sin250°=________. [答案] 1[解析] 原式=cos40°-sin40°2cos40°-cos250°=cos40°-sin40°cos40°-cos50°=cos40°-sin40°cos40°-sin40°=1. (理)(2014·上海六校二联)已知α∈(π2,π),sinα=45,则tanα=________.[答案] -43[解析] ∵α∈(π2,π),∴cosα=-1-sin2α=-35,∴tanα=sinαcosα=-43.9.设a =2tan70°1+tan270°,b =1+cos109°2,c =32cos81°+12sin99°,将a 、b 、c 用“<”号连接起来________.[答案] b<c<a[解析] a =2tan70°1+tan270°=2sin70°cos70°cos270°+sin270°=sin140°, b =1+cos109°2=1-cos71°2=sin142°, c =sin60°cos81°+cos60°sin81°=sin141°,∵y =sinx 在(90°,180°)内单调递减,∴a>c>b.三、解答题 10.(2014·山东青岛阶段测试)是否存在α∈(-π2,π2),β∈(0,π),使等式sin(3π-α)=2·cos(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. [解析] 由条件,得⎩⎨⎧sinα=2sinβ,①3cosα=2cosβ.②①2+②2得sin2α+3cos2α=2,∴cos2α=12.又∵α∈(-π2,π2),∴α=π4或α=-π4.将α=π4代入②,得cosβ=32.又β∈(0,π),∴β=π6,代入①可知符合.将α=-π4代入②,得cosβ=32.又β∈(0,π),∴β=π6,代入①可知不符合.综上可知,存在α=π4,β=π6满足条件.一、选择题11.(2013·浙江金华一中月考)△ABC 的内角A 满足tanA -sinA<0,sinA +cosA>0,则角A 的取值范围是( )A .(0,π4)B .(π4,π2)C .(π2,34π)D .(34π,π)[答案] C[解析] 由tanA -sinA<0及A 为△ABC 的内角知,A 为钝角,排除A 、B ;再由sinA +cosA>0知,A<3π4,排除D ,选C.[点评] ①可取特值检验,取A =π3,2π3,排除A 、B 、D ;②可利用单位圆中的三角函数线求解.12.(2014·龙岩月考)已知α为第二象限角,sinα+cosα=33,则cos2α=( )A .-53B .-59 C.59 D .53[答案] A[解析] 由sinα+cosα=33平方得:1+sin2α=13,即sin2α=-23.又α为第二象限角,∴sinα>0,cosα<0,∴cosα-sinα=-cosα-sinα2=-153.∴cos2α=cos2α-sin2α=33×(-153)=-53.故选A.解答本题要注意到sinα±cosα与sinαcosα之间的关系.13.(文)已知α∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,cosα=45,则tan2α等于( )A .-247B .247C .-724D .724[答案] A[解析] ∵-π2<α<0,cosα=45,∴sinα=-1-c os2α=-35,∴tanα=sinαcosα=-34,∴tan2α=2tanα1-tan2α=-247,故选A. (理)在△ABC 中,内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,已知a 、b 、c 成等比数列,且a +c =3,tanB =73,则△ABC 的面积为( ) A.74B .54 C.72 D .52[答案] A[解析] ∵a 、b 、c 成等比数列,∴b2=ac ,∵tanB =73,∴sinB =74,cosB =34,∵a +c =3,b2=a2+c2-2accosB ,∴ac =2,∴S △ABC =12acsinB =74.14.(文)已知sinα+3cosα3cosα-sinα=5,则sin2α-sinαcosα的值是( ) A.25 B .-25C .-2D .2[答案] A[解析] 由sinα+3cosα3cosα-sinα=5得tanα+33-tanα=5,即tanα=2. 所以sin2α-sinαcosα=sin2α-sinαcosαsin2α+cos2α=tan2α-tanαtan2α+1=25. (理)已知函数f(x)=sinx -cosx 且f ′(x)=2f(x),f ′(x)是f(x)的导函数,则1+sin2x cos2x -sin2x=( ) A .-195 B .195 C.113 D .-113[答案] A[解析] f ′(x)=cosx +sinx ,∵f ′(x)=2f(x),∴cosx +sinx =2(sinx -cosx),∴tanx =3,∴1+sin2x cos2x -sin2x =1+sin2x cos2x -2sinxcosx =2sin2x +cos2x cos2x -2sinxcosx=2tan2x +11-2tanx=-195. 二、填空题15.(文)(2013·烟台调研)若sin(π+α)=12,α∈(-π2,0),则tanα=________.[答案] -33[解析] ∵sin(π+α)=-sinα=12,∴sinα=-12,又α∈(-π2,0),∴α=-π6,tanα=tan(-π6)=-33.(理)(2014·上海崇明期末)若tan(π4-θ)=12,则sinθcosθ=________.[答案] 310[解析] tan(π4-θ)=1-tanθ1+tanθ=12,得tanθ=13, ∴sinθcosθ=sinθcosθsin2θ+cos2θ=tanθtan2θ+1=1319+1=310. 16.已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧ 2cos π3x , x≤2000x -102, x>2000,则f[f(2014)]=________. [答案] -1[解析] 由f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧ 2cos π3x , x≤2000x -102, x>2000得,f(2014)=2014-102=1912,f(1912)=2cos ⎝⎛⎭⎫π3×1912=2cos(637π+π3)=-2cos π3=-1,故f[f(2014)]=-1. 三、解答题17.(2013·长沙一中月考)已知6sin2α+5sinαcosα-4cos2α=0,α∈(3π2,2π).(1)求tanα的值;(2)求cos(α+π3)的值.[解析] (1)∵α∈(3π2,2π),∴cosα≠0,∵6sin2α+5sinαcosα-4cos2α=0,∴6tan2α+5tanα-4=0,解得tanα=-43或tanα=12.∵α∈(3π2,2π),∴tanα<0.故tanα=12(舍去),∴tanα=-43.(2)∵α∈(3π2,2π),∴由tanα=-43,求得sinα=-45,cosα=35.∴cos(α+π3)=cosαcos π3-sinαsin π3=35×12-(-45)×32=3+4310.18.(文)(2014·龙湾中学月考)已知向量a =(cosα,1),b =(-2,sinα),α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,且a ⊥b. (1)求sinα的值;(2)求tan ⎝⎛⎭⎫α+π4的值.[解析] (1)∵a =(cosα,1),b =(-2,sinα),且a ⊥b.∴a·b =(cosα,1)·(-2,sinα)=-2cosα+sinα=0.∴cosα=12sinα.∵sin2α+cos2α=1,∴sin2α=45.∵α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,∴sinα=-255. (2)由(1)可得cosα=-55,则tanα=2.tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tanα+11-tanα=-3.(理)(2014·沈阳监测)已知函数f(x)=sinx -3cosx +2,记函数f(x)的最小正周期为β,向量a =(2,cosα),b =(1,tan(α+β2))(0<α<π4),且a·b =73.(1)求f(x)在区间[2π3,4π3]上的最值;(2)求2cos2α-sin2α+βcosα-sinα的值. [解析] (1)f(x)=sinx -3cosx +2=2sin(x -π3)+2,∵x ∈[2π3,4π3],∴x -π3∈[π3,π],∴sin(x -π3)∈[0,1],∴f(x)的最大值是4,最小值是2.(2)由题意知β=2π,∴a·b =2+cosαtan(α+π)=2+sinα=73,∴sinα=13,∴2cos2α-sin2α+βcosα-sinα=2cos2α-sin2αcosα-sinα=2cosα =21-sin2α=423.。