同角三角函数的基本关系式(2019年8月整理)
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(一)同角三角函数的基本关系及诱导公式一、【课标要求】1.掌握同角三角函数的基本关系式,掌握公式中“1”的作用。
2.掌握诱导公式,并能进行化简求值。
二、【知识回顾】1.同角三角函数关系式(1)平方关系:22sin cos 1αα+= (2)商的关系:sin tan cos ααα=(3)sin cos ,sin cos ,sin cos αααααα+-⋅三者之间,知一可求二,关键是利用()2sin cos 12sin cos αααα±=±的变形2.诱导公式诱导公式一:sin(2)k απ+= ,cos(2)k απ+= ,tan(2)k απ+= ,k Z ∈诱导公式二:sin()α-= ,cos()α-= ,tan()α-= , 诱导公式三:sin()πα+= ,cos()πα+= ,tan()πα+= , 诱导公式四:sin()πα-= ,cos()πα-= ,tan()πα-= , 诱导公式五:sin()2πα+= ,cos()2πα+= , 诱导公式六:sin()2πα-= ,cos()2πα-= ,口决:“奇变偶不变,符号看象限”。
形式:将角的形式化为:()2k k Z πα⋅±∈,不管α是多大,统统看成锐角,诱导公式的作用是把任意角的三角函数转化为锐角三角函数,其一般步骤为:31. 化简三角函数式的的一般原则①函数种类尽量少、指数尽量低、项数尽量少 ②尽量化成同名、同角的三角函数③大角化小角、负角化正角,化到锐角就终了 ④化切为弦 ⑤注意“1”的作用【例题精讲】考点一:同角三角函数的基本关系例1.已知sin 2cos αα=,求下列各式的值: (1)sin 4cos 5sin 2cos αααα-+ (2)2sin 2sin cos ααα+例2.已知tan 1tan 6αα=--,求下列各式的值:(1)213sin cos 3cos ααα-+ (2)2cos 3sin 3cos 4sin αααα-+考点二:三角函数式的求值例3.已知sin()cos(2)tan(2)()3tan()cos()2f παπαπααπαπα+--=----(1) 若1860α=-,求()f α (2) 若33cos()25πα-=,求()f α的值。
同角三角函数间的基本关系1.同角三角函数间的基本关系【知识点的认识】1.同角三角函数的基本关系(1)平方关系:sin2α+cos2α=1.푠푖푛훼(2)商数关系:푐표푠훼= tanα.2.诱导公式公式一:sin(α+2kπ)=sin α,cos(α+2kπ)=cos_α,其中k∈Z.公式二:sin(π+α)=﹣sin_α,cos(π+α)=﹣cos_α,tan(π+α)=tan α.公式三:sin(﹣α)=﹣sin_α,cos(﹣α)=cos_α.公式四:sin(π﹣α)=sin α,cos(π﹣α)=﹣cos_α.휋휋公式五:sin(2―α)=cosα,cos(2―α)=sinα.휋휋公式六:sin(2+α)=cosα,cos(2+α)=﹣sinα3.两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)C(α﹣β):cos (α﹣β)=cosαcosβ+sinαsinβ;(2)C(α+β):cos(α+β)=cosαcosβ﹣sinαsinβ;(3)S(α+β):sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ;(4)S(α﹣β):sin(α﹣β)=sinαcosβ﹣cosαsinβ;(5)T(α+β):tan(α+β)=푡푎푛훼+푡푎푛훽1―푡푎푛훼푡푎푛훽.(6)T(α﹣β):tan(α﹣β)=푡푎푛훼―푡푎푛훽1+푡푎푛훼푡푎푛훽.4.二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)S2α:sin 2α=2sin_αcos_α;1/ 2(2)C2α:cos 2α=cos2α﹣sin2α=2cos2α﹣1=1﹣2sin2α;(3)T2α:tan 2α=2푡푎푛훼1―푡푎푛2훼.【解题方法点拨】诱导公式记忆口诀:푘휋对于角“±α”(k∈Z)的三角函数记忆口诀“奇变偶不变,符号看象限”,“奇变偶不变”是指“当k 为奇2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”.2/ 2。
同角三角函数的基本关系式诱导公式sin(-α)=-sinαcos(-α)=cosαtan(-α)=-tanαcot(-α)=-cotα两角和与差的三角函数公式万能公式sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβsin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβcos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβcos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβtanα+tanβtan(α+β)=—————-1-tanα ·tanβtanα-tanβtan(α-β)=——————1+tanα ·tanβ2tan(α/2)sinα=——————1+tan2(α/2)1-tan2(α/2)cosα=—————-1+tan2(α/2)2tan(α/2) tanα=——————1-tan2(α/2)半角的正弦、余弦和正切公式三角函数的降幂公式二倍角的正弦、余弦和正切公式三倍角的正弦、余弦和正切公式sin2α=2sinαcosαcos2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α2tanαtan2α=--———1-tan2αsin3α=3sinα-4sin3αcos3α=4cos3α-3cosα3tanα-tan3αtan3α=——————1-3tan2α三角函数的和差化积公式三角函数的积化和差公式α+βα-βsinα+sinβ=2sin---·cos--—sinα·cosβ=(1/2)[sin (α+β)+sin(α-β)]2 2α+βα-βsinα-sinβ=2cos—--·sin—-—2 2α+βα-βc osα+cosβ=2cos—--·cos—-—2 2α+βα-βcosα-cosβ=-2sin—--·sin—-— 2 2cosα·sinβ=(1/2)[sin (α+β)—sin(α-β)]cosα·cosβ=(1/2)[cos(α+β)+cos(α—β)]sinα·sinβ=—(1/2)[cos (α+β)—cos(α-β)]化asinα ±bcosα为一个角的一个三角函数的形式(辅助角的三角函数的公式)直角三角定义它有六种基本函数(初等基本表示):三角函数数值表(斜边为r,对边为y,邻边为x。
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。
三角函数公式同角三角函数的基本关系倒数关系:tanα ·cotα=1sinα ·cscα=1cosα·secα=1商的关系:sinα/cosα=tanα=secα/cscα平方关系平方关系:sin^2(α)+cos^2(α)=1 1+tan^2(α)=sec^2(α) 1+cot^2(α)=csc^2(α)一个特殊公式(sina+sinθ)*(sina-sinθ)=sin(a+θ)*sin(a-θ)证明:(sina+si nθ)*(sina-sinθ)=2 sin[(θ+a)/2] cos[(a-θ)/2] *2 cos[(θ+a)/2] sin[(a-θ) /2]=sin(a+θ)*sin(a-θ)二倍角公式正弦sin2A=2sinA·cosA余弦1.Cos2a=Cosa^2-Sina^2=[1-tana^2]/[1+tana^2] 2.Cos2a=1-2Sina^2 3.Cos2a=2Cosa^2-1正切 tan2A=(2tanA)/(1-tan^2(A))三倍角公式sin(3α) = 3sinα-4sin^3α = 4sinα·sin(60°+α)sin(60°-α) cos(3α) = 4cos^3α-3cosα = 4cosα·cos(60°+α)cos(60°-α)tan(3α) = (3tanα-tan^3α)/(1-3tan^2α) = tanαtan(π/3+α)tan(π/3-α)半角公式sin^2(α/2)=(1-cosα)/2cos^2(α/2)=(1+cosα)/2tan^2(α/2)= (1-cosα)/(1+cosα)tan(α/2)=sinα/(1+cosα)=(1-cosα)/sinα万能公式sinα=2tan(α/2)/[1+tan(α/2)] cosα=[1-tan(α/2)]/[1+tan^2(α/2)] tanα=2tan(α/2)/[1-tan&s(α/2)]其他sinα+sin(α+2π/n)+sin(α+2π*2/n)+sin(α+2π*3/n)+……+sin[α+2π*(n-1)/n]=0cosα+cos(α+2π/n)+cos(α+2π*2/n)+cos(α+2π*3/n)+……+cos[α+2π*(n-1)/ n]=0 sin^2(α)+sin^2(α-2π/3)+sin^2(α+2π/3)=3/2tanAtanBtan(A+B)+ta nA+tanB-tan(A+B)=0四倍角公式sin4A=-4*(cosA*sinA*(2*sinA^2-1))cos4A=1+(-8*cosA^2+8*cosA^ 4)tan4A=(4*tanA-4*tanA^3)/(1-6*tanA^2+tanA^4)半角公式tan(A/2)=(1-cosA)/sinA=sinA/(1+cosA)sin^2(a/2)=(1-cos(a))/2cos^2(a/2)=(1+cos(a))/2tan(a/2)=(1-cos(a))/sin(a)=sin(a)/(1+cos(a))两角和公式cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβcos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβsin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβsin(α-β)=sinαcosβ -cosαsinβtan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanαtanβ)tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanαta nβ)cot(A+B) = (cotAcotB-1)/(cotB+cotA)cot(A-B) = (cotAcotB+1)/(c otB-cotA)三角和公式sin(α+β+γ)=sinα·cosβ·cosγ+cosα·sinβ·cosγ+cosα·cosβ·sinγ-sinα·sin β·sinγcos(α+β+γ)=cosα·cosβ·cosγ-cosα·sinβ·sinγ-sinα·cosβ·sinγ-sinα·sin β·cosγtan(α+β+γ)=(tanα+tanβ+tanγ-tanα·tanβ·tanγ)/(1-tanα·tanβ-tanβ·tanγ-tanγ·tanα)和差化积sinθ+sinφ =2sin[(θ+φ)/2] cos[(θ-φ)/2]sinθ-sinφ=2cos[(θ+φ)/2] sin[(θ-φ)/2]cosθ+cosφ=2cos[(θ+φ)/2]cos[(θ-φ)/2]c osθ-cosφ= -2sin[(θ+φ)/2]sin[(θ-φ)/2]tanA+tanB=sin(A+B)/cosAcosB=tan(A+B)(1-tanAtanB)tanA-tanB=sin(A-B)/cosAcosB=tan(A-B)(1+tanAtanB)积化和差sinαsinβ=-[cos(α+β)-cos(α-β)] /2cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]/2sinαcosβ=[sin(α+β)+sin(α-β)]/2cosαsinβ=[sin(α+β)-sin(α-β)]/2公式一:设α为任意角,终边相同的角的同一三角函数的值相等:sin(2kπ+α)= sinαcos(2kπ+α)= cosαtan(2kπ+α)= tanαcot(2kπ+α)= cotα公式二:设α为任意角,π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系:sin(π+α)= -sinαcos(π+α)= -cosαtan(π+α)= tanαcot(π+α)= cotα公式三:任意角α与-α的三角函数值之间的关系:sin(-α)= -sinαcos(-α)= cosαtan(-α)= -tanαcot(-α)= -cotα公式四:利用公式二和公式三可以得到π-α与α的三角函数值之间的关系:sin(π-α)= sinαcos(π-α)= -cosαtan(π-α)= -tanαcot(π-α)= -cotα公式五:利用公式-和公式三可以得到2π-α与α的三角函数值之间的关系:sin (2π-α)= -sinαcos(2π-α)= cosαtan(2π-α)= -tanαcot(2π-α)= -cotα公式六:π/2±α及3π/2±α与α的三角函数值之间的关系:sin(π/2+α)= cosa cos(π/2+α)= -sinαtan(π/2+α)= -cotαcot(π/2+α)= -tanαsin(π/2-α)= cosαcos(π/2-α)= sinαtan (π/2-α)= cotαcot(π/2-α)= tanαsin(3π/2+α)= -cosαcos(3π/2+α)= sinαtan(3π/2+α)= -cota cot(3π/2+α)= -tanαsin(3π/2-α)= -cosαcos(3π/2-α)= -sinαtan(3π/2-α)= cotαcot(3π/2-α)= tanα(以上k∈Z)A·sin(ωt+θ)+ B·sin(ωt+φ) =√{(A+2ABcos(θ-φ)} · si n{ωt + arcsin[ (A·sinθ+B·sinφ) / √{A^2 +B^2 +2ABcos(θ-φ)} }√表示根号,包括{……}中的内容三角函数的诱导公式(六公式)公式一:sin(-α) = -sinαcos(-α) = cosαtan (-α)=-tanα公式二:sin(π/2-α) = cosαcos(π/2-α) = sinα公式三:sin(π/2+α) = cosαcos(π/2+α) =-sinα公式四:sin(π-α) = sinαcos(π-α) = -cosα公式五:sin(π+α) = -sinαcos(π+α) = -cos α公式六:tanA= sinA/cosA tan(π/2+α)=-cotαtan(π/2-α)=cotαtan(π-α)=-tanαtan(π+α)=tanα诱导公式记背诀窍:奇变偶不变,符号看象限万能公式sinα=2tan(α/2)/[1+(tan(α/2))]cosα=[1-(tan(α/2))]/[1+(tan(α/2)] tanα=2tan(α/2)/[1-(tan(α/2))]其它公式三角函数其它公式(1) (sinα)^2+(cosα)^2=1(平方和公式)(2)1+(tanα)^2=(secα)^2(3)1+(cotα)^2=(cscα)^2证明下面两式,只需将一式,左右同除(sinα)^2,第二个除(cosα)^2即可(4)对于任意非直角三角形,总有tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC(5)cotAcotB+cotAcotC+cotBcotC=1(6)cot(A/2)+cot(B/2)+cot(C/2)=cot(A/2)cot(B/2)cot(C/2)(7)(cosA)^2+(cosB)^2+(cosC)^2=1-2cosAcosBcosC(8)(sinA)^2+(sinB)^2+(sinC)^2=2+2cosAcosBcosC其他非重点三角函数csc(a) = 1/sin(a)sec(a) = 1/cos(a)(seca)^2+(csca)^2=(seca)^2 (csca)^2和自变量数列求和有关的公式sinx+sin2x+sin3x+……+sinnx=[sin(nx/2)sin((n+1)x/2)]/sin(x/2)cosx+cos2x+cos3x+……+cosnx=[cos((n+1)x/2)sin(nx/2)]/sin(x/2) tan((n+1)x/2)=(sinx+sin2x+sin3x+……+sinnx)/(cosx+cos2x+cos3x +……+cosnx)sinx+sin3x+sin5x+……+sin(2n-1)x=(sinnx)^2/sinxcosx+cos3x+cos5x+……+cos(2n-1)x=sin(2nx)/(2sinx)。
第二节同角三角函数的基本关系与诱导公式对应学生用书P411.同角三角函数的基本关系式 (1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1(α∈R ). (2)商数关系:tan α=sin αcos α⎝⎛⎭⎫α≠k π+π2,k ∈Z . 2.六组诱导公式角函数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对于角“k π2±α”(k ∈Z )的三角函数记忆口诀“奇变偶不变,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”.1.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. 2.注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化. [试一试]1.(2013·全国大纲卷改编)已知α是第二象限角,sin α=513,则cos α=______.答案:-12132.计算:cos ⎝⎛⎭⎫-20π3=______. 答案:-121.诱导公式的应用原则负化正,大化小,化到锐角为终了. 2.三角函数求值与化简的常用方法(1)弦切互化法:主要利用公式tan α=sin αcos α化成正、余弦.(2)和积转换法: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)=tan π4=….[练一练]1.(2014·南京模拟)已知函数f (x )=2sin(2x +φ).若f ⎝⎛⎭⎫π4= 3,则f ⎝⎛⎭⎫13π4=______. 答案: 32.(2013·芜湖调研)若sin θ·cos θ=12,则tan θ+cos θsin θ的值是________.答案:2对应学生用书P42考点一三角函数的诱导公式1.sin 600°+tan 240°的值等于________.答案:322.已知tan ⎝⎛⎭⎫π6-α=33,则tan ⎝⎛⎭⎫56π+α=________. 答案:-333.化简:tan (π+α)cos (2π+α)sin ⎝⎛⎭⎫α-3π2cos (-α-3π)sin (-3π-α)=________.答案:-14.已知A =sin (k π+α)sin α+cos (k π+α)cos α(k ∈Z ),则A 的值构成的集合是______.答案:{2,-2} [类题通法]诱导公式应用的步骤任意负角的三角函数→任意正角的三角函数↓锐角三角函数←0~2π的角的三角函数提醒:诱导公式应用时不要忽略了角的范围和三角函数的符号.考点二同角三角函数的基本关系[典例] 已知α是三角形的内角,且sin α+cos α=15.(1)求tan α的值; (2)把1cos 2α-sin 2α用tan α表示出来,并求其值.保持本例条件不变, 求:(1)sin α-4cos α5sin α+2cos α;(2)sin 2α+2sin αcos α的值.[类题通法]1.利用sin 2α+cos 2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用sin αcos α=tan α可以实现角α的弦切互化.2.应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.3.注意公式逆用及变形应用:1=sin 2α+cos 2α,sin 2α=1-cos 2α,cos 2α=1-sin 2α. [针对训练]已知sin α=2sin β,tan α=3tan β,求cos α.考点三诱导公式在三角形中的应用[典例] 在△ABC 中,若sin(2π-A )=-2sin(π-B ),3cos A =-2cos (π-B ),求△ABC 的三个内角.[类题通法]1.诱导公式在三角形中经常使用,常用的角的变形有:A +B =π-C,2A +2B =2π-2C ,A 2+B 2+C 2=π2等,于是可得sin(A +B )=sin C ,cos A +B 2=sin C2等; 2.求角时,通常是先求出该角的某一个三角函数值,再结合其范围,确定该角的大小. [针对训练]在△ABC 中,sin A +cos A =2,3cos A =-2cos(π-B ),求△ABC 的三个内角.[课堂练通考点]1.(2013·苏州期中)已知tan θ=2,则sin ⎝⎛⎭⎫π2+θ-cos (π-θ)sin ⎝⎛⎭⎫π2-θ-sin (π-θ)=______.答案:-22.(2014·镇江统考)已知α为第四象限角,且 sin(π-α)=-13,则tan α=________.答案:-243.若△ABC 的内角A 满足sin 2A =23,则sin A +cos A =________.答案:1534.cos ⎝⎛⎭⎫-17π4-sin ⎝⎛⎭⎫-17π4的值是________. 答案: 25.已知π<α<2π,cos(α-7π)=-35,求sin(3π+α)·tan ⎝⎛⎭⎫α-7π2的值.[课下提升考能]第Ⅰ组:全员必做题1.(2014·南通调研)若sin ⎝⎛⎭⎫α-π3=35,则cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=________. 答案:-352.(2014·淮安模拟)若 tan α=3,则 sin 2 α-2 sin αcos α+3 cos 2 α=______.答案:353.已知cos ⎝⎛⎭⎫π2-φ=32,且|φ|<π2,则tan φ=______. 答案: 34.已知α为锐角,且2tan(π-α)-3cos ⎝⎛⎭⎫π2+β+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)=1,则sin α的值是______.答案:310105.已知f (α)=sin (π-α)cos (2π-α)cos (-π-α)tan α,则f ⎝⎛⎭⎫-313π的值为________. 答案:-126.已知sin(π-α)=log 814,且α∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,则tan(2π-α)的值为________. 答案:2557.化简sin ⎝⎛⎭⎫π2+α·cos ⎝⎛⎭⎫π2-αcos (π+α)+sin (π-α)·cos ⎝⎛⎭⎫π2+αsin (π+α)=________.答案:08.若sin θ+cos θsin θ-cos θ=2,则sin(θ-5π)sin ⎝⎛⎭⎫3π2-θ=________. 答案:3109.求值:sin(-1 200°)·cos 1 290°+cos(-1 020°)·sin(-1 050°)+tan 945°.10.已知sin(3π+α)=2sin ⎝⎛⎭⎫3π2+α,求下列各式的值: (1)sin α-4cos α5sin α+2cos α;(2)sin 2α+sin 2α.第Ⅱ组:重点选做题1.若cos α+2sin α=-5,则tan α=______. 答案:22.(2014·无锡模拟)如图,A ,B 是单位圆上的两个质点,点B 坐标为(1,0),∠BOA =60°.质点A 以1 rad/s 的角速度按逆时针方向在单位圆上运动,质点B 以1 rad/s 的角速度按顺时针方向在单位圆上运动.(1)求经过1 s 后,∠BOA 的弧度;(2)求质点A ,B 在单位圆上第一次相遇所用的时间.3.(2014·镇江统考)如图,单位圆(半径为1的圆)的圆心O 为坐标原点,单位圆与y 轴的正半轴交于点A ,与钝角α的终边OB 交于点B (xB ,y B ),设∠BAO =β.(1)用β表示α;(2)如果 sin β=45,求点B (x B ,y B )坐标;(3)求x B -y B 的最小值.。
盘点2019年高考数学复习三角函数公式三角函数是数学中常见的一类关于角度的函数。
以下为查字典数学网整理的三角函数公式,希望对考生复习有帮助。
同角三角函数的基本关系式倒数关系: 商的关系:平方关系:tan cot=1sin csc=1cos sec=1 sin/cos=tan=sec/csccos/sin=cot=csc/sec sin2+cos2=11+tan2=sec21+cot2=csc2(六边形记忆法:图形结构上弦中切下割,左正右余中间1记忆方法对角线上两个函数的积为1;阴影三角形上两顶点的三角函数值的平方和等于下顶点的三角函数值的平方;任意一顶点的三角函数值等于相邻两个顶点的三角函数值的乘积。
)诱导公式(口诀:奇变偶不变,符号看象限。
)sin(-)=-sincos(-)=cos tan(-)=-tancot(-)=-cotsin(/2-)=coscos(/2-)=sintan(/2-)=cotsin(/2+)=cos cos(/2+)=-sin tan(/2+)=-cot cot(/2+)=-tan sin()=sincos()=-cos tan()=-tancot()=-cotsin()=-sincos()=-cos tan()=tancot()=cotsin(3/2-)=-cos cos(3/2-)=-sin tan(3/2-)=cot cot(3/2-)=tan sin(3/2+)=-cos cos(3/2+)=sin tan(3/2+)=-cot cot(3/2+)=-tan sin(2)=-sintan(2)=-tancot(2)=-cotsin(2k)=sincos(2k)=costan(2k)=tancot(2k)=cot(其中kZ)两角和与差的三角函数公式万能公式sin(+)=sincos+cossinsin(-)=sincos-cossincos(+)=coscos-sinsincos(-)=coscos+sinsintan(+)=(tan+tan)/(1-tan tan)tan(-)=(tan-tan)/(1+tan tan)sin=2tan(/2)/(1+tan2(/2))cos=(1-tan2(/2))/(1+tan2(/2))tan=(2tan(/2))/(1-tan2(/2))半角的正弦、余弦和正切公式三角函数的降幂公式二倍角的正弦、余弦和正切公式三倍角的正弦、余弦和正切公式sin2=2sincoscos2=cos2-sin2=2cos2-1=1-2sin2tan2=2tan/(1-tan2)sin3=3sin-4sin3cos3=4cos3-3costan3=(3tan-tan3)/(1-3tan2)三角函数的和差化积公式三角函数的积化和差公式sin+sin=2sin(2/(+ -))cos(2/(+ -))sin-sin=2cos(2/(+ -))sin(2/(+ -))cos+cos=2cos(2/(+ -))cos(2/(+ -))cos-cos=-2sin(2/(+ -))sin(2/(+ -))sin cos=-[sin(+)+sin(-)]/21cos sin=-[sin(+)-sin(-)]/21cos cos=-[cos(+)+cos(-)]/21sin sin= -[cos(+)-cos(-)]唐宋或更早之前,针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目,其相应传授者称为“博士”,这与当今“博士”含义已经相去甚远。
【基础知识精讲】1.同角三角函数的基本关系式根据三角函数定义,容易得到如下关系式(1)平方关系 sin 2α+cos 2α=11+tan 2α=sec 2α1+cot 2α=csc 2α(2)乘积关系 sin α=cos α²tan α,cos α=sin α²cot αcot α=cos α²csc α,csc α=cot α²sec α sec α=csc α²tan α,tan α=sec α²sin α(3)倒数关系 sin α²csc α=1,cos α²sec α=1,tan α²cot α=1说明:(1)以上关系式仅当α的值使等式两边都有意义时才能成立.例如,当α=2πk (k∈Z)时,tan α²cot α=1就不成立.另外,要注意是同角,如sin 2α+cos 2α=1,但sin 2α+cos 2β=1就不恒成立.(2)对公式除了顺用,还应学会逆用、变用、活用.例如,由sin 2α+cos 2α=1变形为cos 2=1-sin 2α,cos α=±α2sin 1-,sin α²cos α=21)cos (sin 2-+αα等等.对于cos α=±α2sin 1-,“±”号的选取要由α所在象限来确定,当α在第一或第四象限时,取“+”;当α在第二或第三象限时,取“-”.而对于其他形式的公式就不必考虑符号问题.如α是第二象限角,tan α=ααcos sin 而不能认为tan α=-ααcos sin (因为α是第二象限角,所以tan α为负值).其实α在第二象限,sin α为正值,cos α为负值,所以tan α=ααcos sin 结果自然得负值,如果再加“-”,结果就得正值了.(3)要注意“1”的代换.如可用sin 2α+cos 2α,sec 2α-tan 2α,sin α²csc α,tan α²cot α等去代换1.(4)记忆方法(如图).首先某函数与它的余函数在同一水平线上. ①在对角线上的两个三角函数值的乘积等于1,如tan α²cot α=1. ②在阴影的三角形中,上面两个顶点上的三角函数值的平方和等于下面顶点上的三角函数值的平方,如1+tan 2α=sec 2α。