122同角三角函数的基本关系
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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(1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1;(2)商数关系:sin αcos α=tan α.2.诱导公式公式一:sin(α+2k π)=sin α,cos(α+2k π)=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.公式五:sin )(απ-2=cos α,cos )(απ-2=sin α. 公式六:sin )(απ+2cos α,cos )(απ+2=-sin α. 一个口诀:诱导公式的记忆口诀为:(απ±2k )奇变偶不变,符号看象限. 三种方法在求值与化简时,常用方法有:(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=….一、已知某角的一个三角函数值,求其它三角函数值 例1:① 已知sinA=23, A 为第二象限的角,求cosA ,tanA 的值;②已知cosA=23, A 为第四象限的角,求sinA ,tanA 的值;③已知α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,tan α=2,则cos α=________;二、由某角的正切值求该角关于正弦余弦的三角函数式的值例 2:已知tan α=2,求:(1)4sin 2cos 5sin 3cos αααα-+;(2)2222sin 2sin cos cos 4cos 3sin 1αααααα---+;(3)25sin 3sin cos 2ααα+-变式(1)已知tan α=13,求12sin αcos α+cos 2α的值;三、关于某角的正弦与余弦之和,正弦与余弦之差,正弦与余弦之积,知一求二例3: 已知-π2<x <0,sin x +cos x =15①求sinxcosx 的值, ②求sinx+cosx 的值③求sin 2x -cos 2x 的【试一试】 (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)已知sin θ+cos θ=713,θ∈(0,π),则tan θ=________.四、利用诱导公式求值,化简例4: 已知sin)(2πα+=-55,α∈(0,π). (1)求)3cos()sin()23cos()2sin(απαπαππα++-+--的值; (2)求cos )(απ-65的值.(2)已知sin α是方程5x 2-7x -6=0的根,α是第三象限角, 则sin (-α-32π)cos (32π-α)cos (π2-α)sin (π2+α)·tan 2(π-α)=________.专项基础训练一、选择题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 .-32B.32C .-12 D.12 2. cos(-2 013π)的值为( ) A.12B .-1C .-32D .03.已知f (α)=sin (π-α)·cos (2π-α)cos (-π-α)·tan (π-α),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-25π3的值为( )A.12B .-12C.32 D .-324.当0<x <π4时,函数f (x )=cos 2xcos x sin x -sin 2x的最小值是( )A.14B.12 C .2 D .4 二、填空题5.如果sin α=15,且α为第二象限角,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+α=________.6.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π12的值为________.7. sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+3π2·tan (α+π)sin (π-α)=________.三、解答题(共22分)8. (10分)已知sin θ+cos θ=23(0<θ<π),求tan θ的值.9. (12分)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.。
1●高考明方向1.理解同角三角函数的基本关系式:sin 2α+cos 2α=1,sinαcosα=tanα. 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.★备考知考情同角关系式和诱导公式中的π±α,π2±α是高考的热点,题型既有选择题、填空题,又有解答题,难度为中低档题,主要是诱导公式在三角式求值、化简的过程中与同角三角函数的关系式、2 和差角公式及倍角公式的综合应用,一般不单独命题,在考查基本运算的同时,注重考查等价转化的思想方法.一、知识梳理《名师一号》P47知识点一 同角三角函数的基本关系平方关系:;1cos sin 22=+αα商数关系:sin tan cos =ααα注意:《名师一号》P50 问题探究 问题1在利用同角三角函数的基本关系中应注意哪些技巧?利用同角三角函数基本关系式化简求值时, 涉及两个同角基本关系sin 2α+cos 2α=1和tanα=sinαcosα,它们揭示同一角α的各三角函数间的关系,需要在复习中通过解题、理解、掌握.尤其是利用sin2α+cos2α=1及变形形式sin2α=1-cos2α或cos2α=1-sin2α进行开方运算时,要注意符号判断.知识点二诱导公式记忆口诀:奇变偶不变,符号看象限!注意:《名师一号》P50 问题探究问题2诱导公式的记忆口诀“奇变偶不变,符号看象限”中的“符号”是否与α的大小有34 关?无关,只是把α从形式上看作锐角,从而2kπ+α(k∈Z),π+α,-α,π-α,π2-α,π2+α分别是第一、三、四,二、一、二象限角.二、例题分析:(一) 求值例1.(1)《名师一号》P50 对点自测 4 (09全国卷Ⅰ文)o 585sin 的值为(A) 2-(B)2(C)2-2答案:A例1.(补充)(2)17cos 3⎛⎫-π ⎪⎝⎭的值为5 答案:12例1.(补充)(3)()tan 1665︒-的值为答案:1-注意:(补充)求任意角的三角函数值:负化正→正化主[)0,2π→主化锐例1.(4)《名师一号》P51 高频考点 例2(1)(2014·安徽卷)设函数f(x)(x ∈R)满足f(x +π)=f(x)+sinx.当0≤x<π时,f(x)=0,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23π6=( ) A.12 B.32 C .0 D .-126解:(1)由题意得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23π6=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫17π6+sin 17π6 =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π6+sin 11π6+sin 17π6=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6+sin 5π6+sin 11π6+sin 17π6=0+12-12+12=12.练习:(补充)(2009重庆卷文)下列关系式中正确的是( )A .000sin11cos10sin168<<B .000sin168sin11cos10<<C .000sin11sin168cos10<<D .000sin168cos10sin11<<7【答案】Csin168sin(18012)sin12,cos10cos(9080)sin80︒︒︒︒︒︒︒︒=-==-=由于正弦函数sin y x =在区间[0,90]︒︒上为递增函数,因此sin11sin12sin80︒︒︒<<,即sin11sin168cos10︒︒︒<<。
同角三角函数的基本关系倒数关系:tanα²cotα=1 sinα²cscα=1cosα²secα=1商的关系:sinα/cosα=tanα=secα/cscαcosα/sinα=cotα=cscα/secα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)平常针对不同条件的常用的两个公式sin^2(α)+cos^2(α)=1 tan α*cot α=1一个特殊公式(sina+sinθ)*(sina-sinθ)=sin(a+θ)*sin(a-θ)证明:(sina+sinθ)*(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)坡度公式我们通常把坡面的铅直高度h与水平高度l的比叫做坡度(也叫坡比),用字母i表示,即i=h / l,坡度的一般形式写成l : m形式,如i=1:5.如果把坡面与水平面的夹角记作a(叫做坡角),那么i=h/l=tan a.锐角三角函数公式正弦:sin α=∠α的对边/∠α的斜边余弦:cos α=∠α的邻边/∠α的斜边正切:tan α=∠α的对边/∠α的邻边余切:cot α=∠α的邻边/∠α的对边二倍角公式正弦sin2A=2sinA²cosA 余弦 1.Cos2a=Cos^2 (a)-Sin^2(a) 2.Cos2a=1-2Sin^2(a) 3.Cos2a=2Cos^2(a)-1即Cos2a=Cos^2(a)-Sin^2(a)=2Cos^2(a)-1=1-2Sin^2(a) 正切tan2A=(2tanA)/(1-tan^2(A))三倍角公式sin3α=4sinα²sin(π/3+α)sin(π/3-α)cos3α=4cosα²cos(π/3+α)cos(π/3-α) tan3a = tan a ²tan(π/3+a)²tan(π/3-a) 三倍角公式推导sin(3a)=sin(a+2a) =sin2acosa+cos2asina =2sina(1-sin²a)+(1-2sin²a)sina =3sina-4sin^3a cos3a =cos(2a+a) =cos2acosa-sin2asina =(2cos²a-1) cosa-2(1-cos^a)cosa =4cos^3a-3cosa sin3a=3sina-4sin^3a =4sina(3/4-sin²a) =4sina[(√3/2)²-sin²a] =4sina(sin²60°-sin²a) =4sina(sin60°+sina)(sin60°-sina) =4sina*2sin[(60+a)/2]cos[(60°-a)/2]*2sin[(60°-a)/2]cos[(60°-a)/2] =4sinasin(60°+a)sin(60°-a) cos3a=4cos^3a-3cosa =4cosa(cos²a-3/4) =4cosa[cos²a-(√3/2)^2] =4cosa (cos²a-cos²30°) =4cosa(cosa+cos30°)(cosa-cos30°) =4cosa*2cos[(a+30°)/2]cos[(a-30°)/2]*{-2sin[(a+30°)/2]sin[(a-30°)/2]} =-4cosasin(a+30°)sin(a-30°) =-4cosasin[90°-(60°-a)]sin[-90°+(60°+a)] =-4cosacos(60°-a)[-cos(60°+a)] =4cosacos(60°-a)cos(60°+a) 上述两式相比可得tan3a=tanatan(60°-a)tan(60°+a) 现列出公式如下: sin2α=2sinαcosαtan2α=2tanα/(1-tan²( α)) cos2α=cos²(α)-sin²(α)=2cos²(α)-1=1-2sin²(α) 可别轻视这些字符,它们在数学学习中会起到重要作用。
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。
122同角三角函数的基本关系同角三角函数是指在同一个角度上的正弦、余弦、正切、余切、正割和余割函数。
它们之间有一系列基本关系,这些关系包括互为倒数、平方和等等。
下面是同角三角函数的基本关系的详细说明。
1.互为倒数关系:正弦和余割是互为倒数的函数,即sinθ = 1/cscθ,cscθ =1/sinθ。
余弦和正割是互为倒数的函数,即cosθ = 1/secθ,secθ =1/cosθ。
正切和余切是互为倒数的函数,即tanθ = 1/cotθ,cotθ =1/tanθ。
2.平方和关系:正弦和余弦的平方和为1,即sin^2θ + cos^2θ = 1正切和余切的平方和为1,即tan^2θ + cot^2θ = 13.互为倒数的平方和关系:正弦的平方和余弦的平方是1,即sin^2θ = 1 - cos^2θ,cos^2θ = 1 - sin^2θ。
正切的平方和余切的平方是1,即tan^2θ = 1 - cot^2θ,cot^2θ = 1 - tan^2θ。
4.反函数关系:正弦和余弦是相互的反函数,即sin(90°-θ) = cosθ,cos(90°-θ) = sinθ。
正切和余切是相互的反函数,即tan(90°-θ) = cotθ,cot(90°-θ) = tanθ。
5.符号关系:正弦、正割和余切是奇函数,即sin(-θ) = -sinθ,sec(-θ) = secθ,cot(-θ) = -cotθ。
余弦、正切和余割是偶函数,即cos(-θ) = cosθ,tan(-θ) = -tanθ,csc(-θ) = cscθ。
6.三角恒等式:正弦和余割的平方和正切相等,即sin^2θ + 1 = tan^2θ,tan^2θ + 1 = csc^2θ。
余弦和正割的平方和余切相等,即cos^2θ + 1 = cot^2θ,cot^2θ + 1 = sec^2θ。
以上就是同角三角函数的基本关系的详细说明。
§1.2.2 同角三角函数的基本关系(1)
学习目标
1. 掌握同角三角函数的三个基本关系式;
2. 掌握已知一个角的某一个三角函数值,求这个角的其他三角函数值.
3. 能够利用三角函数的基本关系式化简三角函数式,并证明有关的三角恒等式
学习过程
一、课前准备
(预习教材P 21~ P 22,找出疑惑之处)
复习1:任意角的三个三角函数是怎样定义的?
复习2:初中研究锐角的三个三角函数,它们有怎样的关系式?
二、新课导学
※ 学习探究
探究任务一:同角三角函数的基本关系
问题:从三个三角函数的定义,你能发现哪些三角函数有平方关系?哪些三角函数与其他三角函数有商数关系?
新知:平方关系22sin cos 1αα+=;
商数关系sin tan cos α
αα
=.
试试:利用三角函数线的定义,推导同角三角函数的基本关系.
反思:
① 上述两个关系式,在一些什么情况下成立?
② “sin 2α+cos 2β=1”对吗?
③ 同角三角函数关系式可以解决哪些问题?
※ 典型例题
例1已知cos α=-3
5
,并且它是第三象限的角,求sin α,tan α的值.
练1. (1)已知sin α=
5
13
,求cos α,tan α的值. (2)已知tan α=3,求sin α,cos α.
小结:① 定义法;基本关系式法. 如果是填空、选择,还可以走捷径求解. ② 注意符号(象限确定)及同角三基本式的运用(分析联系);知一求二.
例2 化简21
tan 1sin αα
-,且α在第二象限.
练2. 化简:
(1)21cos 1100-︒; (2)12sin 40cos 40-o o . (3)已知α是第二象限角,化简: 1sin 1sin 1sin 1sin αα
αα+--
-+.
例3、三角恒等式的证明
问题:用多种方法证明1sin cos x x +=cos 1sin x
x
-
新知:证明三角恒等式的方法. (1)直接证明左边等于右边
师生补记
(2)由其它等式而转化,例如先证交叉乘积相等; (3)或证和(差),或证商,即比较法; 练3. 求证:sin 2x tan 2x =tan 2x -sin 2x .
三、总结提升
※ 学习小结 1. 给值求值:已知一个角的某一个三角函数值,便可运用基本关系式求出其它三角函数值.
2. 化简的要求(化简后的式子,三角函数的种类最少;分母不含根式;项数最少;能求出值的求出值) ※ 知识拓展
“同角”是指表达形式相同的角,而不是终边相同的角. 22sin cos 1
αα+=对一切实数α成立;sin tan cos ααα=在()2
k k Z π
απ≠+∈时成立. 以上两式属
三角恒等式,注意各自成立的条件. 它们是三角函数中求值、化简、证明时要用到的基本公式,要注重灵活选用和公式变形使用.
学习评价
※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差 ※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:
1. 化简21sin 40-o 为( ). A. cos40︒ B. sin40︒ C. cos40-︒ D sin40-︒
2. 若4
cos 5
α=-,且α在第三象限,则tan α=( ).
A. 34
B. 34-
C. 43
D. 4
3
-
3. 若tan α=3,且3
22παπ<<,则sin α=( ).
2
22cos 1
4=
12sin αα
--、化简 5. 求证4422sin -cos sin cos αααα=-
课后作业
1. 已知12 sin α+5 cos α=0,求sin α、cos α的值.
2.已知1
sin cos (0)5
αααπ+=<<,求tan α.
3. 已知tan α为非零实数,用tan α表示sin α,cos α.
4. 已知tan α=2,求下列各式的值:
(1)cos sin sin cos αααα
+-;
(2)223sin 4sin cos cos αααα-+.。