专题5.2 同角三角函数的基本关系与诱导公式1.(2021·北京二中高三其他模拟)在平面直角坐标系xOy 中,角θ以Ox 为始边,终边与单位圆交于点34,55⎛⎫⎪⎝⎭,则tan()πθ-的值为( )A .43B .34C .43-D .34-【答案】C 【解析】由题意可得角的正弦和余弦值,由同角三角函数的基本关系可求出角的正切值,结合诱导公式即可选出正确答案.【详解】解:由题意知,43sin ,cos 55θθ==,则sin 4tan cos 3θθθ==,所以4tan()tan 3πθθ-=-=-,故选:C.2.(2021·全国高三其他模拟(理))已知1tan ,2α=则()cos cos 2παπα-⎛⎫+ ⎪⎝⎭=( )A .﹣12B .12C .2D .﹣2【答案】C 【解析】先用“奇变偶不变,符号看象限”将()cos cos 2παπα-⎛⎫+ ⎪⎝⎭化简为cos sin αα--,结合同角三角函数的基本关系来求解.【详解】因为1tan 2α=,所以()cos cos 2παπα-⎛⎫+ ⎪⎝⎭=cos sin αα--=1tan α=2.故选:C练基础3.(2021·全国高一专题练习)已知3cos cos()2παπα⎛⎫-++= ⎪⎝⎭则1tan tan αα+=( )A .2B .-2C .13D .3【答案】A 【解析】用诱导公式化简,平方后求得sin cos αα,求值式切化弦后易得结论.【详解】3cos cos()sin cos 2παπααα⎛⎫-++=∴--= ⎪⎝⎭即21sin cos (sin cos )2,sin cos ,2αααααα+=∴+=∴=1sin cos 1tan 2tan cos sin sin cos αααααααα∴+=+==,故选:A .4.(2021·河南高三其他模拟(理))若1tan 2α=,则22sin sin cos ααα+=_______________________.【答案】45【解析】利用同角三角函数的基本关系式进行化简求值.【详解】因为12tan α=,所以222222224215sin sin cos tan tan sin sin cos sin cos tan ααααααααααα+++===++.故答案为:455.(2021·宁夏银川市·银川一中高三其他模拟(文))若3sin 2πθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭[0,2)θπ∈,则θ=___________.【答案】116π【解析】根据三角函数的诱导公式,求得cos θ=[0,2)θπ∈,进而求得θ的值.【详解】由三角函数的诱导公式,可得3sin cos 2πθθ⎛⎫+=-= ⎪⎝⎭,即cos θ=,又因为[0,2)θπ∈,所以116πθ=.故答案为:116π.6.(2021·上海格致中学高三三模)已知α是第二象限角,且3sin 5α=,tan α=_________.【答案】34-【解析】根据角所在的象限,判断正切函数的正负,从而求得结果.【详解】由α是第二象限角,知4cos 5α===-,则sin 3tan cos 4ααα==-故答案为:34-7.(2021·上海高三二模)若sin cos k θθ=,则sin cos θθ⋅的值等于___________(用k 表示).【答案】21kk +【解析】由同角三角函数的关系得tan θk =,进而根据22sin cos sin cos sin cos θθθθθθ⋅⋅=+,结合齐次式求解即可.【详解】因为sin cos k θθ=,所以tan θk =,所以2222sin cos tan sin cos sin cos tan 11kk θθθθθθθθ⋅⋅===+++,故答案为:21k k +8.(2021·河北衡水市·高三其他模拟)函数log (3)2(0a y x a =-+>且a ≠1)的图象过定点Q ,且角a 的终边也过点Q ,则23sin α+2sin cos αα=___________.【答案】75【解析】首先可得点Q 的坐标,然后可得tan α,然后可求出答案.【详解】由题可知点Q (4,2),所以1tan ,2α=所以22223sin 2sin cos 3sin 2sin cos sin cos αααααααα++==+2211323tan 2tan 74211tan 514ααα⨯+⨯+==++故答案为:759.(2021·上海高三其他模拟)已知3sin 5x =,(,)2x ππ∈,则cos(π﹣x )=___________.【答案】45【解析】根据22sin cos 1x x += ,(,)2x ππ∈,求出cos x ,再用“奇变偶不变,符号看象限”求出cos(π﹣x ).【详解】解:因为3sin 5x =,(,)2x ππ∈,可得cos x =﹣=﹣45,所以cos(π﹣x )=﹣cos x =45.故答案为:45.10.(2020·全国高一课时练习)若2cos()3απ-=-,求sin(2)sin(3)cos(3)cos()cos()cos(4)απαπαππαπααπ-+--------的值.【答案】.【解析】利用诱导公式化简已知和结论,转化为给值求值的三角函数问题解决.【详解】原式=sin(2)sin(3)cos(3)cos (cos )cos παπαπαααα---+----=2sin sin cos cos cos ααααα--+=sin (1cos )cos (1cos )αααα---=-tan α,因为2cos()cos 3απα-=-=-,所以2cos 3α=,所以α为第一象限角或第四象限角.(1)当α为第一象限角时,sin α=所以sin tan cos ααα=,所以原式.(2)当α为第四象限角时,sin α=所以sin tan cos ααα=,所以原式.综上,原式=.1.(2021·全国高三其他模拟(理)(0)a a =>,则1tan 2=________(用含a 的式子表示).【解析】根据同角三角函数的相关公式,把根号下的式子变形为完全平方式,2111112sin cos sin cos 2222⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,2111112sin cos sin cos 2222⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,再由11cos sin 022>>,开方即得1cos 22a =,再由22111tan 12cos 2+=即可得解.【详解】练提升=+=1111cos sin sin cos2222=-++12cos 2a ==,则1cos 22a =而22111tan 12cos 2+=,2214tan 12a∴=-又1tan 02>,1tan 2∴==.2.(2021·河北邯郸市·高三二模)当04x π<<时,函数22cos ()sin cos sin xf x x x x=-的最大值为______.【答案】-4【解析】化简函数得21()tan tan f x x x=-,再换元tan ,(0,1)t x t =∈,利用二次函数和复合函数求函数的最值.【详解】由题意得22222cos cos ()sin cos sin cos cos x x f x x x xx x =-所以21()tan tan f x x x =-,当04x π<<时,0tan 1x <<,设tan ,(0,1)t x t =∈所以2211()=11()24g t t t t =---,所以当12t =时,函数()g t 取最大值4-.所以()f x 的最大值为-4.故答案为:4-3.(2021·浙江高三其他模拟)已知πtan 34α⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,则3πtan 4α⎛⎫-= ⎪⎝⎭______,sin cos αα=______.【答案】3 25【解析】由3ππtan tan 44αα⎛⎫⎛⎫-=-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭可求,由和的正切公式求出tan α,再建立齐次式即可求出.【详解】3πππtan tan πtan 3444ααα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+=-+= ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦.由πtan 1tan 341tan ααα+⎛⎫+==- ⎪-⎝⎭,得tan 2α=,故222sin cos tan 2sin cos sin cos tan 15αααααααα===++.故答案为:3;254.(2021·全国高一专题练习)如图,单位圆与x 轴正半轴的交点为A ,M ,N 在单位圆上且分别在第一、第二象限内,OM ON ⊥.若四边形OAMN 的面积为34,则AOM ∠=___________;若三角形AMN 的面积为25,则sin AOM ∠=___________.【答案】6π 35【解析】根据四边形OAMN 的面积,列出关于M 点纵坐标M y 的方程,求出M y ;即可根据三角函数的定义求出sin AOM ∠,进而可得AOM ∠;根据三角形AMN 的面积为25,得到M y 与N y 之间关系,再结合三角函数的定义,得到1cos sin 5AOM AOM ∠-∠=,利用同角三角函数基本关系,即可求出结果.【详解】若四边形OAMN 的面积为34,则3111142222MON MOA M M S S OM ON OA y y =+=⨯⨯+⨯⨯=+V V ,解得12M y =,由三角函数的定义可得1sin 2M AOM y ∠==,因为M 为第一象限内的点,所以AOM ∠为锐角,因此6AOM π∠=;若三角形AMN 的面积为25,则21115222MON MOA AMN OAMN AON AON M N S S S S S S y y ==-=-=+-+V V V V V ,即51N M y y -=,由三角函数的定义可得,sin M AOM y ∠=,sin N AON y ∠=,又sin sin cos 2N y AON AOM AOM π⎛⎫=∠=∠+=∠ ⎪⎝⎭,所以1cos sin 5AOM AOM ∠-∠=,由221cos sin 5sin cos 1AOM AOM AOM AOM ⎧∠-∠=⎪⎨⎪∠+∠=⎩解得3in 5s AOM ∠=或4in 5s AOM ∠=-,又AOM ∠为锐角,所以3in 5s AOM ∠=.故答案为:6π;35.5.(2021·河南高一期中(文))(1)已知角α的终边经过点()43P ,-,化简并求值:221cos sin cos sin cos tan 1a ααααα-+---;(2的值.【答案】(1)15-(2)1.【解析】(1)利用三角函数定义得到3sin 5α=,4cos 5α=-,化简三角函数表达式代入即可得到结果;(2)利用同角基本关系式化简即可.【详解】(1)由题意知,3sin 5α=,4cos 5α=-.原式222sin sin cos sin sin cos 1cos ααααααα+=---2222sin sin cos sin cos sin cos cos αααααααα+=---()2222cos sin cos sin sin cos sin cos αααααααα+=---22sin cos sin cos sin cos αααααα=---22sin cos sin cos αααα-=-341sin cos 555αα=+=-=-;(2)原式=sin 40cos 40cos 40cos50︒-︒=︒-︒cos 40sin 401cos 40sin 40-==-︒︒︒︒.6.(2021·河南高一期中(文))已知sin 2cos 0αα+=.(1)求sin 2cos cos 5sin αααα--的值;(2)求33sin cos cos sin aααα+的值.【答案】(1)411-;(2)858-.【解析】(1)本题可根据sin 2cos 0αα+=得出tan 2α=-,然后根据同角三角函数关系即可得出结果;(2)本题可通过22sin cos 1αα+=求出2sin α、2cos α的值,然后通过同角三角函数关系即可得出结果.【详解】(1)因为sin 2cos 0αα+=,所以tan 2α=-,则sin 2cos tan 24cos 5sin 15tan 11αααααα--==---.(2)联立22sin 2cos 0sin cos 1αααα+=⎧⎨+=⎩,解得224sin 51cos 5αα⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,则3322sin cos tan 185cos sin cos sin tan 8a ααααααα+=+=-.7.(2020·武汉市新洲区第一中学高一期末)在平面直角坐标系xOy 中,以x 轴非负半轴为始边作角0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,2πβπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,它们的终边分别与单位圆相交于A ,B 两点,已知点A ,B,.(1)求23sin sin cos 1ααα-+的值;(2)化简并求cos 的值.【答案】(1)195;(2)1-+【解析】(1)由已知条件可知求得sin α,tan α,已知式变形为2222223sin sin cos 3tan tan 3sin sin cos 111sin cos tan 1ααααααααααα---+=+=+++,代入可得答案;(2)由已知得cos β,sin β=.【详解】解:(1)由已知条件可知:cos α=0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以sin 0α>,sin α==,tan 7α=,2222223sin sin cos 3tan tan 3497193sin sin cos 1111sin cos tan 1505ααααααααααα--⨯--+=+=+=+=++,(2)cos β=,2πβπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以sin 0β>,从而sin β==;1sin cos cos cos (1sin )1|cos |ββββ-===--=-+.8.(2021·全国高三专题练习(理))求函数sin cos sin cos y x x x x =+-(x ∈R )的值域.【答案】112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,【解析】令sin cos t x x =-=4x π⎛⎫⎡-∈ ⎪⎣⎝⎭,所以()2221111+++122221t y t t t t -=--=+=-,根据二次函数的性质可求得值域.【详解】令sin cos t x x =-=4x π⎛⎫⎡-∈ ⎪⎣⎝⎭,所以()2221111+++122221t y t t t t -=--=+=-,所以当t =24=-+x k ππ (k Z ∈)时,min y =12-;当1t =,即()114k x k ππ⎡⎤=++-⎣⎦(k Z ∈)时,max 1y =,因此函数y =sin cos sin cos y x x x x =+-的值域应为112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,.9.(2021·江苏高一月考)如图,锐角α的始边与x 轴的非负半轴重合,终边与单位圆交于点()11,A x y ,将射线OA 按逆时针方向旋转3π后与单位圆交于点()()2212,,B x y f x x α=+.(1)求()fα的取值范围;(2)若()fα=,求tan α的值.【答案】(1)32⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭;(2【解析】(1)由三角函数的定义可得1cos x α=,2cos(3x πα=+,化简()f α6)πα+.根据2663πππα<+<,利用余弦函数的定义域和值域求得()f α的范围.(2)根据()f α=,求得3cos(654sin(65παπα⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,再利用两角差的正弦余弦公式求出sin ,cos αα的值,从而得出结论.【详解】(1)由图知,3AOB π∠=,由三角函数的定义可得1cos x α=,2cos(3x πα=+,123()cos cos()cos cos cossin sincos 3332f x x πππαααααααα==+++-+=-=6)πα=+.角α为锐角,∴2663πππα<+<,∴1co 26s()πα-<+<∴623πα<+<,即()f α的范围是32⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭.(2)因为()fα=,2663πππα<+<,6πα+=,3cos()65)46sin()65παπαπα⎧+=⎪⎪+=⇒⎨⎪+=⎪⎩,431sin sin66552ππαα⎡⎤⎛⎫=+-=⨯=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦341cos cos66552ππαα⎡⎤⎛⎫=+-=+⨯=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦sintancosααα∴===10.(2021·河南省实验中学高一期中)(1)已知sin()cos()tan(3)()3cos2fπθπθπθθπθ-+-=⎛⎫-⎪⎝⎭,求73fπ⎛⎫- ⎪⎝⎭的值(2)已知1sin cos5αα+=-,2παπ<<,求sin(3)cos(2)sin()sin2παπαπαα--++⎛⎫-++⎪⎝⎭的值.【答案】(1(2)17.【解析】(1)利用诱导公式、同角三角函数基本关系化简()fθ,然后再代值计算即可.(2)利用同角三角函数间的关系,将1sin cos5αα+=-平方求出sin cosαα的值,从而求出cos sinαα-的值,再由诱导公式将所求式子化简,即可得出答案.【详解】(1)()()sin cos tansin()cos()tan(3)()sin3sincos2fθθθπθπθπθθθπθθ⋅-⋅--+-===--⎛⎫-⎪⎝⎭所以77sin sin2sin3333fπππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=--=+==⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(2)由1sin cos 5αα+=-,则112sin cos 25αα+=,所以242sin cos 25αα=-由2παπ<<,则sin 0,cos 0αα><设cos sin 0t αα=-<,则2244912cos sin 12525t αα=-=+=由cos sin 0t αα=-<,所以7cos sin 5αα-=-1sin(3)cos(2)sin cos 157sin cos 7sin()sin 52παπαααπαααα---+++===-+⎛⎫--++ ⎪⎝⎭1.(2021·全国高考真题)若tan 2θ=-,则()sin 1sin 2sin cos θθθθ+=+( )A .65-B .25-C .25D .65【答案】C 【解析】将式子先利用二倍角公式和平方关系配方化简,然后增添分母(221sin cos θθ=+),进行齐次化处理,化为正切的表达式,代入tan 2θ=-即可得到结果.【详解】将式子进行齐次化处理得:()()()22sin sin cos 2sin cos sin 1sin 2sin sin cos sin cos sin cos θθθθθθθθθθθθθθ+++==+++()2222sin sin cos tan tan 422sin cos 1tan 145θθθθθθθθ++-====+++.故选:C .2.(2020·全国高考真题(理))已知π()0,α∈,且3cos28cos 5αα-=,则sin α=( )AB .23C .13D练真题【答案】A 【解析】3cos 28cos 5αα-=,得26cos 8cos 80αα--=,即23cos 4cos 40αα--=,解得2cos 3α=-或cos 2α=(舍去),又(0,),sin απα∈∴== 故选:A.3.(2019·北京高考真题(文))如图,A ,B 是半径为2的圆周上的定点,P 为圆周上的动点,是锐角,大小为β.图中阴影区域的面积的最大值为( )A .4β+4cos βB .4β+4sin βC .2β+2cos βD .2β+2sin β【答案】B 【解析】观察图象可知,当P 为弧AB 的中点时,阴影部分的面积S 取最大值,此时∠BOP =∠AOP =π-β, 面积S 的最大值为+S △POB + S △POA =4β+.故选:B .APB ∠2222βππ⨯⨯1||sin()2OPOB πβ-‖1||sin()2OP OA πβ+-‖42sin 2sin 44sin βββββ=++=+⋅4.(2017·北京高考真题(文))在平面直角坐标系中,角与角均以为始边,它们的终边关于轴对称.若,则_____.【答案】【解析】因为角与角的终边关于轴对称,所以,所以.5.(2018·北京高考真题(理))设函数f (x )=cos(ωx ―π6)(ω>0),若f (x )≤f (π4)对任意的实数x 都成立,则ω的最小值为__________.【答案】23【解析】因为f (x )≤f (π4)对任意的实数x 都成立,所以f (π4)取最大值,所以π4ω―π6=2k π(k ∈Z ),∴ω=8k +23(k∈Z ),因为ω>0,所以当k =0时,ω取最小值为23.6.(2017·全国高考真题(理))函数f (x )=s in 2x +3cosx ―34(x ∈0,__________.【答案】1【解析】化简三角函数的解析式,则f (x )=1―cos 2x +3cos x ―34=―cos 2x +3cos x +14= ―(cos x ―32)2+1,由x ∈[0,π2]可得cos x ∈[0,1],当cos x =32时,函数f (x )取得最大值1.xOy αβOx y 1sin 3α=sin β=13αβy 2,k k Z αβππ+=+∈()1sin sin 2sin 3k βππαα=+-==。