两角和与差的正弦
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两角和和差的正弦公式正弦公式是三角函数中的基本公式之一,用于求解两角和和差的正弦值。
我们先来看一下两角和的正弦公式,然后再来推导两角差的正弦公式。
1.两角和的正弦公式:sin(A + B) = sin(A)cos(B) + cos(A)sin(B)其中A和B是任意两个角。
推导:根据向量的加法:设向量A的模为a,向量B的模为b,A与y轴的夹角为α,B与y轴的夹角为β,A与B的夹角为θ。
则向量A可以表示为:A = a(sinα, cosα)向量B可以表示为:B = b(sinβ, cosβ)向量A+B可以表示为:A+B = a(sinα, cosα) + b(sinβ, cosβ)= (asinα + bsinβ, acosα + bcosβ)设向量A+B与y轴的夹角为γ,则:tanγ = (asinα + bsinβ) / (acosα + bcosβ)根据三角函数的定义:sinγ = (asinα + bsinβ) / √[(asinα + bsinβ)² + (acosα + bcosβ)²]cosγ = (acosα + bcosβ) / √[(asinα +bsinβ)² + (acosα + bcosβ)²]根据正弦函数的定义:sin(A + B) = sinγ所以:sin(A + B) = (asinα + bsinβ) / √[(asinα + bsinβ)² + (acosα + bcosβ)²]= [(sinα + (b/a)sinβ) / √(1 + (b/a)cos(β - α))²]= (sinαcos(β - α) + sinβcos(β - α)) / √(1 +(b/a)cos(β - α))²= sinαcos(β - α) + sinβcos(β - α) / √(1 +2(b/a)cos(β - α) + (b/a)²cos²(β - α))= sinαcos(β - α) + sinβcos(β - α) / √(1 - sin²(β - α) + (b/a)²(cos(β - α))²)= sinαcos(β - α) + sinβcos(β - α) / √(cos²(β - α) - sin²(β - α) + (b/a)²(cos(β - α))²)由于sin²θ + cos²θ = 1,所以:sin(A + B) = sinαcos(β - α) + sinβcos(β - α) /√(cos²(β - α) - sin²(β - α) + (b/a)²(cos(β - α))²) = sinαcos(β - α) + sinβcos(β - α) / √cos²(β - α)(1 + (b/a)²cos²(β - α))= sinαcos(β - α) + sinβcos(β - α) / cos(β - α)√(1 + (b/a)²cos²(β - α))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 + (b/a)²cos²(β - α))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 + (b/a)²(1 - sin²(θ)))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 + (b/a)² - (b/a)²sin²(θ))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 + sin²(α)/cos²(α) -(b/a)²sin²(θ))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(cos²(α)/cos²(α) +sin²(α)/cos²(α) - (b/a)²sin²(θ))= sinα + (sinα/b)sinβ / √((cos²(α) + sin²(α))/cos²(α) - (b/a)²sin²(θ))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(1/cos²(α) - (b/a)²sin²(θ))由于1/cos²θ = sec²θ,所以:sin(A + B) = sinα + (sinα/b)sinβ / √(sec²(α) -(b/a)²sin²(θ))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 + tan²(α) - (b/a)²sin²(θ)) = sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 + (b/a)²sin²(θ)/cos²(α))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 + (b/a)²tan²(θ))= sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 + sin²(β)tan²(α))根据正弦函数的定义:sin(A + B) = sinα + (sinα/b)sinβ / √(1 +sin²(β)tan²(α))= sinα + sinβ(1/b) / √(1 + sin²(β)tan²(α))所以:sin(A + B) = sinα + sinβ(1/b) / √(1 + sin²(β)tan²(α))这就是两角和的正弦公式。
两角和与差的正弦、余弦、正切公式及变形1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式 (1)公式①cos(α-β)=cos_αcos_β+sin_αsin_β(C (α-β)) ②cos(α+β)=cos_αcos_β-sin_αsin_β(C (α+β)) ③sin(α-β)=sin_αcos_β-cos_αsin_β(S (α-β)) ④sin(α+β)=sin_αcos_β+cos_αsin_β(S (α+β)) ⑤tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β(T (α-β))⑥tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β(T (α+β))(2)公式变形①tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β). ②tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan αtan β). 2.二倍角公式 (1)公式①sin 2α=2sin_αcos_α,②cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α, ③tan 2α=2tan α1-tan 2α.(2)公式变形①cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2;②1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,sin α±cos α=2sin )4(πα±.3.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.(√) (2)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.(√) (3)在锐角△ABC 中,sin A sin B 和cos A cos B 大小不确定.(×)(4)公式tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β),且对任意角α,β都成立.(×)(5)二倍角的正弦、余弦、正切公式的适用范围是任意角.(×) (6)存在角α,使得sin 2α=2sin α成立.(√) (7)若α+β=π4,则(1+tan α)(1+tan β)=2.(√)(8)不存在实数α,β,使得cos(α+β)=sin α+cos β.(×) (9)存在实数α,使tan 2α=2tan α.(√) (10)y =1-2cos 2x 的x 无意义.(×)考点一 三角函数式的给角求值命题点1.已知非特殊角求函数式的值2.已知含参数的角化简函数或求值[例1] (1)求值:1+cos 20°2sin 20°-sin 10°)5tan 5tan 1(0-; 解:原式=2cos 210°2×2sin 10°cos 10°-sin 10°)5cos 5sin 5sin 5cos (0000- =cos 10°2sin 10°-sin 10°·cos 25°-sin 25°sin 5°cos 5°=cos 10°2sin 10°-sin 10°·cos 10°12sin 10°=cos 10°2sin 10°-2cos 10°=cos 10°-2sin 20°2sin 10°=cos 10°-2sin (30°-10°)2sin 10°=cos 10°-2⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 10°-32sin 10°2sin 10°=3sin 10°2sin 10°=32. (2)化简:sin 2α·sin 2β+cos 2α·cos 2β-12cos 2α·cos 2β. 解:法一:(复角→单角,从“角”入手)原式=sin 2α·sin 2β+cos 2α·cos 2β-12·(2cos 2α-1)·(2cos 2β-1) =sin 2α·sin 2β+cos 2α·cos 2β-12·(4cos 2α·cos 2β-2cos 2α-2cos 2β+1)=sin 2α·sin 2β-cos 2α·cos 2β+cos 2α+cos 2β-12 =sin 2α·sin 2β+cos 2α·sin 2β+cos 2β-12 =sin 2β+cos 2β-12=1-12=12. 法二:(从“名”入手,异名化同名)原式=sin 2α·sin 2β+(1-sin 2α)·cos 2β-12cos 2α·cos 2β=cos 2β-sin 2α(cos 2β-sin 2β)-12cos 2α·cos 2β=cos 2β-sin 2α·cos 2β-12cos 2α·cos 2β=cos 2β-cos 2β·)2cos 21(sin 2αα+=1+cos 2β2-cos 2β·⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin 2α+12(1-2sin 2α) =1+cos 2β2-12cos 2β=12.法三:(从“幂”入手,利用降幂公式先降次) 原式=1-cos 2α2·1-cos 2β2+1+cos 2α2·1+cos 2β2-12cos 2α·cos 2β =14(1+cos 2α·cos 2β-cos 2α-cos 2β)+14(1+cos 2α·cos 2β+cos 2α+cos 2β)-12·cos 2α·cos 2β=12.[方法引航] 给角求值问题往往给出的角是非特殊角,求值时要注意:(1)观察角,分析角之间的差异,巧用诱导公式或拆分.(2)观察名,尽可能使函数统一名称.(3)观察结构,利用公式,整体化简.1.求值sin 50°(1+3tan 10°).解:sin 50°(1+3tan 10°)=sin 50°(1+tan 60°·tan 10°) =sin 50°·cos 60°cos 10°+sin 60°sin 10°cos 60°cos 10°=sin 50°·cos (60°-10°)cos 60°cos 10°=2sin 50°cos 50°cos 10°=sin 100°cos 10°=cos 10°cos 10°=1.2.在△ABC 中,已知三个内角A ,B ,C 成等差数列,则tan A 2+tan C 2+3tan A 2tan C2的值为________.解析:因为三个内角A ,B ,C 成等差数列,且A +B +C =π, 所以A +C =2π3,A +C 2=π3,tan A +C 2=3, 所以tan A 2+tan C 2+3tan A 2tan C2 =tan )22(C A +)2tan 2tan 1(CA -+3tan A 2tan C 2 =3)2tan 2tan1(CA -+3tan A 2tan C 2= 3. 考点二 三角函数式的给值求值[例2] (1)(2016·高考全国丙卷)若tan θ=-13,则cos 2θ=( ) A .-45 B .-15 C.15 D.45解析:法一:cos 2θ=cos 2θ-sin 2θ=cos 2θ-sin 2θcos 2θ+sin 2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=45.故选D. 法二:由tan θ=-13,可得sin θ=±110,因而cos 2θ=1-2sin 2θ=45.答案:D(2)已知tan )4(πα+=12,且-π2<α<0,则)4cos(2sin sin 22πααα-+等于( )A .-255B .-3510C .-31010 D.255 解析:由tan )4(πα+=tan α+11-tan α=12,得tan α=-13.又-π2<α<0,所以sin α=-1010. 故)4cos(2sin sin 22πααα-+=2sin α(sin α+cos α)22(sin α+cos α)=22sin α=-255.答案:A(3)已知α∈)2,0(π,且2sin 2α-sin α·cos α-3cos 2α=0,则12cos 2sin )4sin(+++ααπα=________.解析:2sin 2α-sin αcos α-3cos 2α=0则(2sin α-3cos α)(sin α+cos α)=0, 由于α∈)2,0(π,sin α+cos α≠0, 则2sin α=3cos α.又sin 2α+cos 2α=1,∴cos α=213, ∴12cos 2sin )4sin(+++ααπα=22(sin α+cos α)(sin α+cos α)2+(-sin 2α+cos 2α)=268.答案:268[方法引航] 三角函数的给值求值,关键是把待求角用已知角表示:(1)已知角为两个时,待求角一般表示为已知角的和或差.(2)已知角为一个时,待求角一般与已知角成“倍”的关系或“互余互补”的关系.(3)已知三角函数时,先化简三角函数式,再利用整体代入求值.1.在本例(1)中,已知条件不变,求tan )6(θπ+的值.解:tan )6(θπ+=tan π6+tan θ1-tan π6tan θ=33-131+33×13=53-613.2.在本例(1)中,已知条件不变,求2sin 2θ-sin θcos θ-3cos 2θ的值. 解:原式=2sin 2θ-sin θcos θ-3cos 2θsin 2θ+cos 2θ=2tan 2θ-tan θ-3tan 2θ+1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-132+13-3⎝ ⎛⎭⎪⎫-132+1=-115.3.已知cos )2(απ-+sin )32(απ-=235,则cos )32(πα+=________.解析:由cos )2(απ-+sin )32(απ-=235,得sin α+sin 2π3cos α-cos 23πsin α=235∴32sin α+32cos α=235, 即3sin )6(πα+=235,∴sin )6(πα+=25,因此cos )32(πα+=1-2sin 2)6(πα+=1-2×2)52(=1725.答案:1725考点三 已知三角函数式的值求角[例3] (1)已知cos α=17,cos(α-β)=1314,0<β<α<π2,则β=________. 解析:∵cos α=17,0<α<π2.∴sin α=437.又cos(α-β)=1314,且0<β<α<π2.∴0<α-β<π2,则sin(α-β)=3314. 则cos β=cos[α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =17×1314+437×3314=497×14=12,由于0<β<π2,所以β=π3.答案:π3(2)已知α,β∈(0,π),且tan(α-β)=12,tan β=-17,则2α-β的值为________.解析:∵tan α=tan[(α-β)+β]=tan (α-β)+tan β1-tan (α-β)tan β=12-171+12×17=13>0,∴0<α<π2.又∵tan 2α=2tan α1-tan 2α=2)31(1312-⨯=34>0,∴0<2α<π2,∴tan(2α-β)=tan 2α-tan β1+tan 2αtan β=34+171-34×17=1. ∵tan β=-17<0,∴π2<β<π,-π<2α-β<0,∴2α-β=-34π. 答案:-34π[方法引航] 1.解决给值求角问题应遵循的原则 (1)已知正切函数值,选正切函数.(2)已知正、余弦函数值,选正弦函数或余弦函数,且①若角的范围是)2,0(π,选正、余弦皆可;②若角的范围是(0,π),选余弦较好;③若角的范围是)2,2(ππ-,选正弦较好. 2.解给值求角问题的一般步骤 (1)求角的某一个三角函数值. (2)确定角的范围.(3)根据角的范围写出所求的角.1.设α,β为钝角,且sin α=55,cos β=-31010,则α+β的值为( ) A.3π4 B.5π4 C.7π4 D.5π4或7π4 解析:选C.∵α,β为钝角,sin α=55,cos β=-31010, ∴cos α=-255,sin β=1010,∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=22>0.又α+β∈(π,2π),∴α+β∈)2,23(ππ,∴α+β=7π4. 2.已知tan α=-13,cos β=55,α∈),2(ππ,β∈)2,0(π,求tan(α+β)的值,并求出α+β的值.解:由cos β=55,β∈)2,0(π,得sin β=255,tan β=2.∴tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-13+21+23=1. ∵α∈),2(ππ,β∈)2,0(π,∴π2<α+β<3π2,∴α+β=5π4.[方法探究]三角恒等变换在化简、求值、证明中的综合应用三角恒等变换要重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的分拆要尽可能化成同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中的差异,再选择适当的三角公式恒等变形.[典例] 某同学在一次研究性学习中发现,以下五个式子的值都等于同一个常数: (1)sin 213°+cos 217°-sin 13°cos 17°; (2)sin 215°+cos 215°-sin 15°cos 15°; (3)sin 218°+cos 212°-sin 18°cos 12°; (4)sin 2(-18°)+cos 248°-sin(-18°)cos 48°; (5)sin 2(-25°)+cos 255°-sin(-25°)cos 55°.(Ⅰ)试从上述五个式子中选择一个,求出这个常数;(Ⅱ)根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广为三角恒等式,并证明你的结论. [解] (Ⅰ)选择(2)式,计算如下:sin 215°+cos 215°-sin 15°cos 15°=1-12sin 30°=1-14=34. (Ⅱ)法一:三角恒等式为sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=34. 证明如下:sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=sin 2α+(cos 30°cos α+sin 30°sin α)2-sin α(cos 30°cos α+sin 30°sin α)=sin 2α+34cos 2α+32sin αcos α+14sin 2α-32sin α·cos α-12sin 2α=34sin 2α+34cos 2α=34.法二:三角恒等式为sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=34. 证明如下:sin 2α+cos 2(30°-α)-sin αcos(30°-α)=1-cos 2α2+1+cos (60°-2α)2-sin α(cos 30°cos α+sin30°sin α)=12-12cos 2α+12+12(cos 60°cos 2α+sin 60°sin 2α)-32sin αcos α-12sin 2α=12-12cos 2α+12+14cos 2α+34sin 2α-34sin 2α-14(1-cos 2α)=1-14cos 2α-14+14cos 2α=34.[高考真题体验]1.(2016·高考全国甲卷)若cos )4(απ-=35,则sin 2α=( )A.725B.15 C .-15 D .-725解析:选D.因为cos )4(απ-=cos π4cos α+sin π4sin α=22(sin α+cos α)=35,所以sin α+cos α=325,所以1+sin 2α=1825,所以sin 2α=-725,故选D. 2.(2016·高考全国丙卷)若tan α=34,则cos 2α+2sin 2α=( ) A.6425 B.4825 C .1 D.1625 解析:选A.法一:由tan α=sin αcos α=34,cos 2α+sin 2α=1,得⎩⎪⎨⎪⎧sin α=35cos α=45或⎩⎪⎨⎪⎧sin α=-35cos α=-45,则sin 2α=2sin αcos α=2425,则cos 2α+2sin 2α=1625+4825=6425. 法二:cos 2α+2sin 2α=cos 2α+4sin αcos αcos 2α+sin 2α=1+4tan α1+tan 2α=1+31+916=6425. 3.(2015·高考课标全国卷Ⅰ)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=( ) A .-32 B.32C .-12 D.12解析:选D.sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin 30°=12.4.(2014·高考课标全国卷Ⅰ)设α∈)2,0(π,β∈)2,0(π,且tan α=1+sin βcos β,则( )A .3α-β=π2B .2α-β=π2C .3α+β=π2D .2α+β=π2解析:选 B.由条件得sin αcos α=1+sin βcos β,即sin αcos β=cos α(1+sin β),sin(α-β)=cos α=sin )2(απ-,因为-π2<α-β<π2,0<π2-α<π2,所以α-β=π2-α,所以2α-β=π2,故选B.5.(2015·高考四川卷)已知sin α+2cos α=0,则2sin αcos α-cos 2α的值是________. 解析:由sin α+2cos α=0,得tan α=-2.所以2sin αcos α-cos 2α=2sin αcos α-cos 2αsin 2α+cos 2α=2tan α-1tan 2α+1=-4-14+1=-1.答案:-16.(2016·高考四川卷)cos 2π8-sin 2π8=________.解析:由二倍角公式,得cos 2π8-sin 2π8=cos )82(π⨯=22.答案:22课时规范训练 A 组 基础演练1.tan 15°+1tan 15°=( )A .2B .2+3C .4 D.433 解析:选C.法一:tan 15°+1tan 15°=sin 15°cos 15°+cos 15°sin 15° =1cos 15°sin 15°=2sin 30°=4.法二:tan 15°+1tan 15°=1-cos 30°sin 30°+1sin 30°1+cos 30°=1-cos 30°sin 30°+1+cos 30°sin 30°=2sin 30°=4.2.2cos 10°-sin 20°sin 70°的值是( ) A.12 B.32 C. 3 D. 2解析:选C.原式=2cos (30°-20°)-sin 20°sin 70°=2(cos 30°·cos 20°+sin 30°·sin 20°)-sin 20°sin 70°=3cos 20°cos 20°= 3.3.已知θ∈(0,π),且sin )4(πθ-=210,则tan 2θ=( ) A.43 B.34 C .-247 D.247解析:选C.由sin )4(πθ-=210,得22(sin θ-cos θ)=210,所以sin θ-cos θ=15. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ-cos θ=15sin 2θ+cos 2θ=1,得⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ=45cos θ=35或⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ=-35cos θ=-45.因为θ∈(0,π),所以sin θ>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧ sin θ=-35cos θ=-45不合题意,舍去,所以tan θ=43,所以tan 2θ=2tan θ1-tan 2θ=2×431-⎝ ⎛⎭⎪⎫432=-247,故选C. 4.若θ∈]2,4[ππ,sin 2θ=378,则sin θ等于( ) A.35 B.45 C.74 D.34解析:选D.由sin 2θ=387和sin 2θ+cos 2θ=1得(sin θ+cos θ)2=378+1=2)473(+,又θ∈]2,4[ππ,∴sin θ+cos θ=3+74. 同理,sin θ-cos θ=3-74,∴sin θ=34.5.已知sin 2(α+γ)=n sin 2β,则tan (α+β+γ)tan (α-β+γ)的值为( ) A.n -1n +1 B.n n +1 C.n n -1 D.n +1n -1解析:选D.由已知可得sin[(α+β+γ)+(α-β+γ)]=n sin[(α+β+γ)-(α-β+γ)],则sin(α+β+γ)·cos(α-β+γ)+cos(α+β+γ)sin(α-β+γ)=n [sin(α+β+γ)cos(α-β+γ)-cos(α+β+γ)sin(α-β+γ)],即(n +1)cos(α+β+γ)sin(α-β+γ)=(n -1)sin(α+β+γ)cos(α-β+γ),所以tan (α+β+γ)tan (α-β+γ)=n +1n -1,故选D. 6.若sin )2(θπ+=35,则cos 2θ=________. 解析:∵sin )2(θπ+=cos θ=35,∴cos 2θ=2cos 2θ-1=2×2)53(-1=-725. 答案:-7257.若点P (cos α,sin α)在直线y =-2x 上,则sin 2α+2cos 2α=________.解析:∵点P (cos α,sin α)在直线y =-2x 上∴sin α=-2cos α,于是sin 2α+2cos 2α=2sin αcos α+2(2cos 2α-1)=-4cos 2α+4cos 2α-2=-2.答案:-28.设sin 2α=-sin α,α∈),2(ππ,则tan 2α的值是________. 解析:∵sin 2α=-sin α,∴2sin αcos α=-sin α.∵α∈),2(ππ,sin α≠0,∴cos α=-12.又∵α∈),2(ππ,∴α=23π, ∴tan 2α=tan 43π=tan )3(ππ+=tan π3= 3. 答案: 39.化简:(1+sin θ+cos θ)⎝ ⎛⎭⎪⎫sin θ2-cos θ22+2cos θ(0<θ<π). 解:由θ∈(0,π),得0<θ2<π2,∴cos θ2>0, ∴2+2cos θ=4cos 2θ2=2cos θ2.又(1+sin θ+cos θ))2cos 2(sin θθ-=)2cos 2)(sin 2cos 22cos 2sin 2(2θθθθθ-+ =2cos θ2)2cos 2(sin 22θθ- =-2cos θ2cos θ.故原式=-2cos θ2cos θ2cos θ2=-cos θ. 10.已知α∈),2(ππ,且sin α2+cos α2=62. (1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈),2(ππ,求cos β的值. 解:(1)因为sin α2+cos α2=62,两边同时平方,得sin α=12.又π2<α<π,所以cos α=-32.(2)因为π2<α<π,π2<β<π,所以-π<-β<-π2,故-π2<α-β<π2.又sin(α-β)=-35,得cos(α-β)=45.cos β=cos[α-(α-β)=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)=-32×45+12×)53(-=-43+310. B 组 能力突破 1.已知sin α+cos α=22,则1-2sin 2)4(απ-=( )A.12B.32 C .-12 D .-32解析:选C.由sin α+cos α=22,得1+2sin αcos α=12,∴sin 2α=-12.因此1-2sin 2)4(απ-=cos2)4(απ-=sin 2α=-12. 2.已知f (x )=2tan x -2sin 2x 2-1sin x 2cos x 2,则f )12(π的值为( )A .43 B.833 C .4 D .8解析:选D.∵f (x )=2)sin cos cos sin (2)sin cos (tan xx x x x x x +⨯=+=2×1cos x ·sin x =4sin 2x , ∴f )12(π=4sin π6=8. 3.已知sin α=55,sin(α-β)=-1010,α,β均为锐角,则角β等于( )A.5π12B.π3C.π4D.π6解析:选C.∵α、β均为锐角,∴-π2<α-β<π2.又sin(α-β)=-1010,∴cos(α-β)=31010.又sin α=55,∴cos α=255,∴sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β)=55×31010-255×)1010(-=22. ∴β=π4.4.若tan α=lg(10a ),tan β=lg 1a ,且α+β=π4,则实数a 的值为________.解析:tan α+tan β=lg(10a )+lg 1a =lg 10=1,∵α+β=π4,所以tan π4=tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=11-tan αtan β, ∴tan αtan β=0,则有tan α=lg(10a )=0或tan β=lg 1a =0.所以10a =1或1a =1,即a =110或1.答案:110或15.已知tan(π+α)=-13,tan(α+β)=ααααπ2sincos10cos4)2(2sin22-+-.(1)求tan(α+β)的值;(2)求tan β的值.解:(1)∵tan(π+α)=-13,∴tan α=-13.∵tan(α+β)=ααααπ2sincos10cos4)2(2sin22-+-=sin 2α+4cos2α10cos2α-sin 2α=2sin αcos α+4cos2α10cos2α-2sin αcos α=2cosα(sin α+2cos α)2cos α(5cos α-sin α)=sin α+2cos α5cos α-sin α=tan α+25-tan α=-13+25-⎝⎛⎭⎪⎫-13=516.(2)tan β=tan[(α+β)-α]=tan(α+β)-tan α1+tan(α+β)tan α=516+131-516×13=3143.。
两角和与差的正弦、余弦正切公式两角和与差公式sin(A+B) = sinAcosB+cosAsinB sin(A-B) = sinAcosB-cosAsinBcos(A+B) = cosAcosB-sinAsinB cos(A-B) = cosAcosB+sinAsinB tan(A+B) =tanAtanB -1tanB tanA + tan(A-B) =tanAtanB1tanB tanA +- cot(A+B) =cotA cotB 1-cotAcotB + cot(A-B) =cotA cotB 1cotAcotB -+ 倍角公式 tan2A =Atan 12tanA 2- Sin2A=2SinA•CosA Cos2A = Cos 2A-Sin 2A=2Cos 2A-1=1-2sin 2A半角公式 sin(2A )=2cos 1A -cos(2A )=2cos 1A + tan(2A )=A A cos 1cos 1+- tan(2A )=A A sin cos 1-=A A cos 1sin + cot(2A )=A A cos 1cos 1-+ 和差化积 sina+sinb=2sin 2b a +cos 2b a - sina-sinb=2cos 2b a +sin 2b a - cosa+cosb = 2cos2b a +cos 2b a - cosa-cosb = -2sin 2b a +sin 2b a - tanA+tanB=sin(A+B)/cosAcosB tanA-tanB=sin(A-B)/cosAcosB积化和差 sinasinb = -21[cos(a+b)-cos(a-b)] cosacosb = 21[cos(a+b)+cos(a-b)] sinacosb =21[sin(a+b)+sin(a-b)] cosasinb = 21[sin(a+b)-sin(a-b)] 其它公式 a•sina+b•cosa=)b (a 22+×sin(a+c) [其中tanc=ab ] 熟记并理解各公式,并能熟练的运用各公式在具体题型中的运用。
两角和和差的正弦公式在三角函数的学习中,我们经常会遇到求两角的和或差的正弦值的问题。
为了解决这类问题,我们需要掌握两角和和差的正弦公式。
设A和B为两个角,则有:sin(A ± B) = sinA * cosB ± cosA * sinB其中,"+"号适用于求两角的正弦和,"-"号适用于求两角的正弦差。
与两角和的公式类似,设A和B为两个角,则有:sin(A ± B) = sinA * cosB ∓ cosA * sinB其中,"+"号适用于求两角的正弦和,"-"号适用于求两角的正弦差。
下面我们来证明这两个公式。
1.两角和的正弦公式的证明:我们假设一个单位圆O,以O为中心,OA为半径作出角A,以OB为半径作出角B。
设这两条半径与其终边的交点分别为C和D。
根据三角函数的定义,我们可以得到:sinA = OC / OA cosA = AC / OAsinB = OD / OB cosB = BD / OB现在我们要求两角和的正弦值,即sin(A + B),根据正弦的定义可得:sin(A + B) = OD / OA同时,根据平面几何知识,我们可以知道:OD = OC * cosB + OD * sinBOC=OCOA=OA代入前面的三角函数定义中,可以得到:OD / OA = (OC * cosB + OD * sinB) / OA进一步化简,有:sin(A + B) = cosB * sinA + sinB * cosA由此证得,两角和的正弦公式成立。
2.两角差的正弦公式的证明:同样假设单位圆O,以O为中心,OA为半径作出角A,以OB为半径作出角B。
根据三角函数的定义,我们可以得到:sinA = OC / OA cosA = AC / OAsinB = OD / OB cosB = BD / OB现在我们要求两角差的正弦值,即sin(A - B),根据正弦的定义可得:sin(A - B) = OD / OA同时,根据平面几何知识,我们可以知道:OD = OC * cosB - OD * sinBOC=OCOA=OA代入前面的三角函数定义中,可以得到:OD / OA = (OC * cosB - OD * sinB) / OA进一步化简,有:sin(A - B) = cosB * sinA - sinB * cosA由此证得,两角差的正弦公式成立。
两角和与差的正弦、余弦和正切公式(含解析)1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式1) $cos(\alpha-\beta): cos(\alpha-\beta)=cos\alphacos\beta+sin\alpha sin\beta$2) $cos(\alpha+\beta): cos(\alpha+\beta)=cos\alpha cos\beta-sin\alpha sin\beta$3) $sin(\alpha+\beta): sin(\alpha+\beta)=sin\alphacos\beta+cos\alpha sin\beta$4) $sin(\alpha-\beta): sin(\alpha-\beta)=sin\alpha cos\beta-cos\alpha sin\beta$5) $tan(\alpha+\beta):tan(\alpha+\beta)=\frac{tan\alpha+tan\beta}{1-tan\alpha tan\beta}$6) $tan(\alpha-\beta): tan(\alpha-\beta)=\frac{tan\alpha-tan\beta}{1+tan\alpha tan\beta}$2.二倍角的正弦、余弦、正切公式1) $sin2\alpha: sin2\alpha=2sin\alpha cos\alpha$2) $cos2\alpha: cos2\alpha=cos^2\alpha-sin^2\alpha=2cos^2\alpha-1=1-2sin^2\alpha$3) $tan2\alpha: tan2\alpha=\frac{2tan\alpha}{1-tan^2\alpha}$3.常用的公式变形1) $tan(\alpha\pm\beta)=\frac{tan\alpha\pm tan\beta}{1\mp tan\alpha tan\beta}$2) $cos2\alpha=\frac{1+cos2\alpha}{2}$,$sin2\alpha=\frac{1-cos2\alpha}{2}$3) $1+sin2\alpha=(sin\alpha+cos\alpha)^2$,$1-sin2\alpha=(sin\alpha-cos\alpha)^2$,$\sin\alpha+\cos\alpha=2\sin\frac{\alpha+\beta}{4}$基础题必做1.若$tan\alpha=3$,则$\frac{sin2\alpha}{2sin\alphacos\alpha}$的值等于$2tan\alpha=2\times3=6$。
两角和与差的正弦、余弦与正切公式[知识梳理]1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)C (α∓β):cos(α∓β)=cos αcos β±sin αsin β.(2)S (α±β):sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β.(3)T (α±β):tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β⎝⎛⎭⎪⎫α,β,α±β≠π2+k π,k ∈Z . 2.二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)S 2α:sin2α=2sin αcos α.(2)C 2α:cos2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α.(3)T 2α:tan2α=2tan α1-tan 2α⎝ ⎛⎭⎪⎫α≠±π4+k π,且α≠k π+π2,k ∈Z . 3.公式的常用变形(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β).(2)cos 2α=1+cos2α2,sin 2α=1-cos2α2. (3)1±sin2α=(sin α±cos α)2,sin α±cos α=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π4. (4)a sin α+b cos α=a 2+b 2sin(α+φ),其中cos φ=a a 2+b 2,sin φ=b a 2+b2,tan φ=b a (a ≠0). 特别提醒:(1)角:转化三角函数式中往往出现较多的差异角,注意观察角与角之间的和、差、倍、互补、互余等关系,运用角的变换,化多角为单角或减少未知角的数目,连接条件角与待求角,使问题顺利获解.对角变换时:①可以通过诱导公式、两角和与差的三角公式等;②注意倍角的相对性;③注意拆角、拼角技巧,例如,2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β=(α-β)+β,β=α+β2-α-β2=(α+2β)-(α+β),α-β=(α-γ)+(γ-β),15°=45°-30°,π4+α=π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α等.(2)将三角变换与代数变换密切结合:三角变换主要是灵活应用相应的三角公式,对于代数变换主要有因式分解、通分、提取公因式、利用相应的代数公式等,例如,sin 4x +cos 4x =(sin 2x +cos 2x )2-2sin 2x cos 2x =1-12sin 22x . [诊断自测]1.概念思辨(1)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.( )(2)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.( )(3)在锐角△ABC 中,sin A sin B 和cos A cos B 大小关系不确定.( )(4)公式tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β),且对任意角α,β都成立.( )答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×2.教材衍化(1)(必修A4P 131T 5)sin20°cos10°-cos160°sin10°=( )A .-32 B.32 C .-12 D.12答案 D解析 原式=sin20°cos10°+cos20°sin10°=sin(20°+10°)=sin30°=12,故选D.(2)(必修A4P 146A 组T 3)已知tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=12,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π6=13,则tan(α+β)=________.答案 1解析 ∵α+β=⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6+⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π6,∴tan(α+β)=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6+tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π61-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π6=12+131-16=1.3.小题热身(1)sin7°+cos15°sin8°cos7-sin15°sin8°的值为( )A .2+ 3B .2- 3C .2 D.12答案 B解析 原式=sin (15°-8°)+cos15°sin8°cos (15°-8°)-sin15°sin8°=sin15°cos8°cos15°cos8°=tan15°=tan(45°-30°)=tan45°-tan30°1+tan45°tan30° =1-331+33=3-13+1=2- 3.故选B.(2)若sin(α-β)sin β-cos(α-β)cos β=45,且α是第二象限角,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α等于( ) A .7 B .-7 C.17 D .-17答案 C解析 ∵sin(α-β)sin β-cos(α-β)cos β=45,∴cos α=-45.又α是第二象限角,∴sin α=35,则tan α=-34.∴tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=tan π4+tan α1-tan π4tan α=1-341+34=17.故选C.题型1 求值问题典例 已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =35,若17π12<x <7π4,求sin2x +2sin 2x 1-tan x的值. 本题采用“函数转化法”.解 由17π12<x <7π4,得5π3<x +π4<2π.又cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =35,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =-45,所以cos x =cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x -π4=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x cos π4+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x sin π4=35×22-45×22=-210, 从而sin x =-7210,tan x =7.则sin2x +2sin 2x 1-tan x =2sin x cos x +2sin 2x 1-tan x=2⎝ ⎛⎭⎪⎫-7210·⎝ ⎛⎭⎪⎫-210+2⎝ ⎛⎭⎪⎫-721021-7=-2875.方法技巧三角恒等变换的变“角”与变“名”问题的解题思路1.角的变换:明确各个角之间的关系(包括非特殊角与特殊角、已知角与未知角),熟悉角的拆分与组合的技巧,半角与倍角的相互转化.2.名的变换:明确各个三角函数名称之间的联系,常常用到同角关系、诱导公式,把正弦、余弦化为正切,或者把正切化为正弦、余弦.冲关针对训练已知锐角α,β满足sin α=55,cos β=31010,则α+β等于( )A.3π4B.π4或3π4C.π4 D .2k π+π4(k ∈Z )答案 C解析 由sin α=55,cos β=31010,且α,β为锐角,可知cos α=255,sin β=1010,故cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=255×31010-55×1010=22,又0<α+β<π,故α+β=π4.故选C.题型2 三角恒等变换的综合应用角度1 研究三角函数的性质 典例 (优质试题·临沂一模)已知函数f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3cos x +3.(1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)若函数g (x )=f (x )-m 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上有两个不同的零点x 1,x 2,求实数m 的取值范围,并计算tan(x 1+x 2)的值.本题采用转化法、数形结合思想.解 函数f (x )=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3cos x +3, 化简可得f (x )=2sin x cos x -23cos 2x + 3=sin2x -23⎝ ⎛⎭⎪⎫12+12cos2x + 3 =sin2x -3cos2x=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3. (1)函数的最小正周期T =2π2=π,由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2时单调递增,解得k π-π12≤x ≤k π+5π12(k ∈Z ),∴函数的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z .(2)函数g (x )=f (x )-m 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上有两个不同的零点x 1,x 2,转化为函数f (x )与函数y =m 有两个交点.令u =2x -π3,∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴u ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3 可得f (x )=2sin u 的图象(如图).由图可知:m 在[3,2),函数f (x )与函数y =m 有两个交点,其横坐标分别为x 1,x 2.故得实数m 的取值范围是m ∈[3,2),由题意可知x 1,x 2是关于对称轴是对称的:那么函数在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2的对称轴为x =5π12, ∴x 1+x 2=5π12×2=5π6.那么tan(x 1+x 2)=tan 5π6=-33.方法技巧三角函数综合性试题涉及三角函数的性质研究.首先将三角函数化为f (x )=A sin(ωx +φ)的形式,在转化过程中需要三角恒等变换.如典例.这是高考的重点题型.冲关针对训练(优质试题·河北区二模)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6+cos x . (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)若α是第一象限角,且f ⎝⎛⎭⎪⎫α+π3=45,求tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4的值. 解 (1)f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6+cos x =32sin x -12cos x +cos x =32sin x +12cos x=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6, 所以函数f (x )的最小正周期为T =2π1=2π.(2)由于f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6, 则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π2=cos α=45, 由于α是第一象限角,所以sin α=35,则tan α=34,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=tan α-11+tan α=-17. 角度2 三角恒等变换与向量的综合典例(优质试题·南京三模)已知向量a =(2cos α,sin 2α),b =(2sin α,t ),α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,t 为实数. (1)若a -b =⎝ ⎛⎭⎪⎫25,0,求t 的值; (2)若t =1,且a ·b =1,求tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π4的值. 本题采用向量法、平方法.解 (1)向量a =(2cos α,sin 2α),b =(2sin α,t ),α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,t 为实数.若a -b =⎝ ⎛⎭⎪⎫25,0,则(2cos α-2sin α,sin 2α-t )=⎝ ⎛⎭⎪⎫25,0, 可得cos α-sin α=15,平方可得sin 2α+cos 2α-2cos αsin α=125,即为2cos αsin α=1-125=2425(cos α>0,sin α>0),由sin 2α+cos 2α=1,解得cos α+sin α=(cos α-sin α)2+4sin αcos α =125+4825=75, 即有sin α=35,cos α=45,则t =sin 2α=925.(2)若t =1,且a ·b =1,即有4cos αsin α+sin 2α=1,即有4cos αsin α=1-sin 2α=cos 2α,由α为锐角,可得cos α∈(0,1),即有tan α=sin αcos α=14,则tan2α=2tan α1-tan 2α=121-116=815, tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π4=tan2α+11-tan2α=1+8151-815=237. 方法技巧三角恒等变换与向量的综合问题是高考中经常出现的问题,一般以向量的坐标形式给出与三角函数有关的条件,并结合简单的向量运算进行化简.冲关针对训练(优质试题·南通模拟)已知向量m =⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x 2,1,n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1,3cos x 2,函数f (x )=m ·n .(1)求函数f (x )的最小正周期;(2)若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-2π3=23,求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3的值. 解 (1)f (x )=sin x 2+3cos x 2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π3, ∴f (x )的最小正周期T =2π12=4π.(2)∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-2π3=2sin α2=23,∴sin α2=13,∴cos α=1-2sin 2α2=79,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π2=2cos α=149.1.(优质试题·全国卷Ⅱ)若cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=35,则sin2α=( ) A.725 B.15 C .-15 D .-725答案 D解析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=22(cos α+sin α)=35⇒cos α+sin α=325⇒1+sin2α=1825,∴sin2α=-725.故选D.2.(2014·全国卷Ⅰ)设α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,且tan α=1+sin βcos β,则( )A .3α-β=π2B .3α+β=π2C .2α-β=π2D .2α+β=π2答案 C解析 由tan α=1+sin βcos β得sin αcos α=1+sin βcos β,即sin αcos β=cos α+sin βcos α,所以sin(α-β)=cos α,又cos α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α,所以sin(α-β)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α,又因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以-π2<α-β<π2,0<π2-α<π2,因此α-β=π2-α,所以2α-β=π2,故选C.3.(2014·全国卷Ⅱ)函数f (x )=sin(x +2φ)-2sin φcos(x +φ)的最大值为________.答案 1解析 f (x )=sin[(x +φ)+φ]-2sin φcos(x +φ)=sin(x +φ)cos φ+cos(x +φ)sin φ-2sin φcos(x +φ)=sin(x +φ)cos φ-sin φcos(x +φ)=sin(x +φ-φ)=sin x ,∴f (x )的最大值为1.4.(优质试题·全国卷Ⅱ)函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2的最大值是________.答案 1解析 f (x )=1-cos 2x +3cos x -34=-⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x -322+1.∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴cos x ∈[0,1],∴当cos x =32时,f (x )取得最大值,最大值为1.[重点保分 两级优选练]A 级一、选择题1.计算sin43°cos13°+sin47°cos103°的结果等于( )A.12B.33C.22D.32答案 A解析 原式=sin43°cos13°-cos43°sin13°=sin(43°-13°)=sin30°=12.故选A.2.sin47°-sin17°cos30°cos17°=( )A .-32B .-12 C.12 D.32答案 C解析 sin47°=sin(30°+17°)=sin30°cos17°+cos30°·sin17°, ∴原式=sin30°cos17°cos17°=sin30°=12.故选C.3.已知过点(0,1)的直线l :x tan α-y -3tan β=0的斜率为2,则tan(α+β)=( )A .-73 B.73 C.57 D .1答案 D解析 由题意知tan α=2,tan β=-13.∴tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=2-131-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=1.故选D.4.(优质试题·云南一检)cos π9·cos 2π9·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23π9=( )A .-18B .-116 C.116 D.18答案 A解析 cos π9·cos 2π9·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23π9=cos20°·cos40°·cos100°=-cos20°·cos40°·cos80°=-sin20°·cos20°·cos40°·cos80°sin20°=-12sin40°·cos40°·cos80°sin20°=-14sin80°·cos80°sin20°=-18sin160°sin20°=-18sin20°sin20°=-18.故选A.5.(优质试题·衡水中学二调)3cos10°-1sin170°=( )A .4B .2C .-2D .-4答案 D解析 3cos10°-1sin170°=3cos10°-1sin10°=3sin10°-cos10°sin10°cos10°=2sin (10°-30°)12sin20°=-2sin20°12sin20°=-4.故选D.6.若0<α<π2,-π2<β<0,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=13,cos ⎝ ⎛ π4- ⎭⎪⎫β2=33,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+β2=( ) A.33 B .-33 C.539 D .-69答案 C解析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+β2=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2, 由0<α<π2,得π4<α+π4<3π4,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=223.⎝⎭cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+β2=539,故选C. 7.(优质试题·长春模拟)已知tan(α+β)=-1,tan(α-β)=12,则sin2αsin2β的值为( )A.13 B .-13 C .3 D .-3答案 A解析 sin2αsin2β=sin[(α+β)+(α-β)]sin[(α+β)-(α-β)]=sin (α+β)cos (α-β)+cos (α+β)sin (α-β)sin (α+β)cos (α-β)-cos (α+β)sin (α-β)=tan (α+β)+tan (α-β)tan (α+β)-tan (α-β)=13.故选A. 8.(优质试题·山西八校联考)若将函数f (x )=sin(2x +φ)+3cos(2x+φ)(0<φ<π)的图象向左平移π4个单位长度,平移后的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0对称,则函数g (x )=cos(x +φ)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π6上的最小值是( ) A .-12 B .-32 C.22 D.12答案 D解析 ∵f (x )=sin(2x +φ)+3cos(2x +φ)=2sin (2x +φ+π3 ),∴将函数f (x )的图象向左平移π4个单位长度后,得到函数解析式为y =2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4+φ+π3=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +φ+π3的图象.∵该图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0对称,对称中心在函数图象上,∴2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π2+φ+π3=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π+φ+π3=0,解得π+φ+π3=k π+π2,k ∈Z ,即φ=k π-5π6,k ∈Z .∵0<φ<π,∴φ=π6,∴g (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6, ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π6,∴x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π3, ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1, 则函数g (x )=cos(x +φ)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π6上的最小值是12.故选D. 9.(优质试题·兰州检测)在斜三角形ABC 中,sin A =-2cos B ·cos C ,且tan B tan C =1-2,则角A 的值为( )A.π4B.π3C.π2D.3π4答案 A解析 由题意知,-2cos B cos C =sin A =sin(B +C )=sin B cos C +cos B sin C ,等式-2cos B cos C =sin B cos C +cos B sin C 两边同除以cos B cos C ,得tan B +tan C =-2,又tan(B +C )=tan B +tan C1-tan B tan C=-1=-tan A ,即tan A =1,所以A =π4.故选A.10.(优质试题·河北模拟)已知θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,且sin θ-cos θ=-144,则2cos 2θ-1cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ等于( )A.23B.43C.34D.32答案 D解析 由sin θ-cos θ=-144,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=74, ∵θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,∴π4-θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4, ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=34, ∴2cos 2θ-1cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ=cos2θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ=32.故选D. 二、填空题11.已知cos(α+β)cos(α-β)=13,则cos 2α-sin 2β=________.答案 13解析 ∵(cos αcos β-sin αsin β)(cos αcos β+sin αsin β)=13,∴cos 2αcos 2β-sin 2αsin 2β=13. ∴cos 2α(1-sin 2β)-(1-cos 2α)sin 2β=13. ∴cos 2α-sin 2β=13. 12.已知α,β∈(0,π),且tan(α-β)=12,tan β=-17,则2α-β的值为________.答案 -3π4解析 ∵tan α=tan[(α-β)+β]=tan (α-β)+tan β1-tan (α-β)tan β =12-171+12×17=13>0,又α∈(0,π),∴0<α<π2.又∵tan2α=2tan α1-tan 2α=2×131-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=34>0, ∴0<2α<π2,∴tan(2α-β)=tan2α-tan β1+tan2αtan β=34+171-34×17=1. ∵tan β=-17<0,∴π2<β<π,-π<2α-β<0,∴2α-β=-3π4.13.(优质试题·江苏模拟)已知α、β为三角形的两个内角,cos α=17,sin(α+β)=5314,则β=________.答案 π3解析 因为0<α<π,cos α=17,所以sin α=1-cos 2α=437,故π3。
两角和与差的正弦
教学目标:
1.能推导2π
α±,32
πα±的诱导公式,并能灵活运用; 2.掌握()S αβ±公式的推导,并能熟练进行公式正逆向运用。
教学重点:()S αβ±公式及诱导公式的推导、运用;
教学难点:()S αβ±公式及诱导公式的运用。
教学过程:
(一)复习:
1.()C αβ±公式;
2.练习:
化简:(1)cos3cos sin3sin αααα+;(2)cos(
)cos()66ππαα++-;(3)cos15cos75-o o . (二)新课讲解:
1.诱导公式
(1)cos()cos cos sin sin sin 222π
π
π
αααα-=+=;
(2)把公式(1)中
2πα-换成α,则cos sin()2παα=-. 即:cos()sin 2παα-= sin()cos 2π
αα-=. 2.两角和与差的正弦公式的推导
sin()cos[()]2παβαβ+=-+ cos[()]2
παβ=-- cos()cos sin()sin 22ππ
αβαβ=-+- sin cos cos sin αβαβ=+
即:sin()αβ+=sin cos cos sin αβαβ+ (()S αβ+)
在公式()S αβ+中用β-代替β,就得到:
sin()sin cos cos sin αβαβαβ-=- (()S αβ-)
说明:(1)公式()C αβ±对于任意的,αβ都成立。
练习:习题4.6第二题,补充证明:sin()cos 2παα+= cos()sin 2π
αα+=-.
(2)2π
α±,32
πα±的三角函数等于α的余名三角函数,前面再加上一个把α看作锐角时原三角函数的符号;
(3)诱导公式用一句话概括为奇变偶不变,符号看象限。
3.例题分析:
例1:求值(1)sin 75o ; (2)sin195o ; (3)cos79cos56cos11cos34-o o o o .
解:(1)sin 75o sin30cos 45cos30sin 45=+o o o o =12=; (2)sin195o sin(18015)=+o o sin15(sin 45cos30cos 45sin 30)=-=--o o o o o
=;
(3)cos79cos56cos11cos34-o o o o cos(7956)=+=o o . 例2:已知2sin ,(,)32πααπ=∈,33cos ,(,)42
πββπ=-∈,求sin()αβ-,cos(),tan()αβαβ++.
解:Q 2sin ,(,)32
πααπ=∈, ∴cos α==
33
cos ,(,)42
πββπ=-∈Q , ∴sin β==,
∴sin()sin cos cos sin αβαβαβ-=-=
cos()cos cos sin sin αβαβαβ+=-=
又Q sin()αβ+=
∴sin()tan()cos()αβαβαβ++=
+ == 例3:已知5cos 13θ=-,求cos()6
πθ+及sin()6πθ+的值。
解: Q 5cos 13
θ=-0<, ∴θ在二,三象限,
当θ在第二象限时,12sin 13θ==
,
∴cos()6π
θ+cos cos sin sin
66π
π
θθ=-5121132132=-⨯-⨯1226=-,
sin()6πθ+sin cos cos sin 66ππθθ=+526=,
当θ在第三象限时,12sin 13θ==-
,
∴cos()6π
θ+cos cos sin sin 66
π
π
θθ=-5121132132=-⨯+⨯1226-=,
sin()6πθ+sin cos cos sin 66ππθθ=-526
=-. 小结:掌握 公式()S αβ+的推导,能熟练运用()S αβ±公式,注意()S αβ±公式的逆用。