两角和与差的正余弦正切2
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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、余弦和正切公式及二倍角公式一、基础知识1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式 S (α±β):sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β. C (α±β):cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β. T (α±β):tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β⎝⎛⎭⎫α,β,α±β≠π2+k π,k ∈Z .两角和与差的正弦、余弦、正切公式的结构特征和符号特点及关系:C (α±β)同名相乘,符号反;S (α±β)异名相乘,符号同;T (α±β)分子同,分母反.2.二倍角公式 S 2α:sin 2α=2sin αcos α.C 2α:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α.T 2α:tan 2α=2tan α1-tan 2α⎝⎛⎭⎫α≠k π+π2且α≠k π2+π4,k ∈Z . 二倍角是相对的,例如,α2是α4的二倍角,3α是3α2的二倍角.二、常用结论(1)降幂公式:cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2.(2)升幂公式:1+cos 2α=2cos 2α,1-cos 2α=2sin 2α. (3)公式变形:tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β). (4)辅助角公式:a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ)⎝⎛⎭⎪⎫其中sin φ=b a 2+b 2,cos φ=a a 2+b 2.考点一 三角函数公式的直接应用[典例] (1)已知sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,tan β=-12,则tan(α-β)的值为( )A .-211B.211C.112D .-112(2)(2019·呼和浩特调研)若sin ()π-α=13,且π2≤α≤π,则sin 2α的值为( )A .-229B .-429C.229D.429[解析] (1)因为sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π, 所以cos α=-1-sin 2α=-45,所以tan α=sin αcos α=-34.所以tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β=-211.(2)因为sin(π-α)=sin α=13,π2≤α≤π,所以cos α=-1-sin 2α=-223,所以sin 2α=2sin αcos α=2×13×⎝⎛⎭⎫-223=-429.[答案] (1)A (2)B[解题技法] 应用三角公式化简求值的策略(1)首先要记住公式的结构特征和符号变化规律.例如两角差的余弦公式可简记为:“同名相乘,符号反”.(2)注意与同角三角函数基本关系、诱导公式的综合应用. (3)注意配方法、因式分解和整体代换思想的应用. [题组训练]1.已知sin α=13+cos α,且α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos 2αsin ⎝⎛⎭⎫α+π4的值为( ) A .-23B.23C .-13D.13解析:选A 因为sin α=13+cos α,所以sin α-cos α=13,所以cos 2αsin ⎝⎛⎭⎫α+π4=cos 2α-sin 2αsin αcos π4+cos αsin π4=(cos α-sin α)(cos α+sin α)22(sin α+cos α)=-1322=-23.2.已知sin α=45,且α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π2,则sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3的值为________. 解析:因为sin α=45,且α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π2,所以α∈⎝⎛⎭⎫π2,π, 所以cos α=-1-sin 2α=-1-⎝⎛⎭⎫452=-35. 因为sin 2α=2sin αcos α=-2425,cos 2α=2cos 2α-1=-725.所以sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=sin 2αcos π3+cos 2αsin π3=-24+7350. 答案:-24+7350考点二 三角函数公式的逆用与变形用[典例] (1)(2018·全国卷Ⅱ)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)=________.(2)计算:tan 25°+tan 35°+3tan 25°tan 35°=________. [解析] (1)∵sin α+cos β=1,① cos α+sin β=0,②∴①2+②2得1+2(sin αcos β+cos αsin β)+1=1, ∴sin αcos β+cos αsin β=-12,∴sin(α+β)=-12.(2)原式=tan(25°+35°)(1-tan 25°tan 35°)+3tan 25°·tan 35°=3(1-tan 25°tan 35°)+3tan 25°tan 35°= 3. [答案] (1)-12 (2)3[解题技法]两角和、差及倍角公式的逆用和变形用的技巧(1)逆用公式应准确找出所给式子与公式的异同,创造条件逆用公式. (2)公式的一些常用变形:sin αsin β+cos(α+β)=cos αcos β; cos αsin β+sin(α-β)=sin αcos β; 1±sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2±cos α22; sin 2α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan αtan 2α+1;cos 2α=cos 2α-sin 2αcos 2α+sin 2α=1-tan 2α1+tan 2α.[提醒](1)公式逆用时一定要注意公式成立的条件和角之间的关系.(2)tan αtan β,tan α+tan β(或tan α-tan β),tan(α+β)(或tan(α-β))三者中可以知二求一,且常与一元二次方程根与系数的关系结合命题.(3)注意特殊角的应用,当式子中出现12,1,32, 3等这些数值时,一定要考虑引入特殊角,把“值变角”构造适合公式的形式.[题组训练]1.设a =cos 50°cos 127°+cos 40°cos 37°,b =22(sin 56°-cos 56°),c =1-tan 239°1+tan 239°,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >a >bD .a >c >b解析:选D 由两角和与差的正、余弦公式及诱导公式,可得a =cos 50°cos 127°+cos 40°cos 37°=cos 50°cos 127°+sin 50°sin 127°=cos(50°-127°)=cos(-77°)=cos 77°=sin 13°,b =22(sin 56°-cos 56°)=22sin 56°-22cos 56°=sin(56°-45°)=sin 11°,c =1-tan 239°1+tan 239°=1-sin 239°cos 239°1+sin 239°cos 239°=cos 239°-sin 239°=cos 78°=sin 12°.因为函数y =sin x ,x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2为增函数,所以sin 13°>sin 12°>sin 11°,所以a >c >b .2.已知cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435,则sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=________. 解析:由cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435, 可得32cos α+12sin α+sin α=435, 即32sin α+32cos α=435,∴3sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=435,即sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=45. 答案:453.化简sin 2⎝⎛⎭⎫α-π6+sin 2⎝⎛⎭⎫α+π6-sin 2α的结果是________. 解析:原式=1-cos ⎝⎛⎭⎫2α-π32+1-cos ⎝⎛⎭⎫2α+π32-sin 2α=1-12⎣⎡⎦⎤cos ⎝⎛⎭⎫2α-π3+cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3-sin 2α =1-cos 2α·cos π3-sin 2α=1-cos 2α2-1-cos 2α2=12. 答案:12考点三 角的变换与名的变换考法(一) 三角公式中角的变换[典例] (2018·浙江高考改编)已知角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它的终边过点P ⎝⎛⎭⎫-35,-45.若角β满足sin(α+β)=513,则cos β的值为________. [解析] 由角α的终边过点P ⎝⎛⎭⎫-35,-45, 得sin α=-45,cos α=-35.由sin(α+β)=513,得cos(α+β)=±1213.由β=(α+β)-α,得cos β=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α, 所以cos β=-5665或cos β=1665.[答案] -5665或1665[解题技法]1.三角公式求值中变角的解题思路(1)当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式;(2)当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,再应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.2.常见的配角技巧2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β,β=α+β2-α-β2,α=α+β2+α-β2,α-β2=⎝⎛⎭⎫α+β2-⎝⎛⎭⎫α2+β等. 考法(二) 三角公式中名的变换[典例] (2018·江苏高考)已知α,β为锐角,tan α=43,cos(α+β)=-55.(1)求cos 2α的值; (2)求tan(α-β)的值.[解] (1)因为tan α=43,tan α=sin αcos α,所以sin α=43cos α .因为sin 2α+cos 2α=1, 所以cos 2α=925,所以cos 2α=2cos 2α-1=-725. (2)因为α,β 为锐角,所以α+β∈(0,π). 又因为cos(α+β)=-55,所以α+β∈⎝⎛⎭⎫π2,π. 所以sin(α+β)=1-cos 2(α+β)=255,所以tan(α+β)=-2. 因为tan α=43,所以 tan 2α=2tan α1-tan 2α=-247. 所以tan(α-β)=tan [2α-(α+β)] =tan 2α-tan (α+β)1+tan 2αtan (α+β)=-211.[解题技法] 三角函数名的变换技巧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.[题组训练]1.已知tan θ+1tan θ=4,则cos 2⎝⎛⎭⎫θ+π4=( ) A.12 B.13C.14D.15解析:选C 由tan θ+1tan θ=4,得sin θcos θ+cos θsin θ=4,即sin 2θ+cos 2θsin θcos θ=4,∴sin θcos θ=14,∴cos 2⎝⎛⎭⎫θ+π4=1+cos ⎝⎛⎭⎫2θ+π22=1-sin 2θ2=1-2sin θcos θ2=1-2×142=14. 2.(2018·济南一模)若sin ⎝⎛⎭⎫A +π4=7210,A ∈⎝⎛⎭⎫π4,π,则sin A 的值为( ) A.35 B.45C.35或45D.34解析:选B ∵A ∈⎝⎛⎭⎫π4,π,∴A +π4∈⎝⎛⎭⎫π2,5π4, ∴cos ⎝⎛⎭⎫A +π4=- 1-sin 2⎝⎛⎭⎫A +π4=-210, ∴sin A =sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫A +π4-π4 =sin ⎝⎛⎭⎫A +π4cos π4-cos ⎝⎛⎭⎫A +π4sin π4=45. 3.已知sin α=-45,α∈⎣⎡⎦⎤3π2,2π,若sin (α+β)cos β=2,则tan(α+β)=( ) A.613 B.136C .-613D .-136解析:选A ∵sin α=-45,α∈⎣⎡⎦⎤3π2,2π, ∴cos α=35.又∵sin (α+β)cos β=2,∴sin(α+β)=2cos [(α+β)-α].展开并整理,得65cos(α+β)=135sin(α+β),∴tan(α+β)=613.[课时跟踪检测]A 级1.sin 45°cos 15°+cos 225°sin 165°=( ) A .1 B.12C.32D .-12解析:选B sin 45°cos 15°+cos 225°sin 165°=sin 45°·cos 15°+(-cos 45°)sin 15°=sin(45°-15°)=sin 30°=12.2.若2sin x +cos ⎝⎛⎭⎫π2-x =1,则cos 2x =( ) A .-89B .-79C.79D .-725解析:选C 因为2sin x +cos ⎝⎛⎭⎫π2-x =1,所以3sin x =1,所以sin x =13,所以cos 2x =1-2sin 2x =79.3.(2018·山西名校联考)若cos ⎝⎛⎭⎫α-π6=-33,则cos ⎝⎛⎭⎫α-π3+cos α=( ) A .-223B .±223C .-1D .±1解析:选C cos ⎝⎛⎭⎫α-π3+cos α=12cos α+32sin α+cos α=32cos α+32sin α=3cos ⎝⎛⎭⎫α-π6=-1. 4.tan 18°+tan 12°+33tan 18°tan 12°=( ) A.3 B.2 C.22D.33解析:选D ∵tan 30°=tan(18°+12°)=tan 18°+tan 12°1-tan 18°tan 12°=33,∴tan 18°+tan 12°=33(1-tan 18°tan 12°),∴原式=33. 5.若α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,且3cos 2α=sin ⎝⎛⎭⎫π4-α,则sin 2α的值为( )A .-118B.118C .-1718D.1718解析:选C 由3cos 2α=sin ⎝⎛⎭⎫π4-α,可得3(cos 2α-sin 2α)=22(cos α-sin α),又由α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,可知cos α-sin α≠0,于是3(cos α+sin α)=22,所以1+2sin αcos α=118,故sin 2α=-1718.6.已知sin 2α=13,则cos 2⎝⎛⎭⎫α-π4=( ) A .-13B.13C .-23D.23解析:选D cos 2⎝⎛⎭⎫α-π4=1+cos ⎝⎛⎭⎫2α-π22=12+12sin 2α=12+12×13=23. 7.已知sin ⎝⎛⎭⎫π2+α=12,α∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,则cos ⎝⎛⎭⎫α-π3的值为________. 解析:由已知得cos α=12,sin α=-32,所以cos ⎝⎛⎭⎫α-π3=12cos α+32sin α=-12. 答案:-128.(2019·湘东五校联考)已知sin(α+β)=12,sin(α-β)=13,则tan αtan β=________.解析:因为sin(α+β)=12,sin(α-β)=13,所以sin αcos β+cos αsin β=12,sin αcos β-cosαsin β=13,所以sin αcos β=512,cos αsin β=112,所以tan αtan β=sin αcos βcos αsin β=5.答案:59.(2017·江苏高考)若tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=16,则tan α=________. 解析:tan α=tan ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α-π4+π4=tan ⎝⎛⎭⎫α-π4+tan π41-tan ⎝⎛⎭⎫α-π4tan π4=16+11-16=75.答案:7510.化简:sin 235°-12cos 10°cos 80°=________.解析:sin 235°-12cos 10°cos 80°=1-cos 70°2-12cos 10°sin 10°=-12cos 70°12sin 20°=-1.答案:-1 11.已知tan α=2. (1)求tan ⎝⎛⎭⎫α+π4的值; (2)求sin 2αsin 2α+sin αcos α-cos 2α-1的值. 解:(1)tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan α+tanπ41-tan αtanπ4=2+11-2=-3. (2)sin 2αsin 2α+sin αcos α-cos 2α-1 =2sin αcos αsin 2α+sin αcos α-(2cos 2α-1)-1=2sin αcos αsin 2α+sin αcos α-2cos 2α=2tan αtan 2α+tan α-2=2×222+2-2=1.12.已知α,β均为锐角,且sin α=35,tan(α-β)=-13.(1)求sin(α-β)的值; (2)求cos β的值.解:(1)∵α,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴-π2<α-β<π2. 又∵tan(α-β)=-13<0,∴-π2<α-β<0.∴sin(α-β)=-1010. (2)由(1)可得,cos(α-β)=31010.∵α为锐角,且sin α=35,∴cos α=45.∴cos β=cos [α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)=45×31010+35×⎝⎛⎭⎫-1010=91050. B 级1.(2019·广东五校联考)若tan ⎝⎛⎭⎫π2-θ=4cos(2π-θ),|θ|<π2,则tan 2θ=________. 解析:∵tan ⎝⎛⎭⎫π2-θ=4cos(2π-θ),∴cos θsin θ=4cos θ, 又∵|θ|<π2,∴sin θ=14, ∴0<θ<π2,cos θ=154,tan θ=sin θcos θ=115, 从而tan 2θ=2tan θ1-tan 2θ=157. 答案:157 2.(2018·江西新建二中期中)已知A ,B 均为锐角,cos(A +B )=-2425,sin ⎝⎛⎭⎫B +π3=35,则cos ⎝⎛⎭⎫A -π3=________. 解析:因为A ,B 均为锐角,cos(A +B )=-2425,sin ⎝⎛⎭⎫B +π3=35, 所以π2<A +B <π,π2<B +π3<π, 所以sin(A +B )=1-cos 2(A +B )=725,cos ⎝⎛⎭⎫B +π3=- 1-sin 2⎝⎛⎭⎫B +π3=-45, 可得cos ⎝⎛⎭⎫A -π3=cos ⎣⎡⎦⎤(A +B )-⎝⎛⎭⎫B +π3=-2425×⎝⎛⎭⎫-45+725×35=117125. 答案:1171253.(2019·石家庄质检)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +π12,x ∈R. (1)求f ⎝⎛⎭⎫-π4的值; (2)若cos θ =45,θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,求f ⎝⎛⎭⎫2θ-π3的值. 解:(1)f ⎝⎛⎭⎫-π4=sin ⎝⎛⎭⎫-π4+π12=sin ⎝⎛⎭⎫-π6=-12. (2)f ⎝⎛⎭⎫2θ-π3=sin ⎝⎛⎭⎫2θ-π3+π12=sin ⎝⎛⎭⎫2θ-π4=22(sin 2θ-cos 2θ). 因为cos θ=45,θ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以sin θ=35,所以sin 2θ=2sin θcos θ=2425,cos 2θ=cos 2θ-sin 2θ=725, 所以f ⎝⎛⎭⎫2θ-π3=22(sin 2θ-cos 2θ)=22×⎝⎛⎭⎫2425-725=17250.。
3.1.2两角和与差的正弦、余弦、正切公式(二)学习目标1.能利用两角和与差的正弦、余弦公式推导出两角和与差的正切公式.2.能利用两角和与差的正切公式进行化简、求值、证明.3.熟悉两角和与差的正切公式的常见变形,并能灵活应用.知识点一 两角和与差的正切公式知识点二 两角和与差的正切公式的变形 1.T (α+β)的变形:tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β). tan α+tan β+tan αtan βtan(α+β)=tan(α+β). tan αtan β=1-tan α+tan βtan (α+β).2.T (α-β)的变形:tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan αtan β). tan α-tan β-tan αtan βtan(α-β)=tan(α-β). tan αtan β=tan α-tan βtan (α-β)-1.1.对于任意角α,β,总有tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β .( × )提示 公式成立需α,β,α+β≠k π+π2,k ∈Z .2.使公式tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β有意义,只需α,β≠k π+π2(k ∈Z )即可.( × )提示 还应使α±β≠k π+π2,k ∈Z .3.若α,β,α+β≠k π+π2,k ∈Z ,则tan(α+β)=tan α+tan β+tan αtan βtan(α+β)恒成立.( √ )4.α≠k π-π4,且α≠k π+π2,k ∈Z 时,tan ⎝⎛⎭⎫π4-α=1-tan α1+tan α.( √ )题型一 正切公式的正用例1 (1)若tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=16,则tan α= . 考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式求值 答案 75解析 方法一 ∵tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=tan α-tanπ41+tan αtanπ4=tan α-11+tan α=16. ∴6tan α-6=1+tan α(tan α≠-1), ∴tan α=75.方法二 tan α=tan ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α-π4+π4=tan ⎝⎛⎭⎫α-π4+tan π41-tan ⎝⎛⎭⎫α-π4·tan π4=16+11-16=75.(2)设tan α,tan β是方程x 2-3x +2=0的根,则tan(α+β)的值为( ) A .-3 B .-1 C .1 D .3 考点 两角和与差的正切公式题点 两角和与差的正切公式的综合应用 答案 A解析 由题意知tan α+tan β=3,tan α·tan β=2, 所以tan(α+β)=tan α+tan β1-tan α·tan β=31-2=-3.反思感悟 (1)直接运用两角和与差的正切公式进行求值、化简与证明的关键是准确记忆公式,特别是T α±β中的符号规律是“分子相同、分母相反”.(2)对于不能直接套用公式的情况,需根据已知与未知进行变形使之联系起来,有时还要借助角的变换技巧.跟踪训练1 已知tan α=-2,tan(α+β)=17,则tan β的值为 .考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式求值 答案 3解析 tan β=tan [(α+β)-α]=tan (α+β)-tan α1+tan (α+β)tan α=17-(-2)1+17×(-2)=3.题型二 正切公式的逆用与变形使用 例2 (1)1+tan 15°1-tan 15°= .考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式化简 答案3解析 原式=tan 45°+tan 15°1-tan 45°tan 15°=tan(45°+15°)=tan 60°= 3.(2)化简:tan 23°+tan 37°+3tan 23°tan 37°. 考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式化简 解 方法一 tan 23°+tan 37°+3tan 23°tan 37° =tan(23°+37°)(1-tan 23°tan 37°)+3tan 23°tan 37° =tan 60°(1-tan 23°tan 37°)+3tan 23°tan 37°= 3. 方法二 ∵tan(23°+37°)=tan 23°+tan 37°1-tan 23°tan 37°,∴3=tan 23°+tan 37°1-tan 23°tan 37°,∴3-3tan 23°tan 37°=tan 23°+tan 37°, ∴tan 23°+tan 37°+3tan 23°tan 37°= 3. 反思感悟 两角和与差的正切公式有两种变形形式 ①tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β)或②1∓tan α·tan β=tan α±tan βtan (α±β).当α±β为特殊角时,常考虑使用变形形式①,遇到1与正切的乘积的和(或差)时常用变形形式②.合理选用公式解题能起到快速、简捷的效果.跟踪训练2 若A ,B 是△ABC 的内角,并且(1+tan A )·(1+tan B )=2,则A +B 等于( ) A.π4 B.3π4 C.5π4 D.2π3 考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式求角 答案 A解析 由(1+tan A )(1+tan B )=2, 得1+tan A +tan B +tan A tan B =2. 所以tan A +tan B =1-tan A tan B .由tan(A +B )=tan A +tan B1-tan A tan B =1-tan A tan B 1-tan A tan B =1,得A +B =π4.和、差角公式的综合应用典例 已知tan ⎝⎛⎭⎫α-β2=12,tan ⎝⎛⎭⎫β-α2=-13,则tan α+β2= . 考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式求值 答案 17[素养评析] 借助和、差角公式,将要求代数式与已知条件建立联系,需要具备较好的运算能力,这正是数学核心素养数学运算的具体体现.1.若tan α=3,tan β=43,则tan(α-β)等于( )A.13 B .-13 C .3 D .-3 考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式求值 答案 A解析 tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β=3-431+3×43=13.2.(2018·全国Ⅱ)已知tan ⎝⎛⎭⎫α-5π4=15,则tan α= . 考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式求值 答案 32解析 tan ⎝⎛⎭⎫α-5π4=tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=tan α-11+tan α=15, 解得tan α=32.3.计算:3-tan 15°1+3tan 15°= .考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式化简 答案 1解析 3-tan 15°1+3tan 15°=tan 60°-tan 15°1+tan 60°tan 15°=tan 45°=1.4.已知tan α,tan β是方程x 2+33x +4=0的两根,且α,β∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,则α+β= . 考点 两角和与差的正切公式题点 综合应用两角和与差的正切公式求角 答案 -2π3解析 因为tan α,tan β是方程x 2+33x +4=0的两根,所以⎩⎪⎨⎪⎧tan α+tan β=-33<0,tan α·tan β=4>0.所以tan α<0,tan β<0,所以α,β∈⎝⎛⎭⎫-π2,0. 所以-π<α+β<0,tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-331-4=333= 3.所以α+β=-2π3.5.已知cos α=55,cos β=35,其中α,β都是锐角.求: (1)sin(α-β)的值; (2)tan(α+β)的值.考点 和、差角公式的综合应用 题点 综合运用和、差角公式化简求值 解 (1)因为α,β都是锐角,所以sin α=1-cos 2α=255,sin β=1-cos 2β=45,所以sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β =255×35-55×45=2525. (2)tan α=sin αcos α=2,tan β=sin βcos β=43,所以tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-2.1.公式T (α±β)的结构特征和符号规律(1)公式T (α±β)的右侧为分式形式,其中分子为tan α与tan β的和或差,分母为1与tan αtan β的差或和.(2)符号变化规律可简记为“分子同,分母反”. 2.应用公式T (α±β)时要注意的问题 (1)公式的适用范围由正切函数的定义可知,α,β,α+β(或α-β)的终边不能落在y 轴上,即不为k π+π2(k ∈Z ).(2)公式的逆用一方面要熟记公式的结构,另一方面要注意常值代换如tan π4=1,tan π6=33,tan π3=3等.特别要注意tan ⎝⎛⎭⎫π4+α=1+tan α1-tan α,tan ⎝⎛⎭⎫π4-α=1-tan α1+tan α. (3)公式的变形应用只要用到tan α±tan β,tan αtan β时,有灵活应用公式T (α±β)的意识,就不难想到解题思路. 特别提醒:tan α+tan β,tan αtan β容易与根与系数的关系联系,应注意此类题型.一、选择题1.(1+tan 18°)(1+tan 27°)的值是( ) A. 3 B .1+ 2C .2D .2(tan 18°+tan 27°)考点 两角和与差的正切公式 题点 利用两角和与差的正切公式求值 答案 C解析 (1+tan 18°)(1+tan 27°)=1+tan 18°+tan 27°+tan 18°tan 27° =1+tan 45°(1-tan 18°tan 27°)+tan 18°·tan 27°=2. 2.已知tan α=3,则tan ⎝⎛⎭⎫13π4-α等于( ) A .-2 B .2 C.12 D .-12考点 两角和与差正切公式题点 利用两角和与差的正切公式求值 答案 D解析 tan ⎝⎛⎭⎫13π4-α=tan ⎝⎛⎭⎫π4-α=1-tan α1+tan α=1-31+3=-12. 3.在△ABC 中,若3(tan B +tan C )=tan B tan C -1,则sin 2A 等于( ) A .-32 B.32 C .-12 D.12考点 两角和与差的正切公式题点 两角和与差的正切公式的综合应用答案 B解析 在△ABC 中, 因为3(tan B +tan C )=tan B tan C -1,所以tan(B +C )=tan B +tan C 1-tan B tan C =-33,所以B +C =150°,所以A =30°,所以sin 2A =sin 60°=32.4.已知α为锐角,且tan(α+β)=3,tan(α-β)=2,则角α等于( ) A.π8 B.π4 C.3π8 D.π3考点 两角和与差的正切公式题点 利用两角和与差的正切公式求角答案 C解析 ∵tan(α+β)=3,tan(α-β)=2,∴tan 2α=tan [(α+β)+(α-β)]=tan (α+β)+tan (α-β)1-tan (α+β)tan (α-β)=-1,又α为锐角,∴2α=3π4,∴α=3π8.5.设向量a =(cos α,-1),b =(2,sin α),若a ⊥b ,则tan ⎝⎛⎭⎫α-π4等于( )A .-13 B.13 C .-3 D .3考点 两角和与差的正切公式题点 两角和与差的正切公式的综合应用答案 B解析 由a ·b =2cos α-sin α=0,得tan α=2.tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=tan α-tan π41+tan αtan π4=2-11+2=13.6.在△ABC 中,tan A +tan B +tan C =33,tan 2B =tan A ·tan C ,则B 等于()A .30°B .45°C .120°D .60°答案 D解析 由公式变形得tan A +tan B =tan(A +B )(1-tan A tan B )=tan(180°-C )(1-tan A tan B )=-tan C (1-tan A tan B )=-tan C +tan A tan B tan C .∴tan A +tan B +tan C=-tan C +tan A tan B tan C +tan C=tan A tan B tan C =3 3.又∵tan 2B =tan A tan C ,∴tan 3B =33,∴tan B =3,又0°<B <180°,∴B =60°.7.已知tan α=lg(10a ),tan β=lg 1a ,且α+β=π4,则实数a 的值为() A .1 B.110C .1或110D .1或10考点 两角和与差的正切公式题点 两角和与差的正切公式的综合应用答案 C解析 ∵α+β=π4,∴tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=1,tan α+tan β=1-tan αtan β,即lg(10a )+lg 1a =1-lg(10a )·lg 1a ,1=1-lg(10a )·lg 1a ,∴lg(10a )·lg 1a =0.∴lg(10a )=0或lg 1a=0. 得a =110或a =1. 二、填空题8.tan 17°+tan 43°1-tan 17°tan 43°= . 考点 两角和与差的正切公式题点 利用两角和与差的正切公式求值答案3 9.1-3tan 75°3+tan 75°= . 考点 两角和与差的正切公式题点 利用两角和与差的正切公式求值 答案 -1解析 原式=33-tan 75°1+33tan 75°=tan 30°-tan 75°1+tan 30°tan 75° =tan(30°-75°)=-tan 45°=-1.10.已知sin α+cos αsin α-cos α=3,tan(α-β)=2,则tan(β-2α)= . 考点 两角和与差的正切公式题点 两角和与差的正切公式综合应用答案 43 解析 由条件知sin α+cos αsin α-cos α=tan α+1tan α-1=3, 则tan α=2,因为tan(α-β)=2,所以tan(β-α)=-2.故tan(β-2α)=tan [(β-α)-α]=tan (β-α)-tan α1+tan (β-α)tan α=-2-21+(-2)×2=43. 11.如图,在△ABC 中,AD ⊥BC ,D 为垂足,AD 在△ABC 的外部,且BD ∶CD ∶AD =2∶3∶6,则tan ∠BAC = .考点 两角和与差的正切公式题点 两角和与差的正切公式的综合应用答案 17解析 ∵AD ⊥BC 且BD ∶CD ∶AD =2∶3∶6,∴tan ∠BAD =BD AD =13, tan ∠CAD =CD AD =36=12, tan ∠BAC =tan(∠CAD -∠BAD )=tan ∠CAD -tan ∠BAD1+tan ∠CAD tan ∠BAD =12-131+12×13=17. 三、解答题12.已知一元二次方程ax 2-(2a +1)x +(a +2)=0的两个根为tan α,tan β,求tan(α+β)的值. 考点 两角和与差的正切公式题点 利用两角和与差的正切公式求值解 由a ≠0和一元二次方程根与系数的关系,得⎩⎪⎨⎪⎧ tan α+tan β=2a +1a ,tan αtan β=a +2a, 代入上式可得:tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=2a +1a 1-a +2a=-12-a .13.在平面直角坐标系xOy 中,以Ox 为始边作两个锐角α,β,它们的终边分别与单位圆相交于A ,B 两点,已知点A ,B 的横坐标分别为13,255. (1)求tan(α+β)的值;(2)求tan (α+β)-tan α2+2tan (α+β)·tan α的值. 考点 两角和与差的正切公式题点 两角和与差的正切公式的综合应用解 (1)由题意得cos α=13,cos β=255. 因为α,β为锐角,所以sin α=223,sin β=55, 因此tan α=22,tan β=12,所以tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=22+121-22×12=-9+522. (2)tan (α+β)-tan α2+2tan (α+β)·tan α=12×tan (α+β)-tan α1+tan (α+β)·tan α=12×tan [(α+β)-α]=12×tan β=12×12=14.。
归纳与技巧:两角和与差的正弦、余弦和正切公式基础知识归纳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)C (α+β):cos(α+β)=cos_αcos_β-sin_αsin_β; (3)S (α+β):sin(α+β)=sin_αcos_β+cos_αsin_β; (4)S (α-β):sin(α-β)=sin_αcos_β-cos_αsin_β; (5)T (α+β):tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β;(6)T (α-β):tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)S 2α:sin 2α=2sin_αcos_α;(2)C 2α:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α; (3)T 2α:tan 2α=2tan α1-tan 2α.3.常用的公式变形(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β); (2)cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2;(3)1+sin 2α=(sin α+cos α)2, 1-sin 2α=(sin α-cos α)2, sin α±cos α=2sin ⎝⎛⎭⎫α±π4.基础题必做1. 若tan α=3,则sin 2αcos 2α的值等于( )A .2B .3C .4D .6解析:选Dsin 2αcos 2α=2sin αcos αcos 2α=2tan α=2×3=6. 2.sin 68°sin 67°-sin 23°cos 68°的值为( )A .-22B.22C.32D .1解析:选B 原式=sin 68°cos 23°-cos 68°sin 23°=sin(68°-23°)=sin 45°=22. 3.已知sin α=23,则cos(π-2α)等于( )A .-53 B .-19C.19D.53解析:选B cos(π-2α)=-cos 2α=-(1-2sin 2α)=2sin 2α-1=2×49-1=-19.4.(教材习题改编)若cos α=-45,α是第三象限角,则sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=________ 解析:由已知条件sin α=-1-cos 2α=-35,sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=22sin α+22cos α=-7210. 答案:-72105.若tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=25,则tan α=________. 解析:tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan α+11-tan α=25, 即5tan α+5=2-2tan α. 则7tan α=-3,故tan α=-37.答案:-37解题方法归纳1.两角和与差的三角函数公式的理解:(1)正弦公式概括为“正余,余正符号同”.“符号同”指的是前面是两角和,则后面中间为“+”号;前面是两角差,则后面中间为“-”号.(2)余弦公式概括为“余余,正正符号异”.(3)二倍角公式实际就是由两角和公式中令β=α所得.特别地,对于余弦:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α,这三个公式各有用处,同等重要,特别是逆用即为“降幂公式”,在考题中常有体现.2.重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角为:对角的分拆要尽可能化成已知角、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.三角函数公式的应用 典题导入[例1] 已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫13x -π6,x ∈R . (1)求f ⎝⎛⎭⎫5π4的值;(2)设α,β∈⎣⎡⎦⎤0,π2,f ⎝⎛⎭⎫3α+π2=1013,f (3β+2π)=65,求cos(α+β)的值. [自主解答] (1)∵f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫13x -π6, ∴f ⎝⎛⎭⎫5π4=2sin ⎝⎛⎭⎫5π12-π6=2sin π4= 2. (2)∵α,β∈⎣⎡⎦⎤0,π2,f ⎝⎛⎭⎫3α+π2=1013,f (3β+2π)=65, ∴2sin α=1013,2sin ⎝⎛⎭⎫β+π2=65. 即sin α=513,cos β=35.∴cos α=1213,sin β=45.∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β =1213×35-513×45=1665.解题方法归纳两角和与差的三角函数公式可看作是诱导公式的推广,可用α、β的三角函数表示α±β的三角函数,在使用两角和与差的三角函数公式时,特别要注意角与角之间的关系,完成统一角和角与角转换的目的.以题试法1.(1)已知sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则cos 2α2sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=________.(2) 已知α为锐角,cos α=55,则tan ⎝⎛⎭⎫π4+2α=( ) A .-3 B .-17C .-43D .-7 解析:(1)cos 2α2sin ⎝⎛⎭⎫α+π4=cos 2α-sin 2α2⎝⎛⎭⎫22sin α+22cos α=cos α-sin α,∵sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴cos α=-45. ∴原式=-75.(2)依题意得,sin α=255,故tan α=2,tan 2α=2×21-4=-43,所以tan ⎝⎛⎭⎫π4+2α=1-431+43=-17. 答案:(1)-75 (2)B三角函数公式的逆用与变形应用典题导入[例2] 已知函数f (x )=2cos 2x2-3sin x .(1)求函数f (x )的最小正周期和值域;(2)若α为第二象限角,且f ⎝⎛⎭⎫α-π3=13,求cos 2α1+cos 2α-sin 2α的值. [自主解答] (1)∵f (x )=2cos 2x2-3sin x =1+cos x -3sin x =1+2cos ⎝⎛⎭⎫x +π3,∴周期T =2π,f (x )的值域为[-1,3].(2)∵f ⎝⎛⎭⎫α-π3=13,∴1+2cos α=13,即cos α=-13. ∵α为第二象限角,∴sin α=223. ∴cos 2α1+cos 2α-sin 2α=cos 2α-sin 2α2cos 2α-2sin αcos α =cos α+sin α2cos α=-13+223-23=1-222.解题方法归纳运用两角和与差的三角函数公式时,不但要熟练、准确,而且要熟悉公式的逆用及变形,如tan α+tan β=tan(α+β)·(1-tan αtan β)和二倍角的余弦公式的多种变形等.以题试法2.(1) 已知sin ⎝⎛⎭⎫α+π6+cos α=435,则sin ⎝⎛⎭⎫α+π3的值为( ) A.45 B.35 C.32D.35(2)若α+β=3π4,则(1-tan α)(1-tan β)的值是________.解析:(1)由条件得32sin α+32cos α=435, 即12sin α+32cos α=45. ∴sin ⎝⎛⎭⎫α+π3=45. (2)-1=tan 3π4=tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β,∴tan αtan β-1=tan α+tan β. ∴1-tan α-tan β+tan αtan β=2,即(1-tan α)(1-tan β)=2. 答案:(1)A (2)2角 的 变 换 典题导入[例3] (1) 若sin α+cos αsin α-cos α=3,tan(α-β)=2,则tan(β-2α)=________.(2) 设α为锐角,若cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=45,则sin ⎝⎛⎭⎫2α+π12的值为________. [自主解答] (1)由条件知sin α+cos αsin α-cos α=tan α+1tan α-1=3,则tan α=2.故tan(β-2α)=tan [(β-α)-α] =tan (β-α)-tan α1+tan (β-α)tan α=-2-21+(-2)×2=43.(2)因为α为锐角,cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=45, 所以sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=35,sin 2⎝⎛⎭⎫α+π6=2425, cos 2⎝⎛⎭⎫α+π6=725, 所以sin ⎝⎛⎭⎫2α+π12=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫α+π6-π4 =2425×22-725×22=17250. [答案] (1)43 (2)17250解题方法归纳1.当“已知角”有两个时,一般把“所求角”表示为两个“已知角”的和或差的形式; 2.当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.3.常见的配角技巧: α=2·α2;α=(α+β)-β;α=β-(β-α); α=12[(α+β)+(α-β)];β=12[(α+β)-(α-β)]; π4+α=π2-⎝⎛⎭⎫π4-α;α=π4-⎝⎛⎭⎫π4-α.以题试法3.设tan ()α+β=25,tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=14,则tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=( ) A.1318 B.1322 C.322D.16解析:选C tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan ⎣⎡⎦⎤(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4 =tan (α+β)-tan ⎝⎛⎭⎫β-π41+tan (α+β)tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=322.1. 设tan α,tan β是方程x 2-3x +2=0的两根,则tan (α+β)的值为( ) A .-3 B .-1 C .1D .3解析:选A 由题意可知tan α+tan β=3,tan α·tan β=2, tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-3.2. 已知cos ⎝⎛⎭⎫x -π6=-33,则cos x +cos ⎝⎛⎭⎫x -π3的值是( ) A .-233B .±233C .-1D .±1解析:选C cos x +cos ⎝⎛⎭⎫x -π3=cos x +12cos x +32sin x =32cos x +32sin x =3⎝⎛⎭⎫32cos x +12sin x =3cos ⎝⎛⎭⎫x -π6=-1. 3. 已知α满足sin α=12,那么sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-α的值为( ) A.14 B .-14C.12D .-12解析:选A 依题意得,sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-α=sin ⎝⎛⎭⎫π4+α·cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=12sin ⎝⎛⎭⎫π2+2α=12cos 2α=12(1-2sin 2α)=14.4.已知函数f (x )=x 3+bx 的图象在点A (1,f (1))处的切线的斜率为4,则函数g (x )=3sin 2x +b cos 2x 的最大值和最小正周期为( )A .1,πB .2,π C.2,2πD.3,2π解析:选B 由题意得f ′(x )=3x 2+b , f ′(1)=3+b =4,b =1. 所以g (x )=3sin 2x +b cos 2x =3sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 故函数的最大值为2,最小正周期为π. 5. 设α、β都是锐角,且cos α=55,sin ()α+β=35,则cos β=( ) A.2525B.255C.2525或255D.55或525 解析:选A 依题意得sin α=1-cos 2α=255, cos(α+β)=±1-sin 2(α+β)=±45.又α、β均为锐角,因此0<α<α+β<π, cos α>cos(α+β),注意到45>55>-45,所以cos(α+β)=-45.cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=-45×55+35×255=2525.6.已知α为第二象限角,sin α+cos α=33,则cos 2α=( ) A .-53B .-59C.59D.53解析:选A 将sin α+cos α=33两边平方,可得1+sin 2α=13,sin 2α=-23,所以(-sin α+cos α)2=1-sin 2α=53.因为α是第二象限角,所以sin α>0,cos α<0,所以-sin α+cos α=-153,所以cos 2α=(-sin α+cos α)·(cos α+sin α)=-53. 7. 满足sin π5sin x +cos 4π5cos x =12的锐角x =________.解析:由已知可得 cos 4π5cos x +sin 4π5sin x =12,即cos ⎝⎛⎭⎫4π5-x =12,又x 是锐角,所以4π5-x =π3,即x =7π15.答案:7π158.化简2tan (45°-α)1-tan 2(45°-α)·sin αcos αcos 2α-sin 2α=________. 解析:原式=tan(90°-2α)·12sin 2αcos 2α=sin (90°-2α)cos (90°-2α)·12sin 2αcos 2α =cos 2αsin 2α·12sin 2αcos 2α=12. 答案:129. 已知角α,β的顶点在坐标原点,始边与x 轴的正半轴重合,α,β∈(0,π),角β的终边与单位圆交点的横坐标是-13,角α+β的终边与单位圆交点的纵坐标是45,则cos α=________.解析:依题设及三角函数的定义得: cos β=-13,sin(α+β)=45.又∵0<β<π,∴π2<β<π,π2<α+β<π,sin β=223,cos(α+β)=-35.∴cos α=cos[(α+β)-β] =cos(α+β)cos β+sin(α+β)sin β =-35×⎝⎛⎭⎫-13+45×223 =3+8215.答案:3+821510.已知α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,tan α=12,求tan 2α和sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3的值. 解:∵tan α=12,∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×121-14=43,且sin αcos α=12,即cos α=2sin α, 又sin 2α+cos 2α=1, ∴5sin 2α=1,而α∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴sin α=55,cos α=255. ∴sin 2α=2sin αcos α=2×55×255=45, cos 2α=cos 2α-sin 2α=45-15=35,∴sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=sin 2αcos π3+cos 2αsin π3=45×12+35×32=4+3310. 11.已知:0<α<π2<β<π,cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=45. (1)求sin 2β的值; (2)求cos ⎝⎛⎭⎫α+π4的值.解:(1)法一:∵cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=cos π4cos β+sin β=22cos β+22sin β=13, ∴cos β+sin β=23,∴1+sin 2β=29,∴sin 2β=-79. 法二:sin 2β=cos ⎝⎛⎭⎫π2-2β=2cos 2⎝⎛⎭⎫β-π4-1=-79. (2)∵0<α<π2<β<π, ∴π4<β<-π4<34π,π2<α+β<3π2, ∴sin ⎝⎛⎭⎫β-π4>0,cos (α+β)<0. ∵cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=13,sin (α+β)=45, ∴sin ⎝⎛⎭⎫β-π4=223,cos (α+β)=-35. ∴cos ⎝⎛⎭⎫α+π4=cos ⎣⎡⎦⎤(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4 =cos (α+β)cos ⎝⎛⎭⎫β-π4 =-35×13+45×223=82-315. 12. 函数f(x)=cos ⎝⎛⎭⎫-x 2+sin ⎝⎛⎭⎫π-x 2,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期;(2)若f (α)=2105,α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,求tan ⎝⎛⎭⎫α+π4的值. 解:(1)f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫-x 2+sin ⎝⎛⎭⎫π-x 2=sin x 2+cos x 2=2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π4, 故f (x )的最小正周期T =2π12=4π. (2)由f (α)=2105,得sin α2+cos α2=2105, 则⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α22=⎝⎛⎭⎫21052, 即1+sin α=85,解得sin α=35,又α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos α=1-sin 2α= 1-925=45, 故tan α=sin αcos α=34, 所以tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan α+tan π41-tan αtan π4=34+11-34=7.1.若tan α=lg(10a ),tan β=lg ⎝⎛⎭⎫1a ,且α+β=π4,则实数a 的值为( ) A .1B.110 C .1或110 D .1或10解析:选C tan(α+β)=1⇒tan α+tan β1-tan αtan β=lg (10a )+lg ⎝⎛⎭⎫1a 1-lg (10a )·lg ⎝⎛⎭⎫1a =1⇒lg 2a +lg a =0, 所以lg a =0或lg a =-1,即a =1或110. 2.化简sin 2⎝⎛⎭⎫α-π6+sin 2⎝⎛⎭⎫α+π6-sin 2α的结果是________. 解析:原式=1-cos ⎝⎛⎭⎫2α-π32+1-cos ⎝⎛⎭⎫2α+π32-sin 2α =1-12⎣⎡⎦⎤cos ⎝⎛⎭⎫2α-π3+cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3-sin 2α =1-cos 2α·cos π3-sin 2α=1-cos 2α2-1-cos 2α2=12. 答案:123.已知sin α+cos α=355,α∈⎝⎛⎭⎫0,π4,sin ⎝⎛⎭⎫β-π4=35,β∈⎝⎛⎭⎫π4,π2. (1)求sin 2α和tan 2α的值;(2)求cos(α+2β)的值.解:(1)由题意得(sin α+cos α)2=95, 即1+sin 2α=95,∴sin 2α=45.又2α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴cos 2α=1-sin 22α=35, ∴tan 2α=sin 2αcos 2α=43. (2)∵β∈⎝⎛⎭⎫π4,π2,β-π4∈⎝⎛⎭⎫0,π4,sin ⎝⎛⎭⎫β-π4=35, ∴cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=45, 于是sin 2⎝⎛⎭⎫β-π4=2sin ⎝⎛⎭⎫β-π4cos ⎝⎛⎭⎫β-π4=2425. 又sin 2⎝⎛⎭⎫β-π4=-cos 2β, ∴cos 2β=-2425, 又∵2β∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴sin 2β=725, 又∵cos 2α=1+cos 2α2=45⎝⎛⎭⎫α∈⎝⎛⎭⎫0,π4, ∴cos α=255,sin α=55. ∴cos(α+2β)=cos αcos 2β-sin αsin 2β=255 ×⎝⎛⎭⎫-2425-55×725=-11525.1. 已知函数f (x )=3sin 2x +sin x cos x ,x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π.(1)求f (x )的零点;(2)求f (x )的最大值和最小值.解:(1)令f (x )=0,得sin x ·(3sin x +cos x )=0, 所以sin x =0或tan x =-33. 由sin x =0,x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π,得x =π;由tan x =-33,x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π,得x =5π6. 综上,函数f (x )的零点为5π6,π.(2)f (x )=32(1-cos 2x )+12sin 2x =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+32. 因为x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π,所以2x -π3∈⎣⎡⎦⎤2π3,5π3. 所以当2x -π3=2π3,即x =π2时,f (x )的最大值为3; 当2x -π3=3π2,即x =11π12时,f (x )的最小值为-1+32. 2.已知0<β<π2<α<π,且cos ⎝⎛⎭⎫α-β2=-19,sin ⎝⎛⎭⎫α2-β=23,求cos(α+β)的值; 解:∵0<β<π2<α<π, ∴-π4<α2-β<π2,π4<α-β2<π. ∴cos ⎝⎛⎭⎫α2-β=1-sin 2⎝⎛⎭⎫α2-β = 1-⎝⎛⎭⎫232=53,sin ⎝⎛⎭⎫α-β2= 1-cos 2⎝⎛⎭⎫α-β2 = 1-⎝⎛⎭⎫-192=459. ∴cos α+β2=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α-β2-⎝⎛⎭⎫α2-β =cos ⎝⎛⎭⎫α-β2cos ⎝⎛⎭⎫α2-β+sin ⎝⎛⎭⎫α-β2sin ⎝⎛⎭⎫α2-β =-19×53+459×23=7527. ∴cos(α+β)=2cos 2α+β2-1=2×49×5729-1=-239729.。
课 题:46
两角和与差的正弦、余弦、正切(2)
教学目的:
能由两角和的余弦公式推导出两角和的正弦公式,并进而推得两角和的正弦公式,并运用进行简单的三角函数式的化简、求值和恒等变形 教学重点: 由两角和的余弦公式推导出两角和的正弦公式 教学难点: 进行简单的三角函数式的化简、求值和恒等变形 授课类型:新授课 课时安排:1课时
教 具:多媒体、实物投影仪 教学过程:
一、复习引入:
1.两角和与差的余弦公式:
βαβαβαsin sin cos cos )cos(-=+ βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=-
2.求cos75︒的值
解:cos75︒=cos(45︒+30︒)=cos45︒cos30︒-sin45︒sin30︒
=
4
2
621222322-=
⋅-⋅ 3.计算:cos65︒cos115︒-cos25︒sin115︒
解:原式= cos65︒cos115︒-sin65︒sin115︒=cos(65︒+115︒)=cos180︒=-1 4 计算:-cos70︒cos20︒+sin110︒sin20︒
原式=-cos70︒cos20︒+sin70︒sin20︒=-cos(70︒+20︒)=0 5.已知锐角α,β满足cos α=
53
cos(α+β)=13
5-求cos β 解:∵cos α=53 ∴sin α=5
4
又∵cos(α+β)=13
5
-<0
∴α+β为钝角 ∴sin(α+β)=
13
12 ∴cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α
=65
3354131253135=⋅+⋅-
(角变换技巧)
二、讲解新课:
两角和与差的正弦 1 推导sin(α+β)=cos[
2π-(α+β)]=cos[(2π
-α)-β] =cos(2π-α)cos β+sin(2
π
-α)sin β
=sin αcos β+cos αsin β
即: βαβαβαcos sin cos sin )sin(+=+ (S α+β) 以-β代β得: βαβαβαcos sin cos sin )sin(-=- (S α-β) 2公式的分析,结构解剖,嘱记
三、讲解范例:
例1不查表,求下列各式的值:
1︒ sin75︒ 2︒ sin13︒cos17︒+cos13︒sin17︒ 解:1︒原式= sin(30︒+45︒)= sin30︒cos45︒+cos30︒sin45︒
=
4
6
222232221+=
⋅+⋅ 2︒原式= sin(13︒+17︒)=sin30︒=2
1
例2 求证:cos α+3sin α=2sin(
6
π
+α) 证一(构造辅助角): 左边=2(
21cos α+2
3
sin α)=2(sin 6πcos α+cos 6π sin α) =2sin(
6
π
+α)=右边 证二:右边=2(sin
6πcos α+cos 6π sin α)=2(21cos α+2
3 sin α)
= cos α+3sin α=左边
例3 已知sin(α+β)=
32,sin(α-β)=52 求β
α
tan tan 的值
解: ∵sin(α+β)=
32 ∴sin αcos β+cos αsin β=32
① sin(α-β)=52 ∴sin αcos β-cos αsin β=5
2
②
①+②:sin αcos β=158 ①-②:cos αsin β=152
四、练习
在△ABC 中,已知cosA =
13
5,cosB =54
,则cosC 的值为( A )
(A )6516 (B )6556 (C )65566516或 (D )65
16
-
解:因为C = π - (A + B), 所以cosC = - cos(A + B)
又因为A,B ∈(0, π), 所以sinA =
13
12, sinB =53
,
所以cosC = - cos(A + B) = sinAsinB - cosAcosB =65
54135531312=⨯-⨯ 已知4
34παπ<<,40πβ<<,53)4cos(-=+απ,135
)43sin(=+βπ,
求sin(α + β)的值
解:∵
434παπ
<
< ∴παπ
π<+<4
2
又53)4cos(-=+απ ∴5
4
)4sin(=+απ
∵40πβ<< ∴
πβπ
π<+<4343 又135)43sin(=+βπ ∴13
12)43cos(-=+βπ ∴sin(α + β) = -sin[π + (α + β)] = )]4
3(
)4
sin[(βπ
απ
+++-
)]43sin()4cos()43cos(
)4[sin(
βπαπβπαπ
+++++-=
65
63
]13553)1312(54[=⨯--⨯-=
五、小结 两角和与差的正弦、余弦公式及一些技巧“辅助角”“角变换”“逆
向运用公式”
⇒βαtan tan =415
215
8sin cos cos sin ==βαβα
六、课后作业: 1已知sin α + sin β =
2
2
,求cos α + cos β的范围 解:设cos α + cos β = t ,
则(sin α + sin β)2
+ (cos α + cos β)2
= 2
1+ t 2
∴2 + 2cos(α - β) =
21+ t 2
即 cos(α - β) = 21t 2 -4
3 又∵-1≤cos(α - β)≤1 ∴-1≤21t 2 -4
3
≤1
∴214-
≤t ≤2
14
2sin(α+β) =
21,sin(α-β) =101,求β
α
tan tan 的值 解:由题设:⎪⎩⎪⎨⎧=
=⇒⎪⎩
⎪⎨⎧
=-=+51
sin cos 103cos sin 101sin cos cos sin 21sin cos cos sin βαβαβαβαβαβα 从而:
2
3
5103sin cos cos sin tan tan =⨯==βαβαβα 或设:x =
β
αtan tan ∵
5)sin()
sin(=-+βαβα ∴
51
11
tan tan 1
tan tan tan tan tan tan cos cos )sin(cos cos )sin(=-+=-+=-+=-+x x β
αβ
α
βαβαβαβαβαβα ∴x =
23 即β
α
tan tan =23 七、板书设计(略) 八、课后记:。