两角和与差的三角函数公式基本题型复习
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两角和与差的三角函数总复习一、公式的正用、逆用、变形用1.求值:2sin()2sin()cos()333x x x πππ++--- 2.△ABC 中,若2cos sin sin B A C =,则△ABC 的形状是 3.△ABC 中,(1)已知412cos ,cos ,cos 513A B C ===则 (2)已知412sin ,sin ,cos 513A B C ===则 (3)已知412sin ,cos ,cos 513A B C ===则 (4)已知45sin ,cos ,cos 513A B C ===则4.1tan 151tan 15-︒=+︒5.tan 72tan 4272tan 423︒-︒-︒︒=6.在△ABC 中,若tan tan tan 0A B C ++<,则△ABC 的形状是 7.(1tan 1)(1tan 2)(1tan 44)(1tan 45)+︒+︒⋅⋅⋅+︒+︒=二、辅助角公式sin cos )a x b x x ϕ+=+1.已知sin 1m αα-=-,求m 的取值范围三、在求值、求角时,配角思想的应用1.设12cos(),sin(),,0,cos 2923222βαππαβαβαπβ+-=--=<<<<且求的值2.已知2tan ,tan 40x αβ++=是方程的两根,且,(,)22ππαβ∈-,求αβ+3.已知tan()2tan αββ+=,求证:3sin sin(2)ααβ=+4.已知sin(2)5sin αββ+=,求证:2tan()3tan αβα+=5.sin 15cos 5sin 20cos 15cos 5cos 20︒︒-︒=︒︒-︒6.sin 85=︒四、已知tan sin(),sin(),tan =m n ααβαββ+=-=则已知cos(),cos(),tan tan =m n αβαβαβ+=-=则1. 已知23tan sin(),sin(),34tan ααβαββ+=-==则 2. 已知23cos(),cos(),tan tan 34αβαβαβ+=-==则五、已知sin sin ,cos cos ,cos()m n αβαβαβ+=+=-=则已知sin sin ,cos cos ,cos()m n αβαβαβ-=-=-=则已知sin sin ,cos cos ,cos()m n αβαβαβ+=-=+=则已知sin sin ,cos cos ,cos()m n αβαβαβ-=+=+=则1.已知11sin sin ,cos cos ,cos()23αβαβαβ+=-=+=则 2.已知11cos cos ,sin sin ,cos()23αβαβαβ+=-=+=则 (说明)另一种典型变形:移项后再平方如:22sin sin sin sin 112(sin cos )cos cos cos cos m m m n m n n n αβαβββαβαβ-==+⎧⎧⇒⇒=++++⎨⎨-==+⎩⎩22)sin()m n βϕβϕ⇒+++⇒+=-特别地,当00m n ==或时,则可以分别求出sin ,sin ,cos ,cos αβαβ,sin 2sin 0,cos 2cos 2.(1)cos ,cos()αβαβαβααβ-=+=+1.锐角满足:求的值;αβ(2)求2+的值. 六、sin 1cos 1sin cos tan 1cos sin 1sin cos ααααααααα-+-===+++ 1.83sin ,,tan 1722πααπα=-<<=已知则2.43cos ,2,tan 522παααπ=<<=已知则3.1sin cos tan 1,21sin cos ααααα+-=-=++已知则。
知识点两角和与差的正弦、余弦、正切公式:βαβαβαsin cos cos sin )sin(+=+ βαβαβαsin cos cos sin )sin(-=-βαβαβαsin sin cos cos )cos(-=+ βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=-βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(-+=+ βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(+-=- 怎么由一个公式推导出来?一、已知βαsin ,sin 求cos ()αβ+1. 已知sin αβ==且,αβ为锐角,则αβ+为( )已知sin αβ==,则αβ+为( ) 已知αα,53sin =在第二象限,ββ,135cos -=在第三象限,求)tan(),cos(),sin(βαβαβα+-+注意角所在象限2、符号C B A cos ,135cos ,53sin 那么== 在△ABC 中,C B A cos ,135cos ,53sin 那么==的值是 .二、逆用公式cos79°cos34°+sin79°sin34°等于( )Sin14ºcos16º+sin76ºcos74º的值是 的值为 .求值:_____________.0000tan 20tan 4020tan 40+=变式 已知A+B=,则(1+tanA )(1+tanB )=( )三、常数代换与逆用公式1、化简x x sin cos 3-化简3232sin cos x x +=化简4sinx+3cosx=变式 函数y=sinx+cosx+2的最小值是 ( )2、求值 =______________变式 。
tan75-175tan 1+ .已知α、β均为锐角,且tanβ=,则tan (α+β)=四.先展开函数f (x )=sinx+cos (x+)的最大值为变式 已知sinα+cos (α﹣)=,则cos (α﹣)的值等于( )五、在三角形中求值15tan 115tan 1+-1、求值在△ABC 中,C B A cos ,135cos ,53sin 那么==的值是 .在△ABC 中,已知,,则cosC 的值为( )2、判断三角形形状在△ABC 中,已知2sinAcosB =sinC ,则△ABC 一定是( ) A .直角三角形 B .等腰三角形C .等腰直角三角形D .正三角形内角和公式 变式 .在△ABC 中,已知sinC=2sin (B+C )cosB ,那么△ABC 一定是( )A . 等腰直角三角形B . 等腰三角形C . 直角三角形D . 等边三角形判断△ABC 的内角满足sinA+cosA >0,tanA ﹣sinA <0,则A 的取值范围是( )A . (0,)B . (,)C . (,)D . (,π)变式 在△ABC 中,若1﹣tanAtanB <0,则△ABC 是( )A . 锐角三角形B . 钝角三角形C . 直角三角形D . 等腰三角形变式 已知向量,,若A ,B ,C 是锐角△ABC 的三个内角,,则与的夹角为( )锐角三角形,C<90,A+B>90钝角三角形,C>90,A+B<90六、角的代换若α是锐角,且满足cosα=31,则⎪⎭⎫ ⎝⎛-6sin πα的值为( )若α是锐角,且满足,则cosα的值为( )变式 若α是锐角,且满足,则⎪⎭⎫ ⎝⎛+6cos πα的值为( )变式 已知432παβπ<<<,1312)cos(=-βα,53)sin(-=+βα,求sin2α的值变形方式1、两边平方2、asinwx+bcoswx= 3.展开 4.角的转换5、齐次分式化为tan在△ABC 中,3sinA+4cosB=6,4sinB+3cosA=1,则C 等于( )A . 30°B . 150°C . 30°或150°D . 60°或120°设a=sin15°+cos15°,b=sin17°+cos17°,比较a,b 大小若sinθ+cosθ=,则tan (θ+)的值是( )已知22cos cos =+βα,求βαsin sin +的取值范围。
5.5.1两角和与差的正弦、余弦和正切公式(基础知识+基本题型)知识点一、两角差的余弦公式 如图,在平面直角坐标系xOy 内作单位圆O ,以Ox 为始边作角α,β,它们的终边与单位圆O 的交点分别为A ,B ,则)sin ,(cos ),sin ,(cos ββαα==OB OA . 由向量数量积的定义,有)cos()cos(||||βαβα-=-=⋅OB OA OB OA ,由向量数量积的坐标表示,得βαβαsin sin cos cos +=⋅OB OA . 于是有βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=-. 由以上的推导过程可知,βα,是任意角,则)(βα-也应为任意角,即对于任意角βα,有βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=-,此公式称为差角的余弦公式,简记为)(βα-C【提示】(1)适用条件:公式中的βα,都是任意角,可以为常量,也可以为变角(2)公式结构:公式右端的两部分为同名三角函数的积,连接符号与左边角的连接符号相反 【拓展】(1)逆用:)cos(sin sin cos cos βαβαβα-=+(2)角变换后使用:ββαββαββααsin )sin(cos )cos(])cos[(cos +++=-+= (3)移项使用:βαβαβαsin sin )cos(cos cos --=;βαβαβαcos cos )cos(sin sin --=(4)特殊化使用导出诱导公式:ααπαπαπsin sin 2sincos 2cos)2cos(=+=-知识点二 两角和的余弦公式 运用)(βα-C 和诱导公式,有)](cos[)cos(βαβα--=+ )sin(sin )cos(cos βαβα-+-= βαβαsin sin cos cos -=,即βαβαβαsin sin cos cos )cos(-=+此公式就是两角和的余弦公式,简记作)(βα+C 提示:(1)公式中的βα,都是任意角(2)两角和与差的余弦公式右边函数名的排列顺序为:余⋅余 正⋅正,左右两边加减运算符号相反 (3)一般情况下,两角和的余弦公式不能按分配律展开,即βαβαcos cos )cos(+≠+ 【拓展】要学会顺用(从左至右,即展开)、逆用(从右至左,即化简)、变用(移项变形)公式()C αβ± (1)顺用公式()C αβ±,如:()()()()cos 2cos cos cos sin sin αβααβααβααβ+=++=+-+⎡⎤⎣⎦;()cos 2cos 2cos sin 2sin αβαβαβ+=-,()()()cos cos cos cos sin sin ααββαββαββ=+-=+++⎡⎤⎣⎦(2)逆用公式()C αβ±,如:()()()()cos cos sin sin αβαβαβαβ+--+- ()()cos cos 2αβαβα=++-=⎡⎤⎣⎦(3)变用公式()C αβ±,如:()cos sin sin cos cos αβαβαβ++=; ()cos cos cos sin sin αβαβαβ--=知识点三 两角和与差的正弦公式 运用()C αβ-和诱导公式,有()()sin cos cos 22ππαβαβαβ⎡⎤⎡⎤⎛⎫+=-+=-- ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣⎦cos cos sin sin sin cos cos sin 22ππαβαβαβαβ⎛⎫⎛⎫=-+-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.即()sin sin cos cos sin αβαβαβ+=+.这就是两角和的正弦公式,简记作sin cos cos sin αβαβ+()S αβ+. 在公式()S αβ+中,用β-代替β,可得()()()sin sin cos cos sin sin cos cos sin αβαβαβαβαβ+-=-+-=-⎡⎤⎣⎦,即()sin sin cos cos sin αβαβαβ-=-. 这就是两角差的正弦公式,简记作()S αβ-. 【提示】(1)公式中的,αβ均为任意角.(2)两角和与差的正弦公式右边函数名的排列顺序为:正余±余正,左右两边加减运算符号相同. (3)一般情况下,两角和与差的正弦公式不能按分配律展开,即()sin sin sin αβαβ±=±.知识点四 两角和与差的正切公式 ()()()sin sin cos cos sin tan tan tan cos cos cos sin sin 1tan tan αβαβαβαβαβαβαβαβαβ++++===+--, 即()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ++=-.这就是两角和的正切公式,简记作()T αβ+. 以β-代替上式中β,可得 ()()()tan tan tan tan tan 1tan tan 1tan tan αβαβαβαβαβ+--+-==⎡⎤⎣⎦--+,即()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ--=+.这就是两角差的正切公式,简记作()T αβ-. (1)适用条件:公式()T αβ±只有在(),,Z 222k k k k πππαπβπαβπ≠+≠+±≠+∈时才成立,否则不成立,这是由正切函数的定义域决定的.(2)特殊情况:当tan α或tan β或()tan αβ±的值不存在时,不能使用()T αβ±处理有关问题,但可改用诱导公式或其他方法.例如,化简tan 2πβ⎛⎫- ⎪⎝⎭,因为tan 2π的值不存在,不能利用公式()T αβ-,所以改用诱导公式来解.sin cos 2tan 2sin cos 2πβπββπββ⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭-== ⎪⎛⎫⎝⎭- ⎪⎝⎭. (3)公式()T αβ-也可以这样推导: ()()()sin sin cos cos sin tan cos cos cos sin sin αβαβαβαβαβαβαβ---==-+若cos cos 0αβ≠,则将上式得分子、分母都除以cos cos αβ,得()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ--=+.【拓展】(1)正切公式的逆用: ()()()tan tan tan tan 1tan tan αβααβαβαβα+-=+-=⎡⎤⎣⎦++;tantan 1tan 4tan 1tan 41tan tan 4πααπαπαα++⎛⎫==+ ⎪-⎝⎭-(2)正切公式的变形应用:()()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ+=+-; ()()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ-=-+; ()tan tan 1tan tan tan αβαβαβ+-=+;()tan tan 1tan tan tan αβαβαβ-+=-知识点五 辅助角公式辅助角公式:()sin cos tan b a x b x x a ϕϕ⎛⎫++= ⎪⎝⎭推导过程:sin cos a x b x x x ⎫+=+⎪⎭令cos ϕϕ==,)sin cos sin cos cos sin a x b x x x ϕϕ++()x ϕ+其中角ϕ所在象限由,a b 的符号确定,角ϕ的值由tan ba ϕ=确定或由cos ϕϕ==共同确定【提示】 (1)关于形如sin cos a x b x +(,a b 不同时为零)的式子,引入辅助角可以变形为()sin A x ϕ+的形式,有时也变形为()cos A x ϕ+的形式(2)辅助角公式能将异名三角函数式转化为同名三角函数式,它本身就是一个化简得过程,化简后,可轻松地求出函数的周期、最值、单调区间等考点一 三角函数式的化简 【例1】 化简下列各式 (1)sin 7cos15sin8cos7sin15sin8︒+︒︒︒-︒︒;(2)()2sin50sin101⎡⎤︒+︒︒⎣⎦;(3)()()1sin cos sin 2sin 2αβααββ+-+-⎡⎤⎣⎦ 解:(1)原式()()sin 158cos15sin8sin15cos8cos15sin8cos15sin8tan15cos 158sin15sin8cos15cos8sin15sin8sin15sin8︒-︒+︒︒︒︒-︒︒+︒︒==︒︒-︒-︒︒︒︒+︒︒-︒︒()1tan 45tan 30tan 45301tan 45tan 30︒-︒=︒-︒==+︒︒2=-(2)原式2sin 50sin10⎛=︒+︒ ⎝⎭2sin 50cos102sin10cos50cos10︒︒+︒︒⎡⎤=︒⎢⎥︒⎣⎦)sin 50cos10sin10cos50=︒︒+︒︒()5010=︒+︒== (3)原式()()()1sin cos sin sin 2αβαααβαβα=+-++-+-⎡⎤⎣⎦ ()()1sin cos 2sin cos 2αβαααβ=+-+⎡⎤⎣⎦ ()()sin cos cos sin αβααβα=+-+ ()sin sin αβαβ=+-= 化简三角函数式的标准和要求: (1)能求出值得应求出值;(2)使三角函数式的种数、项数及角的种类尽可能少; (3)使三角函数式的次数尽可能低; (4)使分母中尽量不含三角函数式和根式 考点二 三角函数的求值 【例2.】.(1)求sin105︒的值;(2)已知3sin 5θ=-,且θ是第三象限角,求cos 6πθ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值;(3)已知1tan ,tan 20,322ππαβαβπ⎛⎫==-<<<< ⎪⎝⎭,求()tan αβ-及αβ+的值解:(1)()sin105sin 6045︒=︒+︒sin 60cos45cos60sin 45=︒︒+︒︒ (2)因为3sin 5θ=-,且θ是第三象限角,所以4cos 5θ=-所以413cos cos cos sin sin 666525πππθθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=---⨯-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(3)因为1tan ,tan 23αβ==-,所以()12tan tan 3tan 721tan tan 13αβαβαβ+--===+- ()12tan tan 3tan 121tan tan 13αβαβαβ-++===--+ 因为0,,22ππαβπ<<<<所以 322ππαβ<+<所以34παβ+=三角函数的求值问题主要包括三类:给角求值、给值求值、给值求角 (1)给角求值的求解策略求解的关键是能将所求角转化为特殊角,并注意公式的选用 (2)给值求值的求解策略已知角,αβ的某种三角函数值,求αβ±的余弦、正弦或正切的方法;先根据平方关系求出,αβ的另一种三角函数值,求解过程中应注意先根据角的范围判断所求三角函数值的符号,再根据求得的函数值和已知函数值代入和角或差角的正弦、余弦、正切公式中,求出和角或差角的正弦、余弦、正切(3)给值求角的方法解答这类题目的步骤:①求出角的某一个三角函数值;②确定角所在的范围;③求角 考点三 三角恒等式的证明 【例3】求证:()()sin 2sin 2cos .sin sin αββαβαα+-+=证明:因为sin 0α≠,()()sin 22cos sin αβαβα+-+()()=sin 2cos sin αβααβα++-+⎡⎤⎣⎦()()()sin cos cos sin 2cos sin αβααβααβα=+++-+ ()()sin cos cos sin αβααβα=+-+()sin αβα=+-⎡⎤⎣⎦ sin β=,所以()()sin 2sin 2cos sin sin αββαβαα+-+=.证明三角恒等式常用以下方法:(1)从复杂的一边入手,逐步化简,证得与另一边相等.在证明的过程中,应时刻“盯”住目标,分析其特征,向着目标“奔”去;(2)从两边入手,证得等式两边都等于同一个式子; (3)作差法,证明左边-右边=0. 考点四 辅助角公式的应用【例4】 将下列各式化成()sin A x ϕ+的形式:(1cos x x -;(2).4444x x ππ⎛⎫⎛⎫-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭解:(1)12cos 2x x ⎫=-⎪⎪⎝⎭原式2cos sin sin cos 66x x ππ⎛⎫=- ⎪⎝⎭2sin .6x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭(2)1sin cos 22424x x ππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+-⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦原式sin sin cos cos 26464x x ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦cos 246212x x πππ⎛⎫⎛⎫=--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭sin 2212x ππ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭5sin .212x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 通过引入辅助角ϕ,可以将sin cos a x b x +这种形式的三角函数式化为一个角的一种三角函数的形式.这种变形方法可解决sin cos a x b x +的许多问题,如值域、最值、周期、单调区间等.另外,(2)在解法上充分体现了角的变换和整体思想.。
高中数学高考总复习两角和与差的三角函数习题及详解一、选择题1.在△ABC 中,若cos A =45,cos B =513,则cos C 的值是( )A.1665 B.5665C.1665或5665D .-1665[答案] A[解析] 在△ABC 中,0<A <π,0<B <π,cos A =45,cos B =513,∴sin A =35,sin B =1213,所以cos C =cos[π-(A +B )]=-cos(A +B ) =sin A ·sin B -cos A ·cos B =35×1213-45×513=1665,故选A. 2.(2010·烟台中英文学校质检)sin75°cos30°-sin15°sin150°的值为( ) A .1B.12C.22D.32[答案] C[解析] sin75°cos30°-sin15°sin150°=sin75°cos30°-cos75°sin30°=sin(75°-30°)=sin45°=22. 3.(2010·吉林省质检)对于函数f (x )=sin x +cos x ,下列命题中正确的是( ) A .∀x ∈R ,f (x )< 2 B .∃x ∈R ,f (x )< 2 C .∀x ∈R ,f (x )> 2D .∃x ∈R ,f (x )> 2[答案] B[解析] ∵f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4≤2, ∴不存在x ∈R 使f (x )>2且存在x ∈R ,使f (x )=2,故A 、C 、D 均错.4.(文)(2010·北京东城区)在△ABC 中,如果sin A =3sin C ,B =30°,那么角A 等于( ) A .30°B .45°C .60°D .120°[答案] D[解析] ∵△ABC 中,B =30°,∴C =150°-A , ∴sin A =3sin(150°-A )=32cos A +32sin A , ∴tan A =-3,∴A =120°. (理)已知sin α=55,sin(α-β)=-1010,α、β均为锐角,则β等于( )A.5π12 B.π3C.π4D.π6[答案] C[解析] ∵α、β均为锐角,∴-π2<α-β<π2,∴cos(α-β)=1-sin 2(α-β)=31010,∴sin α=55,∴cos α=1-⎝⎛⎭⎫552=255.∴sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β)=22. ∵0<β<π2,∴β=π4,故选C.5.(文)(2010·广东惠州一中)函数y =sin ⎝⎛⎭⎫π3-2x +sin2x 的最小正周期是( ) A.π2B .πC .2πD .4π[答案] B [解析] y =32cos2x -12sin2x +sin2x =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3, ∴周期T =π.(理)函数f (x )=(3sin x -4cos x )·cos x 的最大值为( ) A .5 B.92C.12D.52[答案] C[解析] f (x )=(3sin x -4cos x )cos x =3sin x cos x -4cos 2x =32sin2x -2cos2x -2=52sin(2x -θ)-2,其中tan θ=43, 所以f (x )的最大值是52-2=12.故选C.6.(文)(2010·温州中学)已知向量a =(sin75°,-cos75°),b =(-cos15°,sin15°),则|a -b |的值为( )A .0B .1 C. 2D .2[答案] D[解析] ∵|a -b |2=(sin75°+cos15°)2+(-cos75°-sin15°)2=2+2sin75°cos15°+2cos75°sin15°=2+2sin90°=4,∴|a -b |=2.(理)(2010·鞍山一中)已知a =(sin α,1-4cos2α),b =(1,3sin α-2),α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,若a ∥b ,则tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=( ) A.17B .-17C.27D .-27[答案] B[解析] ∵a ∥b ,∴1-4cos2α=sin α(3sin α-2), ∴5sin 2α+2sin α-3=0,∴sin α=35或sin α=-1,∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴sin α=35, ∴tan α=34,∴tan ⎝⎛⎭⎫α-π4=tan α-11+tan α=-17. 7.(文)(2010·河南许昌调研)已知sin β=35(π2<β<π),且sin(α+β)=cos α,则tan(α+β)=( )A .1B .2C .-2D.825[答案] C[解析] ∵sin β=35,π2<β<π,∴cos β=-45,∴sin(α+β)=cos α=cos[(α+β)-β] =cos(α+β)cos β+sin(α+β)sin β =-45cos(α+β)+35sin(α+β),∴25sin(α+β)=-45cos(α+β),∴tan(α+β)=-2. (理)(2010·杭州模拟)已知sin x -sin y =-23,cos x -cos y =23,且x ,y 为锐角,则tan(x -y )=( )A.2145B .-2145C .±2145D .±51428[答案] B[解析] 两式平方相加得:cos(x -y )=59,∵x 、y 为锐角,sin x -sin y <0,∴x <y , ∴sin(x -y )=-1-cos 2(x -y )=-2149,∴tan(x -y )=sin (x -y )cos (x -y )=-2145.8.已知α、β均为锐角,且tan β=cos α-sin αcos α+sin α,则tan(α+β)的值为( )A .-1B .1C. 3D .不存在[答案] B[解析] tan β=cos α-sin αcos α+sin α=1-tan α1+tan α=tan ⎝⎛⎭⎫π4-α, ∵π4-α,β∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2且y =tan x 在⎝⎛⎭⎫-π2,π2上是单调增函数, ∴β=π4-α,∴α+β=π4,∴tan(α+β)=tan π4=1.9.(2010·全国新课标理,9)若cos α=-45,α是第三象限的角,则1+tanα21-tanα2=( )A .-12B.12C .2D .-2[答案] A[解析] ∵cos α=-45且α是第三象限的角,∴sin α=-35,∴1+tan α21-tan α2=cos α2+sin α2cos α2cos α2-sin α2cos α2=cos α2+sin α2cos α2-sinα2=⎝⎛⎭⎫cos α2+sin α22⎝⎛⎭⎫cos α2-sin α2⎝⎛⎭⎫cos α2+sin α2 =1+sin αcos 2α2-sin 2α2=1+sin αcos α=1-35-45=-12,故选A.[点评] 本题解题思路广阔,由cos α可求sin α,也可求sin α2及cos α2,从而求出tan α2.也可以利用和角公式将待求式变形为tan ⎝⎛⎭⎫π4+α2,再用诱导公式和二倍角公式等等.10.(2011·浙江五校联考)在△ABC 中,已知tan A +B2=sin C ,给出以下四个论断:①tan Atan B=1; ②1<sin A +sin B ≤2; ③sin 2A +cos 2B =1; ④cos 2A +cos 2B =sin 2C . 其中正确的是( ) A .①③B .②③C .①④D .②④[答案] D[解析] 因为在三角形中A +B =π-C ,所以tan A +B 2=tan π-C 2=cot C2=cos C 2sin C2,而sin C=2sin C 2cos C 2,∵tan A +B 2=sin C ,∴cos C 2sin C 2=2sin C 2cos C 2.因为0<C <π,∴cos C 2≠0,sin C 2>0,故sin 2C 2=12,∴sin C 2=22,∴C =π2,A +B =π2,∴sin A +sin B =sin A +cos A =2sin ⎝⎛⎭⎫A +π4∈(1,2],排除A 、C ; cos 2A +cos 2B =cos 2A +sin 2A =1=sin 2C ,故选D. 二、填空题11.(2010·哈三中)已知tan ⎝⎛⎭⎫α+π6=12,tan ⎝⎛⎭⎫β-7π6=13,则tan(α+β)=________. [答案] 1[解析] tan(α+β)=tan(α+β-π) =tan[(α+π6)+(β-7π6)]=12+131-12×13=1.12.(2010·重庆南开中学)已知等差数列{a n }满足:a 1005=4π3,则tan(a 1+a 2009)=________. [答案] - 3[解析] 由等差数列的性质知,tan(a 1+a 2009) =tan(2a 1005)=tan 8π3=tan ⎝⎛⎭⎫-π3=- 3.13.(2010·山师大附中模考)若tan(x +y )=35,tan(y -π3)=13,则tan(x +π3)的值是________.[答案] 29[解析] tan(x +π3)=tan[(x +y )-(y -π3)]=tan (x +y )-tan (y -π3)1+tan (x +y )·tan (y -π3)=35-131+35×13=29.14.(2010·上海奉贤区调研)已知α,β∈(0,π2),且tan α·tan β<1,比较α+β与π2的大小,用“<”连接起来为________.[答案] α+β<π2[解析] ∵tan α·tan β<1,α,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴sin α·sin βcos α·cos β<1,∴sin α·sin β<cos α·cos β,∴cos(α+β)>0,∵α+β∈(0,π),∴α+β<π2.三、解答题15.(2010·福建福州市)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且满足(2a -c )cos B =b cos C .(1)求角B 的大小;(2)若|BA →-BC →|=2,求△ABC 的面积的最大值. [解析] (1)在△ABC 中,∵(2a -c )cos B =b cos C , 根据正弦定理有(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C , ∴2sin A cos B =sin(C +B ),即2sin A cos B =sin A . ∵sin A >0,∴cos B =12,又∵B ∈(0,π),∴B =π3.(2)∵|BA →-BC →|=2,∴|CA →|=2,即b =2.根据余弦定理b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,有4=a 2+c 2-ac . ∵a 2+c 2≥2ac (当且仅当a =c 时取“=”号), ∴4=a 2+c 2-ac ≥2ac -ac =ac ,即ac ≤4,∴△ABC 的面积S =12ac sin B =34ac ≤3,即当a =b =c =2时,△ABC 的面积的最大值为 3.16.(文)(2010·北京延庆县模考)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-2cos 2x . (1)求函数f (x )的值域及最小正周期; (2)求函数y =f (x )的单调增区间. [解析] (1)f (x )=32sin2x +12cos2x +32sin2x -12cos2x -(cos2x +1) =2⎝⎛⎭⎫32sin2x -12cos2x -1 =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-1. 由-1≤sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6≤1得, -3≤2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-1≤1. 可知函数f (x )的值域为[-3,1]. 且函数f (x )的最小正周期为π.(2)由2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2(k ∈Z )解得,k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ).所以y =f (x )的单调增区间为[k π-π6,k π+π3](k ∈Z ).(理)(2010·辽宁锦州)已知△ABC 中,|AC |=1,∠ABC =120°,∠BAC =θ,记f (θ)=AB →·BC →, (1)求f (θ)关于θ的表达式; (2)求f (θ)的值域. [解析] (1)由正弦定理有: |BC |sin θ=1sin120°=|AB |sin (60°-θ), ∴|BC |=sin θsin120°,|AB |=sin (60°-θ)sin120°∴f (θ)=AB →·BC →=|AB →|·|BC →|cos(180°-∠ABC ) =23sin θ·sin(60°-θ) =23(32cos θ-12sin θ)sin θ=13sin(2θ+π6)-16 (0<θ<π3) (2)∵0<θ<π3,∴π6<2θ+π6<5π6,∴12<sin(2θ+π6)≤1, ∴0<f (θ)≤16,即f (θ)的值域为(0,16].17.(文)(2010·湖北黄冈)如图,平面四边形ABCD 中,AB =13,三角形ABC 的面积为S △ABC =25,cos ∠DAC =35,AB →·AC →=120.(1)求BC 的长; (2)cos ∠BAD 的值. [解析] (1)由S △ABC =25得, 12|AC →||AB →|·sin ∠CAB =25 由AC →·AB →=120得,|AC →|·|AB →|·cos ∠CAB =120,以上两式相除得, tan ∠CAB =512,∴sin ∠CAB =513,cos ∠CAB =1213,∴|AC →||AB →|=130,又∵|AB →|=13,∴|AC →|=10, 在△ABC 中,由余弦定理得,|BC →|2=102+132-2×10×13×1213=29,∴|BC →|=29,即BC =29(2)∵cos ∠DAC =35,∴sin ∠DAC =45,∴cos ∠BAD =cos(∠BAC +∠CAD ) =cos ∠BAC ·cos ∠CAD -sin ∠BAC sin ∠CAD =1213×35-513×45=1665. (理)(2010·江西新余一中)已知函数f (x )=sin x 2+2cos 2x4.(1)求函数f (x )的最小正周期;(2)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c ,若(2a -c )cos B =b cos C ,求f (A )的取值范围.[解析] (1)f (x )=sin x2+⎝⎛⎭⎫2cos 2x 4-1+1 =sin x 2+cos x2+1=2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π4+1 ∴f (x )的最小正周期为T =4π. (2)由(2a -c )cos B =b cos C 得, (2sin A -sin C )cos B =sin B cos C , ∴2sin A cos B =sin(B +C )=sin A ,∵sin A ≠0,∴ocs B =12,∴B =π3,∴A +C =2π3,又∵f (A )=2sin ⎝⎛⎭⎫A 2+π4+1,∴0<A <2π3, ∴π4<A 2+π4<7π12, 又∵sin π4<sin 7π12,∴22<sin ⎝⎛⎭⎫A 2+π4≤1, ∴2<f (A )≤2+1.。
两角和与差的正弦、余弦和正切公式及二倍角公式、知识要点:1. 两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1) sin(:z 二I')=⑵cos(.二I )=(3) tan(.二I )=2. 二倍角的正弦、余弦、正切公式(1) sin 2:= (2) cos2:=⑶tan 2:=3. 常用的公式变形(1) tan a 土tan E =tan(a ±E)(1 干tana tan E);2 1 cos2: 21 -cos2:(2) cos : =,sin :=;2 2(3) 1 sin2:-(sin::、" cos: )2,1-sin2: - (sin : - cos: )2,sin 二里cos: = . 2sin(: —).44. 辅助角公式函数f (x) = asin x+ bcosx (a ,内常数),可以化为f (x) = l廿十^ sin( )』占+ b cos(*e 其中甲(8)可由a,b的值唯一确定.两个技巧一(1)一一一握角一、…携角技互二…(2) 一一化简技一巧二切化霎L…一一':1':一一的代换笠一.…一一【双基自测】(人教A版教材习题改编)下列各式的值为1的是()4sin 2上A.3 .右tan a =3,则-- 2—=().2 2__Q 2 tan 22.50o o2cos 衫 T B . 1 -2sin 75 C. ~-一2 & 5° D. sin15 cos152. sin 68°sin 67°—sin23°cos68°=( )A. 一岂经乎D. 1cos :■A. 2 B . 3 C . 4 D . 64 .已知sin a 2贝U cos(兀一A. D.5.1设sin(—+8)=-,贝U sin 26 =()4 3A. D.6. tan200 +tan40° + 后tan200 tan400 =r 5 , ,-.、 2 …7.右tan(—+ot)= —,则tan a =t 4 5考点一三角函数式的化简与求值[例1]求值:①cos15:-sin150;②sin50°(1 + T3tan100).cos15 sin15x 二[例2]已知函数f (x) =2sin(一一一), x 匚R .3 6,-5一:■■:: 10 6 ,(1)求f (宇)的值;⑵设a, E e件一',f (3。
两角和与差及二倍角几种典型题型 理解并记忆:两角和与差公式(6个):二倍角公式(5个):六四二一公式(13个):题型一:特殊角求值例一:习题: (1)题型二:根据两角关系求值例一:设α、β均为锐角,cos α=35 ,cos(α+β)=1213,求cos β 例二:已知0sin 2)2sin(=++ββα 求证tan α=3tan(α+β)例三:求tan20°+4sin20°的值例四:)已知02sin 2sin 5=α,求)1tan()1tan(00-+αα的值习题: (2)求值: (3)已知()βαβ+=2sin sin 3 , 求证:()αβαtan 2tan =+。
(4)(5)求20cos 20sin 10cos 2-的值。
cos15sin15sin 75sin15-+1cot151tan 75+-000000sin 7cos15sin8cos 7sin15sin8+-3335,0,cos(),sin()44445413sin()πππππαβαβαβ<<<<-=+=+已知求的值的求值与化简例一,例二,000010cos 1)10tan 31(80sin 50sin 2+++例三,(2008广西竞赛)求值: 2223164sin 20sin 20cos 20-+习题:(6) (7)求值:()()212cos 412sin 312tan 30200--题型:连乘式求值 例一:求值:248cos cos cos cos 17171717ππππ例二:求值:(1)sin18o cos36o (2)(2000全国竞赛模拟)54cos 52cos ππ+ (3)0cos361sin10cos10-22sin 50sin10(13tan10)2sin 80.⎡⎤++⋅⎣⎦求值:习题:(8)求值:0000sin10sin 30sin 50sin 70(9) (2004湖北竞赛模拟)化简 )sin 1()sin 1)(sin 1)(sin 1(3234323ππππn ++++ (10)计算:.36cos 48sec 2148tan 3︒-︒-︒题型:对偶式求值 例一:11sin sin ,cos cos ,cos()32αβαβαβ-=--=-若求例二:11cos(),cos(),tan tan 35αβαβαβ+=-=若求例三:(2006全国竞赛模拟)cos 220o +cos 250oo cos50o习题:(11) (12)1sin cos cos sin 2αβαβ=若,求的取值范围. (13)求值:sin 217o +cos 247o +cos47o sin17o题型:含tan tan tan tan αβαβ+与的处理策略例一:求值例二:(1) (2)利用上题结论 tan17tan 433tan17tan 43++sin sin sin ,cos cos cos ,.αβγαγβαγβαβ+=-=-已知角、、足求的值()()1t n .a 1tan 4παβαβαβ+=++已知、满足,求的值()()()()1tan11tan 21tan31tan 45.+++⋅⋅⋅⋅⋅+求值例三:(1) (2)(2002全国竞赛训练)利用上题思想,求证:n n n n -=-+++ααααααααtan tan tan )1tan(3tan 2tan 2tan tan .例四:已知tan θ和)4tan(θπ-是方程02=++q px x 的两个根,证明:p -q+1=0习题:(14)求证:.112tan 312tan 18tan 18tan 3=++(15)已知tan α,tan β是关于x 的一元二次方程x 2+px+2=0的两实根, 求)cos()sin(βαβα-+的值。
高三数学总复习20 三角函数两角和差公式一.考纲要求:1.掌握和、差的正弦、余弦、正切公式;2.能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和证明二.典型例题:例1.cos 43cos77sin 43cos167o o o o +的值为__例2.已知βα,⎪⎭⎫ ⎝⎛∈ππ,43,sin(βα+)=-,53 sin ,13124=⎪⎭⎫ ⎝⎛-πβ则cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛+4πα=______ 例3.若βαβααβα且.54sin )cos(cos )sin(=---是第三象限角,则ββ2cos 22sin -的值 等于例4.已知0,1413)cos(,71cos 且=β-α=α<β<α<2π, (Ⅰ)求α2tan 的值. (Ⅱ)求β.例5.已知3123,cos(),sin(),24135ππβααβαβ<<<-=+=-求sin 2.α三.基础训练(A 组)1.若α为锐角,且1sin 63πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则cos α= ( ).A 16.B 16.C 14.D 14 2.已知πβπα<<<<20,又53sin =α,54)cos(-=+βα,则=βsin ( ) A.0 B.0或2524 C.2524 D. 0或2524- 3.若)4tan(.21)4tan(.43)tan(παπββα+=-=+那么的值为 ( ) A .1110 B .112 C .52 D .2 4.已知3(,),sin ,25παπα∈=则tan()4πα+等于 ( ) (A )17 (B )7 (C )17- (D )7- 5.要使m m x x --=-464cos 3sin 有意义,则m 的取值X 围是( ) A.]37,(-∞ B.[)+∞,1 C.[-1,37] D.(]⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞-∞-,371, 6.βα,均为锐角,且21sin sin -=-βα,21cos cos =-βα,则=-)tan(βα( ) A.37 B 37- C.37± D.773- 7.三角形ABC 中,若54sin =A ,cosB=1312,则cosC=( ) A.6556 B.6516- C. 6556或6516- D. 6533- 8.函数)3x (cos cosx y π++=的最大值是9.求函数x x x x y cos sin cos sin 22+++=的最大值和最小值四.巩固提高(B 组)10.已知4320παπβ<<<<,53)4cos(=-απ,135)43sin(=+βπ,求)sin(βα+11.已知21)tan(=-βα,71tan -=β,且),0(,πβα∈,试求βα-2的值。
1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β (C (α-β))cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β (C (α+β))sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β (S (α-β))sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β (S (α+β))tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β(T (α-β)) tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β(T (α+β)) 2.二倍角公式sin 2α=2sin αcos α;cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α;tan 2α=2tan α1-tan 2α. 3.公式的逆用、变形等(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. 【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.( √ )(2)在锐角△ABC 中,sin A sin B 和cos A cos B 大小不确定.( × )(3)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.( × )(4)存在实数α,使tan 2α=2tan α.( √ )(5)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.( √ )1.化简cos 40°cos 25°1-sin 40°= . 答案 2解析 原式=cos 40°cos 25°1-cos 50°=cos (90°-50°)cos 25°·2sin 25°=sin 50°22sin 50°= 2. 2.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan 2α= . 答案 34解析 由sin α+cos αsin α-cos α=12,等式左边分子、分母同除cos α得,tan α+1tan α-1=12,解得tan α=-3, 则tan 2α=2tan α1-tan 2α=34. 3.(2015·重庆改编)若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β= . 答案 17解析 tan β=tan [(α+β)-α]=tan (α+β)-tan α1+tan (α+β)tan α=12-131+12×13=17. 4.(教材改编)sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°= .答案 22 解析 sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°=sin(270°+77°)cos(90°+58°)+sin 77°cos 58°=(-cos 77°)·(-sin 58°)+sin 77°cos 58°=sin 58°cos 77°+cos 58°sin 77°=sin(58°+77°)=sin 135°=22. 5.设α为锐角,若cos(α+π6)=45,则sin(2α+π12)的值为 . 答案 17250解析 ∵α为锐角,cos(α+π6)=45, ∴α+π6∈⎝⎛⎭⎫π6,2π3,∴sin(α+π6)=35, ∴sin(2α+π3)=2sin(α+π6)cos(α+π6)=2425, ∴cos(2α+π3)=2cos 2(α+π6)-1=725, ∴sin(2α+π12)=sin(2α+π3-π4) =22[sin(2α+π3)-cos(2α+π3)]=17250.题型一 三角函数公式的基本应用例1 (1)已知sin α=35,α∈(π2,π),则cos 2α2sin (α+π4)= . (2)设sin 2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan 2α的值是 .答案 (1)-75(2) 3 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)∵sin 2α=2sin αcos α=-sin α,∴cos α=-12, 又α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴sin α=32,tan α=-3, ∴tan 2α=2tan α1-tan 2 α=-231-(-3)2= 3. 思维升华 (1)使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征.(2)使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值.(1)若α∈(π2,π),tan(α+π4)=17,则sin α= . (2)已知cos(x -π6)=-33,则cos x +cos(x -π3)的值是 . 答案 (1)35(2)-1 解析 (1)∵tan(α+π4)=tan α+11-tan α=17, ∴tan α=-34=sin αcos α, ∴cos α=-43sin α. 又∵sin 2α+cos 2α=1,∴sin 2α=925. 又∵α∈(π2,π),∴sin α=35. (2)cos x +cos(x -π3)=cos x +12cos x +32sin x =32cos x +32sin x =3(32cos x +12sin x ) =3cos(x -π6)=-1. 题型二 三角函数公式的灵活应用例2 (1)sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )·cos(110°-x )的值为 . (2)求值:cos 15°+sin 15°cos 15°-sin 15°= . 答案 (1)22(2) 3 解析 (1)原式=sin(65°-x )·cos(x -20°)+cos(65°-x )cos [90°-(x -20°)]=sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )sin(x -20°)=sin [(65°-x )+(x -20°)]=sin 45°=22. (2)原式=1+tan 15°1-tan 15°=tan 45°+tan 15°1-tan 45°tan 15°=tan(45°+15°)= 3.思维升华 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.公式的逆用和变形应用更能开拓思路,培养从正向思维向逆向思维转化的能力.(1)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 .(2)函数f (x )=2sin 2(π4+x )-3cos 2x 的最大值为 . 答案 (1)π4(2)3 解析 (1)由题意知:sin A =-2cos B ·cos C =sin(B +C )=sin B ·cos C +cos B ·sin C ,在等式-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 C 1-tan B tan C=-1=-tan A ,所以A =π4.(2)f (x )=1-cos ⎣⎡⎦⎤2(π4+x )-3cos 2x =sin 2x -3cos 2x +1=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+1, 可得f (x )的最大值是3.题型三 角的变换问题例3 (1)设α、β都是锐角,且cos α=55,sin(α+β)=35,则cos β= . (2)已知cos(α-π6)+sin α=453,则sin(α+7π6)的值是 . 答案 (1)2525 (2)-45解析 (1)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,所以0<α<α+β<π,cos α>cos(α+β).因为45>55>-45, 所以cos(α+β)=-45. 于是cos β=cos [(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=-45×55+35×255=2525. (2)∵cos(α-π6)+sin α=453, ∴32cos α+32sin α=453, 3(12cos α+32sin α)=453, 3sin(π6+α)=453, ∴sin(π6+α)=45,∴sin(α+7π6)=-sin(π6+α)=-45. 思维升华 (1)解决三角函数的求值问题的关键是把“所求角”用“已知角”表示.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,然后应用诱导公式把“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. 若0<α<π2,-π2<β<0,cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=13,cos ⎝⎛⎭⎫π4-β2=33,则cos ⎝⎛⎭⎫α+β2= . 答案 539解析 cos ⎝⎛⎭⎫α+β2=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π4+α-⎝⎛⎭⎫π4-β2 =cos ⎝⎛⎭⎫π4+αcos ⎝⎛⎭⎫π4-β2+sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-β2, ∵0<α<π2,∴π4<π4+α<3π4, ∴sin ⎝⎛⎭⎫π4+α=223.又-π2<β<0,则π4<π4-β2<π2, ∴sin ⎝⎛⎭⎫π4-β2=63. 故cos ⎝⎛⎭⎫α+β2=13×33+223×63=539.5.三角函数求值忽视角的范围致误典例 (1)已知0<β<π2<α<π,且cos ⎝⎛⎭⎫α-β2=-19,sin ⎝⎛⎭⎫α2-β=23,则cos(α+β)的值为 .(2)已知在△ABC 中,sin(A +B )=23,cos B =-34,则cos A = . 易错分析 (1)角α2-β,α-β2的范围没有确定准确,导致开方时符号错误. (2)对三角形中角的范围挖掘不够,忽视隐含条件,B 为钝角.解析 (1)∵0<β<π2<α<π, ∴-π4<α2-β<π2,π4<α-β2<π, ∴cos ⎝⎛⎭⎫α2-β=1-sin 2⎝⎛⎭⎫α2-β=53, sin ⎝⎛⎭⎫α-β2= 1-cos 2⎝⎛⎭⎫α-β2=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. (2)在△ABC 中,∵cos B =-34, ∴π2<B <π,sin B =1-cos 2B =74. ∵π2<B <A +B <π,sin(A +B )=23, ∴cos(A +B )=-1-sin 2(A +B )=-53, ∴cos A =cos [(A +B )-B ]=cos(A +B )cos B +sin(A +B )sin B=⎝⎛⎭⎫-53×⎝⎛⎭⎫-34+23×74=35+2712. 答案 (1)-239729 (2)35+2712温馨提醒 在解决三角函数式的求值问题时,要注意题目中角的范围的限制,特别是进行开方运算时一定要注意所求三角函数值的符号.另外,对题目隐含条件的挖掘也是容易忽视的问题,解题时要加强对审题深度的要求与训练,以防出错.[方法与技巧]1.巧用公式变形:和差角公式变形:tan x ±tan y =tan(x ±y )·(1∓tan x ·tan y );倍角公式变形:降幂公式cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2, 配方变形:1±sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2±cos α22, 1+cos α=2cos 2α2,1-cos α=2sin 2α2. 2.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.[失误与防范]1.运用公式时要注意审查公式成立的条件,要注意和、差、倍角的相对性,要注意升次、降次的灵活运用,要注意“1”的各种变通.2.在三角函数求值时,一定不要忽视题中给出的或隐含的角的范围.A 组 专项基础训练(时间:40分钟)1.cos 85°+sin 25°cos 30°cos 25°= . 答案 12解析 原式=sin 5°+32sin 25°cos 25°=sin (30°-25°)+32sin 25°cos 25°=12cos 25°cos 25°=12. 2.若θ∈[π4,π2],sin 2θ=378,则sin θ= . 答案 34解析 由sin 2θ=378和sin 2θ+cos 2θ=1得 (sin θ+cos θ)2=378+1=(3+74)2, 又θ∈[π4,π2],∴sin θ+cos θ=3+74. 同理,sin θ-cos θ=3-74,∴sin θ=34. 3.若tan θ=3,则sin 2θ1+cos 2θ= . 答案3 解析 sin 2θ1+cos 2θ=2sin θcos θ1+2cos 2θ-1=tan θ= 3. 4.已知cos α=-55,tan β=13,π<α<32π,0<β<π2,则α-β的值为 . 答案 54π 解析 因为π<α<32π,cos α=-55,所以sin α=-255,tan α=2,又tan β=13,所以tan(α-β)=2-131+23=1,由π<α<32π,-π2<-β<0得π2<α-β<32π,所以α-β=54π. 5.已知tan(α+β)=25,tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=14,那么tan ⎝⎛⎭⎫α+π4= . 答案 322解析 因为α+π4+β-π4=α+β, 所以α+π4=(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4, 所以tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan ⎣⎡⎦⎤(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4 =tan (α+β)-tan ⎝⎛⎭⎫β-π41+tan (α+β)tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=322. 6.sin 250°1+sin 10°= .答案 12解析 sin 250°1+sin 10°=1-cos 100°2(1+sin 10°)=1-cos (90°+10°)2(1+sin 10°)=1+sin 10°2(1+sin 10°)=12. 7.已知α、β均为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tan α= . 答案 1解析 根据已知条件:cos αcos β-sin αsin β=sin αcos β-cos αsin β,cos β(cos α-sin α)+sin β(cos α-sin α)=0,即(cos β+sin β)(cos α-sin α)=0.又α、β为锐角,则sin β+cos β>0,∴cos α-sin α=0,∴tan α=1.8.若tan θ=12,θ∈(0,π4),则sin(2θ+π4)= . 答案 7210解析 因为sin 2θ=2sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=2tan θtan 2θ+1=45, 又由θ∈(0,π4),得2θ∈(0,π2), 所以cos 2θ=1-sin 22θ=35, 所以sin(2θ+π4) =sin 2θcos π4+cos 2θsin π4=45×22+35×22=7210. 9.已知cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·cos ⎝⎛⎭⎫π3-α=-14,α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2. (1)求sin 2α的值;(2)求tan α-1tan α的值.解 (1)cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·cos ⎝⎛⎭⎫π3-α =cos ⎝⎛⎭⎫π6+α·sin ⎝⎛⎭⎫π6+α =12sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-14, 即sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-12. ∵α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2,∴2α+π3∈⎝⎛⎭⎫π,4π3, ∴cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=-32, ∴sin 2α=sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫2α+π3-π3 =sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3cos π3-cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3sin π3=12. (2)∵α∈⎝⎛⎭⎫π3,π2,∴2α∈⎝⎛⎭⎫2π3,π, 又由(1)知sin 2α=12,∴cos 2α=-32. ∴tan α-1tan α=sin αcos α-cos αsin α=sin 2α-cos 2αsin αcos α=-2cos 2αsin 2α=-2×-3212=2 3. 10.已知α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,且sin α2+cos α2=62. (1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈⎝⎛⎭⎫π2,π,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×⎝⎛⎭⎫-35 =-43+310. B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知tan(α+π4)=12,且-π2<α<0,则2sin 2α+sin 2αcos (α-π4)= . 答案 -255解析 由tan(α+π4)=tan α+11-tan α=12, 得tan α=-13. 又-π2<α<0, 所以sin α=-1010. 故2sin 2α+sin 2αcos (α-π4)=2sin α(sin α+cos α)22(sin α+cos α)=22sin α =-255. 12.已知α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α-sin αcos α-2cos 2α=0,则tan ⎝⎛⎭⎫π3-α= . 答案 8-5311解析 ∵sin 2α-sin αcos α-2cos 2α=0,cos α≠0,∴tan 2α-tan α-2=0.∴tan α=2或tan α=-1,∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴tan α=2, tan ⎝⎛⎭⎫π3-α=tan π3-tan α1+tan π3tan α =3-21+23=(3-2)(23-1)(23-1)(23+1)=8-5312-1=8-5311. 13.已知cos 4α-sin 4α=23,且α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3= . 答案 2-156解析 ∵cos 4α-sin 4α=(sin 2α+cos 2α)(cos 2α-sin 2α)=cos 2α=23, 又α∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴2α∈(0,π),∴sin 2α=1-cos 22α=53, ∴cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=12cos 2α-32sin 2α =12×23-32×53=2-156. 14.设f (x )=1+cos 2x 2sin ⎝⎛⎭⎫π2-x +sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4的最大值为2+3,则常数a = . 答案 ±3解析 f (x )=1+2cos 2x -12cos x+sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4=cos x +sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4+a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 =(2+a 2)sin ⎝⎛⎭⎫x +π4. 依题意有2+a 2=2+3, ∴a =±3.15.已知函数f (x )=1-2sin ⎝⎛⎭⎫x +π8 ·⎣⎡⎦⎤sin ⎝⎛⎭⎫x +π8-cos ⎝⎛⎭⎫x +π8. (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π12,求函数f ⎝⎛⎭⎫x +π8的值域. 解 (1)函数f (x )=1-2sin ⎝⎛⎭⎫x +π8[sin ⎝⎛⎭⎫x +π8-cos ⎝⎛⎭⎫x +π8] =1-2sin 2⎝⎛⎭⎫x +π8+2sin ⎝⎛⎭⎫x +π8cos ⎝⎛⎭⎫x +π8 =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4+sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2 =2cos 2x ,所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由(1)可知f ⎝⎛⎭⎫x +π8=2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4. 由于x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π12, 所以2x +π4∈⎣⎡⎦⎤-3π4,5π12, 所以cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4∈⎣⎡⎦⎤-22,1, 则f ⎝⎛⎭⎫x +π8∈[-1,2], 所以f ⎝⎛⎭⎫x +π8的值域为[-1,2].。
专题3两角和与差的三角函数(一)两角和与差的余弦C(α-β):cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ;C(α+β):cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ;【点拨】①简记为:“同名相乘,符号反”.②公式本身的变用,如cos(α-β)-cosαcosβ=sinαsinβ.③公式中的α,β不仅可以是任意具体的角.角的变用,也称为角的变换,如cosα=cos[(α+β)-β],cos2β=cos[(α+β)-(α-β)].(二)两角和与差的正弦S(α+β):sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ;S(α-β):sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ;【点拨】①简记为:“异名相乘,符号同”.②公式中的α,β不仅可以是任意具体的角,还可以是任意形式的“整体”.(三)两角和与差的正切T(α+β):tan(α+β)=tanα+tanβ1-tanαtanβ;.T(α-β):tan(α-β)=tanα-tanβ1+tanαtanβ【点拨】1公式T α±β只有在α≠2π+k π,β≠2π+k π,α±β≠2π+k π(k ∈Z )时才成立,否则就不成立.②当tan α或tan β或tan(α±β)的值不存在时,不能使用T α±β处理有关问题,但可改用诱导公式或其他方法.③变形公式:tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β),tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan αtan β),如tan α+tan β+tan αtan βtan(α+β)=tan(α+β),tan(α+β)-tan α-tan β=tan αtan βtan(α+β),1-tan αtan β=tan tan tan()αβαβ++.1+tan αtan β=tan tan tan()αβαβ--.(四)辅助角公式函数f(α)=acos α+bsin α(a ,b 为常数),可以化为f(α)=sin(α+φ)或f(α)=-φ),其中φ可由a ,b 的值唯一确定.4sin(2cos sin πααα±=±.题型一公式的正用【典例1】【多选题】(2022春·江苏徐州·高一统考阶段练习)如图,在平面直角坐标系xOy 中,角α、β的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它们的终边分别与单位圆相交于A 、B 两点,若点A 、B 的坐标分别为34,55⎛⎫ ⎪⎝⎭和43,55⎛⎫- ⎪⎝⎭,则以下结论正确的是()A .3cos 5α=B .3cos 5β=C .()cos 0αβ+=D .()cos 0αβ-=【答案】AD(0,π)β∈,则tan()αβ+的值为______.【典例3】(2023·江苏·高一专题练习)已知tan ,4αα=-是第四象限角.(1)求cos sin αα-的值;(2)求ππcos ,tan 44αα⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值.正用公式问题,一般属于“给角求值”、“给值求值”问题,应该通过应用公式,转化成“特殊角”的三角函数值计算问题.给角求值问题的策略:一般先要用诱导公式把角化整化小,化“切”为“弦”,统一函数名称,然后观察角的关系以及式子的结构特点,选择合适的公式进行求值.题型二公式的变用、逆用【典例4】(2022春·江苏泰州·高一江苏省姜堰第二中学校联考阶段练习)已知sin100cos100M =︒-︒,44cos 78cos 46cos12)N =︒︒+︒︒,1tan101tan10P -︒=+︒,那么M ,N ,P 之间的大小顺序是()A .M N P <<B .N M P<<C .P M N<<D .P N M<<A cos15︒︒B .2cos 15sin15cos75︒︒︒-C .2tan 301tan 30︒︒-D .1tan151tan15︒︒+-【答案】AD【分析】运用辅助角公式、诱导公式、和差角公式的逆用、特殊角的三角函数值、三角恒等变换中“1”的代换化简即可.(1)1-tan75°1+tan75°;(2)(1+tan1°)(1+tan2°)…(1+tan44°);(3)tan25°+tan35°+3tan25°tan35°.【答案】(1)3-;(2)222;(3【解析】尝试使用两角和与差的正切公式及其变形式对原式进行变形求值.详解:(1)原式=tan45°-tan75°1+tan45°tan75°tan(45°-75°)=33-.(2)因为(1+tan1°)(1+tan44°)=1+tan1°+tan44°+tan1°×tan44°=2,同理(1+tan2°)(1+tan43°)=2,…,所以原式=222.(3)∵tan60°=tan(25°+35°)=tan25°+tan35°1-tan25°tan35°=,∴tan25°+tan35°=3(1-tan25°tan35°)∴tan25°+tan35°.【规律方法】1.“1”的代换:在T α±β中如果分子中出现“1”常利用1=tan45°来代换,以达到化简求值的目的.2.若α+β=4π+k π,k ∈Z ,则有(1+tan α)(1+tan β)=2.3.若化简的式子里出现了“tan α±tan β”及“tan αtan β”两个整体,常考虑tan(α±β)的变形公式.题型三给值求值【典例7】(2023·江苏·高一专题练习)已知34sin sin ,cos cos 55+=+=αβαβ,则cos()αβ-=()A .12-B .13-C .12D .34取得最大值,则πcos 24θ⎛⎫+= ⎪⎝⎭()A .B .12-C D【典例9】(2021春·江苏南京·高一校考阶段练习)已知cos 27βα⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,1sin 22αβ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,2απ<<π,02βπ<<,求:(1)cos2αβ+的值;tanαβ+的值.(2)()给值求值问题的解题策略.(1)从角的关系中找解题思路:已知某些角的三角函数值,求另外一些角的三角函数值,要注意观察已知角与所求表达式中角的关系,根据需要灵活地进行拆角或凑角的变换.(2)常见角的变换.①α=(α-β)+β;②α=α+β2+α-β2;③2α=(α+β)+(α-β);④2β=(α+β)-(α-β).题型四给值求角【典例10】(2022春·江苏南通·高一金沙中学校考期末)已知()0παβ∈,,,1tan()2αβ-=,1tan 7β=-,则2αβ-=()A .5π4B .π4C .π4-D .3π4-1,0,,cos 222π2a a βαββ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∈-=-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,求αβ+的值.解题的一般步骤是:(1)先确定角α的范围,且使这个范围尽量小(极易由于角的范围过大致误);(2)根据(1)所得范围来确定求tan α、sin α、cos α中哪一个的值,尽量使所选函数在(1)得到的范围内是单调函数;(3)求α的一个三角函数值;(4)写出α的大小.题型五三角函数式化简问题【典例12】(2022春·江苏镇江·高一统考期末)计算:70cos10︒︒=︒()A .1B .2C .3D .4【答案】C【分析】根据两角差的正弦公式化简求解即可.【详解】【典例13】(2022春·江苏泰州·高一校考阶段练习)已知,且()(),22k k k k ππαβπα+≠+∈≠∈Z Z ,则()tan tan αβα+=___________.1.三角公式化简求值的策略(1)使用两角和、差及倍角公式,首先要记住公式的结构特征和符号变化规律.(2)使用公式求值,应注意与同角三角函数基本关系、诱导公式的综合应用.(3)使用公式求值,应注意配方法、因式分解和整体代换思想的应用.2.注意三角函数公式逆用、变形用及“变角、变名、变号”的“三变”问题(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)注意特殊角的应用,当式子中出现12,1,33,23入特殊角,把“值变角”构造适合公式的形式.题型六三角恒等式证明问题【典例14】(2023春·上海浦东新·高一校考阶段练习)求证:(1)22sin cos 1sin cos 1cot 1tan αααααα+=-++;(2)在非直角三角形ABC 中,tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=【典例15】(2023·高一课时练习)求证:(1)当18045()k k αβ+=⋅︒+︒∈Z 时,(1tan )(1tan )2αβ++=;(2)当180()k k αβγ++=⋅︒∈Z 时,tan tan tan tan tan tan αβγαβγ++=⋅⋅.【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【分析】(1)根据正切两角和公式求解即可.(2)根据正切两角和公式求解即可.【详解】(1)因为18045()k k αβ+=⋅︒+︒∈Z 所以(1tan )(1tan )αβ++1tan tan tan tan αβαβ=+++()()1tan 1tan tan tan tan αβαβαβ=++-+()()1tan 451801tan tan tan tan k αβαβ=++⋅-+ ()1tan 451tan tan tan tan αβαβ=+-+ 11tan tan tan tan αβαβ=+-+2=.即证:(1tan )(1tan )2αβ++=.(2)因为180()k k αβγ++=⋅︒∈Z 所以tan tan tan αβγ++()()tan 1tan tan tan αβαβγ=+-+()()tan 1801tan tan tan k γαβγ=⋅--+ ()tan 1tan tan tan γαβγ=--+tan tan tan αβγ=⋅⋅.即证:tan tan tan tan tan tan αβγαβγ++=⋅⋅.【总结提升】三角恒等式的证明方法(1)从等式的比较复杂的一边化简变形到另一边,相当于解决化简题目.(2)等式两边同时变形,变形后的结果为同一个式子.(3)先将要证明的式子进行等价变形,再证明变形后的式子成立.提醒:开平方时正负号的选取易出现错误,所以要根据已知和未知的角之间的关系,恰当地把角拆分,根据角的范围确定三角函数的符号.一、单选题1.(2023秋·江苏连云港·高一江苏省海头高级中学校考期末)5cos 12π=()A B C D2.(2023·江苏·高一专题练习)化简tan tan 44A A ⎛⎫⎛⎫+--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()A .2tan AB .2tan A-C .2tan 2AD .2tan 2A-,,1,2b =,且a b ⊥,则()tan 45θ-︒的值是()A .1B .3-C.3D .134.(2023·江苏·高一专题练习)若1tan θ-=+,则cot 4θ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值为().A .12B C D .1【答案】C5.(2023·江苏·高一专题练习)在ABC 中,若cos 5A =,cos 13B =-,则cos()A B +等于()A .1665-B .3365C .5665D .6365-6.(2023·江苏·高一专题练习)若cos 5θ=-且(,π)2θ∈,则πsin 3θ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值为()A B.410+-C D 7.(2022春·江苏苏州·高一统考期中)已知02α<<,02β<<,且()sin 5αβ-=-,12sin 13β=,则sin α=()A .6365B .5665C .3365D .1665-合,将角α的终边绕O 点顺时针旋转π3后,经过点()3,4-,则sin α=()A B C D .9.(2022春·江苏泰州·高一校考阶段练习)对任意的锐角αβ、,下列不等关系恒成立的是()A .()sin cos cos αβαβ+<+B .()cos sin sin αβαβ+<+C .()sin cos cos αβαβ-<+D .()cos sin sin αβαβ-<+【答案】ACA .1sin15222-=-B .sin20cos10cos160sin102-C .sin1212ππ=D .sin105=11.(2023·江苏·高一专题练习)化简:πtan 3π13αα⎛⎫- ⎪⎝⎭=⎛⎫- ⎪⎝⎭______.12.(2023秋·陕西西安·高一西安市第六中学校考期末)已知α,β满足04α<<,44β<<,3cos 45πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,π12sin 413β⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则()sin αβ-=______.13.(2023春·湖北黄冈·高一校考阶段练习)求sin 36sin15sin 39cos36cos15sin 39︒︒︒-︒︒+︒的值.()cos ,sin b ααβ=- ,且a b ⊥ .(1)求()cos αβ+的值;(2)若0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,2πβπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭且tan 3α=-,求2αβ+的值.︒︒+︒︒+︒︒=,tan10tan20tan20tan60tan60tan101tan20tan30tan30tan40tan40tan201︒︒+︒︒+︒︒=,tan33tan44tan44tan13tan33tan131︒︒+︒︒+︒︒=.(1)尝试再写出一个相同规律的式子;(2)写出能反映以上式子一般规律的恒等式,并对你写出的恒等式进行证明.。