两角和与差公式的应用
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两角和与差的三角函数公式知识点两角和与差的三角函数公式属于高中数学的重要内容,主要通过利用三角函数的性质,研究两个角的和与差的三角函数值之间的关系。
在解决三角方程、证明恒等式等问题时,这些公式的应用非常广泛。
本文将从公式的定义、推导及应用方面进行详细解析。
一、两角和的三角函数公式1.余弦和公式:cos(A+B) = cosAcosB - sinAsinB推导过程:设点P(x,y)在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A,点Q(x',y')在单位圆上与x轴正半轴的夹角为B,点R(x",y")在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A+B。
我们知道,其对应的三条直角边分别是x、x'、x"和y、y'、y",根据三角函数的定义,我们可以得到如下关系:x = cosA,y = sinAx' = cosB,y' = sinBx" = cos(A+B),y" = sin(A+B)那么,点P、Q和R的连线所对应的三角形的三个内角之和应该等于180°,即有:∠POR+∠POQ+∠QOR=180°∠A+∠B+∠(A+B)=180°2A+B=180°将以上结果代入三角函数的定义中,我们可以得到:cos(A+B) = x" = x'x - y'y = cosAcosB - sinAsinB2.正弦和公式:sin(A+B) = sinAcosB + cosAsinB推导过程:设点P(x,y)在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A,点Q(x',y')在单位圆上与x轴正半轴的夹角为B,点R(x",y")在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A+B。
同样,根据三角函数的定义,我们可以得到如下关系:x = cosA,y = sinAx' = cosB,y' = sinBx" = cos(A+B),y" = sin(A+B)那么,点P、Q和R的连线所对应的三角形的三个边长之和应该等于2,即有:PR+PQ+QR=2∠POR+∠POQ+∠QOR=360°∠A+∠B+∠(A+B)=360°2A+B=360°将以上结果代入三角函数的定义中,我们可以得到:sin(A+B) = y" = xy' + yx' = sinAcosB + cosAsinB二、两角差的三角函数公式1.余弦差公式:cos(A-B) = cosAcosB + sinAsinB推导过程:设点P(x,y)在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A,点Q(x',y')在单位圆上与x轴正半轴的夹角为B,点R(x",y")在单位圆上与x轴正半轴的夹角为A-B。
两角的和差公式[考例一(两角和与差公式的应用)]考例分类详析题型一二角和与差公式简便的理解和简单应用考题解密:两角和与差的公式在化简、求值中起到很重要的作用。
考查公式的熟记以及选择合适的公式并灵活的应用。
sin 470-sin 170cos 300=()【例1】(2012年重庆)0cos 17A . -32B . -12C . 12D . 3 2【题源变式】1. (2012年广东珠海)计算:(1) cos 15cos 105+sin 15sin 105;(2) sin x sin(x +y ) +cos x cos(x +y ); 0000α-35) cos(25+α) +sin(α-35) sin(25+α). (3) cos(0000题型二利用两角和与差公式化简函数式考题解密:公式化简就是充分利用公式和公式的变形,通过计算角和函数的种类,考查公式的综合应用和变形能力。
【例2】化简下列各式:(1) sin(x +0π3) +2sin(x -π2π) --x ); 33cos 100(2)(tan10-3) ?. sin 500【题源变式】2. (2012年山东烟台联考)化简:sin(α+β) cos α-1[sin(2α+β) -sin β]. 2题型三谋运用和与差公式求三角函数的数值考题解密:求三角函数值的问题包含如下几种:一是给角求值,它可以通过诱导公式求解;二是给多个非特殊角求值,一般可以通过和差角公式化简求值;还有就是给一个三角函数式的旧式值,求另一个与之相关的三角函数式的值,其解法也是通过首鱼变换,找到二者之间的关系,尤其是角度之间的关系,从而求解。
不论是哪一种形式,都是考查诱导公式、和借助于差角公式的变换和灵活运用。
【例3】(1)不查表,求下列各式的值:cos 150-sin 1501). ; cos 150+sin 1502). tan 150+tan 300+tan 150tan 300;3). tan 180+tan 420+tan 180tan 420.(2) 若的值。
两角和与差公式的应用1.角的平分问题在三角函数的学习中,我们经常会遇到需要求解平分角的问题。
假设有一个未知角度为θ,我们需要求解它的正弦值sin(θ/2)和余弦值cos(θ/2)。
根据两角和与差公式,可以利用已知角的三角函数值来求解。
首先,我们设一个已知角α(α≠0),令θ=2α。
根据两角和与差公式,可以得到sin(2α) = 2sinαcosαcos(2α) = cos²α - sin²α由此推导出sinα和cosα的表达式:sinα = √[(1 - cos(2α))/2]cosα =√[(1 + cos(2α))/2]通过求解已知角α的三角函数值,我们可以得到未知角θ的平分角(θ/2)的三角函数值。
2.图形的旋转问题在几何学中,我们经常需要对图形进行旋转,而旋转角度往往是未知的。
在这种情况下,可以利用两角和与差公式来计算旋转后的图形的坐标。
以坐标平面上的点P(x,y)为例,如果我们对该点进行逆时针旋转一个角度θ,顺时针旋转一个角度-θ,分别记为P'(x',y')和P''(x'',y''),则有如下公式:x' = xcosθ - ysinθy' = xsinθ + ycosθx'' = xcos(-θ) - ysin(-θ) = xcosθ + ysinθy'' = xsin(-θ) + ycos(-θ) = -xsinθ + ycosθ通过这种旋转变换,我们可以简化对图形的分析和计算。
3.三角函数的递推关系sin(α + β) = sinαcosβ + cosαsinβcos(α + β) = cosαcosβ - sinαsinβ通过这些递推公式,可以快速计算出任意两个角度之和的正弦和余弦值,从而简化复杂的计算过程。
总结起来,两角和与差公式是三角函数中的重要工具,广泛应用于数学和物理的各个领域。
两角和差化积公式两角和差化积公式是高中数学中常用的公式之一,它可以将两个角的和或差转化为它们的乘积,便于计算和推导。
该公式的推导过程相对简单,但应用范围广泛,常用于解题和证明中。
两角和差化积公式可以分为两种情况,即和角的化积和差角的化积。
下面我将分别介绍这两种情况的推导和应用。
一、和角的化积假设有两个角A和B,它们的和为C。
根据三角函数的定义,我们知道:sin(C) = sin(A + B)cos(C) = cos(A + B)要将右边的和角化为积角,我们可以利用三角函数的和差化积公式。
根据三角函数的和差化积公式,我们可以得到如下推导过程:sin(A + B) = sin(A)cos(B) + cos(A)sin(B)cos(A + B) = cos(A)cos(B) - sin(A)sin(B)将这两个等式代入前面的等式中,我们可以得到:sin(C) = sin(A)cos(B) + cos(A)sin(B)cos(C) = cos(A)cos(B) - sin(A)sin(B)这就是和角的化积公式。
通过这个公式,我们可以计算和角的正弦值和余弦值,进而求解各种与和角相关的问题。
二、差角的化积与和角的化积类似,我们可以将两个角A和B的差C化为积。
同样地,根据三角函数的定义,我们有:sin(C) = sin(A - B)cos(C) = cos(A - B)利用三角函数的和差化积公式,我们可以得到如下推导过程:sin(A - B) = sin(A)cos(B) - cos(A)sin(B)cos(A - B) = cos(A)cos(B) + sin(A)sin(B)将这两个等式代入前面的等式中,我们可以得到:sin(C) = sin(A)cos(B) - cos(A)sin(B)cos(C) = cos(A)cos(B) + sin(A)sin(B)这就是差角的化积公式。
通过这个公式,我们可以计算差角的正弦值和余弦值,解决各种与差角相关的问题。
两角和与差公式的应用
【导航练习】
1.已知A 、B 均锐角,且满足tan A ·tan B=tan A +tan B +1 ,则cos (A +B )= .
2. sin x =2
2是tan x =1成立的 ( ) A .充分非必要条件 B .必要非充分条件
C .充要条件
D .既非充分又非必要条件
3.在(0,2π)内,使0<sin x +cos x <1成立的x 的取值范畴是 ( )
A .(0,π2 )
B .(π4 ,3π4
) C .(π2 ,3π4 )∪(7π4 ,2π) D .(3π4 ,π)∪(3π2 ,7π4
) 4.已知α+β=π4
+2k π (k ∈Z ),求证:(1+tan α)(1+tan β)= 2
5.已知cos x +cos y = 12 ,sin x -sin y = 14
,求cos (x +y )的值.
【巩固练习】
1.已知θ是锐角,那么下列各值中,sin θ+cos θ能取到的值是 ( )
A .43
B .34
C .53
D .12
2.已知tan x = - 2 ,π<x <2π,求cos (π3 -x )+sin (π6
+x )的值。
3.在△ABC 中,sin A = 35 ,cos B = 513
,求sin C 的值。
4.求cos55°cos65°+sin 25°的值。
5.求
42
sin 18cos 318sin 的值。
6. 化简:sin (x +17°)cos (x -28°)+cos (x +17°)sin (28°-x )
7.求证:在△ABC 中,sin A cos B cos C +sin B cos C cos A +sin C cos B cos A = sin A sin B sin C
8. 在△ABC 中,tan B +tan C + 3 tan B tan C = 3 ,又 3 tan A + 3 tan B +1 = tan A tan B ,试
判定△ABC 的形状。
9.已知π2 <β<α<3π4 ,cos (α-β)= 1213 ,sin (α+β)= - 35
,求sin2α的值。
10.已知tan α、tan β是关于x 的方程mx 2+(2m -3)x +m -2 = 0的两个根,求tan (α
+β)的取值范畴。
11. 在△ABC 中,若tan A , tan B , tan C 成等差数列,且tan A +tan B +tan C = 3 3 。
求证A 、
B 、
C 也成等差数列。
12.是否存在锐角α、β,使得下列两式:
(1)α+2β= 2π
3;(2)tan
α
2tan
β= 2- 3
同时成立?若存在,求出α和β;若不存在,说明理由。