两角和与差的正余弦和正切
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两角和与差的正余弦和正切一、选择题1.cos13 计算sin43cos 43 -sin13的值等于( )A.12 C.2解析 原式=1sin (43-13)=sin 30=2,故选A.答案 A2.已知锐角α满足cos 2α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α,则sin 2α等于( )A.12 B .-12 C.22 D .-22[来源:] 解析:由cos 2α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α得(cos α-sin α)(cos α+sin α)=22(cos α+sin α) 由α为锐角知cos α+sin α≠0.[来源:学|科|网Z|X|X|K][来源:] ∴cos α-sin α=22,平方得1-sin 2α=12. ∴sin 2α=12.答案:A3.已知x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,cos x =45,则tan 2x 等于( ).A.724 B .-724 C.247 D .-247 解析 ∵x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,cos x =45.∴sin x =-35,∴tan x =-34.∴tan 2x =2tan x 1-tan 2x =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-341-⎝ ⎛⎭⎪⎫-342=-247.答案 D4.已知α,β都是锐角,若sin α=55,sin β=1010,则α+β= ( ). A.π4B.3π4C.π4和3π4D .-π4和-3π4解析 由α,β都为锐角,所以cos α=1-sin 2α=255,cos β=1-sin 2β=31010.所以cos(α+β)=cos α·cos β-sin α·sin β=22,所以α+β=π4. 答案 A 5.若0<α<π2,-π2<β<0,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=13,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2=33,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+β2=( ). A.33B .-33 C.539D .-69解析 对于cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+β2=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2,而π4+α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4,π4-β2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2,因此sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=223,sin ⎝⎛⎭⎪⎫π4-β2=63, 则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+β2=13×33+223×63=539.答案 C6.已知α是第二象限角,且sin(π+α)=-35,则tan2α的值为( )A.45 B .-237 C .-247 D .-83解析 由sin (π+α)=-35,得sin α=35,又α是第二象限角,故cos α=-1-sin 2α=-45,∴tan α=-34,tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-341-⎝ ⎛⎭⎪⎫-342=-247.答案 C7.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+sin α=435,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π6的值是( ).A .-235 B.236 C .-45 D.45解析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+sin α=435⇒32sin α+32cos α=435⇒sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π6=45,所以sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+7π6=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=-45. 答案 C 二、填空题8.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=13,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则cos α=________.解析:∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∴α+π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=223.故cos α=cos [⎝⎛⎭⎪⎫α+π4-π4]=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4cos π4+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4sin π4=13×22+223×22=4+26.答案:4+269.化简[2sin50°+sin10°(1+3tan10°)]·2sin 280°的结果是________.解析 原式=2sin 50°+sin 10°·cos 10°+3sin 10°cos 10°·2sin 80°=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2sin 50°+2sin 10°·12cos 10°+32sin 10°cos 10°·2cos 10°=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2sin 50°+2sin 10°·cos 60°-10° cos 10°·2cos 10° =22(sin 50°cos 10°+sin 10°cos 50°)=22sin 60°= 6. 答案 610.已知tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ=3,则sin 2θ-2cos 2θ的值为________. 解析 法一 ∵tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ=3, ∴1+tan θ1-tan θ=3, 解得tan θ=12.∵sin 2θ-2cos 2 θ=sin 2θ-cos 2θ-1 =2sin θcos θsin 2θ+cos 2θ-cos 2θ-sin 2θsin 2θ+cos 2θ-1 =2tan θ1+tan 2 θ-1-tan 2 θ1+tan 2 θ-1 =45-35-1=-45. 法二 sin 2θ-2cos 2 θ=sin 2θ-cos 2θ-1 =-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2 θ-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2θ-1=-1-tan 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ1+tan 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ-2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ1+tan 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+θ-1=-1-91+9-2×31+9-1=-45.答案 -4511.函数f (x )=2cos 2x +sin 2x 的最小值是________.解析 ∵f (x )=2cos 2x +sin 2x =1+cos 2x +sin 2x =1+2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4,∴f (x )min =1- 2. 答案 1- 212.若cos(α+β)=15,cos(α-β)=35,则tan αtan β=________.解析 由已知,得cos αcos β-sin αsin β=15,cos αcos β+sin αsinβ=35,则有cos αcos β=25,sin αsin β=15,sin αsin βcos αcos β=12,即tan αtanβ=12.答案12三、解答题13.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =513,且x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4,求1-tan x 1+tan x .解析 ∵x ∈⎝⎛⎭⎪⎫π4,3π4,∴π4+x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π, ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =-1213,∴tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =-512,∴1-tan x1+tan x=1tan ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4=-125. 14.设函数f (x )=sin ωx +sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π2,x ∈R.(1)若ω=12,求f (x )的最大值及相应的x 的集合;(2)若x =π8是f (x )的一个零点,且0<ω<10,求ω的值和f (x )的最小正周期.解析 (1)f(x)=sin ωx +sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π2=sin ωx -cos ωx ,当ω=12时,f(x)=sin x 2-cos x 2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-π4,而-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-π4≤1,所以f(x)的最大值为2,此时,x 2-π4=π2+2k π,k ∈Z ,即x =3π2+4k π,k ∈Z ,相应的x的集合为⎩⎪⎨⎪⎧x ⎪⎪⎪⎭⎪⎬⎪⎫x =3π2+4k π,k ∈Z .(2)因为f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π4,所以,x =π8是f (x )的一个零点⇔f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8=sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωπ8-π4=0, 即ωπ8-π4=k π,k ∈Z ,整理,得ω=8k +2,又0<ω<10,所以0<8k +2<10,-14<k <1,而k ∈Z ,所以k =0,ω=2,f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4,f (x )的最小正周期为π.15.在△ABC 中,A 、B 、C 为三个内角,f (B )=4cos B ·sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+B 2+3cos 2B-2cos B .(1)若f (B )=2,求角B ;(2)若f (B )-m >2恒成立,求实数m 的取值范围.解析 (1)f (B )=4cos B ×1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+B 2+3cos 2B -2cos B=2cos B (1+sin B )+3cos 2B -2cos B =2cos B sin B +3cos 2B=sin 2B +3cos 2B =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2B +π3.∵f (B )=2,∴2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2B +π3=2,π3<2B +π3<73π,∴2B +π3=π2.∴B =π12. (2)f (B )-m >2恒成立,即2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2B +π3>2+m 恒成立.∵0<B <π,∴2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2B +π3∈[-2,2],∴2+m <-2.∴m <-4.16. (1)①证明两角和的余弦公式C (α+β):cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β; ②由C (α+β)推导两角和的正弦公式S (α+β):sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β.(2)已知cos α=-45,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,32π,tan β=-13,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,求cos(α+β).解析 (1)证明 ①如图,在直角坐标系xOy 内作单位圆O ,并作出角α,β与-β,使角α的始边为Ox 轴非负半轴,交⊙O 于点P 1,终边交⊙O 于点P 2;角β的始边为OP 2,终边交⊙O 于点P 3,角-β的始边为OP 1,终边交⊙O 于点P 4. 则P 1(1,0),P 2(cos α,sin α),P 3(cos(α+β),sin(α+β)),P 4(cos(-β),sin(-β)).由P 1P 3=P 2P 4及两点间的距离公式,得[co s(α+β)-1]2+sin 2(α+β)=[cos(-β)-cos α]2+[sin(-β)-sin α]2,展开并整理,得2-2cos(α+β)=2-2(cos αcos β-sin αsin β). ∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β.②由①易得,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α=sin α,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α=cos α. sin(α+β)=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2- α+β=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α+ -β=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-αcos(-β)-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-αsin(-β)=sin αcos β+cos αsin β.∴sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β. (2)∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,32π,cos α=-45,∴sin α=-35.∵β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,tan β=-13,∴cos β=-31010,sin β=1010. cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β =⎝ ⎛⎭⎪⎫-45×⎝⎛⎭⎪⎫-31010-⎝ ⎛⎭⎪⎫-35×1010=31010.。