两角和与差的正弦(2)[
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两角和与差的正弦、余弦和正切公式考点要求(1)和与差的三角函数公式①会用向量的数量积推导出两角差的余弦公式.②能利用两角差的余弦公式导出两角差的正弦、正切公式. (2)二倍角的三角函数公式①能利用两角差的余弦公式导出两角和的正弦、余弦、正切公式.②利用两角和的公式导出二倍角的正弦、余弦、正切公式,了解它们的内在联系. 一 两角和与差的正弦、余弦、正切公式 (1)sin(α±β)=sin_αcos_β±cos_αsin_β. (2)cos(α±β)=cos_αcos_β∓sin_αsin_β. (3)tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β.2.公式的变形 公式T (α±β)的变形:(1)tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan_αtan_β). (2)tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan_αtan_β). 3.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)sin 2α=2sin_αcos_α.(2)cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α. (3)tan 2α=2tan α1-tan 2α. 4.公式C 2α的变形(1)sin 2α=12(1-cos 2α).(2)cos 2α=12(1+cos 2α).5.公式的逆用(1)1±sin 2α=(sin α±cos α)2. (2)sin α±cos α=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α±π4. 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.题型一 给角求值1.(2015·高考全国卷Ⅰ)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=( )A .-32B.32 C .-12 D.12解析:原式=sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin(20°+10°)=12.答案:D 2.2cos 10°sin 70°-tan 20°=( )A. 3B.3-12 C .1 D.32解析:利用三角函数公式求解.2cos 10°sin 70°-tan 20°=2cos 10°cos 20°-sin 20°cos 20°=2cos 30°-20°-sin 20°cos 20°=2⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos 20°+12sin 20°-sin 20°cos 20°=3,故选A.答案:A题型二 给值求值问题1. (1)(2015·高考重庆卷)若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β=( )A.17B.16C.57D.56[解析] tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=13+tan β1-13tan β=12,解得tan β=17.[答案] A2.(2016·贵阳一模)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,则cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α的值是( )A.79B.13 C .-13 D .-79[解析] 法一:∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=79,∴cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+2α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2α=-79.法二:∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=13, ∴cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α-1=29-1=-79.[答案] D3.已知sin 2α=13,则cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α-π4=( )A .-13B .-23 C.13 D.23解析:∵cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=1+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π22=1+sin 2α2,∴cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α-π4=23.答案:D4.已知α为第二象限角,cos α=-35,则tan 2α的值为( )A.2425 B.247 C .-247 D .-2425解析:因为α为第二象限角, 所以sin α=1-cos 2α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-352=45, 所以tan α=sin αcos α=-43,tan 2α=2tan α1-tan 2α=2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-431-⎝ ⎛⎭⎪⎫-432=247.题型三 三角函数式的化简1.化简(0<θ<π).【解析】因为0<θ<π,所以0<θ2<π2,所以原式===-cos θ.【点拨】先从角度统一入手,将θ化成θ2,然后再观察结构特征,如此题中sin2θ2-cos2θ2=-cos θ. 2.化简2cos4x -2cos2x +122tan(π4-x)sin2(π4+x).θθθθθ cos 22)2cos 2 )(sin cos sin 1(+-++2cos 2)2cos 2 )(sin 2 cos 22 cos 2 sin 2(22θθθθθθ-+2cos 2)2cos 2 (sin 2 sin 222θθθθ-【解析】原式=12(2cos2x -1)22tan(π4-x)cos2(π4-x)=cos22x 4cos(π4-x)sin(π4-x)=cos22x 2sin(π2-2x)=12cos 2x.3. 三角函数式的求值【例2】已知sin x 2-2cos x2=0.(1)求tan x 的值; (2)求cos 2x2cos(π4+x)sin x的值.【解析】(1)由sin x 2-2cos x 2=0⇒tan x2=2,所以tan x ==2×21-22=-43.(2)原式=cos2x -sin2x 2(22cos x -22sin x)sin x [=(cos x -sin x)(cos x +sin x)(cos x -sin x)sin x =cos x +sin x sin x =1tan x +1=(-34)+1=14.【变式训练2】2cos 5°-sin 25°sin 65°= .【解析】原式=2cos(30°-25°)-sin 25°cos 25°=3cos 25°cos 25°= 3.4.已知f(x)=1-x ,θ∈(3π4,π),则f(sin 2θ)+f(-sin 2θ)= .【解析】f(sin 2θ)+f(-si n 2θ)=1-sin 2θ+1+sin 2θ=(sin θ-cos θ)2+(sin θ+cos θ)2=|sin θ-co s θ|+|sin θ+cos θ|.因为θ∈(3π4,π),所以sin θ-cos θ>0,sin θ+cos θ<0.所以|sin θ-cos θ|+|sin θ+cos θ|=sin θ-cos θ-sin θ-cos θ=-2cos θ.题型四 三角函数式的简单应用问题1.】已知-π2<x <0且sin x +cos x =15,求:(1)sin x -cos x 的值;(2)sin3(π2-x)+cos3(π2+x)的值.【解析】(1)由已知得2sin xcos x =-2425,且sin x <0<cos x ,所以sin x -cos x =-(sin x -cos x)2=-1-2sin xcos x =-1+2425=-75. (2)sin3(π2-x)+cos3(π2+x )=cos3x -sin3x =(cos x -sin x)(cos2x +cos xsin x +s in2x)2tan 12tan 22xx=75×(1-1225)=91125. 【点拨】求形如sin x ±cos x 的值,一般先平方后利用基本关系式,再求sin x ±cos x 取值符号. 2.化简1-cos4α-sin4α1-cos6α-sin6α.【解析】原式=1-[(cos2α+sin2α)2-2sin2αcos2α]1-[(cos2α+sin2α)(cos4α+sin4α-sin2αcos2α)]=2sin2αcos2α1-[(cos2α+sin2α)2-3sin2αcos2α]=23.总结提高1.两角和与差的三角函数公式以及倍角公式等是三角函数恒等变形的主要工具. (1)它能够解答三类基本题型:求值题,化简题,证明题; (2)对公式会“正用”、“逆用”、“变形使用”;(3)掌握角的演变规律,如“2α=(α+β)+(α-β)”等.2.通过运用公式,实现对函数式中角的形式、升幂、降幂、和与差、函数名称的转化,以达到求解的目的,在运用公式时,注意公式成立的条件.题组 基础能力提升1、已知cos α=k ,k ∈R ,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,则sin(π+α)=( ) A .-1-k 2B .1-k 2C .±1-k 2D .-k【答案】A【解析】由cos α=k ,α∈⎝⎛⎭⎪⎫π2,π得sin α=1-k 2,∴sin(π+α)=-sin α=-1-k 2.故选A.2、已知角α的终边经过点(3,-4),则sin α+1cos α=( )A .-15B .3715 C.3720D .1315【答案】D【解析】.∵角α的终边经过点(3,-4),∴sin α=-45,cos α=35,∴sin α+1cos α=-45+53=1315.故选D.3、已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π2,则θ=( )A .-π6B .-π3C .π6D .π3【答案】D【解析】∵sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),∴-sin θ=-3cos θ,∴tan θ= 3. ∵|θ|<π2,∴θ=π3.4、已知x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,cos x =45,则tan x 的值为( )A.34 B .-34C.43 D .-43【答案】B【解析】因为x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,所以sin x =-1-cos 2x =-35,所以tan x =sin x cos x =-34.故选B.5、已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=( )A.2 23B .-223C .13D .-13【答案】D【解析】∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=-13. 6、若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ<0,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ>0,则θ是( )A .第一象限角B .第二象限角C .第三象限角D .第四象限角【答案】B【解析】∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=cos θ<0,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ=sin θ>0,所以θ是第二象限角,故选B.7、已知角α(0°≤α<360°)终边上一点的坐标为(sin 150°,cos 150°),则α=( ) A .150° B .135° C .300° D .60°【答案】C【解析】因为sin 150°=12>0,cos 150°=-32<0,所以角α终边上一点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-32,所以该点在第四象限,由三角函数的定义得sin α=-32,又0°≤α<360°,所以角α的值是300°,故选C. 8、已知sin α=55,则sin 4α-cos 4α的值为( ) A .-15B .-35C .15D .35【答案】B9.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2,则tan α=( )A.43 B.34 C .-34D .±34解析:因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,所以sin α=-35,显然α在第三象限,所以cos α=-45,故tan α=34.答案:B10.已知α为锐角,且2tan(π-α)-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+β+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)=1,则sin α的值是( )A.355 B.377C.31010D.13解析:由已知可得-2tan α+3sin β+5=0,tan α-6sin β=1,解得tan α=3,故sin α=31010.答案:C11.(2015·枣庄模拟)已知cos α=15,-π2<α<0,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αtan α+πcos -αtan α的值为( )A .2 6B .-2 6C .-612D.612解析:cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αtan α+πcos -αtan α=-sin αtan αsin α=-cos αsin α,∵cos α=15,-π2<α<0,∴sin α=-265,原式=612.答案:D12.已知2tan α·sin α=3,-π2<α<0,则sin α=( )A.32B .-32C.12 D .-12解析:由2tan α·sin α=3,得2sin 2αcos α=3,即2cos 2α+3cos α-2=0,又-π2<α<0,解得cos α=12(cos α=-2舍去),故sin α=-32.答案:B13.若A ,B 是锐角△ABC 的两个内角,则点P (cos B -sin A ,sin B -cos A )在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限14、现有如下命题:①若点P (a ,2a )(a ≠0)为角α终边上一点,则sin α=255;②同时满足sin α=12,cos α=32的角有且仅有一个;③设tan α=12且π<α<3π2,则sin α=-55;④设cos(sin θ)·tan(cos θ)>0(θ为象限角),则θ在第一象限. 则其中正确的命题是________.(将正确命题的序号填在横线上) 【答案】③【解析】①中,当α在第三象限时,sin α=-255,故①错误;②中,同时满足sin α=12,cos α=32的角为α=2k π+π6(k ∈Z),有无数个,故②错误;③正确;④θ可能在第一象限或第四象限,故④错误.综上选③.15、已知sin x +3cos x 3cos x -sin x =5,则sin x cos x +cos 2x =________.【答案】35.【解析】由已知,得tan x +33-tan x=5,解得tan x =2,所以sin x cos x +cos 2x =sin x cos x +cos 2x sin 2x +cos 2x =tan x +1tan 2x +1=2+122+1=35. 16、已知在△ABC 中,tan A =-512,则cos A =________.【答案】-1213【解析】∵在△ABC 中,tan A =-512,∴A 为钝角,cos A <0.由sin A cos A =-512,sin 2A +cos 2A =1,可得cos A=-1213.17、若sin θ,cos θ是方程4x 2+2mx +m =0的两根,则m 的值为________. 【答案】1- 5【解析】由题意知:sin θ+cos θ=-m 2,sin θcos θ=m4,又(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ,∴m 24=1+m2,解得:m =1±5,又Δ=4m 2-16m ≥0,∴m ≤0或m ≥4,∴m =1- 5. 18、若sin(π-α)=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α,则sin αcos α的值等于________.【答案】-25【解析】由sin(π-α)=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α,可得sin α=-2cos α,则tan α=-2,所以sin α cos α=tan α1+tan 2α=-25. 19.(2015·高考广东卷)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+11-2×1=-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=1.20、已知f (α)=sin π-αcos 2π-αtan ⎝⎛⎭⎪⎫-α+3π2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·sin -π-α.(1)化简f (α);(2)若α是第三象限角,且cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-3π2=15,求f (α)的值.【答案】(1) -cos α (2)265【解析】(1)f (α)=sin α·cos α·tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-α+3π2-2πtan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·sin α=sin α·cos α·⎣⎢⎡⎦⎥⎤-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αtan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·sin α=-cosα.(2)∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-3π2=-sin α=15,∴sin α=-15,又α是第三象限角,∴cos α=-1-sin 2α=-2 65.故f (α)=265.。
两角和与差的正弦、余弦、正切公式(2)教案教学分析1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式是在研究了两角差的余弦公式的基础上,进一步研究具有“两角和差”关系的正弦、余弦、正切公式的.在这些公式的推导中,教科书都把对照、比较有关的三角函数式,认清其区别,寻找其联系和联系的途径作为思维的起点,如比较cos(α-β)与cos(α+β),它们都是角的余弦只是角形式不同,但不同角的形式从运算或换元的角度看都有内在联系,即α+β=α-(-β)的关系,从而由公式C(α-β)推得公式C(α+β),又如比较sin(α-β)与cos(α-β),它们包含的角相同但函数名称不同,这就要求进行函数名的互化,利用诱导公式(5)(6)即可推得公式S(α-β)、S(α+.β)等2.通过对“两角和与差的正弦、余弦、正切公式”的推导,揭示了两角和、差的三角函数与这两角的三角函数的运算规律,还使学生加深了数学公式的推导、证明方法的理解.因此本节内容也是培养学生运算能力和逻辑思维能力的重要内容,对培养学生的探索精神和创新能力,发现问题和解决问题的能力都有着十分重要的意义.3.本节的几个公式是相互联系的,其推导过程也充分说明了它们之间的内在联系,让学生深刻领会它们的这种联系,从而加深对公式的理解和记忆.本节几个例子主要目的是为了训练学生思维的有序性,逐步培养他们良好的思维习惯,教学中应当有意识地对学生的思维习惯进行引导,例如在面对问题时,要注意先认真分析条件,明确要求,再思考应该联系什么公式,使用公式时要具备什么条件等.另外,还要重视思维过程的表述,不能只看最后结果而不顾过程表述的正确性、简捷性等,这些都是培养学生三角恒等变换能力所不能忽视的.二、三维目标1.知识与技能:在学习两角差的余弦公式的基础上,通过让学生探索、发现并推导两角和与差的正弦、余弦、正切公式,了解它们之间的内在联系,并通过强化题目的训练,加深对公式的理解,培养学生的运算能力及逻辑推理能力,从而提高解决问题的能力.2.过程与方法:通过两角和与差的正弦、余弦、正切公式的运用,会进行简单的求值、化简、恒等证明,使学生深刻体会联系变化的观点,自觉地利用联系变化的观点来分析问题,提高学生分析问题解决问题的能力.3.情感态度与价值观:通过本节学习,使学生掌握寻找数学规律的方法,提高学生的观察分析能力,培养学生的应用意识,提高学生的数学素质.三、重点难点教学重点:两角和与差的正弦、余弦、正切公式及其推导.教学难点:灵活运用所学公式进行求值、化简、证明.四、课时安排2课时五、教学设想(一)导入新课思路1.(复习导入)让学生回忆上节课所学的六个公式,并回忆公式的来龙去脉,然后让一个学生把公式默写在黑板上或打出幻灯.教师引导学生回顾比较各公式的结构特征,说出它们的区别和联系,以及公式的正用、逆用及变形用,以利于对公式的深刻理解.这节课我们将进一步探究两角和与差的正弦、余弦、正切公式的灵活应用.思路2.(问题导入)教师可打出幻灯,出示一组练习题让学生先根据上节课所学的公式进行解答.1.化简下列各式(1)cos (α+β)cos β+sin (α+β)sin β; (2)cos sin 1tan cos sin cos sin sin 22---+--x x x x x x x ; (3).tan tan cos sin )sin()sin(2222αββαβαβα+-+ 2.证明下列各式 (1);tan tan 1tan tan )cos()sin(βαβαβαβα++=-+ (2)tan (α+β)tan (α-β)(1-tan 2tan 2β)=tan 2α-tan 2β; (3).sin sin )cos(2sin )2sin(αββααβα=+-+ 答案:1.(1)cos α;(2)0;(3)1.2.证明略.。
课题:5.4(2)两角和与差的正弦(教案)教学目的:1.使学生掌握两角和与差的正弦公式的推导过程。
2.使学生正确理解、牢固掌握两角和与差的正弦公式。
3.使学生能正确、熟练、灵活地运用公式进行三角变换,掌握变换的基本方法,会应用于求值、化简、证明及有关问题。
4.使学生理解公式的推导过程,使学生了解各公式的来源,把握它们之间的内在联系和转化规律。
教学重点:1.两角差的正弦公式及正确、熟练、灵活地运用公式进行三角变换。
2.灵活地运用公式进行三角变换。
教学过程:(一)、引入一、复习:1、两角和与差的余弦公式:()βαβαβαsin sin cos cos cos -=+ ;()βαβαβαsin sin cos cos cos +=- .上述两个公式的主要作用是:已知两个角的正弦、余弦,求这两个角和或差的余弦,以及有关的化简、证明问题。
2、前面我们还学习了关于余角的三角比,即第五组诱导公式:ααπcos )2sin(=- ; ααπsin )2cos(=- 二、思考:已知两个角的正弦和余弦能否求出这两个角和或差的正弦呢?(二)、新课一.两角和与差的正弦公式的推导:βαβαβαπβαπβαπβαπβαsin cos cos sin sin )2sin(cos )2cos( ])2cos[()](2cos[)sin(⋅+⋅=⋅-+⋅-=--=+-=+ 得两角和的正弦公式:βαβαβαsin cos cos sin )sin(⋅+⋅=+上式中,用-β代替β ,得两角差的正弦公式:βαβαβαsin cos cos sin )sin(⋅-⋅=-二.概念辨析,变式问题1.注意点1、这两个公式对任意的角都成立。
2、两角和与差的正弦公式的特点。
2.两角和差公式的逆运用。
()()()()()()cos cos sin sin cos sin cos cos sin sin 2αβααβαβαβαβαβαββ+++=+--+-= 三、典型例题(3个,基础的或中等难度)例1、求值:(1) sin75°=4; ︒︒+︒︒17sin 13cos 17cos 13sin )2(=1302sin =︒︒-︒︒25sin 20sin 25cos 70sin )3(=2452sin =例2:化简:(1)sin27°cos72°-sin63°cos18°(2)cos 4πsin(α+4π)-sin(4π-α)sin 4π 解:(1)原式= sin27°cos72°-cos27°sin72°=sin(27°-72°)=sin(-45°)=-22 (2)原式=sin(α+4π)cos 4π-sin[2π-(4π+α)]sin 4π =sin(α+4π)cos 4π-cos (4π+α)sin 4π=sin(α+4π-4π)=sin α3352344135333525cos (,)sin().sin ,sin sin cos cos sin ππθθπθπππθθθθ=-∈+⎛⎫⎛⎫=+=+=⋅+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭例、已知,,求的值1134.sin sin -cos cos cos(-).224αβαβαβ+=+=-例已知,,求的值 45565cos sin sin 51365ABC A B C ∆==例、在中,已知,,求的值。
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.。
两角和与差的正弦公式2两角和与差的正弦公式2正弦公式是三角函数中最基本的公式之一,也是计算三角函数值的重要方法。
在正弦公式中,我们可以通过两角和与差关系来快速计算两个角度的三角函数值。
正弦公式中,我们将两个角度的正弦值分别表示为$a$和$b$,则有如下公式:$\sin(a+b) = \sin a \cdot \cos b + \cos a \cdot \sin b$$\sin(a-b) = \sin a \cdot \cos b - \cos a \cdot \sin b$这两个公式在计算中非常有用,能够帮助我们快速计算出和差的正弦值。
下面我们通过一些例子来说明其应用。
例1:计算$\sin(45°+30°)$首先,将两个角转化为弧度:$a = 45° = \frac{\pi}{4}$$b = 30° = \frac{\pi}{6}$然后,代入公式$\sin(a+b)$:$\sin(\frac{\pi}{4}+\frac{\pi}{6}) = \sin\frac{\pi}{4} \cdot \cos\frac{\pi}{6} + \cos\frac{\pi}{4} \cdot \sin\frac{\pi}{6}$由于$\sin\frac{\pi}{4} = \cos\frac{\pi}{4} =\frac{\sqrt{2}}{2}$,$\cos\frac{\pi}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2}$,$\sin\frac{\pi}{6} = \frac{1}{2}$所以可以得到:$\sin(\frac{\pi}{4}+\frac{\pi}{6}) = \frac{\sqrt{2}}{2}\cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$所以,$\sin(45°+30°) = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$例2:计算$\sin(60°-45°)$首先,将两个角转化为弧度:$a = 60° = \frac{\pi}{3}$$b = 45° = \frac{\pi}{4}$然后$\sin(\frac{\pi}{3}-\frac{\pi}{4}) = \sin\frac{\pi}{3} \cdot \cos\frac{\pi}{4} - \cos\frac{\pi}{3} \cdot \sin\frac{\pi}{4}$由于$\sin\frac{\pi}{3} = \cos\frac{\pi}{6} =\frac{\sqrt{3}}{2}$,$\cos\frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}$,$\sin\frac{\pi}{4} = \cos\frac{\pi}{3} = \frac{1}{2}$所以可以得到:$\sin(\frac{\pi}{3}-\frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{3}}{2}\cdot \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} =\frac{\sqrt{6} - 1}{4}$所以,$\sin(60°-45°) = \frac{\sqrt{6} - 1}{4}$从这两个例子中可以看出,通过正弦公式中的两角和与差关系,我们可以将复杂的三角函数计算转化为简单的加减运算,大大提高了计算效率。