正弦、余弦和正切2
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二倍角的正弦余弦和正切公式二倍角公式是用来求解二倍角的三角函数的公式,以正弦、余弦和正切为例,其公式分别为:1.正弦的二倍角公式:正弦的二倍角公式可以表示为:sin(2θ) = 2sinθcosθ该公式说明了一个角的正弦的两倍可以通过该角的正弦和余弦相乘来得到。
2.余弦的二倍角公式:余弦的二倍角公式可以表示为:cos(2θ) = cos2θ - sin2θ该公式说明了一个角的余弦的两倍可以通过该角的余弦平方与正弦平方的差来得到。
3.正切的二倍角公式:正切的二倍角公式可以表示为:tan(2θ) = (2tanθ) / (1 - tan^2θ)该公式说明了一个角的正切的两倍可以通过该角的正切的两倍与1减去该角的正切的平方的商来得到。
这些二倍角公式可用于简化复杂的三角函数表达式,以便更轻松地计算和求解。
下面将更详细地解释这些公式的推导和应用。
根据三角函数的定义,正弦函数可以表示为:sinθ = 对边 / 斜边令角度Φ等于2θ,则有:sinΦ = 对边 / 斜边那么对边到底边的距离可以通过利用余弦函数来表示为:sinΦ = cos(Φ - 90°)将Φ代入,并展开cosine函数的定义:sin2θ = cos(2θ - 90°)根据余弦的差积公式:cos(α - β) = cosαcosβ + sinαsinβ将(2θ-90°)分解为(2θ)与(90°):cos(2θ - 90°) = cos2θcos90° + sin2θsin90°由于cos90° = 0且sin90° = 1,可以化简为:cos(2θ - 90°) = sin2θ因此,可得到正弦的二倍角公式:sin2θ = cos(2θ - 90°)由于cos(2θ - 90°) = sin2θ,所以可以进一步化简为:sin(2θ) = 2sinθcosθ根据三角函数的定义,余弦函数可以表示为:cosθ = 邻边 / 斜边令角度Φ等于2θ,则有:cosΦ = 邻边 / 斜边那么邻边到底边的距离可以通过利用正弦函数来表示为:cosΦ = sin(Φ + 90°)将Φ代入,并展开sine函数的定义:cos2θ = sin(2θ + 90°)根据正弦的和积公式:sin(α + β) = sinαcosβ + cosαsinβ将(2θ+90°)分解为(2θ)与(90°):sin(2θ + 90°) = sin2θcos90° + cos2θsin90°由于cos90° = 0且sin90° = 1,可以化简为:sin(2θ + 90°) = cos2θ因此cos2θ = sin(2θ + 90°)由于sin(2θ + 90°) = cos2θ,所以可以进一步化简为:cos(2θ) = cos2θ - sin2θ根据三角函数的定义,正切函数可以表示为:tanθ = 对边 / 邻边令角度Φ等于2θ,则有:tanΦ = 对边 / 邻边可以利用正弦和余弦的定义来表示对边和邻边:tanΦ = sinΦ / cosΦ将Φ代入,根据正弦和余弦的二倍角公式:tan(2θ) = sin(2θ) / cos(2θ)通过之前推导的正弦和余弦的二倍角公式代入,即可得到正切的二倍角公式:tan(2θ) = (2sinθcosθ) / (cos^2θ - sin^2θ)由于正弦的倒数是余弦,所以可以进一步化简为:tan(2θ) = (2tanθ) / (1 - tan^2θ)综上所述,正弦、余弦和正切的二倍角公式可以帮助我们计算和求解二倍角的三角函数。
关于正弦函数和余弦函数的计算公式同角三角函数的基本关系式倒数关系: 商的关系:平方关系:tanα·cotα=1sinα·cscα=1cosα·secα=1 sinα/cosα=tanα=secα/cscαcosα/sinα=cotα=cscα/secα sin2α+cos2α=1 1+tan2α=sec2α1+cot2α=csc2α诱导公式sin(-α)=-sinαcos(-α)=cosα tan(-α)=-tanαcot(-α)=-cotαsin(π/2-α)=cosαcos(π/2-α)=sinαtan(π/2-α)=cotαcot(π/2-α)=tanαsin(π/2+α)=cosαcos(π/2+α)=-sinαtan(π/2+α)=-cotαcot(π/2+α)=-tanαsin(π-α)=sinαcos(π-α)=-cosαtan(π-α)=-tanαcot(π-α)=-cotαsin(π+α)=-sinαcos(π+α)=-cosαtan(π+α)=tanαcot(π+α)=cotαsin(3π/2-α)=-cosαcos(3π/2-α)=-sinαtan(3π/2-α)=cotαcot(3π/2-α)=tanαsin(3π/2+α)=-cosαcos(3π/2+α)=sinαtan(3π/2+α)=-cotαcot(3π/2+α)=-tanαsin(2π-α)=-sinαcos(2π-α)=cosαtan(2π-α)=-tanαcot(2π-α)=-cotαsin(2kπ+α)=sinαcos(2kπ+α)=cosαtan(2kπ+α)=tanαcot(2kπ+α)=cotα(其中k∈Z)两角和与差的三角函数公式万能公式sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβsin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβcos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβcos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβtanα+tanβtan(α+β)=——————1-tanα·tanβtanα-tanβtan(α-β)=——————1+tanα·tanβ2tan(α/2)sinα=——————1+tan2(α/2)1-tan2(α/2)cosα=——————1+tan2(α/2)2tan(α/2)tanα=——————1-tan2(α/2)二倍角的正弦、余弦和正切公式三倍角的正弦、余弦和正切公式sin2α=2sinαcosαcos2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α2tanαtan2α=—————1-tan2αsin3α=3sinα-4sin3αcos3α=4cos3α-3cosα3tanα-tan3αtan3α=——————1-3tan2α三角函数的和差化积公式三角函数的积化和差公式α+βα-βsinα+sinβ=2sin—--·cos—-—2 2α+βα-βsinα-sinβ=2cos—--·sin—-—2 2α+βα-βcosα+cosβ=2cos—--·cos—-—2 2α+βα-βcosα-cosβ=-2sin—--·sin—-—2 2 1sinα·cosβ=-[sin(α+β)+sin(α-β)]21cosα·sinβ=-[sin(α+β)-sin(α-β)]21cosα·cosβ=-[cos(α+β)+cos(α-β)]21sinα·sinβ=- -[cos(α+β)-cos(α-β)]2化asinα±bcosα为一个角的一个三角函数的形式(辅助角的三角函数的公式)补充微分阶段的公式(sinx)'=cosx (cosx)'=-sinx (tanx)'=(secx)^2(cotx)'=-(cscx)^2(secx)'=secx*tanxtx(cscx)'=-cscx*cotxarcsinx)'=(1-x^2)^(-1/2)arccosX)'=-(1-X^2)^(-1/2)arctanX)'=(1+^2)^(-1)artcotX0'=-1/(1+X^2)PS. X^2的意思是X的平方1.诱导公式sin(-a)=-sin(a)cos(-a)=cos(a)sin(π2-a)=cos(a)cos(π2-a)=sin(a)sin(π2+a)=cos(a)cos(π2+a)=-sin(a)sin(π-a)=sin(a)cos(π-a)=-cos(a)sin(π+a)=-sin(a)cos(π+a)=-cos(a)2.两角和与差的三角函数sin(a+b)=sin(a)cos(b)+cos(α)sin(b) cos(a+b)=cos(a)cos(b)-sin(a)sin(b) sin(a-b)=sin(a)cos(b)-cos(a)sin(b)cos(a-b)=cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b)tan(a+b)=tan(a)+tan(b)1-tan(a)tan(b)tan(a-b)=tan(a)-tan(b)1+tan(a)tan(b)3.和差化积公式sin(a)+sin(b)=2sin(a+b2)cos(a-b2)sin(a)?sin(b)=2cos(a+b2)sin(a-b2)cos(a)+cos(b)=2cos(a+b2)cos(a-b2)cos(a)-cos(b)=-2sin(a+b2)sin(a-b2)4.二倍角公式sin(2a)=2sin(a)cos(b)cos(2a)=cos2(a)-sin2(a)=2cos2(a)-1=1-2sin2(a) 5.半角公式sin2(a2)=1-cos(a)2cos2(a2)=1+cos(a)2tan(a2)=1-cos(a)sin(a)=sina1+cos(a)6.万能公式sin(a)=2tan(a2)1+tan2(a2)cos(a)=1-tan2(a2)1+tan2(a2)tan(a)=2tan(a2)1-tan2(a2)7.其它公式(推导出来的 )a?sin(a)+b?cos(a)=a2+b2sin(a+c) 其中tan©=ba a?sin(a)+b?cos(a)=a2+b2cos(a-c) 其中tan©=ab1+sin(a)=(sin(a2)+cos(a2))21-sin(a)=(sin(a2)-cos(a2))2三角恒等式sin2θ+cos2θ=1;1+tan2θ=sec2θ;1+cot2θ=csc2θ复角公式sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB;sin(A–B)=sinAcosB–cosAsinB cos(A+B)=cosAcosB–sinAsinB;cos(A–B)=cosAcosB+sinAsinB 倍角公式sin2θ=2sinθcosθcos2θ=cos2θ–sin2θ=2cos2θ–1=1–2sin2θ倍角平方sin2θ=1-cos2θ 2;cos2θ=1+cos2θ 2积化和差2sinAcosB=sin(A+B)+sin(A–B)2cosAsinB=sin(A+B) –sin(A–B)2sinAsinB=cos(A–B) –cos(A+B)2cosAcosB=cos(A–B)+cos(A+B)三角函数基本公式sinθ=对边斜边(正弦),cosθ=邻边斜边(余弦),tanθ=sinθ cosθ(正切)cotθ=cosθ sinθ(余切),secθ= 1 cosθ(正割),cscθ= 1 sinθ(余割)1.诱导公式sin(-a)=-sin(a)cos(-a)=cos(a)sin(π2-a)=cos(a)cos(π2-a)=sin(a)sin(π2+a)=cos(a)cos(π2+a)=-sin(a)sin(π-a)=sin(a)cos(π-a)=-cos(a)sin(π+a)=-sin(a)cos(π+a)=-cos(a)2.两角和与差的三角函数sin(a+b)=sin(a)cos(b)+cos(α)sin(b)cos(a+b)=cos(a)cos(b)-sin(a)sin(b)sin(a-b)=sin(a)cos(b)-cos(a)sin(b)cos(a-b)=cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b)tan(a+b)=tan(a)+tan(b)1-tan(a)tan(b)tan(a-b)=tan(a)-tan(b)1+tan(a)tan(b)3.和差化积公式sin(a)+sin(b)=2sin(a+b2)cos(a-b2)sin(a)?sin(b)=2cos(a+b2)sin(a-b2)cos(a)+cos(b)=2cos(a+b2)cos(a-b2)cos(a)-cos(b)=-2sin(a+b2)sin(a-b2)4.二倍角公式sin(2a)=2sin(a)cos(b)cos(2a)=cos2(a)-sin2(a)=2cos2(a)-1=1-2sin2(a) 5.半角公式sin2(a2)=1-cos(a)2cos2(a2)=1+cos(a)2tan(a2)=1-cos(a)sin(a)=sina1+cos(a)6.万能公式sin(a)=2tan(a2)1+tan2(a2)cos(a)=1-tan2(a2)1+tan2(a2)tan(a)=2tan(a2)1-tan2(a2)7.其它公式(推导出来的 )a?sin(a)+b?cos(a)=a2+b2sin(a+c) 其中tan©=ba a?sin(a)+b?cos(a)=a2+b2cos(a-c) 其中tan©=ab 1+sin(a)=(sin(a2)+cos(a2))21-sin(a)=(sin(a2)-cos(a2))2。
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.。
第24讲 两角和与差的正弦、余弦、正切公式及二倍角公式(讲)思维导图知识梳理1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式 C (α-β):cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β. C (α+β):cos(α+β)=cos αcos β-sin_αsin β. S (α+β):sin(α+β)=sin αcos β+cos_αsin β. S (α-β):sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β. T (α+β):tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β⎝⎛⎭⎫α,β,α+β≠π2+k π,k ∈Z .T (α-β):tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β⎝⎛⎭⎫α,β,α-β≠π2+k π,k ∈Z .2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 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≠π4+k π2,且α≠k π+π2,k ∈Z .题型归纳题型1 公式的直接应用【例1-1】(2020春•六盘水期末)已知sin (π﹣α)=√33,则cos2α=( ) A .2√23B .−13C .23D .13【分析】由已知利用诱导公式可求sinα的值,进而根据二倍角的余弦函数公式即可计算求解. 【解答】解:∵sin (π﹣α)=sinα=√33, ∴cos2α=1﹣2sin 2α=1﹣2×(√33)2=13.故选:D .【例1-2】((2020春•金牛区校级期末)计算cos18°•cos42°﹣cos72°•sin42°=( ) A .12B .−12C .√32D .−√32【分析】直接利用三角函数的诱导公式的应用和余弦的和角公式的运用求出结果. 【解答】解:cos18°•cos42°﹣cos72°•sin42°=cos18°•cos42°﹣sin18°•sin42°=cos60°=12. 故选:A .【例1-3】((2020春•上饶期末)若3sinα−2sin(α+π3)−√7=0,则tanα=( ) A .−2√33B .2√33C .−√32D .√32【分析】由两角和的正弦公式展开整理可得√3cosα=2sinα−√7,两边平方,由基本关系式sin 2α+cos 2α=1可得7sin 2α﹣4√7sinα+4=0,解出sinα,进而求出cosα,再求出结果.【解答】解:由3sinα−2sin(α+π3)−√7=0,化简可得3sinα﹣2⋅12sinα﹣2⋅√32cosα=√7,即2sinα−√3cosα=√7,所以√3cosα=2sinα−√7,两边平方可得3cos 2α=4sin 2α﹣4√7sinα+7,整理可得3(1﹣sin 2α)=4sin 2α﹣4√7sinα+7,即7sin 2α﹣4√7sinα+4=0,解得sinα=2√7, 所以√3cosα=27−√7=7,所以cosα=√37, 所以tanα=sinαcosα=27−3√7=−2√33.故选:A .【跟踪训练1-1】(2020春•河池期末)已知tanα=12,tan (α+β)=13,则tanβ=( ) A .16B .−17C .17D .56【分析】由于β=(α+β)﹣α,根据已知利用两角差的正切函数公式即可计算求解. 【解答】解:∵tanα=12,tan (α+β)=13,∴tanβ=tan[(α+β)﹣α]=tan(α+β)−tanα1+tan(α+β)tanα=13−121+12×13=−17.故选:B .【跟踪训练1-2】((2020春•南阳期末)sin75°cos45°﹣sin15°sin45°=( ) A .0B .12C .√32D .1【分析】由条件利用诱导公式、两角和的余弦公式,进行化简所给的式子,可得结果. 【解答】解:sin75°cos45°﹣sin15°sin45°=cos15°cos45°﹣sin15°sin45°=cos (15°+45°)=12, 故选:B .【跟踪训练1-3】((2020春•宁波期末)sin 2π12=( ) A .2−√34B .2+√34C .34D .14【分析】利用二倍角的余弦函数公式,特殊角的三角函数值即可求解.【解答】解:sin 2π12=1−cos π62=1−√322=2−√34.故选:A .【跟踪训练1-4】((2020春•南充期末)若cosα=13,则cos2α=( )A .−79B .−89C .79D .89【分析】由已知利用二倍角的余弦函数公式即可求解. 【解答】解:∵cosα=13,∴cos2α=2cos 2α﹣1=2×(13)2﹣1=−79.故选:A .【跟踪训练1-5】(2020春•黄浦区期末)若tan2α=14,则tan (α+π4)+tan (α−π4)= . 【分析】展开两角和与差的正切,整理后再由二倍角的正切得答案. 【解答】解:∵tan2α=14,∴tan (α+π4)+tan (α−π4)=tanα+tan π41−tanπtan π4+tanα−tan π41+tanαtan π4=1+tanα1−tanα+tanα−11+tanα=(1+tanα)2−(1−tanα)21−tan 2α=4tanα1−tan 2α=2tan2α=2×14=12. 故答案为:12.【跟踪训练1-6】(2020春•平谷区期末)2cos 215°﹣1等于 . 【分析】由题意利用二倍角的余弦公式,求得结果. 【解答】解:2cos 215°﹣1=cos30°=√32,故答案为:√32. 【名师指导】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.题型2 三角函数公式的逆用与变形用【例2-1】(2020•重庆模拟)(1+tan19°)•(1+tan26°)= . 【分析】先把所求展开,再根据两角和的正切即可求解结论. 【解答】解:因为(1+tan19°)•(1+tan26°) =1+tan19°+tan26°+tan19°tan26°=1+tan (19°+26°)(1﹣tan19°tan26°)+tan19°tan26° =1+1﹣tan19°tan26°+tan19°tan26° =2; 故答案为:2.【例2-2】(2020春•开江县校级月考)已知cos(x −π6)=13,则cosx +cos(x −π3)=( ) A .√32B .√3C .12D .√33【分析】由题意利用诱导公式、两角和差的三角公式,求得要求式子的值. 【解答】解:∵已知cos(x −π6)=13,∴cosx +cos(x −π3)=cos[(x −π3)+π3]+cos (x −π3) =cos (x −π3)cos π3−sin (x −π3)sin π3+cos (x −π3)=32cos (x −π3)−√32sin (x −π3)=√3cos[π6+(x −π3)]=√3cos (x −π6)=√3×13=√33, 故选:D .【跟踪训练2-1】(2020•张家口二模)1−tan 2105°1+tan 2105°=( )A .12B .−12C .√32D .−√32【分析】切化弦,易得原式为cos210°,进而利用诱导公式,特殊角的三角函数值即可求解. 【解答】解:1−tan 2105°1+tan 2105°=cos 2105°−sin 2105°cos 2105°+sin 2105°=cos210°=﹣cos30°=−√32.故选:D .【跟踪训练2-2】(2019秋•武汉期末)化简√1−2sin(π−2)cos(π+2)的结果是( ) A .sin2+cos2B .sin2﹣cos2C .cos2﹣sin2D .﹣sin2﹣cos2【分析】利用诱导公式变形,化为两数和的平方,开方得答案. 【解答】解:√=√ √sin 22+2sin2⋅cos2+cos 22=√(sin2+cos2)2 =|sin2+cos2|=sin2+cos2. 故选:A . 【名师指导】两角和、差及倍角公式的逆用和变形用的应用技巧(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)和差角公式变形:sin αsin β+cos(α+β)=cos αcos β, cos αsin β+sin(α-β)=sin αcos β, tan α±tan β=tan(α±β)·(1∓tan α·tan β). (3)倍角公式变形:降幂公式.题型3 角的变换与名的变换【例3-1】(2020春•宁波期末)设α,β∈(0,π),cosβ=−1213,cos α2=2√55,则cosα= ,tan (α+β)= .【分析】利用余弦的倍角公式以及两角和差的正切公式进行计算即可. 【解答】解:cosα=2cos 2α2−1=2×(2√55)2﹣1=35,则α∈(0,π2), 则sinα=45,tanα=43, ∵cosβ=−1213,∴sinβ=513,则tanβ=−512, 则tan (α+β)=tanα+tanβ1−tanαtanβ=43−5121+43×512=48−1536+20=3356,故答案为:35,3356【例3-2】(2020春•城关区校级期末)若tanα=3,则cos2α+3sin 2α= .【分析】先利用余弦的二倍角公式将其化简,再利用同角三角函数的平方关系将分母的1用sin 2α+cos 2α代替,然后将分式的上下同除cosα后,可将原式转化为只含tanα的表达式,代入数据即可得解.【解答】解:cos2α+3sin 2α=cos 2α﹣sin 2α+3sin 2α=cos 2α+2sin 2αsin 2α+cos 2α,两边同除cosα,原式=1+2tan 2αtan 2α+1=1+2×3232+1=1910. 故答案为:1910.【例3-3】(2020春•梧州期末)已知cos (π2+θ)=−√32,则cos2θ= .【分析】由题意利用诱导公式、二倍角的余弦公式,求得结果. 【解答】解:∵已知cos (π2+θ)=−√32=−sinθ,∴sinθ=√32,则cos2θ=1﹣2sin 2θ=1﹣2×34=−12,故答案为:−12.【跟踪训练3-1】(2020春•宁波期末)已知sin2θ=−34,则tanθ+1tanθ=( ) A .43B .−43C .83D .−83【分析】利用同角三角函数基本关系式,二倍角的正弦函数公式化简所求结合已知即可计算求解. 【解答】解:sin2θ=−34,则tanθ+1tanθ=sinθcosθ+cosθsinθ=sin 2θ+cos 2θsinθcosθ=112sin2θ=112×(−34)=−83. 故选:D .【跟踪训练3-2】(2020春•广州期末)已知cos (α+π3)=13,则sin(π6−α)=( ) A .13B .−13C .2√23D .±2√23 【分析】由角的转化可得π6−α=π2−(α+π3),进而可得sin (π6−α)=sin[π2−(α+π3)]=cos (α+π3). 【解答】解:因为π6−α=π2−(α+π3),所以sin (π6−α)=sin[π2−(α+π3)]=cos (α+π3)=13,故选:A .【跟踪训练3-3】(2020春•潍坊期末)已知cos(θ−π4)=7√210,则sin2θ=( ) A .−2425B .−1225C .1225D .2425【分析】由题意利用诱导公式、二倍角的余弦,求得要求式子的值. 【解答】解:由cos(θ−π4)=7√210,则sin2θ=cos (2θ−π2)=2cos 2(θ−π4)−1 =2×(7√210)2−1=2425, 故选:D . 【名师指导】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. 3.三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.。
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),β,α±β≠π2+k π,k ∈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≠k π+π2且α≠k π2+π4,k ∈二倍角是相对的,例如,α2是α43α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 +φsin φ=b a 2+b 2,cos φ考点一三角函数公式的直接应用[典例](1)已知sin α=35,αtan 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×=-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,则cos 2α()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 2α=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αsin α________.解析:因为sin α=45,且αα所以cos α=-1-sin 2α=-=-35.因为sin 2α=2sin αcos α=-2425,cos 2α=2cos 2α-1=-725.所以αsin 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=1,①cos 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 αsin α2±cos ;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°+cos40°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sin α=435,则________.解析:由sin α=435,可得32cos α+12sin α+sin α=435,即32sin α+32cos α=435,∴3sin =435,即=45.答案:453.化简sin sin sin 2α的结果是________.解析:sin 2α=1-12cos ααsin 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-35,-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-35,-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=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 ()A.12B.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 =1-sin 2θ2=1-2sin θcos θ2=1-2×142=14.2.(2018·济南一模)若=7210A sin A 的值为()A.35B.45C.35或45D.34解析:选B ∵A A +π4∈∴=-210,∴sin A =-π4=cos π4-sin π4=45.3.已知sin α=-45,α∈3π2,2π,若sin (α+β)cos β=2,则tan(α+β)=()A.613B.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 +1,则cos 2x =()A .-89B .-79C.79D .-725解析:选C 因为2sin 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=-33,则cos α=()A .-223B .±223C .-1D .±1解析:选C cos α=12cos α+32sin α+cos α=32cos α+32sin α=3cos =-1.4.tan 18°+tan 12°+33tan 18°tan 12°=()A.3B.2C.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α3cos 2α=sin 2α的值为()A .-118B.118C .-1718D.1718解析:选C由3cos 2α=3(cos 2α-sin 2α)=22(cos α-sin α),又由α∈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 ()A .-13B.13C .-23D.23解析:选Dcos =12+12sin 2α=12+12×13=23.7.已知=12,α-π2,cos________.解析:由已知得cos α=12,sin α=-32,所以=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=16,则tan α=________.解析:tan α=+π4=tanπ41-tan 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:-111.已知tan α=2.(1)求tan(2)求sin 2αsin 2α+sin αcos α-cos 2α-1的值.解:=tan α+tan π41-tan αtan π4=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,∴-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×=91050.B 级1.(2019·广东五校联考)若4cos(2π-θ),|θ|<π2,则tan2θ=________.解析:∵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:1572.(2018·江西新建二中期中)已知A ,B 均为锐角,cos(A +B )=-2425,=35,则________.解析:因为A ,B 均为锐角,cos(A +B )=-2425,=35,所以π2<A +B <π,π2<B +π3<π,所以sin(A +B )=1-cos 2(A +B )=725,=-45,可得cos (A +B )=-2425×+725×35=117125.答案:1171253.(2019·石家庄质检)已知函数f (x )=x ∈R.(1)求f(2)若cos θ=45,θf θ解:(1)-π4+=-12.(2)θθ-π3+θ=22(sin 2θ-cos 2θ).因为cos θ=45,θsin θ=35,所以sin 2θ=2sin θcos θ=2425,cos 2θ=cos 2θ-sin 2θ=725,所以θ=22(sin 2θ-cos 2θ)=22×=17250.。
九年级上期数学总复习------正弦和余弦,正切(2)
1. 已知锐角满足,求的值。
αααα-+-=23102cos sin
2.
4. 求值:=°×°×45cos 2
260sin 21
___________。
5. tan10°·tan20°·tan30°·tan70°·tan80°=___________。
6. △ABC 中,∠C =90°,若sin A =
23,则tanB =___________。
7. (cos )|tan sin |451260302°°°---=___________。
8. 3801tan()°,则-=αα=___________。
9. 在Rt △ABC 中,∠C =90°,33a b =,则∠A =___________。
10. 已知等腰三角形ABC 的腰长为43,底角为30°,则底边上的高为___________,周长为___________。
二、选择题:
1. 在△ABC 中,若|sin |(cos )A B -+-=2232
02,∠A 、∠B 都是锐角,则∠C 的度数是( ) A. 75° B. 90° C. 105°
D. 120° 2. 当锐角A >45°时,sinA 的值( )
A. 小于22
B. 大于22
C. 小于32
D. 大于32
3. 已知09030°°,°<<=ααsin cos ,则α=( )
A. 30°
B. 60°
C. 45°
D. 无法确定
4. 如图CD 是平面镜,光线从A 点出发经CD 上点E 反射后照射到B 点,若入射角α(入射角等于反射角),AC ⊥CD ,BD ⊥CD ,垂足为C 、D ,且AC =3,BD =6,CD =11,则tan α=( )
A. 113
B.
311 C. 911
D. 119 5. 如果∠A 为锐角,且cos A =14,则( ) A. 030°°<<A
B. °°4530<<A
C. 4560°°<<A
D. 6090°°<<A
6. 如图Rt △ABC 中,∠ACB =90°,CD ⊥AB 于D ,若AC =4,BC =3,则sin ∠ACD =( )
A. 43
B. 34
C. 45
D. 35
三、解答题:
1. 计算:(1)|30sin 60sin 2|)45sin 21
(2
°°°--- (2)1260224530302301302sin cos sin cos tan tan °°°·°°°
+++- 2. Rt △ABC 中,∠C =90°,方程01sin 3sin 32=-+-A x A
x ·有两个相等的实数根,斜边为c ,方程cx x c 220-+=也有两个相等的实根,求这个直角三角形的三边的长。
3. 如图在△ABC 中,AD 是BC 边上的高,tanB =cos ∠DAC 。
(1)求证:AC =BD 。
(2)若121312sin ==
BC C ,,求AD 的长。