高中数学三角函数的解题技巧
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【考点预测】知识点一:三角函数基本概念1.角的概念(1)任意角:①高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇专题17三角函数概念与诱导公式定义:角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形;②分类:角按旋转方向分为正角、负角和零角.(2)所有与角α终边相同的角,连同角α在内,构成的角的集合是{}Z k k S ∈+︒⋅==,αββ360.(3)象限角:使角的顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合,那么,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限角;如果角的终边在坐标轴上,就认为这个角不属于任何一个象限.(4)象限角的集合表示方法:2.弧度制(1)定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,用符号rad 表示,读作弧度.正角的弧度数是一个正数,负角的弧度数是一个负数,零角的弧度数是0.(2)角度制和弧度制的互化:rad 180π=︒,rad 1801π=︒,π︒=180rad 1.(3)扇形的弧长公式:r l ⋅=α,扇形的面积公式:22121r lr S ⋅==α.3.任意角的三角函数(1)定义:任意角α的终边与单位圆交于点)(y x P ,时,则y =αsin ,x =αcos ,)0(tan ≠=x xyα.(2)推广:三角函数坐标法定义中,若取点P )(y x P ,是角α终边上异于顶点的任一点,设点P 到原点O 的距离为r ,则r y =αsin ,r x =αcos ,)0(tan ≠=x xyα三角函数的性质如下表:三角函数定义域第一象限符号第二象限符号第三象限符号第四象限符号αsin R ++--αcos R+--+αtan }2|{Z k k ∈+≠,ππαα+-+-记忆口诀:三角函数值在各象限的符号规律:一全正、二正弦、三正切、四余弦.4.三角函数线如下图,设角α的终边与单位圆交于点P ,过P 作PM ⊥x 轴,垂足为M ,过A(1,0)作单位圆的切线与α的终边或终边的反向延长线相交于点T .三角函数线有向线段MP 为正弦线;有向线段OM 为余弦线;有向线段AT 为正切线知识点二:同角三角函数基本关系1.同角三角函数的基本关系(1)平方关系:1cos sin 22=+αα.(2)商数关系:)2(tan cos sin ππααααk +≠=;知识点三:三角函数诱导公式公式一二三四五六角)(2Z k k ∈+απαπ+α-απ-απ-2απ+2正弦αsin αsin -αsin -αsin αcos αcos 余弦αcos αcos -αcos αcos -αsin αsin -正切αtan αtan αtan -αtan -口诀函数名不变,符号看象限函数名改变,符号看象限【记忆口诀】奇变偶不变,符号看象限,说明:(1)先将诱导三角函数式中的角统一写作2n πα⋅±;(2)无论有多大,一律视为锐角,判断2n πα⋅±所处的象限,并判断题设三角函数在该象限的正负;(3)当n 为奇数是,“奇变”,正变余,余变正;当n 为偶数时,“偶不变”函数名保持不变即可.【方法技巧与总结】1.利用1cos sin 22=+αα可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用αααtan cos sin =可以实现角α的弦切互化.2.“ααααααcos sin cos sin cos sin -+,,”方程思想知一求二.222(sin cos )sin cos 2sin cos 1sin 2ααααααα+=++=+222(sin cos )sin cos 2sin cos 1sin 2ααααααα-=+-=-22(sin cos )(sin cos )2αααα++-=【题型归纳目录】题型一:终边相同的角的集合的表示与区别题型二:等分角的象限问题题型三:弧长与扇形面积公式的计算题型四:三角函数定义题题型五:象限符号与坐标轴角的三角函数值题型六:同角求值—条件中出现的角和结论中出现的角是相同的题型七:诱导求值与变形【典例例题】题型一:终边相同的角的集合的表示与区别例1.(2022·全国·高三专题练习)与角94π的终边相同的角的表达式中,正确的是()A .245k π+ ,k Z ∈B .93604k π⋅+,k Z ∈C .360315k ⋅- ,k Z ∈D .54k ππ+,k Z ∈【答案】C 【解析】【分析】要写出与94π的终边相同的角,只要在该角上加2π的整数倍即可.【详解】首先角度制与弧度制不能混用,所以选项AB 错误;又与94π的终边相同的角可以写成92()4k k Z ππ+∈,所以C 正确.故选:C .例2.(2022·全国·高三专题练习)若角α的终边在直线y x =-上,则角α的取值集合为()A .2,4k k πααπ⎧⎫=-∈⎨⎬⎩⎭Z B .32,4k k πααπ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭Z C .3,4k k πααπ⎧⎫=-∈⎨⎬⎩⎭Z D .,4k k πααπ⎧⎫=-∈⎨⎬⎩⎭Z 【答案】D 【解析】【分析】根据若,αβ终边相同,则2,k k Z βπα=+∈求解.【详解】解:,由图知,角α的取值集合为:()32,2,4421,2,44,4k k Z k k Z k k Z k k Z k k Z ππααπααπππααπααππααπ⎧⎫⎧⎫=+∈⋃=-∈⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭⎧⎫⎧⎫==+-∈⋃=-∈⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭⎧⎫==-∈⎨⎬⎩⎭故选:D.【点睛】本题主要考查终边相同的角,还考查了集合的运算能力,属于基础题.例3.(2022·上海市嘉定区第二中学高一阶段练习)设集合{}{}|45180,|135180,A k k Z k k Z αααα==︒+⋅︒∈⋃=︒+⋅︒∈,集合{}|4590,B k k Z ββ==︒+⋅︒∈,则()A .AB =∅ B .A BC .B AD .A B=【答案】D 【解析】【分析】考虑A 中角的终边的位置,再考虑B 中角的终边的位置,从而可得两个集合的关系.【详解】.45180,k k Z α=︒+⋅︒∈表示终边在直线y x =上的角,135180,k k Z α=︒+⋅︒∈表示终边在直线y x =-上的角,而4590,k k Z β=︒+⋅︒∈表示终边在四条射线上的角,四条射线分别是射线,0;,0;,0;,0y x x y x x y x x y x x =≥=-≤=≤=-≥,它们构成直线y x =、直线y x =-,故A B =.故选:D.【点睛】本题考查终边相同的角,注意180k α⋅︒+的终边与α的终边的关系是重合或互为反向延长线,而90k α⋅︒+的终边与α的终边的关系是重合或互为反向延长线或相互垂直,本题属于中档题.(多选题)例4.(2022·全国·高三专题练习)如果角α与角45γ+︒的终边相同,角β与45γ-︒的终边相同,那么αβ-的可能值为()A .90︒B .360︒C .450︒D .2330︒【答案】AC 【解析】根据终边相同可得角与角之间的关系,从而可得αβ-的代数形式,故可得正确的选项.【详解】因为角α与角45γ+︒的终边相同,故45360k γα ,其中k Z ∈,同理145360k βγ=-︒+⋅︒,其中1k Z ∈,故90360n αβ-=︒+⋅︒,其中n Z ∈,当0n =或1n =时,90αβ-=︒或450αβ-=︒,故AC 正确,令36090360n ︒=︒+⋅︒,此方程无整数解n ;令903060233n =︒+⋅︒︒即569n =,此方程无整数解n ;故BD 错误.故选:AC.(多选题)例5.(2022·全国·高三专题练习)下列条件中,能使α和β的终边关于y 轴对称的是()A .90αβ+=︒B .180αβ+=︒C .()36090k k αβ+=⋅︒+︒∈ZD .()()21180k k αβ+=+⋅︒∈Z 【答案】BD 【解析】【分析】根据α和β的终边关于y 轴对称时()180360k k αβ+=︒+︒∈Z ,逐一判断正误即可.【详解】根据α和β的终边关于y 轴对称时()180360k k αβ+=︒+︒∈Z 可知,选项B 中,180αβ+=︒符合题意;选项D 中,()()21180k k αβ+=+⋅︒∈Z 符合题意;选项AC 中,可取0,90αβ=︒=︒时显然可见α和β的终边不关于y 轴对称.故选:BD.例6.(2022·全国·高三专题练习)写出两个与113π-终边相同的角___________.【答案】3π,53π-(其他正确答案也可)【解析】【分析】利用终边相同的角的定义求解.【详解】设α是与113π-终边相同的角,则112,3k k Z παπ=-∈,令1k =,得53πα=-,令2k =,得3πα=,故答案为:3π,53π-(其他正确答案也可)【方法技巧与总结】(1)终边相同的角的集合的表示与识别可用列举归纳法和双向等差数列的方法解决.(2)注意正角、第一象限角和锐角的联系与区别,正角可以是任一象限角,也可以是坐标轴角;锐角是正角,也是第一象限角,第一象限角不包含坐标轴角.题型二:等分角的象限问题例7.(2022·浙江·高三专题练习)若18045,k k Z α=⋅+∈ ,则α的终边在()A .第一、三象限B .第一、二象限C .第二、四象限D .第三、四象限【答案】A 【解析】【分析】分21,k n n Z =+∈和2,k n n =∈Z 讨论可得角的终边所在的象限.【详解】解:因为18045,k k Z α=⋅+∈ ,所以当21,k n n Z =+∈时,218018045360225,n n n Z α=⋅++=⋅+∈ ,其终边在第三象限;当2,k n n =∈Z 时,21804536045,n n n Z α=⋅+=⋅+∈ ,其终边在第一象限.综上,α的终边在第一、三象限.故选:A.例8.(2022·全国·高三专题练习(理))角α的终边属于第一象限,那么3α的终边不可能属于的象限是()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【答案】D 【解析】【分析】由题意知,222k k ππαπ<<+,k Z ∈,即可得3α的范围,讨论3k n =、31k n =+、32k n =+()n Z ∈对应3α的终边位置即可.【详解】∵角α的终边在第一象限,∴222k k ππαπ<<+,k Z ∈,则223363k k παππ<<+,k Z ∈,当3()k n n Z =∈时,此时3α的终边落在第一象限,当31()k n n Z =+∈时,此时3α的终边落在第二象限,当32()k n n Z =+∈时,此时3α的终边落在第三象限,综上,角α的终边不可能落在第四象限,故选:D.例9.(2022·全国·高三专题练习)θ是第二象限角,则下列选项中一定为负值的是()A .sin2θB .cos2θC .sin 2θD .cos 2θ【答案】C 【解析】表示出第二象限角的范围,求出2θ和2θ所在象限,确定函数值的符号.【详解】因为θ是第二象限角,所以22,2k k k Z ππθππ+<<+∈,则4242,k k k Z ππθππ+<<+∈,所以2θ为第三或第四象限角或终边在y 轴负半轴上,,所以sin 2θ<0.而,422k k k Z πθπππ+<<+∈,2θ是第一象限或第三象限角,正弦余弦值不一定是负数.故选:C .例10.(2022·全国·高三专题练习)已知角α第二象限角,且cos cos22αα=-,则角2α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】C 【解析】【分析】由α是第二象限角,知2α在第一象限或在第三象限,再由coscos22αα=-,知cos02α≤,由此能判断出2α所在象限.【详解】因为角α第二象限角,所以()90360180360Z k k k α+⋅<<+⋅∈,所以()4518090180Z 2k k k α+⋅<<+⋅∈,当k 是偶数时,设()2Z k n n =∈,则()4536090360Z 2n n n α+⋅<<+⋅∈,此时2α为第一象限角;当k 是奇数时,设()21Z k n n =+∈,则()225360270360Z 2n n n α+⋅<<+⋅∈,此时2α为第三象限角.;综上所述:2α为第一象限角或第三象限角,因为coscos22αα=-,所以cos02α≤,所以2α为第三象限角.故选:C .【方法技巧与总结】先从α的范围出发,利用不等式性质,具体有:(1)双向等差数列法;(2)nα的象限分布图示.题型三:弧长与扇形面积公式的计算例11.(2022·浙江·镇海中学模拟预测)《九章算术》是中国古代的数学名著,其中《方田》章给出了弧田面积的计算公式.如图所示,弧田是由圆弧AB 及其所对弦AB 围成的图形.若弧田的弦AB 长是2,弧所在圆心角的弧度数也是2,则弧田的弧AB 长为_______,弧田的面积为_________.【答案】2sin1;211sin 1tan1-.【解析】【分析】(1)利用弧长公式解决,那么需要算出半径和圆心角;(2)用扇形的面积减去三角形的面积即可.【详解】由题意可知:111,,sin1sin1tan1tan1======AC BC BC AC AO OC ,所以弧AB 长122sin1sin1=⨯=,弧田的面积22111111222sin12tan1sin 1tan1⎛⎫=-=⨯⨯-⨯⨯=- ⎪⎝⎭扇形AOB AOB S S ,故答案为:2sin1;211sin 1tan1-.例12.(2022·全国·高考真题(理))沈括的《梦溪笔谈》是中国古代科技史上的杰作,其中收录了计算圆弧长度的“会圆术”,如图, AB 是以O 为圆心,OA 为半径的圆弧,C 是AB 的中点,D 在 AB 上,CD AB ⊥.“会圆术”给出 AB 的弧长的近似值s 的计算公式:2CDs AB OA=+.当2,60OA AOB =∠=︒时,s =()A B C D 【答案】B 【解析】【分析】连接OC ,分别求出,,AB OC CD ,再根据题中公式即可得出答案.【详解】解:如图,连接OC ,因为C 是AB 的中点,所以OC AB ⊥,又CD AB ⊥,所以,,O C D 三点共线,即2OD OA OB ===,又60AOB ∠=︒,所以2AB OA OB ===,则OC =2CD =所以()22222CD s AB OA =+=+=故选:B.例13.(2022·全国·高三专题练习)中国传统扇文化有着极其深厚的底蕴.按如下方法剪裁,扇面形状较为美观.从半径为r 的圆面中剪下扇形OAB ,使剪下扇形OAB,再从扇形OAB 中剪下扇环形ABDC 制作扇面,使扇环形ABDC 的面积与扇形OAB.则一个按上述方法制作的扇环形装饰品(如图)的面积与圆面积的比值为()ABCD2-【答案】D 【解析】【分析】记扇形OAB 的圆心角为α,扇形OAB 的面积为1S ,扇环形ABDC 的面积为2S ,圆的面积为S ,根据扇形面积公式,弧长公式,以及题中条件,即可计算出结果.【详解】记扇形OAB 的圆心角为α,扇形OAB 的面积为1S ,扇环形ABDC 的面积为2S ,圆的面积为S ,由题意可得,2112S r α=,21S S =2S r π=,所以()122124S Srαππ==,因为剪下扇形OAB ,所以22r r r παπ-=(3απ=,所以()()()2113244S S απππ====.故选:D.例14.(2022·浙江·赫威斯育才高中模拟预测)“圆材埋壁”是我国古代的数学著作《九章算术》中的一个问题,现有一个“圆材埋壁”的模型,其截面如图所示,若圆柱形材料的底面半径为1,截面圆圆心为O ,墙壁截面ABCD 为矩形,且1AD =,则扇形OAD 的面积是__________.【答案】6π##16π【解析】【分析】计算AOD ∠,再利用扇形的面积公式求解.【详解】由题意可知,圆O 的半径为1,即1OA OD ==,又1AD =,所以OAD △为正三角形,∴3AOD π∠=,所以扇形OAD 的面积是221112236S r AOD ππ=⨯⨯∠=⨯⨯=.故答案为:6π例15.(2022·全国·模拟预测)炎炎夏日,在古代人们乘凉时习惯用的纸叠扇可看作是从一个圆面中剪下的扇形加工制作而成.如图,扇形纸叠扇完全展开后,扇形ABC 的面积S 为22225cm π,若2BD DA =,则当该纸叠扇的周长C 最小时,BD 的长度为___________cm .【答案】10π【解析】【分析】设扇形ABC 的半径为r cm ,弧长为l cm ,根据扇形ABC 的面积S 为22225cm π,由212252rl π=得到rl ,然后由纸叠扇的周长2C r l =+,利用基本不等式求解.【详解】解:设扇形ABC 的半径为r cm ,弧长为l cm ,则扇形面积12S rl =.由题意得212252rl π=,所以2450rl π=.所以纸叠扇的周长260C r l π=+≥==,当且仅当22,450,r l rl π=⎧⎨=⎩即15r π=,30l π=时,等号成立,所以()15BD DA cm π+=.又2BD DA =,所以()1152BD BD cm π+=,所以()3152BD cm π=,故()10BD cm π=.故答案为:10π例16.(2022·全国·高三专题练习)已知扇形的周长为4cm ,当它的半径为________cm 和圆心角为________弧度时,扇形面积最大,这个最大面积是________cm 2.【答案】121【解析】【详解】24l r +=,则()21142222S lr r r r r ==-=-+,则1,2r l ==时,面积最大为1,此时圆心角2lrα ,所以答案为1;2;1.【方法技巧与总结】(1)熟记弧长公式:l =|α|r ,扇形面积公式:S 扇形=12lr =12|α|r 2(弧度制(0,2]απ∈)(2)掌握简单三角形,特别是直角三角形的解法题型四:三角函数定义题例17.(2022·广东·深圳市光明区高级中学模拟预测)已知角θ的终边过点()1,1A -,则sin()6πθ-=()ABCD【答案】D 【解析】【分析】由任意三角形的定义求出sin ,cos θθ,由两角差的正弦公式代入即可求出sin()6πθ-.【详解】因为角θ的终边过点()1,1A -,由任意三角形的定义知:sin θθ==sin()sin cos cos sin 666πππθθθ-=-=故选:D.例18.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知角α的终边经过点(-,则()tan sin 232πααπ⎛⎫++-= ⎪⎝⎭()A .32B .34-C.D【答案】D 【解析】【分析】利用三角函数的定义、诱导公式、二倍角公式以及弦化切可求得所求代数式的值.【详解】依题意,由三角函数的定义可知tan α=()22sin cos 2sin cos 2tan sin 23sin 22sin sin cos cos 2παπαααααπαπαααα⎛⎫+ ⎪⎛⎫⎝⎭++-=-=-- ⎪+⎛⎫⎝⎭+ ⎪⎝⎭22212sin cos 2tan tan sin cos tan 1ααααααα=--===++故选:D.例19.(2022·湖北武汉·模拟预测)已知角α的始边与x 轴非负半轴重合,终边上一点()sin 3,cos3P ,若02απ≤≤,则α=()A .3B .32π-C .532π-D .32π-【答案】C【分析】根据三角函数的定义求出tan α,结合诱导公式即可得解,注意角所在的象限.【详解】解:因为角α的终边上一点()sin 3,cos3P ,所以cos31tan 0sin 3tan 3α==<,又cos 30,sin 30<>,所以α为第四象限角,所以23,Z 2k k παπ=+-∈,又因02απ≤≤,所以532πα=-.故选:C.例20.(2022·北京·二模)已知角α的终边经过点34,55P ⎛⎫- ⎪⎝⎭,则sin 2α=()A .2425-B .725-C .725D .2425【答案】A 【解析】【分析】根据终边上的点确定角的正余弦值,再由二倍角正弦公式求sin 2α.【详解】由题设43sin ,cos 55αα==-,而4324sin 22sin cos 2()5525ααα==⨯⨯-=-.故选:A【方法技巧与总结】(1)任意角的正弦、余弦、正切的定义;题型五:象限符号与坐标轴角的三角函数值例21.(2022·全国·高三专题练习)如果cos 0θ<,且tan 0θ<,则sin cos cos θθθ-+的化简为_____.【答案】sin θ【解析】【分析】由cos 0θ<,且tan 0θ<,得到θ是第二象限角,由此能化简sin cos cos θθθ-+.解:∵cos 0θ<,且tan 0θ<,∴θ是第二象限角,∴sin cos cos sin cos cos sin θθθθθθθ-+=-+=.故答案为:sin θ.例22.(2022·河北·石家庄二中模拟预测)若角α满足sin cos 0αα⋅<,cos sin 0αα-<,则α在()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【答案】B 【解析】【分析】根据sin cos 0αα⋅<可知α是第二或第四象限角;根据第二或第四象限角正余弦的符号可确定结果.【详解】sin cos 0αα⋅< ,α 是第二或第四象限角;当α是第二象限角时,cos 0α<,sin 0α>,满足cos sin 0αα-<;当α是第四象限角时,cos 0α>,sin 0α<,则cos sin 0αα->,不合题意;综上所述:α是第二象限角.故选:B.例23.(2022·浙江·模拟预测)已知R θ∈,则“cos 0θ>”是“角θ为第一或第四象限角”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要【答案】B 【解析】【分析】利用定义法进行判断.【详解】充分性:当cos 0θ>时,不妨取cos 1,0θθ==时轴线角不成立.故充分性不满足;必要性:角θ为第一或第四象限角,则cos 0θ>,显然成立.故选:B.例24.(2022·重庆·高三开学考试)若tan 0θ>,则下列三角函数值为正值的是()A .sin θB .cos θC .sin 2θD .cos 2θ【答案】C 【解析】【分析】结合诱导公式、二倍角公式判断出正确选项.【详解】sin tan 0sin cos 0sin 22sin cos 0cos θθθθθθθθ=>⇒⋅>⇒=>,所以C 选项正确.当5π4θ=时,5ππtan 0,sin 0,cos 0,cos 2coscos 022θθθθ><<===,所以ABD 选项错误.故选:C例25.(2022·全国·高三专题练习(理))我们知道,在直角坐标系中,角的终边在第几象限,这个角就是第几象限角.已知点()cos ,tan P αα在第三象限,则角α的终边在()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【答案】B 【解析】【分析】本题首先可以根据题意得出cos 0α<、tan 0α<,然后得出sin 0α>,即可得出结果.【详解】因为点()cos ,tan P αα在第三象限,所以cos 0α<,tan 0α<,则sin 0α>,角α的终边在第二象限,故选:B.例26.(2022·全国·高三专题练习(理))已知sin 0,cos 0αα><,则()A .sin 20α>B .cos20α<C .tan02α>D .sin2α<【答案】C 【解析】【分析】由条件得到角α所在的象限,从而得到2α所在的象限,这样就可以得到答案.【详解】由sin 0,cos 0αα><知,α为第二象限角,所以2α为第一或第三象限角,所以tan02α>.故选:C.例27.(2022·江西南昌·三模(文))若角α的终边不在坐标轴上,且sin 2cos 2αα+=,则tan α=()A .43B .34C .23D .32【答案】A 【解析】【分析】结合易知条件和同角三角函数的平方关系即可求出cos α,从而求出sin α,根据sin tan cos ααα=即可求得结果.【详解】22sin cos 13cos 5sin 2cos 2ααααα⎧+=⇒=⎨+=⎩或cos 1α=,∵α的终边不在坐标轴上,∴3cos 5α=,∴34sin 2255α=-⨯=,∴sin 4tan cos 3ααα==.故选:A .例28.(2022·全国·高三专题练习(理))若α是第二象限角,则下列不等式正确的是()A .()cos 0α->B .tan02α>C .sin 20α>D .()sin 0α->【答案】B 【解析】【分析】根据α是第二象限角,分别求出四个选项中角所在的象限,再判断三角函数的符号,即可求解.【详解】对于A :因为()π2ππ2πZ 2k k k α+<<+∈,所以()ππ2π2πZ 2k k k α--<-<--∈,所以α-是第三象限角,所以()cos 0α-<,故选项A 不正确;对于B :因为()π2ππ2πZ 2k k k α+<<+∈,所以()ππππZ 422k k k α+<<+∈,当()2Z k n n =∈时,()ππ2π2πZ 422n n n α+<<+∈,此时2α是第一象限角,当()21Z k n n =+∈时,()5π3π2π2πZ 422n n n α+<<+∈,此时2α是第三象限角,所以2α是第一或第三象限角,所以tan02α>,故选项B 正确;对于C :因为()π2ππ2πZ 2k k k α+<<+∈,所以()π4π22π4πZ k k k α+<<+∈,所以2α是第三或第四象限角或终边落在y 轴非正半轴,所以sin 20α<,故选项C 不正确;对于D :因为()π2ππ2πZ 2k k k α+<<+∈,所以()ππ2π2πZ 2k k k α--<-<--∈,所以α-是第三象限角,所以()sin 0α-<,故选项D 不正确;故选:B.【方法技巧与总结】正弦函数值在第一、二象限为正,第三、四象限为负;.余弦函数值在第一、四象限为正,第二、三象限为负;.正切函数值在第一、三象限为正,第二、四象限为负.题型六:同角求值—条件中出现的角和结论中出现的角是相同的例29.(2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测(文))若tan 2θ=-,则2sin 2cos 1θθ+的值为___________.【答案】23-【解析】【分析】利用二倍角公式和同角三角函数平方关系可构造正余弦齐次式,分子分母同除2cos θ,代入tan θ即可得到结果.【详解】2222sin 22sin cos 2tan 42cos 12cos sin 2tan 243θθθθθθθθ===-=-++++.故答案为:23-.例30.(2022·河北·沧县中学模拟预测)已知tan 3α=,则22sin 22sin cos2cos -=-αααα___________.【答案】43【解析】【分析】根据二倍角公式,结合同角三角函数齐次式关系求解即可.【详解】解:22222222sin 22sin 2sin cos 2sin 2tan 2tan 23234cos2cos sin tan 33---⨯-⨯====----ααααααααααα.故答案为:43例31.(2022·广东惠州·一模)已知tan 2α=,32παπ<<,则cos sin αα-=()A B .C D .【答案】A 【解析】【分析】由sin tan 2cos ααα==及22sin cos 1αα+=解出sin α与cos α即可求解.【详解】因为sin tan 2cos ααα==,且22sin cos 1αα+=,32παπ<<,所以sin α=cos α=,所以cos sin αα⎛-== ⎝⎭.故选:A.例32.(2022·全国·模拟预测)已知0πA <<,1sin cos 5A A +=,则1sin 21cos 2AA-=+()A .132B .118C .4918D .4932【答案】C 【解析】【分析】结合同角的平方关系以及二倍角公式即可求出结果.【详解】由1sin cos 5A A +=及22sin cos 1A A +=,解得4sin 5A =,3cos 5A =-或4cos 5A =,3sin 5A =-.因为sin 0A >,所以4sin 5A =,3cos 5A =-,所以24sin 22sin cos 25A A A ==-,227cos 2cos sin 25A A A =-=-,所以2411sin 2492571cos 218125A A +-==+-,故选:C.例33.(2022·海南·模拟预测)已知角α为第二象限角,tan 3α=-,则cos α=()A.BC.D【答案】A 【解析】【分析】由角所在的象限及同角三角函数的平方关系、商数关系求cos α即可.【详解】因为α是第二象限角,所以sin 0α>,cos 0α<,由sin tan 3cos ααα==-,22sin cos 1αα+=,可得:cos α=故选:A.例34.(2022·全国·高三专题练习)已知(,22ππα∈-,且212sin 5cos 9αα-=,则cos 2=α()A .13B .79-C .34-D .18【答案】B 【解析】【分析】利用同角公式化正弦为余弦,求出cos α的值,再利用二倍角的余弦公式求解即得.【详解】依题意,原等式化为:212(1cos )5cos 9αα--=,整理得:(4cos 3)(3cos 1)0αα+-=,因(,)22ππα∈-,则cos 0α>,解得:1cos 3α=,所以2217cos 22cos 12139αα⎛⎫=-=⨯-=- ⎪⎝⎭.故选:B例35.(2022·全国·高三阶段练习(理))若sin cos 2sin cos θθθθ+=-,则sin (1sin 2)sin cos θθθθ+=+()A .65-B .25-C .65D .25【答案】C 【解析】【分析】由已知得sin 3cos θθ=,从而sin ,cos θθ同号,即sin cos 0>θθ,然后由平方关系求得22cos ,sin θθ,进而求得sin cos θθ,求值式应用二倍角公式和平方关系变形后可得结论.【详解】因为sin cos 2sin cos θθθθ+=-,所以sin 3cos θθ=,所以sin ,cos θθ同号,即sin cos 0>θθ,22222sin cos 9cos cos 10cos 1θθθθθ+=+==,21cos 10θ=,从而29sin 10θ=,229sin cos 100θθ=,所以3sin cos 10θθ=,22sin (1sin 2)sin (sin cos 2sin cos )sin (sin cos )sin cos sin cos θθθθθθθθθθθθθθ+++==+++2936sin sin cos 10105θθθ=+=+=.故选:C .例36.(2022·广东广州·三模)已知sin cos x x +=()0,πx ∈,则cos2x 的值为()A .12B C .12-D .【答案】D 【解析】【分析】将sin cos x x +=2sin x cos x =-12<0,结合sin cos x x +=求出x 的范围,再利用22cos 2sin 21x x +=求解即可.【详解】解:将sin cos x x +=2sin x cos x =-12<0,所以π(,π)2x ∈,又因为sin cos x x +=0,所以π3π(,24x ∈,2x 3π(π,)2∈,又因为sin2x =-12,所以cos2x 故选:D.例37.(2022·湖北武汉·模拟预测)已知1sin cos 5θθ+=-,(0,)θπ∈,则sin cos θθ-=()A .15B .15-C .75D .75-【答案】C 【解析】【分析】利用平方关系,结合同角三角函数关系式,即可求解.【详解】()21sin cos 12sin cos 25θθθθ+=+=,242sin cos 025θθ=-<,()0,θπ∈ ,,2πθπ⎛⎫∴∈ ⎪⎝⎭,sin cos θθ>,()249sin cos 12sin cos 25θθθθ-=-=,所以7sin cos 5θθ-=.故选:C例38.(2022·山西晋中·模拟预测(理))若tan 1θ=-,则()cos 1sin 2sin cos θθθθ--等于()A .12B .2C .1-D .13-【答案】C 【解析】【分析】化简原式为2tan 1tan 1θθ-+即得解.【详解】解:原式()222cos sin 2sin cos cos cos (sin cos )=sin cos sin cos θθθθθθθθθθθθ-⋅+-=--22cos (sin cos )sin cos θθθθθ-=+2tan 12=1tan 12θθ--==-+.故选:C例39.(2022·湖北·模拟预测)已知()cos 3cos 02πααπ⎛⎫++-= ⎪⎝⎭,则3sin sin sin 2ααπα-=⎛⎫+ ⎪⎝⎭()A .35B .35C .310D .310-【答案】D 【解析】【分析】根据题意求出tan α,再将原式化简为:32sin sin tan tan 1sin 2αααπαα-=+⎛⎫+ ⎪⎝⎭,求解即可.【详解】因为()cos 3cos 02πααπ⎛⎫++-= ⎪⎝⎭,所以sin 3cos 0αα--=,所以tan 3α=-()232sin 1sin sin sin tan 3sin cos cos tan 110sin 2αααααααπααα--====-+⎛⎫+ ⎪⎝⎭.故选:D.【方法技巧与总结】(1)若已知角的象限条件,先确定所求三角函数的符号,再利用三角形三角函数定义求未知三角函数值.(2)若无象限条件,一般“弦化切”.题型七:诱导求值与变形例40.(2022·贵州·贵阳一中高三阶段练习(理))若π1sin 63α⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则2πcos 23α⎛⎫+= ⎪⎝⎭()A .13B .13-C .79D .79-【答案】D 【解析】【分析】由三角函数的二倍角的余弦公式,结合诱导公式,即可求得答案.【详解】由题意得:2222πππππ27cos 22cos 12cos 12sin 113326699αααα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+-=---=--=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,故选:D .例41.(2022·贵州·贵阳一中模拟预测(文))若1sin ,63a π⎛⎫+= ⎪⎝⎭则2cos 3a π⎛⎫+= ⎪⎝⎭()A .13B .13-C .79D .79-【答案】B 【解析】【分析】利用诱导公式计算可得;【详解】解:因为1sin 63a π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以21cos cos sin 32663ππππααα⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++=-+=- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,故选:B.例42.(2022·青海·海东市教育研究室一模(理))()tan 165-︒=()A .2-B .2-+C .2D .2【答案】C 【解析】【分析】先利用诱导公式可得()tan 165tan15-︒=︒,在运用正切两角差公式()tan15tan 4530︒=︒-︒计算.【详解】()()()tan 165tan 18015tan15tan 4530-︒=-︒+︒=︒=︒-︒1tan 45tan 3021tan 45tan 30︒-︒===+︒︒故选:C .例43.(2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测(文))已知2cos sin 022a ππα⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则()tan -=πα()A .2B .—2C .12D .12-【答案】C 【解析】【分析】根据诱导公式五、六可得2sin cos 0αα+=,由同角三角函数的关系可得1tan 2α=-,结合诱导公式二计算即可.【详解】由已知得2sin cos 0αα+=,12sin cos tan 2ααα∴=-∴=-,,∴1tan()tan 2παα-=-=.故选:C【方法技巧与总结】(1)诱导公式用于角的变换,凡遇到与2π整数倍角的和差问题可用诱导公式,用诱导公式可以把任意角的三角函数化成锐角三角函数.(2)通过2,,2πππ±±±等诱导变形把所给三角函数化成所需三角函数.(3)2,,2παβππ±=±±±等可利用诱导公式把,αβ的三角函数化【过关测试】一、单选题1.(2022·宁夏·银川一中模拟预测(理))中国古代数学的瑰宝《九章算术》中记载了一种称为“曲池”的几何体,该几何体是上、下底面均为扇环形的柱体(扇环是指圆环被扇形截得的部分)现有一个如图所示的曲池,1AA 垂直于底面,13AA =,底面扇环所对的圆心角为2π,弧AD 长度是弧BC 长度的3倍,2CD =,则该曲池的体积为()A .92πB .5πC .112πD .6π【答案】D 【解析】【分析】利用柱体体积公式求体积.【详解】不妨设弧AD 所在圆的半径为R ,弧BC 所在圆的半径为r ,由弧AD 长度为弧BC 长度的3倍可知3R r =,22CD R r r =-==,所以1r =,3R =.故该曲池的体积22()364V R r ππ=⨯-⨯=.故选:D.2.(2022·海南中学高三阶段练习)二十四节气是中华民族上古农耕文明的产物,是中国农历中表示李节变迁的24个特定节令.如图,每个节气对应地球在黄道上运动15︒所到达的一个位置.根据描述,从立冬到立春对应地球在黄道上运动所对圆心角的弧度数为()A .π3-B .π2C .5π12D .π3【答案】B【解析】【分析】根据条件得到运行度数为6×15°,化为弧度即可得解.【详解】根据题意,立春是立冬后的第六个节气,故从立冬到立春相应于地球在黄道上逆时针运行了61590︒⨯=︒,所以从立冬到立春对应地球在黄道上运动所对圆心角的弧度数为π2.故选:B3.(2022·河北·模拟预测)已知圆锥的母线长为2,其侧面展开图是圆心角等于23π的扇形,则该圆锥的体积为()A B .1627πC D .1681π【答案】C 【解析】【分析】设圆锥的底面半径为r ,高为h ,则由题意可得2223r ππ=⨯,从而可求出半径r ,再求出h ,进而可求出其体积【详解】设圆锥的底面半径为r ,高为h ,则由题意可得2223r ππ=⨯,解得23r =,所以h ===所以圆锥的体积为22112333V r h ππ⎛⎫==⨯=⎪⎝⎭故选:C4.(2022·福建省福州格致中学模拟预测)已知角θ的大小如图所示,则1sin 2cos 2θθ+=()A .5-B .5C .15-D .15【答案】A 【解析】【分析】由图中的信息可知tan 54πθ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,化简1sin 2cos 2θθ+即可.【详解】由图可知,tan 54πθ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,()()()22222cos sin 1sin 2sin cos 2sin cos cos sin cos 2cos sin cos sin cos sin cos sin θθθθθθθθθθθθθθθθθθ+++++===--+-tantan 1tan 4tan 51tan 41tan tan 4πθθπθπθθ++⎛⎫===+=- ⎪-⎝⎭-;故选:A.5.(2022·江西·临川一中模拟预测(文))tan195︒=()A.2-B.2-+C .2D .2【答案】C 【解析】【分析】利用诱导公式及两角差的正切公式计算可得;【详解】解:()()tan195tan 18015tan15tan 4530︒=︒+︒=︒=︒-︒tan 45tan 301tan 45tan 30︒-︒=+︒︒12==故选:C6.(2022·江苏·南京市天印高级中学模拟预测)若21sin2512sin αα+=-,则tan α=()A .23-B .32-C .23D .32【答案】C 【解析】【分析】通过“1”的替换,齐次化,然后得到关于tan α的方程,解方程即可【详解】22221sin 2(cos sin )cos sin 1tan 512sin cos sin cos sin 1tan αααααααααααα++++====----,解得2tan 3α=故选:C7.(2022·四川成都·模拟预测(文))已知向量(3cos 2,sin )a αα= ,(2,cos 5sin )b αα=+ ,π0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,若a b ⊥ ,则tan α=()A .2B .-2C .3D .34【答案】C 【解析】【分析】由a b ⊥可得向量的数量积等于0,化简可得6cos 2sin (cos 5sin )0αααα++=,结合二倍角公式以及同角的三角函数关系式化为226tan tan n 10ta ααα-++=,可求得答案.【详解】由题意a b ⊥可得0a b ⋅= ,即6cos 2sin (cos 5sin )0αααα++=,即2226(cos sin )sin cos 5sin 0ααααα-++=,故22226cos sin sin c sin os 0cos αααααα-++=,即226tan tan n 10ta ααα-++=,由于π0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,故tan 3,tan 2αα==-(舍去),故选:C8.(2022·黑龙江·哈九中模拟预测(文))数学家华罗庚倡导的“0.618优选法”在各领域都应用广泛,0.618就是黄金分割比m =2sin18︒).A .4B 1+C .2D 1【答案】A 【解析】【分析】根据2sin18m ︒=,结合三角函数的基本关系式,诱导公式和倍角公式,即可求解.【详解】根据题意,可得2sin182cos72m =︒=︒,4sin144cos54︒==︒()4sin 90544cos544cos54cos54︒+︒︒===︒︒.故选:A .二、多选题9.(2022·全国·高三专题练习)下列说法正确的有()A .经过30分钟,钟表的分针转过π弧度B .1801radπ︒=C .若sin 0θ>,cos 0θ<,则θ为第二象限角D .若θ为第二象限角,则2θ为第一或第三象限角【答案】CD 【解析】【分析】对于A ,利用正负角的定义判断;对于B ,利用角度与弧度的互化公式判断;对于C ,由sin 0θ>求出θ的范围,由cos 0θ<求出θ的范围,然后求交集即可;对于D ,由θ是第二象限角,可得222k k ππθππ+<<+,k Z ∈,然后求2θ的范围可得答案【详解】对于A ,经过30分钟,钟表的分针转过π-弧度,不是π弧度,所以A 错;对于B ,1︒化成弧度是rad 180π,所以B 错误;对于C ,由sin 0θ>,可得θ为第一、第二及y 轴正半轴上的角;由cos 0θ<,可得θ为第二、第三及x 轴负半轴上的角.取交集可得θ是第二象限角,故C 正确;对于D :若θ是第二象限角,所以222k k ππθππ+<<+,则()422k k k Z πθπππ+<<+∈,当2()k n n Z 时,则22()422n n n Z πθπππ+<<+∈,所以2θ为第一象限的角,当21()k n n Z =+∈时,5322()422n n n Z πθπππ+<<+∈,所以2θ为第三象限的角,综上,2θ为第一或第三象限角,故选项D 正确.故选:CD.10.(2022·全国·高三专题练习)中国传统折扇文化有着极其深厚的底蕴,一般情况下,折扇可看作是从一个圆面中剪下的扇形制作而成,设扇形(如图)的面积为1S ,圆心角为1α,圆面中剩余部分的面积为2S ,圆心角为2α,当1S 与2S0.618≈(黄金分割比)时,折扇看上去较为美观,那么()A .1127.5α=︒B .1137.5α=︒C.21)απ=D.12αα=【答案】BCD 【解析】【分析】利用扇形的面积公式以及角度制与弧度制的互化即可求解.【详解】设扇形的半径为R,由211122221212R S S R αααα===,故D 正确;由122ααπ+=,。
高中数学三角函数正弦定理与余弦定理的解题方法在高中数学中,三角函数是一个重要的章节,其中正弦定理和余弦定理是解决三角形相关问题的关键。
本文将介绍这两个定理的解题方法,并通过具体题目的举例,说明其考点和解题技巧。
一、正弦定理的解题方法正弦定理是指在任意三角形ABC中,边长a、b、c与其对应的角度A、B、C之间有如下关系:a/sinA = b/sinB = c/sinC1. 已知两边和一个夹角,求第三边假设已知三角形ABC中,边长a=5cm,b=7cm,夹角C=45°,求边长c。
根据正弦定理,有a/sinA = c/sinC,代入已知条件,得到5/sin45° = c/sinC。
由此可得c = sinC/sin45° * 5 ≈ 5√2 cm。
2. 已知两边和一个角度,求另外两个角度假设已知三角形ABC中,边长a=4cm,b=6cm,夹角C=60°,求角度A和B。
根据正弦定理,有a/sinA = b/sinB,代入已知条件,得到4/sinA = 6/sinB。
由此可得sinA/sinB = 2/3。
根据三角函数的性质,sinA/sinB = 1/sin(B-A)。
所以,1/sin(B-A) = 2/3,解得sin(B-A) = 3/2。
但是,sin(B-A)的取值范围是[-1,1],因此无解。
二、余弦定理的解题方法余弦定理是指在任意三角形ABC中,边长a、b、c与其对应的角度A、B、C之间有如下关系:c² = a² + b² - 2ab*cosC1. 已知两边和一个夹角,求第三边假设已知三角形ABC中,边长a=5cm,b=7cm,夹角C=45°,求边长c。
根据余弦定理,有c² = a² + b² - 2ab*cosC,代入已知条件,得到c² = 5² + 7² -2*5*7*cos45°。
高中数学三角函数解题技巧和思路的总结高中数学中,三角函数是一个非常重要的概念。
它是用来描述一个角的大小和位置关系的函数。
在解题过程中,我们常常碰到需要用到三角函数的问题。
下面是一些关于解题技巧和思路的总结。
在解决三角函数问题时,我们需要熟悉常用的三角函数的定义和性质。
六个常用的三角函数是正弦函数sin(x)、余弦函数cos(x)、正切函数tan(x)、余切函数cot(x)、正割函数sec(x)和余割函数csc(x)。
这些函数的定义可以通过单位圆的定义来理解。
每个三角函数都有自己的定义域和值域,熟练掌握这些内容能够帮助我们更好地解决问题。
解题时我们可以根据题意,选择合适的三角函数和公式进行计算。
一般而言,我们会根据已知条件和需要求解的未知量的关系,选择适当的三角函数和公式。
在解决三角函数方程时,我们可以根据方程中的三角函数的形式,选择相应的三角恒等式进行变形和求解。
在解题过程中,我们需要灵活运用三角函数的性质。
我们需要熟悉三角函数的周期性和对称性。
正弦函数和余弦函数都是周期为2π的周期函数,而正切函数和余切函数都是周期为π的周期函数。
利用这些性质,可以简化计算和求解过程。
我们也需要注意到三角函数的增减性和单调性。
根据函数图像的特点,我们可以判断函数的增减性和单调性。
这可以帮助我们更好地理解函数的性质,并在解题过程中进行合理的推导。
解题过程中,我们需要注重对问题的建模和转化。
有时候,我们遇到的问题可能并不是直接的三角函数问题,而是需要通过建立合适的模型来解决。
在这种情况下,我们需要将问题中的条件和要求转化为数学表达式,并将其与三角函数进行结合,从而进行求解。
解决高中数学中的三角函数问题需要我们熟练掌握三角函数的定义和性质,选择合适的三角函数和公式进行计算,灵活运用三角函数的性质,注重对问题的建模和转化。
通过练习和实践,我们能够更好地掌握解题的技巧和思路,更加轻松地解决三角函数问题。
高中数学三角函数的特性与求解方法三角函数是高中数学中重要的概念之一,它在几何、物理、工程等领域中都有广泛的应用。
掌握三角函数的特性和求解方法,对于学生来说是非常重要的。
本文将从正弦函数、余弦函数和正切函数三个方面进行讲解,帮助读者更好地理解和应用三角函数。
一、正弦函数的特性与求解方法正弦函数是三角函数中最基本的函数之一,它的图像是一条连续的波浪线。
正弦函数的特性包括:周期性、奇偶性、最大值和最小值等。
以求解正弦函数的最大值和最小值为例,我们可以通过以下步骤进行:1. 确定周期:正弦函数的周期为2π,即在一个周期内,函数的值会重复。
2. 找到一个周期内的最大值和最小值:在一个周期内,正弦函数的最大值为1,最小值为-1。
3. 求解任意角度的最大值和最小值:根据周期性,我们可以将任意角度转化为一个周期内的角度。
例如,要求解sin(x)的最大值,可以将x转化为x',使得0 ≤ x' ≤ 2π。
然后,根据周期性,我们可以得到sin(x)的最大值为1。
二、余弦函数的特性与求解方法余弦函数是三角函数中另一个重要的函数,它的图像是一条连续的波浪线,与正弦函数的图像相似。
余弦函数的特性包括:周期性、偶函数、最大值和最小值等。
以求解余弦函数的最大值和最小值为例,我们可以通过以下步骤进行:1. 确定周期:余弦函数的周期也为2π,与正弦函数相同。
2. 找到一个周期内的最大值和最小值:在一个周期内,余弦函数的最大值为1,最小值为-1。
3. 求解任意角度的最大值和最小值:与正弦函数类似,我们可以将任意角度转化为一个周期内的角度。
例如,要求解cos(x)的最大值,可以将x转化为x',使得0 ≤ x' ≤ 2π。
然后,根据周期性,我们可以得到cos(x)的最大值为1。
三、正切函数的特性与求解方法正切函数是三角函数中的另一个重要函数,它的图像是一条连续的曲线。
正切函数的特性包括:周期性、奇函数、无最大值和最小值等。
高中数学三角函数求极值方法详述在高中数学中,三角函数是一个重要的章节,其中求极值是一个常见的考点。
在这篇文章中,我将详细介绍三角函数求极值的方法,并通过具体的题目举例,帮助读者理解和掌握这一知识点。
一、求极值的基本思路要求解三角函数的极值,我们首先要明确一点:三角函数的定义域是整个实数集。
因此,我们可以通过求导数的方式来确定函数的极值点。
具体的步骤如下:1. 求出函数的导数;2. 解方程 f'(x) = 0,求出导数为0的点;3. 求出导数的零点所对应的函数值;4. 比较函数值,确定极值点。
下面,我们通过具体的例题来说明这一求解过程。
例题1:求函数 f(x) = sin(x) + cos(x) 在区间[0, 2π] 上的极值点。
解析:首先,我们求出函数的导数 f'(x) = cos(x) - sin(x)。
然后,解方程 cos(x) - sin(x) = 0,可以得到x = π/4 或x = 5π/4。
接下来,我们计算这两个点对应的函数值:f(π/4) = √2 和f(5π/4) = -√2。
最后,我们比较这两个函数值,可以得出 f(x) 在[0, 2π] 上的极大值为√2,极小值为 -√2。
通过这个例题,我们可以看到,求解三角函数的极值需要通过求导数、解方程、计算函数值等步骤进行。
下面,我们再来看一个稍微复杂一些的例题。
例题2:求函数 f(x) = sin(x)cos(x) 在区间[0, π] 上的极值点。
解析:首先,我们求出函数的导数 f'(x) = cos^2(x) - sin^2(x)。
然后,我们将这个式子化简为 f'(x) = cos(2x)。
接下来,我们解方程 cos(2x) = 0,可以得到x = π/4或x = 3π/4。
最后,我们计算这两个点对应的函数值:f(π/4) = 1/2 和f(3π/4) = -1/2。
通过比较这两个函数值,我们可以得出 f(x) 在[0, π] 上的极大值为 1/2,极小值为 -1/2。
高中数学三角函数的和差化积及积化和差推导在高中数学中,三角函数是一个重要的概念,它与几何、代数等数学分支密切相关。
在学习三角函数的过程中,我们经常会遇到求和、差、积、商等运算,而和差化积及积化和差就是其中的一种重要技巧。
本文将围绕这一主题展开,通过具体的例题来说明该技巧的应用以及相关的考点。
首先,我们来看一个常见的题目:已知sinα=1/2,cosβ=1/3,其中α、β是锐角,求sin(α+β)和cos(α-β)的值。
解析:这是一个典型的和差化积问题。
我们需要利用已知的sinα和cosβ来求解sin(α+β)和cos(α-β)。
首先,我们可以利用三角函数的和差公式来推导sin(α+β)的表达式:sin(α+β) = sinαcosβ + cosαsinβ代入已知的值,得到:sin(α+β) = (1/2)(1/3) + √(1-(1/2)^2)√(1-(1/3)^2)化简后,我们可以得到sin(α+β)的值。
接下来,我们来求解cos(α-β)的值。
同样地,我们可以利用三角函数的和差公式来推导cos(α-β)的表达式:cos(α-β) = cosαcosβ + sinαsinβ代入已知的值,得到:cos(α-β) = √(1-(1/2)^2)(1/3) + (1/2)√(1-(1/3)^2)化简后,我们可以得到cos(α-β)的值。
通过这个例题,我们可以看到和差化积的技巧在解决三角函数的运算中起到了重要的作用。
通过将和差的形式转化为积的形式,我们可以更方便地进行计算。
除了和差化积,我们还可以利用积化和差的方法来解决一些问题。
下面我们来看一个例题:已知tanα=3/4,tanβ=4/3,其中α、β是锐角,求tan(α+β)和tan(α-β)的值。
解析:这是一个典型的积化和差问题。
我们需要利用已知的tanα和tanβ来求解tan(α+β)和tan(α-β)。
首先,我们可以利用三角函数的积化和差公式来推导tan(α+β)的表达式:tan(α+β) = (tanα + tanβ) / (1 - tanαtanβ)代入已知的值,得到:tan(α+β) = (3/4 + 4/3) / (1 - (3/4)(4/3))化简后,我们可以得到tan(α+β)的值。
高中数学三角函数求反函数的步骤解析在高中数学中,三角函数是一个重要的概念,它们在几何和代数中都有广泛的应用。
而求三角函数的反函数,也是我们需要掌握的重要技巧之一。
本文将详细介绍高中数学中求三角函数反函数的步骤,并通过具体的题目进行解析,帮助高中学生和他们的父母更好地理解和掌握这一知识点。
一、什么是反函数在介绍求三角函数的反函数之前,我们先来了解一下什么是反函数。
反函数是指若函数f(x)的定义域和值域互换,则得到的新函数g(x)称为f(x)的反函数。
反函数的求解可以帮助我们从已知的函数值反推出对应的自变量值。
二、求三角函数的反函数的步骤求三角函数的反函数的步骤可以总结为以下几个关键步骤:1. 将给定的三角函数表达式中的自变量x和函数值y互换,得到一个新的方程;2. 解新方程,得到关于y的表达式,即反函数的表达式;3. 将反函数的表达式中的y换成x,即可得到反函数的最终表达式。
下面我们通过具体的题目来详细解析这一步骤。
例题1:已知函数y = sin(x),求其反函数。
解析:根据步骤1,我们将自变量x和函数值y互换,得到新方程x = sin(y)。
接下来,我们需要解新方程,得到关于y的表达式。
对于三角函数而言,我们可以通过观察函数图像来确定其反函数的定义域和值域。
对于正弦函数sin(x)而言,它的定义域是整个实数集,值域是[-1, 1]。
因此,反函数的定义域是[-1, 1],值域是整个实数集。
继续解新方程x = sin(y),我们可以得到y = arcsin(x)。
最后,根据步骤3,将反函数的表达式中的y换成x,我们可以得到反函数的最终表达式为y = arcsin(x)。
例题2:已知函数y = cos(x),求其反函数。
解析:同样地,根据步骤1,我们将自变量x和函数值y互换,得到新方程x = cos(y)。
对于余弦函数cos(x)而言,它的定义域是整个实数集,值域是[-1, 1]。
因此,反函数的定义域是[-1, 1],值域是整个实数集。
高中数学三角函数知识点解题技巧总结高中数学三角函数知识点总结高中数学三角函数知识点解题方法总结一、见“给角求值”问题,运用“新兴”诱导公式一步到位转换到区间(-90o,90o)的公式.1.sin(kπ+α)=(-1)ksinα(k∈Z);2.cos(kπ+α)=(-1)kcosα(k∈Z);3.tan(kπ+α)=(-1)ktanα(k∈Z);4.cot(kπ+α)=(-1)kcotα(k∈Z).二、见“sinα±cosα”问题,运用三角“八卦图”1.sinα+cosα;0(或0(或|cosα|óα的终边在Ⅱ、Ⅲ的区域内;4.|sinα|“化弦为一”:已知tanα,求sinα与cosα的齐次式,有些整式情形还可以视其分母为1,转化为sin2α+cos2α.六、见“正弦值或角的平方差”形式,启用“平方差”公式:1.sin(α+β)sin(α-β)=sin2α-sin2β;2.cos(α+β)cos(α-β)=cos2α-sin2β.七、见“sinα±cosα与sinαcosα”问题,起用平方法则:(sinα±cosα)2=1±2sinαcosα=1±sin2α,故1.若sinα+cosα=t,(且t2≤2),则2sinαcosα=t2-1=sin2α;2.若sinα-cosα=t,(且t2≤2),则2sinαcosα=1-t2=sin2α.八、见“tanα+tanβ与tanαtanβ”问题,启用变形公式:tanα+tanβ=tan(α+β)(1-tanαtanβ).思考:tanα-tanβ=???九、见三角函数“对称”问题,启用图象特征代数关系:(A≠0)1.函数y=Asin(wx+φ)和函数y=Acos(wx+φ)的图象,关于过最值点且横向于y轴的直线分别成直线型;2.函数y=Asin(wx+φ)和函数y=Acos(wx+φ)的图象,关于其中间零点分别成中心对称;3.同样,利用图象也可以得到向量y=Atan(wx+φ)和函数y=Acot(wx+φ)的对称性质。
高中数学三角函数的性质及解题思路在高中数学中,三角函数是一个重要的概念,它涉及到角度、三角比例以及图形的变化等内容。
理解三角函数的性质和解题思路对于学生来说至关重要。
本文将从三角函数的定义、性质和解题思路三个方面进行阐述,帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应用三角函数知识。
一、三角函数的定义三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数。
以正弦函数为例,它的定义是:对于任意角θ,正弦函数sinθ等于对边与斜边的比值。
即sinθ = 对边/斜边。
类似地,余弦函数cosθ等于邻边与斜边的比值,正切函数tanθ等于对边与邻边的比值。
二、三角函数的性质1. 基本性质:三角函数的定义域是实数集,值域是[-1,1]。
2. 周期性:正弦函数和余弦函数的周期都是2π,正切函数的周期是π。
3. 正负性:在单位圆上,正弦函数和余弦函数的值在不同象限有不同的正负性,而正切函数在不同象限的正负性相同。
4. 奇偶性:正弦函数是奇函数,余弦函数是偶函数,正切函数既不是奇函数也不是偶函数。
5. 值域:正弦函数和余弦函数的值域都是[-1,1],正切函数的值域是实数集。
三、解题思路1. 利用三角函数的定义和性质进行计算:在解题过程中,可以根据三角函数的定义和性质进行计算。
例如,已知一个角的正弦值为0.6,可以利用sinθ = 对边/斜边的定义,求得对边的长度。
又如,已知一个角的余弦值为-0.8,可以利用cosθ =邻边/斜边的定义,求得邻边的长度。
2. 利用三角函数的图像进行分析:三角函数的图像可以帮助我们更好地理解和分析问题。
例如,对于一个角的正弦函数图像,当角度增大时,正弦值先增大后减小。
这个特点可以应用于解决角度变化问题,如求解正弦函数值最大或最小的角度。
3. 利用三角函数的恒等变换进行转化:三角函数的恒等变换是指在不改变函数值的前提下,将一个三角函数转化为另一个三角函数。
例如,可以利用正弦函数的恒等变换sin²θ + cos²θ = 1,将一个三角函数的值转化为另一个三角函数的值,从而简化计算过程。
高中数学中的三角函数利用特殊角值简化计算的技巧三角函数是数学中的重要概念,而在高中数学中,我们经常会遇到需要计算三角函数值的情况。
为了简化计算过程,我们可以利用特殊角值的技巧,来快速得到结果。
本文将介绍一些常见的特殊角值,并说明如何利用这些特殊角值简化计算。
一、特殊角值的定义在三角函数中,我们通常会用到正弦函数(sin)、余弦函数(cos)、正切函数(tan)等。
而特殊角值指的是一些特定角的函数值,这些值具有简单的表达式,可以方便我们进行计算。
下面是一些常见的特殊角值及其函数值:1. 0度:sin 0° = 0,cos 0° = 1,tan 0° = 02. 30度:sin 30° = 1/2,cos 30° = √3/2,tan 30° = 1/√33. 45度:sin 45° = √2/2,cos 45° = √2/2,tan 45° = 14. 60度:sin 60° = √3/2,cos 60° = 1/2,tan 60° = √3以上是一些常见的特殊角值,我们可以将它们牢记于心,以便在计算过程中使用。
二、利用特殊角值简化计算的技巧1. 利用特殊角的三角关系在三角函数中,存在一些特殊的角之间的关系,如30度角、45度角、60度角之间的关系。
通过利用这些关系,我们可以推导出其他角的函数值,从而简化计算。
以30度角为例,我们已知 sin 30° = 1/2,cos 30° = √3/2,tan 30° = 1/√3。
利用这些已知值,我们可以得到其他角的函数值:- sin 60° = sin (2 * 30°) = 2 * sin 30° * cos 30° = √3/2- cos 60° = cos (2 * 30°) = cos² 30° - sin² 30° = 1/2- tan 60° = tan (2 * 30°) = 2 * tan 30° / (1 - tan² 30°) = √3通过这种方法,我们可以快速得到其他角度的三角函数值,从而简化计算过程。
高中数学三角函数的解题技巧 谢阿钧 (江西省莲花中学,江西莲花337100) 摘要:高中数学三角函数的变化灵活,为解答三角函数提供了新的思路和技巧。作者对巧设参数、升幂降幂、弦切互化三种 解题技巧进行分析,总结三角函数解题技巧的使用经验及解题技巧包含的数学思维。 关键词:高中数学三角函数解题技巧
1.引言 函数具有高度抽象性,是高中数学的重点和难点。三角
函数是高考必考内容,三角函数题型涉及选择、填空、解答三 类…。虽然三角函数的难度不高,但是考察内容多样,并且考 察形式灵活多变,学生容易被题目表面题意迷惑而无法抓准 解题方向。究其根本,学生未掌握解题技巧是关键。在高中函 数知识体系中,三角函数是基础,掌握三角函数解题技巧或思 维有利于学生建构函数思维,学生掌握三角函数解题技巧是 形成函数思维的基础[2]。因此。本文对高中数学三角函数的解 题技巧进行了分析。 2.解题技巧分析 2.1巧设参数 三角函数公式众多,关系复杂。在常规解题过程中学生需 要“绕弯”才能解答问题。因而常规解答过程复杂、计算量大, 解答效率低。而且计算过程复杂和计算量过大提升了失误或 错误概率。导致解答全过程功亏一篑[3]。而巧设参数解题方式 则绕过复杂的三角函数关系,采用直观、易懂的参数替代三角 函数,让学生更明了题目含义,提高解题效率。 口 ● 1 例1:求证sin a+COS 0【≥ 。 8 解析:按照常规三角函数解题技巧。使用万能公式将不等 式右边进行化简。万能公式虽然能将函数转化为学生常见易 懂的函数形式,但是化简过程复杂,对学生的要求较高,而巧 设参数则可以克服万能公式的弊端。 根据三角函数的平方公式sin-0【+cos‘a=l及其公式特征、数 1 1 , 列知识,可以推理得出sin‘d、一1、COS。a三者呈等差数列关系。因 2 ’ 1 1 ' 1 1 此,可以设sin‘ =一1_x、COS a--~1+x(xE[一一1,~1]),从而将原 2 2 2 2 口 口 1 题“8in口0£+cos ≥ ”简化为与参数x有关的不等式证明题。 8 2.2升幂降幂 三角函数关系与函数的幂次方有关。在许多问题中三角 函数幂次方不同,学生无法直接使用三角函数公式解答问 题。对于这类问题,采用升幂或降幂方式处理可以快速简化 问题。使解答过程更简单。对学生而言,升幂降幂解答技巧较 为陌生.但是该方式处理不同幂次方三角函数的效果显著。 升幂降幂解题技巧的关键在于灵活使用sin‘a+COS‘a=l及其相 关变化。 例2.it ̄g 1-cos a-sin a 。 1-cos a-sin 解析:使用升幂降幂技巧解答本题的关键在于公式sin‘0【+ 。 0【:1的互逆使用,即根据要求分别使用升幂和降幂处理,使 幂次方达到一致。本题对原式分别进行降幂和升幂处理,分别 可得到以下两个等式,最后对两个等式进行推导,即可得出 = 一了。 ① 4 4= 2 2 2 4 4; ② 4 4=箫4 4; 从本题的解题过程可以看出,升幂和降幂的作用在于简化原 式,从题干中发现问题的关键和隐藏条件,从而快速解答问题。 2-3弦切互化 弦切互化是指通过三角函数的万能公式对原式进行变 形,将原式中正弦和余弦函转变为正切和余切函数。正弦或余 弦函数进行转化后,可以将原函数变为以ttma为变量的一元 有理函数,使原式更加具体,函数问题转变为代数问题,从而 达到简化效果 例3:已知tan0【:2,'7 ̄4sina-2cosa的值。
解析:根据条件tan=2可知COSa≠O.因此可以通过分子和 分母同除以COSa,将原式转化为包含tana的式子.再根据题目 的已知条件计算原式的结果。通过分子和分母同除COSa,可以
得出 5co s a二+ 3
1s!
in a= 5堡
+3 t an二
a =
_鱼_
11。-
3.解题技巧中的数学思维总结 解题技巧和解题思维的内在具有一致性,甚至将解题技 巧称为解题思维的具体表现。巧设参数、升幂降幂、弦切互化 三种解题技巧主要包含以下几种解题思维。 一是化归思想。运用化归思想解答三角函数问题主要表现 体现在以下几个方面。①将多个不同角度的三角函数转化为单
一角度的三角函数;②将多个不同的三角函数转化为单一三角 函数;③将未知三角函数转化为已知的三角函数;④将不同幂 次三角函数转化为同幂次三角函数[4]。本文例题l 3的解答技巧 均在不同程度上使用了化归事项,例题1将两个不同函数转化 为单一变量X:例2通过降幂和升幂将不同幂次方转化为相同幂 次方;例3通过分子分母同除COSa使原式变为只含tana的式子。 二是函数和方程思想。函数和方程分别均为高中重要的 数学概念,两者之间密切相关,并相互渗透。解答函数和方程 中都可互相转化。将函数思想用于解答方程,获将方程知识用 于理解函数。基于函数和方程之间的联系,方程和函数通常需 要同时考虑,同时利用方程和函数思想思考问题。将问题简 化。如例1,根据三角函数定理将其变为包含未知数的不等式 方程,通过证明方程成立推导出原式成立。 三是还元思想。还元是指使用新的变量替换原有变量,新 的变量更简单,达到简化原有问题结构的效果,从而使解答过 程更简化。 4.结语 教师应重视并加强三角函数解题技巧的培养。帮助学 圆锥曲线中定点问题的常见方法 陈 静 (常州市第五中学,江苏常州213000) 摘要:本文主要研究了圆锥曲线中的定点问题、方程恒成立等问题,并提出了几种解决方法,希望有所助益. 关键词:圆锥曲线定点方程恒成立
圆锥曲线背景下的定点问题是圆锥曲线性质的进一步应 用。它综合了多种数学思想.如数学结合思想、函数与方程思 想、化归与转化思想等,符合考试大纲中“对数学能力的考查 要以数学基础知识、数学思想和方法为基础”的要求,有利于 综合考查考生的能力:圆锥曲线下的定点问题在各地高考试 题中出现的频率较高,是高考的热点,下面研究圆锥曲线中的 定点问题的解法. 2 例1:已知椭圆C的方程为 +y‘=1,过点A(0,1)作两条互 4 ’ 相垂直的直线l,,l,分别交椭圆于M、N两点,求证:直线MN恒过
一个定点,并求出该定点. 分析:本题本质上是直线过定点问题,常见方法是:一是 用参数表示直线方程,转为方程恒成立;二是用特殊值法找出 定点,转化为三点共线问题. 解:方法一:由题知直线MN斜率存在且不为O. 设MN方程为y=kx+b,n(x1,Y1),N(x2,Y2),
fy kx十口 ,。 由方程组{X2 2.消y得(1+4k‘)x +8bkx+4b'-4=0. I +y
( )由AM上AN得百 ・A---g=0,.・.xl】(2+y1Y2=0 ・.
’yl=kxl+b,y=kx2+b,.・.(1+k )xlx2+(kb-k)(xl+X2)+b2-2b+
1=0. ( )代人上式得5b 一2b一3:0,解得b:1(舍)或b一 ,
.・.直线MN的方程为y:kx一 3,过定点(0,一 3). 5
方法二:由题知直线ll,l2斜率存在,设直线l1的方程为y=
l【)(+1. 则直线l 的方程为y一÷x+1.
[y=kx+l 由i荨+y :,消y得(1+4k )x +8kx=。'解得x=。(舍)或x=一
。 ...M(一— , ),同理可得N(_8k, 兰). 1+4k‘1+4k‘ k‘+4 k‘+4
・..
k#0'...一— ≠ .直线MN斜率存在 .kMN:
l+4k‘ k‘+4
k2_l
’
・‘ M肪程 l+4k= l+4k御y x—
JK J^
—5—’
.’.直线MN过定点(O,一二). 5 小结:方法一、方法二采用不同的参数表示直线方程,在运算 上呈现出不同的形态。但本质上是一样的,都是用参数表示直 线方程,然后转化为方程恒成立问题,本题中所求直线的方程 较为简单,通过观察就可以看出定点,如果所求方程比较复杂 的时候,可以将方程转化为f(x,y)+b(m)g(x,y)=0的形式,那 么方程所代表的曲线系一定经过两曲线f(x,y)=O、g(x,y)=0的 交点,解方程组即可得到定点坐标.当然本题可以通过特殊值 法先找出定点。再转化三点共线的问题. 2 变式:已知椭圆C: +y‘=l过点AA(0,1)作两条互相垂直 4 。 的直线1,,1。分别交椭圆于M、N两点,求证:直线MN恒过定点P
(0,一÷). 分析:本题虽是证明题,但显然例1的方法就可以解决,只 是问题明确指出了定点,所以这个问题又可以转化为证明三 点共线,这样就可以直接证明k P=k . 解:由题知直线l。,l 斜率存在且不为0,设直线l。的方程为
y=kx+l,则直线l2的方程为y=一_1 x+l, fy=kx+1 由{ +v :l消y得(1+4k2)x2+8kx=0,解得x=0(舍)或x一
生学会使用解题技巧简化问题,提高做题效率。但是解题技 巧依赖于学生的思维能力,对学生的数学思维有较高的要 求。教师要帮助学生树立数学思维.养成良好的审题习惯. 从而灵活且准确使用各种解题技巧做题。从学生情况看,教 师需要重视培养数学思维,用良好的数学思维促进解题技 巧的形成,达到事倍功半的效果。总而言之,教师要从技巧 本身及思路两个方面加强引导,才能让学生攻无不克、战无 不胜。
参考文献: [1]马丽娜.新课标高中数学中三角函数的教学与学习[J]. 课程教育研究,2015,16:108.
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