《简单的三角恒等变换》学案4(人教A版必修4)
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3.2 简单的三角恒等变换问题导学 一、求值问题活动与探究1已知sin α=-817且π<α<32π,求sin α2,cos α2,tan α2的值.迁移与应用若θ∈⎣⎡⎦⎤π4,π2,sin 2θ=378,则sin θ=( ) A .35 B .45 C .74 D .341.解给值求值问题,其关键是找岀已知式与所求式之间的角、运算及函数的差异,一般可以适当变换已知式或变换所求式.2.给值求值的重要思想是建立已知式与所求式之间的联系,应注意“配角”方法的应用.二、三角函数式的化简活动与探究2已知π<α<3π2,化简:1+sin α1+cos α-1-cos α+1-sin α1+cos α+1-cos α.迁移与应用化简sin 4α4sin 2⎝⎛⎭⎫π4+αtan ⎝⎛⎭⎫π4-α得( )A .sin 2αB .cos 2αC .sin αD .cos α(1)对于三角函数式的化简有下面的要求:①能求岀值的应求岀值;②使三角函数种数尽量少;③使三角函数式中的项数尽量少;④尽量使分母不含有三角函数;⑤尽量使被开方数不含三角函数.(2)化简的方法:①弦切互化,异名化同名,异角化同角; ②降幂或升幂.三、三角恒等变换的综合应用活动与探究3已知函数f (x )=cos 2x 2-sin x 2cos x 2-12.(1)求函数f (x )的最小正周期和值域;(2)若f (α)=3210,求sin 2α的值.迁移与应用已知函数f (x )=4cos x sin ⎝⎛⎭⎫x +π6-1. (1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-π6,π4上的最大值和最小值.解决关于三角函数的综合应用题,首先运用三角恒等变换将函数化成一个角的三角函数式,而后结合三角函数的图象与性质进一步求周期、最值、单调性、奇偶性、对称性或图象的平移、伸缩变换等.解决此类问题的关键在于灵活地选取公式进行三角变换,化成一个角的三角函数.当堂检测1.已知cos θ=-15,5π2<θ<3π,那么sin θ2=( )A .105B .-105C .155D .-1552.设f (tan x )=tan 2x ,则f (2)=( )A .45B .-43C .-23D .43.已知α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,且cos α=-35,则tan α2等于( ) A .2 B .-2 C .12 D .-124.在△ABC 中,若cos A =13,则sin 2B +C 2+cos 2A 等于________.5.化简:sin 22x +2cos 2x cos 2x =________.答案:课前预习导学 【预习导引】 1.1-cos α2±1-cos α2 1+cos α2 ±1+cos α2 1-cos α1+cos α±1-cos α1+cos α预习交流1 提示:符号由α2所在象限决定.2.a 2+b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin α·a a 2+b 2+cos α·b a 2+b 2 sin(α+φ) a a 2+b 2 b a 2+b 2预习交流2 提示:可以由sin φ和cos φ的符号来确定φ所在象限,由sin φ或cos φ的值确定角φ的大小.课堂合作探究【问题导学】活动与探究1 思路分析:已知条件中的角α与所求结论中的角α2成二倍关系,解答本题可根据半角公式求值.解:∵sin α=-817,π<α<32π,∴cos α=-1517.又π2<α2<34π, ∴sin α2=1-cos α2=1+15172=41717,cos α2=-1+cos α2=-1-15172=-1717, tan α2=sin α2cos α2=-4. 迁移与应用 D 解析:由θ∈⎣⎡⎦⎤π4,π2,得2θ∈⎣⎡⎦⎤π2,π,cos 2θ=-1-sin 22θ=-18,∴sin θ=1-cos 2θ2=34. 活动与探究2 思路分析:先用二倍角公式“升幂”,再根据α2的范围开方化简.解:原式=⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α222⎪⎪⎪⎪cos α2-2⎪⎪⎪⎪sin α2+⎝⎛⎭⎫sin α2-cos α222⎪⎪⎪⎪cos α2+2⎪⎪⎪⎪sin α2,∵π<α<3π2,∴π2<α2<3π4,∴cos α2<0,sin α2>0.∴原式=⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α22-2⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α2+⎝⎛⎭⎫sin α2-cos α222⎝⎛⎭⎫sin α2-cos α2=-sin α2+cos α22+sin α2-cos α22=-2cos α2.迁移与应用 A 解析:4sin 2⎝⎛⎭⎫π4+αtan ⎝⎛⎭⎫π4-α =4cos 2⎝⎛⎭⎫π4-αtan ⎝⎛⎭⎫π4-α =4cos ⎝⎛⎭⎫π4-αsin ⎝⎛⎭⎫π4-α =2sin ⎝⎛⎭⎫π2-2α=2cos 2α,原式=sin 4α4sin 2⎝⎛⎭⎫π4+αtan ⎝⎛⎭⎫π4-α=sin 4α2cos 2α=2sin 2αcos 2α2cos 2α=sin 2α.活动与探究3 思路分析:(1)先利用余弦的二倍角公式和辅助角公式将f (x )化成f (x )=A sin(ωx +φ)形式.再求解.(2)利用同角间三角函数关系与二倍角正弦公式求值.解:(1)由已知f (x )=cos 2x 2-sin x 2cos x 2-12=12(1+cos x )-12sin x -12=22cos ⎝⎛⎭⎫x +π4. 所以函数f (x )的最小正周期为2π,值域为⎣⎡⎦⎤-22,22. (2)由(1)知,f (x )=22cos ⎝⎛⎭⎫α+π4=3210, ∴cos ⎝⎛⎭⎫α+π4=35. ∴cos α-sin α=325,平方得1-sin 2α=1825.∴sin 2α=725.迁移与应用 解:(1)因为f (x )=4cos x sin ⎝⎛⎭⎫x +π6-1 =4cos x ⎝⎛⎭⎫32sin x +12cos x -1=3sin 2x +2cos 2x -1=3sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 所以f (x )的最小正周期为π.(2)因为-π6≤x ≤π4,所以-π6≤2x +π6≤2π3.于是,当2x +π6=π2,即x =π6时,f (x )取得最大值2;当2x +π6=-π6,即x =-π6时,f (x )取得最小值-1.【当堂检测】1.D 解析:∵5π2<θ<3π,∴5π4<θ2<3π2.∴sin θ2<0.由cos θ=1-2sin 2θ2,得sin θ2=-1-cos θ2=-⎝⎛⎭⎫1+15×12=-155. 2.B 解析:由f (tan x )=tan 2x =2tan x 1-tan 2x ,知f (x )=2x1-x 2,∴f (2)=2×21-22=-43.3.A 解析:∵α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴α2∈⎝⎛⎭⎫π4,π2, ∴sin α2=1-cos α2=255, cos α2=1+cos α2=55.∴tan α2=sinα2cos α2=2.4.-19 解析:在△ABC 中,B +C 2=π2-A 2,sin 2B +C 2+cos 2A =sin 2⎝⎛⎭⎫π2-A 2+cos 2A =cos 2A 2+cos 2A =1+cos A 2+2cos 2A -1=-19. 5.2cos 2x 解析:原式=4sin 2x cos 2x +2cos 2x cos 2x =2cos 2x (2sin 2x +cos 2x )=2cos 2x (2sin 2x +1-2sin 2x )=2cos 2x .。
3.2 简单的三角恒等变换(导学案)课前预习学案一、预习目标:回顾复习两角和与差的正弦、余弦和正切公式及二倍角公式,预习简单的三角恒等变换。
二、预习内容:1、回顾复习以下公式并填空:Cos(α+β)= Cos(α-β)=sin(α+β)= sin(α-β)=tan(α+β)= tan(α-β)=sin2α= tan2α=cos2α=2、阅看课本P139---141例1、2、3。
三、提出疑惑:课内探究学案一、学习目标:会用已学公式进行三角函数式的化简、求值和证明,会推导半角公式,积化和差、和差化积公式(公式不要求记忆),进一步提高运用转化、换元、方程等数学思想解决问题的能力。
学习重点:以已有公式为依据,以推导半角公式,积化和差、和差化积公式作为基本训练,学习三角变换的内容、思路和方法,体会三角变换的特点,提高推理、运算能力。
学习难点:认识三角变换的特点,并能运用数学思想方法指导变换过程的设计,不断提高从整体上把握变换过程的能力。
二、学习过程:探究一:半角公式的推导(例1)请同学们阅看例1,思考以下问题,并进行小组讨论。
1、2α与α有什么关系?α与α/2有什么关系?进一步体会二倍角公式和半角公式的应用。
2、半角公式中的符号如何确定?3、二倍角公式和半角公式有什么联系?4、代数变换与三角变换有什么不同?探究二:半角公式的推导(例2)请同学们阅看例2,思考以下问题,并进行小组讨论。
1、两角和与差的正弦、余弦公式两边有什么特点?它们与例2在结构形式上有什么联系?2、在例2证明过程中,如果不用(1)的结果,如何证明(2)?3、在例2证明过程中,体现了什么数学思想方法?探究三:三角函数式的变换(例3)请同学们阅看例1,思考以下问题,并进行小组讨论。
1、例3的过程中应用了哪些公式?2、如何将形如y=asinx+bcosx 的函数转化为形如y=Asin(ωx+φ)的函数?并求y=asinx+bcosx 的周期,最大值和最小值.三、反思、总结、归纳:sin α/2= cos α/2= tan α/2=sin αcos β= cos αsin β=cos αcos β= sin αsin β=sin θ+sin φ= sin θ-sin φ=cos θ+cos φ= cos θ-cos φ=四、当堂检测:课本p143 习题3.2 A 组1、(3)(7)2、(1)B 组2课后练习与提高一、选择题:1.已知cos (α+β)cos (α-β)=31,则cos 2α-sin 2β的值为( ) A .-32 B .-31 C .31 D .322.在△ABC 中,若sin A sin B =cos 22C ,则△ABC 是( )A .等边三角形B .等腰三角形C .不等边三角形D .直角三角形3.sin α+sin β=33(cos β-cos α),且α∈(0,π),β∈(0,π),则α-β等于( )A .-3π2B .-3πC .3πD .3π2二、填空题4.sin20°cos70°+sin10°sin50°=_________.5.已知α-β=3π2,且cos α+cos β=31,则cos (α+β)等于_________. 三、解答题6.已知f (x )=-21+2sin 225sin xx ,x ∈(0,π). (1)将f (x )表示成cos x 的多项式;(2)求f (x )的最小值.课后练习参考答案:一、选择题:1.C 2. B 3. D二、填空题:4.41 5.-97 三、解答题6.解:(1)f (x )=2cos 23cos 22sin 2sin 23cos 22sin 22sin 25sin x x x x x x x x ==-=cos2x +cos x =2cos 2x +cos x -1.(2)∵f (x )=2(cos x +41)2-89,且-1≤cos x ≤1, ∴当cos x =-41时,f (x )取得最小值-89.。
3.2 简单的三角恒等变换学习目标1.能用二倍角公式导出半角公式,体会其中的三角恒等变换的基本思想方法.2.了解三角恒等变换的特点、变换技巧,掌握三角恒等变换的基本思想方法.3.能利用三角恒等变换对三角函数式化简、求值以及三角恒等式的证明和一些简单的应用.知识点一 半角公式思考1 我们知道倍角公式中,“倍角是相对的”,那么对余弦的二倍角公式,若用2α替换α,结果怎样?答案为:结果是cos α=2cos2α2- 1=1- 2sin 2α2=cos 2α2- sin 2α2. 思考2 根据上述结果,试用sin α,cos α表示sin α2,cos α2,tan α2.答案为:∵cos2α2=1+cos α2,∴cos α2=± 1+cos α2, 同理sin α2=±1-cos α2,∴tan α2=sinα2cosα2=± 1-cos α1+cos α.思考3 利用tan α=sin αcos α和倍角公式又能得到tan α2与sin α,cos α怎样的关系?答案为: tan α2=sin α2cos α2=sin α2·2cosα2cos α2·2cosα2=sin α1+cos α,tan α2=sin α2cos α2=sin α2·2sinα2cos α2·2sinα2=1-cos αsin α.梳理知识点二 辅助角公式思考1 asin x +bcos x 化简的步骤有哪些? 答案为:(1)提常数,提出a 2+b 2得到a 2+b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫a a 2+b 2 sin x +b a 2+b 2cos x . (2)定角度,确定一个角θ满足: cos θ=a a 2+b2,sin θ=b a 2+b2(或sin θ=a a 2+b2,cos θ=b a 2+b2).一般θ为特殊角⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π3等,则得到a 2+b 2(cos θsin x+sin θcos x)(或a 2+b 2(sin θsin x+cos θcos x)).(3)化简、逆用公式得asin x +bcos x=a 2+b 2sin(x +θ)(或asin x +bcos x=a 2+b 2cos(x- θ)). 思考2 在上述化简过程中,如何确定θ所在的象限? 答案为:θ所在的象限由a 和b 的符号确定. 梳理 辅助角公式:asin x +bcos x=a 2+b 2sin(x +θ).(其中tan θ=b a)类型一 应用半角公式求值例1.已知sin θ=45,5π2<θ<3π,求cos θ2和tan θ2.反思与感悟(1)若没有给出角的范围,则根号前的正负号需要根据条件讨论. (2)由三角函数值求其他三角函数式的值的步骤: ①先化简所求的式子;②观察已知条件与所求式子之间的联系(从角和三角函数名称入手).跟踪训练1.已知sin α=- 817,且π<α<3π2,求sin α2,cos α2和tan α2.类型二 三角恒等式的证明例2.求证:1+sin 4θ-cos 4θ2tan θ=1+sin 4θ+cos 4θ1-tan 2θ.反思与感悟证明三角恒等式的实质是消除等式两边的差异,有目的地化繁为简、左右归一或变更论证.对恒等式的证明,应遵循化繁为简的原则,从左边推到右边或从右边推到左边,也可以用左右归一,变更论证等方法.常用定义法、化弦法、化切法、拆项拆角法、“1”的代换法、公式变形法,要熟练掌握基本公式,善于从中选择巧妙简捷的方法.跟踪训练2 证明:sin α+11+sin α+cos α=12tan α2+12.类型三 利用辅助角公式研究函数性质例3.已知函数f(x)=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6+2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12 (x∈R ). (1)求函数f(x)的最小正周期;(2)求使函数f(x)取得最大值的x 的集合.反思与感悟(1)为了研究函数的性质,往往要充分利用三角变换公式转化为正弦型(余弦型)函数,这是解决问题的前提.(2)解此类题时要充分运用两角和(差)、二倍角公式、辅助角转换公式消除差异,减少角的种类和函数式的项数,为讨论函数性质提供保障.跟踪训练3 已知函数f(x)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+x ·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-x ,g(x)=12sin 2x- 14.(1)求函数f(x)的最小正周期;(2)求函数h(x)=f(x)- g(x)的最大值,并求使h(x)取得最大值时x 的集合.类型四 三角函数在实际问题中的应用例4.如图,ABCD是一块边长为100 m的正方形地皮,其中AST是半径为90 m的扇形小山,其余部分都是平地.一开发商想在平地上建一个矩形停车场,使矩形的一个顶点P在ST上,相邻两边CQ、CR正好落在正方形的边BC、CD上,求矩形停车场PQCR面积的最大值和最小值.反思与感悟此类问题关键在于构建函数模型,首先要选准角,有利于表示所需线段,其次要确定角的范围.跟踪训练4.某工人要从一块圆心角为45°的扇形木板中割出一块一边在半径上的内接长方形桌面,若扇形的半径长为1 m,求割出的长方形桌面的最大面积(如图).1.若cos α=13,α∈(0,π),则cos α2的值为( )A.63 B.- 63 C.±63 D.±332.已知tan θ2=3,则cos θ等于( )A.45B.- 45C.415D.- 353.函数f(x)=sin 2x +3sin xcos x 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2上的最大值是( )A.1B.2C.32D.34.函数f(x)=sin x- cos x ,x∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2的最小值为 .5.化简:(1+sin α+cos α)⎝⎛⎭⎪⎫sin α2-cos α22+2cos α.(180°<α<360°)1.学习三角恒等变换,千万不要只顾死记硬背公式,而忽视对思想方法的理解,要学会借助前面几个有限的公式来推导后继公式,立足于在公式推导过程中记忆公式和运用公式.2.辅助角公式asin x +bcos x=a 2+b 2sin(x +φ),其中φ满足: ①φ与点(a ,b)同象限;②tan φ=b a (或sin φ=b a 2+b 2,cos φ=aa 2+b2). 3.研究形如f(x)=asin x +bcos x 的函数性质,都要运用辅助角公式化为一个整体角的正弦函数或余弦函数的形式.因此辅助角公式是三角函数中应用较为广泛的一个重要公式,也是高考常考的考点之一.对一些特殊的系数a ,b 应熟练掌握,例如sin x±cos x=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ±π4;sin x±3cos x=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x ±π3等.课时作业一、选择题1.若cos α=- 45,α是第三象限角,则1+tanα21-tanα2等于( )A.- 12B.12 C.2 D.- 22.若tan α=2tan π5,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-3π10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π5等于( )A.1B.2C.3D.4 3.已知180°<α<360°,则cos α2的值等于( )A.-1-cos α2B. 1-cos α2C.- 1+cos α2D. 1+cos α24.在△ABC 中,若sin Asin B=cos 2C2,则△ABC 是( )A.等边三角形B.等腰三角形C.不等边三角形D.直角三角形5.设函数f(x)=3cos 2ωx+sin ωxcos ωx+a(其中ω>0,a∈R ),且f(x)的图象在y 轴右侧的第一个最高点的横坐标是π6,则ω的值为( )A.12B.- 13C.- 23D.2π3 6.设a=12cos 6°- 32sin 6°,b=2sin 13°cos 13°,c=1-cos 50°2,则有( ) A.c<b<a B.a<b<c C.a<c<b D.b<c<a 7.已知sin θ=m -3m +5,cos θ=4-2m m +5(π2<θ<π),则tan θ2等于( )A.- 13B.5C.- 5或13D.- 13或5二、填空题8.设5π<θ<6π,cos θ2=a ,则sin θ4的值为 .9.sin 220°+sin 80°·sin 40°的值为 .10.函数f(x)=sin(2x- π4)- 22sin 2x 的最小正周期是 .三、解答题11.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3+sin α=- 435,- π2<α<0,求cos α的值.12.求证:tan 3x 2- tan x 2=2sin xcos x +cos 2x .13.已知cos 2θ=725,π2<θ<π,(1)求tan θ的值; (2)求2cos 2θ2+sin θ2sin (θ+π4)的值.四、探究与拓展14.已知A +B=2π3,那么cos 2A +cos 2B 的最大值是 ,最小值是 .15.已知函数f(x)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x sin x- 3cos 2x.(1)求f(x)的最小正周期和最大值; (2)讨论f(x)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3上的单调性.。
【课题】 3.2简单的三角恒等变换(一)
【学习目标】: 理解并掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式,并会利用公式进行简单的恒等变形,体会三角恒等变形在数学中的应用。
【学习重点】:利用公式进行简单的恒等变形。
【学习难点】: 认识三角变换的特点,不断提高从整体上把握变换过程的能力.
【教学用具】: 直尺、三角板
【学法指导】:自主学习;合作探究;能力提升(启发、引导、讨论)
【课时】:
【教学过程】:
一、复习:
三角函数的和(差)公式,倍角公式
二、典例精析
例1、试以cos α表示
222sin ,cos ,tan 222α
αα. 例2.已知135sin =α,且α在第三象限,求2tan α的值。
例3、求证:
(1)、
()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)、sin sin 2sin cos 22θϕ
θϕ
θϕ+-+=.
三、课堂练习
P142页1、2、3题。
四、总结提升
要对变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法加深认识,学会灵活运用.
五、课后作业
《习案》三十三
【板书设计】
【我的反思】。
3. 2简单的三角恒等变换学习目标、细解考纲1.引导学生以已有的公式为依据,以推导积化和差、和差化积、半角公式作为基本训练.2.学习三角变换的内容、思路和方法,在与代数变换相比较中,体会三角变换的特点.3.培养学生化归和整体转化思想,注重方程思想和消元思想的培养.4.通过简单的三角恒等变换的学习,提升学生逻辑推理和运算求解的核心素养.一、自主学习—————(素养催化剂)1.预习学习半角公式2.预习学习积化和差、和差化积公式二、探究应用,“三会培养”-------(素养生长剂)例1、已知,31cos =αα是第四象限角,求2tan ,2cos ,2sin ααα的值变式1:(教材改编)已知α是第四象限角,,51cos sin =+αα求2tan α的值例2、求证:()()[]βαβαβα-++=sin sin 21cos sin变式2:求证:2cos 2sin2sin sin βαβαβα-+=+变式3:求证:αααααsin cos 1cos 1sin 2tan -=+=例3、如图,已知OPQ 是半径为1,圆心角为3π的扇形,C 是扇形弧上的动点,ABCD 是扇形的内接矩形,记α=∠COP ,求当角α取何值时,矩形ABCD 的面积最大?并求出这个最大值变式4:(教材改编)如图,已知OPQ 是半径为1,圆心角为2π的扇形,C 是扇形弧上的动点,ABCD 是扇形的内接矩形,记α=∠COP ,求当角α取何值时,矩形ABCD 的面积最大?并求出这个最大值三、拓展延伸、智慧发展--------(素养强壮剂)例4、设(){}*,2|,cos sin N k k n n x x f x ∈=∈+=ααα,利用三角变换,估计()αf 在6,4,2=x 时的取值情况,进而对x 取一般值时()αf 的取值范围作出一个猜想.四、本课总结、感悟思考--------(素养升华剂)。
3.2《简单的三角恒等变换》导学案【学习目标】1.会用已学公式进行三角函数式的化简、求值和证明,引导学生推导半角公式,积化和差、和差化积公式(公式不要求记忆),2.使学生进一步提高运用转化、换元、方程等数学思想解决问题的能力. 【导入新课】 习引入:复习倍角公式2S α、2C α、2Tα先让学生默写三个倍角公式,注意等号两边角的关系,特别注意2C α.既然能用单角表示倍角,那么能否用倍角表示单角呢? 新授课阶段半角公式的推导及理解 : 例1、 试以cos α表示222sin ,cos ,tan 222ααα.解析: 解:点评:⑴以上结果还可以表示为:1cos sin221cos cos22αααα-=+=1cos tan 21cos ααα-=+并称之为半角公式(不要求记忆),符号由2α角的象限决定.⑵降倍升幂公式和降幂升倍公式被广泛用于三角函数式的化简、求值、证明.⑶代数式变换往往着眼于式子结构形式的变换,三角恒等变换常常首先寻找式子所包含的各个角之间的联系,并以此为依据选择可以联系他们的适当公式,这是三角式恒等变换的重要特点.例2 求证:(1)()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)sin sin 2sin cos22θϕθϕθϕ+-+=. 解析: 证明:点评:在例2证明中用到了换元思想,(1)式是积化和差的形式,(2)式是和差化积的形式,在后面的练习当中还有六个关于积化和差、和差化积的公式.例3 求函数sin 3cos y x x =+的周期,最大值和最小值. 解析: 解: 课堂小结用和(差)角公式、倍角公式进行简单的恒等变换.我们要对三角恒等变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法加深认识,学会灵活运用.作业课本p143 习题3.2 A 组1、(1)(5) 3 、5 拓展提升1.已知cos (α+β)cos (α-β)=31,则cos 2α-sin 2β的值为( )A .-32B .-31C .31D .32 2.在△ABC 中,若sin A sin B =cos 22C,则△ABC 是( )A .等边三角形B .等腰三角形C .不等边三角形D .直角三角形3.sin α+sin β=33(cos β-cos α),且α∈(0,π),β∈(0,π),则α-β等于( )A .-3π2 B .-3π C .3πD .3π2 4.已知cos (α+β)cos (α-β)=31,则cos 2α-sin 2β的值为( )A .-32B .-31C .31D .32 5.在△ABC 中,若sin A sin B =cos 22C,则△ABC 是( )A .等边三角形B .等腰三角形C .不等边三角形D .直角三角形6.sin α+sin β=33(cos β-cos α),且α∈(0,π),β∈(0,π),则α-β等于( )A .-3π2 B .-3πC .3πD .3π2 7.已知sin (α+β)sin (β-α)=m ,则cos 2α-cos 2β等于( ) A .-m B .m C .-4m D .4m二、填空题8.sin20°cos70°+sin10°sin50°=_________. 9.已知α-β=3π2,且cos α+cos β=31,则cos (α+β)等于_________. 三、解答题10.已知f (x )=-21+2sin 225sinxx,x ∈(0,π). (1)将f (x )表示成cos x 的多项式; (2)求f (x )的最小值.12.已知△ABC 的三个内角A 、B 、C 满足:A +C =2B ,B C A cos 2cos 1cos 1-=+,求cos 2CA -的值.13. 已知sin A +sin3A +sin5A =a ,cos A +cos3A +cos5A =b , 求证:(2cos2A +1)2=a 2+b 2.14. 求证:cos 2x +cos 2(x +α)-2cos x cos αcos (x +α)=sin 2α.15. 求函数y =cos3x ·cos x 的最值.参考答案 例1解析:我们可以通过二倍角2cos 2cos 12αα=-和2cos 12sin 2αα=-来做此题.(二倍角公式中以α代2α,2α代α) 解:因为2cos 12sin2αα=-,可以得到21cos sin22αα-=;因为2cos 2cos 12αα=-,可以得到21cos cos 22αα+=. 两式相除可以得到222sin 1cos 2tan 21cos cos 2ααααα-==+.点评:⑴以上结果还可以表示为:sin2cos2αα==tan 2α=并称之为半角公式(不要求记忆),符号由2α角的象限决定.⑵降倍升幂公式和降幂升倍公式被广泛用于三角函数式的化简、求值、证明. ⑶代数式变换往往着眼于式子结构形式的变换,三角恒等变换常常首先寻找式子所包含的各个角之间的联系,并以此为依据选择可以联系他们的适当公式,这是三角式恒等变换的重要特点.例2:解析:回忆并写出两角和与两角差的正余弦公式,观察公式与所证式子的联系. 证明:(1)因为()sin αβ+和()sin αβ-是我们所学习过的知识,因此我们从等式右边着手.()sin sin cos cos sin αβαβαβ+=+;()sin sin cos cos sin αβαβαβ-=-.两式相加得()()2sin cos sin sin αβαβαβ=++-;即()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)由(1)得()()sin sin 2sin cos αβαβαβ++-=①;设,αβθαβϕ+=-=, 那么,22θϕθϕαβ+-==.把,αβ的值代入①式中得sin sin 2sincos22θϕθϕθϕ+-+=.点评:在例2证明中用到了换元思想,(1)式是积化和差的形式,(2)式是和差化积的形式,在后面的练习当中还有六个关于积化和差、和差化积的公式.例3、解析:利用三角恒等变换,先把函数式化简,再求相应的值. 解: 13sin 3cos 2sin cos 2sin 223y x x x x x π⎛⎫⎛⎫=+=+=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以,所求的周期22T ππω==,最大值为2,最小值为2-.点评:例3是三角恒等变换在数学中应用的举例,它使三角函数中对函数()sin y A x ωϕ=+的性质研究得到延伸,体现了三角变换在化简三角函数式中的作用.拓展提升一、选择题:1.C 2. B 3. D 4.C 5. B 6. D 7. B 二、填空题:8.41 9.-97三、解答题10.解:(1)f (x )=2cos 23cos 22sin 2sin 23cos 22sin 22sin 25sinx x x xxx x x ==-=cos2x +cos x =2cos 2x +cos x-1.(2)∵f (x )=2(cos x +41)2-89,且-1≤cos x ≤1, ∴当cos x =-41时,f (x )取得最小值-89. 11 分析:本小题考查三角函数的基础知识,利用三角公式进行恒等变形和运算的能力. 解:由题设条件知B =60°,A +C =120°, ∵-︒60cos 2=-22,∴CA cos 1cos 1+=-22. 将上式化简为cos A +cos C =-22cos A cos C , 利用和差化积及积化和差公式,上式可化为 2cos2C A +cos 2CA -=-2[cos (A +C )+cos (A -C )], 将cos2C A +=cos60°=21,cos (A +C )=cos120°=-21代入上式得cos 2CA -=22-2cos (A -C ), 将cos (A -C )=2cos 2(2C A -)-1代入上式并整理得42cos 2(2C A -)+2cos 2C A --32=0,即[2cos2C A --2][22cos 2CA -+3]=0. ∵22cos 2C A -+3≠0,∴2cos 2CA --2=0. ∴cos 2C A -=22.12.证明:由已知得 ⎩⎨⎧=+=+,,b A A A a A A A 3cos 2cos 3cos 23sin 2cos 3sin 2 ∴⎩⎨⎧=+=+.)12cos 2(3cos )12cos 2(3sin b A A a A A ,两式平方相加得(2cos2A +1)2=a 2+b 2. 13.证明:左边=21(1+cos2x )+21[1+cos (2x +2α)]-2cos x cos αcos (x +α) =1+21[cos2x +cos (2x +2α)]-2cos x cos αcos (x +α) =1+cos (2x +α)cos α-cos α[cos (2x +α)+cos α] =1+cos (2x +α)cos α-cos αcos (2x +α)-cos 2α =1-cos 2α=sin 2α =右边,∴原不等式成立. 14.解:y =cos3x ·cos x=21(cos4x +cos2x ) =21(2cos 22x -1+cos2x ) =cos 22x +21cos2x -21 =(cos2x +41)2-169. ∵cos2x ∈[-1,1], ∴当cos2x =-41时,y 取得最小值-169; 当cos2x =1时,y 取得最大值1.。
3.2简单的三角恒等变换[目标] 1.记住三角恒等变换常用公式. 2.能够利用三角函数公式进行简单的三角函数式的化简、求值和证明.[重点] 三角恒等变换常用公式.[难点] 三角恒等变换的化简与求值.知识点一降幂公式与半角公式[填一填][答一答]1.半角公式中“±”号如何选取?提示:符号由所在象限决定.2.已知sinθ=,且<θ<3π,则sin=-,cos=-,tan=2.解析:∵sinθ=,<θ<3π,∴cosθ=-=-,∵<<,∴sin=-=-=-.cos=-=-=-.tan==2(或tan===2).知识点二常见的三角恒等变换[填一填]1.a sinα+b cosα=(sinα·+cosα·)=sin(α+φ).(其中令cosφ=,sinφ=)2.sin2α=,cos2α=,sinαcosα=sin2α.[答一答]3.如何确定上述辅助角公式中的φ值?提示:可以由sinφ和cosφ的符号来确定φ所在的象限,由sinφ或cosφ的值确定角φ的大小.4.填空:(1)sinα±cosα=sin.(2)sinα±cosα=2sin.(3)sinα±cosα=2sin.类型一半角公式的应用[例1](1)设5π<θ<6π,cos=a,则sin等于()A. B.C.-D.-(2)若sin(π-α)=-且α∈,则sin=________.[解析](1)由题知,5π<θ<6π,cos=a,则π<<π,则sin=-=-.故选D.(2)∵sin(π-α)=-,α∈,∴sinα=-,cosα=-,又∵∈,∴sin=cos=-=-.[答案](1)D(2)-已知θ的某个三角函数值,求的三角函数值的步骤是:(1)利用同角三角函数基本关系式求得θ的其他三角函数值;(2)代入半角公式计算即可.[变式训练1]已知α∈(-,0),cosα=,则tan=(D)A.3B.-3C.D.-解析:因为α∈(-,0),且cosα=,所以∈(-,0),tan=-=-=-,故选D.类型二三角恒等式的化简与证明[例2]已知π<α<,化简:+.[解]原式=+,∵π<α<,∴<<.∴cos<0,sin>0.∴原式=+=-+=-cos.三角恒等变换是指依据三角函数的有关公式、定理,对三角函数式进行某种变形的过程,凡三角问题几乎都要通过三角恒等变换来解决.具体步骤如下:(1)发现差异——观察角、名、形三方面的差异;(2)寻找联系——根据式子的结构特征,找出差异间的联系;(3)合理转化——选取恰当的公式,进行恒等变形,促使差异转化.[变式训练2]化简得(A)A.sin2αB.cos2αC.sinαD.cosα解析:∵4sin2tan=4cos2tan=4cossin=2sin=2cos2α,∴原式====sin2α.类型三三角恒等变换的应用命题视角1:三角恒等变换与三角函数性质的结合[例3]函数f(x)=sin2x+sin x cos x+1的最小正周期是________,单调递减区间是________.[解析]由题意知,f(x)=sin2x+(1-cos2x)+1=sin+,所以最小正周期T=π.令+2kπ≤2x-≤+2kπ(k∈Z),得kπ+≤x≤kπ+(k∈Z),故单调递减区间为(k∈Z).[答案]π[+kπ,+kπ](k∈Z)讨论三角函数的性质一般要把三角函数化为y=A sin(ωx+φ),y=A cos(ωx+φ),y=A tan(ωx+φ)的形式才能进行讨论.[变式训练3]已知函数f(x)=sin x-cos,则函数的值域为[-1,1],对称轴方程为x=π+kπ(k∈Z).解析:f(x)=sin x-cos=sin x-cos x-sin x=sin x-cos x=sin则函数f(x)的值域是[-1,1].令x-=+kπ,k∈Z,得x=π+kπ,k∈Z.所以函数f(x)的对称轴方程为x=π+kπ(k∈Z).命题视角2:三角恒等变换与平面向量的结合[例4]在平面直角坐标系xOy中,点A(cosθ,sinθ),B(sinθ,0),其中θ∈R.(1)当θ=时,求向量的坐标;(2)当θ∈时,求||的最大值.[解](1)由题意得=(sinθ-cosθ,-sinθ),当θ=时,sinθ-cosθ=sin-cos=,-sinθ=-sin=-,所以=.(2)因为=(sinθ-cosθ,-sinθ),所以||2=(sinθ-cosθ)2+(-sinθ)2=1-sin2θ+2sin2θ=1-sin2θ+1-cos2θ=2-sin.因为0≤θ≤,所以≤2θ+≤.所以当2θ+=时,||2取到最大值,||2=2-×=3,即当θ=时,||取到最大值.三角恒等变换与平面向量的坐标运算相结合是常见的题型,这种题型往往体现了三角恒等变换的工具性.[变式训练4]已知A,B,C是△ABC三内角,向量m=(-1,),n=(cos A,sin A),且m·n=1,则角A=(D)A. B. C. D.解析:∵m·n=1,∴(-1,)·(cos A,sin A)=1,即sin A-cos A=1,∴2=1,∴sin=.∵0<A<π,∴-<A-<,∴A-=,∴A=.命题视角3:三角恒等变换的实际应用[例5]有一块以O为圆心的半圆形空地,要在这块空地上划出一个内接矩形ABCD开辟为绿地,使其一边AD落在半圆的直径上,另外两点B,C落在半圆的圆周上,已知半圆的半径长为a,如何选择关于点O对称的点A,D的位置,可以使矩形ABCD的面积最大?[分析]→→→[解]画图如图所示,设∠AOB=θ(θ∈(0,)),则AB=a sinθ,OA =a cosθ.设矩形ABCD的面积为S,则S=2OA·AB,即S=2a cosθ·a sinθ=a2·2sinθcosθ=a2sin2θ.∵θ∈(0,),∴2θ∈(0,π),当2θ=,即θ=时,S max=a2,此时,A,D距离O点都为a.解决实际问题应首先设定主变量角α以及相关的常量与变量,建立含有角α的三角函数关系式,再利用三角函数的变换、性质等进行求解.求三角函数最值的问题,一般需利用三角函数的有界性来解决.[变式训练5]某工人要从一块圆心角为45°的扇形木板中割出一块一边在半径上的内接长方形桌面,若扇形的半径长为 1 m,求割出的长方形桌面的最大面积(如图).解:如图,连接OC,设∠COB=θ,则0°<θ<45°,OC=1.∵AB=OB-OA=cosθ-AD=cosθ-sinθ,∴S矩形ABCD=AB·BC=(cosθ-sinθ)·sinθ=-sin2θ+sinθcosθ=-(1-cos2θ)+sin2θ=(sin2θ+cos2θ)-=cos-.当2θ-=0,即θ=时,S max=(m2).∴割出的长方形桌面的最大面积为m2.1.已知cosα=-,<α<π,则sin等于(D)A.- B.C.-D.解析:∵<α<π,∴<<,∵cosα=-,∴sin==.2.下列各式中,值为的是(B)A.sin15°cos15°B.cos2-sin2C. D.解析:A中,原式=sin30°=;B中,原式=cos=;C中,原式=×=tan60°=;D中,原式=cos30°=,故选B.3.函数y=sin2x+sin2x,x∈R的值域是(C)A. B.C. D.解析:y=sin2x+sin2x=sin2x-cos2x+=sin+.故函数值域为. 4.若α∈(0,π),且cosα+sinα=-,则cos2α=.解析:∵(cosα+sinα)2=,∴sinαcosα=-,而sinα>0,∴cosα<0.∴cosα-sinα=-=-.∴cos2α=cos2α-sin2α=(cosα+sinα)(cosα-sinα)=-×=.5.证明:=tan+.证明:∵左边=====tan+=右边.∴等式成立.——本课须掌握的三大问题1.学习三角恒等变换,千万不要只顾死记硬背公式,而忽视对思想方法的理解,要学会借助前面几个有限的公式来推导后继公式,立足于在公式推导过程中记忆公式和运用公式.2.辅助角公式a sin x+b cos x=sin(x+φ),其中φ满足:①φ与点(a,b)同象限;②tanφ=(或sinφ=,cosφ=).3.研究形如f(x)=a sin x+b cos x的函数性质,都要运用辅助角公式化为一个整体角的正弦函数或余弦函数的形式.因此辅助角公式是三角函数中应用较为广泛的一个重要公式,也是高考常考的考点之一.对一些特殊的系数a,b应熟练掌握.。
简单三角恒等变换复习一、公式体系1、和差公式及其变形:(1)βαβαβαsin cos cos sin )sin(±=± ⇔ )sin(sin cos cos sin βαβαβα±=± (2)βαβαβαsin sin cos cos )cos(μ=± ⇔ )cos(sin sin cos cos βαβαβα±=μ (3)βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(μ±=± ⇔ 去分母得 )tan tan 1)(tan(tan tan βαβαβα-+=+)tan tan 1)(tan(tan tan βαβαβα+-=-2、倍角公式的推导及其变形:(1)αααααααααcos sin 2sin cos cos sin )sin(2sin =+=+=⇔ααα2sin 21cos sin =⇔2)cos (sin 2sin 1ααα±=±(2)ααααααααα22sin cos sin sin cos cos )cos(2cos -=-=+=)sin )(cos sin (cos sin cos 2cos 22ααααααα-+=-=⇔1cos 2)cos 1(cos sin cos 2cos 22222-=--=-=⇔αααααα⇔把1移项得αα2cos 22cos 1=+ 或 αα2cos 22cos 1=+ 【因为α是2α的两倍,所以公式也可以写成 12cos 2cos 2-=αα 或 2cos 2cos 12αα=+ 或 2cos 2cos 12αα=+因为α4是α2的两倍,所以公式也可以写成12cos 24cos 2-=αα 或 αα2cos 24cos 12=+ 或 αα2cos 24cos 12=+】αααααα22222sin 21sin )sin 1(sin cos 2cos -=--=-=⇔ ⇔把1移项得αα2sin 22cos 1=- 或αα2sin 22cos 1=- 【因为α是2α的两倍,所以公式也可以写成 2sin 21cos 2αα-= 或 2sin 2cos 12αα=- 或 2sin 2cos 12αα=-因为α4是α2的两倍,所以公式也可以写成αα2sin 214cos 2-= 或 αα2sin 24cos 12=- 或 αα2sin 24cos 12=-】二、基本题型1、已知某个三角函数,求其他的三角函数:注意角的关系,如)4()4(,)(,)(πβαπβααβαβββαα-++=+-+=-+=等等 (1)已知βα,都是锐角,135)cos(,54sin =+=βαα,求βsin 的值(2)已知,40,1312)45sin(,434,53)4cos(πββππαπαπ<<-=+<<=-求)sin(βα+的值 (提示:βαπαπβπ++=--+)4()45(,只要求出)sin(βαπ++即可)2、已知某个三角函数值,求相应的角:只要计算所求角的某个三角函数,再由三角函数值求角,注意选择合适的三角函数(1)已知βα,都是锐角,10103cos ,55sin ==βα,求角βα+的弧度3、)(βα+T 公式的应用(1)求)32tan 28tan 1(332tan 28tan 0000+++的值(2)△ABC 中,角A 、B 满足2)tan 1)(tan 1(=++B A ,求A+B 的弧度4、弦化切,即已知tan ,求与sin ,cos 相关的式子的值:化为分式,分子分母同时除以αcos 或α2cos 等 (1)已知2tan =α,求αααααααααα2cos 2sin 3,2cos 2sin 12cos 2sin 1,cos sin 3cos 5sin +-++++-的值5、切化弦,再通分,再弦合一(1)、化简:① )10tan 31(50sin 0+ ② 035sin 10cos )110(tan ⋅-(2)、证明:x xx x x tan )2tan tan 1(cos 22sin =+6、综合应用,注意公式的灵活应用与因式分解结合 化简4cos 2sin 22+-1、sin 20cos 40cos 20sin 40+o o o o的值等于( )A .14 B .2 C .12D .42、若tan 3α=,4tan 3β=,则tan()αβ-等于( ) A .3- B .3 C .13- D .133、cos5πcos52π的值等于( )A .41B .21 C .2 D .44、 已知02A π<<,且3cos 5A =,那么sin 2A 等于( )A .425B .725C .1225D .24255、已知,41)4tan(,52)tan(=-=+πββα则)4tan(πα+的值等于 ( )A .1813 B.223 C.2213 D.1836、sin165º= ( ) A .21B .23C .426+D .426- 7、sin14ºcos16º+sin76ºcos74º的值是( )A .23 B .21 C .23 D .21- 8、已知(,0)2x π∈-,4cos 5x =,则=x 2tan ( ) A .247 B .247- C .724 D .724-9、化简2sin (4π-x )·sin (4π+x ),其结果是( ) A.sin2x B.cos2x C.-cos2x D.-sin2x 10、sin12π—3cos 12π的值是 ( ) A .0 B . —2 C .2 D . 2 sin125π11、)( 75tan 75tan 12的值为︒︒-A .32B .332C . 32-D .332-。
3.2 简单的三角恒等变换(3个课时)一、课标要求:本节主要包括利用已有的十一个公式进行简单的恒等变换,以及三角恒等变换在数学中的应用.二、编写意图与特色本节内容都是用例题来展现的.通过例题的解答,引导学生对变换对象目标进行对比、分析,促使学生形成对解题过程中如何选择公式,如何根据问题的条件进行公式变形,以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法的认识,从而加深理解变换思想,提高学生的推理能力.三、教学目标通过例题的解答,引导学生对变换对象目标进行对比、分析,促使学生形成对解题过程中如何选择公式,如何根据问题的条件进行公式变形,以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法的认识,从而加深理解变换思想,提高学生的推理能力.四、教学重点与难点教学重点:引导学生以已有的十一个公式为依据,以推导积化和差、和差化积、半角公式的推导作为基本训练,学习三角变换的内容、思路和方法,在与代数变换相比较中,体会三角变换的特点,提高推理、运算能力.教学难点:认识三角变换的特点,并能运用数学思想方法指导变换过程的设计,不断提高从整体上把握变换过程的能力.五、学法与教学用具学法:讲授式教学六、教学设想:学习和(差)公式,倍角公式以后,我们就有了进行变换的性工具,从而使三角变换的内容、思路和方法更加丰富,这为我们的推理、运算能力提供了新的平台.下面我们以习题课的形式讲解本节内容.例1、试以cos α表示222sin ,cos ,tan 222ααα. 解:我们可以通过二倍角2cos 2cos12αα=-和2cos 12sin 2αα=-来做此题. 因为2cos 12sin2αα=-,可以得到21cos sin 22αα-=; 因为2cos 2cos 12αα=-,可以得到21cos cos 22αα+=.又因为222sin 1cos 2tan 21cos cos 2ααααα-==+. 思考:代数式变换与三角变换有什么不同?代数式变换往往着眼于式子结构形式的变换.对于三角变换,由于不同的三角函数式不仅会有结构形式方面的差异,而且还会有所包含的角,以及这些角的三角函数种类方面的差异,因此三角恒等变换常常首先寻找式子所包含的各个角之间的联系,这是三角式恒等变换的重要特点.例2、求证:(1)、()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)、sin sin 2sin cos 22θϕθϕθϕ+-+=.证明:(1)因为()sin αβ+和()sin αβ-是我们所学习过的知识,因此我们从等式右边着手.()sin sin cos cos sin αβαβαβ+=+;()sin sin cos cos sin αβαβαβ-=-. 两式相加得()()2sin cos sin sin αβαβαβ=++-; 即()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)由(1)得()()sin sin 2sin cos αβαβαβ++-=①;设,αβθαβϕ+=-=, 那么,22θϕθϕαβ+-==.把,αβ的值代入①式中得sin sin 2sincos 22θϕθϕθϕ+-+=.思考:在例2证明中用到哪些数学思想? 例2 证明中用到换元思想,(1)式是积化和差的形式,(2)式是和差化积的形式,在后面的练习当中还有六个关于积化和差、和差化积的公式.例3、求函数sin y x x =的周期,最大值和最小值.解:sin y x x =这种形式我们在前面见过,1sin 2sin 2sin 23y x x x x x π⎛⎫⎛⎫=+=+=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以,所求的周期22T ππω==,最大值为2,最小值为2-.点评:例3是三角恒等变换在数学中应用的举例,它使三角函数中对函数()sin y A x ωϕ=+的性质研究得到延伸,体现了三角变换在化简三角函数式中的作用.小结:此节虽只安排一到两个课时的时间,但也是非常重要的内容,我们要对变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法加深认识,学会灵活运用.作业:157158P P - 14T T -。
三角恒等变换【学法导航】1.三角函数的化简与求值、证明的难点在于众多三角公式的灵活运用和解题突破口的合理选择,要认真分析所给式子的整体结构,分析各个三角函数及角的相互关系是灵活选用公式的基础,是恰当寻找解题思维起点的关键所在(1)化简,要求使三角函数式成为最简:项数尽量少,名称尽量少,次数尽量底,分母尽量不含三角函数,根号内尽量不含三角函数,能求值的求出值来;(2)求值,要注意象限角的范围、三角函数值的符号之间联系与影响,较难的问题需要根据上三角函数值进一步缩小角的范围(3)证明是利用恒等变换公式将等式的左边变同于右边,或右边变同于,或都将左右进行变换使其左右相等2.对于三角变换公式务必要知道其推导思路,从而清晰地“看出”它们之间的联系,它们的变化形式.如tan()(1tan tan )tan tan αβαβαβ+-=+, 221cos 1cos cos ,sin 2222αααα+-==等.从而可做到:正用、逆用、变形用自如使用各公式;三角变换公式除用来化简三角函数式外,还为研究三角函数图象及性质做准备。
3.三角函数恒等变形的基本策。
①常值代换:特别是用“1”的代换,如1=cos 2θ+sin 2θ=tanx ·cotx=tan45°等。
②项的分拆与角的配凑。
如分拆项:222222sin 2cos (sin cos )cos 1cos x x x x x x +=++=+; 配凑角(常用角变换):2()()ααβαβ=++-、2()()βαβαβ=+--、22αβαβα+-=+、22αβαββ+-=-、()ααββ=+-等.③降次与升次。
即倍角公式降次与半角公式升次④化弦(切)法。
将三角函数利用同角三角函数基本关系化成弦(切)。
⑤引入辅助角。
asin θ+bcos θ=22b a +sin(θ+ϕ),这里辅助角ϕ所在象限由a 、b 的符号确定,ϕ角的值由tan ϕ=ab确定。
4. 三角恒等变换过程与方法,实际上是对三角函数式中的角、名、形的变换,即(1)找差异:角、名、形的差别;(2)建立联系:角的和差关系、倍半关系等,名、形之间可以用哪个公式联系起来;(3)变公式:在实际变换过程中,往往需要将公式加以变形后运用或逆用公式,如升、降幂公式, cos α= cos βcos (α-β)- sin βsin (α-β) ,1= sin 2α+cos 2α,0030tan 130tan 1-+=000030tan 45tan 130tan 45tan -+=tan (450+300)等。
【专题综合】例1. (05天津)已知7sin()2425παα-==,求sin α及tan()3πα+. 解:解法一:由题设条件,应用两角差的正弦公式得)cos (sin 22)4sin(1027ααπα-=-=,即57cos sin =-αα ①由题设条件,应用二倍角余弦公式得故51sin cos -=+αα ②由①和②式得53sin =α,54cos -=α因此,43tan -=α,由两角和的正切公式解法二:由题设条件,应用二倍角余弦公式得αα2sin 212cos 257-==, 解得 259sin 2=α,即53sin ±=α 由1027)4sin(=-πα可得57cos sin =-αα 由于0cos 57sin >+=αα,且057sin cos <-=αα,故?在第二象限于是53sin =α, 从而5457sin cos -=-=αα以下同解法一小结:1、本题以三角函数的求值问题考查三角变换能力和运算能力,可从已知角和所求角的内在联系(均含α)进行转换得到.2、在求三角函数值时,必须灵活应用公式,注意隐含条件的使用,以防出现多解或漏解的情形. 例2. 已知,,A B C 为锐角ABC ∆的三个内角,两向量(22sin ,cos sin )p A A A =-+,(sin cos ,q A A =-1sin )A +,若p 与q 是共线向量.(1)求A 的大小;(2)求函数232sin cos()2C By B -=+取最大值时,B 的大小.解:(1)22// 2(1)(1+)- p q sinA sinA sin A cos A ∴-=0<2A<π,002A 120 A=60∴=∴(2)00A=60 B+C=120∴2B B 623πππ-=当时,即=.小结:三角函数与向量之间的联系很紧密,解题时要时刻注意例3. 设关于x 的方程sinx +3cosx +a =0在(0, 2π)内有相异二解α、β. (1)求α的取值范围; (2)求tan (α+β)的值. 解: (1)∵sinx +3cosx =2(21sinx +23cosx )=2 sin (x +3π),∴方程化为sin (x +3π)=-2a .∵方程sinx +3cosx +a =0在(0, 2π)内有相异二解,∴sin (x +3π)≠sin 3π=23 .又sin (x +3π)≠±1 (∵当等于23和±1时仅有一解),∴|-2a |<1 . 且-2a≠23. 即|a |<2且a ≠-3.∴ a 的取值范围是(-2, -3)∪(-3, 2).(2) ∵α、 β是方程的相异解, ∴sin α+3cos α+a =0 ①.sin β+3cos β+a =0 ②.①-②得(sin α- sin β)+3( cos α- cos β)=0. ∴ 2sin2βα-cos2βα+-23sin2βα+sin2βα-=0, 又sin2βα+≠0,∴tan2βα+=33.∴tan (α+β)=2tan22tan22βαβα+-+=3.小结:要注意三角函数实根个数与普通方程的区别,这里不能忘记(0, 2π)这一条件. 例4.ABC ∆中,已知内角3A π=,边BC =设内角B x =,面积为y .(1)若4x π=,求边AC 的长;(2)求y 的最大值. 解:(1)由正弦定理得:sin sin 45sin sin 60BC B AC A ⋅===(2)ABC ∆的内角和A B C π++= ,3A π=203B π∴<<12sin sin()23y AC BC C x x π∴=⋅=-= 1sin )22x x x +203x π<<,72666x πππ∴-<-< 当262x ππ-=即3x π=时,y 取得最大值小结:本题将三角函数、三角恒等变换与解三角形(正、余弦定理等)综合,考查学生灵活运用知识的能力例5.已知函数()x x m x f cos sin 2-=在区间⎪⎭⎫⎝⎛2,0π上单调递减,试求实数m 的取值范围.解:已知条件实际上给出了一个在区间⎪⎭⎫⎝⎛2,0π上恒成立的不等式. 任取∈21,x x ⎪⎭⎫⎝⎛2,0π,且21x x <,则不等式()()21x f x f >恒成立,即>-11cos sin 2x x m 22cos sin 2x x m -恒成立.化简得()()2112sin 2cos cos x x x x m ->- 由2021π<<<x x 可知:0cos cos 12<-x x ,所以()1221cos cos sin 2x x x x m --<上式恒成立的条件为:()上的最小值,在区间⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛--<20cos cos sin 21221πx x x x m .由于()2sin 2cos 22sin 2sin 22cos 2sin4cos cos sin 22121212121211221x x x x x x x x x x x x x x x x +-=-+--=-- 且当2021π<<<x x 时,42,2021π<<x x ,所以 12tan ,2tan 021<<x x , 从而 02tan 12tan 12tan 2tan 2tan 2tan1212121>⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+x x x x x x , 有22tan2tan 2tan 2tan 122121>+⎪⎭⎫ ⎝⎛+x x x x , 故 m 的取值范围为]2,(-∞.【专题突破】 一、选择题 1.若cos 2π2sin 4αα=-⎛⎫- ⎪⎝⎭,则cos sin αα+的值为( )A.2-B.12-C.12D.22.0203sin 702cos 10--=( )A.12B.2C. 23.函数)cos[2()]y x x ππ=-+是( )A .周期为4π的奇函数 B .周期为4π的偶函数 C .周期为2π的奇函数 D .周期为2π的偶函数4=( )A .1 B .2 CD5.已知(,0)2x π∈-,4cos 5x =,则=x 2tan ( )A .247 B .247- C .724 D .724-6.函数3sin 4cos 5y x x =++的最小正周期是( )A.5π B.2πC.πD.2π 7.在△ABC 中,cos cos sin sin A B A B >,则△ABC 为( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .无法判定8.设0sin14cos14a =+,0sin16cos16b =+,2c =,则,,a b c 大小关系( ) A .a b c << B .b a c << C .c b a << D .a c b <<9.函数)cos[2()]y x x ππ=-+是( )A.周期为4π的奇函数 B.周期为4π的偶函数 C.周期为2π的奇函数 D.周期为2π的偶函数10.已知cos 23θ=,则44sin cos θθ+的值为( ) A .1813 B .1811 C .97D .1- 11、已知0,4πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()0,βπ∈,且()1t a n 2αβ-=,1tan 7β=-,则2αβ-的值是 ( ) A 、56π-B 、23π-C 、 712π-D .34π-12、已知不等式()2cos 04442x x x f x m =--≤对于任意的566x ππ-≤≤恒成立,则实数m 的取值范围是 ( )A 、m ≥B 、m ≤C 、m ≤、m ≤≤ 二、填空题 13、已知1sin 3x =,()sin 1x y +=,则()sin 2y x +=14、函数sin 234y x x π⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭的最小值是 15、函数1sin cosxy x-=图像的对称中心是(写出通式)16、关于函数()cos2cos f x x x x =-,下列命题: ①、若存在1x ,2x 有12x x π-=时,()()12f x f x =成立; ②、()f x 在区间,63ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是单调递增; ③、函数()f x 的图像关于点,012π⎛⎫⎪⎝⎭成中心对称图像; ④、将函数()f x 的图像向左平移512π个单位后将与2sin 2y x =的图像重合.其中正确的命题序号 (注:把你认为正确的序号都填上) 三、解答题 17.求证:αααααtan 1tan 1sin cos cos sin 2122+-=-⋅-a 18. 求值:0010001cos 20sin10(tan 5tan 5)2sin 20-+-- 19.已知函数21()sin cos cos 2222x x x f x =+-.(1)若()4f α=,(0,)απ∈,求α的值; (2)求函数()f x 在[,]4ππ-上最大值和最小值.20. 已知).cos ,(sin ),cos sin 2,cos sin 2(,0x x b x x x xm a ωωωωωωω=-+=>)(.)(x f b a x f ⋅=图像上相邻的两个对称轴的距离是.2π(1)求ω的值;(2)求函数]2,0[)(π在区间x f 上的最大值和最小值.21. 设向量(cos ,sin )m θθ=,(22sin ,cos )n θθ=+,),23(ππθ--∈,若1m n ⋅=, 求:(1))4sin(πθ+的值; (2))127cos(πθ+的值.22. 设函数)( cos sin 32cos 2)(2R x m x x x x f ∈++=(1)求函数)(x f 的最小正周期;(2)若]2,0[π∈x ,是否存在实数m ,使函数)(x f 的值域恰为]27,21[?若存在,请求 出m 的取值;若不存在,请说明理由.专题突破参考答案一、选择题1.C 2. C 3.C 4.C5.D (,0)2x π∈-,24332tan 24cos ,sin ,tan ,tan 25541tan 7x x x x x x ==-=-==-- 6.D 25sin()5,21y x T πϕπ=++==7.C cos cos sin sin cos()0,cos 0,cos 0,A B A B A B C C C -=+>-><为钝角8.D 059a =,061b =,060c =9.C 2cos 242y x x x ==-,为奇函数,242T ππ== 10.B 442222221sin cos (sin cos )2sin cos 1sin 22θθθθθθθ+=+-=-11.D 12.A 二、填空题13、1314、2-15、()(),0k k Z π∈ 16、①③三、解答题17. 解:证明:左边=αααα22sin cos cos sin 21-⋅- =)sin (cos )sin (cos cos sin 2sin cos 22αααααααα+⋅-⋅-+ =)sin )(cos sin (cos )sin (cos 2αααααα+-- =ααααsin cos sin cos +-=ααtan 1tan 1+-=右边,原题得证.18.解:解:原式2000000002cos 10cos5sin 5sin10()4sin10cos10sin 5cos5=--19. 解:(1)11cos 1()sin 222x f x x +=+-1(sin cos )2x x =+)24x π=+由题意知:())4f παα=+=,即1sin()42πα+=. ∵(0,)απ∈,即5(,)444πππα+∈ , ∴546ππα+=,712πα=.(2)∵ 4παπ-≤≤ , 即 5044ππα≤+≤,∴max ()()42f x f π==,min 1()()2f x f π==-. 20. 解:x x x x x x b a x f ωωωωωωcos )cos sin 2(sin )cos sin 2()(-++=⋅=……(2分)(1)因为函数)(x f 的图象上相邻的两个对称轴间的距离是2π所以函数)(x f 的最小正周期T=π,则1=ω(2).21)42sin(223)(,1+-==πωx x f ]43,4[42πππ-∈-∴x ,则当0442=-=-x x 即ππ时,)(x f 取得最小值-1;当)(,83242x f x x 时即πππ==-取得最大值.2123+21. 解:(1)依题意,cos sin )sin cos )m n θθθθ⋅=+cos )θθ=+4sin()4πθ=+,又1m n ⋅=41)4sin(=+πθ. (2)由于),23(ππθ--∈,则)43,45(4πππθ--∈+结合41)4sin(=+πθ,可得415)4cos(-=+πθ则7cos()12θπ+11cos[()]43θππ=++11(24=⨯-=.22. 解: (1)2()2cos cos f x x x x m =++∴ 函数的最小正周期T π=(2)假设存在实数m 符合题意, ]2,0[π∈x ,∴]1,21[)62sin(67626-∈+≤+≤ππππx x ,则 ∴]3,[1)62sin(2)(m m m x x f +∈+++=π又∵]27,21[)(∈x f ,解得 21=m∴存在实数21=m ,使函数)(x f 的值域恰为]27,21[。