学案20 两角和与差的正弦、余弦和正切公式

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学案20 两角和与差的正弦、余弦和正切公式 导学目标: 1.会用向量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.3.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.4.熟悉公式的正用、逆用、变形应用.

自主梳理 1.(1)两角和与差的余弦 cos(α+β)=____________________________________, cos(α-β)=____________________________________. (2)两角和与差的正弦 sin(α+β)=_____________________________________, sin(α-β)=_____________________________________. (3)两角和与差的正切 tan(α+β)=_____________________________________, tan(α-β)=_____________________________________.

(α,β,α+β,α-β均不等于kπ+π2,k∈Z) 其变形为: tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β), tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan αtan β). 2.辅助角公式 asin α+bcos α=a2+b2sin(α+φ),

其中 cos φ=aa2+b2,sin φ=ba2+b2,tan φ=ba,角φ称为辅助角. 自我检测 1.cos 43°cos 77°+sin 43°cos 167°的值为________. 2.已知tan(α+β)=3,tan(α-β)=5,则tan 2α=________.

3.cosπ12+3sinπ12=________. 4.(1+tan 17°)(1+tan 18°)(1+tan 27°)(1+tan 28°)的值是________. 5.已知cosα-π6+sin α=435,则sinα+7π6的值是________.

探究点一 给角求值问题(三角函数式的化简、求值) 例1 求值: (1)[2sin 50°+sin 10°(1+3tan 10°)]2sin280°; (2)sin(θ+75°)+cos(θ+45°)-3·cos(θ+15°). 变式迁移1 求值:(1)2cos 10°-sin 20°sin 70°; (2)tan(π6-θ)+tan(π6+θ)+3tan(π6-θ)tan(π6+θ).

探究点二 给值求值问题(已知某角的三角函数值,求另一角的三角函数值) 例2 已知0

变式迁移2 已知tanπ4+α=2,tan β=12. (1)求tan α的值; (2)求sinα+β-2sin αcos β2sin αsin β+cosα+β的值.

探究点三 给值求角问题(已知某角的三角函数值,求另一角的值) 例3 已知0(1)求sin α的值; (2)求β的值.

变式迁移3 若sin A=55,sin B=1010,且A、B均为钝角,求A+B的值.

转化与化归思想 例 (14分)已知向量a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),|a-b|=255. (1)求cos(α-β)的值; (2)若-π2【答题模板】 解 (1)∵|a-b|=255,∴a2-2a·b+b2=45.[2分] 又∵a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),∴a2=b2=1, a·b=cos αcos β+sin αsin β=cos(α-β),[4分]

故cos(α-β)=a2+b2-452=2-452=35.[7分] (2)∵-π2∵cos(α-β)=35,∴sin(α-β)=45.[9分] 又∵sin β=-513,-π2故sin α=sin[(α-β)+β]=sin(α-β)cos β+cos(α-β)sin β =45×1213+35×-513=3365.[14分] 【突破思维障碍】 本题是三角函数问题与向量的综合题,唯一一个等式条件|a-b|=255,必须从这个等式出发,利用向量知识化简再结合两角差的余弦公式可求第(1)问,在第(2)问中需要把未知角向已知角转化再利用角的范围来求,即将α变为(α-β)+β. 本节主要应用转化与化归思想,即异角化同角.未知角向已知角转化,非特殊角向特殊角转化. 【易错点剖析】 |a-b|平方逆用及两角差的余弦公式是易错点,把未知角转化成已知角并利用角的范围确定三角函数符号也是易错点.

1.转化思想是实施三角变换的主导思想,变换包括:函数名称变换,角的变换,“1”的变换,和积变换. 2.变换则必须熟悉公式.分清和掌握哪些公式会实现哪种变换,也要掌握各个公式的相互联系和适用条件. 3.恒等变形前需已知式中角的差异,函数名称的差异,运算结构的差异,寻求联系,实现转化. 4.基本技巧:切割化弦,异名化同,异角化同或尽量减少名称、角数.

(满分:90分) 一、填空题(每小题6分,共48分)

1.已知a∈(-π2,0),sin α=-45,则tan(α+π4)=______________.

2. 已知cos(π6-α)=33,则sin2(α-π6)-cos(5π6+α)的值是________. 3. 已知α、β均为锐角,且tan β=cos α-sin αcos α+sin α,则tan(α+β)=________. 4.函数y=2sin(π4-x)+6cos(π4-x)的最大值为________. 5.求值:sin 7°+cos 15°sin 8°cos 7°-sin 15°sin 8°=________. 6.在△ABC中,3sin A+4cos B=6,4sin B+3cos A=1,则C的大小为________. 7.函数f(x)=asin(x+π4)+3sin(x-π4)是偶函数,则a=________.

8.已知tan α、tan β是方程x2+33x+4=0的两根,且α、β∈-π2,π2,则tan(α+β)=__________,α+β的值为________. 二、解答题(共42分)

9.(14分)(1)已知α∈0,π2,β∈π2,π且sin(α+β)=3365,cos β=-513.求sin α; (2)已知α,β∈(0,π),且tan(α-β)=12,tan β=-17,求2α-β的值. 10.(14分) (1)①证明两角和的余弦公式C(α+β):cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β;②由C(α+β)推导两角和的正弦公式S(α+β):sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β.

(2)已知△ABC的面积S=12,AB→·AC→=3,且cos B=35,求cos C.

11.(14分) 设函数f(x)=a·b,其中向量a=(2cos x,1),b=(cos x,3sin 2x),x∈R. (1)若函数f(x)=1-3,且x∈-π3,π3,求x; (2)求函数y=f(x)的单调增区间,并在给出的坐标系中画出y=f(x)在区间[0,π]上的图象.

答案 自主梳理 1.(1)cos αcos β-sin αsin β cos αcos β+sin αsin β (2)sin αcos β+cos αsin β sin αcos β-cos αsin β

(3)tan α+tan β1-tan αtan β tan α-tan β1+tan αtan β 自我检测 1.-12 2.-47 3.2 4.4 5.-45 课堂活动区 例1 解题导引 在三角函数求值的问题中,要注意“三看”口诀,即(1)看角,把角尽量向特殊角或可计算的角转化,合理拆角,化异为同;(2)看名称,把算式尽量化成同一名称或相近的名称,例如把所有的切都转化为弦,或把所有的弦都转化为切;(3)看式子,看式子是否满足三角函数的公式.如果满足则直接使用,如果不满足需转化一下角或转换一下名称,就可以使用. 解 (1)原式

=2sin 50°+sin 10°·1+3sin 10°cos 10°·2sin 80°

=2sin 50°+sin 10°·cos 10°+3sin 10°cos 10°·2sin 80° =2sin 50°+2sin 10°·12cos 10°+32sin 10°cos 10°·2cos 10° =2sin 50°+2sin 10°sin 40°cos 10°·2cos 10° =2·sin 50°·cos 10°+sin 10°·cos 50°cos 10°·2cos 10° =2sin 60°cos 10°·2cos 10°=22sin 60°=22×32=6. (2)原式=sin[(θ+45°)+30°]+cos(θ+45°)-3·cos[(θ+45°)-30°] =32sin(θ+45°)+12cos(θ+45°)+cos(θ+45°)-32cos(θ+45°)-32sin(θ+45°)=0.

变式迁移1 解 (1)原式=2cos30°-20°-sin 20°sin 70° =3cos 20°+sin 20°-sin 20°sin 70°=3cos 20°sin 70°=3. (2)原式=tan[(π6-θ)+(π6+θ)][1-tan(π6-θ)·tan(π6+θ)]+3tan(π6-θ)tan(π6+θ)=3. 例2 解题导引 对于给值求值问题,即由给出的某些角的三角函数的值,求另外一些角的三角函数值,关键在于“变角”,使“所求角”变为“已知角”,若角所在象限没有确定,则应分类讨论.应注意公式的灵活运用,掌握其结构特征,还要学会拆角、拼角等技巧.

解 cosπ4-α=sinπ4+α=35,

∵0∴cosπ4+α=-1-sin2π4+α=-45, cos3π4+β=-1-sin23π4+β=-1213. ∴sin[π+(α+β)]=sinπ4+α+3π4+β =sinπ4+αcos3π4+β+cosπ4+αsin3π4+β =35×-1213-45×513=-5665.∴sin(α+β)=5665. 变式迁移2 解 (1)由tanπ4+α=2,得1+tan α1-tan α=2, 即1+tan α=2-2tan α,∴tan α=13. (2)sinα+β-2sin αcos β2sin αsin β+cosα+β =sin αcos β+cos αsin β-2sin αcos β2sin αsin β+cos αcos β-sin αsin β =-sin αcos β-cos αsin βcos αcos β+sin αsin β=-sinα-βcosα-β