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1、
第24課 二倍角的三角函數(shù)
[最新考綱]
內(nèi)容
要求
A
B
C
二倍角的正弦、余弦及正切
√
1.二倍角的正弦、余弦、正切公式
(1)sin 2α=2sin αcos α;
(2)cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α;
(3)tan 2α=.
2.二倍角公式的變形及逆用
(1)公式C2α的變形:
①sin2α=(1-cos 2α);
②cos2α=(1+cos 2α).
(2)公式的逆用:
①1±sin 2α=(sin α±cos α)2;
②sin α±cos α=sin.
1.(思考辨析
2、)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)對(duì)?α∈R,sin 2α=2sin α均不成立.( )
(2)sin2-cos2=cos =.( )
(3)sin α+cos α=.( )
(4)等式1+cos α=2sin2對(duì)?α∈R均成立.( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
2.下列各式中值為的是________.(填序號(hào))
①2sin 15°cos 15°;②cos215°-sin215°;③2sin215°-1;④sin215°+cos215°.
② [2sin 15°cos 15°=sin 30°=,cos215°-s
3、in215°=cos 30°=,2sin215°-1=-cos 30°=-,
sin215°+cos215°=1.]
3.若sin α=,α∈,則tan 2α=________.
- [∵α∈,sin α=,
∴cos α==,
∴tan α=2,
∴tan 2α===-.]
4.(2017·南京模擬)若tan α=,則=________.
[==tan α=.]
5.(教材改編)函數(shù) f(x)=sin x+cos x的最小值為________.
-2 [函數(shù)f(x)=2sin的最小值是-2.]
應(yīng)用倍角公式求值
(2017·無(wú)錫模擬)已知coscos=-,
4、α∈.
(1)求sin 2α的值;
(2)求tan α-的值.
[解] (1)cos·cos
=cos·sin
=sin=-,
即sin=-.
∵α∈,
∴2α+∈,
∴cos=-,
∴sin 2α=sin
=sincos-cos·sin =.
(2)∵α∈,∴2α∈.
又由(1)知sin 2α=,∴cos 2α=-.
∴tan α-=-===-2×=2.
[規(guī)律方法] 給出某些角的三角函數(shù)式的值,求另外一些角的三角函數(shù)值,解題關(guān)鍵在于“變角”,使其角相同或具有某種關(guān)系.如本題中+=,從而先利用誘導(dǎo)公式變換函數(shù)名,進(jìn)而逆用二倍角公式求值.
[變式訓(xùn)練1] (20
5、17·南京、鹽城二模)已知α為銳角,cos=.
(1)求tan的值;
(2)求sin的值. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172133】
[解] (1)因?yàn)棣痢?,所以α+∈?
所以sin==,
所以tan==2.
(2)因?yàn)閟in=sin=2sincos=,
cos=cos=2cos2-1=-,
所以sin=sin=sincos-cossin =.
應(yīng)用倍角公式化簡(jiǎn)
(1)化簡(jiǎn):=________.
(2)化簡(jiǎn):.
(1)2cos α [原式==2cos α.]
(2)原式=
===cos 2x.
[規(guī)律方法] 1.三角函數(shù)式的化簡(jiǎn)要遵循“三看”原則
(1)一看“角”
6、,通過(guò)看角之間的差別與聯(lián)系,把角進(jìn)行合理的拆分,從而正確使用公式.
(2)二看“函數(shù)名稱”,看函數(shù)名稱之間的差異,從而確定使用的公式,最常見的是“切化弦”.
(3)三看“結(jié)構(gòu)特征”,分析結(jié)構(gòu)特征,找到變形的方向.
2.三角函數(shù)式化簡(jiǎn)的方法
弦切互化,異名化同名,異角化同角,降冪或升冪.
[變式訓(xùn)練2] 化簡(jiǎn)sin2+sin2-sin2α=________.
[法一:原式=+-sin2α
=1--sin2α=1-cos 2α·cos -sin2α=1--=.
法二:令α=0,則原式=+=.]
三角變換的簡(jiǎn)單應(yīng)用
已知函數(shù)f(x)=sin2x-sin2,x∈R.
(1
7、)求f(x)的最小正周期;
(2)求f(x)在區(qū)間上的最大值和最小值. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172134】
[解] (1)由已知,有
f(x)=-
=-cos 2x
=sin 2x-cos 2x=sin.
所以f(x)的最小正周期T==π.
(2)因?yàn)閒(x)在區(qū)間上是減函數(shù),
在區(qū)間上是增函數(shù),
且f=-,f=-,f=,
所以f(x)在區(qū)間上的最大值為,最小值為-.
[規(guī)律方法] 1.進(jìn)行三角恒等變換要抓住:變角、變函數(shù)名稱、變結(jié)構(gòu),尤其是角之間的關(guān)系;注意公式的逆用和變形使用.
2.把形如y=asin x+bcos x化為y=sin(x+φ),可進(jìn)一步研究函數(shù)的周期、單調(diào)
8、性、最值與對(duì)稱性.
[變式訓(xùn)練3] 已知函數(shù)f(x)=sinsin x-cos2x.
(1)求f(x)的最小正周期和最大值;
(2)討論f(x)在上的單調(diào)性.
[解] (1)f(x)=sinsin x-cos2x
=cos xsin x-(1+cos 2x)=sin 2x-cos 2x-=sin-.
因此f(x)的最小正周期為π,最大值為.
(2)當(dāng)x∈時(shí),0≤2x-≤π,
從而當(dāng)0≤2x-≤,即≤x≤時(shí),f(x)單調(diào)遞增,
當(dāng)≤2x-≤π,即≤x≤時(shí),f(x)單調(diào)遞減.
綜上可知,f(x)在上單調(diào)遞增;在上單調(diào)遞減.
[思想與方法]
1.三角函數(shù)的求值與化簡(jiǎn)要
9、注意觀察角、函數(shù)名稱、式子結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系,然后進(jìn)行變換.
2.利用三角函數(shù)值求角要考慮角的范圍.
3.與三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)相結(jié)合的綜合問(wèn)題.借助三角恒等變換將已知條件中的函數(shù)解析式整理為f(x)=Asin(ωx+φ)的形式,然后借助三角函數(shù)圖象解決.
[易錯(cuò)與防范]
1.利用輔助角公式asin x+bcos x轉(zhuǎn)化時(shí),一定要嚴(yán)格對(duì)照和差公式,防止弄錯(cuò)輔助角.
2.計(jì)算形如y=sin(ωx+φ),x∈[a,b]形式的函數(shù)最值時(shí),不要將ωx+φ的范圍和x的范圍混淆.
課時(shí)分層訓(xùn)練(二十四)
A組 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)
(建議用時(shí):30分鐘)
一、填空題
1.已知sin 2α=,則cos2
10、等于________.
[因?yàn)閏os2=
====.]
2.設(shè)sin 2α=-sin α,α∈,則tan 2α的值是________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172135】
[∵sin 2α=2sinαcos α=-sin α,
∴cos α=-,
又α∈,
∴sin α=,tan α=-,
∴tan 2α===.]
3.(2016·全國(guó)卷Ⅲ改編)若tan θ=-,則cos 2θ=________.
[∵cos 2θ==.
又∵tan θ=-,∴cos 2θ==.]
4.已知sin α=,α∈,則=________.
- [
=
=cos α-sin α.
∵
11、sin α=,α∈,
∴cos α=-.
∴原式=-.]
5.(2017·蘇州模擬)已知sin(α-45°)=-且0°<α<90°,則cos 2α的值為________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172136】
[∵sin(α-45°)=-,
∴sin α-cos α=-,
∴2sin αcos α=,
∴sin α+cos α==,
∴sin α=,cos α=.
∴cos 2α=cos2α-sin2α=.]
6.(2016·山東高考改編)函數(shù)f(x)=(sin x+cos x)(cos x-sin x)的最小正周期是________.
π [法一:∵f(x)=(sin x+c
12、os x)(cos x-sin x)
=4
=4sincos =2sin,
∴T==π.
法二:∵f(x)=(sin x+cos x)(cos x-sin x)
=3sin xcos x+cos2x-sin2x-sin xcos x
=sin 2x+cos 2x
=2sin,
∴T==π.]
7.(2017·蘇州模擬)若sin=,則cos=________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172137】
- [cos=cos
=-cos=-
=-=-.]
8.化簡(jiǎn)+2=________.
-2sin 4 [+2
=+2
=+2
=-2cos 4+2(cos 4-sin
13、4)=-2sin 4.]
9.(2017·南通模擬)若α∈,且3cos 2α=sin,則sin 2α的值為________.
- [∵3cos 2α=sin,
∴3sin=sin,
∴3×2sincos=sin.
∴sin≠0,∴cos=,
即sin α+cos α=,
∴sin 2α=-=-.]
10.已知cos4α-sin4α=,且α∈,
則cos=______________.
[∵cos4α-sin4α=cos2α-sin2α=cos 2α=,
又α∈,∴2α∈(0,π).
∴sin 2α=.
∴cos=cos 2αcos-sin 2αsin
=cos 2
14、α-sin 2α
=×-×
=.]
二、解答題
11.(2017·鹽城期中)已知函數(shù)f(x)=sin xcos x-cos2x.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)若f(x)=-1,求cos的值.
[解] (1)因?yàn)閒(x)=sin 2x-=sin 2x--=sin-,
所以f(x)的最小正周期為T==π.
(2)因?yàn)閒(x)=-1,所以sin-=-1,即sin=-,
所以cos=cos=sin=-.
12.已知函數(shù)f(x)=cos2x+sin xcos x,x∈R.
(1)求f的值;
(2)若sin α=,且α∈,求f.
[解] (1)f=cos2+sinco
15、s
=2+×=.
(2)因?yàn)閒(x)=cos2x+sin xcos x=+sin 2x
=+(sin 2x+cos 2x)=+sin.
所以f=+sin
=+sin=+.
又因?yàn)閟in α=,且α∈,
所以cos α=-,
所以f=+
=.
B組 能力提升
(建議用時(shí):15分鐘)
1.函數(shù)f(x)=3sin cos +4cos2(x∈R)的最大值等于________.
[由題意知f(x)=sin x+4×=sin x+2cos x+2≤+2=.]
2.如圖24-1,圓O與x軸的正半軸的交點(diǎn)為A,點(diǎn)C,B在圓O上,且點(diǎn)C位于第一象限,點(diǎn)B的坐標(biāo)為,∠AOC=α.若|
16、BC|=1,則cos2-sincos-的值為________.
圖24-1
[由題意得|OB|=|OC|=|BC|=1,從而△OBC為等邊三角形,∴sin∠AOB=sin=,
∴cos2-sin·cos-=·--=-sin α+cos α=sin=sin=sin=.]
3.已知α,β∈(0,π),且tan(α-β)=,tan β=-,求2α-β的值.
[解] ∵tan α=tan[(α-β)+β]
=
==>0,
∴0<α<.
又∵tan 2α===>0,
∴0<2α<,
∴tan(2α-β)=
==1.
∵tan β=-<0,
∴<β<π,-π<2α-β<0,∴2α-β=-.
4.已知函數(shù)f(x)=2sin xsin.
(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期和單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)當(dāng)x∈時(shí),求函數(shù)f(x)的值域.
[解] (1)f(x)=2sin x=×+sin 2x=sin+.
所以函數(shù)f(x)的最小正周期為T=π.
由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,
解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是,k∈Z.
(2)當(dāng)x∈時(shí),2x-∈,
sin∈,
f(x)∈.
故f(x)的值域?yàn)?