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1、2022年高三數(shù)學大一輪復習 4.2同角三角函數(shù)基本關(guān)系式及誘導公式教案 理 新人教A版
xx高考會這樣考 1.考查同角三角函數(shù)基本關(guān)系式和誘導公式;2.利用公式進行三角函數(shù)的化簡與求值.
復習備考要這樣做 1.理解記憶同角三角函數(shù)基本關(guān)系式和誘導公式,特別要對誘導公式的口訣理解透徹;2.通過訓練加強公式運用能力的培養(yǎng),尋找化簡求值中的規(guī)律.
1. 同角三角函數(shù)的基本關(guān)系
(1)平方關(guān)系:sin2α+cos2α=1.
(2)商數(shù)關(guān)系:=tan α.
2. 下列各角的終邊與角α的終邊的關(guān)系
角
2kπ+α(k∈Z)
π+α
-α
圖示
與角α終邊的關(guān)
2、系
相同
關(guān)于原點對稱
關(guān)于x軸對稱
角
π-α
-α
+α
圖示
與角α終邊的關(guān)系
關(guān)于y軸
對稱
關(guān)于直線y=x
對稱
3. 六組誘導公式
組數(shù)
一
二
三
四
五
六
角
2kπ+α
(k∈Z)
π+α
-α
π-α
-α
+α
正弦
sin_α
-sin_α
-sin_α
sin_α
cos_α
cos_α
余弦
cos_α
-cos_α
cos_α
-cos_α
sin_α
-sin_α
正切
tan_α
tan_α
-tan_α
-tan_α
口訣
函數(shù)名不
3、變
符號看象限
函數(shù)名改變
符號看象限
[難點正本 疑點清源]
1. 同角三角函數(shù)關(guān)系式
(1)利用平方關(guān)系解決問題時,要注意開方運算結(jié)果的符號,需要根據(jù)角α的范圍進行確定.
(2)同角三角函數(shù)的基本關(guān)系反映了同一個角的不同三角函數(shù)之間的必然聯(lián)系,它為三角函數(shù)的化簡、求值、證明等又提供了一種重要的方法.
2. 誘導公式
誘導公式可概括為k·±α(k∈Z)的各三角函數(shù)值的化簡公式.記憶規(guī)律是“奇變偶不變,符號看象限”.其中的奇、偶是指的奇數(shù)倍和偶數(shù)倍,變與不變是指函數(shù)名稱的變化.
1. (xx·大綱全國)已知α∈,tan α=2,則cos α=________.
答案
4、-
解析 ∵tan α=2,∴=2,∴sin α=2cos α.
又sin2α+cos2α=1,∴(2cos α)2+cos2α=1,∴cos2α=.
又∵α∈,∴cos α=-.
2. 若tan α=2,則的值為________.
答案
解析 原式==.
3. 已知α是第二象限的角,tan α=-,則cos α=________.
答案?。?
解析 ∵α是第二象限的角,∴cos α<0.
又sin2α+cos2α=1,tan α==-,
∴cos α=-.
4. sin π·cos π·tan的值是________.
答案?。?
解析 原式=sin·cos·tan
5、
=··
=××(-)=-.
5. 已知cos=,則sin=________.
答案?。?
解析 sin=sin
=-sin=-cos=-.
題型一 同角三角函數(shù)基本關(guān)系式的應用
例1 已知在△ABC中,sin A+cos A=.
(1)求sin Acos A的值;
(2)判斷△ABC是銳角三角形還是鈍角三角形;
(3)求tan A的值.
思維啟迪:由sin A+cos A=及sin2A+cos2A=1,可求sin A,cos A的值.
解 (1)∵sin A+cos A=①
∴兩邊平方得1+2sin Acos A=,
∴sin Acos A=-.
(2)由si
6、n Acos A=-<0,且00,cos A<0,∴sin A-cos A>0,
∴sin A-cos A=.②
∴由①,②可得sin A=,cos A=-,
∴tan A===-.
探究提高 (1)對于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α這三個式子,已知其中一個式子的值,其余二式的值可求.轉(zhuǎn)化的公式為(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α;(2)關(guān)于sin α,cos
7、 α的齊次式,往往化為關(guān)于tan α的式子.
(1)已知tan α=2,求sin2α+sin αcos α-2cos2α;
(2)已知sin α=2sin β,tan α=3tan β,求cos α.
解 (1)sin2α+sin αcos α-2cos2α
=
==.
(2)∵sin α=2sin β,tan α=3tan β,
∴sin2α=4sin2β,①
tan2α=9tan2β,②
由①÷②得:9cos2α=4cos2β,③
①+③得:sin2α+9cos2α=4,
∵cos2α+sin2α=1,∴cos2α=,即cos α=±.
題型二 三角函數(shù)的誘導公式
8、的應用
例2 (1)已知cos=,求cos的值;
(2)已知π<α<2π,cos(α-7π)=-,求sin(3π+α)·tan的值.
思維啟迪:(1)將+α看作一個整體,觀察+α與-α的關(guān)系.
(2)先化簡已知,求出cos α的值,然后化簡結(jié)論并代入求值.
解 (1)∵+=π,
∴-α=π-.
∴cos=cos
=-cos=-,
即cos=-.
(2)∵cos(α-7π)=cos(7π-α)
=cos(π-α)=-cos α=-,
∴cos α=.
∴sin(3π+α)·tan
=sin(π+α)·
=sin α·tan
=sin α·
=sin α·=cos
9、 α=.
探究提高 熟練運用誘導公式和基本關(guān)系式,并確定相應三角函數(shù)值的符號是解題的關(guān)鍵.另外,切化弦是常用的規(guī)律技巧.
(1)化簡:;
(2)已知f(x)=,求f的值.
解 (1)原式=
==
=-=-·=-1.
(2)∵f(x)=
=-cos x·tan x=-sin x,
∴f=-sin=sin
=sin=sin =.
題型三 三角函數(shù)式的化簡與求值
例3 (1)已知tan α=,求的值;
(2)化簡:.
思維啟迪:三角函數(shù)式的化簡與求值,都是按照從繁到簡的形式進行轉(zhuǎn)化,要認真觀察式子的規(guī)律,使用恰當?shù)墓剑?
解 (1)因為tan α=,
所以=
=
10、=.
(2)原式=
===-1.
探究提高 在三角變換中,要注意尋找式子中的角,函數(shù)式子的特點和聯(lián)系,可以切化弦,約分或抵消,減少函數(shù)種類,對式子進行化簡.
已知sin=-,α∈(0,π),
求的值.
解 ∵sin=-,
∴cos α=-,又α∈(0,π),∴sin α=.
=
===-.
分類討論思想在三角函數(shù)化簡中的應用
典例:(12分)化簡:sin+cos (n∈Z).
審題視角 (1)角中含有變量n,因而需對n的奇偶分類討論.
(2)利用誘導公式,需將角寫成符合公式的某種形式,這就需要將角中的某一部分作為一個整體來看.
規(guī)范解答
解 當n
11、為偶數(shù)時,設(shè)n=2k (k∈Z),則[1分]
原式=sin+cos
=sin+cos
=sin+cos
=-sin+cos
=-sin+sin=0.[5分]
當n為奇數(shù)時,設(shè)n=2k+1 (k∈Z),則[6分]
原式=sin+cos
=sin+cos
=sin+cos
=sin+cos
=sin-cos
=sin-cos
=sin-sin=0.[10分]
故sin+cos=0.[12分]
溫馨提醒 (1)本題的化簡過程,突出體現(xiàn)了分類討論的思想,當然除了運用分類討論的思想將n分兩類情況來討論外,在解答過程中還處處體現(xiàn)了化歸思想和整體思想.
(2)在轉(zhuǎn)化過程中,缺
12、乏整體意識,是出錯的主要原因.
方法與技巧
同角三角恒等變形是三角恒等變形的基礎(chǔ),主要是變名、變式.
1. 同角關(guān)系及誘導公式要注意象限角對三角函數(shù)符號的影響,尤其是利用平方關(guān)系在求三角函數(shù)值時,進行開方時要根據(jù)角的象限或范圍,判斷符號后,正確取舍.
2. 三角求值、化簡是三角函數(shù)的基礎(chǔ),在求值與化簡時,常用方法有:(1)弦切互化法:主要利用公式tan x=化成正弦、余弦函數(shù);(2)和積轉(zhuǎn)換法:如利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的關(guān)系進行變形、轉(zhuǎn)化;(3)巧用“1”的變換:1=sin2θ+cos2θ=cos2θ(1+tan2θ)=sin2θ=tan=….
13、
失誤與防范
1. 利用誘導公式進行化簡求值時,先利用公式化任意角的三角函數(shù)為銳角三角函數(shù),其步驟:去負—脫周—化銳.
特別注意函數(shù)名稱和符號的確定.
2. 在利用同角三角函數(shù)的平方關(guān)系時,若開方,要特別注意判斷符號.
3. 注意求值與化簡后的結(jié)果一般要盡可能有理化、整式化.
A組 專項基礎(chǔ)訓練
(時間:35分鐘,滿分:57分)
一、選擇題(每小題5分,共20分)
1.已知α和β的終邊關(guān)于直線y=x對稱,且β=-,則sin α等于 ( )
A.- B. C.- D.
答案 D
解析 因為α和β的終邊關(guān)于直線y=x對稱,所以α+β
14、=2kπ+(k∈Z).又β=-,所以α=2kπ+(k∈Z),即得sin α=.
2. cos(-2 013π)的值為 ( )
A. B.-1 C.- D.0
答案 B
解析 cos(-2 013π)=cos(-2 014π+π)=cos π=-1.
3. 已知f(α)=,則f的值為 ( )
A. B.- C. D.-
答案 A
解析 ∵f(α)==cos α,
∴f=cos
=cos=cos =.
4. 當0
15、 C.2 D.4
答案 D
解析 當0
16、-=-=-1.
三、解答題(共22分)
8. (10分)已知sin θ+cos θ=(0<θ<π),求tan θ的值.
解 將已知等式兩邊平方,得sin θcos θ=-,
∴<θ<π,
∴sin θ-cos θ===.
解方程組得
∴tan θ==.
9. (12分)已知sin(3π+θ)=,求+的值.
解 ∵sin(3π+θ)=-sin θ=,∴sin θ=-,
∴原式=
+
=+=+
====18.
B組 專項能力提升
(時間:25分鐘,滿分:43分)
一、選擇題(每小題5分,共15分)
1. 若sin=,則cos等于 (
17、)
A.- B.- C. D.
答案 A
解析 ∵+=,
∴sin=sin
=cos=.
則cos=2cos2-1=-.
2. 已知=-,則的值是 ( )
A. B.- C.2 D.-2
答案 A
解析 由同角三角函數(shù)關(guān)系式1-sin2α=cos2α及題意可得cos α≠0且1-sin α≠0,
∴=,∴=-,
即=.
3. 若cos α+2sin α=-,則tan α等于 ( )
A. B.2 C.- D.-2
答案 B
解析 由cos α+2
18、sin α=-可知,cos α≠0,兩邊同時除以cos α得1+2tan α=,
平方得(1+2tan α)2==5(1+tan2α),
∴tan2α-4tan α+4=0,解得tan α=2.
二、填空題(每小題5分,共15分)
4. 若sin(π+α)=-,α∈,則cos α=________.
答案 -
解析 ∵sin(π+α)=-sin α,∴sin α=.
又α∈,∴cos α=-=-.
5. 已知tan θ=2,則sin2θ+sin θcos θ-2cos2θ=________.
答案
解析 sin2θ+sin θcos θ-2cos2θ
=
=
=
19、==.
6. 已知cos=a (|a|≤1),則cos+sin的值是________.
答案 0
解析 cos=cos
=-cos=-a.
sin=sin=cos=a,
∴cos+sin=0.
三、解答題
7. (13分)已知A、B、C是三角形的內(nèi)角,sin A,-cos A是方程x2-x+2a=0的兩根.
(1)求角A.
(2)若=-3,求tan B.
解 (1)由已知可得,sin A-cos A=1①
又sin2A+cos2A=1,
∴sin2A+(sin A-1)2=1,
即4sin2A-2sin A=0,
得sin A=0(舍去)或sin A=,∴A=或,
將A=或代入①知A=π時不成立,∴A=.
(2)由=-3,
得sin2B-sin Bcos B-2cos2B=0,
∵cos B≠0,∴tan2B-tan B-2=0,
∴tan B=2或tan B=-1.
∵tan B=-1使cos2B-sin2B=0,舍去,
故tan B=2.