板块三启智培优·破译高考板块四模拟演练·提能增分板块五限时·规范·特训板块一板块二板块四板块五高考一轮总复习·数学(理)板块三高考一轮总复习·数学(理)第3章三角函数、解三角形第5讲两角和与差的正弦、余弦和正切公式板块一知识梳理·自主学习板块二典例探究·考向突破板块一板块二板块四板块五高考一轮总复习·数学(理)板块三
1.会用向量的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,导出二倍角的正弦、余弦、正切公式,了解它们的内在联系.
[必备知识]
考点1两角和与差的正弦、余弦和正切公式
考点2二倍角的正弦、余弦、正切公式
公式名 公式 二倍角的正弦 sin2α= 二倍角的余弦 cos2α= 二倍角的正切 tan2α=
2sinαcosα
cos2α-sin2α=1-2sin2α=2cos2α-1
[必会结论]
1.降幂公式:cos2α=,sin2α=.
2.升幂公式:1+cos2α=2cos2α,1-cos2α=2sin2α.
3.公式变形:tanα±tanβ=tan(α±β)(1tanα·tanβ).
[双基夯实]一、疑难辨析
判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.()
2.两角和与差的正切公式中的角α,β是任意的.()
3.cos80°cos20°-sin80°sin20°=cos(80°-20°)=cos60°=.()
4.sinα±cosα=sin.()
5.=tan.()
6.存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sinα+sinβ成立.()
7.在锐角ABC中,sinAsinB和cosAcosB大小不确定.()
×
√
×
×
√
×
√
二、小题快练
1.[课本改编]计算sin43°cos13°+sin47°cos103°的结果等于()
A.B.
C. D.
解析原式=sin43°cos13°-cos43°sin13°=sin(43°-13°)=sin30°=.
2.[2016·黑龙江阶段考试]已知sinα=,则cos2α等于()
A.- B.
C.- D.
解析本题考查二倍角公式的应用.cos2α=1-2sin2α=1-=.
3.[2015·重庆高考]若tanα=,tan(α+β)=,则tanβ=()
A. B.
C. D.
解析tanβ=tan[(α+β)-α]===.
4.[课本改编]的值为()
A.2+B.2-
C.2 D.
解析原式===tan15°=tan(45°-30°)====2-.
5.[2015·浙江高考]函数f(x)=sin2x+sinxcosx+1的最小正周期是________,最小值是________.
π
解析f(x)=+sin2x+1=sin+,所以函数f(x)的最小正周期T==π,最小值为.
考向给角求值问题
例1(1)[2015·课标全国卷]sin20°cos10°-cos160°sin10°=()
A.- B.
C.- D.
[解析]sin20°cos10°-cos160°sin10°=sin20°cos10°+cos20°sin10°=sin(10°+20°)=sin30°=.
(2)[2016·临沂模拟]计算的值为()
A. B.
C.-D.-
[解析]原式====.
(3)[2013·重庆高考]4cos50°-tan40°=()
A. B.
C.D.2-1
[解析]4cos50°-tan40°=
==
=
==.
解决给角求值问题的基本思路
对于给角求值问题,往往所给角都是非特殊角,解决这类问题的基本思路有:
(1)化为特殊角的三角函数值;
(2)化为正、负相消的项,消去求值;
(3)化分子、分母出现公约数进行约分求值.
【变式训练1】(1)[2016·南昌质检]=()
A.- B.
C.-1D.1
解析==1.
(2)(tan10°-)sin40°的值为()
A.-1B.0
C.1D.2
解析(tan10°-)·sin40°=·sin40°
=·sin40°
=-
=-=-1.
(3)计算:tan20°+4sin20°=__________.
解析原式=+4sin20°
==
=
=
=
==.
考向给值求值问题
例2[2016·常州模拟]已知α,β均为锐角,且sinα=,tan(α-β)=-.
(1)求sin(α-β)的值;
(2)求cosβ的值.
[解](1)α,β,从而-<α-β<.
又tan(α-β)=-<0,-<α-β<0.
sin(α-β)=-.
(2)由(1)可得,cos(α-β)=.
α为锐角,且sinα=,cosα=.
cosβ=cos[α-(α-β)]
=cosαcos(α-β)+sinαsin(α-β)
=×+×
=.
延伸探究1在本例条件下,求sin(α-2β)的值.
解sin(α-β)=-,cos(α-β)=,
cosβ=,sinβ=.
sin(α-2β)=sin[(α-β)-β]=sin(α-β)cosβ-cos(α-β)sinβ=-.
延伸探究2在本例条件下,求tan(2α-β)的值.
解α为锐角,sinα=,cosα=,
tanα=,又tan(α-β)=-,
tan(2α-β)=tan[α+(α-β)]==.
三角函数的给值求值问题的破解关键
解决三角函数的给值求值问题的关键是寻求“已知角”与“所求角”之间的关系,用“已知角”表示“所求角”.
(1)已知角为两个时,待求角一般表示为已知角的和与差.
(2)已知角为一个时,待求角一般与已知角成“倍”的关系或“互余互补”关系.
角的变换是求值的关键环节,常用角的变换如下:
α=2·,α=(α+β)-β,
α=β-(β-α),+α=-,
α=-等.
【变式训练2】[2015·广东高考]已知tanα=2.
(1)求tan的值;
(2)求的值.
解(1)tan====-3.
(2)
=
=
=
==1.
考向给值求角问题
例3(1)[2016·江苏徐州质检]已知cosα=,cos(α-β)=,且0<β<α<,求β.
[解]0<β<α<,0<α-β<.
又cos(α-β)=,
sin(α-β)==.
cosα=,0<α<,sinα=.
cosβ=cos[α-(α-β)]
=cosαcos(α-β)+sinαsin(α-β)
=×+×=.
0<β<,β=.
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(2)已知α,β(0,π),且tan(α-β)=,tanβ=-,求2α-β的值.
[解]tanα=tan[(α-β)+β]===>0,
0<α<.
又tan2α===>0,
0<2α<,
tan(2α-β)===1.
tanβ=-<0,<β<π,
-π<2α-β<0,2α-β=-.
1.解决给值求角问题的一般步骤
(1)求角的某一个三角函数值;
(2)确定角的范围;
(3)根据角的范围写出要求的角.
2.在求角的某个三角函数值时,应注意根据条件选择恰当的函数
(1)已知正切函数值,选正切函数;
(2)已知正、余弦函数值,选正弦或余弦函数;若角的范围是,选正、余弦皆可;若角的范围是(0,π),选余弦较好;若角的范围为,选正弦较好.
【变式训练3】[2016·济南模拟]已知0<α<<β<π,tan=,cos(β-α)=.
(1)求sinα的值;
(2)求β的值.
解(1)因为tan=,所以sinα=sin=2sin·cos====.
(2)因为0<α<,sinα=,所以cosα=.
又0<α<<β<π,所以0<β-α<π.
由cos(β-α)=,得0<β-α<.
所以sin(β-α)==,
所以sinβ=sin[(β-α)+α]=sin(β-α)cosα+cos(β-α)·sinα=×+×==.
由<β<π得β=π.
核心规律
解三角函数问题的基本思想是“变换”,通过适当的变换达到由此及彼的目的,变换的基本方向有两个,一个是变换函数的名称,一个是变换角的形式.变换函数名称可以使用诱导公式、同角三角函数关系式、二倍角的余弦公式等;变换角的形式,可以使用两角和与差的三角函数公式、倍角公式等.
满分策略
1.运用公式时要注意审查公式成立的条件,要注意和、差、倍角的相对性,要注意升次、降次的灵活运用,要注意“1”的各种变通.
2.在(0,π)范围内,sin(α+β)=所对应的角α+β不是唯一的.
3.在三角求值时,往往要估计角的范围后再求值.
题型技法系列9——三角函数中“角”的转化技巧
[2015·重庆高考]若tanα=2tan,则=()
A.1B.2
C.3D.4
[解题视点]本题应着眼于“所求角”与已知角的和差关系,应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.
[解析]因为tanα=2tan,
所以==
=
===3.
答题启示三角函数中往往会出现较多的差异角,解题时要注意观察题中角与角之间的和、差、倍、半、互余、互补的关系,把“目标角”变成“已知角”,运用角的变换,化复角为单角或想方设法减少未知角的数目,沟通条件与结论中角的联系,使问题顺利解决.
跟踪训练[2016·南京模拟]已知sin=,x(π,2π),则=________.
-
解析因为x(π,2π),
所以π 又sin=>0,
所以 所以cos=-=-,
cos=cos=-sin=-,
cos2x=sin=-sin
=-2sincos
=-2××=,
所以原式==-.
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