1.2kπ±α,-α,π±α(k∈Z)的誘導公式
對任意角α,有下列關系式成立:
sin(2kπ+α)=sin α,cs(2kπ+α)=cs α.
sin(-α)=-sin α,cs(-α)=cs α.
sin(α-π)=-sin α,cs(α-π)=-cs α.
sin(π-α)=sin α,cs(π-α)=-cs α.
sin(π+α)=-sin α,cs(π+α)=-cs α.
這五組誘導公式的記憶口訣是“函數(shù)名不變,符號看象限”.其含義是誘導公式兩邊的函數(shù)名稱一致,符號則是將α看成銳角時原角所在象限的正弦函數(shù)、余弦函數(shù)值的符號.
思考:1.設α為任意角,則角2kπ+α,π+α,-α,2kπ-α,π-α的終邊與α的終邊有怎樣的關系?
提示:
2.eq \f(π,2)±α的誘導公式
對任意角α,有下列關系式成立:
sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))=cs α,cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))=-sin α.
sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-α))=cs α,cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-α))=sin α.
這兩組誘導公式的記憶:eq \f(π,2)-α,eq \f(π,2)+α的正(余)弦函數(shù)值,等于α的余(正)弦三角函數(shù)值,前面加上一個把α看成銳角時原函數(shù)值的符號,記憶口訣為“函數(shù)名改變,符號看象限”.
思考:2.設α為任意角,則角eq \f(π,2)±α與α的終邊有什么關系?
提示:eq \f(π,2)+α的終邊與α的終邊垂直,eq \f(π,2)-α的終邊與α的終邊關于y=x對稱.
1.sin 585°的值為( )
A.-eq \f(\r(2),2) B.eq \f(\r(2),2)
C.-eq \f(\r(3),2)D.eq \f(\r(3),2)
A [sin 585°=sin(360°+225°)=sin(180°+45°)
=-sin 45°=-eq \f(\r(2),2).]
2.若sin α=eq \f(1,2),則cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))的值為( )
A.eq \f(1,2)B.eq \f(\r(3),2)
C.-eq \f(1,2)D.-eq \f(\r(3),2)
C [∵sin α=eq \f(1,2),∴cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))=-sin α=-eq \f(1,2).]
3.在平面直角坐標系xOy中,角α與角β均以Ox為始邊,它們的終邊關于y軸對稱 .若sin α=eq \f(1,3),則sin β=________.
eq \f(1,3) [α與β的終邊關于y軸對稱,則α+β=π+2kπ,k∈Z,
∴β=π-α+2kπ,k∈Z.
∴sin β=sin(π-α+2kπ)=sin α=eq \f(1,3).]
4.化簡:eq \f(sin(θ-5π)cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2)-θ))cs(8π-θ),sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(3π,2)))sin(-θ-π)).
[解] 原式=eq \f(sin(θ-π)cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+θ))cs(-θ),sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,2)))[-sin(θ+π)])=eq \f(-sin θ(-sin θ)cs θ,cs θsin θ)=sin θ.
角度一 給角求值問題
【例1】 求下列三角函數(shù)的值:
(1)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(19π,4)));(2)cs 960°.
[解] (1)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(19π,4)))=-sineq \f(19,4)π=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4π+\f(3π,4)))=-sineq \f(3,4)π=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(π-\f(π,4)))=-sineq \f(π,4)=-eq \f(\r(2),2).
(2)cs 960°=cs(240°+2×360°)=cs 240°=cs(180°+60°)=-cs 60°=-eq \f(1,2).
角度二 給值求值問題
【例2】 已知sin(α-75°)=-eq \f(2\r(2),3),求sin(105°+α)的值.
[解] sin(105°+α)=sin[180°+(α-75°)]=-sin(α-75°)=eq \f(2\r(2),3).
1.已知角求值,一般利用誘導公式,逐步把角化為銳角再求.
2.利用誘導公式求值時,要注意已知條件中的角和問題結論中的角之間的聯(lián)系,例如105°+α與75°-α互補,eq \f(π,3)-α與eq \f(π,6)+α互余.
eq \([跟進訓練])
1.已知sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))=eq \f(\r(3),3),求cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,3)))的值.
[解] cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,3)))=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)-α))
=cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))=eq \f(\r(3),3).
【例3】 化簡:cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4n+1,4)π+α))+cseq \f(4n-1,4)π-α(n∈Z).
[思路點撥] 先對n分奇偶討論,再使用誘導公式.
[解] 原式=cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(nπ+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))+csnπ-eq \f(π,4)+α.
當n為偶數(shù)時,
原式=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))+cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α));
當n為奇數(shù)時,
原式=cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n-1))π+π+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))+cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n-1))π+π-eq \f(π,4)+α=csπ+eq \f(π,4)+α+csπ-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))=-2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α)).
綜上可知,原式=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α)),n為偶數(shù),-2cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α)),n為奇數(shù))) .
若將本例中的“cs”改為“sin”應如何化簡?
[解] 原式=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(nπ+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))+sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(nπ-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α)))).
當n為偶數(shù)時,
原式=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))+sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))=0;
當n為奇數(shù)時,
原式=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(sin(n-1)π+π+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))+eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(sin(n-1)π+π-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(sinπ+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))+sinπ-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))+sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))))=0.
綜上可知,原式=0.
利用誘導公式解決化簡求值問題的關鍵是誘導公式的靈活選擇,當三角函數(shù)式中含有kπ±α,eq \f(k,2)π±α?k∈Z?時,要注意對k的奇偶性進行討論.
【例4】 已知sin(α-3π)=2cs(α-4π),求eq \f(sin (\a\vs4\al\c1(π-α))+5cs (\a\vs4\al\c1(2π-α)),2sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2)-α))-sin (\a\vs4\al\c1(-α)))的值.
[解] 由sin(α-3π)=2cs(α-4π) 得sin(α-π)=2cs α,即sin α=-2cs α.
∴eq \f(sin (\a\vs4\al\c1(π-α))+5cs (\a\vs4\al\c1(2π-α)),2sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2)-α))-sin (\a\vs4\al\c1(-α)))=eq \f(sin α+5cs α,-2cs α+sin α)=eq \f(-2cs α+5cs α,-2cs α-2cs α)=eq \f(3cs α,-4cs α)=-eq \f(3,4).
1.若例3中的條件不變改為求eq \f(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))sin (\a\vs4\al\c1(π+α)),cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))sin (\a\vs4\al\c1(2π-α)))的值,則結果如何?
[解] 原式=eq \f(cs α(-sin α),(-sin α)sin(-α))=eq \f(-sin αcs α,sin αsin α)=eq \f(1,2).
2.若將例3中的條件“sin(α-3π)=2cs(α-4π)”改為“已知α=-eq \f(31π,3)”.求原式的值.
[解] ∵α=-eq \f(31π,3),
∴sin α=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(31π,3)))=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(5×2π+\f(π,3)))=-sineq \f(π,3)=-eq \f(\r(3),2),
cs α=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(31π,3)))=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(5×2π+\f(π,3)))=cseq \f(π,3)=eq \f(1,2),
∵eq \f(sin(π-α)+5cs(2π-α),2sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2)-α))-sin(-α))=eq \f(sin α+5cs α,-2cs α+sin α)=eq \f(-\f(\r(3),2)+\f(5,2),-1-\f(\r(3),2))=eq \f(5-\r(3),-2-\r(3))=-13+7eq \r(3).
所謂化簡,就是使表達式經(jīng)過某種變形,使結果盡可能的簡單,也就是項數(shù)盡可能的少,次數(shù)盡可能的低,函數(shù)的種類盡可能的少,分母中盡量不含三角函數(shù)符號,能求值的一定要求值.
1.誘導公式的選擇方法:先將-α化為正角,再用2kπ+α(k∈Z)把角化為[0,2π)內(nèi)的角,再用π±α,eq \f(π,2)+α,2π-α化為銳角的三角函數(shù),還可繼續(xù)用eq \f(π,2)-α化為eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,4)))內(nèi)的角的三角函數(shù).由此看,利用誘導公式能將任意角的三角函數(shù)化為銳角的三角函數(shù),這也正是:誘導公式真是好,負化正后大化?。?br>2.解決給式求值問題的常見思路有:若條件簡單,結論復雜,可從化簡結論入手,用上條件;若條件復雜,結論簡單,可從化簡條件入手,轉(zhuǎn)化出結論的形式;若條件、結論都比較復雜,可同時化簡它們,直到找出它們間的聯(lián)系為止.無論使用哪種方法都要時刻瞄準目標,根據(jù)需要變形.
1.思考辨析(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)
(1)sineq (\a\vs4\al\c1(nπ-α))=sin αeq (\a\vs4\al\c1(n∈Z)).( )
(2)cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))=sin α.( )
(3)cseq (\a\vs4\al\c1(2nπ-α))=cs α.( )
[答案] (1)× (2)× (3)√
2.cs 765°的值為( )
A.-eq \f(\r(2),2) B.eq \f(\r(2),2)
C.-eq \f(\r(3),2)D.eq \f(\r(3),2)
B [cs 765°=cs(2×360°+45°)=cs 45°=eq \f(\r(2),2).]
3.若sin(3π+α)=-eq \f(1,2),則cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2)-α))等于( )
A.-eq \f(1,2)B.eq \f(1,2)
C.eq \f(\r(3),2)D.-eq \f(\r(3),2)
A [∵sin(3π+α)=-sin α,∴sin α=eq \f(1,2),
∴cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2)-α))=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-α))=-sin α=-eq \f(1,2).]
4.若sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,12)))=eq \f(1,3),則cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(7π,12)))=________.
-eq \f(1,3) [cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(7π,12)))=cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,12)))))
=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,12)))=-eq \f(1,3).]
5.已知sin(π+α)=-eq \f(1,3).計算cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(3π,2))).
[解] ∵sin(π+α)=-sin α=-eq \f(1,3),
∴sin α=eq \f(1,3).
∴cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(3π,2)))=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2)-α))=-sin α=-eq \f(1,3).
學 習 目 標
核 心 素 養(yǎng)
1.了解正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的誘導公式的意義和作用.(重點)
2.理解誘導公式的推導過程.(難點)
3.能運用有關誘導公式解決一些正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的求值、化簡和證明問題.(難點)
1.借助誘導公式的推導,培養(yǎng)邏輯推理素養(yǎng).
2.通過誘導公式的應用,提升數(shù)學運算素養(yǎng).
相關角
終邊之間的關系
2kπ+α與α
終邊相同
π+α與α
關于原點對稱
-α與α
關于x軸對稱
2kπ-α與α
關于x軸對稱
π-α與α
關于y軸對稱
條件求值
利用誘導公式化簡和證明
誘導公式的綜合應用

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4.3 誘導公式與對稱

版本: 北師大版 (2019)

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