sinαcsβ=[sin(α+β)+sin(α-β)],
csαsinβ=[sin(α+β)-sin(α-β)],
csαcsβ=[cs(α+β)+cs(α-β)],
sinαsinβ=-[cs(α+β)-cs(α-β)].
(二)和差化積公式
sinx+siny=2sincs,
sinx-siny=2cssin,
csx+csy=2cscs,
csx-csy=-2sinsin.
(三)半角公式
sin=±,cs=± ,tan=±.符號由所在的象限決定.
另:tan==.不含被開方數(shù),且不涉及符號問題,但應(yīng)用時需要注意該公式成立的條件.
(四)常見的三角恒等變換
(1)asinx+bcsx=sin(x+φ)(ab≠0),其中tanφ=,φ所在象限由a和b的符號確定.僅僅討論=±1,±,±的情況.
(2)sin2x=,cs2x=,sinxcsx=sin2x.
(3)萬能公式:設(shè),則,,.可結(jié)合圖中直角三角形的邊角關(guān)系理解記憶.
題型一 三角函數(shù)求值
【典例1】(2023·江蘇·高一專題練習(xí))____.
【答案】## 0.5
【分析】根據(jù)和差化積公式和誘導(dǎo)公式可求出結(jié)果.
【詳解】原式
.
故答案為:.
【典例2】(2023·江蘇·高一專題練習(xí)) _____.
【答案】##
【分析】根據(jù)積化和差公式以及余弦的二倍角公式即可求解
【詳解】


故答案為:
【典例3】(2022·高一課時練習(xí))化簡:___________.
【答案】
【分析】由誘導(dǎo)公式與三角恒變換公式求解即可
【詳解】∵,
∴,
∴.
又∵,且,

.
∵,
∴,
∴.
∴.
故答案為:
【典例4】(2022·高一課時練習(xí))已知且,求:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】先由同角的平方關(guān)系得到的值,從而得到,結(jié)合萬能公式,分別代入(1)(2)中計算即可.
(1)因為,所以,于是.
設(shè).

(2) .
【規(guī)律方法】
1.給角求值:一般不會給出特殊角!所以,應(yīng)用各種公式,設(shè)法化成特殊角的函數(shù)值,或?qū)⒋笾等呛瘮?shù)式,用已知表示出來.
2.給值求值:由給出的某些角的三角函數(shù)值,求另外一些角的三角函數(shù)值,關(guān)鍵在于“變角”使“目標(biāo)角”變成“已知角”,另外角的范圍應(yīng)根據(jù)所給條件進一步縮小,避免出現(xiàn)增解.
3.已知的某個三角函數(shù)值,求的三角函數(shù)值的步驟是:(1)利用同角三角函數(shù)基本關(guān)系式求得的其他三角函數(shù)值;(2)代入半角公式計算即可.(3)應(yīng)用半角公式求值時,要特別注意根據(jù)單角的范圍去確定半角三角函數(shù)值的符號.
題型二 化簡三角函數(shù)式
【典例5】(2022·高一課時練習(xí))已知sin α+sin β=,cs α+cs β=,則tan(α+β)=________,cs(α-β)=________.
【答案】 ##
【分析】根據(jù)三角函數(shù)的和差化積把已知條件化簡得到兩個式子,然后把兩式相除得到的正切值,再把所求的式子利用正切二倍角公式化簡,代入即可求出值;對,,兩式分別平方求和可得.
【詳解】
,
即①,

即②,
①②兩式相除得,
則;
,
,
兩式相加可得,
.
故答案為:①;②.
【典例6】化簡sin2α·sin2β+cs2α·cs2β-cs2αcs2β.
【答案】見解析
【解析】解法一:(從“角”入手,倍角化單角)
原式=sin2α·sin2β+cs2α·cs2β-(2cs2α-1)(2cs2β-1)
=sin2α·sin2β+cs2α·cs2β-(4cs2αcs2β-2cs2α-2cs2β+1)
=sin2α·sin2β-cs2α·cs2β+cs2α+cs2β-
=sin2α·sin2β+cs2α(1-cs2β)+cs2β-
=sin2α·sin2β+cs2αsin2β+cs2β-
=sin2β(sin2α+cs2α)+cs2β-
=sin2β+cs2β-=1-=.
解法二:(從“冪”入手,利用降冪公式先降次)
原式=·+·-cs2α·cs2β
=(1+cs2α·cs2β-cs2α-cs2β)+(1+cs2α·cs2β+cs2α+cs2β)-cs2α·cs2β=+=.
【典例7】(2023秋·陜西西安·高一??计谀?)化簡:;
(2)求值:.
【答案】(1);(2)2
【分析】(1)化切為弦,結(jié)合正弦和余弦的倍角公式和半角公式得到答案;
(2)化切為弦,結(jié)合輔助角公式和誘導(dǎo)公式進行求解.
【詳解】(1);
(2)
.
【典例8】(2022·高一課時練習(xí))化簡:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出的范圍,再利用二倍角公式和同角三角函數(shù)間的關(guān)系化簡計算即可,
(2)利用半角公式,誘導(dǎo)公式和二倍角公式化簡即可.
(1)
因為,所以,
所以原式
.
(2)
因為,
所以.
又因為,且,
所以原式,
因為,所以,所以.
所以原式.
【規(guī)律方法】
三角函數(shù)式的化簡,主要有以下幾類:(1)對三角的和式,基本思路是降冪、消項和逆用公式;(2)對三角的分式,基本思路是分子與分母的約分和逆用公式,最終變成整式或較簡式子;(3)對二次根式,則需要運用倍角公式的變形形式.在具體過程中體現(xiàn)的則是化歸的思想,是一個“化異為同”的過程,涉及切弦互化,即“函數(shù)名”的“化同”;角的變換,即“單角化倍角”“單角化復(fù)角”“復(fù)角化復(fù)角”等具體手段,以實現(xiàn)三角函數(shù)式的化簡.
題型三 三角恒等式證明問題
【典例9】(2023·江蘇·高一專題練習(xí))已知.求證:.
【答案】證明見解析
【分析】由,結(jié)合萬能公式化簡可得結(jié)果.
【詳解】.
【典例10】(2021春·上?!じ咭黄谥校┣笞C:.
【答案】證明見解析.
【分析】法一:正切的半角公式有,代入左式化簡,即可證明等式成立;法二:由,代入左式得,再由即可證等式成立.
【詳解】(方法一)左邊右邊,所以原恒等式成立.
(方法二)左邊右邊,所以,原等式成立.
【典例11】(2023·江蘇·高一專題練習(xí))已知.求證:.
【答案】證明見解析
【分析】由,結(jié)合萬能公式化簡可得結(jié)果.
【詳解】.
【典例12】(2022·高一課時練習(xí))已知,求證:.
【答案】證明見解析
【分析】由已知條件化簡得出,利用積化和差公式化簡可證得結(jié)論成立.
【詳解】證明:因為,所以,
于是,
因為
,
所以,,
同理可得,
所以,從而,所以.
【規(guī)律方法】
1.三角函數(shù)等式的證明包括無條件三角函數(shù)等式的證明和有條件三角函數(shù)等式的證明.對于無條件三角函數(shù)等式的證明,要認(rèn)真分析等式兩邊三角函數(shù)式的特點,找出差異,化異角為同角,化異次為同次,化異名為同名,尋找證明的突破口.對于有條件三角函數(shù)等式的證明,要認(rèn)真觀察條件式與被證式的區(qū)別與聯(lián)系,靈活使用條件等式,通過代入法、消元法等方法進行證明.
2. 三角恒等變換常見變形策略有:變角、變名、變次,其中變角是核心;常見變角形式有:2α=(α-β)+(α+β),=α+-(+β)等
題型四 三角恒等變換與三角函數(shù)圖象和性質(zhì)
【典例13】(2023·江蘇·高一專題練習(xí))已知函數(shù).
(1)求的最小正周期及單調(diào)區(qū)間;
(2)求在區(qū)間上的最大值與最小值.
【答案】(1)最小正周期為,單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為.
(2)最大值為2,最小值為
【分析】(1)先利用三角恒等變換化簡得到,從而利用求出最小正周期,再利用整體法求解函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)根據(jù)求出,從而結(jié)合函數(shù)圖象求出最大值為2,最小值為.
【詳解】(1)因為
所以的最小正周期;
令,,解得:,,
令,,解得:,,
單調(diào)增區(qū)間為,,
單調(diào)減區(qū)間為,;
(2)已知,所以,
當(dāng),即時,取得最大值,最大值為2,
當(dāng),即時,取得最小值,最小值為-1,
所以在區(qū)間上的最大值為2,最小值為.
【典例14】(2021春·湖南·高一周南中學(xué)校聯(lián)考開學(xué)考試)已知函數(shù),.
(1)若是第三象限角,且,求的值;
(2)設(shè),討論在區(qū)間上的單調(diào)性.
【答案】(1)
(2)在上遞增,在遞減
【分析】(1)根據(jù)和差角公式展開即可得,進而,再根據(jù)同角三角函數(shù)關(guān)系得,最后結(jié)合半角公式求解即可;
(2)結(jié)合(1)得,再結(jié)合題意得,進而解和即可得單調(diào)區(qū)間.
(1)
解:
因為,所以
因為是第三象限角,所以,
.
(2)
解:由(1)得,
因為,所以
要使為增函數(shù),則,解得
要使為減函數(shù),則,解得
綜上所述,當(dāng)時,在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減.
【規(guī)律方法】
當(dāng)給出的三角函數(shù)關(guān)系式較為復(fù)雜,我們要先通過三角恒等變換,將三角函數(shù)的表達(dá)式變形化簡,將函數(shù)表達(dá)式變形為y=Asin(ωx+φ)+k或y=Acs(ωx+φ)+k等形式,然后再根據(jù)化簡后的三角函數(shù),討論其圖象和性質(zhì).
題型五 三角恒等變換與平面向量
【典例15】(2021·全國·高考真題)已知為坐標(biāo)原點,點,,,,則( )
A.B.
C.D.
【答案】AC
【分析】
A、B寫出,、,的坐標(biāo),利用坐標(biāo)公式求模,即可判斷正誤;C、D根據(jù)向量的坐標(biāo),應(yīng)用向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示及兩角和差公式化簡,即可判斷正誤.
【詳解】
A:,,所以,,故,正確;
B:,,所以,同理,故不一定相等,錯誤;
C:由題意得:,,正確;
D:由題意得:,
,故一般來說故錯誤;
故選:AC
【典例16】(2023·江蘇·高一專題練習(xí))已知向量,,設(shè).
(1)求的值;
(2)求函數(shù)的最小正周期及單調(diào)遞增區(qū)間.
【答案】(1)2
(2),單調(diào)遞增區(qū)間為
【分析】(1)利用向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示結(jié)合二倍角和輔助角公式化簡,再將代入即可求解;
(2)利用三角函數(shù)的性質(zhì)即可求解.
【詳解】(1)因為向量,,
所以
,
所以.
(2)由(1)得,
所以的最小正周期,
因為的單調(diào)遞增區(qū)間為,
令,解得,
所以的單調(diào)遞增區(qū)間為.
一、單選題
1.(2021春·江蘇南京·高一南京市第一中學(xué)??茧A段練習(xí))已知等腰三角形的頂角的余弦值等于,則它的底角的余弦值為( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)三角形內(nèi)角和為,頂角為,則底角,再有誘導(dǎo)公式即可求解.
【詳解】設(shè)等腰三角形的頂角為,底角為,則.又,
即,
故選B.
【點睛】本題考查三角誘導(dǎo)公式,需熟記公式.
2.(2023·江蘇·高一專題練習(xí))cs15° sin 105°=( )
A.+B.-
C.+1D.-1
【答案】A
【分析】利用積化和差公式直接求解.
【詳解】.
故選:A.
3.(2023·江蘇·高一專題練習(xí))計算:( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】利用和差化積公式可求解.
【詳解】原式.
故選:D
4.(2021·江蘇·高一假期作業(yè))若,是第三象限的角,則( )
A.B.C.D.-2
【答案】D
【解析】根據(jù),是第三象限的角,先利用半角公式求得,然后代入求解.
【詳解】因為為第三象限角,
所以可能為二?四象限角,
所以,
所以.
故選:D.
5.(2021·高一課時練習(xí))若,則( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】利用半角公式,倍角公式,弦化切等進行化簡求值.
【詳解】
因為
所以分子分母同除以,可得:原式=
故選:C
6.(遼寧沈陽·高一東北育才學(xué)校??茧A段練習(xí))函數(shù)的最小正周期為( )
A.πB.2πC.D.
【答案】B
【分析】首先進行三角函數(shù)的恒等變換,利用半角公式整理出只含有一倍角的形式,把乘到括號里,根據(jù)同角的三角函數(shù)之間的關(guān)系得到最簡結(jié)果,利用周期公式計算即得周期.
【詳解】函數(shù)
,
函數(shù)要有意義則必須有:,且,
即且
所以函數(shù)的定義域為:
且,
所以函數(shù)的最小正周期為,
故選:B.
7.(2022·高一課時練習(xí))已知,且,則的值為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由,結(jié)合已知及和差角余弦公式可得,進而可得,最后由倍角余弦公式求值.
【詳解】因為,所以,
因為,所以,于是,
所以.
故選:B
8.(2022·高一課時練習(xí))已知,為銳角,且,則的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】由積化和差公式可得,根據(jù)角的范圍即可根據(jù)三角函數(shù)的性質(zhì)求解.
【詳解】因為 ,又
所以.
∵,為銳角,且,∴,即,
∴,
∴,∴,
∴的取值范圍為.
故選:A
二、多選題
9.(2022·高一課時練習(xí))(多選)下列等式中錯誤的是( )
A.B.
C.D.
【答案】ABC
【分析】先證明和差化積公式,然后驗證各選項.
【詳解】因為,
,
從而有,,
對于A,;
對于B,;
對于C,;
對于D..
故選:ABC.
10.(2023秋·廣東廣州·高一廣州市真光中學(xué)校考期末)下列各式中,值為的是( )
A.B.
C.D.
【答案】ABD
【分析】對于A,采用降冪公式,結(jié)合特殊角三角函數(shù),可得答案;
對于B,根據(jù)特殊角三角函數(shù),結(jié)合正切的和角公式,可得答案;
對于C,根據(jù)輔助角公式,結(jié)合特殊角三角函數(shù),可得答案;
對于D,根據(jù)積化和差公式,結(jié)合特殊角三角函數(shù),可得答案.
【詳解】對于A,
,故A正確;
對于B,,故B正確;
對于C,
,故C錯誤;
對于D,

,故D正確;
故選:ABD.
三、填空題
11.(2023·江蘇·高一專題練習(xí))函數(shù)的最小正周期為________.
【答案】
【分析】化簡得到,進而求出最小正周期.
【詳解】,所以最小正周期為,
故答案為:
12.(2022春·上海徐匯·高一上海市徐匯中學(xué)??茧A段練習(xí))已知,則__.
【答案】
【分析】根據(jù)半角公式或二倍角公式變形即可求解.
【詳解】依題意,

故答案為:.
四、解答題
13.(2020·高一課時練習(xí))求證:
(1).
(2).
【答案】(1)見解析 (2)見解析
【解析】(1)利用二倍角公式、同角三角函數(shù)關(guān)系化簡整理即可證得結(jié)論;
(2)采用切化弦的方式,利用二倍角公式整理即可得到結(jié)果.
【詳解】(1)左邊
右邊
故原式成立.
(2)左邊右邊
故原式成立.
14.(2023·江蘇·高一專題練習(xí))已知.
(1)若在第二象限,求的值;
(2)已知,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)題意,結(jié)合半角公式得,故,,再根據(jù)二倍角公式計算即可.
(2)由題知,再結(jié)合正切的和角公式求解即可.
【詳解】(1)解: ,∴
∵在第二象限,∴,,

(2)解:
∴,
15.(2022秋·江蘇宿遷·高一泗陽縣實驗高級中學(xué)??计谀┮阎瘮?shù).
(1)求函數(shù)在區(qū)間上的最大值和最小值;
(2)若,,求的值.
【答案】(1)最大值為2,最小值為.
(2)
【分析】(1)由二倍角公式、兩角和的正弦展開式得,再利用正弦函數(shù)的單調(diào)性與范圍可得答案;
(2)由得,利用平方關(guān)系得到,再利用展開可得答案.
【詳解】(1)由得,因為,則,故當(dāng)時,取最大值2;當(dāng)時,取最小值;
所以函數(shù)在區(qū)間上的最大值為2,最小值為.
(2)由(1)可知,
又因為,所以,
由,得,
從而,
所以
.
16.(2023·江蘇·高一專題練習(xí))已知,,,
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)同角三角函數(shù)的平方關(guān)系及誘導(dǎo)公式,再利用角湊配
及兩角差的余弦公式即可求解;
(2)根據(jù)已知條件及二倍角公式,再結(jié)合半角公式即可求解.
【詳解】(1)∵,∴,
∴,
, ,
∴,



(2)由得
∴①
將①式兩邊平方得∴②



由①和③得
.

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