



高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3章 第2節(jié) 同角三角函數(shù)的基本關(guān)系與誘導(dǎo)公式
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這是一份高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3章 第2節(jié) 同角三角函數(shù)的基本關(guān)系與誘導(dǎo)公式,共12頁。
1.同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式
(1)平方關(guān)系:sin2α+cs2α=1;
(2)商數(shù)關(guān)系:tan α=eq \f(sin α,cs α).
2.誘導(dǎo)公式
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)若α,β為銳角,則sin2α+cs2β=1.( )
(2)若α∈R,則tan α=eq \f(sin α,cs α)恒成立.( )
(3)sin(π+α)=-sin α成立的條件是α為銳角.( )
(4)誘導(dǎo)公式的記憶口訣中“奇變偶不變,符號(hào)看象限”,其中的奇、偶是指eq \f(π,2)的奇數(shù)倍、偶數(shù)倍,變與不變指函數(shù)名稱是否變化.( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
2.(教材改編)已知α是第二象限角,sin α=eq \f(5,13),則cs α等于( )
A.-eq \f(5,13) B.-eq \f(12,13)
C.eq \f(5,13) D.eq \f(12,13)
B [∵sin α=eq \f(5,13),α是第二象限角,
∴cs α=-eq \r(,1-sin2α)=-eq \f(12,13).]
3.(2017·陜西質(zhì)檢(二))若tan α=eq \f(1,2),則sin4α-cs4α的值為( )
A.-eq \f(1,5)B.-eq \f(3,5)
C.eq \f(1,5)D.eq \f(3,5)
B [sin4α-cs4α=(sin2α-cs2α)(sin2α+cs2α)=eq \f(sin2α-cs2α,sin2α+cs2α)=eq \f(tan2α-1,tan2α+1)=-eq \f(3,5),故選B.]
4.(2016·四川高考)sin 750°=________.
eq \f(1,2) [sin 750°=sin(750°-360°×2)=sin 30°=eq \f(1,2).]
5.已知sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))=eq \f(3,5),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),則sin(π+α)=________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):31222107】
-eq \f(4,5) [因?yàn)閟ineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))=cs α=eq \f(3,5),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),所以sin α=eq \r(,1-cs2α)=eq \f(4,5),所以sin(π+α)=-sin α=-eq \f(4,5).]
(1)已知sin αcs α=eq \f(1,8),且eq \f(5π,4)<α<eq \f(3π,2),則cs α-sin α的值為( )
A.-eq \f(\r(,3),2) B.eq \f(\r(,3),2)
C.-eq \f(3,4) D.eq \f(3,4)
(2)(2016·全國卷Ⅲ)若tan α=eq \f(3,4),則cs2α+2sin 2α=( )
A.eq \f(64,25) B.eq \f(48,25)
C.1 D.eq \f(16,25)
(1)B (2)A [(1)∵eq \f(5π,4)<α<eq \f(3π,2),
∴cs α<0,sin α<0且cs α>sin α,
∴cs α-sin α>0.
又(cs α-sin α)2=1-2sin αcs α=1-2×eq \f(1,8)=eq \f(3,4),
∴cs α-sin α=eq \f(\r(,3),2).
(2)∵tan α=eq \f(3,4),則cs2α+2sin 2α=eq \f(cs2α+4sin αcs α,sin2α+cs2α)=eq \f(1+4tan α,tan2α+1)=eq \f(1+4×\f(3,4),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)))2+1)=eq \f(64,25),故選A.]
[規(guī)律方法] 1.利用sin2α+cs2α=1可以實(shí)現(xiàn)角α的正弦、余弦的互化,利用eq \f(sin α,cs α)=tan α可以實(shí)現(xiàn)角α的弦切互化.
2.應(yīng)用公式時(shí)要注意方程思想的應(yīng)用:對于sin α+cs α,sin αcs α,sin α-cs α這三個(gè)式子,利用(sin α±cs α)2=1±2sin αcs α,可以知一求二.
3.注意公式逆用及變形應(yīng)用:1=sin2α+cs2α,sin2α=1-cs2α,cs2α=1-sin2α.
[變式訓(xùn)練1] 已知sin α-cs α=eq \r(,2),α∈(0,π),則tan α等于( )
A.-1B.-eq \f(\r(,2),2)
C.eq \f(\r(,2),2)D.1
A [由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(sin α-cs α=\r(,2),,sin2α+cs2α=1,))
消去sin α得:2cs2α+2eq \r(,2)cs α+1=0,
即(eq \r(,2)cs α+1)2=0,
∴cs α=-eq \f(\r(,2),2).
又α∈(0,π),∴α=eq \f(3π,4),
∴tan α=taneq \f(3π,4)=-1.]
(1)已知A=eq \f(sin?kπ+α?,sin α)+eq \f(cs?kπ+α?,cs α)(k∈Z),則A的值構(gòu)成的集合是( )
A.{1,-1,2,-2}B.{-1,1}
C.{2,-2}D.{1,-1,0,2,-2}
(2)已知taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))=eq \f(\r(,3),3),則taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,6)+α))=________.
(1)C (2)-eq \f(\r(,3),3) [(1)當(dāng)k為偶數(shù)時(shí),A=eq \f(sin α,sin α)+eq \f(cs α,cs α)=2;
k為奇數(shù)時(shí),A=eq \f(-sin α,sin α)-eq \f(cs α,cs α)=-2.
(2)taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,6)+α))=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(π-\f(π,6)+α))
=taneq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(π-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))))
=-taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))=-eq \f(\r(,3),3).]
[規(guī)律方法] 1.利用誘導(dǎo)公式應(yīng)注意已知角或函數(shù)名稱與所求角或函數(shù)名稱之間存在的關(guān)系,尤其是角之間的互余、互補(bǔ)關(guān)系,選擇恰當(dāng)?shù)墓剑蛩蠼呛腿呛瘮?shù)進(jìn)行化歸.
2.誘導(dǎo)公式的應(yīng)用原則:負(fù)化正、大化小、小化銳、銳求值.
[變式訓(xùn)練2] 已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))=eq \f(\r(,3),3),則cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,6)+α))-sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,6)))的值為________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):31222108】
-eq \f(2+\r(,3),3) [∵cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,6)+α))=cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(π-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))))=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))=-eq \f(\r(,3),3),
sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,6)))=sin2eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))))=sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))
=1-cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))=1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(,3),3)))2=eq \f(2,3),
∴cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,6)+α))-sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,6)))=-eq \f(\r(,3),3)-eq \f(2,3)=-eq \f(2+\r(,3),3).]
(1)(2016·全國卷Ⅰ)已知θ是第四象限角,且sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4)))=eq \f(3,5),則taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=________.
(2)(2017·鄭州質(zhì)檢)已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,2))),則eq \f(sin3?π-α?+cs?α+π?,5cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,2)-α))+3sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,2)-α)))的值為________.
(1)-eq \f(4,3) (2)eq \f(3,35) [(1)由題意知sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4)))=eq \f(3,5),θ是第四象限角,所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4)))>0,所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4)))=eq \r(1-sin2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4))))=eq \f(4,5).
taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4)-\f(π,2)))=-eq \f(1,tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4))))
=-eq \f(cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4))),sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,4))))=-eq \f(\f(4,5),\f(3,5))=-eq \f(4,3).
(2)∵cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,2))),
∴-sin α=-2cs α,則sin α=2cs α,
代入sin2α+cs2α=1,得cs2α=eq \f(1,5).
eq \f(sin3?π-α?+cs?α+π?,5cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2)π-α))+3sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,2)π-α)))=eq \f(sin3α-cs α,5sin α-3cs α)
=eq \f(8cs3α-cs α,7cs α)=eq \f(8,7)cs2α-eq \f(1,7)=eq \f(3,35).]
[規(guī)律方法] 利用同角三角函數(shù)基本關(guān)系式和誘導(dǎo)公式化簡三角函數(shù)的基本思路和化簡要求:(1)基本思路:①分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選擇恰當(dāng)公式;②利用公式化成單角三角函數(shù);③整理得最簡形式.
(2)化簡要求:①化簡過程是恒等變形;②結(jié)果要求項(xiàng)數(shù)盡可能少,次數(shù)盡可能低,結(jié)構(gòu)盡可能簡單,能求值的要求出值.
[變式訓(xùn)練3] (2016·安徽皖南八校聯(lián)考)已知sin α=eq \f(1,3),α是第二象限角,則tan(π-α)=________.
eq \f(\r(,2),4) [∵sin α=eq \f(1,3),α是第二象限角,
∴cs α=-eq \f(2\r(,2),3),
∴tan α=-eq \f(\r(,2),4),故tan(π-α)=-tan α=eq \f(\r(,2),4).]
[思想與方法]
三角函數(shù)求值與化簡的常用方法
(1)弦切互化法:主要利用公式tan α=eq \f(sin α,cs α)進(jìn)行弦、切互化.
(2)和積轉(zhuǎn)換法:利用(sin θ±cs θ)2=1±2sin θcs θ的關(guān)系進(jìn)行變形、轉(zhuǎn)化.
(3)巧用“1”的變換:1=sin2θ+cs2θ=cs2θ(1+tan2θ)=taneq \f(π,4)等.
(4)利用相關(guān)角的互補(bǔ)、互余等特殊關(guān)系可簡化解題步驟.
[易錯(cuò)與防范]
1.利用誘導(dǎo)公式進(jìn)行化簡求值時(shí),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(fù)—脫周—化銳.應(yīng)特別注意函數(shù)名稱和符號(hào)的確定.
2.在利用同角三角函數(shù)的平方關(guān)系時(shí),若開方,要特別注意判斷符號(hào).
課時(shí)分層訓(xùn)練(十八)
同角三角函數(shù)的基本關(guān)系與誘導(dǎo)公式
A組 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)
(建議用時(shí):30分鐘)
一、選擇題
1.若cs α=eq \f(1,3),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0)),則tan α等于( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):31222109】
A.-eq \f(\r(,2),4) B.eq \f(\r(,2),4)
C.-2eq \r(,2) D.2eq \r(,2)
C [∵α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0)),
∴sin α=-eq \r(,1-cs2α)=-eq \r(,1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))2)=-eq \f(2,3)eq \r(,2),
∴tan α=eq \f(sin α,cs α)=-2eq \r(,2).]
2.已知sin(π+θ)=-eq \r(,3)cs(2π-θ),|θ|<eq \f(π,2),則θ等于( )
A.-eq \f(π,6)B.-eq \f(π,3)
C.eq \f(π,6)D.eq \f(π,3)
D [∵sin(π+θ)=-eq \r(,3)cs(2π-θ),
∴-sin θ=-eq \r(3)cs θ,∴tan θ=eq \r(,3).∵|θ|<eq \f(π,2),∴θ=eq \f(π,3).]
3.eq \f(cs 350°-2sin 160°,sin?-190°?)=( )
A.-eq \r(,3)B.-eq \f(\r(,3),2)
C.eq \f(\r(,3),2)D.eq \r(,3)
D [原式=eq \f(cs?360°-10°?-2sin?180°-20°?,-sin?180°+10°?)=
eq \f(cs 10°-2sin?30°-10°?,-?-sin 10°?)=
eq \f(cs 10°-2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)cs 10°-\f(\r(,3),2)sin 10°)),sin 10°)=eq \r(,3).]
4.(2016·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)二診)已知sin θ+cs θ=eq \f(4,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0<θ<\f(π,4))),則sin θ-cs θ的值為( )
A.eq \f(\r(,2),3)B.-eq \f(\r(,2),3)
C.eq \f(1,3)D.-eq \f(1,3)
B [∵sin θ+cs θ=eq \f(4,3),
∴1+2sin θcs θ=eq \f(16,9),
∴2sin θcs θ=eq \f(7,9).又0<θ<eq \f(π,4),
故sin θ-cs θ=-eq \r(,?sin θ-cs θ?2)=
-eq \r(,1-2sin θcs θ)=-eq \f(\r(,2),3),故選B.]
5.(2016·浙江杭州五校聯(lián)盟高三一診)已知傾斜角為θ的直線與直線x-3y+1=0垂直,則eq \f(2,3sin2θ-cs2θ)=( )
A.eq \f(10,3)B.-eq \f(10,3)
C.eq \f(10,13)D.-eq \f(10,13)
C [直線x-3y+1=0的斜率為eq \f(1,3),因此與此直線垂直的直線的斜率k=-3,∴tan θ=-3,
∴eq \f(2,3sin2θ-cs2θ)=eq \f(2?sin2θ+cs2θ?,3sin2θ-cs2θ)
=eq \f(2?tan2θ+1?,3tan2θ-1),把tan θ=-3代入得,原式=eq \f(2×[?-3?2+1],3×?-3?2-1)=eq \f(10,13).故選C.]
二、填空題
6.若sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-α))=eq \f(1,3),則cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)+α))=________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):31222110】
eq \f(1,3) [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(1,3).]
7.已知α是三角形的內(nèi)角,且sin α+cs α=eq \f(1,5),則tan α=________.
-eq \f(4,3) [由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(sin α+cs α=\f(1,5),,sin2α+cs2α=1,))
消去cs α整理,得
25sin2α-5sin α-12=0,
解得sin α=eq \f(4,5)或sin α=-eq \f(3,5).
因?yàn)棣潦侨切蔚膬?nèi)角,
所以sin α=eq \f(4,5).
又由sin α+cs α=eq \f(1,5),得cs α=-eq \f(3,5),
所以tan α=-eq \f(4,3).]
8.已知α為第二象限角,則cs αeq \r(,1+tan2α)+sin α·eq \r(,1+\f(1,tan2α))=________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):31222111】
0 [原式=cs αeq \r(,1+\f(sin2α,cs2α))+sin αeq \r(,1+\f(cs2α,sin2α))
=cs αeq \r(,\f(1,cs2α))+sin αeq \r(,\f(1,sin2α))
=cs αeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,-cs α)))+sin αeq \f(1,sin α)
=0.]
三、解答題
9.求值:sin(-1 200°)·cs 1 290°+cs(-1 020°)·sin(-1 050°)+tan 945°.
[解] 原式=-sin 1 200°·cs 1 290°+cs 1 020°·(-sin 1 050°)+tan 945°3分
=-sin 120°·cs 210°+cs 300°·(-sin 330°)+tan 225°6分
=(-sin 60°)·(-cs 30°)+cs 60°·sin 30°+tan 45°9分
=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(,3),2)))×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(,3),2)))+eq \f(1,2)×eq \f(1,2)+1=2.12分
10.已知sin(3π+α)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2)+α)),求下列各式的值:
(1)eq \f(sin α-4cs α,5sin α+2cs α);
(2)sin2α+sin 2α.
[解] 由已知得sin α=2cs α.2分
(1)原式=eq \f(2cs α-4cs α,5×2cs α+2cs α)=-eq \f(1,6).7分
(2)原式=eq \f(sin2α+2sin αcs α,sin2α+cs2α)
=eq \f(sin2α+sin2α,sin2α+\f(1,4)sin2α)=eq \f(8,5).12分
B組 能力提升
(建議用時(shí):15分鐘)
1.已知tan x=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,2))),則sin x=( )
A.eq \f(-1±\r(,5),2) B.eq \f(\r(,3)+1,2)
C.eq \f(\r(,5)-1,2)D.eq \f(\r(,3)-1,2)
C [因?yàn)閠an x=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,2))),所以tan x=cs x,所以sin x=cs2x,sin2x+sin x-1=0,解得sin x=eq \f(-1±\r(,5),2),
因?yàn)椋?≤sin x≤1,所以sin x=eq \f(\r(,5)-1,2).]
2.sin21°+sin22°+sin23°+…+sin289°=________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):31222112】
44.5 [因?yàn)閟in(90°-α)=cs α,所以當(dāng)α+β=90°時(shí),sin2α+sin2β=sin2α+cs2α=1,
設(shè)S=sin21°+sin22°+sin23°+…+sin289°,
則S=sin289°+sin288°+sin287°+…+sin21°
兩個(gè)式子相加得2S=1+1+1+…+1=89,S=44.5.]
3.已知f(α)=eq \f(sin?π-α?cs?2π-α?tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-α+\f(3π,2))),tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))·sin?-π-α?).
(1)化簡 f(α);
(2)若α是第三象限角,且cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(3π,2)))=eq \f(1,5),求f(α)的值.
[解] (1)f(α)=eq \f(sin α·cs α·tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-α+\f(3π,2)-2π)),tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))·sin α)
=eq \f(sin α·cs α·\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α)))),tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+α))·sin α)
=-cs α.5分
(2)∵cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(3π,2)))=-sin α=eq \f(1,5),
∴sin α=-eq \f(1,5),7分
又α是第三象限角,∴cs α=-eq \r(,1-sin2α)=-eq \f(2\r(,6),5),
故f(α)=eq \f(2\r(,6),5).12分
組序
一
二
三
四
五
六
角
2kπ+
α(k∈Z)
π+α
-α
π-α
eq \f(π,2)-α
eq \f(π,2)+α
正弦
sin α
-sin α
-sin α
sin α
cs α
cs_α
余弦
cs α
-cs α
cs α
-cs_α
sin α
-sin α
正切
tan α
tan α
-tan α
-tan_α
口訣
函數(shù)名不變,符號(hào)看象限
函數(shù)名改變符號(hào)看象限
記憶
規(guī)律
奇變偶不變,符號(hào)看象限
同角三角函數(shù)基本關(guān)系式的應(yīng)用
誘導(dǎo)公式的應(yīng)用
同角關(guān)系式與誘導(dǎo)公式的綜合應(yīng)用
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