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专题19三角恒等变换公式--2022年(新高考)数学高频考点+重点题型
一、关键能力
会用向量的数量积推导出两角差的余弦公式.会用两角差的余弦公式推导出两角差的正弦、正切公式。
会用两角差的余弦公式推导出两角和的正弦、余弦、正切公式和二倍角的正弦、余弦、正切公式,了解它们的内在联系。
能运用上述公式进行简单的恒等变换。
二、教学建议
从近三年高考情况来看,本讲是高考中的一个必考内容,但很少独立命题.预测2022年高考仍是以两角和与差的公式为基础,结合辅助角公式及三角函数的相关性质,如周期性、单调性、最值、对称性求三角函数的值等.题型既可能是客观题,也可能是解答题,难度属中档.
三、自主梳理
1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式
C(α-β)
cos(α-β)=cos α cos β+sinα sin β
C(α+β)
cos(α+β)=cosα cosβ-sinα sinβ
S(α-β)
sin(α-β)=sinα cosβ-cosα sinβ
S(α+β)
sin(α+β)=sinαcosβ+cosα sinβ
T(α-β)
tan(α-β)=;
变形:tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan αtan β)
T(α+β)
tan(α+β)=;
变形:tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β)
2.二倍角公式
S2α
sin 2α=2sin_αcos_α;
变形:1+sin 2α=(sin α+cos α)2,
1-sin 2α=(sin α-cos α)2
C2α
cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α;
变形:cos2α=,sin2α=
T2α
tan 2α=
四、高频考点+重点题型
考点一、两角和差的正弦余弦正切公式
例1-1(公式逆用)
设a=cos 50°cos 127°+cos 40°cos 37°,b=(sin 56°-cos 56°),c=,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>a>b D.a>c>b
【答案】D
【解析】由两角和与差的正、余弦公式及诱导公式,可得a=cos 50°cos 127°+cos 40°cos 37°=cos 50°cos 127°+sin 50°sin 127°=cos(50°-127°)=cos(-77°)=cos 77°=sin 13°,b=(sin 56°-cos 56°)=sin 56°-cos 56°=sin(56°-45°)=sin 11°,c===cos239°-sin239°=cos 78°=sin 12°.因为函数y=sin x,x∈[0,]为增函数,所以sin 13°>sin 12°>sin 11°,所以a>c>b。
例1-2(公式正用)
(2021·安徽高三其他模拟(文))已知,为锐角,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
由已知求出,再利用差的正切公式可求.
【详解】
因为,为锐角,所以.所以,,
又,
则.
故选:C.
对点训练1.(2020·全国卷Ⅲ)已知2tan θ-tan=7,则tan θ=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
【答案】D
【解析】由已知得2tan θ-=7,解得tan θ=2.
对点训练2.(2020·全国卷Ⅲ)已知sin θ+sin=1,则sin=( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】∵sin θ+sin=sin θ+cos θ=sin=1,∴sin=,故选B.
对点训练3.(2021·广东高三其他模拟)我国古代数学家僧一行应用“九服晷影算法”在《大衍历》中建立了晷影长与太阳天顶距的对应数表,这是世界数学史上较早的一张正切函数表.根据三角学知识可知,晷影长度等于表高与太阳天顶距正切值的乘积,即.若对同一“表高”两次测量,“晷影长”分别是“表高”的2倍和3倍(所成角记,),则___________.
【答案】
【解析】
根据题意得到,,结合两角差的正切公式,即可求解.
【详解】
由题意,“晷影长”分别是“表高”的2倍和3倍,可得,,
所以.
故答案为:.
例1-3(角的变换)
(2021·湖南衡阳市八中高三其他模拟)已知为锐角,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由正切的二倍角公式求得,再由可求.
【详解】
因为,
所以
.
故选:A.
对点训练1.(2019·河南鹤壁高中高考模拟(文))平面直角坐标系中,点是单位圆在第一象限内的点,,若,则为_____.
【答案】
【解析】