内容正文:
第3讲 三角恒等变换与解三角形
[考情分析] 1.三角恒等变换主要考查化简、求值,解三角形主要考查解三角形、求面积等,三角恒等变换作为工具,将三角函数与三角形相结合考查求解最值、范围问题.2.三角恒等变换以选择题、填空题为主,解三角形以解答题为主,中等难度.
考点一 三角恒等变换
核心提炼
1.三角求值“三大类型”
“给角求值”“给值求值”“给值求角”.
2.三角恒等变换“四大策略”
(1)常值代换:常用到“1”的代换,1=sin2θ+cos2θ=tan 45°等.
(2)项的拆分与角的配凑:如sin2α+2cos2α=(sin2α+cos2α)+cos2α,α=(α-β)+β等.
(3)降次与升次:正用二倍角公式升次,逆用二倍角公式降次.
(4)弦、切互化.
例1 (1)已知2sin θ=1+cos θ,则tan 等于( )
A.2 B.
C.或不存在 D.不存在
答案 C
解析 ∵2sin θ=1+cos θ,
∴4sin cos =1+2cos2-1,则4sin cos =2cos2,
当cos =0时,tan 不存在;
当cos ≠0时,tan =.
(2)若0<α<<β<π,cos α=,sin(α+β)=-,则cos β等于( )
A.- B. C.- D.
答案 C
解析 因为0<α<<β<π,所以α+β∈,
所以cos(α+β)<0,
因为sin(α+β)=-,所以cos(α+β)=-.
因为α∈,所以sin α>0,
又cos α=,所以sin α=,
所以cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)·sin α=×+×=-.
易错提醒 (1)公式的使用过程要注意正确性,要特别注意公式中的符号和函数名的变换,防止出现“张冠李戴”的情况.
(2)求角问题要注意角的范围,要根据已知条件将所求角的范围尽量缩小,避免产生增解.
(3)根据条件合理的拆角,如β=(α+β)-α,2α=(α+β)+(α-β)等.
跟踪演练1 (1)(2021·全国甲卷)若α∈,tan 2α=,则tan α等于( )
A. B. C. D.
答案 A
解析 方法一 因为tan 2α==,
且tan 2α=,所以=,解得sin α=.因为α∈,所以cos α=,tan α==.
方法二 因为tan 2α====,且tan 2α=,所以=,解得sin α=.因为α∈,所以cos α=,tan α==.
(2)已知α,β均为锐角,且α+β≠,若sin(2α+β)=sin β,则=________.
答案 5
解析 ∵sin(2α+β)=sin β,
则2sin[(α+β)+α]=3sin[(α+β)-α],
∴2[sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α]=3[sin(α+β)cos α-cos(α+β)sin α],
从而sin(α+β)cos α=5cos(α+β)sin α.
∴tan(α+β)=5tan α,故=5.
考点二 正弦定理、余弦定理
核心提炼
1.正弦定理:在△ABC中,===2R(R为△ABC的外接圆半径).变形:a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C,sin A=,sin B=,sin C=,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C等.
2.余弦定理:在△ABC中,a2=b2+c2-2bccos A.
变形:b2+c2-a2=2bccos A,cos A=.
3.三角形的面积公式:S=absin C=acsin B=bcsin A.
例2 (1)在△ABC中,AC=,BC=,cos A=,则△ABC的面积为( )
A. B.5 C.10 D.
答案 A
解析 在△ABC中,由余弦定理得BC2=AC2+AB2-2AC·AB·cos A,
即10=5+AB2-2×AB×,整理得AB2-4AB-5=0,解得AB=5或AB=-1(舍去),由cos A=,可得sin A==,
∴S△ABC=AB·AC·sin A=×5××=.
(2)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a=1,sin Acos C+(sin C+b)cos A=0,则A=________.
答案
解析 由sin Acos C+(sin C+b)cos A=0,
得sin Acos C+sin Ccos A=-bcos A,
所以sin(A+C)=-bcos A,即sin B=-bcos A,
又=,所以==-,
又a=1,所以=-,即tan A=-,
因为0<A<π,所以A=.
规律方法 (1)利用正、余弦定理解三角形时,涉及边与角的余弦的积时,常用正弦定理将边化为角,涉及边的平方时,一般用余弦定理.
(2)涉及边a,b,c的齐次式时