内容正文:
4.3 诱导公式与对称
4.4 诱导公式与旋转
学业标准
素养目标
1.了解正(余)弦函数诱导公式的意义和作用.
2.理解诱导公式的推导过程.(难点)
3.灵活运用诱导公式进行化简、求值和证明.(重点)
1.通过诱导公式的推导,培养数学抽象、逻辑推理等核心素养.
2.通过诱导公式的应用,提升数学运算等核心素养.
[教材梳理]
导学1 诱导公式与对称
如图,在平面直角坐标系中,设角α,-α,π+α,π-α的终边与单位圆分别相交于点P,P1′,P2′,P3′,观察并思考.
(1)P与P1′关于x轴有怎样的位置关系?
(2)P与P2′关于原点有怎样的位置关系?
(3)P与P3′关于y轴有怎样的位置关系?
[提示] (1)关于x轴对称.
(2)关于原点对称.
(3)关于y轴对称.
根据任意角正(余)弦函数的定义,并结合问题1的结论思考下面问题:
(1)sin(-α)与sin α的值有何关系?cos(-α)与cos α的呢?
(2)sin(π+α)与sin α的值有何关系?cos(π+α)与cos α的呢?
(3)sin(π-α)与sin α的值有何关系?cos(π-α)与cos α的呢?
[提示] 借助单位圆,依据三角函数的定义和对称关系得sin(-α)=-sin α,cos(-α)=cos α,sin(π+α)=-sin α,cos(π+α)=-cos α,sin(π-α)=sin α,cos(π-α)=-cos α.
导学2 诱导公式与旋转
设锐角α的终边与单位圆交于点P(u,v),将终边绕点O沿逆时针方向旋转得到点P′,即α+的终边与单位圆交于点P′.
(1)怎样用点P的坐标表示点P′的坐标?
(2)sin与cos α的值有何关系?
cos与sin α的呢?
[提示] (1)由平面几何的知识知P′的坐标为(-v,u).
(2)依据三角函数的定义得sin=cos α.
cos=-sin α.
利用问题1中(2)的结论和-α与α的正(余)弦关系,探究α-与α三角函数值的关系.
[提示] sin=-sin
=-sin=-cos(-α)=-cos α,
同理得cos=sin α.
◎结论形成
1.正(余)弦函数的诱导公式
对任意角α,下列关系式均成立(其中k∈Z).
sin(α+2kπ)=sin α
sin(-α)=-sin α
sin(α+π)=sin(π+α)=-sin α
sin(α-π)=-sin α
sin(π-α)=sin α
sin=sin=cos α
sin=cos α
cos(α+2kπ)=cos α
cos(-α)=cos α
cos(α+π)=cos(π+α)=-cos α
cos(α-π)=-cos α
cos(π-α)=-cos α
cos=cos=-sin α
cos=sin α
2.诱导公式的语言概括
除了关于-α的诱导公式sin(-α)=-sin α和cos(-α)=cos α,对于其他诱导公式中的角,都可以看作α+,其中n=1,2,3,4k(k∈Z).
当n取奇数1或3时,公式的等号两边一个是正弦函数,另一个是余弦函数;当n取偶数2或4k(k∈Z)时,公式的等号两边都是正弦函数或都是余弦函数,其符号通常是把α看成锐角时原三角函数的符号.
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)诱导公式中的角α一定是锐角.( )
(2)在△ABC中,sin(A+B)=sin C.( )
(3)sin=cos α.( )
(4)若α为第二象限角,则sin=cos α.( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√
2.点A(sin 2020°,cos 2020°)在直角坐标平面上位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析 ∵2020°=360°×5+220°,
∴sin 2020°=sin 220°=-sin 40°<0,
cos 2020°=cos 220°=-cos 40°<0.故选C.
答案 C
3.sin 95°+cos 175°可化简为( )
A.sin 5° B.cos 5°
C.0 D.2sin 5°
解析 原式=cos 5°-cos 5°=0.
答案 C
4.已知P(2,3)是角α终边上一点,则sin(π+α)=________.
解析 x=2,y=3,r==,
则sin α==.
∴sin(π+α)=-sin α=-.
答案 -
题型一 利用诱导公式求值一题多变
(1)求sin(-1200°)cos 1290°+cos(-1020°)sin(-1050°)的值;
(2)已知cos =,求sin 的值.
[自主解答] (1)由题意,知
原式=-sin (3×360°+120°)·cos (3×