内容正文:
5.2
任意角的三角函数
第五章
5.2.3 诱导公式
学习目标
1.利用单位圆的对称性及同角三角函数关系推导诱导公式.
2.掌握三角函数的诱导公式,理解“奇变偶不变,符号看象限”等的含义.
3.能运用诱导公式求值.化简简单的三角函数式及证明简单的三角恒等式.
核心素养:直观想象、数学抽象、数学运算.
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诱导公式一
角α与k·2π+α(k∈Z)的三角函数间的关系
由三角函数定义可以知道:终边相同的角的同一三角函数值相等.即有公式一
sin(α+2kπ)=sin α(k∈Z),
cos(α+2kπ)=cos α(k∈Z),
tan(α+2kπ)=tan α(k∈Z).
【注意】(1)诱导公式一的实质是:终边相同的角,其同名三角函数的值相等.
(2)利用公式一可以把任意角的三角函数值化为0~2π范围内终边相同的角的三角函数值(方法是先在0~2π的范围内,找出与所给角终边相同的角,再把它写成公式一的形式,进而求得结果).
(3)由公式一可知,三角函数值有“周而复始”的变化规律.这也说明了角与三角函数的对应关系是多(角)对一(值)的关系,即如果给定一个角,它的三角函数值只要存在就是唯一的;反过来,如果给定一个三角函数值,都有无数个角与之对应.
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诱导公式二
角α与-α的三角函数间的关系
如果角α的终边与角β的终边关于x轴对称,那么α与β的三角函数值之间有什么关系?
设角α,β的终边分别与单位圆交于点P,P′,则点P和点P′关于x轴对称(图).
根据三角函数的定义,点P的坐标是(cos α,sin α),点P′的坐标是(cos β,sin β),
则有sin β=-sin α,cos β=cos α.
由同角三角函数关系得
特别地,角-α与角α的终边关于x轴对称,则有公式二
sin(-α)=-sin α,cos(-α)=cos α,tan(-α)=-tan α.
点P′的坐标是(cos α,sin -α),则有β=-α,则α,β的终边关于x轴对称
后边的诱导公式推导都要用到
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诱导公式三
角α与π+α的三角函数间的关系
若角α的终边与角β的终边关于原点O对称(图).
同理可得,sin β=-sin α,cos β=-cos α,tan β=tan α.
特别地,角π+α与角α的终边关于原点O对称,则有公式三
sin(π+α)=-sin α,
cos(π+α)=-cos α,
tan(π+α)=tan α.
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诱导公式四
角α与π-α的三角函数间的关系
若角α的终边与角β的终边关于y轴对称(图).
同理可得
sin β=sin α,cos β=-cos α,tan β=-tan α.
特别地,角π-α与角α的终边关于y轴对称,则有公式四
sin(π-α)=sin α,
cos(π-α)=-cos α,
tan(π-α)=-tan α.
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总结
【问题1】公式二、公式三、公式四间的关系
【答】
【问题2】关于“函数名不变,符号看象限”的理解.
【答】①“函数名不变”是指等式两边的三角函数同名;
②“符号看象限”是指把原角看成锐角时新角在原函数下的符号,由
新角所在象限确定符号.如sin(α+π),若把α看成锐角,则π+α在
第三象限,所以取负值,故sin(α+π)=-sinα
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诱导公式一~四的应用
【例1】利用公式求下列三角函数的值.
【解】
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方法归纳
【利用诱导公式一~四把任意角的三角函数转化成锐角的三角函数的步骤】
任意负角的
三角函数
用公式一
或公式二
任意正角的
三角函数
0~2π的角
的三角函数
用公式三
或公式四
锐角的
三角函数
用公式一
利用诱导公式化简的一般思路:
切化弦,负化正、大化小;异名化同名,异角化同角.
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【例2】化简
【解】因为
所以原式=
诱导公式一~四的应用
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填表:
即时巩固
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诱导公式五
α与 -α的三角函数间的关系
若角α的终边与角β的终边关于直线y=x对称(图=),设角α,β的终边分别与单位圆交于点P,P′.
根据三角函数的定义,点P的坐标是(cos α,sin α),点P′的坐标是(