内容正文:
三角恒等变换
[考试要求] 1.会用向量的数量积推导出两角差的余弦公式.2.会用两角差的余弦公式推导出两角差的正弦、正切公式.3.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.4.能运用上述公式进行简单的三角恒等变换(包括导出积化和差、和差化积、半角公式,但不要求记忆).
1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式
(1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β;
(2)cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β;
(3)tan(α±β)=.
2.二倍角的正弦、余弦、正切公式
(1)sin 2α=2sin αcos α;
(2)cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α;
(3)tan 2α=.
提醒:(1)二倍角公式就是两角和的正弦、余弦、正切公式中α=β的特殊情况.
(2)二倍角是相对的,如是的2倍,3α是的2倍.
3.辅助角公式
asin α+bcos α=sin(α+φ)
.
[常用结论]
1.公式的常用变式
tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β);
sin 2α==;
cos 2α==.
2.降幂公式
sin2α=;cos2α=;
tan2α=.
3.升幂公式
1+cos α=2cos2;
1-cos α=2sin2;
1+sin α=;
1-sin α=.
4.半角正切公式
tan ==.
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立. ( )
(2)公式asin x+bcos x=sin(x+φ)中φ的取值与a,b的值无关. ( )
(3)cos θ=2cos2-1=1-2sin2. ( )
(4)当α是第一象限角时,sin =. ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)×
二、教材习题衍生
1.已知cos α=-,α是第三象限角,则cos为( )
A. B.- C. D.-
A [∵cos α=-,α是第三象限角,
∴sin α=-=-.
∴cos=(cos α-sin α)=
=.故选A.]
2.已知sin α-cos α=,则sin 2α=( )
A.- B.- C. D.
A [∵sin α-cos α=,
∴(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=1-sin 2α=,
∴sin 2α=-.故选A.]
3.计算:sin 108°cos 42°-cos 72°sin 42°=________.
[原式=sin(180°-72°)cos 42°-cos 72°sin 42°
=sin 72°cos 42°-cos 72°sin 42°=sin(72°-42°)
=sin 30°=.]
4.若tan α=,tan(α+β)=,则tan β=________.
[tan β=tan[(α+β)-α]===.]
第1课时 两角和与差的正弦、余弦、正切公式及二倍角公式
考点一 公式的直接应用
应用公式化简求值的策略
(1)首先要记住公式的结构特征和符号变化规律.
例如两角差的余弦公式可简化为“同名相乘,符号相反”.
(2)注意与同角三角函数基本关系、诱导公式的综合应用.
(3)注意配方法、因式分解和整体代换思想的应用.
[典例1] (1)(2020·全国Ⅰ卷)已知α∈(0,π),且3cos 2α-8cos α=5,则sin α=( )
A. B. C. D.
(2)已知sin α=,α∈,tan (π-β)=,则tan (α-β)的值为( )
A.- B. C. D.-
(3)(2022·四川绵阳一模)若tan α=5tan,则=________.
(1)A (2)A (3) [(1)由3cos 2α-8cos α=5,得3(2cos2α-1)-8cos α=5,
即3cos2α-4cos α-4=0,
解得cos α=-或cos α=2(舍去).
又∵α∈(0,π),∴sin α>0,
∴sin α===.故选A.
(2)∵α∈,∴cos α=-,tan α=-,
又tan (π-β)=,∴tan β=-,
∴tan (α-β)=
==-.
(3)=
=
=
===.]
[跟进训练]
1.(2021·全国乙卷)cos2-cos2=( )
A. B. C. D.
D [因为cos=sin=sin,
所以cos2-cos2=cos2-sin2
=cos=cos=.故选D.]
2.若sin (2α-β)=,sin (2α+β)=,则sin 2α cos β等于( )
A. B. C. D.