内容正文:
第4章 三角函数
4.4 同角三角函数的基本关系
探索新知
情境导入
典例剖析
巩固练习
归纳总结
布置作业
同角三角函数的基本关系是在任意角三角函数定义的基础上,建立起三个三角函数的联系,从而解决已知角α的一个三角函数值,求该角的其余三角函数值的问题.同角三角函数的基本关系式在解决三角函数的化简、求值、证明中具有重要作用.
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我们知道,对于任意角α的正弦函数sinα、余弦函数cosα和正切函数tanα,都是角α的三角函数,那么这些三角函数之间存在怎样的关系呢?
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一般地,设点P (x,y)是角α的终边与单位圆O的交点,则|OP|=1,x=cosα,y=sinα.
因为 |OP|=r ,所以
x²+y²=1 即 sin²α+ cos²α =1
显然,当α的终边与坐标轴重合时,这个公式也成立.
而当α≠+2kπ(k∈Z) 时,有tanα= =.
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这说明,同一个角α的正弦、余弦的平方和等于1,商等于角α的正切.
由此得到同角三角函数间的基本关系式:
sin²α+ cos²α =1
tanα=
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温馨提示
在运用同角三角函数的基本关系时,要特别注意“同角”二字.
如sin²35° + cos²35° =1,tan35° =;
sin²β + cos²β =1,tanβ =;
sin²2α + cos²2α =1,tanβ =.
以上各式都符合同角三角函数基本关系式的形式,所以都成立.
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温馨提示
sin²30° + cos²60° 中的角不是“同角”,不符合基本关系式的形式,所以
sin²30° + cos²60° ≠1 .
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典例1 已知 sinα= ,且角α是第二象限角,求cosα和tanα.
解 因为sin²α+ cos²α =1, 所以
又因为角α是第二象限角,所以cosα<0,因此
从而 tanα== =-
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典例2 已知tanα = -,且角α是第四象限角,求sinα和cosα.
解 由题设及同角三角函数基本关系,得方程组
因为α是第四象限角,cosα>0所以 .
sinα= -× =-
解方程组得到
试一试
在例1中,如果去掉“角α是第二象限角”这个条件,该如何求解.如果在例2中也做同样的处理,该如何求解?
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典例3 化简: .
解 因为tanα -1= ,
所以 = =.
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典例4 求证: = .
证明 因为 - = = =0 .
所以 = .
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典例5 已知tanα=2,求 .
解法一:由tanα=2,得 =2,即sinα=2cosα,所以
= = = = .
解法二:代数式上下同除以tanα,得
.
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sinα+cosα与sinαcosα之间有什么关系?
探究与发现
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【巩固1】
注意:开方运算根据角所在象限确定符号,不知角所在象限要根据条件讨论
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【巩固2】已知,且
分析:我们
方程组,就可
以求出.
解:由题意和三角函数的基本关系式,可列方程组
1
2
由②得cos
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【巩固3】化简
解:
解题思路:切化弦
去根号
同角三角函数化简常用方法:
开方运算根据角所在象限确定符号
注意
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【巩固3】已知的值
解法1:由tan
.
解题思路:
把不同名函数化
成同名同角函数
对于分式齐次式,因为
一般可在分子和分母中同除以
注意
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【巩固3】已