内容正文:
5.5 三角恒等变换
5.5.1 两角和与差的正弦、余弦
和正切公式
第1课时 两角差的余弦公式
引 入
前面我们学习了诱导公式,利用它们可以对三角函数式进行恒等变形(这种变形我们一般称为三角变换),以达到化简,求值或证明的目的. 那么你还记得诱导公式反映的是哪些角的三角函数间的恒等关系吗?
这就是我们这一节要研究的问题. 接下来我们首先来研究一下两个任意角差的余弦问题。
知识探究
y
x
o
问题:根据任意角α,β的正弦、余弦,你能推出α-β的余弦吗?
思考1:当α≠ β+2kπ 时,设单位圆与x轴的正半轴交于A(1,0), 以x 轴的非负半轴为半轴为始边,作出角α,β,α-β分别与单位圆交于P1, A1, P,则它们的坐标分别是多少?
由三角函数的定义得
思考2:连接A1P1,AP,若把扇形OAP绕着O点旋转β,你能得到什么结论,根据是什么?
根据圆的旋转对称性得
圆的旋转对称性:
任意一个圆绕着圆心旋转任意角度后,都与原来重合.
思考3:我们知道了 A1、P1、A和P的坐标,而 A1P1= AP,由此你能推导出什么?
思考4:当α = β+2kπ 时,上式成立吗?
说明:
(1)公式的特点:
两边的符号相反;右边的积的函数同名, 且余弦在前正弦在后.
两角差的余弦公式
思考4:观察这个等式,说说它有何特点?
思考5:此公式的证明过程是怎样的?
(2)公式的推导过程:
第1步,标出问题中所涉及到的量;
第2步,利用三角函数,写出各点坐标;
第3步,根据圆的旋转对称性,得到AP=A1P1;
第4步,代入两点间的距离公式,得出两角差的余弦公式.
返回
例 析
练习
一般化为特殊角
先求出 cosα 和 sinβ.
例 析
思考:根据公式C(α-β) 和已知条件,要求cos(α-β),首先需要干什么?
从角之间的关系入手.
未知结论中的 “ 角β ” 与已知条件中的两个角 “ α ” 和 “ α+β ” 具有如下关系:
思考:你认为本题应从什么地方入手?
已知表未知
第1步,确定解题需用哪个公式,如公式C(α - β).
第2步,观察题目的条件和要求的结论,看是否需要对未知结论进行变形,如角的变形;
第3步,根据公式和题目条件,看还差哪些值,需作什么准备;
第4步,由以上方案,先求值,再代入,再解决问题.
思考1:通过以上例题,请你说说应用这类公式的程序是怎样的?
思考2:还记得角的变换有哪些思路吗?
利用角与角之间的和、差、倍、分关系进行:
(1)已知表未知.
用已知条件中的角将未知结论中的角表示出来
(2)一般化特殊.
将一般角用特殊角表示出来
(3)异角化同角.
把不同的角尽可能化为相同的角
三角变换中角的变换
返回
练习
思考:你还能想到其它解法吗?
1.两角差的余弦公式C(α-β)是怎样的,公式有何特点,是如何证明的?
2.在运算两角差的余弦公式时,注意哪些问题,你能举例说明吗?
小 结
一是同角三角函数间的关系中平方关系的正确运用,特别是开方时正负的取舍.
二是角的变换问题(配角). 如
用已知条件中的角将未知结论中的角表示出来(已知表未知);
将一般角用特殊角表示出来(已知表未知).
三是公式的逆用。
作业
教材P228习题5.5第1,2,3题
$$