内容正文:
(第1课时)
5.2.2 简单的三角恒等变换
1.两角和与差的正弦、 余弦、正切公式
复习引入
余余正正
(哭哭丧丧)
符号相反
正余余正
(丧哭哭丧)
符号相同
符号上同
下不同
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第二级
第三级
第四级
第五级
2.二倍角公式
分析:请大家想一想,本题中已知和所求的三角函数式中的角有什么特点?
已知和所求角之间有2倍关系.
解:
有了和(差)角公式和二倍角公式,进而可以解决三个角的和与差的问题,多个角的和差问题,多倍角的问题等,既然倍角解决了,那么你能尝试半角吗?
学习了和(差)角公式、二倍角公式以后,我们就有了进行三角恒等变换的新工具,从而使三角恒等变换的内容、思路和方法更加丰富.
学习新知
例1.试以 表示 .
(1)已知角 与待求角 有什么关系?
(2)怎样运用倍角公式解决?
解:
例1.试以 表示 .
【记忆方法】
半角公式带根号,是正是负看半角.
综合例1结论
特点:
(1)用单角的三角函数表示它们的一半即是半角的三角函数;
(2)由左式的“二次式”转化为右式的“一次式”(即用此式可达到“降次”的目的).
代数式变换往往着眼于式子结构形式的变换.对于三角变换,由于不同的三角函数式不仅会有结构形式方面的差异,而且还会有所包含的角,以及这些角的三角函数种类方面的差异,因此三角恒等变换常常首先寻找式子所包含的各个角之间的联系,这是三角式恒等变换的重要特点.
经历了例1的解决过程之后,你能谈一谈三角恒等变换与代数恒等变换二者之间有何区别吗?
所以得证.
证法一:因为
练习1:求证:
注意到等式两侧所含角为二倍关系
练习1:求证:
又 即
所以 得证.
证法二:因为
此题给出了不需要讨论正负号的半角正切公式.
(注意公式的选取.)
例2.求证
证明:
(1) sin(+) = sin cos +cos sin
sin(- ) = sin cos -cos sin
两式相加,得
sin(+) + sin(-) = 2sin cos
积化和差
和差化积
(1)式子中所包含的各个角有怎样的关系?你能得到什么样的启示?
根据(1)式子中存在两角及它们的和与差(反之也是),式子结构从积到和差(反之也是),式子结构从二次到一次(反之也是),要消除这种差异,你可以从哪个角度入手呢?
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根据两角和与差的正、余弦公式把下列等式补充完整:
(1)sin(α+β)+sin(α-β)= ;
(2)sin(α+β)-sin(α-β)= ;
(3)cos(α+β)+cos(α-β)= ;
(4)cos(α+β)-cos(α-β)= .
2sin αcos β
2cos αsin β
2cos αcos β
-2sin αsin β
由上述(1)~(4)这四个等式不难得出下列四个对应的积化和差公式:
积化和差公式
例2.求证
积化和差
和差化积
(2)中式子两边在结构形式上与(1)有什么不同?
根据两个式子的结构特点,(1)是将正余弦之积化为两正弦之和,(2)是将两正弦之和化为正余弦之积,而且对比角的关系, 且 ,因此考虑到它们之间的联系,采取换元法进行证明.
例2.求证
证明:
追问:不用(1)的结果,如何证明?
积化和差
和差化积
根据两角和与差的正、余弦公式把下列等式补充完整:
(1)sin(α+β)+sin(α-β)= ;
(2)sin(α+β)-sin(α-β)= ;
(3)cos(α+β)+cos(α-β)= ;
(4)cos(α+β)-cos(α-β)= .
2sin αcos β
2cos αsin β
2cos αcos β
-2sin αsin β
在上述⑴~⑷这四个等式中,
由此可以得到四个相应的和差化积公式:
在上述⑴~⑷这四个等式中,
由此可以得到四个相应的和差化积公式:
和
差
化
积
公
式
正加正,正在前
余加余,余并肩
余减余,负正弦
正减正,余在前
例2的证明用到了换元的方法,如把α+β看作θ,α-β看作φ,从而把包含α,β的三角函数式转化