内容正文:
第 6 章 三角
2023-2024学年高一数学同步精品课堂(沪教版2020必修第二册)
6.2三角变换的应用(第5课时)
学习目标
1.能用二倍角公式导出半角公式,能用两角和与差的三角函数公式导出积化和差、和差化积公式.体会其中的三角恒等变换的基本思想方法,以及进行简单的应用.(重点)
2.了解三角恒等变换的特点、变换技巧,掌握三角恒等变换的基本思想方法,能利用三角恒等变换对三角函数式化简、求值以及三角恒等式的证明和一些简单的应用.(难点、易错点)
情境导入
同学们知道电脑输入法中的“半角”和“全角”的区别吗?半角、全角主要是针对标点符号来说的,全角标点占两个字节,半角占一个字节,但不管是半角还是全角,汉字都要占两个字节.事实上,汉字字符规定了全角的英文字符、图形符号和特殊字符都是全角字符,而通常的英文字母、数字键、符号键都是半角字符.
任意角中是否也有“全角”与“半角”之分,二者有何数量关系?
提示 是α的半角,α是2α的半角.
想一想
在学习两角和与差的公式 、 二倍角公式的基础上 , 我们可以推导出更多的三角恒等关系 . 如果已知角 α 的正弦 、 余弦及正切值 , 用二倍角公式就可以得到角 2 α 的相应值 . 反之 , 如果已知角 2 α 的正弦 、 余弦及正切值 , 也可以得到角 α 的相应值
新课讲解
例14.试以表示
(提示:与有什么关系?)
解:是的二倍角.在倍角公式中,
以代替,以代替,得:
∴①
在倍角公式中,
以代替,以代替,得:
∴②
∴将①②两个等式的左右两边分别相除,得:
从例 14 不难得到以下公式 :
它们分别叫做半角的正弦 、 余弦和正切公式 . 其中 , 公式右侧的
“ ± ” 号 , 根据角所在的象限由左侧值相应的符号确定
例如 , 因为 15° 是第一象限的角 , 所以 sin15°>0 , 从而
半角的正切公式还可以表示为
这样 , 半角的正切公式又可以表示为
.
证明:
例16.求证:
证明:(1)因为
将以上两式的左右两边分别相加,得:
即
思考:这两个式子的左右两边在结构形式上有什么不同?
类似地 , 利用两角和与差的正弦 、 余弦公式 , 就可以得到下面一组公式 :
它们统称为 积化和差公式 .
例
类似地 , 我们可以得到下面一组公式 :
它们统称为 和差化积公式 .
积化和差公式与和差化积公式相互等价 , 都可由两角和与差的正弦 、 余弦公式通过恒等变换得到 . 这两组公式常用来化简比较复杂的三角表达式 .
课本练习
随堂检测
和角公式
差角公式
二倍角公式
三倍角公式
半角公式
万能公式
积化和差公式
和差化积公式
化一公式
公式之间的关系
需要掌握的公式:
和角公式(3个)+差角公式(3个)+二倍角公式(5个)=11个
课堂小结
例15.求证:
.
.
【答案】 C
1.若cos α=eq \f(2,3),α∈(0,π),则cos eq \f(α,2)的值为( )
A.eq \f(\r(6),6)
B.-eq \f(\r(6),6)
C.eq \f(\r(30),6)
D.-eq \f(\r(30),6)
【解析】 由题意知eq \f(α,2)∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),∴cos eq \f(α,2)>0,
cos eq \f(α,2)=eq \r(\f(1+cos α,2))=eq \f(\r(30),6).
【答案】 A
2.已知cos α=eq \f(3,5),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)π,2π)),则sin eq \f(α,2)等于( )
A.eq \f(\r(5),5)
B.-eq \f(\r(5),5)
C.eq \f(4,5)
D.eq \f(2\r(5),5)
【解析】 由题知eq \f(α,2)∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)π,π)),∴sin eq \f(α,2)>0,sin eq \f(α,2)=eq \r(\f(1-cos α,2))=eq \f(\r(5),5).
【答案】 C
3.已知sin α-cos α=-eq \f(5,4),则sin 2α的值等于( )
A.eq \f(7,16)
B.-eq \f(7,16)
C.-eq \f(9,16)
D.eq \f(9,16)
【解析】 由sin α-cos α=-eq \f(5,4),
(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=1-sin 2α=eq \f(25,16),所以sin 2α=-eq \f(9,