内容正文:
第03讲 诱导公式
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.了解诱导公式的推导方法.
2.能够准确记忆诱导公式.(重点、易混点)
3.掌握诱导公式并能灵活应用.(难点)
(),,,这些角都与角有特殊的关系. 已知角的正弦、余弦、正切及余切值,能够快速求出上述这些角的正弦、余弦、正切及余切值?这就是诱导公式要解决的问题.
由于角()的终边与角的终边重合,因此由定义有如下诱导公式:
, ,
, ().
由这组诱导公式,求任意角的正弦、余弦、正切及余切值可以转化为求范围内一个角的相应值.
角的终边与角的终边关于周对称,角的终边与单位圆交于点,而角的终边与单位圆交于点. 由于点与点关于轴对称,其横坐标相等,而纵坐标互为相反数,因此有如下诱导公式:
, ,
, .
由这组诱导公式,求负角的正弦、余弦、正切及余切值可以转化为求正角的相应值.
将角的终边绕着原点按逆时针方向旋转弧度,得到角的终边,这说明角和角的终边在同一条直线上,但方向相反. 角的终边与单位圆交于点. 由于点与点关于原点对称,其横坐标和纵坐标都互为相反数,因此有如下诱导公式:
, ,
, .
由这组诱导公式,求范围内的角的正弦、余弦、正切及余切值可以转化到范围内一个角的相应值.
角的终边与角的终边关于轴对称,角的终边与单位圆交于点,而角的终边与单位圆交于点. 由于点与点关于轴对称,其横坐标互为相反数,而纵坐标互相等,因此有如下诱导公式:
, ,
, .
由这组诱导公式,求范围内的角的正弦、余弦、正切及余切值可以转化到范围内一个角的相应值.
以上四组诱导公式说明,(),,的正弦、余弦、正切及余切值的绝对值等于角的相应量的绝对值【名称不变】,但这两个值之间可能差一个正负号. 由于诱导公式较多,记忆其中的正负号并不容易,但有一个简单的方法可以加以判断,即:当为锐角时,等式两边必须同正或同负.
例如,的绝对值应该与的绝对值相等,即成立. 但当为锐角时,是第二象限的角【符号看象限】,这时,而,所以前式中应该取负号,即有.
角的终边与角关于直线对称,角的终边与单位圆交于点,而角的终边与单位圆交于点. 由于点与点关于直线对称,则点的横坐标与点的纵坐标相等,而点的纵坐标与点的横坐标相等,因此有如下诱导公式:
, ,
, .
在以上公式中将用代换,就有.
同理,有如下诱导公式:
, ,
, .
上述两组诱导公式说明正弦和余弦可以相互转化,正切和余切也可以相互转化.
以上两组诱导公式说明角的正(余)弦、正(余)切值的绝对值,必等于角的余(正)弦、余(正)切值的绝对值【名称改变】,但这两者可能差一个正负号. 这个正负号的确定方法是:当角为锐角时,等式两边必须同正或同负. 例如,的绝对值应该同的绝对值相等,即成立. 但当为锐角时,是第二象限的角【符号看象限】,这时,而,所以前式中应该取负号,即有.
奇变偶不变,符号看象限.
例如,及都是的奇数倍,如果等式左边是,的正弦、余弦、正切、余切之一,那么等式右边相应的必定是的余弦、正弦、余切、正切,这就是“奇变”;而()、、都是的偶数倍,等式两边的正弦、余弦、正切及余切的名称就应该相同,这就是“偶不变”. 等式右边角正弦、余弦、正切及余切前的符号可以将视为锐角(实际上此时可以为任意角),由等式左边的角所在的象限的正弦、余弦、正切及余切值的符号来确定,即“符号看象限”.
题型一:利用诱导公式求值
1.利用诱导公式求任意角三角函数值的步骤
1“负化正”——用公式一或三来转化;
2“大化小”——用公式一将角化为0°到360°间的角;
3“小化锐”——用公式二或四将大于90°的角转化为锐角;
4“锐求值”——得到锐角的三角函数后求值.
2.解决条件求值问题的两技巧
1寻找差异:解决条件求值问题,首先要仔细观察条件与所求式之间的角、函数名及有关运算之间的差异及联系.
2转化:可以将已知式进行变形向所求式转化,或将所求式进行变形向已知式转化.
1.(23-24高一下·上海杨浦·期中)若,则的值是 .
【答案】2
【难度】0.94
【知识点】正切函数的诱导公式、诱导公式二、三、四
【分析】直接利用诱导公式计算即可.
【详解】根据诱导公式知:.
故答案为:2.
2.(23-24高一下·上海黄浦·期末)若,则 .
【答案】/0.5
【难度】0.94
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】利用诱导公式即可得到答案.
【详解】,
则,
故答案为:.
3.(23-24高一·上海·课堂例题)用诱导公式求值:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【难度】0.85
【知识点】诱导公式二、三、四、诱导公式一
【分析】利用诱导公式以及特殊角的三角函数值即可求解.
【详解】(1).
(2).
(3)
.
(4).
4.(22-23高一下·上海浦东新·开学考试)已知下列三角比:(1);(2);(3);(4);(5),,其中与的值相同的是 .
【答案】(2)(3)(5)
【难度】0.65
【知识点】诱导公式二、三、四、诱导公式一、特殊角的三角函数值
【分析】利用三角函数诱导公式计算各式即可得解.
【详解】因为
对于(1),当时,,
当时,,故(1)不满足要求;
对于(2),,故(2)满足要求;
对于(3),,故(3)满足要求;
对于(4),,故(4)不满足要求;
对于(5),,故(5)满足要求;
故答案为:(2)(3)(5).
题型二:利用诱导公式化简求值
三角函数式化简的常用方法
1合理转化:①将角化成2kπ±α,kπ±α,k∈Z的形式.,②依据所给式子合理选用诱导公式将所给角的三角函数转化为角α的三角函数.
2切化弦:一般需将表达式中的切函数转化为弦函数.
1.(23-24高一下·上海·阶段练习)若角满足,则
【答案】
【难度】0.94
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、正、余弦齐次式的计算
【分析】利用诱导公式及即可求解.
【详解】
故答案为:
2.(23-24高一下·上海·开学考试)化简的结果为( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】借助诱导公式计算即可得.
【详解】原式=
故选:C.
3.(23-24高一下·上海嘉定·期中)下列定义在上的函数是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】由奇偶函数的定义及诱导公式即可求解.
【详解】,,所以为奇函数,故A对;
,,所以为偶函数,故B错;
,,所以为偶函数,故C错;
,,所以为偶函数,故D错.
故选:A.
4.(22-23高一下·上海浦东新·期末)化简 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】诱导公式五、六、诱导公式二、三、四、诱导公式一
【分析】利用三角函数的诱导公式化简即可得解.
【详解】
.
故答案为:.
5.(高一下·上海徐汇·开学考试)设,其中,若,则 .
【答案】1
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、诱导公式二、三、四、诱导公式一
【分析】直接代入,结合诱导公式即可得到答案.
【详解】,
即,
则.
故答案为:1.
6.(23-24高一下·上海青浦·阶段练习)已知为第二象限角,且,则 .
【答案】/
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、已知正(余)弦求余(正)弦
【分析】根据诱导公式以及同角关系,即可化简求解.
【详解】由于,为第二象限角,故,
故答案为:
7.(23-24高一下·上海闵行·阶段练习)若,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、已知正(余)弦求余(正)弦
【分析】
由的值,利用同角三角函数间的基本关系求出的值,将所求式子的第一项中的角变形为,第二项中的角变形为,分别利用诱导公式化简后,将各自的值代入即可求出值.
【详解】
,
,
则
.
故答案为:
8.(23-24高一下·上海闵行·阶段练习)化简: .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】利用诱导公式进行求解即可.
【详解】
.
故答案为:
9.(23-24高一下·上海·阶段练习)化简: .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】
根据题意,结合三角函数的诱导公式,准确运算,即可求解.
【详解】由三角函数的诱导公式,
可得.
故答案为:.
10.(23-24高一下·上海·假期作业)化简: .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】根据诱导公式化简求值.
【详解】原式=.
故答案为:
11.(高一下·上海徐汇·开学考试)化简 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】依据诱导公式对原式进行化简计算.
【详解】.
故答案为:.
12.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)已知角终边上一点,则 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、由终边或终边上的点求三角函数值
【分析】根据三角函数定义及诱导公式化简即可得解.
【详解】由诱导公式知,
,
因为角终边上一点,
所以,
所以原式.
故答案为:
题型三:利用诱导公式证明恒等式
三角恒等式的证明的策略
1遵循的原则:在证明时一般从左边到右边,或从右边到左边,或左右归一,总之,应遵循化繁为简的原则.
2常用的方法:定义法,化弦法,拆项拆角法,公式变形法,“1”的代换法.
1.(24-25高一上·上海·课堂例题)证明:.
【答案】证明见解析
【难度】0.85
【知识点】三角函数恒等式的证明——诱导公式
【分析】利用诱导公式化简即可.
【详解】左边右边,
所以.
2.求证:=.
【答案】证明见解析
【分析】左边由诱导公式平方关系化简变形,右边用诱导公式,商数关系化简变形可证.
【详解】左边===,
右边===,
所以等式成立.
3.已知A、B、C是的三个内角,求证;
(1);
(2).
【答案】(1)证明见详解;(2)证明见详解.
【分析】(1)根据,结合诱导公式即可证明;
(2)根据,结合诱导公式即可证明.
【详解】(1)
.
(2)
.
题型四:诱导公式的综合应用
诱导公式综合应用要“三看”
一看角:①化大为小;②看角与角间的联系,可通过相加、相减分析两角的关系.
二看函数名称:一般是弦切互化.
三看式子结构:通过分析式子,选择合适的方法,如分式可对分子分母同乘一个式子变形.
1.(23-24高一下·上海·期中)已知,则的值为 .
【答案】/0.4
【难度】0.85
【知识点】诱导公式二、三、四、正、余弦齐次式的计算
【分析】根据诱导公式和弦化切即可得到答案.
【详解】,
则,
故答案为:.
2.(24-25高一上·上海·课后作业)若,,则 .
【答案】/
【难度】0.85
【知识点】已知弦(切)求切(弦)、三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、诱导公式二、三、四
【分析】利用诱导公式、同角公式计算即得.
【详解】由,得,则,
由,得,即,解得,
所以.
故答案为:
3.(23-24高一下·上海·阶段练习)若,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】诱导公式二、三、四、已知弦(切)求切(弦)、已知正(余)弦求余(正)弦
【分析】利用三角函数的诱导公式与基本关系式即可得解.
【详解】由,得,则,
而,则,
所以.
故答案为:.
4.(23-24高一下·上海黄浦·期中)在平面直角坐标系中,角的顶点与坐标原点重合,始边与轴的正半轴重合,其终边过点,角的终边与角的终边关于直线对称,则 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】诱导公式五、六、由终边或终边上的点求三角函数值
【分析】由三角函数的定义结合诱导公式即可求解.
【详解】由题意知,因为角的终边与角的终边关于直线对称,
则,
故答案为:
5.(2024高一下·上海·专题练习) .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、诱导公式五、六、三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】根据诱导公式和同角三角函数关系得到答案.
【详解】
.
故答案为:
6.(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)已知扇形的半径为,弧长为,若其周长为,当该扇形面积最大时,其圆心角为,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】基本不等式求积的最大值、三角函数的化简、求值——诱导公式、特殊角的三角函数值、扇形面积的有关计算
【分析】利用扇形面积公式和基本不等式可求得,并确定,由此可得;利用诱导公式和特殊角三角函数值可求得结果.
【详解】由题意得:,
扇形面积
(当且仅当,即时取等号),,
,解得:,
故答案为:.
7.(23-24高一下·上海·假期作业)如图,已知点的坐标为,将绕坐标原点逆时针旋转至. 求点的坐标.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由终边或终边上的点求三角函数值、诱导公式五、六
【分析】利用任意角三角函数的定义结合诱导公式处理即可.
【详解】如图,由,在单位圆中满足,.
这样对点,有,
.
所以,点的坐标为.
8.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知,求:的值
【答案】5.
【难度】0.65
【知识点】诱导公式五、六、正、余弦齐次式的计算
【分析】根据给定条件,利用诱导公式及切化弦求出,再利用齐次式法求值即得.
【详解】依题意,,解得,
所以.
9.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)已知是第二象限角,则;
(1)化简;
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】诱导公式五、六、诱导公式二、三、四、已知正(余)弦求余(正)弦
【分析】(1)利用诱导公式和同角三角函数的关系进行化简即可;
(2)利用诱导公式得到,通过的范围可得,即可求解
【详解】(1)
(2)因为,所以,
因为是第二象限角,
所以,
所以.
一、单选题
1.(2024高一下·上海·专题练习)与一定相等的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】诱导公式五、六、诱导公式二、三、四
【分析】先利用诱导公式对化简,然后再利用诱导公式对各选项化简分析判断即可.
【详解】解:,
对于A,,所以A错误;
对于B,,所以B错误;
对于C,,所以C错误;
对于D,,所以D正确.
故选:D.
2.(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)质点P和Q在以坐标原点O为圆心,半径为1的上逆时针作匀速圆周运动,同时出发.P的角速度大小为,起点为与x轴正半轴的交点;Q的角速度大小为,起点为射线与的交点.则当点与重合时,点的坐标不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】利用定义求某角的三角函数值、单位圆与周期性、诱导公式二、三、四
【分析】设两质点重合时,所用时间为,则重合点坐标为,通过题意得到,结合周期性逐一代入判断即可.
【详解】设两质点重合时,所用时间为,则重合点坐标为,
由题意可知,两质点起始点相差角度为,
则,解得,
若,则,则重合点坐标为,
若,则,则重合点坐标为,即,
若,则,则重合点坐标为,即,
根据周期性可知,其余重合点与上述点重合.
故选:D
3.(22-23高一下·上海普陀·期末)对于给定的正整数,定义集合.若恰有4个元素,则的可能值有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】根据集合中元素的个数求参数、诱导公式二、三、四
【分析】根据集合中元素的特征,结合诱导公式求解.
【详解】当时,的取值为,共个,
根据诱导公式可知:,,,…,
若恰有4个元素,则的值为6或7,
故选:B.
4.(23-24高一下·上海·期中)设集合,则集合的元素个数为( ).
A.1012 B.1013 C.2024 D.2025
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】特殊角的三角函数值、诱导公式二、三、四、利用集合中元素的性质求集合元素个数
【分析】依题意由表达式中角的特征可知当时,的取值各不相同,当时,利用诱导公式以及集合元素的互异性即可求得元素个数为.
【详解】根据题意可知,当时,,此时;
又因为为奇数,为偶数,且中的任意两组角都不关于对称,
所以的取值各不相同,因此当时集合中的取值会随着的增大而增大,
所以当时,集合中有1011个元素;
当时,易知
又易知,所以可得
,
即时的取值与时的取值相同,
根据集合元素的互异性可知,时并没有增加集合中的元素个数,
当时,易知
,
可得当时,集合中的元素个数只增加了一个0,
所以可得集合的元素个数为个.
故选:A
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于通过观察集合中元素的特征,利用的三角函数值的范围以及图象的对称性,由集合中元素的互异性得出当时,集合中的元素个数的增加情况即可求得结果.
二、填空题
5.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习) .
【答案】0
【难度】0.94
【知识点】诱导公式二、三、四、诱导公式一
【分析】根据诱导公式直接求值即可.
【详解】.
故答案为:0.
6.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)计算: .
【答案】
【难度】0.94
【知识点】诱导公式一、特殊角的三角函数值
【分析】利用特殊三角函数值求解即可.
【详解】
.
故答案为:.
7.(23-24高一下·上海·期末)已知,则 .
【答案】/0.8
【难度】0.94
【知识点】诱导公式五、六
【分析】根据给定条件,利用诱导公式计算即得.
【详解】依题意,.
故答案为:
8.(23-24高一下·上海徐汇·期中)已知,则 .
【答案】/0.2
【难度】0.94
【知识点】诱导公式五、六
【分析】由诱导公式即可求解.
【详解】,
故答案为:
9.(23-24高一下·上海闵行·期中)已知,则 .
【答案】
【难度】0.94
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、正、余弦齐次式的计算
【分析】利用诱导公式化简,然后弦化切可得.
【详解】因为,
所以,原式.
故答案为:
10.化简: .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、诱导公式二、三、四、诱导公式一
【分析】利用诱导公式进行化简即得.
【详解】原式.
故答案为:.
11.(2024·上海闵行·二模)始边与轴的正半轴重合的角的终边过点,则= .
【答案】/
【难度】0.85
【知识点】由终边或终边上的点求三角函数值、诱导公式二、三、四
【分析】结合三角函数的诱导公式,以及任意角的三角函数的定义,即可求解.
【详解】始边与轴的正半轴重合的角的终边过点,
则,
故.
故答案为:.
12.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知,则可用k表示为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】诱导公式二、三、四、已知弦(切)求切(弦)
【分析】根据同角关系即可求解.
【详解】由可得,
故,且,
又,
故,
故答案为:
13.(23-24高一下·上海·阶段练习)记,那么 .(用表示)
【答案】
【难度】0.85
【知识点】诱导公式二、三、四、已知弦(切)求切(弦)
【分析】
利用诱导公式,以及同角三角函数基本关系式,即可求解.
【详解】
.
故答案为:
14.(23-24高一下·上海·期中)在平面直角坐标系xOy中,若角θ的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边与以点O为圆心的单位圆交于点,则的值为 .
【答案】/0.6
【难度】0.85
【知识点】诱导公式五、六、由终边或终边上的点求三角函数值
【分析】由三角函数定义得到,根据诱导公式进行计算,得到答案.
【详解】由题意可知:,
所以.
故答案为:.
15.(23-24高一下·上海黄浦·期中)若,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】正、余弦齐次式的计算、三角函数的化简、求值——诱导公式
【分析】由诱导公式及同角三角函数的基本关系化简即可.
【详解】,
故答案为:
16.(23-24高一下·上海·期中)已知角的终边与单位圆交于点,则 .
【答案】/
【难度】0.85
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、由终边或终边上的点求三角函数值
【分析】根据题意,利用三角函数的定义,求得,结合诱导公式,即可求解.
【详解】由题意,根据三角函数的定义,可得,又由.
故答案为:.
17.(22-23高一下·上海浦东新·期中)已知,则 .
【答案】/-0.6
【难度】0.65
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、正、余弦齐次式的计算
【分析】诱导公式化简后,弦化切,再代入计算.
【详解】因为,
所以.
故答案为:.
18.(23-24高一下·上海浦东新·期中)若点,将绕坐标原点逆时针旋转至.则点的坐标是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】诱导公式五、六、由终边或终边上的点求三角函数值
【分析】根据点所在终边的关系并利用三角函数定义,结合诱导公式求出点的坐标是.
【详解】设点所在角的终边为,所以点所在角的终边为,
易知,
可得,
所以点的坐标为,即.
故答案为:
三、解答题
19.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】利用诱导公式和同角的三角函数的基本关系式化简左式,从而可证该恒等式.
【详解】左式
,
故左式与右式相等,即原等式成立.
20.(23-24高一上·上海·期末)已知,.
(1)求的值;
(2)求值:.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.85
【知识点】诱导公式五、六、正、余弦齐次式的计算、已知弦(切)求切(弦)、sinα±cosα和sinα·cosα的关系
【分析】(1)将两边平方得到,进而求得,与联立求出、,即可得解;
(2)利用诱导公式化简,再由同角三角函数的基本关系将弦化切,最后代入计算可得.
【详解】(1)因为,
所以,即,
即,所以,
又,则,所以,所以,
所以,
则
,
所以,,
则.
(2)因为,
所以
.
21.(22-23高一下·上海浦东新·开学考试)设,求的值.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、特殊角的三角函数值
【分析】利用三角函数的诱导公式与同角的平方关系化简可得,再代入计算即可得解.
【详解】因为
,
所以.
22.(22-23高一上·上海浦东新·期末)化简下列各式:
(1);
(2).
【答案】(1)0;
(2).
【难度】0.65
【知识点】诱导公式五、六、诱导公式二、三、四、三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系
【分析】(1)根据给定条件,利用诱导公式化简计算作答.
(2)根据给定条件,利用诱导公式、同角公式化简计算作答.
【详解】(1).
(2).
23、(1)求函数的值域;
(2)化简:.
【答案】(1);(2);;
【解析】(1)因为,显然;
当在第一象限时,、、,,所以;
当在第二象限时,、、,,
所以;
当在第三象限时,、、,,
所以;
当在第四象限时,、、,,
所以;
综上可得;
(2)
;
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第03讲 诱导公式
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.了解诱导公式的推导方法.
2.能够准确记忆诱导公式.(重点、易混点)
3.掌握诱导公式并能灵活应用.(难点)
(),,,这些角都与角有特殊的关系. 已知角的正弦、余弦、正切及余切值,能够快速求出上述这些角的正弦、余弦、正切及余切值?这就是诱导公式要解决的问题.
由于角()的终边与角的终边重合,因此由定义有如下诱导公式:
, ,
, ().
由这组诱导公式,求任意角的正弦、余弦、正切及余切值可以转化为求范围内一个角的相应值.
角的终边与角的终边关于周对称,角的终边与单位圆交于点,而角的终边与单位圆交于点. 由于点与点关于轴对称,其横坐标相等,而纵坐标互为相反数,因此有如下诱导公式:
, ,
, .
由这组诱导公式,求负角的正弦、余弦、正切及余切值可以转化为求正角的相应值.
将角的终边绕着原点按逆时针方向旋转弧度,得到角的终边,这说明角和角的终边在同一条直线上,但方向相反. 角的终边与单位圆交于点. 由于点与点关于原点对称,其横坐标和纵坐标都互为相反数,因此有如下诱导公式:
, ,
, .
由这组诱导公式,求范围内的角的正弦、余弦、正切及余切值可以转化到范围内一个角的相应值.
角的终边与角的终边关于轴对称,角的终边与单位圆交于点,而角的终边与单位圆交于点. 由于点与点关于轴对称,其横坐标互为相反数,而纵坐标互相等,因此有如下诱导公式:
, ,
, .
由这组诱导公式,求范围内的角的正弦、余弦、正切及余切值可以转化到范围内一个角的相应值.
以上四组诱导公式说明,(),,的正弦、余弦、正切及余切值的绝对值等于角的相应量的绝对值【名称不变】,但这两个值之间可能差一个正负号. 由于诱导公式较多,记忆其中的正负号并不容易,但有一个简单的方法可以加以判断,即:当为锐角时,等式两边必须同正或同负.
例如,的绝对值应该与的绝对值相等,即成立. 但当为锐角时,是第二象限的角【符号看象限】,这时,而,所以前式中应该取负号,即有.
角的终边与角关于直线对称,角的终边与单位圆交于点,而角的终边与单位圆交于点. 由于点与点关于直线对称,则点的横坐标与点的纵坐标相等,而点的纵坐标与点的横坐标相等,因此有如下诱导公式:
, ,
, .
在以上公式中将用代换,就有.
同理,有如下诱导公式:
, ,
, .
上述两组诱导公式说明正弦和余弦可以相互转化,正切和余切也可以相互转化.
以上两组诱导公式说明角的正(余)弦、正(余)切值的绝对值,必等于角的余(正)弦、余(正)切值的绝对值【名称改变】,但这两者可能差一个正负号. 这个正负号的确定方法是:当角为锐角时,等式两边必须同正或同负. 例如,的绝对值应该同的绝对值相等,即成立. 但当为锐角时,是第二象限的角【符号看象限】,这时,而,所以前式中应该取负号,即有.
奇变偶不变,符号看象限.
例如,及都是的奇数倍,如果等式左边是,的正弦、余弦、正切、余切之一,那么等式右边相应的必定是的余弦、正弦、余切、正切,这就是“奇变”;而()、、都是的偶数倍,等式两边的正弦、余弦、正切及余切的名称就应该相同,这就是“偶不变”. 等式右边角正弦、余弦、正切及余切前的符号可以将视为锐角(实际上此时可以为任意角),由等式左边的角所在的象限的正弦、余弦、正切及余切值的符号来确定,即“符号看象限”.
题型一:利用诱导公式求值
1.利用诱导公式求任意角三角函数值的步骤
1“负化正”——用公式一或三来转化;
2“大化小”——用公式一将角化为0°到360°间的角;
3“小化锐”——用公式二或四将大于90°的角转化为锐角;
4“锐求值”——得到锐角的三角函数后求值.
2.解决条件求值问题的两技巧
1寻找差异:解决条件求值问题,首先要仔细观察条件与所求式之间的角、函数名及有关运算之间的差异及联系.
2转化:可以将已知式进行变形向所求式转化,或将所求式进行变形向已知式转化.
1.(23-24高一下·上海杨浦·期中)若,则的值是 .
2.(23-24高一下·上海黄浦·期末)若,则 .
3.(23-24高一·上海·课堂例题)用诱导公式求值:
(1); (2);
(3); (4).
4.(22-23高一下·上海浦东新·开学考试)已知下列三角比:(1);(2);(3);(4);(5),,其中与的值相同的是 .
题型二:利用诱导公式化简求值
三角函数式化简的常用方法
1合理转化:①将角化成2kπ±α,kπ±α,k∈Z的形式.,②依据所给式子合理选用诱导公式将所给角的三角函数转化为角α的三角函数.
2切化弦:一般需将表达式中的切函数转化为弦函数.
1.(23-24高一下·上海·阶段练习)若角满足,则
2.(23-24高一下·上海·开学考试)化简的结果为( )
A. B.1 C. D.
3.(23-24高一下·上海嘉定·期中)下列定义在上的函数是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
4.(22-23高一下·上海浦东新·期末)化简 .
5.(高一下·上海徐汇·开学考试)设,其中,若,则 .
6.(23-24高一下·上海青浦·阶段练习)已知为第二象限角,且,则 .
7.(23-24高一下·上海闵行·阶段练习)若,则 .
8.(23-24高一下·上海闵行·阶段练习)化简: .
9.(23-24高一下·上海·阶段练习)化简: .
10.(23-24高一下·上海·假期作业)化简: .
11.(高一下·上海徐汇·开学考试)化简 .
12.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)已知角终边上一点,则 .
题型三:利用诱导公式证明恒等式
三角恒等式的证明的策略
1遵循的原则:在证明时一般从左边到右边,或从右边到左边,或左右归一,总之,应遵循化繁为简的原则.
2常用的方法:定义法,化弦法,拆项拆角法,公式变形法,“1”的代换法.
1.(24-25高一上·上海·课堂例题)证明:.
2.求证:=.
3.已知A、B、C是的三个内角,求证;
(1);
(2).
题型四:诱导公式的综合应用
诱导公式综合应用要“三看”
一看角:①化大为小;②看角与角间的联系,可通过相加、相减分析两角的关系.
二看函数名称:一般是弦切互化.
三看式子结构:通过分析式子,选择合适的方法,如分式可对分子分母同乘一个式子变形.
1.(23-24高一下·上海·期中)已知,则的值为 .
2.(24-25高一上·上海·课后作业)若,,则 .
3.(23-24高一下·上海·阶段练习)若,则 .
4.(23-24高一下·上海黄浦·期中)在平面直角坐标系中,角的顶点与坐标原点重合,始边与轴的正半轴重合,其终边过点,角的终边与角的终边关于直线对称,则 .
5.(2024高一下·上海·专题练习) .
6.(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)已知扇形的半径为,弧长为,若其周长为,当该扇形面积最大时,其圆心角为,则 .
7.(23-24高一下·上海·假期作业)如图,已知点的坐标为,将绕坐标原点逆时针旋转至. 求点的坐标.
8.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知,求:的值
9.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)已知是第二象限角,则;
(1)化简;
(2)若,求的值.
一、单选题
1.(2024高一下·上海·专题练习)与一定相等的是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)质点P和Q在以坐标原点O为圆心,半径为1的上逆时针作匀速圆周运动,同时出发.P的角速度大小为,起点为与x轴正半轴的交点;Q的角速度大小为,起点为射线与的交点.则当点与重合时,点的坐标不可能是( )
A. B.
C. D.
3.(22-23高一下·上海普陀·期末)对于给定的正整数,定义集合.若恰有4个元素,则的可能值有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.(23-24高一下·上海·期中)设集合,则集合的元素个数为( ).
A.1012 B.1013 C.2024 D.2025
二、填空题
5.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习) .
6.(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)计算: .
7.(23-24高一下·上海·期末)已知,则 .
8.(23-24高一下·上海徐汇·期中)已知,则 .
9.(23-24高一下·上海闵行·期中)已知,则 .
10.化简: .
11.(2024·上海闵行·二模)始边与轴的正半轴重合的角的终边过点,则= .
12.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知,则可用k表示为 .
13.(23-24高一下·上海·阶段练习)记,那么 .(用表示)
14.(23-24高一下·上海·期中)在平面直角坐标系xOy中,若角θ的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边与以点O为圆心的单位圆交于点,则的值为 .
15.(23-24高一下·上海黄浦·期中)若,则 .
16.(23-24高一下·上海·期中)已知角的终边与单位圆交于点,则 .
17.(22-23高一下·上海浦东新·期中)已知,则 .
18.(23-24高一下·上海浦东新·期中)若点,将绕坐标原点逆时针旋转至.则点的坐标是 .
三、解答题
19.求证:.
20.(23-24高一上·上海·期末)已知,.
(1)求的值;
(2)求值:.
21.(22-23高一下·上海浦东新·开学考试)设,求的值.
22.(22-23高一上·上海浦东新·期末)化简下列各式:
(1);
(2).
23、(1)求函数的值域;
(2)化简:.
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