内容正文:
三角函数
4.4 诱导公式与旋转
第一章
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学习目标
1.理解利用旋转推导±α与α-的正弦、余弦诱导公式的过程.
2.对诱导公式能作综合归纳,体会出七组公式的共性与个性,培养由特殊到一般的推理意识和能力.
3.能够利用诱导公式解决简单的求值、化简与证明问题.
知识点一 利用诱导公式求值
设锐角α的终边与单位圆交于点P(u,v),将终边绕点O沿逆(顺)时针方向旋转得到点P′(P″),即α+(α-)的终边与单位圆交于点P′(P″),那么根据点P′(P″)的坐标,你能得到锐角α的正弦、余弦值与角α+(α-)的正弦、余弦值有什么关系吗?
正弦函数、余弦函数的诱导公式
角
正弦
余弦
α+2kπ(k∈Z)
sin α
cos α
-α
-sin α
cos α
α+π
-sin α
-cos α
α-π
-sin α
-cos α
角
正弦
余弦
π-α
sin α
-cos α
α+
cos α
-sin α
-α
cos α
sin α
正弦函数、余弦函数诱导公式的记忆方法
(1)α+2kπ(k∈Z),-α,π-α,α±π的三角函数值,等于角α的同名三角函数值,前面加上一个把α看成锐角时原函数值的符号,简记为:“函数名不变,符号看象限”.
(2)±α的正弦、余弦函数值,函数名改变,把α看作锐角,符号看±α的函数值符号.简记为:“函数名改变,符号看象限”.
诱导公式可以统一概括为“k·±α(k∈Z)”.当k为偶数时,函数名不改变;当k为奇数时,函数名改变,然后前面加一个把α视为锐角时原函数值的符号.记忆口诀为“奇变偶不变,符号看象限”.
[例1] (1)已知点P(5,12)在角α的终边上,则cos (+α)=________.
(2)(2024·广东清远高一期末)已知cos (α+)=,则sin (α-)=________.
答案:(1)- (2)-
(1)由点P(5,12)在角α的终边上,
得sin α==,则cos (+α)=-sin α=-.
(2)sin (α-)=sin (α-+)=-sin (-α-)=-cos (α+)=-.
利用诱导公式求值的策略
在对给定的式子进行求值时,要注意给定的角之间存在的特定关系,充分利用给定的关系结合诱导公式将角进行转化.特别要注意每一个角所在的象限,勿将符号及三角函数名称搞错.
[练1] (1)(2024·河北沧州高一月考)已知cos (α-)=,则sin (-α)=________.
(2)已知cos (α+)=,则sin (α+)=______.
答案:(1) (2)
(1)sin (-α)=sin [-(α-)]=cos (α-)=.
(2)sin (α+)=sin [(α+)+]=cos (α+)=.
知识点二 利用诱导公式化简
[例2] 化简:,其中k∈Z.
当k为偶数时,设k=2m(m∈Z),则
原式=
===1.
当k为奇数时,设k=2m+1(m∈Z).
仿上化简得原式=1.
故原式=1.
用诱导公式进行化简时,若遇到kπ±α的形式,需对k进行分类讨论,然后再运用诱导公式进行化简.
[练2] 化简:.
原式=
==1.
知识点三 诱导公式的综合应用
[例3] 如图,锐角α和钝角β的终边分别与单位圆交于A,B两点,且OA⊥OB.
(1)求的值;
(2)若点A的横坐标为,求2sin αcos β的值.
(1)由题意得β=+α,
所以=
==-=-1.
(2)因为点A的横坐标为,
所以cos α=,sin α=,cos β=cos (+α)=-sin α=-,
所以2sin αcos β=2××(-)=-.
诱导公式解综合问题的思路
解决诱导公式综合问题时,可先用诱导公式化简变形,将三角函数的角度统一后再化简或求值,这样可避免公式交错使用而导致的混乱.
[练3] 已知f(α)=.
(1)化简f(α);
(2)若sin (α-)=,求f(α)的值.
(1)f(α)===cos α.
(2)因为sin (α-)=sin (α-2π+)=sin (α+)=cos α=,
所以f(α)=cos α=.
◎随堂演练
1.若点P(3,4)在角α的终边上,则sin (-α)=( )
A. B. C.3 D.4
因为点P(3,4)在角α的终边上,所以cos α==,则sin (-α)=cos α=.
2.(2024·陕西西安高一期末)cos 260°=( )
A.-cos 10° B.cos 10°
C.-sin 10° D.sin 10°
cos 260°=cos (360°-100°)=cos (-100°)=cos 100°=cos (10°+90°)=-sin 10°.故选C.
3.(2024·福建福州高一期末)若cos (α-)=,则sin (π+α)=________.
答案:-
由cos (α-)=sin α=,所以sin (π+α)=-sin α=-.
4.化简:=________.
答案:1
==1.
$$