内容正文:
三角函数式的化简方法
(1)利用诱导公式将任意角的三角函数转
化为锐角三角函数.
(2)常用“切化弦”法,即通常将表达式中的
切函数化为弦函数.
(3)注意“1”的变形应用.
[变式训练]
3.化简:
(1)cos
(-α)sin(7π+α)
sin(π-α)cos(3π+α)
;
(2)sin
(1440°+α)cos(α-1080°)
cos(-180°-α)sin(-α-180°).
1.cos -17π4
æ
è
ç
ö
ø
÷的值为 ( )
A.- 22 B.-
3
3
C.22 D.
3
2
2.已知sin π3-α
æ
è
ç
ö
ø
÷=13
,则sin2π3+α
æ
è
ç
ö
ø
÷=( )
A.13 B.-
1
3
C.2 33 D.-
2 3
3
3.计算sin(-1560°)cos(-930°)-cos(-1380°)
sin1410°等于 .
4.已 知sin(45°+α)= 513
,则 sin(225°+α)
= .
5.已知f(α)=sin
(π+α)cos(2π-α)
sin(-π-α) .
(1)化简f(α);
(2)若α是第三象限角,且sin(α-π)=15
,求
f(α)的值(注:sin2α+cos2α=1);
(3)若α=-31π3
,求f(α)的值.
学习至此,请完成配套训练
4.4 诱导公式与旋转
课程标准 素养解读
1.掌握诱导公式的推导,并能应用于解决简单的求值、化简与证明问题
2.对诱导公式,能作综合归纳,体会出公式的共性与个性,培养由特殊到
一般的数学推理意识和能力
3.继续体会知识的“发生”“发现”过程,培养研究问题、发现问题、解决问
题的能力
通过诱导公式的应用提
升数学抽象和逻辑推理
素养
[情境引入]
留恋于湖光山色,观山赏水,看山在水中倒
映,山的巍峨、水的柔媚在那一刻融合如果
你的手中拿着一个度数为α的角的模型,你观察
一下湖中的这个角的模型与你手中的这个角的
模型有什么关系? 你当然会准确地回答出来:对
称! 角α关于水平面对称的角的度数是多少?
这两个角的三角函数值有什么关系呢?
81
数学(BS)必修第二册
[知识梳理]
[知识点一] 诱导公式 α+π2
æ
è
ç
ö
ø
÷的推导
1.终边关系
设锐角α的终边与单位圆交于点P(u,v),将
终边绕点O沿逆时针方向旋转π2
得到点P′,
即α+π2
的终边与单位圆交于点P′.
2.图形
3.公式
sinα+π2
æ
è
ç
ö
ø
÷=cosα,
cosα+π2
æ
è
ç
ö
ø
÷=-sinα,
以-α代替α,则sin π2-α
æ
è
ç
ö
ø
÷=cosα,
cos π2-α
æ
è
ç
ö
ø
÷=sinα.
[知识点二] 诱导公式2kπ±α(k∈Z)的推导
1.设α为任意角,则2kπ+α、2kπ-α的终边与α
的终边的对应关系如表:
相关角 终边之间的对应关系
2kπ+α与α 终边相同
2kπ-α与α 关于x轴对称
2.对任意角α,有下列关系式成立:
sin(2kπ+α)=sinα,cos(2kπ+α)=cosα.
sin(2kπ-α)=-sinα,cos(2kπ-α)=cosα.
1.视α为锐角,则诱导公式中各角所在
象限是什么?
[知识点三] 诱导公式的抽象概括
对任意角α,下列关系式均成立(其中k∈Z)
sin(α+2kπ)=sinα cos(α+2kπ)=cosα
sin(-α)=-sinα cos(-α)=cosα
sin(α+π)=sin(π+α)=-sinα
cos(α+π)=cos(π+α)=-cosα
sin(α-π)=-sinα cos(α-π)=-cosα
sin(π-α)=sinα cos(π-α)=-cosα
sinα+π2
æ
è
ç
ö
ø
÷=sin π2+α
æ
è
ç
ö
ø
÷=cosα
cosα+π2
æ
è
ç
ö
ø
÷=cos π2+α
æ
è
ç
ö
ø
÷=-sinα
sin π2-α
æ
è
ç
ö
ø
÷=cosα cos π2-α
æ
è
ç
ö
ø
÷=sinα
通常称上述公式为正弦函数、余弦函数的诱导
公式.
2.诱导公式中的角α只能是锐角?
[预习自测]
1.若sin π2+θ
æ
è
ç
ö
ø
÷<0,且cos π2-θ
æ
è
ç
ö
ø
÷>0,则θ是
( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
2.已知sinα=23
,则cos π2-α
æ
è
ç
ö
ø
÷= .
3.已知cosπ6-α
æ
è
ç
ö
ø
÷=23
,则sin π3+α
æ
è
ç
ö
ø
÷= .
利用诱导公式求值
[例1]已知sin π3-α
æ
è
ç
ö
ø
÷=12
,求cos π6+α
æ
è
ç
ö
ø
÷
sin2π3+α
æ
è
ç
ö
ø
÷的值.
[思路点拨] 先化简,再求值.
已知三角函数值,求其他三角函数值的解
题思路
(1)观察:①观察已知的角和所求角的差
异,寻求角之间的关系;
②观察已知的三角函数名与所求的三
角函数名的差异.
(2)转化:运用诱导公式将不同的角转化为
相同的角;将不同名的三角函数化为同
名的三角函数.
91
第一章 三角函数
(3)注意:如π3-α
与π
6+α
,π
3+α
与π
6-α
,
π
4-α
与π
4+α
等互余,π
3+θ
与2π
3-θ
,
π
4+θ
与3π
4-θ
等互补,遇到此类问题,
不妨考虑两个角的和,要善于利用角的
变换来解决问题.
[变式训练]
1.(1)已知cosπ2+φ
æ
è
ç
ö
ø
÷=32
,且|φ|<
π
2
,则sinφ=
( )
A.- 32 B.
3
2 C.- 3 D.3
(2)cos π12-θ
æ
è
ç
ö
ø
÷=13
,则sin5π12+θ
æ
è
ç
ö
ø
÷= ( )
A.13 B.
2 2
3
C.-13 D.-
2 2
3
利用诱导公式化简三角函数式
[例2]化简:
(1)cos
(α-π)
sin(π-α)
sinα-π2
æ
è
ç
ö
ø
÷cos π2+α
æ
è
ç
ö
ø
÷;
(2)
sin(2π-α)sin(-2π-α)sin3π2+α
æ
è
ç
ö
ø
÷
cos(2π-α)sin(α-π)cos3π2-α
æ
è
ç
ö
ø
÷
.
[思 路 点 拨 ] 确定角的变换 →
确定诱导公式 → 代入公式化简
用诱导公式进行化简时的注意点
(1)化简后项数尽可能的少.
(2)函数的种类尽可能的少.
(3)分母不含三角函数的符号.
(4)能求值的一定要求值.
(5)含有较高次数的三角函数式,多用因式
分解、约分等.
[变式训练]
2.已 知 角 α 终 边 上 一 点 P (-4,3),化
简
cos π2+α
æ
è
ç
ö
ø
÷sin(-π-α)
cos11π2 -α
æ
è
ç
ö
ø
÷sin9π2+α
æ
è
ç
ö
ø
÷
.
利用诱导公式证明恒等式
[例3]求证:
sinθ+cosθ
sinθ-cosθ=
2sinθ-3π2
æ
è
ç
ö
ø
÷cosθ+π2
æ
è
ç
ö
ø
÷-1
1-2sin2(π+θ)
(其
中sin2θ+cos2θ=1).
[思路点拨] 先化简,再证明.
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,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.
[变式训练]
3.求证:cos
(6π+θ)sin(-2π-θ)
cos3π2+θ
æ
è
ç
ö
ø
÷sin3π2+θ
æ
è
ç
ö
ø
÷
=1.
02
数学(BS)必修第二册
诱导公式的综合应用
[例 4] 在 △ABC 中,若 sin(2π-A)=
- 2sin(π-B),3cosA=- 2cos(π-B),求
△ABC的三个内角(其中sin2A+cos2A=1).
[思路点拨] 先利用诱导公式化简已知的两
个等式,然后结合sin2A+cos2A=1,求 出
cosA的值,再利用A+B+C=π进行求解.
1.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.
2.利用诱导公式解决三角形中有关问题的
基本方法
利用诱导公式解决三角形中有关问题
时,既要注意综合运用诱导公式、同角三
角函数的基本关系式,还要注意三角形
的 隐 含 条 件———三 角 形 内 角 和 等 于
180°,以及下面的公式的灵活运用.
在△ABC中,常用到以下结论:
sin(A+B)=sin(π-C)=sinC,
cos(A+B)=cos(π-C)=-cosC,
sinA2+
B
2
æ
è
ç
ö
ø
÷=sin π2-
C
2
æ
è
ç
ö
ø
÷=cosC2
,
cosA2+
B
2
æ
è
ç
ö
ø
÷=cos π2-
C
2
æ
è
ç
ö
ø
÷=sinC2.
[变式训练]
4.如图,以Ox为始边作角α与β
(0<β<α<π),它们的终边分
别与单位圆相交于点P,Q,已
知点P的坐标为 -35
,4
5
æ
è
ç
ö
ø
÷.
(1)求
3sin(π-α)+5sinα-11π2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2cos(-α)-cosα+7π2
æ
è
ç
ö
ø
÷
的值;
(2)若α=β+
π
2
,求2sinβcosβ-2cosβ的值.
1.cos π12-θ
æ
è
ç
ö
ø
÷=13
,则sin5π12+θ
æ
è
ç
ö
ø
÷= ( )
A.13 B.
2 2
3
C.-13 D.-
2 2
3
2.若cos(α+π)=-23
,则sin-α-3π2
æ
è
ç
ö
ø
÷= ( )
A.23 B.-
2
3
C.53 D.-
5
3
3.化简sinα+π2
æ
è
ç
ö
ø
÷cosα-3π2
æ
è
ç
ö
ø
÷的结果是 ( )
A.1 B.sinαcosα
C.-sinαcosα D.-1
4.sin95°+cos175°的值为 .
5.已知sinα是方程5x2-7x-6=0的根,α是第
三象限角,求
sin -α-3π2
æ
è
ç
ö
ø
÷cos3π2-α
æ
è
ç
ö
ø
÷
cos π2-α
æ
è
ç
ö
ø
÷sin π2+α
æ
è
ç
ö
ø
÷
的值.
学习至此,请完成配套训练
12
第一章 三角函数
5.解:(1)f(α)=-sinαcosαsinα =-cosα.
(2)∵sin(α-π)=-sinα=15
,
∴sinα=-15.
又α是第三象限角,
∴cosα=-2 65 .∴f
(α)=2 65 .
(3)∵-31π3 =-6×2π+
5π
3
,
∴f -31π3( )=-cos -6×2π+
5π
3( )
=-cos5π3=-cos
π
3=-
1
2.
4.4 诱导公式与旋转
课前预习学案 知识梳理 [思考]
1.提示:
角 2kπ+α π-α π+α -α 2kπ-α
所在
象限
一 二 三 四 四
2.提示:不一定.诱导公式中角α不仅可以是锐角,还可以是任
意角.
预习自测
1.B 2.23 3.
2
3
课堂互动学案
[例1] [解] cos π6+α( ) sin
2π
3+α( )
=cos π2-
π
3-α( )[ ] sin π-
π
3-α( )[ ]
=sin π3-α( ) sin
π
3-α( )
=12×
1
2=
1
4.
变式训练
1.解析:(1)由cos π2+φ( )=-sinφ=
3
2
,
得sinφ=-
3
2.
(2)∵cos π12-θ( )=
1
3
,
∴sin 5π12+θ( )=sin
π
2-
π
12-θ( )[ ]
=cos π12-θ( )=
1
3
,故选 A.
答案:(1)A (2)A
[例2] [解] (1)原式=cos
[-(π-α)]
sinα
sin - π2-α( )[ ]
(-sinα)
=cos
(π-α)
sinα
-sin π2-α( )[ ](-sinα)
=-cosαsinα
(-cosα)(-sinα)
=-cos2α.
(2)原式=
sin(-α)sin(-α)sin π+ π2+α( )[ ]
cos(-α)sin[-(π-α)]cos π+ π2-α( )[ ]
=
-sinα(-sinα) -sin(π2+α
)[ ]
-cosαsin(π-α) -cos π2-α( )[ ]
= sinαsinα
(-cosα)
-cosαsinα(-sinα)
=-sinαsinαcosαcosαsinαsinα
=-1.
变式训练
2.解:原式-sinα
sinα
-sinαcosα=
sinα
cosα.
因为角α终边上一点P(-4,3),所以角α是第二象限角,所
以cosα=-45
,sinα=35
,所以原式=-34.
[例3] [证明] 右边=
-2sin 3π2-θ( ) (-sinθ)-1
1-2sin2θ
=
2sin π+ π2-θ( )[ ]sinθ-1
1-2sin2θ
=
-2sin π2-θ( )sinθ-1
1-2sin2θ
= -2cosθsinθ-1
cos2θ+sin2θ-2sin2θ
=
(sinθ+cosθ)2
sin2θ-cos2θ
=sinθ+cosθsinθ-cosθ
=左边,所以原等式成立.
变式训练
3.证明:左边= cosθsin
(-θ)
cos π2+θ( )sin
π
2+θ( )
=cosθ
(-sinθ)
-sinθcosθ =1=
右边.
所以原等式成立.
[例4] [解] 由已知得 sinA= 2sinB ①
,
3cosA= 2cosB ②,{
由①2+②2,得2cos2A=1,∴cosA=± 22.
当cosA= 22
时,cosB= 32.
又A,B 是三角形的内角,∴A=π4
,B=π6.
∴C=π-(A+B)=712π.
当cosA=- 22
时,cosB=- 32.
又A,B 是三角形的内角,∴A=34π
,B=56π.
∵A+B>π,
∴cosA=- 22
不符合题意,舍去.
综上可知,A=π4
,B=π6
,C=712π.
变式训练
4.解:(1)由题意得cosα=-35
,sinα=45
,
∴
3sin(π-α)+5sinα-11π2( )
2cos(-α)-cosα+7π2( )
=3sinα+5cosα2cosα-sinα
=
3×45+5× -
3
5( )
2× -35( )-
4
5
=310.
(2)由题得β=α-
π
2
,
∴sinβ=-cosα=
3
5
,cosβ=sinα=
4
5
,
∴2sinβcosβ-2cosβ=2×
3
5×
4
5-2×
4
5=-
16
25.
随堂步步夯实
1.A [∵ cos π12-θ( ) =
1
3
, ∴ sin 5π12+θ( ) =
sin π2-
π
12-θ( )[ ]=cos
π
12-θ( )=
1
3
,故选 A.]
512
参考答案
2.A [因为cos(α+π)=-cosα=-23
,所以cosα=23.
所以
sin -α-3π2( )=cosα=
2
3.
]
3.C [因为sinα+π2( )=cosα,cosα-
3π
2( )
=cos π+ π2-α( )[ ]=-sinα,所以原式=
cosα(-sinα)=-sinαcosα,故选 C.]
4.解析:sin95°+cos175°=sin(90°+5°)+cos(180°-5°)
=cos5°-cos5°=0.
答案:0
5.解:方程5x2-7x-6=0的两根为x1=-
3
5
,x2=2,
由α是第三象限角,得sinα=-35
,
则cosα=-45
,
∴
sin -α-3π2( )cos
3π
2-α( )
cos π2-α( )sin
π
2+α( )
=
sin π2-α( )cos
π
2+α( )
sinαcosα
=cosα
(-sinα)
sinαcosα =-1.
§5.正弦函数、余弦函数的图象与性质再认识
5.1 正弦函数的图象与性质再认识
第一课时 正弦函数的图象与性质再认识(一)
课前预习学案 情境引入
(1)提示:每相隔1个单位重复出现.
(2)提示:自变量x增加2π的整数倍时,函数值重复出现,图
象发生“周而复始”的变化.
知识梳理 [思考]
1.提示:是 2kπ(k∈Z,k≠0)都是它的周期.
2.提示:对称轴之间的距离相差了π的整数倍.对称中心之间
也相差了π的整数倍.
预习自测
1.2 2.D 3.奇
课堂互动学案
[例1] [解] (1)∵2sin x3-
π
6+2π( )=2sin
x
3-
π
6( ) ,
即2sin 13
(x+6π)-π6[ ]=2sin
x
3-
π
6( ) ,
∴y=2sin x3-
π
6( ) 的周期是6π.
(2)∵|sin(π+x)|=|-sinx|=|sinx|.
∴函数y=|sinx|的周期是π.
变式训练
1.解:sin -π3+
5π
3( )=sin
4π
3=sin π+
π
3( )
=-sinπ3
,
而sin -π3( )=-sin
π
3.
∴上述等式成立.
但不能说明5π
3
是y=sinx的周期.
理由如下:若5π
3
为y=sinx的周期,
则对任意实数x都有sin x+5π3( )=sinx,
但当x=0时,sin x+5π3( ) ≠sinx,
所以5π
3
不是y=sinx的周期.
[例2] [解] (1)显然x∈R,
f(-x)= 2sin(-2x)=- 2sin2x=-f(x),
∴函数f(x)= 2sin2x是奇函数.
(2)∵x∈R,f(x)=sin 3x4+
3π
2( )=-cos
3x
4
,
∴f(-x)=-cos3
(-x)
4 =-cos
3x
4=f
(x),
∴函数f(x)=sin 3x4+
3π
2( ) 是偶函数.
变式训练
2.解:(1)y=sinx,x∈(-π,2π),
定义域不关于原点对称,
∴y=sinx,x∈(-π,2π)为非奇非偶函数.
(2)y=sinx+1,x∈R,
∵f π2( )=2,f -
π
2( )=0,
∴f -π2( ) ≠f
π
2( ) ,f -
π
2( ) ≠-f
π
2( ).
所以y=sinx+1为非奇非偶函数.
(3)y=sin3x,x∈R,
f(-x)=sin[3(-x)]=sin(-3x)=-sin3x=-f(x),
∴y=sin3x为奇函数.
[例3] [解]∵f(x)的最小正周期是π,
∴f 5π3( )=f
5π
3-2π( )=f -
π
3( ).
∵f(x)是 R上的偶函数,
∴f -π3( )=f
π
3( )=sin
π
3=
3
2.
∴f 5π3( )=
3
2.
变式训练
3.(1)B [f(x)= 2sin x+π4+φ( ) 为奇函数,则只需
π
4 +φ
=kπ,k∈Z,从而φ=kπ-
π
4
,k∈Z.
显然当k=0时,φ=-
π
4
满足题意.]
(2)解析:∵f x+π2( )=-f(x),∴f(x+π)=f(x),即T=
π,f 5π3( )=f
5π
3-2π( )=f -
π
3( )
=f π3( )=1.
答案:1
随堂步步夯实
1.A [由于x∈R,且f(-x)=sinx=-sin(-x)=-f(x),
所以f(x)为奇函数.]
2.ABC [对于 D,x∈(-1,1)时的图象与其他区间图象不同,
不是周期函数.]
3.B [因 为 f(x)=sin 2x-π2( ) = -sin
π
2-2x( ) =
-cos2x,所以该函数的最小正周期为π,且为偶函数,故选B.]
4.D [当θ=0时,f(x)=sinx在[0,π]上不单调,故 A 不正
确;当θ=π2
时,f(x)=cosx在[0,π]上单调递减,故B不正
确;当θ=π时,f(x)=-sinx在[0,π]上不单调,故C不正确;
当θ=3π2
时,f(x)= -cosx 在 [0,π]上 单 调 递 增,故 D
正确.]
5.解:(1)y=|sinx|,定义域为 R.
∴f(-x)=|sin(-x)|=|-sinx|=|sinx|=f(x),
∴y=|sinx|是偶函数.
(2)y=cos 3π2+x( )=sinx,定义域为 R,
∴y=cos 3π2+x( ) 为奇函数.
612
数学(BS)必修第二册