内容正文:
即3(cos2α-sin2α)= 22
(cosα-sinα).
∵α∈(π2
,π),∴cosα-sinα≠0,
∴上式可化为sinα+cosα= 26
,
两边平方可得1+sin2α=118.
∴sin2α=-1718.
答案:(1)14
(2)- 3 (3)-1718
2.(1)解析:由sinα=35
,且α是第二象限角,可得cosα=
-45
,所以tanα=-34
,所以tanβ=tan[(α+β)-α]
=tan
(α+β)-tanα
1+tan(α+β)tanα
=
1-(-34
)
1+1×(-34
)
=7,
所以tan2β=
2tanβ
1-tan2β
=-724.
答案:-724
(2)解析:∵0<x<π4
,∴0<π4-x<
π
4.
又∵sin(π4-x
)=513
,
∴cos(π4-x
)=1213.
∵cos2x=sin(π2-2x
)
=2sin(π4-x
)cos(π4-x
)
=2cos[π2-
(π
4-x
)]cos(π4-x
)
=2cos(π4+x
)cos(π4-x
),
∴ cos2x
cos(π4+x
)
=2cos(π4-x
)=2413.
答案:24
13
3.证明:法一:左边=
(1-cos4α)+sin4α
(1+cos4α)+sin4α
=2sin
22α+2sin2αcos2α
2cos22α+2sin2αcos2α
=2sin2α
(sin2α+cos2α)
2cos2α(sin2α+cos2α)=tan2α=
右边.
法二:左边=1+sin4α-
(1-2sin22α)
1+sin4α+(2cos22α-1)
=2sin2αcos2α+2sin
22α
2sin2αcos2α+2cos22α
=2sin2α
(sin2α+cos2α)
2cos2α(sin2α+cos2α)=tan2α=
右边.
随堂步步夯实
1.B 2.D
3.32 4.-4
5.解:(1)tan α+π4( ) =
tanα+tan π4
1-tanαtan π4
=tanα+11-tanα=
2+1
1-2=
-3.
(2) sin2α
sin2α+sinαcosα-cos2α-1
= 2sinαcosα
sin2α+sinαcosα-(2cos2α-1)-1
= 2sinαcosα
sin2α+sinαcosα-2cos2α
= 2tanα
tan2α+tanα-2
= 2×2
22+2-2
=1
5.5.2 简单的三角恒等变换
第1课时 简单的三角恒等变换(一)
课前预习学案
情境引入
提示:α2
是α的半角,α是2α的半角.
知识梳理
(1)1-cosα2
1+cosα
2
1-cosα
1+cosα
[思考]
1.提示:(1)当给出角α的具体范围时,先求α2
的范围,然
后根据α
2
的范围确定符号.
(2)如果没有给出决定符号的条件,那么在根号前要保
留正、负号.
2.提示:公式 Cα
2
,Sα
2
对α∈R都成立,但公式 Tα
2
要求α≠
(2k+1)π(k∈Z).
3.提 示:右 边 =2sinθ+φ2 cos
θ-φ
2 =2sin
(θ
2 +
φ
2
)
cos(θ2-
φ
2
)
=2(sinθ2cos
φ
2 +cos
θ
2sin
φ
2
)(cosθ2cos
φ
2 +
sinθ2sin
φ
2
)
=2(sinθ2cos
θ
2
cos2 φ2 +sin
2 θ
2
sinφ2cos
φ
2 +
cos2 θ2sin
φ
2cos
φ
2+sin
2 φ
2sin
θ
2cos
θ
2
)
=sinθ cos2 φ2 + sin
2 θ
2 sinφ + cos
2 θ
2 sinφ
+sin2 φ2sinθ
=sinθ+sinφ=左边.
故等式成立.
预习自测
1.C 2.C 3.4 1717
334
参考答案
课堂互动学案
[例1] [解] ∵π<α<3π2
,sinα=-45
,
∴cosα=-35
,且 π
2<
α
2<
3π
4
,
∴sinα2=
1-cosα
2 =
2 5
5
,
cosα2=-
1+cosα
2 =-
5
5
,
tanα2=
sinα2
cosα2
=-2.
[例2] 解:原式=
2cos2 α2+2sin
α
2cos
α
2( ) sin
α
2-cos
α
2( )
22cos2 α2
=
2cosα2 cos
α
2+sin
α
2( ) sin
α
2-cos
α
2( )
2 cosα2
=
cosα2
(-cosα)
cosα2
又因为180°<α<360°,
所以90°<α2<180°
,所以cosα2<0
,
所以原式=
cosα2
(-cosα)
-cosα2
=cosα.
[例3] [证明] 右边= 2sinθcosθ+cos2θ=
2sin 3θ2-
θ
2( )
cos 3θ2-
θ
2( )+cos
3θ
2+
θ
2( )
=
2 sin3θ2cos
θ
2-cos
3θ
2sin
θ
2( )
2cos3θ2cos
θ
2
=
sin3θ2
cos3θ2
-
sinθ2
cosθ2
=tan3θ2 -tan
θ
2 =
左 边.所 以 等 式
成立.
变式训练
1.解析:(1)因为5π2<θ<3π
,
所以cosθ=- 1-sin2θ=-45
,5π
4<
θ
2<
3π
2.
所以sinθ2<0
,cosθ2<0.
所以sinθ2=-
1-cosθ
2 =-
3
10 10
,
cosθ2=-
1+cosθ
2 =-
10
10 .
所以tanθ2=
sinθ2
cosθ2
=3.
所以tanθ2+cos
θ
2=3-
10
10 .
(2)方法一:因为cosα=-35
,α∈(π,3π2
),
则α
2∈
(π
2
,3π
4
),则由半角公式,得
tanα2=-
1-cosα
1+cosα=-
1- -35( )
1+ -35( )
=-2.
方法二:因为cosα=-35
,α∈ π,3π2( ) ,
所以sinα=-45
,
所 以 tan α2 =
sinα2
cosα2
=
2sin2 α2
2sinα2cos
α
2
=1-cosαsinα =
1- -35( )
-45
=-2.
答案:(1)B (2)-2
2.解析:原式=
sinα2+cos
α
2( )
2
2 cosα2 - 2 sin
α
2
+
sinα2-cos
α
2( )
2
2 cosα2 + 2 sin
α
2
,
因为π<α<3π2
,所以π
2<
α
2<
3π
4.
所以cosα2<0
,sinα2>0.
所以原式=
sinα2+cos
α
2( )
2
- 2 sinα2+cos
α
2( )
+
sinα2-cos
α
2( )
2
2 sinα2-cos
α
2( )
=-
sinα2+cos
α
2
2
+
sinα2-cos
α
2
2
=- 2cosα2.
3.证明:方法一:左边=tan α+π4( )+ α-
π
4( )[ ]
1-tan α+π4( )tan α-
π
4( )[ ]
=tan2α 1-tanα+11-tanα
tanα-1
1+tanα( )
=2tan2α=右边.故原等式成立.
方法二:左边=
tanα+tan π4
1-tanαtan π4
+
tanα-tan π4
1+tanαtan π4
434
数学必修第一册
=tanα+11-tanα+
tanα-1
1+tanα=
(1+tanα)2-(1-tanα)2
1-tan2α
= 4tanα
1-tan2α
=2tan2α=右边.故原等式成立.
随堂步步夯实
1.D 2.B 3.-79 4.
5
6
5.解:
2cos2 θ2-sinθ-1
2sinθ+π4( )
=
2cos2 θ2-1( )-sinθ
2 sinθcosπ4+cosθsin
π
4( )
=cosθ-sinθsinθ+cosθ=
1-sinθcosθ
sinθ
cosθ+1
=1-tanθtanθ+1=
1-13
1
3+1
=12
,
即
2cos2 θ2-sinθ-1
2sinθ+π4( )
=12.
第2课时 简单的三角恒等变换(二)
课前预习学案
知识梳理
知识点、1.sinαcosβ±cosαsinβ cosαcosβ∓sinαsinβ
tanα±tanβ
1∓tanαtanβ
2.2sinαcosα cos2α-sin2α 1-2sin2α
2cos2-1 2tanα
1-tan2α
3.± 1-cosα2 ±
1+cosα
2
± 1-cosα1+cosα
预习自测
1.A 2.C 3.1
课堂互动学案
[例1] [解] 原式=
2cos210°
4sin10°cos10°-sin10°
cos5°
sin5°-
sin5°
cos5°( )
=cos10°2sin10°-2cos10°=
cos10°-2sin20°
2sin10°
=cos10°-2sin
(30°-10°)
2sin10°
=cos10°-2sin30°cos10°+2cos30°sin10°2sin10°
=cos30°= 32.
[例2] [解] f(x)= 3sinxcosx-cosxsin π2+x( )
-12
= 3sinxcosx-cos2x-12
= 32sin2x-
1
2cos2x-1
=sin 2x-π6( )-1.
(1)T=2π2=π
,故f(x)的最小正周期为π.
(2)因为0≤x≤π2
,
所以-π6≤2x-
π
6≤
5π
6.
所以当2x-π6=
π
2
,即x=π3
时,f(x)有最大值0,
当2x-π6=-
π
6
,即x=0时,f(x)有最小值-32.
[例3] [解] 画出图形如图所示:
设 ∠AOB=θ θ∈ 0,π2( )( ) ,则 AB=asinθ,OA =
acosθ.设矩形ABCD 的面积为S,则S=2OAAB,
∴S=2acosθasinθ=a2sin2θ.
又∵θ∈ 0,π2( ) ,∴2θ∈(0,π),当2θ=
π
2
,即θ= π4
时,
Smax=a2,此时A,D 距离O 点都为
2
2a.
变式训练
1.解 析:原 式 = 1sin10°-
3
cos10°=
cos10°- 3sin10°
sin10°cos10°
=2
(sin30°cos10°-cos30°sin10°)
1
2sin20°
=4sin20°sin20°=4
答案:4
2.解:(1)∵f(π4
)=1,∴sin2 π4+asin
π
4cos
π
4-cos
2 π
4
=1,解得a=2.
∴f(x)=sin2x+2sinxcosx-cos2x=sin2x-
cos2x= 2sin(2x-π4
).
当2x-π4=2kπ-
π
2
(k∈Z),
即x=kπ-π8
(k∈Z)时,sin(2x- π4
)有最小值-1,则
f(x)的最小值为- 2.
(2)令2kπ-π2≤2x-
π
4≤2kπ+
π
2
(k∈Z),
整理得kx-π8≤x≤kπ+
3π
8
(k∈Z).
又x∈[0,π2
],∴0≤x≤3π8.
∴当x∈[0,π2
]时,f(x)的单调递增区间是[0,3π8
].
3.解析:根据题图②可知,动点A~I将圆周九等分,所以
∠AOB=360°9 =40°
,所以∠AOC=α=80°.
534
参考答案
5.5.2 简单的三角恒等变换
第1课时 简单的三角恒等变换(一)
课程标准 素养解读
1.了解学生推导半角公式、积化和差、和差化积的过程
2.能利用公式进行三角恒等变换、求值
通过三角恒等变换公式的学习,提升
数学抽象和数学逻辑推理素养
[情境引入]
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.
[问题] 任意角中是否也有“全角”与“半角”
之分,二者有何数量关系?
[知识梳理]
[知识点] 半角公式
(1)公式
降幂公式
sin2α2=
cos2α2=
tan2α2=
(2)本质:
①半角公式的正弦、余弦公式实际上是由
二倍角公式变形得到的.
②半角公式给出了求α2
的正弦、余弦、正切
的另一种方式,即只需知道cosα的值及相
应α 的 条 件,便 可 求 出 sinα2
,cosα2
,
tanα2.
(3)应用:①求值;②化简;③证明.
1.半角公式中的符号是如何确定的?
2.半角公式对α∈R都成立吗? 为什么?
3.sinθ+sinφ=2sin
θ+φ
2 cos
θ-φ
2
除了课本上
的证明方法,还有什么其它的证明方法吗?
512
第五章 三角函数
[预习自测]
1.若cos2θ=-13
,则1-tan
2θ
1+tan2θ
= ( )
A.13 B.
1
2
C.-13 D.-
1
2
2.sinα= 55
,cosα=2 55
,则tanα2
等于
( )
A.2- 5 B.2+ 5
C.5-2 D.±(5-2)
3.已知sinα=-817
,且π<α<32π
,则sinα2
= .
应用半角公式求值
[例1]已知sinα=-45
,π<α<3π2
,求sinα2
,cos
α
2
,tanα2
的值.
[思路点拨] 直接利用半角公式求解.
利用半角公式求值的思路
(1)看角:若已知三角函数式中的角是待求
三角函数式中角的两倍,则求解时常常
借助半角公式求解.
(2)明范围:由于半角公式求值常涉及符号
问题,因此求解时务必依据角的范围,
求出相应半角的范围.
(3)选公式:涉及半角公式的正切值时,常
用tanα2=
sinα
1+cosα=
1-cosα
sinα
,其优点
是计算时可避免因开方带来的求角的
范围问题;涉及半角公式的正、余弦值
时,常先利用sin2α2=
1-cosα
2
,cos2α2
=1+cosα2
计算.
(4)下结论:结合(2)求值.
[变式训练]
1.(1)已知sinθ=35
,5π
2<θ<3π
,那么tanθ2
+cosθ2
的值为 ( )
A.1010-3 B.3-
10
10
C.-3- 1010 D.3+
10
10
(2)已知cosα=-35
,α∈(π,3π2
),则tanα2
= .
612
数学必修第一册
三角函数式的化简
[例2]化简:
(1+sinα+cosα)(sinα2-cos
α
2
)
2+2cosα
(180°<α
<360°).
[思路点拨] 化倍角为单角,统一角,α=2
×α2.
1.化简问题中的“三变”
(1)变角:三角变换时通常先寻找式子中各
角之间的联系,通过拆、凑等手段消除
角之间的差异,合理选择联系它们的
公式.
(2)变名:观察三角函数种类的差异,尽量
统一函数的名称,如统一为弦或统一
为切.
(3)变式:观察式子的结构形式的差异,选
择适当的变形途径.如升幂、降幂、配
方、开方等.
2.化简的要求
(1)能求出值的应求出值;
(2)尽量使三角函数种数最少;
(3)尽量使项数最少;
(4)尽量使分母不含三角函数;
(5)尽量使被开方数不含三角函数.
3.化简的方法
弦切互化,异名化同名,异角化同角,降
幂或升幂等.
[变式训练]
2.化简: 1+sinα
1+cosα-1-cosα
+ 1-sinα
1+cosα+1-cosα
,
(π<α<3π2
).
三角恒等式的证明
[例3]证明:tan3θ2-tan
θ
2=
2sinθ
cosθ+cos2θ.
[思路点拨] 在要证明的题目中,既有θ2
,
θ和2θ,还有3θ2
,有切还有弦,可从消除恒
等式左、右两边的差异入手,将右边的角
θ,2θ配凑成3θ2
,θ
2
的形式,注意到:
θ=3θ2-
θ
2
,2θ=3θ2+
θ
2.
712
第五章 三角函数
(1)证明三角恒等式的实质是消除等式两
边的差 异,有 目 的 的 化 繁 为 筒、左 右
归一.
(2)三角恒等式的证明主要有两种类型:绝
对恒等式与条件恒等式.
①证明绝对恒等式要根据等式两边的
特征,化繁为简,左右归一,通过三角恒
等式变换,使等式的两边化异为同.
②条件恒等式的证明则要认真观察,比
较已知条件与求证等式之间的联系,选
择适当途径.常用代入法、消元法、两头
凑等方法.
[变式训练]
3.求证:tan α+π4
æ
è
ç
ö
ø
÷+tan α-π4
æ
è
ç
ö
ø
÷=2tan2α.
1.已知α∈ -π2
,0
æ
è
ç
ö
ø
÷,cosα=45
,则tanα2=
( )
A.3 B.-3
C.13 D.-
1
3
2.sin20°cos70°+sin10°sin50°的值为
( )
A.-14 B.
1
4
C.12 D.-
1
2
3.已知α-β=
2π
3
,且cosα+cosβ=
1
3
,则
cos(α+β)等于 .
4.已知sin π6+α
æ
è
ç
ö
ø
÷=23
,则cos2 π6-
α
2
æ
è
ç
ö
ø
÷=
.
5.已知tanθ=13
,求
2cos2θ2-sinθ-1
2sinθ+π4
æ
è
ç
ö
ø
÷
的值.
学习至此,请完成配套训练
812
数学必修第一册