内容正文:
第五章 三角函数
数学A 必修第一册
5.5 三角恒等变换
5.5.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
第1课时 两角差的余弦公式
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目录
contents
Part
01
学习目标
知识梳理
Part
02
题型探究
Part
03
课时分层作业
Part
06
当堂达标
Part
04
课堂小结
Part
05
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学习目标
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知识梳理
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cos αcos β+sin αsin β
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题型探究
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当堂达标
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课堂小结
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课时
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1.了解两角差的余弦公式的推导过程.(重点)
2.理解用向量法导出公式的主要步骤.(难点)
3.熟记两角差的余弦公式的形式及符号特征,并能利用该公式进行求值、计算.(重点、易混点)
两角差的余弦公式
公式
cos(α-β)=___________________________
简记符号
C(α-β)
使用条件
α,β为任意角
【思考】
两角差的余弦公式有无巧记的方法呢?
【答案】 公式巧记为:两角差的余弦等于两角的同名三角函数值乘积的和,即余·余+正·正.
1.cos(60°-30°)=cos 60°-cos 30°.( )
2.α,β∈R时,cos(α-β)=cos αcos β-sin αsin β.( )
3.对于任意实数α,β,cos(α-β)=cos α-cos β都不成立.( )
4.cos 30°cos 120°+sin 30°sin 120°=0.( )
【答案】 1.× 2.× 3.× 4.√
一、给角求值
计算下列各式的值.
(1)cos eq \f(13π,12);
(2)sin 460°sin(-160°)+cos 560°cos(-280°);
(3)eq \f(1,2)cos 105°+eq \f(\r(3),2)sin 105°.
【解】 (1)coseq \f(13π,12)=cos(π+eq \f(π,12))=-coseq \f(π,12)
=-cos(eq \f(3π,12)-eq \f(2π,12))=-cos(eq \f(π,4)-eq \f(π,6))
=-(coseq \f(π,4)coseq \f(π,6)+sineq \f(π,4)sineq \f(π,6))
=-(eq \f(\r(2),2)×eq \f(\r(3),2)+eq \f(\r(2),2)×eq \f(1,2))=-eq \f(\r(6)+\r(2),4).
(2)原式=-sin 100°sin 160°+cos 200°cos 280°
=-sin 100°sin 20°-cos 20°cos 80°
=-(cos 80°cos 20°+sin 80°sin 20°)
=-cos 60°=-eq \f(1,2).
(3)eq \f(1,2)cos 105°+eq \f(\r(3),2)sin105°=cos 60°cos 105°+sin 60°sin 105°
=cos(60°-105°)=cos(-45°)=eq \f(\r(2),2).
【反思感悟】 利用两角差的余弦公式求值的一般思路
(1)把非特殊角转化为特殊角的差,正用公式直接求解.
(2)在转化过程中,充分利用诱导公式,构造两角差的余弦公式的右边形式,然后逆用公式求值.
1.(1)cos(-15°)的值是( )
A.eq \f(\r(6)-\r(2),2)
B.eq \f(\r(6)+\r(2),2)
C.eq \f(\r(6)-\r(2),4)
D.eq \f(\r(6)+\r(2),4)
(2)cos(α-35°)cos(α+25°)+sin(α-35°)sin(α+25°)=____________________.
(3)eq \f(cos 7°-sin 15°sin 8°,cos 8°)=____________________.
【答案】 (1)D (2)eq \f(1,2) (3)eq \f(\r(6)+\r(2),4)
【解析】 (1)cos(-15°)=cos(30°-45°)=cos 30°cos 45°+sin 30°sin 45°=eq \f(\r(3),2)×eq \f(\r(2),2)+eq \f(1,2)×eq \f(\r(2),2)=eq \f(\r(6)+\r(2),4).
(2)原式=cos[(α-35°)-(α+25°)]=cos(-35°-25°)
=cos(-60°)=cos 60°=eq \f(1,2).
(3)原式=eq \f(cos(15°-8°)-sin 15°sin 8°,cos 8°)
=eq \f(cos 15°cos 8°+sin 15°sin 8°-sin 15°sin 8°,cos 8°)
=eq \f(cos 15°cos 8°,cos 8°)=cos 15°=cos(60°-45°)=eq \f(\r(6)+\r(2),4).
二、给值求值
已知α,β∈(0,eq \f(π,2)),且sin α=eq \f(4,5),cos(α+β)=-eq \f(16,65),求cos β的值.
【解】 因为α,β∈(0,eq \f(π,2)),
所以0<α+β<π,
由cos(α+β)=-eq \f(16,65),得sin(α+β)=eq \f(63,65),
又sin α=eq \f(4,5),
所以cos α=eq \f(3,5),
所以cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α
=(-eq \f(16,65))×eq \f(3,5)+eq \f(63,65)×eq \f(4,5)=eq \f(204,325).
【反思感悟】 给值求值问题的解题策略
(1)从角的关系中找解题思路:已知某些角的三角函数值,求另外一些角的三角函数值,要注意观察已知角与所求表达式中角的关系,根据需要灵活地进行拆角或凑角的变换.
(2)常见角的变换:①α=(α-β)+β;②α=eq \f(α+β,2)+eq \f(α-β,2);③2α=(α+β)+(α-β);④2β=(α+β)-(α-β).
2.已知sin(eq \f(π,3)+α)=eq \f(12,13),α∈(eq \f(π,6),eq \f(2π,3)),求cos α的值.
【解】 ∵α∈(eq \f(π,6),eq \f(2π,3)),
∴eq \f(π,3)+α∈(eq \f(π,2),π),
∴cos(eq \f(π,3)+α)=-eq \r(1-sin2(\f(π,3)+α))
=-eq \r(1-(\f(12,13))2)=-eq \f(5,13).
∵α=(eq \f(π,3)+α)-eq \f(π,3),
cos α=cos[(eq \f(π,3)+α)-eq \f(π,3)]
=cos(eq \f(π,3)+α)cos eq \f(π,3)+sin(eq \f(π,3)+α)sineq \f(π,3)
=-eq \f(5,13)×eq \f(1,2)+eq \f(12,13)×eq \f(\r(3),2)=eq \f(12\r(3)-5,26).
三、给值求角问题
已知sin(π-α)=eq \f(4\r(3),7),cos(α-β)=eq \f(13,14),0<β<α<eq \f(π,2),求角β的大小.
【解】 因为sin(π-α)=eq \f(4\r(3),7),
所以sin α=eq \f(4\r(3),7).因为0<α<eq \f(π,2),
所以cos α=eq \r(1-sin2α)=eq \f(1,7).
因为cos(α-β)=eq \f(13,14),
且0<β<α<eq \f(π,2),所以0<α-β<eq \f(π,2),
所以sin(α-β)=eq \r(1-cos2(α-β))=eq \f(3\r(3),14),
所以cos β=cos[α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)=eq \f(1,7)×eq \f(13,14)+eq \f(4\r(3),7)×eq \f(3\r(3),14)=eq \f(1,2).因为0<β<eq \f(π,2),所以β=eq \f(π,3).
【反思感悟】 已知三角函数值求角的解题步骤
(1)界定角的范围,根据条件确定所求角的范围.
(2)求所求角的某种三角函数值.为防止增解最好选取在范围内单调的三角函数.
(3)结合三角函数值及角的范围求角.
3.已知cos α=eq \f(1,7),cos(α-β)=eq \f(13,14),且0<β<α<eq \f(π,2),求β的值.
【解】 由cos α=eq \f(1,7),0<α<eq \f(π,2),得
sin α=eq \r(1-cos2α)=eq \r(1-(\f(1,7))2)=eq \f(4\r(3),7).
由0<β<α<eq \f(π,2),得0<α-β<eq \f(π,2).
又∵cos(α-β)=eq \f(13,14),
∴sin(α-β)=eq \r(1-cos2(α-β))=eq \r(1-(\f(13,14))2)=eq \f(3\r(3),14).
∵β=α-(α-β)
∴cos β=cos[α-(α-β)]=cos αcos (α-β)+sin αsin(α-β)
=eq \f(1,7)×eq \f(13,14)+eq \f(4\r(3),7)×eq \f(3\r(3),14)=eq \f(1,2).
∵0<β<eq \f(π,2),∴β=eq \f(π,3).
1.cos 56°cos 26°+sin 56°cos 64°的值为( )
A.eq \f(1,2)
B.-eq \f(1,2)
C.eq \f(\r(3),2)
D.-eq \f(\r(3),2)
【答案】 C
【解析】 原式=cos 56°cos 26°+sin 56°sin 26°=cos(56°-26°)=cos 30°=eq \f(\r(3),2).
2.已知α为锐角,β为第三象限角,且cos α=eq \f(12,13),sin β=-eq \f(3,5),则cos(α-β)的值为( )
A.-eq \f(63,65)
B.-eq \f(33,65)
C.eq \f(63,65)
D.eq \f(33,65)
【答案】 A
【解析】 ∵α为锐角,cos α=eq \f(12,13),
∴sin α=eq \r(1-cos2α)=eq \f(5,13),
∵β为第三象限角,sin β=-eq \f(3,5),
∴cos β=-eq \r(1-sin2β)=-eq \f(4,5),
∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β
=eq \f(12,13)×(-eq \f(4,5))+eq \f(5,13)×(-eq \f(3,5))=-eq \f(63,65).
【答案】 eq \f(8,3)
【解析】 原式=2+2(sin αsin β+cos αcos β)=2+2cos(α-β)=eq \f(8,3).
3.cos(α-35°)cos(α+25°)+sin(α-35°)sin(α+25°)=____________________.
【答案】 eq \f(1,2)
【解析】 原式=cos[(α-35°)-(α+25°)]=cos(-60°)=cos 60°=eq \f(1,2).
4.若cos(α-β)=eq \f(1,3),则(sin α+sin β)2+(cos α+cos β)2=_______________.
5.计算:eq \f(1,2)sin 60°+eq \f(\r(3),2)cos 60°=____________________.
【答案】 eq \f(\r(3),2)
【解析】 原式=sin 30°sin 60°+cos 30°cos 60°
=cos(60°-30°)=cos 30°=eq \f(\r(3),2).
1.知识归纳:
(1)两角差的余弦公式的推导.
(2)给角求值,给值求值,给值求角.
2.方法归纳:角的构造.
3.常见误区:求角时忽视角的范围.
$$