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3课时 两角和与差的正切公式
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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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tan(α+β)(1-tan αtan β)
tan(α+β)
tan(α-β)(1+tan αtan β)
tan(α-β)
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题型探究
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1.能利用两角和与差的正弦、余弦公式推导出两角和与差的正切公式.
2.能利用两角和与差的正切公式进行化简、求值、证明.(重点、难点)
1.两角和与差的正切公式
名称
简记符号
公式
使用条件
两角和
的正切
T(α+β)
tan(α+β)=________________
α,β,α+β≠kπ+eq \f(π,2)(k∈Z)且tan α·tan β≠1
两角差
的正切
T(α-β)
tan(α-β)=_________________
α,β,α-β≠kπ+eq \f(π,2)(k∈Z)且tan α·tan β≠-1
eq \f(tan α+tan β,1-tan αtan β)
eq \f(tan α-tan β,1+tan αtan β)
2.两角和与差的正切公式的变形
(1)T(α+β)的变形:
tan α+tan β=________________________.
tan α+tan β+tan αtan βtan(α+β)=______________.
tan αtan β=___________________.
(2)T(α-β)的变形:
tan α-tan β=_____________________________.
tan α-tan β-tan αtan βtan(α-β)=______________.
tan αtan β=__________________.
1-eq \f(tan α+tan β,tan(α+β))
eq \f(tan α-tan β,tan(α-β))-1
1.存在α,β∈R,使tan(α+β)=tan α+tan β成立.( )
2.对任意α,β∈R,tan(α+β)=eq \f(tan α+tan β,1-tan αtan β)都成立.( )
3.tan(α+β)=eq \f(tan α+tan β,1-tan αtan β)等价于tan α+tan β=tan(α+β)·(1-tan αtan β).( )
【答案】 1.√ 2.× 3.√
一、化简求值
计算:
(1)tan(-75°);
(2)eq \f(tan 74°+tan 76°,1-tan 74°tan 76°);
(3)(1+tan 18°)(1+tan 27°).
【解】 (1)∵tan 75°=tan(45°+30°)=eq \f(tan 45°+tan 30°,1-tan 45°tan 30°)
=eq \f(1+\f(\r(3),3),1-\f(\r(3),3))=eq \f(3+\r(3),3-\r(3))=eq \f(12+6\r(3),6)=2+eq \r(3),
∴tan(-75°)=-tan 75°=-2-eq \r(3).
(2)原式=tan(74°+76°)=tan 150°=-eq \f(\r(3),3).
(3)(1+tan 18°)(1+tan 27°)=1+tan 18°+tan 27°+tan 18°tan 27°
=1+tan 45°(1-tan 18°tan 27°)+tan 18°·tan 27°=2.
【反思感悟】 公式T(α±β)的逆用
一方面要熟记公式的结构,另一方面要注意常值代换.如taneq \f(π,4)=1,tan eq \f(π,6)=eq \f(\r(3),3),taneq \f(π,3)=eq \r(3)等.
要特别注意tan(eq \f(π,4)+α)=eq \f(1+tan α,1-tan α),tan(eq \f(π,4)-α)=eq \f(1-tan α,1+tan α).
1.求值:
(1)eq \f(1-tan 15°,1+tan 15°);
(2)tan 10°+tan 35°+tan 10°tan 35°.
【解】 (1)eq \f(1-tan 15°,1+tan 15°)=eq \f(tan 45°-tan 15°,1+tan 15°tan 45°)
=tan(45°-15°)=tan 30°=eq \f(\r(3),3).
(2)由tan(α+β)=eq \f(tan α+tan β,1-tan αtan β)的变形
tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β)得
tan 10°+tan 35°=tan 45°(1-tan 10°tan 35°)=1-tan 10°tan 35°.
所以tan 10°+tan 35°+tan 10°tan 35°=1.
二、给值求值(角)
已知tan(α-β)=eq \f(1,2),tan β=-eq \f(1,7),α,β∈(0,π),求2α-β的值.
【解】 ∵tan β=-eq \f(1,7),tan(α-β)=eq \f(1,2),
∴tan α=tan[(α-β)+β]=eq \f(tan(α-β)+tan β,1-tan(α-β)tan β)=eq \f(\f(1,2)-\f(1,7),1-\f(1,2)×(-\f(1,7)))=eq \f(1,3),
tan(2α-β)=tan[(α-β)+α]=eq \f(tan(α-β)+tan α,1-tan(α-β)tan α)=eq \f(\f(1,2)+\f(1,3),1-\f(1,3)×\f(1,2))=1.
∵tan α=eq \f(1,3)>0,tan β=-eq \f(1,7)<0,
∴α∈(0,eq \f(π,2)),β∈(eq \f(π,2),π),
∴α-β∈(-π,0).
又∵tan(α-β)=eq \f(1,2)>0,
∴α-β∈(-π,-eq \f(π,2)),
2α-β=α+(α-β)∈(-π,0).
而tan(2α-β)=1,∴2α-β=-eq \f(3,4)π.
【反思感悟】 给值求值问题的两种变换
(1)式子的变换:分析已知式子的结构特点,结合两角和与差的三角函数公式,通过变形,建立与待求式间的联系以实现求值.
(2)角的变换:首先从已知角间的关系入手,分析已知角与待求角间的关系,如用α=β-(β-α),2α=(α+β)+(α-β).
2.(1)已知A,B是三角形ABC的两个内角,且tan A,tan B是方程3x2+8x-1=0的两个实根,则tan C=____________________.
(2)若α,β均为钝角,且(1-tan α)(1-tan β)=2,求α+β.
(1)【答案】 2
【解析】 由题意可知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(tan A+tan B=-\f(8,3),,tan A·tan B=-\f(1,3),))
由两角和的正切公式得
tan(A+B)=eq \f(tan A+tan B,1-tan Atan B)=eq \f(-\f(8,3),1-(-\f(1,3)))=-2,
又A+B+C=π,
所以tan C=tan[π-(A+B)]=-tan(A+B)=2.
(2)【解】 ∵(1-tan α)(1-tan β)=2,
∴1-(tan α+tan β)+tan αtan β=2,
∴tan α+tan β=tan αtan β-1,
∴eq \f(tan α+tan β,1-tan αtan β)=-1,
∴tan(α+β)=-1.
∵α,β∈(eq \f(π,2),π),∴α+β∈(π,2π).
∴α+β=eq \f(7π,4).
1.当tan β=3,tan(α-β)=-2,则tan α=( )
A.eq \f(1,7)
B.-eq \f(1,7)
C.1
D.-1
【答案】 A
【解析】 tan α=tan[(α-β)+β]=eq \f(tan(α-β)+tan β,1-tan(α-β)tan β)=eq \f(-2+3,1-(-2)×3)
=eq \f(1,7).
2.若tan(eq \f(π,3)-α)=3,则tan α的值为____________________.
【答案】 eq \f(6-5\r(3),13)
【解析】 tan α=tan[eq \f(π,3)-(eq \f(π,3)-α)]
=eq \f(tan\f(π,3)-tan(\f(π,3)-α),1+tan\f(π,3)tan(\f(π,3)-α))
=eq \f(\r(3)-3,1+\r(3)×3)=eq \f((\r(3)-3)(3\r(3)-1),(3\r(3))2-1)
=eq \f(12-10\r(3),26)=eq \f(6-5\r(3),13).
3.tan(α-eq \f(5π,4))=eq \f(1,5),则tan α=____________________.
【答案】 eq \f(3,2)
【解析】 tan α=tan[(α-eq \f(5π,4))+eq \f(5π,4)]=eq \f(\f(1,5)+1,1-\f(1,5)×1)=eq \f(3,2).
4.求值:eq \f(1-tan 75°,1+tan 75°)=____________________.
【答案】 -eq \f(\r(3),3)
【解析】 原式=eq \f(tan 45°-tan 75°,1+tan 45°tan 75°)
=tan(45°-75°)=tan(-30°)=-eq \f(\r(3),3).
5.已知cos α=eq \f(\r(5),5),cos β=eq \f(3,5),其中α,β都是锐角,求tan(α+β)的值.
【解】 因为α,β都是锐角,所以sin α=eq \r(1-cos2α)=eq \f(2\r(5),5),
sin β=eq \r(1-cos2β)=eq \f(4,5),
tan α=eq \f(sin α,cos α)=2,
tan β=eq \f(sin β,cos β)=eq \f(4,3),
所以tan(α+β)=eq \f(tan α+tan β,1-tan αtan β)=-2.
1.知识归纳:
(1)两角和与差的正切公式的推导.
(2)公式的正用、逆用、变形用.
2.方法归纳:整体思想.
3.常见误区:公式中加减符号易记错.
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