内容正文:
7.2.3三角函数的诱导公式
第1课时诱导公式一~四
苏教版2019高一数学(必修一)第七章 三角函数
02
03
05
06
04
典型例题(含课本例题)
知识点讲解
情景导入
课堂小结
课堂练习(含课本练习)
01
学习目标
目录/CONTENTS
学习目标
1.了解三角函数的诱导公式的意义与作用.
2.理解诱导公式的推导过程.
3.能运用有关诱导公式解决一些三角函数的求值、化简和证明问题.
4.借助单位圆的对称性,利用定义推导诱导公式,重点提升学生的逻辑推理、数学运算素养.
情景导入
由三角函数定义可以知道:终边相同的角的同一三角函数值相等.即有
sin(α +2kπ) = sin α (k∈Z),
cos(α +2kπ) = cos α (k∈Z),(公式一)
tan(α +2kπ) = tan α (k∈Z).
除了“终边相同”这样非常特殊的关系之外还有一些角,它们的终边具有另外的某种特殊关系,如两个角的终边关于坐标轴对称、关于原点对称等.那么它们的三角函数值有何关系呢?
如果角α的终边与角β的终边关于x轴对称,那么α与β的三角函数值之间有什么关系?
新知探究
设角α ,β的终边分别与单位圆交于点P,则点P和点关于x轴对称(图7-2-16)
又根据三角函数的定义,点P的坐标是(cos α ,sin α),点P的坐标是(cos β ,sinβ),则有
sinβ=- sin α,cosβ= cos a.
由同角三角函数关系得
tanβ ===-tan α.
特别地,角- α与角α的终边关于x轴对称,则有
sin(- α)=- sin α ,
cos(- α)=cos α , (公式二)
tan(- α)=-tan α.
在平面直角坐标系内,点()与点()关于 x轴对称的充要条件是
,
.
由公式二,你可得到三角函数的什么性质?
若角α的终边与角β的终边关于y轴对称(图7-2-17).
同理可得
sin β = sin α,cosβ=-cos α ,tanβ=- tan α.特别地,角π- α与角α的终边关于y轴对称,则有
sin(π- α) =sin α,
cos(π- α) =-cos α, (公式三)
tan(π- α)=-tan α.
在平面直角坐标系内,点()与点()关于 x轴对称的充要条件是
,
.
若角α的终边与角β的终边关于原点O对称(图7-2-18).同理可得
sinβ=- sin α ,cosβ=-cos α, tanβ = tan α
特别地,角π+ α与角α的终边关于原点0对称,则有
sin(π+ α) =-sin α ,
cos(π+ α) =-cos α, (公式四)
tan(π+ α ) = tan α.
在平面直角坐标系内,点()与点()关于 x轴对称的充要条件是
,
.
思考
由公式二、三,你能推导出公式四吗?根据公式二、三、四中的任意两组公式,你能推导出另外一组公式吗?
公式二、三推导公式四,
例如,sin(π+α)=sin[π-(-α)]=sin(-α)=-Sinα.
公式二、四推导公式三,
例如,sin(π-α)=sin[π+(-α)]=-sin(-α)=-(-sinα)=sinα.
公式三、四推导公式二,
例如,sin(-α)=sin[π-(π+α)]=sin(π+α)=-sinα.
课本例题
例9 求值:
(1) sin; (2)cos (3)tan(-1560°)
解:(1)sin =sin(Π+ )=-sin
(2)cos (2Π+ )=cos (Π - )=-cos
(3)tan(-1560°) =-tan 1 560°=-tan(4×360°+120°)
= - tan 120°=-tan(180°-60°)= tan 60°=.
例9表明,利用上面四个公式可将关于任意角的三角函数转化为区间[0, ]内的角的三角函数.
例10 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x) = 1-cosx; (2) g(x) = x- sinx.
解 (1) 因为函数f(x)的定义域是R,且
f(-x)=1-cos(-x)=1-cosr = f(x),
所以 f(x) 是偶函数.
(2)因为函数g(x)的定义域是R,且
g(-x)=-x-sin(-x)=-x-(-sinx)=-(x-sinx)=-g(x),
所以g(x)是奇函数.
课本练习
解:(1);
(2);
(3);
(4)
1.求值:
(1);(2);(3);(4).
2.求值:
(1);(2);(3);(4).
解:(1)因为,所以;
(2)因为,所以;
(3)因为,所以;
(4)因为,所以.
3.化简:
(1);
(2).
解:(1);
(2)
4.判断下列函数的奇偶性:
(1); (2).
解:(1),其定义域为R
则,
故是定义在R上偶函数;
(2),其定义域为R
则,
故是定义在R上奇函数.
题型分类讲解
题型一 利用诱导公式求三角函数值
1
cos(-2 040°)=cos 2 040°=cos(5×360°+240°)
2.求下列各三角函数式的值:
(1)sin 1 320°;
解 法一 sin 1 320°=sin(3×360°+240°)
法二 sin 1 320°=sin(4×360°-120°)=sin(-120°)
(3)tan(-945°)=-tan 945°=-tan(225°+2×360°)
=-tan 225°=-tan(180°+45°)=-tan 45°=-1.
题型二 利用诱导公式化简三角函数式
(2)原式=-sin αcos α+sin(-α)(-cos α)+sin α(-cos α)(-tan α)
=-sin αcos α+sin αcos α+sin αcos αtan α
题型三 给值(或式)求值问题
6.(变换条件)将例3题中的“-”改为“+”,“+”改为“-”,其他不变,应如何解答?
课堂小结
1.掌握4组公式
公式一~四可简要概括为“α+k·2π(k∈Z),-α,π±α的三角函数值,等于α的同名函数值,前面加上一个把α看成锐角时原函数值的符号”.
2.会用3个步骤
负化正→大化小→化成锐角是终了.
1.(1)sin 750°=________;cos(-2 040°)=________;
(2)计算:sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(31π,6)))-coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(10π,3)))=________.
-
解析 (1)sin 750°=sin(2×360°+30°)=sin 30°=eq \f(1,2);
(2)原式=-sineq \f(31π,6)-coseq \f(10π,3)=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4π+π+\f(π,6)))-coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2π+π+\f(π,3)))
=sin+cos=+=1.
=cos 240°=cos(180°+60°)=-cos 60°=-eq \f(1,2).
=-sin(180°-60°)=-sin 60°=-eq \f(\r(3),2).
=sin 240°=sin(180°+60°)=-sin 60°=-eq \f(\r(3),2).
=cos=-cos=-.
法二 cos=cos
=cos=-cos=-.
(2)cos;(3)tan(-945°).
解 (2)法一 coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(31π,6)))=coseq \f(31π,6)=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4π+\f(7π,6)))
=eq \f(-sin α(-sin α)cos α,cos α(-cos α)sin α)=-eq \f(sin α,cos α)=-tan α.
解 原式=eq \f(-tan α·sin(-α)cos(-α),cos(π-α)sin(π-α))
3.化简下列各式:
(1)eq \f(tan(2π-α)sin(-2π-α)cos(6π-α),cos(α-π)sin(5π-α));
=eq \f(\r(1-2sin 70°cos 70°),-sin 70°+cos 70°)=eq \f(|cos 70°-sin 70°|,cos 70°-sin 70°)
==-1.
解 原式=eq \f(\r(1+2sin(360°-70°)cos(360°+70°)),sin(180°+70°)+cos(720°+70°))
(2).
=sin αcos α=sin2α.
解 (1)原式=eq \f((-cos α)(-cos α)tan α,(-sin α)(-cos α))=eq \f(sin αcos α,sin αcos α)=1.
4.化简下列各式:
(1)eq \f(cos(π+α)cos(3π-α)tan(π+α),sin(π+α)cos(-α-π));
(2)sin(π+α)cos(-α)+sin(2π-α)cos(π-α)+sin αcos(π+α)tan(-π-α).
解 因为cos=cos
=-cos=-,
sin2=sin2=sin2
=1-cos2=1-=,
所以coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,6)+α))-sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,6)))=-eq \f(\r(3),3)-eq \f(2,3)=-eq \f(2+\r(3),3).
5.已知coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-α))=eq \f(\r(3),3),求coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,6)+α))-sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,6)))的值.
求cos+sin2的值.
因为cos=cos
=-cos=-,
所以coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,6)-α))+sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,6)))=-eq \f(\r(3),3)+eq \f(2,3)=eq \f(2-\r(3),3).
sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,6)))=1-cos2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+α))=1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3)))eq \s\up12(2)=eq \f(2,3),
解 由题意知cos=,
解 cos-sin2
=cos-sin2
=--=-.
=-coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-α))-sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-α))=-eq \f(\r(3),3)-eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3)))\s\up12(2)))
7.(变换结论)例3题中的条件不变,求coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7π,6)-α))-sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(13π,6)))的值.
解 由=3+2,
得=3+2,
∴tan θ=.
∴原式=
=1+tan θ+2tan2θ=1+eq \f(\r(2),2)+2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)))eq \s\up12(2)=2+eq \f(\r(2),2).
8.已知eq \f(1+tan(θ+720°),1-tan(θ-360°))=3+2eq \r(2),
求eq \f(cos2(π-θ)+sin(π+θ)·cos(π-θ)+2sin2(θ-π),cos2(-θ-2π))的值.
$