内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第7章
三角函数
7.2.3 三角函数的诱导公式
第二课时 三角函数的诱导公式(五、六)
cos α
sin α
cos α
-sin α
课下培优巩固练(三十九)
[课程标准] 能借助单位圆的对称性,利用定义推导出三角函数的诱导公式.
1.诱导公式五:
sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-α)) =______________,
cos eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-α)) =______________.
2.诱导公式六:
sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+α)) =______________,
cos eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+α)) =______________.
微点拨:1.公式五、六的记忆方法与口诀
(1)记忆方法: eq \f(π,2) ±α的正弦(余弦)函数值,分别等于α的余弦(正弦)函数值,前面加上一个把α看成锐角时原函数值的符号.
(2)记忆口诀:“函数名改变,符号看象限”或“正变余,余变正,符号象限定”.
2.诱导公式一~六的记忆口诀
口诀:奇变偶不变,符号看象限.口诀的意义: eq \f(kπ,2) ±α(k∈Z)的三角函数值.
(1)当k为偶数时,等于α的同名三角函数值,前面加上一个把α看作锐角时原三角函数值的符号;
(2)当k为奇数时,等于α的异名三角函数值,前面加上一个把α看作锐角时原三角函数值的符号.
【基点小试】
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)若α为第二象限角,则sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,2))) =-cos α.( )
(2)sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-α)) =cos α.( )
(3)cos (270°+100°)=sin 100°.( )
答案:(1)√ (2)× (3)√
2.化简 eq \f(cos (π-α)cos (\f(π,2)+α),sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-α))tan (π-α)) 的结果是_________.
解析:原式= eq \f((-cos α)·(-sin α),(-cos α)·(-tan α)) =cos α.
答案:cos α
题型一 利用诱导公式化简求值
例1. (苏教版必修一P181T14改编)(1)已知tan α=3,求 eq \f(sin (α-π)+cos (π-α),sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-α))+cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+α))) 的值;
(2)已知sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-α)) = eq \f(1,2) ,求cos eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+α)) ·sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)+α)) 的值.
解:(1) eq \f(sin (α-π)+cos (π-α),sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-α))+cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+α)))
= eq \f(-sin α-cos α,cos α-sin α) = eq \f(-tan α-1,1-tan α)
= eq \f(-3-1,1-3) =2.
(2)cos eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+α)) ·sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)+α))
=cos eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-α)))) ·sin eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(π-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-α))))
=sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-α)) ·sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-α))
= eq \f(1,2) × eq \f(1,2) = eq \f(1,4) .
[总结] 用诱导公式化简求值的方法
(1)对于三角函数式的化简求值问题,一般遵循诱导公式先行的原则,即先用诱导公式化简变形,达到角的统一,再进行切化弦,以保证三角函数名最少.
(2)解答此类问题要学会发现它们的互余、互补关系:如 eq \f(π,3) -α与 eq \f(π,6) +α, eq \f(π,3) +α与 eq \f(π,6) -α, eq \f(π,4) -α与 eq \f(π,4) +α等互余, eq \f(π,3) +θ与 eq \f(2π,3) -θ, eq \f(π,4) +θ与 eq \f(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.
【练一练】
1.已知sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,4))) = eq \f(1,3) ,则cos eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+α)) 的值为( )
A. eq \f(2\r(2),3)
B.- eq \f(2,3)
eq \r(2)
C. eq \f(1,3)
D.- eq \f(1,3)
解析:∵ eq \f(π,4) +α- eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,4))) = eq \f(π,2) ,
∴cos eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+α)) =sin eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+α)))) =sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-α)) =-sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,4))) =- eq \f(1,3) .
答案:D
2.(2025·宿迁高一期末)已知cos (75°+α)= eq \f(1,3),且-180°<α<-90°,则cos (15°-α)的值为________.
解析:∵cos (75°+α)= eq \f(1,3)且-180°<α<-90°,
∴-105°<α+75°<-15°,
∴sin (75°+α)=- eq \f(2\r(2),3),
则cos (15°-α)=cos [90°-(75°+α)]=sin (75°+α)=- eq \f(2\r(2),3).
答案:- eq \f(2\r(2),3)
题型二 利用诱导公式证明恒等式
例2.求证:
eq \f(cos (6π+θ)sin (-2π-θ)tan (2π-θ),cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)+θ))sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)+θ)))
=-tan θ.
证明::左边= eq \f(cos θsin (-θ)tan (-θ),cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+θ))sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+θ))) = eq \f(cos θsin θtan θ,-sin θcos θ) =-tan θ=右边,所以原等式成立.
[总结] 三角恒等式证明的策略
(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,总之,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,要熟练掌握基本公式,善于从中选择巧妙简捷的方法.
【练一练】
3.求证: eq \f(sin θ+cos θ,sin θ-cos θ)
= eq \f(2sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ-\f(3π,2)))cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ+\f(π,2)))-1,1-2sin2(π+θ)) .
证明::右边= eq \f(-2sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-θ))·(-sin θ)-1,1-2sin2θ)
= eq \f(2sin\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(π+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-θ))))sin θ-1,1-2sin2θ)
= eq \f(-2sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-θ))sin θ-1,1-2sin2θ)
= eq \f(-2cosθsin θ-1,cos2θ+sin2θ-2sin2θ) = eq \f((sinθ+cos θ)2,sin2θ-cos2θ)
= eq \f(sinθ+cos θ,sin θ-cos θ) =左边.
题型三 诱导公式的综合应用
例3.已知sin α是方程5x2-7x-6=0的根,α是第三象限角,求 eq \f(sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-α-\f(3π,2)))cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-α)),cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-α))sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+α))) ·tan2(π-α)的值.
解:方程5x2-7x-6=0的两根为x1=- eq \f(3,5) ,x2=2,
由α是第三象限角,得sinα=- eq \f(3,5) ,
则cos α=- eq \f(4,5) ,
∴ eq \f(sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-α-\f(3π,2)))cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)-α)),cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-α))sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+α))) ·tan2(π-α)
= eq \f(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-α))cos \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+α)),sin αcos α) ·tan2α
= eq \f(cosα(-sin α),sin αcos α) ·tan2α=-tan2α
=- eq \f(sin2α,cos2α) =- eq \f(9,16) .
[总结] 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.
【练一练】
4.已知cos α=- eq \f(4,5) ,且α为第三象限角.
(1)求sin α的值;
(2)求f(α)= eq \f(tan (π-α)·sin (π-α)·sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-α)),cos (π+α)) 的值.
解:(1)因为cos α=- eq \f(4,5) ,且α为第三象限角,
所以sin α=- eq \r(1-cos2α) =- eq \r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,5)))\s\up12(2)) =- eq \f(3,5) .
(2)f(α)= eq \f(-tanα·sin α·cos α,-cos α) =tan αsin α
= eq \f(sin α,cos α) ·sin α= eq \f(-\f(3,5),-\f(4,5)) × eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5))) =- eq \f(9,20) .
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