内容正文:
4.4 诱导公式与旋转
学习目标
1.掌握±α的正弦、余弦诱导公式的推导过程,培养数学抽象的核心素养. 2.对诱导公式能作综合归纳,体会七组公式的共性与个性,培养逻辑推理的核心素养. 3.能够利用诱导公式解决简单的求值、化简与证明问题,提升数学运算的核心素养.
任务一 诱导公式与旋转
问题1.观察图象,设锐角α的终边与单位圆交于点P(u,v),将终边绕点O沿逆时针方向旋转得到点P',那么+α的终边与单位圆的交点P'的坐标如何求?你能根据三角函数的定义探究角α与角+α的三角函数值之间的关系吗?
提示:P'(-v,u);sin=cos α,cos=-sin α.
问题2.利用问题1中的结论和-α与α的正(余)弦关系,探究α-与α三角函数值的关系.
提示:sin=-sin=-sin=-cos(-α)=-cos α;
同理cos=sin α.
sin=cos α cos=-sin α
sin=-cos α cos=sin α
[微思考] 上述公式中的三角函数的名称和符号是否变化?
提示:三角函数的名称改变,符号要看角的终边所在的象限.
(1)sin与以下哪个值相同( )
A.sin B.-sin
C.cos D.-cos
(2)已知=a,a>0,那么cos 65°的值是 .(用实数a表示)
答案:(1)C (2)
解析:(1)由诱导公式易得sin=cos .故选C.
(2)由=a,a>0,可得sin 25°=,则cos 65°=cos=sin 25°=.
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直接利用公式化简或求值,注意符号的变化.
对点练1.(1)在下列各数中,与cos 10°相等的是( )
A.sin 80° B.cos 80°
C.sin 170° D.cos 170°
(2)已知角α的顶点在坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,若角α的终边过点A,则sin=( )
A. B.-
C. D.-
答案:(1)A (2)A
解析:(1)对于A,sin 80°=sin=cos 10°,故A正确;对于B,cos 80°=cos=sin 10°,故B错误;对于C,sin 170°=sin=sin 10°,故C错误;对于D,cos 170°=cos=-cos 10°,故D错误.故选A.
(2)由题意可知cos α==-,sin=-cos α=.故选A.
任务二 正弦函数、余弦函数的诱导公式
问题3.经过对角α的终边的对称与旋转,如何简化记忆诱导公式呢?
提示:诱导公式可以归纳为k·±α(k∈Z)的三角函数值.当k为偶数时,得α的同名三角函数值;当k为奇数时,得α的异名三角函数值.然后,在前面加上一个把α看成锐角时原函数值的符号,概括为“奇变偶不变,符号看象限”.
正弦函数、余弦函数诱导公式
角
正弦
余弦
α+2kπ(k∈Z)
sin α
cos α
-α
-sin α
cos α
α+π
-sin α
-cos α
α-π
-sin α
-cos α
π-α
sin α
-cos α
α+
cos α
-sin α
-α
cos α
sin α
(链教材P24例8)(1)若sin+cos=-,则cos(270°-α)+2sin(360°-α)的值为( )
A.- B.-
C. D.
(2)sin+cos= .
答案:(1)B (2)0
解析:(1)由sin+cos=-可得,-sin α-sin α=-,即sin α=,
则cos(270°-α)+2sin(360°-α)=-sin α-2sin α=-3sin α=-.故选B.
(2)sin+cos=sin+
cos=sin-sin=0.
利用诱导公式求值的策略
在对给定的式子进行求值时,要注意给定的角之间存在的特定关系,充分利用给定的关系结合诱导公式将角进行转化.特别要注意每一个角所在的象限,勿将符号及三角函数名称弄错.
对点练2.(1)已知cos=-,则sin的值为( )
A. B.-
C.- D.±
(2)已知角α的终边经过点P(2,-3),则= .
答案:(1)B (2)5
解析:(1)sin=sin=
cos=-,故选B.
(2)由角α的终边经过点P(2,-3)可知,sin α=-,cos α=,则
===5.
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任务三 诱导公式的综合应用
(链教材P25例9)已知f(x)=
.
(1)化简f(x);
(2)求f.
解:(1)f(x)=
===.
(2)f====-.
用诱导公式进行化简时的注意点
1.化简后项数尽可能的少.
2.函数的种类尽可能的少.
3.能求值的一定要求值.
4.含有较高次数的三角函数式,多用因式分解、约分等.
对点练3.化简:.
解:原式=
=
===1.
任务再现
1.诱导公式与旋转.2.正弦函数、余弦函数的诱导公式及其应用
方法提炼
公式法、转化与化归思想
易错警示
函数名称、符号的变化,角与角之间的联系与构造
1.已知cos 78°≈0.20,那么sin 12°约等于( )
A.0.20 B.0.80
C.0.88 D.0.95
答案:A
解析:sin 12°=sin(90°-78°)=cos 78°≈0.20.故选A.
2.已知sin θ=,则cos的值是( )
A. B.-
C. D.-
答案:B
解析:cos=cos=-sin θ=-.故选B.
3.若α是任意实数,则sin=( )
A.sin α B.-sin α
C.cos α D.-cos α
答案:C
解析:由三角函数诱导公式得sin=sin=sin=cos α.故选C.
4.已知sin=,则cos= .
答案:
解析:cos=cos=sin=.
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