内容正文:
7.2.4 诱导公式
知识
目标
1.掌握诱导公式一~四,并会用公式求任意角的三角函数值. 2.会用诱导公式一~四进行简单的三角求值、化简与恒等式的证明.
素养
目标
通过诱导公式一~四的推导,培养学生的逻辑推理核心素养;借助诱导公式的应用,培养学生的数学运算和逻辑推理核心素养.
第1课时 诱导公式(一)
问题1.如图,设角α,π+α,-α,π-α的终边与单位圆O的交点分别为P,P1,P2,P3,则P与P1,P与P2,P与P3的坐标有怎样的关系?
提示:P与P1的纵坐标、横坐标都互为相反数,P与P2的横坐标相同,纵坐标互为相反数,P与P3的横坐标互为相反数,纵坐标相同.
问题2.根据问题1,你能得出α,π+α,-α,π-α的三角函数之间的关系吗?
提示:sin(π+α)=-sin α,cos(π+α)=-cos α,tan(π+α)=tan α;sin(-α)=-sin α,cos(-α)=cos α,tan(-α)=-tan α;sin(π-α)=sin α,cos(π-α)=-cos α,tan(π-α)=-tan α.
知识点一 角的旋转、对称
如图,已知角α的终边为OA,将射线OA逆时针旋转θ到OB,顺时针旋转θ到OC.
则射线OB是角α+θ的终边,射线OC是角α-θ的终边,所以角α+θ的终边与角α-θ的终边关于角α的终边所在的直线对称.
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知识点二 诱导公式一~四
[微提醒] 诱导公式一~四的理解
(1)公式一~四中角α是任意角.
(2)公式一概括为:终边相同的角的同名三角函数值相等.
(3)公式一、二、三、四都叫诱导公式,它们可概括如下:
2kπ+α(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,概括为“函数名不变,符号看象限”.
1.对于α∈R,下列等式恒成立的是( )
A.sin(2π-α)=sin α
B.cos(-α)=-cos α
C.cos(π-α)=cos α
D.tan(π-α)=tan(2π-α)
答案:D
解析:对于A,sin(2π-α)=-sin α.故A错误;对于B,cos(-α)=cos α.故B错误;对于C,cos(π-α)=-cos α.故C错误;对于D,tan(π-α)=-tan α,tan(2π-α)=-tan α,则tan(π-α)=tan(2π-α).故D正确.故选D.
2.已知α=,β=2kπ+,k∈Z,则角α与β的终边( )
A.关于x轴对称 B.关于y轴对称
C.关于直线y=x对称 D.关于直线y=-x对称
答案:C
解析:因为α=,β=2kπ+,k∈Z,所以α+β=2kπ++=2kπ+,则=kπ+,k∈Z,所
以角α与β的终边关于角的终边所在直线对称,即角α与β的终边关于直线y=x对称.故选C.
3.sin 330°等于( )
A.- B.-
C. D.
答案:B
解析:sin 330°=sin(360°-30°)=-sin 30°=-.故选B.
4.若sin(π+α)=-,则sin(4π-α)的值是( )
A.- B.
C.- D.
答案:A
解析:因为sin(π+α)=-,所以sin α=,sin(4π-α)=-sin α=-.故选A.
5.代数式的化简结果是___________________.
答案:-1
解析:
=
===-1.
题型一 给角求值问题
例1 (1)sin π·cos π·tan的值是( )
A.- B.
C.- D.
(2)求下列三角函数式的值:
①sin(-330°)·cos 210°.
②sin(-1 200°)·tan(-30°)-cos 585°·tan(-1 665°).
点拨:利用诱导公式负角化正角,大角化小角,直到化为锐角求值.
答案:(1)A
解析:(1)sin π·cos π·tan=sincostan=-sin ·tan=-··(-)=-.
(2)①sin(-330°)·cos 210°=sin(30°-360°)cos(180°+30°)
=sin 30°·(-cos 30°)=×=-.
②sin(-1 200°)·tan(-30°)-cos 585°·tan(-1 665°)
=-sin 1 200°·-cos(720°-135°)·tan(-9×180°-45°)
=sin(1 080°+120°)-cos 135°·tan(-45°)
=-×(-1)=.
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利用诱导公式解决给角求值问题的步骤
第一步:“负化正”;
第二步:“大化小”,用公式一将角化为0°到360°间的角;
第三步:“小化锐”,用公式二或四将大于90°的角转化为锐角;
第四步:“锐求值”,得到锐角的三角函数后求值.
对点练1.(1)sin 300°+cos 390°+tan(-135°)=( )
A.-1 B.1
C. D.+1
(2)sin 315°-cos 225°-sin(-480°)+cos(-330°)=__________.
答案:(1)B (2)
解析:(1)sin 300°+cos 390°+tan(-135°)=sin(-60°)+cos 30°+tan(180°-135°)
=-sin 60°+cos 30°+tan 45°=-++1=1.故选B.
(2)原式=sin(360°-45°)-cos(180°+45°)-sin(-360°-120°)+cos(-360°+30°)=-sin 45°+cos 45°+sin 120°+cos 30°=-+++=.
题型二 给值求值问题
例2 已知α为第二象限角,且sin α=,则tan(π+α)的值是( )
A. B.
C.- D.-
点拨:先由sin α求cos α,注意角的范围,再利用诱导公式求tan α.
答案:D
解析:因为sin α=且α为第二象限角,所以cos α=-=-,所以tan α==-.所以tan(π+α)=tan α=-.故选D.
解决条件求值问题的方法
1.解决条件求值问题,首先要仔细观察条件与所求式之间的角、函数名称及有关运算之间的差异及联系.
2.可以将已知式进行变形向所求式转化,或将所求式进行变形向已知式转化.
对点练2.若cos(π+α)=-,π<α<2π,则sin (2π+α)等于( )
A. B.±
C. D.-
答案:D
解析:由cos(π+α)=-,得cos α=,故sin(2π+α)=sin α=-=-(α为第四象限角).故选D.
题型三 三角函数式的化简与证明
例3 化简.
点拨:利用诱导公式(一~四)化简.
解:tan(-α-180°)=tan[-(180°+α)]
=-tan(180°+α)
=-tan α,
cos(-180°+α)=cos[-(180°-α)]
=cos(180°-α)
=-cos α,
所以原式==-cos α.
利用诱导公式一~四化简应注意的问题
1.利用诱导公式主要是进行角的转化,从而达到统一角的目的.
2.化简时函数名没有改变,但一定要注意函数的符号有没有改变.
3.同时有切(正切)与弦(正弦、余弦)的式子化简,一般采用切化弦,有时也将弦化切.
对点练3.求值:
.
解:
=
==tan α.
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微专题(一) 思想方法
分类讨论思想在三角函数中的应用
证明:=(-1)ncos α,n∈Z.
证明:当n为偶数时,令n=2k,k∈Z,
左边=
===cos α.
右边=(-1)2kcos α=cos α,所以左边=右边.
当n为奇数时,令n=2k-1,k∈Z,
左边=
==
==-cos α.
右边=(-1)2k-1cos α=-cos α,所以左边=右边.
综上所述,=(-1)ncos α,n∈Z成立.
[名师点评] 解答此类题目的关键在于正确应用诱导公式化简,如果被化简式子中的角是kπ±α(k∈Z)的形式,往往对参数k进行讨论.常见的一些关于参数k的结论有sin(kπ+α)=(-1)ksin α(k∈Z);cos(kπ+α)=(-1)kcos α(k∈Z);sin(kπ-α)=(-1)k+1sin α(k∈Z);cos(kπ-α)=(-1)kcos α(k∈Z)等.
1.计算sin(-330°)cos 390°的值为( )
A.- B.
C.- D.
答案:B
解析:sin(-330°)cos 390°=sin 30°×cos 30°=×=.故选B.
2.cos=( )
A.- B.-
C. D.
答案:A
解析:由诱导公式可知cos=cos=cos=cos=-cos =-.故选A.
3.tan(5π+α)=m,则=( )
A. B.
C.-1 D.1
答案:A
解析:因为tan(5π+α)=tan α=m,所以原式=====.故选A.
4.化简:·tan(2π-α)=________.
答案:-1
解析:原式=·tan(-α)=·=-1.
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