内容正文:
第2章 三角恒等变换
2.1.1 两角和与差的余弦公式
cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ
简记:
cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ
简记:
两角和与差的余弦公式
“同名相乘,符号反”
思考:两角和与差的正弦公式是怎样的呢?
在诱导公式 sin α= cos ( -α)中,将α替换为α-β即可
sin (α-β)= cos[ -(α-β)]
= cos [( -α)+β]
= cos ( -α) cos β- sin ( -α) sin β
= sin α cos β- cos α sin β.
试一试:能否从两角和与差的余弦公式推导出两角和与差的正弦公式?
cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ
cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ
如何快速推导
的值?
将β替换为-β即可
sin (α+β)= sin [α-(-β)]= sin α cos (-β)- cos α sin (-β)
= sin α cos β+ cos α sin β.
“异名相乘,符号同”
两角和与差的正弦公式
sin(α+β)= ,其中α,β∈R,简记为S(α+β);
sin(α-β)= ,其中α,β∈R,简记为S(α-β).
sin αcos β+cos αsin β
sin αcos β-cos αsin β
注意:公式中的α,β为任意角,α加减β也是任意角.
例1 求值:
(1)sin 20°cos 40°+cos 20°sin 40°= ;
解:(1)sin 20°cos 40°+cos 20°sin 40°=sin(20°+40°)=sin 60°=.
(2)sin 15°+sin 75°= .
(2)sin 15°+sin 75°
=sin(45°-30°)+sin(45°+30°)
=sin 45°cos 30°-cos 45°sin 30°+sin 45°cos 30°+cos 45°sin 30°
=2sin 45°cos 30°=.
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1.化简求值.
(1)
(2)
解:(1)
(2)
(1)对于非特殊角的三角函数式求值问题,一定要本着先整体后局部的基本原则,如果整体符合三角公式的形式,则整体变形,否则进行各局部的变形.
(2)一般途径是将非特殊角化为特殊角的和或差的形式,化为正负相消的项并消项求值,化分子、分母形式进行约分,解题时要逆用或变形使用公式.
解决给角求值问题的策略
方法归纳
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例2 已知sin α=,cos β=-,且α为第一象限角,β为第二象限角,求sin(α+β),sin(α-β)的值.
解:因为α为第一象限角,β为第二象限角,sin α=,cos β=-,
所以cos α=,sin β=,
所以sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=×+×=.
sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β=×-×=-.
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只有一个已知角,如何确定其他项呢?
(1)在解决此类题目时,一定要注意已知角与所求角之间的关系,恰当地运用拆角、凑角技巧,同时分析角之间的关系,利用角的代换化异角为同角,具体做法是:
①当条件中有两角时,一般把“所求角”表示为已知两角的和或差;
②当条件中只有一个已知角时,可利用诱导公式把所求角转化为已知角.
(2)此类问题中,角的范围不容忽视,解题时往往需要根据三角函数值缩小角的范围.
解决“给值求值”问题的策略
方法归纳
变式:已知cos α=,sin(α+β)=,0<α<,0<β<,求角β的值.
说一说:求解此类给值求角问题,你有什么思路呢?
解:因为0<α<,cos α=,
所以sin α=.
又因为0<β<,所以0<α+β<π.
因为sin(α+β)=<sin α,
所以<α+β<π,所以cos(α+β)=-,
所以sin β=sin[(α+β)-α]
=sin(α+β)cos α-cos(α+β)sin α
=×-×=.
又因为0<β<,所以β=.
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本节课我们解决了哪些问题?你学到了哪些知识与方法?
1.知识点:
(1)两角和与差的正弦公式的推导.
(2)给角求值、给值求值、给值求角.
(3)公式的正用、逆用、变形用.
2.方法归纳:构造法.
3.常见误区:求值或求角时忽视角的范围.
1.化简sin 21°cos 81°-cos 21°sin 81°等于( )
A.- B.- C. D.
解:原式=sin(21°-81°)=sin(-60°)=-.
A
2. =( C)
A. - B. - C. D.
解析:
=
=
= = sin 30°= .
C
3. 在△ ABC 中,三内角分别是 A , B , C ,若 sin C =2 cos A sin B ,则△ ABC 一定是( C)
A. 直角三角形 B. 正三角形
C. 等腰三角形 D. 等腰直角三角形
解析:∵ sin C = sin ( A + B )= sin A cos B + cos A sin B =2 cos A sin B ,∴ sin A cos B - cos A sin B =0,
即 sin ( A - B )=0,又-π< A - B <π,
∴ A = B ,∴△ ABC 为等腰三角形.
C
4. 已知 sin α+ sin β= , cos α+ cos β= ,则 cos (α-β)=( D)
A. B. C. D. -
解析:由已知,得
( sin α+ sin β)2+( cos α+ cos β)2= + =1,
∴2+2( cos α cos β+ sin α sin β)=1,
即2+2 cos (α-β)=1.∴ cos (α-β)=- .
D
2.已知sin α=-eq \f(3,5),α是第四象限角,求sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-α)),coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+α))的值.
解:由sin α=-eq \f(3,5),α是第四象限角,得
cos α=eq \r(1-sin2α)=eq \r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5)))\s\up12(2))=eq \f(4,5),
故sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-α))=sin eq \f(π,4)cos α-cos eq \f(π,4)sin α=eq \f(\r(2),2)×eq \f(4,5)-eq \f(\r(2),2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5)))=eq \f(7\r(2),10),
coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+α))=cos eq \f(π,4)cos α-sin eq \f(π,4)sin α=eq \f(\r(2),2)×eq \f(4,5)-eq \f(\r(2),2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5)))=eq \f(7\r(2),10).
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