内容正文:
10.1.3
两角和与差的正切
[教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
课时目标
1.能利用两角和与差的正弦、余弦公式推导出两角和与差的正切公式.
2.能利用两角和与差的正切公式进行化简、求值、证明.
3.熟悉两角和与差的正切公式的常见变形,并能灵活应用.
CONTENTS
目录
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课前预知教材·自主落实基础
课堂题点研究·迁移应用融通
课时跟踪检测
课前预知教材·自主落实基础
01
两角和与差的正切公式
名称 简记符号 公式 使用条件
两角和的正切公式 T(α+β) tan(α+β)=__________ α,β,α+β≠kπ+(k∈Z) 且tan α·tan β≠1
两角差的正切公式 T(α-β) tan(α-β)=__________ α,β,α-β≠kπ+(k∈Z)且tan α·tan β≠-1
|微|点|助|解|
(1)结构特征:公式T(α±β)的右侧为分式形式,其中分子为tan α与tan β
的和或差,分母为1与tan αtan β的差或和.
(2)符号规律:分子同,分母反.
(3)T(α±β)可变形为如下形式:
①tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β)或②1∓tan αtan β=.当α±β为特殊角时,常考虑使用变形①,遇到1与切的乘积的和(或差)时常用变形②.
基础落实训练
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)两角和与差的正切公式对tan是适用的. ( )
(2)tan α+tan β=tan(α+β)(1+tan αtan β). ( )
(3)1+tan αtan β=. ( )
×
×
×
2.若tan α=3,tan β=,则tan(α-β)等于( )
A. B.-
C.3 D.-3
解析:原式===.
√
3.已知tan α=2,则tan=_____.
解析:tan===-3.
-3
4.=_____.
解析:原式=tan(75°-15°)=tan 60°=.
课堂题点研究·迁移应用融通
02
题型(一) 两角和与差正切公式的简单应用
[例1] (1)若tan=,则tan α= .
解析:法一 ∵tan===,
∴6tan α-6=1+tan α(tan α≠-1),
∴tan α=.
法二 tan α=tan
===.
(2)已知α,β均为锐角,tan α=,tan β=,则α+β=_____.
解析:∵tan α=,tan β=,
∴tan(α+β)===1.
∵α,β均为锐角,∴α+β∈(0,π).∴α+β=.
|思|维|建|模|
利用正切的和差公式解题的两个题型及解题策略
(1)关于求值问题,利用角的代换,将所求角转化为已知角的和与差,再根据公式求解.
(2)关于求角问题,先确定该角的某个三角函数值,再根据角的取值范围确定该角的大小.
针对训练
1.(2024·全国甲卷)已知=,则tan=( )
A.2+1 B.2-1
C. D.1-
√
解析:根据题意有=,
即1-tan α=,所以tan α=1-,
所以tan===2-1,故选B.
2.已知tan α=2,tan β=-,其中0<α<<β<π.求α+β的值.
解:把tan α=2,tan β=-代入,
得tan(α+β)===1.
因为0<α<<β<π.
所以<α+β<.所以α+β=.
题型(二) 两角和与差正切公式的逆用
[例2] 计算:=( )
A.- B.
C.- D.
解析:原式====-=-=-.故选A.
√
|思|维|建|模|
一方面要熟记公式的结构,另一方面要注意常值代换.如tan=1,tan=,tan=等.要特别注意tan=,tan=.
针对训练
3.化简求值:.
解:原式==tan(45°-15°)
=tan 30°=.
题型(三) 两角和与差正切公式的变形用
[例3] (1)tan 23°+tan 37°+tan 23°tan 37°的值是____.
解析:∵tan 60°==,
∴tan 23°+tan 37°=-tan 23°tan 37°.
∴tan 23°+tan 37°+tan 23°tan 37°=.
(2)=______.
解析:∵tan 18°+tan 42°+tan 120°
=tan 60°(1-tan 18°tan 42°)+tan 120°=-tan 60°·tan 18°
tan 42°,∴原式=-1.
-1
|思|维|建|模|
当化简的式子中出现“tan α±tan β ”与“tan αtan β ”形式时,要把它们看成两个整体,这两个整体一是与两角和与差的正切公式有关,通过公式能相互转换,二是这两个整体还与根与系数的关系相似,在应用时要注意隐含的条件,能缩小角的范围.
针对训练
4.tan 87°tan 33°-tan 87°-tan 33°=( )
A. B.-
C. D.-
解析:tan 87°tan 33°-tan 87°-tan 33°=tan 87°tan 33°-tan
(87°+33°)(1-tan 87°tan 33°)=tan 87°tan 33°+(1-tan 87°
tan 33°)=.故选A.
√
5.若1+tan α+tan β-tan αtan β=0,且α,β∈,则α+β=_______.
解析:因为1+tan α+tan β-tan αtan β=0,所以tan α+tan β=-(1-tan αtan β),所以tan(α+β)==-1.又α,β∈,所以π<α+β<2π,故α+β=.
课时跟踪检测
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1.tan 255°等于 ( )
A.-2- B.-2+
C.2- D.2+
√
解析:tan 255°=tan(180°+75°)=tan 75°=tan(45°+30°)=
==2+.
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2.的值等于( )
A.tan 42° B.tan 3°
C.1 D.tan 24°
√
解析:∵tan 60°=,∴原式==tan(60°-18°)=tan 42°.
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3.已知2tan θ-tan=7,则tan θ=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
√
解析:由已知得2tan θ-=7,解得tan θ=2.
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4.(多选)已知tan α=4,tan β=-,则( )
A.tan(-α)tan β=1 B.α为锐角
C.tan= D.tan 2α=tan 2β
√
√
√
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解析:∵tan α=4,tan β=-,∴tan(-α)tan β=-tan αtan β=1,故A正确;∵tan α=4>0,∴α为第一象限角或第三象限角,故B错误;
∵tan β=-,∴tan==,故C正确;∵tan α=4,tan β=-,∴tan 2α===-,tan 2β==-,故D正确.
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5.时钟的分针从刻度12顺时针转到刻度6,相应的时针转过角度为α,则tan α的值为 ( )
A.-2+ B.-+1
C.- D.-
√
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解析:时钟的分针从刻度12顺时针转到刻度6,用时小时,而时钟的时针顺时针旋转1小时,转过的角度为-,因此α=-,tan α=tan
===-2+.
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6.已知tan 110°=a,求tan 50°的值(用a表示),王老师得到的结果是,叶老师得到的结果是,对此你的判断是( )
A.王老师对、叶老师错 B.两人都对
C.叶老师对、王老师错 D.两人都错
√
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解析:∵tan 50°=tan(110°-60°)=,所以王老师正确.
∵tan 110°=tan(90°+20°)==-=a,
∴tan 50°===,所以叶老师正确.
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7.(5分)=________.
解析:==
=tan(15°-45°)
=tan(-30°)=-.
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8.(5分)若tan 28°·tan 32°=m,则tan 28°+tan 32°=__________.
解析:∵28°+32°=60°,∴tan 60°=tan(28°+32°)==.
∴tan 28°+tan 32°=(1-m).
(1-m)
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9.(5分)已知tan(α+β)=7,tan α=,且β∈(0,π),则β的值为_______.
解析:由已知得tan β=tan[(α+β)-α]===1,
∵β∈(0,π),∴β=.
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10.(5分)《九章算术》是我国古代著名数学经典,其对
勾股定理的论述比西方早一千多年.其中有这样一个问
题:“今有勾三步,股四步,间勾中容方几何?”其意
思为今有直角三角形ABC,勾AC(短直角边)长3步,股BC(长直角边)长为4步,问该直角三角形能容纳的正方形CDEF(D,E,F分别在边CB,BA,AC上)边长为多少?在求得正方形CDEF的边长后,可进一步求得∠BAD的正切值为 .
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解析:设正方形的边长为x,则DE=EF=CD=x,BD=4-x.
由△BDE∽△BCA,可得=,即=,解得x=.
因为tan∠BAC==,tan∠DAC==,所以tan∠BAD
=tan(∠BAC-∠DAC)==.
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11.(5分)(2024·新课标Ⅱ卷)已知α为第一象限角,β为第三象限角,tan α+tan β=4,tan αtan β=+1,则sin(α+β)=______.
解析:由题意得tan(α+β)===-2,
因为α∈,
β∈,k,m∈Z,
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则α+β∈((2m+2k)π+π,(2m+2k)π+2π),k,m∈Z,
又因为tan(α+β)=-2<0,
则α+β∈,k,m∈Z,
则sin(α+β)<0,则=-2,
联立sin2(α+β)+cos2(α+β)=1,
解得sin(α+β)=-.
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12.(5分)已知tan α=-2,tan(-β)=(tan αtan β-3),且α,β都是钝角,则α+β的值_____.
解析:因为tan(-β)=(tan αtan β-3),
所以-tan β=tan αtan β-3.
因为tan α=-2,所以-tan β=tan αtan β-+tan α,
即(1-tan αtan β)=tan α+tan β,
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即=.
因为tan(α+β)=,
所以tan(α+β)=.因为α,β都是钝角,
即α∈,β∈,所以α+β∈(π,2π),
则α+β=.
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13.(10分)(1)已知α,β为锐角,cos α=,tan(α-β)=-,求cos β的值;(5分)
解:∵0<α<,cos α=,∴sin α==.∴tan α==.
∵tan(α-β)===-,解得tan β=.∴tan β==,
sin β=cos β.又sin2β+cos2β=1,代入得cos2β=.∵β为锐角,
∴cos β=.
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(2)已知tan α=1,3sin β=sin(2α+β),求tan(α+β)的值.(5分)
解:∵sin(2α+β)=3sin β,∴sin[(α+β)+α]=3sin[(α+β)-α],
即sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α=3sin(α+β)cos α-3cos(α+β)sin α,
整理得2sin(α+β)cos α=4cos(α+β)sin α,即=.
∵tan α=1,∴tan(α+β)=2tan α=2.
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14.(15分)是否存在锐角α,β,使得下列两个式子①tan(α+2β)=-,②tantan β=2-同时成立?若存在,求出α,β的一个值;若不存在,请说明理由.
解:存在,α=,β=.理由如下:
由①tan(α+2β)=-,
∵α,β为锐角,则0<α+2β<,∴α+2β=.∴+β=.
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∴tan==.
将②代入上式得tan+tan β=3-.
因此tan,tan β是方程x2-(3-)x+2-=0的两根.
由x2-(3-)x+2-=0,
即[x-(2-)](x-1)=0,
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解得x1=1,x2=2-.当tan=1时,
∵0<α<,∴0<<,
此时α不存在.故tan=2-,tan β=1.
∴tan α==.
∵α,β均为锐角,∴α=,β=.
本课结束
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