内容正文:
三角函数公式的基本应用
知识点一 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
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2sin αcos α
cos2α-sin2α
2cos2α
2sin2α
知识点二 二倍角的正弦、余弦、正切公式
1.sin 2α=_____________;
2.cos 2α=______________=___________-1=1-__________;
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知识点三 半角公式(不要求记忆)
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归 纳 拓 展
1.升幂、降幂公式
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第四章 三角函数与解三角形
2.公式的常用变形
tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β),
1+sin 2α=(sin α+cos α)2,
1-sin 2α=(sin α-cos α)2,
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3.辅助角(“二合一”)公式:
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(4)函数y=3sin x+4cos x的最大值是7.( )
双 基 自 测
题组一 走出误区
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)存在实数α,β使等式sin (α+β)=sin α+sin β成立.( )
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[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
[解析] 根据正弦、余弦和正切的和角、差角公式知(2)(3)(4)是错误的,(1)是正确的.
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[答案] A
题组二 走进教材
2.(必修1P219例4改编)计算sin 43°cos 13°+sin 47°cos 103°的结果等于( )
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] A
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题组三 走向考场
4.(2025·北京卷)已知α,β∈[0,2π],且sin(α+β)=sin(α-β),cos(α+β)≠cos(α-β).写出满足条件的一组α,β的值α=________,β=________.
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[答案] D
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三角函数公式的直接应用——自主练透
[答案] A
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] A
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] B
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名师点拨:
1.使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征.
2.使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值.
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三角函数公式的逆用与变形用——多维探究
[答案] BC
角度1 公式的逆用
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第四章 三角函数与解三角形
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] D
角度2 公式的变形应用
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名师点拨:
1.注意三角函数公式逆用和变形用的2个问题
(1)公式逆用时一定要注意公式成立的条件和角之间的关系.
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2.熟记三角函数公式的2类变式
(1)和差角公式变形:
sin αsin β+cos(α+β)=cos αcos β,
cos αsin β+sin(α-β)=sin αcos β.
tan α±tan β=tan(α±β)·(1∓tan α·tan β).
(2)倍角公式变形:
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【变式训练】
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[答案] D
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A.5 B.4 C.3 D.2
[答案] B
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角的变换——师生共研
[答案] C
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第四章 三角函数与解三角形
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第四章 三角函数与解三角形
2.名的变换:明确各个三角函数名称之间的联系,常常用到同角关系、诱导公式,把正弦、余弦化为正切,或者把正切化为正弦、余弦.
名师点拨:
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[答案] A
【变式训练】
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[答案] B
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辅助角公式的应用
应用1 求值
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第四章 三角函数与解三角形
[分析] 高次的先用二倍角余弦公式降次,然后再用辅助角公式化为Asin(ωx+φ).
[答案] [-3,1]
应用2 求最值
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[答案] B
应用3 求单调区间
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第四章 三角函数与解三角形
名师点拨:
用辅助角公式变形三角函数式时:
1.遇两角和或差的三角函数,要先展开再重组;
2.遇高次时,要先降幂;
3.熟记以下常用结论:
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[答案] C
【变式训练】
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] A
A组基础巩固
一、单选题
1.(2026·河北秦皇岛月考)sin 133°cos 17°-cos 47°cos 73°=( )
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[答案] B
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第四章 三角函数与解三角形
3.在△ABC中,cos Acos B>sin Asin B,则△ABC的形状是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等边三角形
[答案] C
[解析] 依题意可知cos Acos B-sin Asin B=cos(A+B)>0,所以 -cos C>0,所以cos C<0,所以C为钝角.故选C.
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[答案] D
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[答案] C
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] B
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] C
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] A
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第四章 三角函数与解三角形
二、多选题
9.(2026·江苏常州阶段练习)下列化简正确的是( )
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[答案] AB
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[答案] CD
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] BC
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第四章 三角函数与解三角形
三、填空题
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第四章 三角函数与解三角形
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第四章 三角函数与解三角形
(1)求cos 2α的值;
(2)求tan(α-β)的值.
四、解答题
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] B
B组能力提升
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[答案] D
2.(2025·河北秦皇岛模拟)已知tan(α+β)=3,tan(α-β)=1,则 sin 4β=( )
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[答案] A
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[答案] A
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[答案] A
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第四章 三角函数与解三角形
A.1 B.2
C.-1或2 D.1或2
[答案] D
C组拓展应用(选作)
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] C
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第四章 三角函数与解三角形
3.tan 2α=____________.
1.sin =±;
2.cos =±;
3.tan =±==.
1+cos 2α=2cos2α,1-cos 2α=2sin2α.cos2α=,sin2α=.
sin α±cos α=sin.
sin 2α==,
cos 2α==,
若α+β=,则(1+tan α)(1+tan β)=2.
asin α+bcos α=sin(α+φ),
其中cos φ=,sin φ=.
(2)当α、β≠kπ+,k∈Z,公式tan(α+β)=恒成立.( )
(3)sin α+cos α=2sin.( )
A. B.
C. D.
[解析] 原式=sin 43°cos 13°-cos 43°sin 13°=sin(43°-13°)= sin 30°=.故选A.
另解:原式=cos 47°cos 13°-sin 47°sin 13°=cos(47°+13°)=cos 60°=.故选A.
3.(必修1P217T3改编)已知α为第三象限角,且cos 2α=,则cos α=( )
A.- B.- C. D.
[解析] 因为cos 2α==2cos2α-1,所以cos2α=,又α为第三象限角,所以cos α=-.故选A.
[答案] (答案不唯一) (答案不唯一)
[解析] 因为sin(α+β)=sin(α-β),cos(α+β)≠cos(α-β),所以α+β,α-β的终边关于y轴对称,且不与y轴重合,故α+β+α-β=π+2kπ,k∈Z且α+β≠+lπ,l∈Z,即α=+kπ,k∈Z,故取α=,β=可满足题设要求.
5.(2025·全国二卷)已知0<α<π,cos =,则sin=( )
A. B. C. D.
[解析] cos α=2cos2-1=2×2-1=-,因为0<α<π,则<α<π,则sin α===,则sin=sin αcos -cos αsin =×-×=.故选D.
1.已知tan α=,tan β=,则tan(2α+β)的值为( )
A. B.
C.- D.-
[解析] 由tan α=,tan β=,得tan(α+β)===1,tan(2α+β)=tan[α+(α+β)]===.
2.在△ABC中,已知sin A=,cos B=,则cos C等于( )
A. B.-
C.或 D.-
[解析] 在△ABC中,∵cos B=>0,∴sin B==>,B∈.∵sin A=∈,∴A∈,或A∈(舍去), ∴cos A==,∴cos C=cos[π-(A+B)]=-cos(A+B)= -cos Acos B+sin Asin B=-×+×=.
3.若sin(2α-β)=,sin(2α+β)=,则sin 2αcos β等于( )
A. B. C. D.
[解析] 由sin(2α-β)=,sin(2α+β)=,可得sin 2αcos β-cos 2αsin β= ①,sin 2αcos β+cos 2αsin β= ②,由①+②得,2sin 2αcos β=,所以sin 2αcos β=.
1.(多选题)(2026·合肥质检)下列代数式的值为的是( )
A.cos275°-sin275° B.
C.cos 36°cos 72° D.-
[解析] 对于A,cos275°-sin275°=cos150°=cos(180°-30°)=-cos 30°=-;对于B,===sin 30°=;对于C,cos 36°cos 72°===·=;对于D,-=====4.
2.(2026·扬州模拟)已知sin α+sin=,则sin=________.
[答案] -
[解析] sin α+sin=sin α+sin α+cos α=sin α+cos α=sin=,则sin=,故sin=sin= -cos 2=2sin2-1=2×2-1=-.
[解析] 因为tan 120°==-,所以tan 70°+ tan 50°-tan 70°tan 50°=-.故选D.
tan 70°+tan 50°-tan 70°tan 50°的值为( )
A. B.
C.- D.-
(2)注意特殊角的应用,当式子中出现,1,,等这些数值时,一定要考虑引入特殊角,把“值变角”构造适合公式的形式.
降幂公式cos2α=,sin2α=,
配方变形:1±sin α=2,1+cos α=2cos2,1-cos α=2sin2.
1.(角度1)(2026·河北武邑中学调研)下列式子的运算结果不等于的是( )
A.tan 25°+tan 35°+tan 25°tan 35°
B.2(sin 35°cos 25°+cos 35°cos 65°)
C.
D.
[解析] 对于A,tan 25°+tan 35°+tan 25°·tan 35°=tan(25°+35°)·(1-tan 25°tan 35°)+tan 25°tan 35°=-tan 25°tan 35°+ tan 25°tan 35°=.对于B,2(sin 35°cos 25°+cos 35°cos 65°)=2(sin 35°cos 25°+cos 35°sin 25°)=2sin 60°=.对于C,==tan 60°=.对于D,=×=×tan =.综上,式子的运算结果为的是ABC.故选D.
2.(角度2)(2026·天津耀华中学模拟)已知sin(α+β)=,sin(α-β)=,则log2=( )
[解析] ∵sin(α+β)=,sin(α-β)=,∴sin αcos β+cos αsin β=,sin αcos β-cos αsin β=,∴sin αcos β=,cos αsin β=,∴=5,∴log2=log52=4,故选B.
1.(2025·徐州模拟)已知角α,β满足cos β=,cos αcos(α+β)=,则cos(2α+β)=( )
A. B.
C. D.
[解析] 由cos β=cos(α+β-α)=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=,结合cos αcos(α+β)=,可得sin(α+β)·sin α=-=,所以cos(2α+β)=cos(α+α+β)=cos α·cos(α+β)-sin αsin(α+β)=-=.
2.(2026·益阳模拟)已知cos=,则sin=________.
[答案] -
[解析] 由题意知cos=,则sin=sin= cos 2=2cos2-1=2×2-1=-.
1.角的变换:明确各个角之间的关系(包括非特殊角与特殊角、已知角与未知角),熟悉角的拆分与组合的技巧,半角与倍角的相互转化,如:2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β=(α-β)+β,40°=60°-20°,+=,=2×等.
1.已知sin=,α∈,则cos α等于( )
A. B. C. D.
[解析] 由α∈,得α+∈,则cos= -=-,cos α=cos=coscos +sin·sin =-×+×=.故选A.
2.(2026·陕西适应性检测)已知sin+cos α=,则cos=( )
A.- B. C.- D.
[解析] sin+cos α=sin α-cos α+cos α=,所以sin α+cos α=,所以sin=,cos=cos 2=1-2sin2=1-2×=,故选B.
[答案]
(2022·浙江卷)若3sin α-sin β=,α+β=,则sin α=________,cos 2β=________.
[解析] 三角函数的恒等变换(理性思维)因为α+β=,所以β=-α,所以3sin α-sin β=3sin α-sin=3sin α-cos α=sin(α-φ)=,其中sin φ=,cos φ=.所以α-φ=+2kπ,k∈Z,所以α=+φ+2kπ,k∈Z,所以sin α=sin=cos φ=,k∈Z.因为sin β=3sin α-=-,所以cos 2β=1-2sin2β=1-=.
[解析] f(x)=sin 2x+cos 2x-1=2-1=2sin-1.显然f(x)max=1,f(x)min=-3.故f(x)的值域为[-3,1].
函数f(x)=2sin x·cos x-2sin2x的值域为________.
函数f(x)=cos2x+sin xcos x(x∈[0,π])的单调递减区间为( )
A. B.
C. D.
[解析] 函数f(x)=cos2x+sin xcos x=+cos 2x+sin 2x=sin+.由2kπ+≤2x+≤+2kπ,k∈Z,得kπ+≤x≤+kπ,k∈Z.∵x∈[0,π],∴当k=0时,可得单调递减区间为,故选B.
(1)sin α±cos α=sin;
(2)sin α±cos α=2sin;
(3)sin α±cos α=2sin.
(2026·南充模拟)已知函数f(x)=3sin x+4cos x.若x=θ时,f(x)取得最大值,则cos等于( )
A. B.-
C. D.-
[解析] f(x)=3sin x+4cos x=5sin(x+φ),其中tan φ=,sin φ=,cos φ=,∵当x=θ时,f(x)取得最大值,∴θ+φ=+2kπ,k∈Z,即θ=+2kπ-φ,k∈Z,∴cos=cos=cos= cos cos φ+sin sin φ=-×+×=.
A. B. C. D.
[解析] 原式=sin(180°-47°)cos 17°-cos 47°cos(90°-17°)= sin 47°cos 17°-cos 47°·sin 17°=sin(47°-17°)=sin 30°=.
2.(2025·四川巴中二模)已知0<α<,β∈,sin α=,sin β=,则cos(α-β)等于( )
A. B.
C. D.
[解析] 因为sin α=,0<α<,所以cos α=,因为sin β=,β∈,所以cos β=-,所以cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=·+·==.故选B.
4.(2026·山东枣庄模拟)已知角α的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点P,则cos=( )
A.0 B. C. D.
[解析] 由题意知角α的终边经过点P,所以sin α=, cos α=,所以cos=cos αcos +sin αsin =×+×=.故选D.
5.(2025·江西上高二中模拟预测)已知cos=2cos(π-α),则tan=( )
A.-3 B.3
C.- D.
[解析] 因为cos=2cos(π-α),所以-sin α=-2cos α,即tan α=2,tan===-.故选C.
6.(2026·浙江宁波模拟)已知α为锐角,且sin βcos(α-β)-cos βsin(β-α)=,则tan =( )
A. B.
C. D.
[解析] sin βcos(α-β)-cos βsin(β-α)=sin βcos(α-β)+cos βsin(α-β)=sin α=,α是锐角,则cos α==,tan ===,故选B.
7.(2025·全国模拟预测)若角α满足cos=,则+tan α=( )
A. B.
C. D.
[解析] 因为cos=cos cos α-sin sin α=(cos α-sin α),cos=,所以(cos α-sin α)=,故cos α-sin α=,两边平方,可得cos2α-2cos αsin α+sin2α=,又cos2α+sin2α=1,所以2sin αcos α=,因为+tan α=+==,所以+tan α=.故选C.
8.(2026·山西模拟)若cos(α+β)cos β=,tan(α+β)=,则 cos 2α=( )
A.-1 B.-1
C.-1 D.-1
[解析] 由cos(α+β)·cos β=得cos(α+β)=,由tan(α+β)===mcos βsin(α+β)=,得sin(α+β)sin β=, cos α=cos[(α+β)-β]=cos(α+β)cos β+sin(α+β)sin β=+=,所以cos 2α=2cos2α-1=22-1=-1,故选A.
A.cos 82°sin 52°-sin 82°cos 52°=-
B.sin 15°sin 30°sin 75°=
C.=
D.=tan
[解析] cos 82°sin 52°-sin 82°cos 52°=sin(52°-82°)=sin(-30°)=-,故A正确;sin 15°sin 30°sin 75°=sin 15°sin 30°cos 15°=sin230°=,故B正确;=tan(48°+72°)=tan 120°=-,故C错误;===,故D错误.故选AB.
10.cos α-sin α可以化为( )
A.2sin B.2cos
C.2cos D.2sin
[解析] cos α-sin α=2
=2=2cos;
或cos α-sin α=2
=2=2sin.
11.(2025·山东聊城三模)已知sin(α-β)=-,sin αcos β=,则( )
A.cos αsin β=- B.sin(α+β)=
C.3tan α=2tan β D.sin 2αsin 2β=
[解析] 已知sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β=-,sin αcos β=,则cos αsin β=+=,A错误;sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=+=,B正确;===,所以3tan α=2tan β,C正确; sin 2αsin 2β=2sin αcos α×2cos βsin β=4sin αcos β·cos αsin β=4××=,D错误;故选BC.
[解析] 原式==
=tan(45°-15°)=tan 30°=.
12.计算:=________.
[答案]
13.已知点P(x,2)是角α终边上一点,且cos α=-,则cos=________.
[答案] -
[解析] 因为点P(x,2)是角α终边上一点,则有cos α===-,解得x=-1,则sin α==,因此,cos=cos cos α-sin sin α=×-×=-.
14.(2025·广东阳江三模)已知sin α=sin,则cos 2α+cos2α=________.
[答案]
[解析] 由sin α=sin可得sin α=sin α-cos α,化简可得cos α=-sin α,又sin2α+cos2α=1,所以cos2α=,所以cos 2α+cos2α=2cos2α-1+cos2α=.
15.已知α,β为锐角,tan α=,cos(α+β)=-.
[解析] (1)因为tan α=,tan α=,
所以sin α=cos α.
因为sin2 α+cos2 α=1,所以cos2 α=,
因此cos 2α=2cos2 α-1=-.
(2)因为α,β为锐角,所以α+β∈(0,π).
又因为cos(α+β)=-,
所以sin(α+β)==,
因此tan(α+β)=-2.
因为tan α=,所以tan 2α==-,
因此tan(α-β)=tan[2α-(α+β)]
==-.
1.(2026·云南昭通模拟)已知角α的终边经过点P,则cos=( )
A. B.- C. D.-
[解析] 因为角α的终边经过点P,则sin α=,cos α=.所以cos=cos cos α-sin sin α=×-×=-.故选B.
A. B. C. D.
[解析] 由题意有tan 2β=tan[(α+β)-(α-β)]===,所以sin 4β=2sin 2βcos 2β====,故选D.
3.(2026·江苏徐州模拟预测)已知sin α=,sin(α+2β)=,则sin(α+β)cos β=( )
A. B.- C. D.-
[解析] sin α=sin(α+β-β)=sin(α+β)cos β-cos(α+β)sin β=,sin(α+2β)=sin(α+β+β)=sin(α+β)cos β+cos(α+β)sin β=,两式联立可得sin(α+β)cos β=,故选A.
4.在△ABC中,tan A+tan B+=tan Atan B,则C等于( )
A. B. C. D.
[解析] 由已知得tan A+tan B=-(1-tan Atan B), ∴=-,即tan(A+B)=-.又tan C=tan [π-(A+B)]=-tan(A+B)=,0<C<π,∴C=.
5.(2026·云南省昆明市云南师大附中高三高考适应性月考)已知函数f(x)=-4sin x+3cos x在x0处取到最大值,则sin的值为( )
A.-- B.-
C.-+ D.+
[解析] 因为f(x)=-4sin x+3cos x=-5=-5sin(x-φ),其中sin φ=,cos φ=,又f(x)在x0处取到最大值,所以x0-φ=-+2kπ(k∈Z),即x0=φ-+2kπ(k∈Z),则sin x0=-cos φ=-, cos x0=sin φ=,所以sin=sin x0-cos x0=--,故选A.
6.已知若0<α<,-<β<0,cos=,cos=.
(1)求cos α的值;
(2)求cos的值.
[解析] (1)∵0<α<,∴<+α<,
∵cos=,∴sin=,
∴cos α=cos
=coscos +sinsin
=×+×=.
(2)∵-<β<0,∴<-<,
∵cos=,∴sin=,
∴cos=cos
=coscos+sinsin
=×+×=.
1.(2026·河北秦皇岛模拟)已知3+sin=3sin 2α,则tan α=( )
[解析] 因为3+sin=3sin 2α,所以3+cos 2α=3sin 2α,所以3(cos2α+sin2α)+cos2α-sin2α=6sin αcos α,即2cos2α+sin2 α=3sin αcos α,所以2+tan2α=3tan α,即tan2α-3tan α+2=0,解得tan α=1或2.故选D.
2.(2025·贵州黔东南三模)已知cos α+cos β=,sin α-sin β=,则cos(α+β)=( )
A. B.
C.- D.-
[解析] 因为cos α+cos β=,可得(cos α+cos β)2=2,化简可得cos2α+cos2β+2cos αcos β=,同理可得sin2α-2sin αsin β+sin2β=,两式相加得cos2α+sin2α+sin2β+cos2β+2(cos αcos β-sin αsin β)=,计算得cos αcos β-sin αsin β=-.故选C.
$