内容正文:
第24讲同角三角函数的基本关系式及诱导公式
考点一 同角三角函数基本关系式
角度1 “知三求二”问题
[例1] (2023·全国乙卷)若θ∈(0,),tan θ=,则sin θ-cos θ= .
[解析] 由tan θ=,可得=.
又sin2θ+cos2θ=1,θ∈(0,),
所以sin θ=,cos θ=,
所以sin θ-cos θ=-.
-
角度2 “弦切互换”问题
[例2] (2021·新课标Ⅰ卷)若tan θ=-2,则=( )
A.- B.-
C. D.
C
[解析]
=
=
=sin θ(sin θ+cos θ)=sin2θ+sin θ·cos θ
=
===.
角度3 “和积转化”问题
[例3] (多选)已知θ∈(0,π),sin θ+cos θ=,则下列结论正确的是( )
A.sin θ= B.<θ<π
C.tan θ=- D.sin θ-cos θ=
ABD
[解析] 由题意知sin θ+cos θ=,
∴(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ=,
∴2sin θcos θ=-<0.
又∵θ∈(0,π),∴<θ<π,
∴sin θ-cos θ>0,
∴sin θ-cos θ====,
∴sin θ=,cos θ=-,
∴tan θ=-,
∴A,B,D正确.
方法总结
1.利用sin2α+cos2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用=tan α可以实现角α的弦切互化.
2.形如,asin2α+bsin αcos α+ccos2α等类型可进行弦化切.
3.对于sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α这三个式子,知一可求二,若令sin α+cos α=t,则sin αcos α=,sin α-cos α=±(注意根据α的范围选取正、负号),体现了方程思想的应用.
跟踪训练
1.(2026·陕西汉中模拟)若α是第二象限角,6sin αcos α=tan α,则tan α=( )
A.- B.-
C. D.
A
解析:由6sin αcos α=tan α,得6sin αcos α=,
因为sin α≠0,所以cos2α=.
因为α是第二象限角,所以cos α=-,
所以sin α=,
所以tan α==-.
2.(2026·湖北孝感模拟)已知x∈(-,0),sin4x+cos4x=,则sin x-cos x=( )
A. B.-
C. D.-
B
解析:sin4x+cos4x=(sin2x+cos2x)2-2sin2xcos2x=1-2sin2xcos2x,
又sin4x+cos4x=,所以1-2sin2xcos2x=,所以sin2xcos2x=.
又x∈(-,0),所以sin x<0,cos x>0,sin x-cos x<0,所以sin xcos x=-,
故sin x-cos x=-=-=-=
-.
3.已知tan α=2,则sin2α-3sin αcos α= .
解析:因为tan α=2,
所以sin2α-3sin αcos α====-.
-
考点二 诱导公式的应用
[例4] (多选)下列化简计算结果正确的是 ( )
A.tan(2 026π+1)=tan 1
B.若sin(π+α)=-,则sin(4π-α)=
C.已知sin(α+)=,则cos(-α)=
D.=sin 2+cos 2
ACD
[解析] 对于A,tan(2 026π+1)=tan 1,A正确;
对于B,∵sin(π+α)=-sin α=-,∴sin α=,
∴sin(4π-α)=-sin α=-,B错误;
对于C,∵sin(α+)=,
∴cos(-α)=sin[-(-α)]
=sin(α+)=,C正确;
对于D,∵sin(π-2)=sin 2,cos(π-2)=-cos 2,
∴
= =
=|sin 2+cos 2|=|sin(2+)|.
∵<2+<π,∴sin(2+)>0,
∴sin 2+cos 2>0,
∴=sin 2+cos 2,D正确.
方法总结
1.诱导公式的两个应用
(1)求值:负化正,大化小,化到锐角为终了.
(2)化简:统一角,统一名,同角名少为终了.
2.常见的互余和互补的角
应用诱导公式求值时,要善于观察所给角之间的关系,利用整体代换的思想简化解题过程.常见的互余关系有-α与+α,+α与-α,+α与-α等;常见的互补关系有+θ与-θ,+θ与-θ等.
注意:运用诱导公式计算含有2π的整数倍的三角函数式时,可直接将2π的整数倍去掉后再进行运算,如cos(5π-α)=cos(π-α)=-cos α.
跟踪训练
4.已知sin(+2α)=,则cos(-2α)=( )
A. B.-
C. D.±
解析:∵sin(+2α)=,
∴cos(-2α)=cos[-(+2α)]
=sin(+2α)=.
C
5.若sin(π+α)=,则sin(π-α)+cos(-α)=( )
A.- B.
C. D.-
解析:∵sin(π+α)=-sin α=,∴sin α=-,∴sin(π-α)+cos(-α)=sin α+sin α= 2sin α=-.
A
考点三 同角三角函数的基本关系式及诱导公式的综合应用
[例5] (1)若sin(α+)=,且α是第三象限角,则cos(α+)=( )
A. B.
C.- D.-
B
[解析] 因为sin(α+)=-cos α=,所以cos α=-.
又α是第三象限角,所以sin α=-=-,
所以cos(α+)=cos(α++1 012π)=cos(α+)=-sin α=.
(2)已知α∈(0,),且--4=0,则tan α=( )
A. B.
C. D.
A
[解析] ∵--4=0,
∴--4=0,解得=4或=-1.
∵α∈(0,),则 cos α>0,
∴cos α=,sin α=,∴tan α=.
方法总结
1.利用同角三角函数的基本关系式和诱导公式求值或化简时,关键是寻求条件、结论间的联系,灵活使用公式进行变形.
2.注意角的范围对三角函数值符号的影响.
跟踪训练
6.已知0<α<,sin α=.
(1)求tan α的值;
解:因为sin α=,0<α<,所以cos α===,
故tan α==.
(2)求的值.
解:因为tan α=,
所以=====
-.
$