第4章 第23讲 第1课时 两角和与差的正弦、余弦和正切公式(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考数学高三总复习大一轮复习(北师大版)
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“三角恒等变换”专题,依据课程标准和高考评价体系,覆盖两角和差公式、辅助角公式、积化和差与和差化积公式等核心考点,明确公式推导、灵活应用的考查要求。通过梳理教材基础公式、归纳常用结论,结合近五年高考真题分析,突出两角和差公式逆用、角的变换、辅助角公式应用等高频题型,构建系统复习框架。
课件亮点在于“真题溯源+技巧提炼+素养落地”,以2024全国甲卷、新课标Ⅰ卷等真题为载体,深入剖析拆角配角(如2α=(α+β)+(α-β))、辅助角公式转化等突破方法,培养学生的数学思维与模型意识。特设“规律方法”总结和“课时分层测评”,助力学生掌握公式逆用、角度变换等答题技巧,教师可据此实施精准教学,提升复习效率。
内容正文:
高三总复习讲义 北师大版
第四章 三角函数
第23讲 三角恒等变换
第1课时 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
课程标准
1.经历推导两角差余弦公式的过程,知道两角差余弦公式的
意义.
2.能从两角差的余弦公式推导出两角和与差的正弦、余弦、正切 公式,了解它们的内在联系.
3.掌握两角和与差的正弦、余弦、正切公式,并会简单应用.
03
课时分层测评
02
考点探究 提升能力
教材梳理 夯实基础
01
内容索引
教材梳理 夯实基础
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1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式
sin αcos β - cos αsin β
cos αcos β+ sin αsin β
tan α - tan β
1+tan α tan β
sin αcos β+ cos αsin β
cos αcos β- sin αsin β
tan α+tan β
1-tan α tan β
2.三角函数的叠加(辅助角公式)
asin α+bcos α=sin(α+φ)(a,b不同时为0),其中sin φ=,cos φ=.
3.积化和差公式
cos αcos β=[cos(α+β)+cos(α-β)];
sin αsin β=-[cos(α+β)-cos(α-β)];
sin αcos β=[sin(α+β)+sin(α-β)];
cos αsin β=[sin(α+β)-sin(α-β)].
4.和差化积公式
sin α+sin β=2sincos;
sin α-sin β=2cossin;
cos α+cos β=2coscos;
cos α-cos β=-2sinsin.
两角和与差的公式的常用变形
(1)sin αsin β+cos (α+β)=cos αcos β.
(2)cos αsin β+sin (α-β)=sin αcos β.
(3)tan α±tan β=tan (α±β)(1∓tan αtan β);
tan αtan β=1--1.
常用结论
1.(多选)下列说法中正确的是
A.存在α,β,使等式sin (α+β)=sin α+sin β成立
B.cos x+化为积的形式为2cos(+)cos
C.公式asin x+bcos x=sin (x+φ)中φ的取值与a,b的值无关
D.公式tan (α+β)=可以变形为tan α+tan β=tan (α+β)(1-
tan αtan β),且对任意角α,β都成立
√
√
自测诊断
2.(链接北师必修二P156T2)sin 10°cos 50°+cos 10°sin 50°的值为
A. B.
C. D.
√
sin 10°cos 50°+cos 10°sin 50°=sin(10°+50°)=sin 60°=.故选D.
3.(链接北师必修二P154T2)已知α∈,β∈,sin α=,cos=-,则cos β的值为
A.或- B.
C. D.
√
因为α∈,sin α=,所以cos α=-.因为α∈,β∈,所以α-β∈,所以cos β=cos=cos αcos+sin αsin(α-β)=-
,所以cos β的值为.故选B.
4.(链接北师必修二P156例4)已知α,β∈(0,),tan α+tan β+=tan αtan β,则α+β=______.
由已知可得,tan α+tan β=-(1-tan αtan β),所以tan=-.又α,β∈(0,),则α+β∈,故α+β=.
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考点探究 提升能力
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1.(2024·全国甲卷)已知=,则tan(α+)=
A.2+1 B.2-1
C. D.1-
考点一 两角和与差的三角函数公式 高考超重点,自主练透
√
依题意,有,即1-tan α=,所以tan α=1-,所以tan(α+-1.故选B.
2.(2024·新课标Ⅰ卷)已知cos(α+β)=m,tan αtan β=2,则cos(α-β)=
A.-3m B.-
C. D.3m
√
由cos(α+β)=m得cos αcos β-sin αsin β=m ①.由tan αtan β=2得所以cos (α-β)=cos αcos β+sin αsin β=-3m.故选A.
溯源教材10
溯源 (北师必修二P163B组T3)已知sin (α+β)=,sin (α-β)=,求.
透视 这两道题在核心知识点与结构方法上高度相似,主要体现为:知识背景相同、解题思路相似、代数变形能力要求一致;这种相似性体现了高考题对课本习题的深化与迁移——课本题提供基础模型,高考题通过参数或形式的变换,考查学生对公式本质的理解与灵活运用能力,这就意味着在复习中,应注重对教材的关注、延伸、挖掘与应用.“2025·湖北武汉二调”又对这三者关系进行了这样考查:已知tan αtan β=2,cos (α-β)=,则cos (α+β)=__________.
-
依题意,tan αtan β==2,则sin αsin β=2cos αcos β,由cos (α-β)=,得cos αcos β+sin αsin β=,解得cos αcos β=,
所以cos (α+β)=cos αcos β-sin αsin β=-cos αcos β=-.
预测 (1)已知cos=3cos,则tan xtan y=__________.
-
因为cos=3cos,则cos xcos y-sin xsin y=3(cos xcos y+sin xsin y),
2cos xcos y=-4sin xsin y,则tan xtan y==-.
预测 (2)已知sin (α-β)=,tan α=2tan β,则sin (α+β)=____.
1
由sin (α-β)=得sin αcos β-cos αsin β=①.由tan α=2tan β得=2,即sin αcos β=2cos αsin β ②,由①②得所以sin (α+β)=sin αcos β+cos αsin β=1.
3.(2026·江苏盐城模拟)若2sin=cos αcos β≠0,2cos=cos,则tan=
A. B.
C. D.
√
因为2sin=2sin αcos β-2cos αsin β=cos αcos β,所以=2tan α-2tan β=1,即tan α-tan β=.因为2cos=2cos αcos β+2sin αsin β=cos=cos αcos β-sin αsin β,所以sin αsin β=-cos αcos β⇒=tan αtan β=-,所以tan===.故选A.
利用三角函数公式解题的基本策略
1.要熟记公式的结构特征和符号变化规律,例如两角差的余弦公式可简记为“同名相乘,符号相反”.
2.注意同角三角函数的基本关系与诱导公式的综合应用.
3.注意配方法、因式分解和整体换元思想的运用.
规律方法
角度1 公式的逆用
(多选)下列式子运算正确的有
A.cos 43.5°cos 16.5°-sin 43.5°sin 163.5°=
B.sin 105°cos 15°+cos 75°sin 195°=
C.=
D.tan 22°+tan 23°+tan 22°tan 23°=1
考点二 两角和与差的三角函数公式的逆用与辅助角公式 多维探究
典例1
√
√
√
对于A,cos 43.5°cos 16.5°-sin 43.5°sin 163.5°=cos 43.5°cos 16.5°-sin 43.5°sin 16.5°=cos(43.5°+16.5°)=cos 60°=,故A正确;对于B,sin 105°cos 15°+cos 75°sin 195°=sin 75°cos 15°-cos 75°
sin 15°=sin=sin 60°=,故B错误;对于C,==tan(45°+15°)=,故C正确;对于D,因为tan 45°=tan(22°+23°)==1,所以tan 22°+tan 23°+tan 22°tan 23°=1,故D正确.故选ACD.
角度2 角的变换
(1)(2026·江苏南京模拟)若sin=,cos 2α=-,且α,β都为锐角,则sin=
A.- B.
C. D.1
√
典例2
因为α,β都为锐角,所以0<α,β<,所以0<2α<π,-<-β<0,所以-<α-β<.因为cos 2α=-,0<2α<π,所以sin 2α===.因为sin=,-<α-β<,所以cos===.所以sin=sin=sin 2αcos-cos 2αsin=×-×=1.故选D.
(2)已知<α<,-<β<,cos=,cos=-,则sin=
A.- B.
C.- D.
√
依题意,得-<-α<0,0<+β<π,则sin(-α)=-=-,sin(+β)==,所以sin(α+β)=-cos=-cos=-[coscos(-α)+sin(+β)sin(-α)]=-[×+×]=.故选B.
角度3 辅助角公式的应用
(1)已知sin+cos α=,则sin的值为
A. B.
C. D.
√
由sin+cos α=,得sin α+cos α=,即sin α+cos α=,所以sin=.故选A.
(2)(2026·陕西咸阳模拟)已知角α,β的终边不重合,且sin α+3cos β=3cos α
+sin β,则sin=______.
-
依题意,知sin α-3cos α=sin β-3cos β,则sin=sin,即sin=sin(β-φ),其中sin φ=,cos φ=.因为角α,β的终边不重合,所以α-φ+β-φ=π,k∈Z,则α+β=π+2φ,k∈Z,所以sin=sin=sin=-sin2φ=-2sin φcos φ=-2××=-.
三角函数公式灵活应用的技巧
1.逆用公式应准确找出所给式子与公式的异同,创造条件逆用公式.
2.常用的拆角、配角技巧
2α=(α+β)+(α-β);α=(α+β)-β=(α-β)+β;β==(α+2β)-(α+β);α-β=(α-γ)+(γ-β);+α=
-α)等.
3.利用辅助角公式将所求关系式转化为一角一函数的形式,然后再解决
问题.
规律方法
对点练1.(2026·福建泉州模拟)sin·cos(x-20°)+cos cos的值为
A. B.
C. D.
√
根据诱导公式cos (90°+α)=-sin α,原式sin (65°-x)cos (x-20°)+cos (65°-x)cos (110°-x),可化为sin (65°-x)cos (x-20°)-cos (65°-x)sin (20°-x),进一步得sincos(20°-x)-cossin=sin[(65°-x)-(20°-x)],则sin [(65°-x)-(20°-x)]=sin (65°-x-20°+x)=sin 45°=.故选C.
对点练2.(2026·江苏徐州模拟)已知sin α=,sin (α+2β)=,则sin (α+β)cos β=
A. B.-
C. D.-
√
sin α=sin=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.
对点练3.(一题多解)(2020·全国Ⅲ卷)已知sin θ+sin(θ+)=1,则
sin(θ+)=
A. B.
C. D.
√
法一(辅助角公式):因为sin θ+sin(θ+sin θ+cos θ=sin(θ+)=1,所以sin(θ+.故选B.
法二(角的配凑):因为sin θ+sin+sin (θ+)=sin (θ+-cos (θ++sin (θ++cos (θ+=2sin (θ+sin (θ+)=1,所以sin (θ+.故选B.
(2026·河北保定模拟)已知3cos α-3sin α=4,则cos 2α-sin 2α=
A.- B.-
C.- D.
√
教师备选
由3cos α-3sin α=4,得cos α-sin α=,所以cos,所以cos 2α-sin 2α=2cos=2×(2×-1)=-.故选B.
(1)(2025·浙江嘉兴模拟)已知α,β∈且满足sin α+sin β=,则
A.tan (α+β)= B.tan (α+β)=-
C.cos (α+β)= D.cos (α+β)=-
考点三 积化和差、和差化积公式的应用 师生共研
典例4
√
因为sin α+sin β=sin+sin=2sincos,cos α+cos β=cos+cos=2coscos,所以2sincos=×2coscos.又因为α,β∈(0,π),所以-<<,0<<π,所以cos>0,所以sin=cos,所以tan=.又因为0<<π,所以=,所以α+β=,所以tan (α+β)=tan=-,cos (α+β)=cos=-.故选B.
(2)已知cos θ=,那么4cos θcoscos(-θ)=________.
-
4cos θcoscos=4cos θ×=2cos θ=2cos θ=2××=×=-.
利用积化和差与和差化积公式求值时,尽量变形出现特殊角,同时注意互余角、互补角的三角函数间的关系.
规律方法
对点练4.若cos xcos y+sin xsin y=,sin 2x+sin 2y=,则sin=
A.- B.
C. D.
√
依题意,知cos=cos xcos y+sin xsin y=.因为sin 2x+sin 2y=,所以sin 2x+sin 2y=sin[(x+y)+(x-y)]+sin[(x+y)-(x-y)]=2sin(x+y)cos(x-y)=,即sincos(x-y)=,所以sin==.故选C.
对点练5.已知sinsin=2m(m≠0),则cos 2α-cos 2β=__________.
-2m
由sin]=cos 2β-cos 2α=4m,则cos 2α-cos 2β==-2m.
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课 时 分 层 测 评
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1.化简sin cos -cos sin (70°+α)=
A.1 B.
C.- D.-
√
Sin cos -cos sin(70°+α)=sincos-cos (10°+α)sin=sin cos -cos(10°+α)sin=sin=sin(-60°)=-sin 60°=-.故选C.
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2.(2026·广东潮州模拟)已知sin α=-,α是第四象限角,则sin=
A. B.
C.- D.-
√
由sin α =-, α是第四象限角,可得cos α =- α)= sin cos α - cos sin α =.故选A.
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3.(2026·四川广安模拟)已知tan α,tan β是方程x2+2mx-3=0的两个根,且α+β=60°,则m=
A.-2 B.2
C.-4 D.4
√
由韦达定理可得,tan α+tan β=-2m,tan αtan β=-3.又tan 60°=tan.故选A.
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4.(2025·浙江温州一模)已知sin (α+β)=,sin (α-β)=,则=
A. B.-
C.5 D.-5
√
sin=sin αcos β+cos αsin β=,sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β=,两式相减得2cos αsin β=,两式相加得2sin αcos β==5.故选C.
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(2026·江苏南京模拟)已知=,则=
A.2 B.
C.-2 D.-
教师备选
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依题意,=sin αcos β-cos αsin β,即2sin αcos β=-4cos αsin β,所以=-2.故选C.
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5.若λsin 160°+tan 20°=,则实数λ的值为
A.4 B.4
C.2 D.
√
依题意,得λ==4.故选A.
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6.(2022·新高考Ⅱ卷)若sin (α+β)+cos (α+β)=2cos(α+)sin β,则
A.tan (α-β)=1 B.tan (α+β)=1
C.tan (α-β)=-1 D.tan (α+β)=-1
√
sin (α+β)+cos (α+β)=sin(α+β+sin β·cos(α+),所以sin(α+)cos β+sin βcos(α+)=2sin βcos(α+),整理得sin(α+)cos β-sin βcos(α+)=0,即sin(α+-β)=0,所以α-β+=kπ,k∈Z,所以tan (α-β)=tan(kπ-)=-1.(也可由已知条件令α=0,β=,和α=-,β=0排除得解)故选C.
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7.(多选)(2026·山东聊城模拟)已知sin=-,sin αcos β=,则
A.cos αsin β=- B.sin=
C.3tan α=2tan β D.sin 2αsin 2β=
√
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对于A,已知sin=sin αcos β-cos αsin β=-,sin αcos β=,则cos αsin β==sin αcos β+cos αsin β=,所以3tan α=2tan β,故C正确;对于D,sin 2αsin 2β=2sin αcos α×2cos βsin β=4sin αcos β·cos αsin β=4×,故D错误.故选BC.
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8.(多选)(2026·福建泉州模拟)已知α,β为锐角,sin α=,sin=
-,则
A.sin 2α= B.sin β=-
C.tan=- D.tan β=
√
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因为α,β为锐角,所以0<α<,0<β<,所以-<α-β<,所以cos>0.因为sin α=,所以cos α==,tan α==2.因为sin=-,所以cos==.对于A,sin 2α=2sin αcos α=2××=,故A正确;对于B,sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos-cos αsin=×-×
=,故B错误,
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或直接根据锐角的正弦值大于零,判断B错误;对于C、D,因为sin β=,所以cos β==,所以tan β==7,tan===-,故C正确,D错误.故选AC.
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9.化简:tan 10°tan 20°+tan 20°tan 60°+tan 60°tan 10°=_______.
1
原式=tan 10°tan 20°+tan 60°(tan 20°+tan 10°)=tan 10°tan 20°+tan (20°+10°)(1-tan 20°tan 10°)=tan 10°tan 20°+1-
tan 20°tan 10°=1.
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10.(开放题)写出一个使得tan α=sin 12°+cos 12°成立的α的度数为____________________.
123°(答案不唯一)
易知sin 12°-cos 12°≠0,所以tan α===-=-tan=-tan 57°=tan,所以α=-57°+180°·k,k∈Z;当k=1时,α=123°(答案不唯一).
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11.(2026·江苏苏州模拟)已知tan=3,tan(α-β)=5,则4tan α+tan β=
A.13 B.14
C.15 D.16
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因为tan=3,tan=5,
所以
化简得①+②得tan α=4+tan αtan β,①-②得tan β=-1-4tan αtan β.所以4tan α+tan β=16-1=15.故
选C.
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12.(多选)(2026·湖南长沙模拟)已知α,β均为锐角,且2sin=3sin,则
A.tan α=5tan β
B.5tan α=tan β
C.若α+β=,则tan β=
D.tan的最大值为
√
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由2sin (α+β)=3sin (α-β),得2(sin αcos β+cos αsin β)=3(sin αcos β-cos αsin β),即sin αcos β=5cos αsin β,由α,β为锐角,得cos α≠0,cos β≠0.对于A、B,tan α=5tan β,故A正确,B错误;对于C,由α+β=,得tan (α+β)===1,即5tan 2β+6tan β-1=0,而tan β>0,解得tan β=,故C正确;对于D,tan===≤=,当且仅当5tan β=,即tan β=时取等号,故D正确.故选ACD.
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13.(多选)(2026·浙江杭州模拟)已知≤α≤π,π≤β≤,sin 2α=,cos=-,则下列结论正确的是
A.cos 2α= B.sin α-cos α=
C.sin= D.β-α=
√
√
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对于A,由≤α≤π⇒≤2α≤2π,sin 2α=,所以≤2α≤π,即cos 2α=-,故A错误;对于B,由于≤2α≤π,所以≤α≤,则有sin α≥≥cos α,即sin α-cos α====,故B正确;对于C,因为≤α≤,π≤β≤,所以≤α+β≤2π.又因为cos=-,所以sin=-=-=-,故C错误;
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对于D,由sin=sin=sincos 2α-cossin 2α=-×+×==,因为≤α≤,π≤β≤,所以≤β-α≤,则β-α=,故D正确.故选BD.
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14.(多题同解)(1)cos θ-cos γ=-,sin θ-sin γ=,则cos=____.
由cos θ-cos γ =-2sinsin=-,所以sinsin=.由sin θ-sin γ=2cossin=,所以cossin=,所以tan=,而cos===.
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(2)(2025·湖北黄冈一模)若-<α-β<,cos α-2sin β=1,sin α+2cos β=-,则cos=__________.
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由cos α-2sin β=1两边平方,可得cos 2α-4cos αsin β+4sin 2β=1①.由sin α+2cos β=-,两边平方,可得sin 2α+4sin αcos β+4cos 2β=2②.由①+②得到1+4+4=3,整理得到sin=-.又-<α-β<,解得α-β=-,即α=β-,将其代入cos α-2sin β=1,可得cos-2sin β=1,即cos β+sin β-2sin β=1,即cos β-sin β=1,所以=cos=1,故得cos=.
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15.设f(x)=,则f()+f()+f()+…+f()=__________.
f(x)+f(-x)=+==.所以f()=[f()+f()]=.
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16.(新情境)某航天实验中心进行“多斜坡抛体轨迹耦合”实验,在坡度为锐角α的第一斜坡上,以初速度v0沿与水平成30°角方向发射抛体;抛体飞行过程中,与坡度为锐角β的第二斜坡相交.通过运动学建模(含水平/竖直分运动分析)与地形几何解算,得到两个关键条件:①角度约束2α+β=;②由速度分量的雷达多普勒数据,经三角变换推导得tan α·tan=2-,则α=__________.
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依题意,知2α+β=,可得α+=,故tan(α+)==.因为tan α·tan =2-,代入解得tan α+tan =-1),可将tan α,tan 看成方程t2--1)t+2-=0的两根,解得t=2-或t=1.因为α,β都是锐角,且2α+β=.由0<α<,0<-2α<,解得<α<,而tan=tan(-)==2-,故tan α=1,则α=.
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第1课时
两角和与差的正弦、余弦和正切公式
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