内容正文:
高一数学期末复习课程
任务十七·两角和与差的正弦、余弦和正切公式
一、主干知识梳理
1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式
(1)公式C(α-β):cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β;
(2)公式C(α+β):cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β;
(3)公式S(α-β):sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β;
(4)公式S(α+β):sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β;
(5)公式T(α-β):tan(α-β)=;
(6)公式T(α+β):tan(α+β)=.
2.辅助角公式
asin x+bcos x(a,b为常数)可以化为 的形式,其中
sin φ=,cos φ=.
误区警示 辅助角公式实质上是两角和(差)正、余弦公式的逆用,一定要注意三角函数的名称及角φ的值,也可以化为cos(x-φ)的形式,此时cos φ=,sin φ=.
sin(x+φ)
3.二倍角公式的正弦、余弦、正切公式
名称 公式
二倍角的正弦 sin 2α=
二倍角的余弦 cos 2α= = =
二倍角的正切 tan 2α=
2sin αcos α
cos2α-sin2α
1-2sin2α
2cos2α-1
[知识深化]
1.二倍角公式就是两角和的正弦、余弦、正切公式中α=β的特殊情况.
2.对二倍角余弦公式进行变形可得降幂公式:sin2α=,cos2α=,其实质是用倍角的余弦值表示单角正弦值和余弦值的平方,从降幂公式可以看出,在降幂的同时,角扩大为原来的2倍,因此又称“降幂扩角公式”.
2.升幂公式:1±sin 2α=(sin α±cos α)2;1+cos 2α=2cos2α;1-cos 2α=2sin2α.
3.常用拆角、拼角技巧:例如,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.
4.在非直角三角形ABC中,tan A+tan B+tan C=tan Atan Btan C.
5.若α+β=kπ+(k∈Z),则(1+tan α)(1+tan β)=2,反之也成立.
二、基础检测
1.已知α∈,sin α=,则tan=( )
A. B.7 C.- D.-7
A
2.cos 40°sin 70°-sin 40°sin 160°=( )
A.- B. C.- D.
B
解析:cos 40°sin 70°-sin 40°sin 160°
=cos 40°cos 20°-sin 40°sin 20°=cos(40°+20°)=cos 60°=
3.sin的值为( )
A.0 B.- C.2 D.
B
解析:sincos=2(sincos)=2sin()=2sin(-)=-
4.化简=( )
A.2sin 3 B.2cos 3 C.-2sin 3 D.-2cos 3
A
解析:因为,
由<3<π,
所以sin 3>cos 3,sin 3+cos 3<0,所以原式=sin 3-cos 3+sin 3+cos 3=2sin 3.
5.已知sin(α-π)=,则cos 2α= .
解析:sin(α-π)=-sin α=,
故sin α=-,所以cos 2α=1-2sin2α=1-2
6.sin 15°cos 75°+cos 15°sin 75°为( )
A.0 B. C.1 D.
C
解析:由题得原式=sin 15°cos 75°+cos 15°·sin 75°=sin(15°+75°)=sin 90°=1.
7.若tan α=3,tan β=,则tan(α-β)为( )
A.3 B.-3 C. D.-
C
解析:tan(α-β)=,故选C.
8.已知cos θ=-,θ∈(0,π),则cos= .
-
解析:因为cos θ=-,θ∈(0,π),
所以sin θ=,所以cos=sin 2θ=2sin θcos θ=-
①.和、差、倍角公式的基本应用
例1 (1)已知,则tan=( )
A.2+1 B.2-1 C. D.1-
B
解析:因为,
所以tan α=1-,所以tan=2-1,故选B.
三、能力达标
(2)已知cos(α+β)=m,tan αtan β=2,则cos(α-β)=( )
A.-3m B.- C. D.3m
A
解析:因为cos(α+β)=m,
所以cos αcos β-sin αsin β=m,而tan αtan β=2,所以sin αsin β=2cos αcos β,
故cos αcos β-2cos αcos β=m,
即cos αcos β=-m,
从而sin αsin β=-2m,
故cos(α-β)=-3m,故选A.
(3)已知sin(α-β)=,cos αsin β=,则cos(2α+2β)=( )
A. B. C.- D.-
B
解析:依题意,得
所以sin αcos β=,所以sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=,
所以cos(2α+2β)=1-2sin2(α+β)=1-2
及时练1 (1)cos2-cos2=( )
A. B. C. D.
D
解析:因为cos=sin()=sin,
所以cos2-cos2=cos2-sin2=cos(2)=cos故选D.
(2)已知θ∈,tan 2θ=-4tan,则=( )
A. B. C.1 D.
A
解析:∵tan 2θ=-4tan,
=-4,∴2tan2θ+5tan θ+2=0,
∴tan θ=-或tan θ=-2.,∴tan θ∈(-1,0),
∴tan θ=-
,故选A.
②.两角和与差的三角函数公式的逆用与变形
例2 (1)的值为( )
A. B. C.2 D.4
D
解析:
==
===4.故选D.
(2)若α,β为锐角,且α+β=,则(1+tan α)(1+tan β)= .
2
解析:因为tan(α+β)=,
所以(1+tan α)(1+tan β)=1+tan α+tan β+tan αtan β
=1+tan(α+β)(1-tan αtan β)+tan αtan β
=1+tan(1-tan αtan β)+tan αtan β=2.
及时练2 (1)(多选)计算下列各式,结果为的是( )
A.sin 15°+cos 15° B.cos215°-sin 15°cos 75°
C. D.
AD
解析:对于选项A,由辅助角公式得sin 15°+cos 15°
=2sin(15°+45°)=2sin 60°=故A正确;
对于选项B,cos215°-sin 15°cos 75°=sin 75°cos 15°-sin 15°cos 75°
=sin(75°-15°)=sin 60°=,故B错误;
对于选项C,,故C错误;
对于选项D,=tan(45°+15°)=tan 60°=,故D正确.故选AD.
(2)已知sin α+sin β=,cos α+cos β=,则cos(α-β)的值等于( )
A.- B.- C.- D.-
C
解析:sin α+sin β=sin2α+sin2β+2sin αsin β=,①
cos α+cos β=cos2α+cos2β+2cos αcos β=,②
①+②,得2+2(sin αsin β+cos α·cos β)=cos(α-β)==-,故选C.
例3(1)tan 20°+tan 20°tan 40°=( )
A.1 B. C. D.2
C
③.公式的变形
解析 因为=tan(45°-5°)=tan 40°,
且tan 60°=tan(20°+40°)=,
可得tan 20°+tan 40°=(1-tan 20°tan 40°),
所以tan 20°+tan 20°tan 40°
=tan 20°+tan 40°+tan 20°tan 40°
=(1-tan 20°tan 40°)+tan 20°tan 40°=故选C.
(2)若α,β为锐角,且α+β=,则(1+tan α)(1+tan β)= .
2
解析 因为tan(α+β)=,
所以(1+tan α)(1+tan β)
=1+tan α+tan β+tan αtan β
=1+tan(α+β)(1-tan αtan β)+tan αtan β
=1+tan(1-tan αtan β)+tan αtan β=2.
及时练3:(1)tan 13°+tan 32°+tan 13°tan 32°=( )
A.tan 19° B.1 C.-tan 19° D.-1
B
解析 因为tan 45°=tan(13°+32°)==1,
所以tan 13°+tan 32°+tan 13°tan 32°=1,故选B.
(2)若sin(α+β)+cos(α+β)=2cossin β,则( )
A.tan(α+β)=-1 B.tan(α+β)=1 C.tan(α-β)=-1 D.tan(α-β)=1
C
解析 sin(α+β)+cos(α+β)=sin(α+β+)
=sin[ (α+)+β]=sin(α+)cos β+cos(α+)sin β.
又sin(α+β)+cos(α+β)=2cossin β,故sin(α+)cos β=cos(α+)sin β,
故sin(α+)cos β-cos(α+)sin β=0,即sin(α+-β)=0.
故sin(α-β+)=sin(α-β)+cos(α-β)=0.故sin(α-β)=-cos(α-β).
故tan(α-β)=-1.故选C.
④.角的变换问题
例3 (1)已知α,β∈(),若sin(α+)=,cos(β-)=,则sin(α-β)的值为( )
A. B. C. D.
A
解析:由题意可得α+(,π),β-(-,0),所以cos(α+)=-,sin(β-)=-,
所以sin(α-β)=-sin[(α+)-(β-)]=-+(-)×(-)=,故选A.
(2)已知sin,α∈,则tan= .
-7
解析:因为α∈(,π),所以α+().因为sin(α+)=>0,所以α+(,π),所以cos(α+)=-=-=-,
所以tan(α+)==-,
所以tan(α-)=tan[(α+)-]==-7.
及时练4: (1)已知sin θ+sin(θ+)=1,则sin(θ+)=( )
A. B. C. D.
B
解析:因为sin θ+sin(θ+)=sin(θ+)+sin(θ+)
=sin(θ+)cos-cos(θ+)sin+sin(θ+)cos+cos(θ+)sin
=2sin(θ+)·cossin(θ+)=1,所以sin(θ+)=
(2)已知α,β为锐角,tan(α+β)=-,cos β=,则sin α= .
解析:因为α,β为锐角,且tan(α+β)=-<0,所以α+β∈(,π),
所以联立
解得
sin β=,sin α=sin[(α+β)-β]
=sin(α+β)cos β-sin βcos(α+β)=(-)=
任 务 完 成
$