内容正文:
高一数学期末复习课程
任务十六·同角三角函数基本关系与诱导公式
一、主干知识梳理
1.同角三角函数的基本关系
(1)平方关系:sin2α+cos2α= ;
同角即角相同,与角的表现形式无关
(2)商数关系:tan α= (α≠+kπ,k∈Z).
1
2.三角函数的诱导公式
公式 一 二 三 四 五 六
角 2kπ+α
(k∈Z) π+α -α π-α -α +α
正弦 sin α -sin α sin α
余弦 cos α -cos α -cos α
口诀 奇变偶不变,符号看象限
正切 tan α -tan α — —
-sin α
cos α
cos α
cos α
sin α
-sin α
tan α
-tan α
微思考 诱导公式可简记为:奇变偶不变,符号看象限.如何理解这里的“奇”与“偶”和“变”与“不变”以及“符号看象限”?
提示 ①“奇”“偶”指的是“k+α(k∈Z)”中的k是奇数还是偶数;“变”“不变”指的是函数名称的变化,如果k是奇数,函数名称就要变化,正弦变余弦、余弦变正弦;如果k是偶数,函数名称不变.
②“符号看象限”中的“象限”指的是将α看作锐角时,角k+α(k∈Z)的终边所在的象限.
二、基础检测
1.sin 1 665°的值为( )
A.- B. C.- D.
A
2.已知cos α=-,且α为第三象限角,则sin α=( )
A. B.- C.- D.
C
3.已知tan α=3,则= .
2
解析:∵tan α=3,=2.
4.已知sin α=,则= .
解析:原式==sin α=
5.已知tan α=,α∈,则cos α的值是 .
-
解析:由tan α=,可得,
又sin2α+cos2α=1,可得cos2α+cos2α=1,解得cos2α=,
因为,所以cos α=-
6.已知sin,那么cos α=( )
A.- B.- C. D.
C
解析:sin=sin=sin=cos α=故选C.
7.已知cos,且|φ|<,则tan φ=( )
A.- B. C.- D.
C
解析:由已知可得,cos=-sin φ=,所以sin φ=-
因为|φ|<,所以cos φ>0,cos φ=所以tan φ==-故选C.
8.若tan θ=-2,则= .
解析:因为tan θ=-2,
所以
三、能力达标
①.同角三角函数基本关系及其应用
例1 (1)已知tan θ=,则=( )
A. B.2
C. D.6
A
“弦”“切”互化
解析:因为tan θ=,
所以
=
故选A.
(2)已知sin α=-,则13cos α+12tan α= .
±7
解析:因为sin α=-<0且sin α≠-1,所以α是第三或第四象限角.
①若α是第三象限角,则cos α=-=-=-,
所以tan α=,此时,13cos α+12tan α=13+12=-7.
②若α是第四象限角,则cos α=,
所以tan α==-,此时,13cos α+12tan α=13+12=7.
及时练1:(1)已知tan α=2,则sin2α+cos 2α=( )
A.- B.
C. D.
D
解析 因为sin2α+cos 2α=故选D.
(2)在平面直角坐标系xOy中,角θ的终边经过点(1,2),则cos2θ+sin 2θ= .
1
解析 (方法一)由三角函数的定义可知sin θ=,
cos θ=,
所以cos2θ+sin 2θ=cos2θ+2sin θcos θ=()2+2=1.
(方法二)因为角θ的终边经过点(1,2),所以tan θ==2,
所以cos2θ+sin 2θ==1.
(3)已知=5,则cos2α+sin 2α等于( )
A.B.-C.-3 D.3
A
解析:由=5,得=5,可得tan α=2,
则cos2α+sin 2α=cos2α+sin αcos α=
例2 (1)已知sin α-cos α=,α∈,则=( )
A.- B. C.- D.
D
“和”“积”转换
解析:由题意可得(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=,整理得sin αcos α=>0,
又因为,所以,即sin α>0,cos α>0,
所以sin α+cos α>0.因为(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=,
所以sin α+cos α=,所以故选D.
(2)(多选题)设α∈(0,π),sin α+cos α=,则下列等式正确的是( )
A.sin αcos α=- B.sin α-cos α= C.tan α= D.cos2α-sin2α=-
BD
解析 因为sin α+cos α=,所以(sin α+cos α)2=sin2α+2sin αcos α+cos2α=,
即1+2sin αcos α=,所以sin αcos α=-,故A错误;又α∈(0,π),sin α>0,所以cos α<0,则α∈(,π),则tan α<0,
所以sin α-cos α=,
故B正确,C错误;cos2α-sin2α=(cos α+sin α)·(cos α-sin α)=(-)=-,故D正确.故选BD.
及时练2:(1)若α∈,cos 2α=,则sin α+cos α=( )
A.1 B. C. D.
C
解析:因为,所以2α∈(0,π),sin α>0,cos α>0,
又cos 2α=,所以sin 2α=,即2sin αcos α=,
所以sin α+cos α=
=故选C.
(2)(多选题)已知θ∈(0,),sin θ-cos θ=,则下列结论正确的是( )
A.sin θ= B.sin θ+cos θ=
C.tan θ= D.sin θcos θ=
BD
解析 ∵θ∈(0,),sin θ>0,cos θ>0,
(舍去),
∴sin θ+cos θ=,sin θcos θ=,tan θ=故选BD.
②.诱导公式及其应用
例3 (1)的值为( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
B
解析:原式===-=-1.故选B.
(2)已知sin=-,则sin+cos= .
-
解析:sin(-α)=sin[π-(+α)]=sin(α+)=-,
cos(α-)=sin=sin(α+)=-,所以原式=-
(3)化简:= .
cos α
解析
==cos α.
(4)已知cos(75°+α)=,α是第三象限角,则sin(195°-α)+cos(α-15°)的值
为 .
-
解析 因为cos(75°+α)=>0,α是第三象限角,
所以75°+α是第四象限角,sin(75°+α)=-=-
所以sin(195°-α)+cos(α-15°)=sin[180°+(15°-α)]+cos(15°-α)
=-sin(15°-α)+cos(15°-α)=-sin[90°-(75°+α)]+cos[90°-(75°+α)]
=-cos(75°+α)+sin(75°+α)=-=-
1.诱导公式用法的一般思路
(1)化负为正,化大为小,化到锐角求值.
(2)角中含有加减的整数倍时,用诱导公式去掉的整数倍.
2.常见的互余和互补的角
(1)常见的互余的角:-α与+α;+α与-α;+α与-α等.
(2)常见的互补的角:+θ与-θ;+θ与-θ等.
3.求解与三角形内角有关的三角函数问题,要充分利用三角形内角和为π的性质进行转化.
及时练3:
(1)已知tan(π-α)=-,且α∈,则的值为( )
A.- B.- C. D.
A
解析:tan(π-α)=-tan α=
=-
(2)(多选题)下列化简正确的是( )
A.sin(2 023π-α)=sin α B.tan(α-2 023π)=-tan α
C.sin(+α)=-cos α D.cos(-α)=sin α
AC
解析 sin(2 023π-α)=sin(2 022π+π-α)=sin(π-α)=sin α,故A正确;
tan(α-2 023π)=tan α,故B错误;
sin(+α)=sin(6π-+α)=sin(-+α)=-sin(-α)=-cos α,故C正确;
cos(-α)=cos(-α)=-sin α,故D错误.故选AC.
③.诱导公式与同角三角函数基本关系的综合应用
例4 (1)已知f(α)=,α≠,k∈Z.
(1)化简f(α);
(2)若β为第三象限角,且cos,求f(β)的值.
解:(1)f(α)=
=cos α,
∴f(α)=cos α,,k∈Z.
(2)∵cos=-sin β,
∴sin β=-,∵β为第三象限角,
∴cos β=-=-,∴f(β)的值为-
(2)知角α为锐角,且2tan(π-α)-3cos(+β)+5=0, tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,
则sin α=( )
A. B. C. D.
C
解析 由已知得消去sin β,得tan α=3,
所以sin α=3cos α,代入sin2α+cos2α=1,化简得sin2α=,
因为α为锐角,所以sin α=
及时练4 (1)若tan(π-x)=,则cos=( )
A.± B.± C.- D.
A
解析:因为tan(π-x)=,所以tan x=-,
即cos x=-2sin x.
又sin2x+cos2x=1,解得sin2x=,所以cos=-sin x=±
(2)已知α为锐角,且2tan(π-α)-3cos+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,
则sin α的值是( )
A. B. C. D.
C
解析:由已知得
消去sin β,得tan α=3,∴sin α=3cos α.
又sin2α+cos2α=1,∴sin2α=
∵α为锐角,∴sin α=故选C.
任 务 完 成
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