内容正文:
第五章 三角函数
5.5.1两角和与差的正弦、余弦和正切公式
第2课时
5.5三角恒等变换
【新教材】人教A版·高一必修第一册
学 习 目 标
1
2
3
能利用两角差的余弦公式推导出两角和的余弦公式、两角和与差的正弦公式;
借助同角三角函数关系推导两角和与差的正切公式,熟记公式结构;
熟练运用两角和、差的正弦、余弦、正切公式进行三角函数化简、求值。
问题
由差转和
由公式出发,你能推导出两角和的余弦公式吗?
比较cos(α-β)与cos(α+β),它们的异同点是什么?
它们都是角的余弦,只是角的形式不同.
α-β与α+β之间有何种联系呢?
一方面从运算的角度看,将加法转化为减法: cos(α+β)=cos[α-(-β)];
另一方面可以从换元角度考虑,将两角差的余弦公式中的β换为-β.
目标一:两角和的余弦公式
基于上述差异与联系,如何由两角差的余弦公式得到两角和的余弦公式?
和角余弦
则由公式 , 有
上述公式中的 α、β 都是任意角.
公式右端的两部分为同名三角函数之积,连接符号与左边的连接符号相反。
注意
在 中,,,求 的值.
在 △ABC 中,A+B+C=π,所以求 C 的余弦值的问题可以转化为求 A+B 的余弦值的问题,为此需 求出 A、B 的正弦、余弦值.
解析
, 为锐角 .
又 ,,即 也为锐角, 且 .
.
牛刀小试
计算:
①
②
解析
① 原式
② 原式
牛刀小试
目标二 :两角和差的正弦公式
上面得到了两角和与差的余弦公式. 我们知道, 用诱导公式五(或六)可以实现正弦、余弦的互化. 你能根据,及诱导公式五(或六),推导出用任意角,的正弦、余弦表示,的公式吗?
正弦转余弦
和差角正弦
基于上述差异与联系,如何由两和的余弦公式得到两角差的正弦公式?
依照上述解决问题的思路,你能直接写出两角和的正弦公式吗?
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ.
和差角正弦
给角求值
1、求:和
牛刀小试
给值求值
答案:
, 是第三象限角,,
若 , 是第三象限的角,则 __________.
牛刀小试
给值 求值
解 因为,所以,所以
又因为,所以
所以
3、已知,求的值.
牛刀小试
给值 求值
解 因为 ,所以 .
又因为
所以 ,又 ,所以
所以
4、已知 且 ,求 .
牛刀小试
目标三 :两角和差的正切公式
弦化切
你能根据正切函数与正弦函数、余弦函数的关系,从两角和与差的正弦,余弦公式 出发,推导出用任意角α,β的正切表示tan(α+β),tan(α-β)的公式吗?
通过对分子、分母同时除以cosαcosβ转化,即
给角求值
求值: (1)
由 的变形 ,得
原式=
牛刀小试
和变差
如何用任意角α,β的正切表示tan(α-β)?
常见变形
可变形为如下几个公式:
常见变形
变用
已知 ,,求 ,,.
牛刀小试
变用
已知 ,,求 .
牛刀小试
目标四:典型例题
给角求值
1
利用和(差)角公式计算下列各式的值:
;
;
.
解: (1) 由公式 , 得
由公式 , 得
由公式 及 , 得
分析: 和、差角公式把 α±β 的三角函数式转化成了 α, β 的三角函数式. 如果反过来, 从右到左使用公式, 就可以将上述三角函数式化简.
典例分析
例
给值求值
2
已知,是第四象限角,求,,的值.
解: 由,是第四象限角,得
所以
于是有;
;
典例分析
例
证明
3
思考: 由以上解答可以看到, 在本题条件下有. 那么对于任意角 , 此等式成立吗? 若成立, 你会用几种方法予以证明?
方法 1: 因为, , 所以.
典例分析
例
证明
3
思考: 由以上解答可以看到, 在本题条件下有. 那么对于任意角 , 此等式成立吗? 若成立, 你会用几种方法予以证明?
方法 2: 因为,所以,
所以.
典例分析
例
目标五:针对训练
举一反三
1.
A. B. C. D.
答案:B 解析:本题考查两角和正弦公式的应用.原式
举一反三
2.在 中,若 ,则 为( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.直角三角形 D.无法判断
答案:C
解析:因为 所以.又,所以,故. 因为,所以,即为直角三角形.故选C.
举一反三
3.计算
A. B. C. D.
答案:C
解析:原式
举一反三
4.若 , , 则
A. B. C. D.
答案:B
解析: 因为,所以,所以.
举一反三
4.若 , , 则
A. B. C. D.
答案:B
解析: 因为,所以,所以.
举一反三
5.已知为锐角,,
(1)求的值;
(2)求的值.
答案:(1) ;(2)
解析:(1) 因为为锐角,所以.
又因为,所以.
因为,,
所以.
目标六:小结
学海拾贝
1. 公式推导脉络
两角差余弦公式 两角和余弦公式 两角和差正弦公式 两角和差正切公式
学海拾贝
2. 核心公式汇总
符号口诀:余余正正,符号相反;正余余正,符号相同。
学海拾贝
3. 两类常用题型与易错提醒
① 给值求值:角配凑思想,如 ;必须优先确定角的范围,判断三角函数正负; ② 化简计算:注意公式正向、逆向使用;正切公式使用前提:。
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