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2023届高考一轮复习讲义(理科)第四章 三角函数、解三角形 第3讲 第1课时 两角和与差的正弦、余弦和正切公式学案
展开一、知识梳理
1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式
C(α-β):cs(α-β)=cs_αcs__β+sin_αsin__β.
C(α+β):cs(α+β)=cs_αcs__β-sin_αsin__β.
S(α+β):sin(α+β)=sin_αcs__β+cs_αsin__β.
S(α-β):sin(α-β)=sin_αcs__β-cs_αsin__β.
T(α+β):tan(α+β)=eq \f(tan α+tan β,1-tan αtan β)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α,β,α+β≠\f(π,2)+kπ,k∈Z)).
T(α-β):tan(α-β)=eq \f(tan α-tan β,1+tan αtan β)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α,β,α-β≠\f(π,2)+kπ,k∈Z)).
2.二倍角的正弦、余弦、正切公式
S2α:sin 2α=2sin_αcs__α.
C2α:cs 2α=cs2α-sin2α=2cs2α-1=1-2sin2α.
T2α:tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2α)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α≠\f(π,4)+\f(kπ,2),且α≠kπ+\f(π,2),k∈Z)).
常用结论
记准四个必备结论
(1)降幂公式:cs2α=eq \f(1+cs 2α,2),sin2α=eq \f(1-cs 2α,2).
(2)升幂公式:1+cs 2α=2cs2α,1-cs 2α=2sin2α.
(3)公式变形:tan α±tan β=tan(a±β)(1∓tan αtan β).
(4)辅助角公式:asin x+bcs x=eq \r(a2+b2)sin(x+φ)(其中sin φ=eq \f(b,\r(a2+b2)),cs φ=eq \f(a,\r(a2+b2))).
二、习题改编
1.(必修4P127练习T2改编)若cs α=-eq \f(4,5).α是第三象限的角,则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=________.
解析:因为α是第三象限角,所以sin α=-eq \r(1-cs2α)=-eq \f(3,5),所以sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=-eq \f(3,5)×eq \f(\r(2),2)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,5)))×eq \f(\r(2),2)=-eq \f(7\r(2),10).
答案:-eq \f(7\r(2),10)
2.(必修4P131练习T5改编)sin 347°cs 148°+sin 77°·cs 58°=________.
解析:sin 347°cs 148°+sin 77°cs 58°
=sin(270°+77°)cs(90°+58°)+sin 77°cs 58°
=(-cs 77°)·(-sin 58°)+sin 77°cs 58°
=sin 58°cs 77°+cs 58°sin 77°
=sin(58°+77°)=sin 135°=eq \f(\r(2),2).
答案:eq \f(\r(2),2)
3.(必修4P146A组T4改编)tan 20°+tan 40°+eq \r(3)tan 20°·tan 40°=________.
解析:因为tan 60°=tan(20°+40°)=eq \f(tan 20°+tan 40°,1-tan 20°tan 40°),
所以tan 20°+tan 40°=tan 60°(1-tan 20°tan 40°)
=eq \r(3)-eq \r(3)tan 20°tan 40°,
所以原式=eq \r(3)-eq \r(3)tan 20°tan40°+eq \r(3)tan 20°tan 40°=eq \r(3).
答案:eq \r(3)
一、思考辨析
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.( )
(2)对任意角α都有1+sin α=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin\f(α,2)+cs\f(α,2)))eq \s\up12(2).( )
(3)y=3sin x+4cs x的最大值是7.( )
(4)公式tan(α+β)=eq \f(tan α+tan β,1-tan αtan 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. ( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)×
二、易错纠偏
eq \a\vs4\al(常见误区)eq \b\lc\|(\a\vs4\al\c1(K))(1)不会逆用公式,找不到思路;
(2)不会合理配角出错;
(3)忽视角的范围用错公式.
1.化简:eq \f(sin 50°,sin 65°·\r(1-cs 50°))=________.
解析:原式=eq \f(cs 40°,cs 25°\r(1-cs 50°))
=eq \f(cs 40°,cs 25°·\r(2)sin 25°)=eq \f(cs 40°,\f(\r(2),2)sin 50°)=eq \r(2).
答案:eq \r(2)
2.若tan α=3,tan(α-β)=2,则tan β=________.
解析:tan β=tan[α-(α-β)]
=eq \f(tan α-tan(α-β),1+tan α·tan(α-β))
=eq \f(3-2,1+3×2)=eq \f(1,7).
答案:eq \f(1,7)
3.已知θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),且sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=eq \f(\r(2),10),则tan 2θ=________.
解析:法一:sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=eq \f(\r(2),10),
得sin θ-cs θ=eq \f(1,5),①
θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),①平方得2sin θcs θ=eq \f(24,25),
可求得sin θ+cs θ=eq \f(7,5),
所以sin θ=eq \f(4,5),cs θ=eq \f(3,5),
所以tan θ=eq \f(4,3),tan 2θ=eq \f(2tan θ,1-tan2θ)=-eq \f(24,7).
法二:因为θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))且sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=eq \f(\r(2),10),
所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=eq \f(7\r(2),10),
所以taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=eq \f(1,7)=eq \f(tan θ-1,1+tan θ),
所以tan θ=eq \f(4,3).
故tan 2θ=eq \f(2tan θ,1-tan2θ)=-eq \f(24,7).
答案:-eq \f(24,7)
第1课时 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
和差公式的直接应用(自主练透)
1.已知sin α=eq \f(3,5),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),tan(π-β)=eq \f(1,2),则tan(α-β)的值为( )
A.-eq \f(2,11) B.eq \f(2,11)
C.eq \f(11,2) D.-eq \f(11,2)
解析:选A.因为sin α=eq \f(3,5),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),
所以cs α=-eq \r(1-sin2α)=-eq \f(4,5),
所以tan α=eq \f(sin α,cs α)=-eq \f(3,4).
因为tan(π-β)=eq \f(1,2)=-tan β,所以tan β=-eq \f(1,2),
则tan(α-β)=eq \f(tan α-tan β,1+tan αtan β)=-eq \f(2,11).
2.(2019·高考全国卷Ⅱ)已知α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),2sin 2α=cs 2α+1,则sin α=( )
A.eq \f(1,5) B.eq \f(\r(5),5)
C.eq \f(\r(3),3) D.eq \f(2\r(5),5)
解析:选B.由2sin 2α=cs 2α+1,得4sin αcs α=1-2sin2α+1,即2sin αcs α=1-sin2α.因为α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),所以cs α=eq \r(1-sin2 α),所以2sin αeq \r(1-sin2 α)=1-sin2 α,解得sin α=eq \f(\r(5),5),故选B.
3.已知α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),sin α=eq \f(\r(5),5).
(1)求sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))的值;
(2)求cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,6)-2α))的值.
解:(1)因为α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),sin α=eq \f(\r(5),5),
所以cs α=-eq \r(1-sin2α)=-eq \f(2\r(5),5),
故sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))=sin eq \f(π,4)cs α+cs eq \f(π,4)sin α
=eq \f(\r(2),2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2\r(5),5)))+eq \f(\r(2),2)×eq \f(\r(5),5)=-eq \f(\r(10),10).
(2)由(1)知sin 2α=2sin αcs α=2×eq \f(\r(5),5)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2\r(5),5)))=-eq \f(4,5),cs 2α=1-2sin2α=1-2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(5),5)))eq \s\up12(2)=eq \f(3,5),
所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,6)-2α))=cs eq \f(5π,6)cs 2α+sin eq \f(5π,6)sin 2α
=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(3),2)))×eq \f(3,5)+eq \f(1,2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,5)))
=-eq \f(4+3\r(3),10).
eq \a\vs4\al()
三角函数公式的应用策略
(1)使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征.
(2)使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值.
三角函数公式的逆用与变形用(多维探究)
角度一 公式的逆用
(1)化简eq \f(sin 10°,1-\r(3)tan 10°)=________.
(2)在△ABC中,若tan Atan B=tan A+tan B+1,则cs C=________.
【解析】 (1)eq \f(sin 10°,1-\r(3)tan 10°)=eq \f(sin 10°cs 10°,cs 10°-\r(3)sin 10°)=eq \f(2sin 10°cs 10°,4\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)cs 10°-\f(\r(3),2)sin 10°)))=eq \f(sin 20°,4sin(30°-10°))=eq \f(1,4).
(2)由tan Atan B=tan A+tan B+1,可得eq \f(tan A+tan B,1-tan Atan B)=-1,
即tan(A+B)=-1,又A+B∈(0,π),
所以A+B=eq \f(3π,4),则C=eq \f(π,4),cs C=eq \f(\r(2),2).
【答案】 (1)eq \f(1,4) (2)eq \f(\r(2),2)
角度二 公式的变形用
(1)化简eq \f(sin235°-\f(1,2),cs 10°cs 80°)=________.
(2)化简sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,6)))+sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))-sin2α的结果是________.
【解析】 (1)eq \f(sin235°-\f(1,2),cs 10°cs 80°)=eq \f(\f(1-cs 70°,2)-\f(1,2),cs 10°sin 10°)=
eq \f(-\f(1,2)cs 70°,\f(1,2)sin 20°)=-1.
(2)原式=eq \f(1-cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,3))),2)+eq \f(1-cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3))),2)-sin2α
=1-eq \f(1,2)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,3)))+cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))))-sin2α
=1-cs 2α·cs eq \f(π,3)-sin2α
=1-eq \f(cs 2α,2)-eq \f(1-cs 2α,2)=eq \f(1,2).
【答案】 (1)-1 (2)eq \f(1,2)
eq \a\vs4\al()
(1)和差角公式的常见变形
①sin αsin β+cs(α+β)=cs αcs β;
②cs αsin β+sin(α-β)=sin αcs β;
③tan α±tan β=tan(α±β)·(1∓tan αtan β).
(2)二倍角正、余弦公式的常见变换方式
①配方变换:1±sin 2α=sin2α+cs2α±2sin αcs α=(sin α±cs α)2;
②因式分解变换:cs 2α=2cs2α-1=1-2sin2α=cs2 α-sin2α=(cs α+sin α)(cs α-sin α);
③降幂扩角变换:cs2α=eq \f(1+cs 2α,2),sin2α=eq \f(1-cs 2α,2);
④升幂缩角变换:1+cs α=2cs2eq \f(α,2),
1-cs α=2sin2eq \f(α,2);
⑤公式变换:cs α=eq \f(sin 2α,2sin α),sin α=eq \f(sin 2α,2cs α).
1.(一题多解)eq \r(3)cs 15°-4sin215°cs 15°=( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(2),2)
C.1 D.eq \r(2)
解析:选D.法一:eq \r(3)cs 15°-4sin215°cs 15°=eq \r(3)cs 15°-2sin 15°·2sin 15°cs 15°=eq \r(3)cs 15°-2sin 15°·sin 30°=eq \r(3)cs 15°-sin 15°=2cs(15°+30°)=2cs 45°=eq \r(2).故选D.
法二:因为cs 15°=eq \f(\r(6)+\r(2),4),sin 15°=eq \f(\r(6)-\r(2),4),所以eq \r(3)cs 15°-4sin215°·cs 15°=eq \r(3)×eq \f(\r(6)+\r(2),4)-4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(6)-\r(2),4)))eq \s\up12(2)×eq \f(\r(6)+\r(2),4)=eq \f(\r(6)+\r(2),4)×(eq \r(3)-2+eq \r(3))=eq \f(\r(6)+\r(2),4)×(2eq \r(3)-2)=eq \r(2).故选D.
2.计算eq \f(sin 110°sin 20°,cs2 155°-sin 2155°)的值为________.
解析:eq \f(sin 110°sin 20°,cs2155°-sin2155°)=eq \f(sin 70°sin 20°,cs 310°)
=eq \f(cs 20°sin 20°,cs 50°)=eq \f(\f(1,2)sin 40°,sin 40°)=eq \f(1,2).
答案:eq \f(1,2)
和差公式的灵活运用(多维探究)
角度一 变角问题
(1)设α,β都是锐角,且cs α=eq \f(\r(5),5),sin(α+β)=eq \f(3,5),则cs β=________.
(2)已知cs(75°+α)=eq \f(1,3),则cs(30°-2α)的值为________.
【解析】 (1)依题意得sin α=eq \r(1-cs2α)=eq \f(2\r(5),5),
因为sin(α+β)=eq \f(3,5)
所以α+β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),所以cs(α+β)=-eq \f(4,5).
于是cs β=cs[(α+β)-α]
=cs(α+β)cs α+sin(α+β)sin α
=-eq \f(4,5)×eq \f(\r(5),5)+eq \f(3,5)×eq \f(2\r(5),5)=eq \f(2\r(5),25).
(2)cs(75°+α)=sin(15°-α)=eq \f(1,3),
所以cs(30°-2α)=1-2sin2(15°-α)=1-eq \f(2,9)=eq \f(7,9).
【答案】 (1)eq \f(2\r(5),25) (2)eq \f(7,9)
角度二 变名问题
求值:eq \f(1+cs 20°,2sin 20°)-sin 10°eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,tan 5°)-tan 5°)).
【解】 原式=eq \f(2cs210°,2×2sin 10°cs 10°)-sin 10°eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(cs 5°,sin 5°)-\f(sin 5°,cs 5°)))
=eq \f(cs 10°,2sin 10°)-sin 10°·eq \f(cs25°-sin25°,sin 5°cs 5°)
=eq \f(cs 10°,2sin 10°)-sin 10°·eq \f(cs 10°,\f(1,2)sin 10°)
=eq \f(cs 10°,2sin 10°)-2cs 10°=eq \f(cs 10°-2sin 20°,2sin 10°)
=eq \f(cs 10°-2sin(30°-10°),2sin 10°)
=eq \f(cs 10°-2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)cs 10°-\f(\r(3),2)sin 10°)),2sin 10°)
=eq \f(\r(3)sin 10°,2sin 10°)=eq \f(\r(3),2).
eq \a\vs4\al()
三角公式应用中变“角”与变“名”问题的解题思路
(1)角的变换:明确各个角之间的关系(包括非特殊角与特殊角、已知角与未知角),熟悉角的变换技巧及半角与倍角的相互转化,如:2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β=(α-β)+β,40°=60°-20°,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))=eq \f(π,2),eq \f(α,2)=2×eq \f(α,4)等.
(2)名的变换:明确各个三角函数名称之间的联系,常常用到同角关系、诱导公式,把正弦、余弦化为正切,或者把正切化为正弦、余弦.
[提醒] 转化思想是实施三角变换的主导思想,恒等变形前需清楚已知式中角的差异、函数名称的差异、运算结构的差异,寻求联系,实现转化.
1.已知sin 2α=eq \f(1,3),则cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4)))=________.
解析:cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4)))=eq \f(1+cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,2))),2)
=eq \f(1,2)+eq \f(1,2)sin 2α=eq \f(1,2)+eq \f(1,2)×eq \f(1,3)=eq \f(2,3).
答案:eq \f(2,3)
2.eq \f(cs 10°-\r(3)cs(-100°),\r(1-sin 10°))=________.(用数字作答)
解析:eq \f(cs 10°-\r(3)cs(-100°),\r(1-sin 10°))=eq \f(cs 10°+\r(3)cs 80°,\r(1-cs 80°))=eq \f(cs 10°+\r(3)sin 10°,\r(2)·sin 40°)=eq \f(2sin(10°+30°),\r(2)·sin 40°)=eq \r(2).
答案:eq \r(2)
[基础题组练]
1.(2020·广东揭阳一模)若sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2α))=eq \f(3,5),则sin4α-cs4α的值为( )
A.eq \f(4,5) B.eq \f(3,5)
C.-eq \f(4,5) D.-eq \f(3,5)
解析:选D.因为sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2α))=eq \f(3,5),所以cs 2α=eq \f(3,5),因此sin4α-cs4α=(sin2α+cs2α)(sin2α-cs2α)=1-2cs2α=-cs 2α=-eq \f(3,5),选D.
2.(2020·湖南长沙长郡中学一模)已知sin(α+2β)=eq \f(3,4),cs β=eq \f(1,3),α,β为锐角,则sin(α+β)的值为( )
A.eq \f(3\r(7)-2\r(2),12) B.eq \f(3-2\r(14),12)
C.eq \f(3\r(7)+2\r(2),12) D.eq \f(3+2\r(14),12)
解析:选D.因为cs β=eq \f(1,3),0<β
因为sin(α+2β)=eq \f(3,4),α为锐角,所以eq \f(π,2)<α+2β<π,
所以cs(α+2β)=-eq \f(\r(7),4),
所以sin(α+β)=sin[(α+2β)-β]
=sin(α+2β)cs β-cs(α+2β)sin β
=eq \f(3,4)×eq \f(1,3)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(7),4)))×eq \f(2\r(2),3)=eq \f(3+2\r(14),12).故选D.
3.已知taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=eq \f(1,2),且-eq \f(π,2)<α<0,则eq \f(2sin2α+sin 2α,cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4))))=( )
A.-eq \f(2\r(5),5) B.-eq \f(3\r(5),10)
C.-eq \f(3\r(10),10) D.eq \f(2\r(5),5)
解析:选A.因为taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=eq \f(tan α+1,1-tan α)=eq \f(1,2),所以tan α=-eq \f(1,3),因为tan α=eq \f(sin α,cs α),sin2α+cs2α=1,α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0)),所以sin α=-eq \f(\r(10),10).
所以eq \f(2sin2α+sin 2α,cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4))))=eq \f(2sin α(sin α+cs α),cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)))=
eq \f(4sin α(sin α+cs α),\r(2)(sin α+cs α))=2eq \r(2)sin α=2eq \r(2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(10),10)))=-eq \f(2\r(5),5).故选A.
4.已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,6)))=eq \f(1,4),则cs x+cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,3)))=( )
A.eq \f(\r(3),4) B.-eq \f(\r(3),4)
C.eq \f(1,4) D.±eq \f(\r(3),4)
解析:选A.因为cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,6)))=eq \f(1,4),
所以cs x+cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,3)))=cs x+eq \f(1,2)cs x+eq \f(\r(3),2)sin x
=eq \r(3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),2)cs x+\f(1,2)sin x))=eq \r(3)cs eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,6)))=eq \r(3)×eq \f(1,4)=eq \f(\r(3),4).
故选A.
5.eq \f(2cs 10°-sin 20°,sin 70°)的值是( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(3),2)
C.eq \r(3) D.eq \r(2)
解析:选C.原式=eq \f(2cs(30°-20°)-sin 20°,sin 70°)
=eq \f(2(cs 30°·cs 20°+sin 30°·sin 20°)-sin 20°,sin 70°)
=eq \f(\r(3)cs 20°,cs 20°)=eq \r(3).
6.sin 10°sin 50°sin 70°=________.
解析:sin 10°sin 50°sin 70°=sin 10°cs 40°cs 20°
=eq \f(sin 10°cs 10°cs 20°cs 40°,cs 10°)=eq \f(\f(1,8)sin 80°,cs 10°)=eq \f(1,8).
答案:eq \f(1,8)
7.(2020·益阳模拟)已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,6)))+sin α=eq \f(4\r(3),5),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(7π,6)))=________.
解析:由cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,6)))+sin α=eq \f(4\r(3),5),
可得eq \f(\r(3),2)cs α+eq \f(1,2)sin α+sin α=eq \f(4\r(3),5),
即eq \f(3,2)sin α+eq \f(\r(3),2)cs α=eq \f(4\r(3),5),
所以eq \r(3)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))=eq \f(4\r(3),5),
即sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))=eq \f(4,5),
所以sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(7π,6)))=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))=-eq \f(4,5).
答案:-eq \f(4,5)
8.已知tan α=eq \f(m,3),taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=eq \f(2,m),则m=________.
解析:由题意,tan α=eq \f(m,3),taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=eq \f(tan α+1,1-tan α)=eq \f(2,m),则eq \f(\f(m,3)+1,1-\f(m,3))=eq \f(2,m),所以m=-6或1.
答案:-6或1
9.已知角α的顶点与原点O重合,始边与x轴的非负半轴重合,它的终边过点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,5),-\f(4,5))).
(1)求sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+π))的值;
(2)若角β满足sin(α+β)=eq \f(5,13),求cs β的值.
解:(1)由角α的终边过点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,5),-\f(4,5)))得sin α=-eq \f(4,5),
所以sin(α+π)=-sin α=eq \f(4,5).
(2)由角α的终边过点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,5),-\f(4,5)))得cs α=-eq \f(3,5),
由sin(α+β)=eq \f(5,13)得cs(α+β)=±eq \f(12,13).
由β=(α+β)-α得
cs β=cs(α+β)cs α+sin(α+β)sin α,
所以cs β=-eq \f(56,65)或cs β=eq \f(16,65).
10.已知α,β为锐角,tan α=eq \f(4,3),cs(α+β)=-eq \f(\r(5),5).
(1)求cs 2α的值;
(2)求tan(α-β)的值.
解:(1)因为tan α=eq \f(4,3),tan α=eq \f(sin α,cs α),
所以sin α=eq \f(4,3)cs α.
因为sin2 α+cs2 α=1,
所以cs2 α=eq \f(9,25),
因此cs 2α=2cs2 α-1=-eq \f(7,25).
(2)因为α,β为锐角,所以α+β∈(0,π).
又因为cs(α+β)=-eq \f(\r(5),5),
所以sin(α+β)=eq \r(1-cs2(α+β))=eq \f(2\r(5),5),
因此tan(α+β)=-2.
因为tan α=eq \f(4,3),所以tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2 α)=-eq \f(24,7),
所以tan(α-β)=tan[2α-(α+β)]=eq \f(tan 2α-tan(α+β),1+tan 2αtan(α+β))=-eq \f(2,11).
[综合题组练]
1.(2020·河南九师联盟2月质量检测)若α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),且cs 2α=eq \f(\r(2),5)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))),则tan α=( )
A.eq \f(3,4) B.eq \f(3,5)
C.eq \f(4,3) D.eq \f(5,3)
解析:选A.因为α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),所以sin α+cs α>0.
因为cs 2α=eq \f(\r(2),5)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))),
所以(cs α+sin α)(cs α-sin α)=eq \f(1,5)(sin α+cs α),
所以cs α-sin α=eq \f(1,5).
将cs α-sin α=eq \f(1,5)两边平方可得1-2sin αcs α=eq \f(1,25),
所以sin αcs α=eq \f(12,25).所以eq \f(sin αcs α,sin2 α+cs2 α)=eq \f(12,25).
分子、分母同除以cs2 α可得eq \f(tan α,tan2 α+1)=eq \f(12,25),
解得tan α=eq \f(3,4)或eq \f(4,3)(舍),即tan α=eq \f(3,4).
2.(创新型)公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,发现了黄金分割约为0.618,这一数值也可以表示为m=2sin 18°,若m2+n=4,则eq \f(m\r(n),2cs227°-1)=( )
A.8 B.4
C.2 D.1
解析:选C.因为m=2sin 18°,m2+n=4,所以n=4-m2=4-4sin218°=4cs218°.
所以eq \f(m\r(n),2cs227°-1)=eq \f(2sin 18°\r(4cs218°),2cs227°-1)=eq \f(4sin 18°cs 18°,2cs227°-1)=eq \f(2sin 36°,cs 54°)=eq \f(2sin 36°,sin 36°)=2.故选C.
3.已知0<α
所以tan α=eq \f(sin α,cs α)=eq \f(3,4),
则taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(5π,4)))=tan(α+eq \f(π,4))=eq \f(tan α+1,1-tan α)=7.
eq \f(sin2 α+sin 2α,cs2α+cs 2α)=eq \f(sin2α+2sin αcs α,2cs2α-sin2α)=eq \f(tan2α+2tan α,2-tan2α)=eq \f(\f(9,16)+\f(6,4),2-\f(9,16))=eq \f(33,23).
答案:7 eq \f(33,23)
4.设α,β∈[0,π],且满足sin αcs β-cs αsin β=1,则sin(2α-β)+sin(α-2β)的取值范围为________.
解析:由sin αcs β-cs αsin β=1,
得sin(α-β)=1,
又α,β∈[0,π],所以α-β=eq \f(π,2),
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(0≤α≤π,,0≤β=α-\f(π,2)≤π,))即eq \f(π,2)≤α≤π,
所以sin(2α-β)+sin(α-2β)
=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-α+\f(π,2)))+sin(α-2α+π)
=cs α+sin α=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))).
因为eq \f(π,2)≤α≤π,
所以eq \f(3π,4)≤α+eq \f(π,4)≤eq \f(5π,4),
所以-1≤eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))≤1,
即取值范围为[-1,1].
答案:[-1,1]
5.已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)-α))=-eq \f(1,4),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(π,2))).
(1)求sin 2α的值;
(2)求tan α-eq \f(1,tan α)的值.
解:(1)cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)-α))
=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))=eq \f(1,2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))=-eq \f(1,4),即sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))=-eq \f(1,2).
因为α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(π,2))),
所以2α+eq \f(π,3)∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(π,\f(4π,3))),
所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))=-eq \f(\r(3),2),
所以sin 2α=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))-\f(π,3)))
=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))cs eq \f(π,3)-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))sin eq \f(π,3)=-eq \f(1,2)×eq \f(1,2)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(3),2)))×eq \f(\r(3),2)=eq \f(1,2).
(2)因为α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(π,2))),所以2α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),π)),
又由(1)知sin 2α=eq \f(1,2),所以cs 2α=-eq \f(\r(3),2).
所以tan α-eq \f(1,tan α)=eq \f(sin α,cs α)-eq \f(cs α,sin α)=eq \f(sin2α-cs2α,sin αcs α)
=eq \f(-2cs 2α,sin 2α)=-2×eq \f(-\f(\r(3),2),\f(1,2))=2eq \r(3).
6.如图,在平面直角坐标系xOy中,以x轴正半轴为始边的锐角α与钝角β的终边与单位圆分别交于A,B两点,x轴正半轴与单位圆交于点M,已知S△OAM=eq \f(\r(5),5),点B的纵坐标是eq \f(\r(2),10).
(1)求cs(α-β)的值;
(2)求2α-β的值.
解:(1)由题意,OA=OM=1,
因为S△OAM=eq \f(\r(5),5),α为锐角,
所以sin α=eq \f(2\r(5),5),cs α=eq \f(\r(5),5).
又点B的纵坐标是eq \f(\r(2),10).
所以sin β=eq \f(\r(2),10),cs β=-eq \f(7\r(2),10),
所以cs(α-β)=cs αcs β+sin αsin β=eq \f(\r(5),5)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(7\r(2),10)))+eq \f(2\r(5),5)×eq \f(\r(2),10)=-eq \f(\r(10),10).
(2)因为cs 2α=2cs2α-1=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(5),5)))eq \s\up12(2)-1=-eq \f(3,5),
sin 2α=2sin α·cs α=2×eq \f(2\r(5),5)×eq \f(\r(5),5)=eq \f(4,5),
所以2α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)).
因为β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),
所以2α-β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))).
因为sin(2α-β)=sin 2α·cs β-cs 2α·sin β=-eq \f(\r(2),2),
所以2α-β=-eq \f(π,4).
2023届高考一轮复习讲义(理科)第四章 三角函数、解三角形 第3讲 第1课时 高效演练分层突破学案: 这是一份2023届高考一轮复习讲义(理科)第四章 三角函数、解三角形 第3讲 第1课时 高效演练分层突破学案,共8页。
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2023届高考一轮复习讲义(理科)第四章 三角函数、解三角形 第3讲 第2课时 简单的三角恒等变换学案: 这是一份2023届高考一轮复习讲义(理科)第四章 三角函数、解三角形 第3讲 第2课时 简单的三角恒等变换学案,共16页。