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专题5.3 诱导公式-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册)
展开TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc27695" 【题型1 三角函数的诱导公式】 PAGEREF _Tc27695 \h 2
\l "_Tc23877" 【题型2 三角函数的化简、求值——诱导公式】 PAGEREF _Tc23877 \h 3
\l "_Tc19618" 【题型3 三角函数恒等式的证明——诱导公式】 PAGEREF _Tc19618 \h 5
\l "_Tc30044" 【题型4 诱导公式的综合应用】 PAGEREF _Tc30044 \h 6
\l "_Tc6828" 【题型5 诱导公式在三角形中的应用】 PAGEREF _Tc6828 \h 7
【知识点1 诱导公式】
1.诱导公式
(1)诱导公式
(2)诱导公式的作用
2.一组重要公式
(1)(n∈Z).
①当n=2k(k∈Z)时,由诱导公式有(k∈Z).
②当n=2k+1(k∈Z)时,由诱导公式有
(k∈Z).
(2) (n∈Z).
①当n=2k(k∈Z)时,由诱导公式有(k∈Z).
②当n=2k+1(k∈Z)时,由诱导公式有
(k∈Z).
类似地,有:
(3)(n∈Z).
(4)(n∈Z).
【题型1 三角函数的诱导公式】
【例1】(2023秋·山西·高三校联考阶段练习)cs5555°=( )
A.cs65°B.sin65°C.−cs65°D.−sin65°
【解题思路】利用诱导公式(公式一中csα+k⋅2π=csαk∈Z、公式六中csπ2+α=−sinα)运算即可得解.
【解答过程】由题意可得:cs5555°=cs360°×15+155°=cs155°=cs90°+65°=−sin65°,
故选:D.
【变式1-1】(2023·贵州遵义·统考模拟预测)若csπ4+α=13,则sinπ4−α=( )
A.223B.−223C.13D.−13
【解题思路】以π4+α为整体,结合诱导公式运算求解.
【解答过程】由题意可得:sinπ4−α=sinπ2−π4+α=csπ4+α=13.
故选:C.
【变式1-2】(2023秋·四川绵阳·高三校考阶段练习)已知sinθ+π6=12,则csθ+2π3=( )
A.−32B.32C.12D.−12
【解题思路】以θ+π6为整体,利用诱导公式运算求解.
【解答过程】由题意可得:csθ+2π3=csθ+π6+π2=−sinθ+π6=−12.
故选:D.
【变式1-3】(2023秋·重庆荣昌·高三校考阶段练习)下列化简正确的是( )
A.tanπ+1=−tan1B.sin−αtan360∘−α=csα
C.sinπ−αcsπ+α=tanαD.csπ−αtan−π−αsin2π−α=1
【解题思路】应用诱导公式以及同角三角函数的基本关系对四个选项验证即可.
【解答过程】对于A,由诱导公式得,tanπ+1=tan1,故A错误;
对于B,sin−αtan360∘−α=−sinα−tanα=sinαsinαcsa=csα,故B正确;
对于C,sinπ−αcsπ+α=sinα−csα=−tanα,故C错误;
对于D,csπ−αtan−π−αsin2π−α=−csα−tanα−sinα=−csα⋅sinαcsαsinα=−1,故D错误.
故选:B.
【题型2 三角函数的化简、求值——诱导公式】
【例2】(2023·全国·高一随堂练习)化简:
(1)1−2sin3−πcs3−π;
(2)1−2sin190°cs190°cs170°+1−cs2170°.
【解题思路】(1)(2)根据诱导公式结合同角三角函数的关系计算得到答案.
【解答过程】(1)1−2sin3−πcs3−π=sin23+cs23−2sin3cs3=sin3−cs32
=sin3−cs3,
sin3>0,cs3<0,故sin3−cs3>0,
故1−2sin3−πcs3−π=sin3−cs3.
(2)1−2sin190°cs190°cs170°+1−cs2170°=sin190°−cs190°2cs170°+sin2170°=sin190°−cs190°cs170°+sin170°
=−sin10°+cs10°−cs10°+sin10°=−sin10°+cs10°−cs10°+sin10°=−1.
【变式2-1】(2023·全国·高一课堂例题)求下列各值.
(1)sin120°;
(2)cs135°;
(3)cs(−19π4).
【解题思路】利用诱导公式求得正确答案.
【解答过程】(1)sin120°=sin(90°+30°)=cs30°=32.
(2)cs135°=cs90°+45°= −sin45°=−22.
(3)cs(−19π4)=cs19π4=cs(3π4+4π)=cs3π4 =cs(π2+π4)=−sinπ4=−22.
【变式2-2】(2023秋·北京·高三校考开学考试)已知sinα=255,α∈π2,π,求tanα+π+sin5π2+αcs5π2−α的值.
【解题思路】根据三角函数的基本关系式,求得csα=−55,得到tanα=−2,结合诱导公式,即可求解.
【解答过程】因为sinα=255>0且α∈π2,π,且α为第二象限角,
所以csα=−1−sin2α=−55,可得tanα=sinαcsα=−2,
又由tanα+π+sin5π2+αcs5π2−α=tanα+csαsinα=−2−12=−52.
【变式2-3】(2023秋·辽宁大连·高三校考阶段练习)已知fa=sin2π−acsπ2−acsa−3π2tanπ+a.
(1)若fa=−12,且a∈0,π,求a的值;
(2)若fa+π3=14,求sin22π3−a+sinπ6−a的值.
【解题思路】(1)先利用诱导公式化简,然后解三角方程可得;
(2)依题意可得csa+π3=14,然后利用诱导公式和平方关系可得.
【解答过程】(1)fa=sin2π−acsπ2−acsa−3π2tanπ+a=−sina⋅sina−sina⋅sinacsa=csa,
因为fa=−12,所以csa=−12,
又a∈0,π,所以a=2π3.
(2)由(1)知fa+π3=csa+π3,
因为fa+π3=14,所以csa+π3=14,
令x=a+π3,则csx=14,a=x−π3,
所以sin22π3−a+sinπ6−a
=sin2π−x+sinπ2−x
=sin2x+csx=1−cs2x+csx=1916.
【题型3 三角函数恒等式的证明——诱导公式】
【例3】(2023·高一课时练习)求证:sin2π−αcsπ+αcsπ2+αcs11π2−αcsπ−αsin3π−αsin−π−αsin9π2+α=−tanα.
【解题思路】利用三角函数的诱导公式和同角三角函数基本关系式证明.
【解答过程】左边=−sinα⋅−csα−sinα−sinα−csα⋅sinα⋅sinα⋅csα=–tanα=右边,
∴等式成立.
【变式3-1】(2023秋·全国·高一随堂练习)设tanα+8π7=m.求证:sinα+15π7+3csα−13π7sin−α+20π7−csα+22π7=m+3m+1.
【解题思路】由题意从所求式子的左边出发,把tanα+8π7=m作为一个整体代入,再利用同角三角函数间基本关系进行化简即可证得右边.
【解答过程】证明:左边=sinπ+α+8π7+3csα+8π7−3πsin4π−α+8π7−cs2π+α+8π7 =−sinα+8π7−3csα+8π7−sinα+8π7−csα+8π7 =tanα+8π7+3tanα+8π7+1
把tanα+8π7=m代入,得原式=m+3m+1=右边,故原等式成立.
【变式3-2】(2022·高一课时练习)求证:2sin(θ−3π2)cs(θ+π2)−11−2sin2θ=tan(9π+θ)+1tan(π+θ)−1.
【解题思路】左边由诱导公式平方关系化简变形,右边用诱导公式,商数关系化简变形可证.
【解答过程】左边=−2csθ⋅sinθ−1sin2θ+cs2θ−2sin2θ=−(sinθ+csθ)2(csθ+sinθ)(csθ−sinθ)=sinθ+csθsinθ−csθ,
右边=tan(8π+π+θ)+1tan(π+θ)−1=tan(π+θ)+1tan(π+θ)−1=tanθ+1tanθ−1=sinθcsθ+1sinθcsθ−1=sinθ+csθsinθ−csθ,
所以等式成立.
【变式3-3】(2023·高一课时练习)已知A、B、C是△ABC的三个内角,求证;
(1)cs(2A+B+C)+csA=0;
(2)tanA+B4+tan3π+C4=0.
【解题思路】(1)根据2A+B+C=π+A,结合诱导公式即可证明;
(2)根据A+B4=π−C4=π−3π+C4,结合诱导公式即可证明.
【解答过程】(1)cs(2A+B+C)+csA =cs[(A+B+C)+A]+csA=cs(π+A)+csA
=−csA+csA =0.
(2)tanA+B4+tan3π+C4 =tanπ−C4+tan3π+C4=tanπ−3π+C4+ tan3π+C4
=−tan3π+C4+tan3π+C4=0.
【题型4 诱导公式的综合应用】
【例4】(2023秋·湖北·高三校联考阶段练习)已知角α终边上一点P−2,3,则cs π2+αsin π+αcs π−αsin 3π+α的值为( )
A.32B.−32C.23D.−23
【解题思路】由任意角三角函数的定义求出tanα,再由诱导公式化简代入即可得出答案.
【解答过程】因为角α终边上一点P−2,3,所以tanα=−32
csπ2+αsinπ+αcsπ−αsin3π+α=−sinα⋅−sinα−csα⋅−sinα=tanα=−32.
故选:B.
【变式4-1】(2023春·江西抚州·高一统考期末)设a=cs35π,b=sin−95π,c=tan−34π,则( )
A.a>b>cB.b>c>aC.c>b>aD.c>a>b
【解题思路】根据三角函数的性质和诱导公式,分别求得a<0,0【解答过程】由b=sin−95π=−sin95π=−sin(−π5)=sinπ5=cs3π10,可得0又由a=cs35π<0,c=tan−34π=−tan3π4=1,
所以c>a>b.
故选:C.
【变式4-2】(2023秋·江西·高三校联考阶段练习)已知函数fx=ax−2+2(a>0且a≠1)的图像过定点P,且角α的始边与x轴的正半轴重合,终边过点P,则cs11π2−αsin9π2+αsin2−π−α等于( )
A.−23B.23C.32D.−32
【解题思路】先化简所要求的式子,又由于f2=a2−2+2=a0+2=1+2=3,所以fx=ax−2+2过定点P2,3,进一步结合题意可以求出与α有关的三角函数值,最终代入求值即可.
【解答过程】cs11π2−αsin9π2+αsin2−π−α=cs6π−α+π2sin4π+α+π2−sinα+π2=cs−α+π2sinα+π2sin2π+α
又因为cs−α+π2=csα+π2=−sinα,sinα+π2=csα,sin2π+α=sin2α,
故原式=−sinα⋅csαsin2α=−1tanα;又fx=ax−2+2过定点P2,3,所以tanα=32,代入原式得原式=−1tanα=−23.
故选:A.
【变式4-3】(2023·全国·高一专题练习)如图,在平面直角坐标系内,角α的始边与x轴的非负半轴重合,终边与单位圆交于点P135,45,若线段OPn−1绕点O逆时针旋转π4得OPn(n≥2,n∈N),则点P2023的纵坐标为( )
A.−45B.−35C.35D.45
【解题思路】根据三角函数的定义求出sinα,csα,设点P2023为角β的终边与单位圆的交点,依题意可得β=α+2022×π4,利用诱导公式求出sinβ的值,即可得解.
【解答过程】因为角α的终边与单位圆交于点P135,45,所以sinα=45,csα=35,
设点P2023为角β的终边与单位圆的交点,则β=α+2022×π4,
所以sinβ=sinα+2022×π4=sinα+1011π2=−csα=−35,
所以点P2023的纵坐标为−35.
故选:B.
【题型5 诱导公式在三角形中的应用】
【例5】(2023春·四川成都·高一校联考期中)在△ABC中,下列关系式正确的是( )
A.sinA+B2=sinC2B.csA+B2=csC2
C.tanA+B=tanCD.sinA+B=sinC
【解题思路】根据三角形内角和为π,结合诱导公式依次判断每个选项得到答案.
【解答过程】对选项A:sinA+B2=sinπ−C2=sinπ2−C2=csC2,错误;
对选项B:csA+B2=csπ−C2=csπ2−C2=sinC2,错误;
对选项C:tanA+B=tanπ−C=−tanC,错误;
对选项D:sinA+B=sinπ−C=sinC,正确;
故选:D.
【变式5-1】(2023春·山东德州·高一校考阶段练习)在△ABC中,已知sinA−π4=−55,则csA+π4=( )
A.55B.±55C.−55D.255
【解题思路】由A+π4=π2+A−π4结合诱导公式求解即可.
【解答过程】csA+π4=csπ2+A−π4=−sinA−π4=55.
故选:A.
【变式5-2】(2023春·河南周口·高一校考阶段练习)已知角A、B、C为△ABC的三个内角,若sinA+B−C2=sinA−B+C2,则△ABC一定是( )
A.等腰直角三角形B.直角三角形
C.等腰三角形D.等腰或直角三角形
【解题思路】根据诱导公式以及内角和定理得出B=C,从而判断三角形的形状.
【解答过程】由sinA+B−C2=sinA−B+C2可得sinπ−2C2=sinπ−2B2,sinπ2−C=sinπ2−B,csC=csB,即B=C,故该三角形一定为等腰三角形.
故选:C.
【变式5-3】(2023·高一课时练习)如图,在Rt△ABC中,点M是斜边AB的中点,点N在边BC上,且MN⊥AB,MN= 3,CN=1,则sinA=( )
A.23B.33C.63D.73
【解题思路】设出BN=x,利用sinA=csB列出方程,求出x,进而求出答案.
【解答过程】因为MN⊥AB,点M是斜边AB的中点,
设BN=x,则BC=x+1,
由勾股定理得:BM=AM=x2−3,
因为在Rt△ABC中,∠C=90°,
所以sinA=BCAB=1+x2x2−3,
而csB=BMNB=x2−3x,因为sinA=csB,
所以1+x2x2−3=x2−3x,解得:x=3或−2(舍去),
所以sinA=426=63
故选:C.公式
一
二
三
四
五
六
七
八
角
正弦
余弦
正切
余切
口诀
函数名不变,符号看象限.
函数名改变,符号看象限.
诱导公式
作用
公式一
将任意角转化为0~2π的角求值
公式二
将0~2π的角转化为0~π的角求值
公式三
将负角转化为正角求值
公式四
将π2~π的角转化为0~π2的角求值
公式五
实现正弦与余弦、正切与余切的相互转化
公式六
实现正弦与余弦、正切与余切的相互转化
专题4.4 对数函数-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册): 这是一份专题4.4 对数函数-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册),文件包含专题44对数函数举一反三人教A版必修第一册原卷版docx、专题44对数函数举一反三人教A版必修第一册解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共29页, 欢迎下载使用。
专题4.3 对数-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册): 这是一份专题4.3 对数-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册),文件包含专题43对数举一反三人教A版必修第一册原卷版docx、专题43对数举一反三人教A版必修第一册解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共20页, 欢迎下载使用。
专题4.2 指数函数-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册): 这是一份专题4.2 指数函数-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册),文件包含专题42指数函数举一反三人教A版必修第一册原卷版docx、专题42指数函数举一反三人教A版必修第一册解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共26页, 欢迎下载使用。