


高一数学同步备好课之题型全归纳(人教A版必修第一册)专题57二倍角的正弦、余弦、正切公式(原卷版+解析)
展开2.余弦的二倍角公式的变形
3.二倍角余弦公式的重要变形——升幂公式和降幂公式
(1)升幂公式:1+cs2α=2cs2α,1-cs2α=2sin2α,1+csα=2cs2eq \f(α,2),1-csα=2sin2eq \f(α,2).
(2)降幂公式:sin αcs α=eq \f(1,2)sin 2α,cs2α=eq \f(1+cs2α,2),sin2α=eq \f(1-cs2α,2).
4.要牢记二倍角公式的几种变形
(1)sin2x=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2x))=cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x))))=2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x))-1=1-2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x));
(2)cs2x=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2x))=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x))))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x))cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x));
(3)cs2x=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+2x))=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+x))))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+x))cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+x)).
(4)1±sin 2α=(sinα±csα)2.
5.用正切来表示正弦、余弦的倍角公式,也叫“万能公式”,公式如下:
(1)sin2α=2sinαcsα=eq \f(2sinαcsα,sin2α+cs2α)=eq \f(2tanα,1+tan2α),即sin2α=eq \f(2tanα,1+tan2α).
(2)cs2α=cs2α-sin2α=eq \f(cs2α-sin2α,sin2α+cs2α)=eq \f(1-tan2α,1+tan2α),即cs2α=eq \f(1-tan2α,1+tan2α).
题型一 给角求值
1.下列各式中,值为eq \f(\r(3),2)的是( )
A.2sin 15°cs 15° B.cs215°-sin215° C.2sin215° D.sin215°+cs215°
2.求下列各式的值:
(1)cs415°-sin415°;(2)1-2sin275°;(3)eq \f(1-tan275°,tan 75°);(4)cs 72°cs 36°;(5)eq \f(2tan150°,1-tan2150°);
3.求下列各式的值.
(1)sineq \f(π,8)sineq \f(3π,8)=________;(2)eq \f(1,2)-cs215°=________;(3)eq \f(1-tan215°,tan15°)=________.
4.cs275°+cs215°+cs75°cs15°的值等于
5.sin4eq \f(π,12)-cs4eq \f(π,12)等于
6.eq \f(sin 20°cs 20°,cs2155°-sin2155°)的值是
7.求下列各式的值:
(1)eq \f(1,sin 10°)-eq \f(\r(3),cs 10°);(2)eq \f(1,sin 50°)+eq \f(\r(3),cs 50°).
8.eq \f(sin65°cs25°+cs65°sin25°-tan222.5°,2tan22.5°)=
9.cs20°cs40°cs80°值为 .
10.cseq \f(π,7)cseq \f(3π,7)cseq \f(5π,7)的值为
11.sin6°sin42°sin66°sin78°=________.
题型二 给值求值
1.设α是第四象限角,已知sinα=-eq \f(3,5),则sin2α,cs2α和tan2α的值分别为( )
A.-eq \f(24,25),eq \f(7,25),-eq \f(24,7) B.eq \f(24,25),eq \f(7,25),eq \f(24,7) C.-eq \f(24,25),-eq \f(7,25),eq \f(24,7) D.eq \f(24,25),-eq \f(7,25),-eq \f(24,7)
2.已知α是第三象限角,csα=-eq \f(5,13),则sin2α等于
3.若tan θ=2则tan 2θ=________.
4.已知sin α-cs α=eq \f(4,3),则sin 2α=
5.若eq \f(sin α+cs α,sin α-cs α)=eq \f(1,2),则tan 2α=
6.设sin 2α=-sin α,α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),则tan 2α的值是________.
7.已知α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),2sin2α=cs2α+1,则sinα=
8.已知等腰三角形底角的正弦值为eq \f(\r(5),3),则顶角的正弦值是
9.已知eq \f(π,2)<α<π,cs α=-eq \f(4,5).
(1)求tan α的值;(2)求sin 2α+cs 2α的值.
10.已知eq \f(π,2)<α<π,sin α=eq \f(4,5).
(1)求tan 2α的值;(2)求cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,4)))的值.
11.已知角α在第一象限且csα=eq \f(3,5),求eq \f(1+\r(2)cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,4))),sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,2))))的值.
12.已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,4)))=eq \f(\r(2),10),则sin2x=__________.
13.若cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))=eq \f(3,5),则sin2α等于
14.已知sin 2α=eq \f(2,3),则cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=________.
15.已知tan α=-eq \f(1,3),则eq \f(sin 2α-cs2α,1+cs 2α)=________.
16.已知α是第二象限的角,tan(π+2α)=-eq \f(4,3),则tan α=________.
17.已知eq \f(tanα,tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))))=-eq \f(2,3),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))的值是________.
18.若α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),且3cs 2α=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)),则sin 2α的值为
19.若tanα+eq \f(1,tanα)=eq \f(10,3),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2))),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))+2cseq \f(π,4)cs2α=________.
20.已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4)))=-eq \f(1,3),则sin(-3π+2α)=
21.若eq \f(1+tan α,1-tan α)=2019,则eq \f(1,cs 2α)+tan 2α=________.
22.已知θ为锐角,cs(θ+15°)=eq \f(3,5),则cs(2θ-15°)=________.
23.已知θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),eq \f(1,sin θ)+eq \f(1,cs θ)=2eq \r(2),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ+\f(π,3)))=________.
24.已知cs x=eq \f(\r(10),10),且x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0)),求eq \f(\r(2),2)cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))+sin2x的值.
25.已知sineq \f(x,2)-2cseq \f(x,2)=0.
(1)求tanx的值;
(2)求eq \f(cs2x,cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,4)+x))sinπ+x)的值.
26.已知0
(1)化简f(x);
(2)若f(α)=eq \f(1,7),2α是第一象限角,求sin2α.
28.已知sin 2θ=eq \f(3,4),则cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=________.
29.已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=eq \f(3,5),eq \f(π,2)≤α<eq \f(3π,2),求cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))的值;
30.已知sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))=eq \f(1,3),则cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3)-2α))的值等于
31.设sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+θ))=eq \f(\r(2),3),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ-\f(π,6)))=
32.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.
33.已知sin α+cs α=eq \f(1,5),且α∈(0,π).
(1)求tan 2α的值;
(2)求2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(α,2)+\f(π,6)))-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6))).
34.如图所示,在某点B处测得建筑物AE的顶端A的仰角为θ,沿由点B到点E的方向前进30 m至点C,测得顶端A的仰角为2θ,再沿刚才的方向继续前进10eq \r(3) m到点D,测得顶端A的仰角为4θ,求θ的大小和建筑物AE的高.
题型三 给值求角
1.已知sin22α+sin 2αcs α-cs 2α=1,则锐角α=________.
2.已知α,β均为锐角,且3sin α=2sin β,3cs α+2cs β=3,则α+2β的值为
3.已知α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))),且sin 2α=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4))),则α= .
4.已知角α,β为锐角,且1-cs2α=sinαcsα,tan(β-α)=eq \f(1,3),则β=________.
5.已知tanα=eq \f(1,7),sinβ=eq \f(\r(10),10),且α,β为锐角,求α+2β的值.
6.已知tanα=eq \f(1,3),tanβ=-eq \f(1,7),且α,β∈(0,π),求2α-β的值.
题型四 化简问题
1.eq \f(2sin2α,1+cs2α)·eq \f(cs2α,cs2α)等于
2.化简:eq \f(sin235°-\f(1,2),sin10°cs10°)=________.
3.化简eq \f(2cs2α-1,2tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))sin2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α)))= .
4.化简:eq \f(1,tan θ+1)+eq \f(1,tan θ-1)=________.
5.化简:tan 70°cs 10°(eq \r(3)tan 20°-1)=________.
6.化简eq \f(cs10°+\r(3)sin10°,\r(1-cs80°))=________;
7.在△ABC中,若sinBsinC=cs2eq \f(A,2),则△ABC是( )
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
8.eq \r(1+cs100°)-eq \r(1-cs100°)=( )
A.-2cs5° B.2cs5°
C.-2sin5° D.2sin5°
9.若α为第三象限角,则eq \f(\r(1+cs 2α),cs α)-eq \f(\r(1-cs 2α),sin α)=________.
10.设-3π<α<-eq \f(5π,2),化简 eq \r(\f(1-cs(α-π),2))的结果是( )
A.sineq \f(α,2) B.cseq \f(α,2)
C.-cseq \f(α,2) D.-sineq \f(α,2)
11.化简eq \f(tan 14°,1-tan214°)·cs 28°的结果为( )
A.eq \f(sin 28°,2) B.sin 28°
C.2sin 28° D.sin 14°cs 28°
12.eq \f(\r(1-2sin 20°cs 20°),2cs210°-\r(1-cs2160°)-1)=________.
13.化简:(1)eq \r(1+sin20°)+eq \r(1-sin20°);(2)eq \f(1+sin4α+cs4α,1+sin4α-cs4α).
14.求值:eq \f(sin 50°1+\r(3)tan 10°-cs 20°,cs 80°\r(1-cs 20°)).
题型五 证明问题
1.证明:eq \f(\r(3)tan 12°-3,sin 12°4cs212°-2)=-4eq \r(3).
2.求证:(1)cs2(A+B)-sin2(A-B)=cs 2Acs 2B;(2)cs2θ(1-tan2θ)=cs 2θ.
3.求证:eq \f(1-cs θ+sin θ,1+cs θ+sin θ)=taneq \f(θ,2).
4.求证:eq \f(sin2x+cs2x-1sin2x-cs2x+1,sin4x)=tanx.
记法
公式
S2α
sin 2α=2sinαcsα
C2α
cs 2α=cs2α-sin2α
T2α
tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2α)
专题57 二倍角的正弦、余弦、正切公式
1.二倍角的正弦、余弦、正切公式
2.余弦的二倍角公式的变形
3.二倍角余弦公式的重要变形——升幂公式和降幂公式
(1)升幂公式:1+cs2α=2cs2α,1-cs2α=2sin2α,1+csα=2cs2eq \f(α,2),1-csα=2sin2eq \f(α,2).
(2)降幂公式:sin αcs α=eq \f(1,2)sin 2α,cs2α=eq \f(1+cs2α,2),sin2α=eq \f(1-cs2α,2).
4.要牢记二倍角公式的几种变形
(1)sin2x=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2x))=cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x))))=2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x))-1=1-2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x));
(2)cs2x=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2x))=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x))))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x))cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-x));
(3)cs2x=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)+2x))=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+x))))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+x))cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+x)).
(4)1±sin 2α=(sinα±csα)2.
5.用正切来表示正弦、余弦的倍角公式,也叫“万能公式”,公式如下:
(1)sin2α=2sinαcsα=eq \f(2sinαcsα,sin2α+cs2α)=eq \f(2tanα,1+tan2α),即sin2α=eq \f(2tanα,1+tan2α).
(2)cs2α=cs2α-sin2α=eq \f(cs2α-sin2α,sin2α+cs2α)=eq \f(1-tan2α,1+tan2α),即cs2α=eq \f(1-tan2α,1+tan2α).
题型一 给角求值
1.下列各式中,值为eq \f(\r(3),2)的是( )
A.2sin 15°cs 15° B.cs215°-sin215° C.2sin215° D.sin215°+cs215°
[解析]2sin 15°cs 15°=sin 30°=eq \f(1,2);cs215°-sin215°=cs 30°=eq \f(\r(3),2);2sin215°=1-cs 30°=1-eq \f(\r(3),2);
sin215°+cs215°=1,故选B.
2.求下列各式的值:
(1)cs415°-sin415°;(2)1-2sin275°;(3)eq \f(1-tan275°,tan 75°);(4)cs 72°cs 36°;(5)eq \f(2tan150°,1-tan2150°);
[解析] (1)cs415°-sin415°=(cs215°-sin215°)(cs215°+sin215°)=cs215°-sin215°=cs 30°=eq \f(\r(3),2).
(2)1-2sin275°=1-(1-cs 150°)=cs 150°=-cs 30°=-eq \f(\r(3),2).
(3)eq \f(1-tan275°,tan 75°)=2×eq \f(1-tan275°,2tan 75°)=2×eq \f(1,tan 150°)=-2eq \r(3).
(4)cs 36°cs 72°=eq \f(2sin 36°cs 36°cs 72°,2sin 36°)=eq \f(2sin 72°cs 72°,4sin 36°)=eq \f(sin 144°,4sin 36°)=eq \f(1,4).
(5) 原式=tan(2×150°)=tan300°=tan(360°-60°)=-tan60°=-eq \r(3).
3.求下列各式的值.
(1)sineq \f(π,8)sineq \f(3π,8)=________;(2)eq \f(1,2)-cs215°=________;(3)eq \f(1-tan215°,tan15°)=________.
[解析] (1)∵sineq \f(3π,8)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-\f(π,8)))=cseq \f(π,8),∴sineq \f(π,8)sineq \f(3π,8)=sineq \f(π,8)cseq \f(π,8)=eq \f(1,2)·2sineq \f(π,8)cseq \f(π,8)=eq \f(1,2)sineq \f(π,4)=eq \f(\r(2),4).
(2)原式=eq \f(1,2)(1-2cs215°)=-eq \f(1,2)cs30°=-eq \f(\r(3),4).
(3)原式=eq \f(2,tan30°)=2eq \r(3).
4.cs275°+cs215°+cs75°cs15°的值等于
[解析]原式=sin215°+cs215°+sin15°cs15°=1+eq \f(1,2)sin30°=1+eq \f(1,4)=eq \f(5,4).
5.sin4eq \f(π,12)-cs4eq \f(π,12)等于
[解析] 原式=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin2\f(π,12)+cs2\f(π,12)))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin2\f(π,12)-cs2\f(π,12)))=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(cs2\f(π,12)-sin2\f(π,12)))=-cseq \f(π,6)=-eq \f(\r(3),2)
6.eq \f(sin 20°cs 20°,cs2155°-sin2155°)的值是
[解析]原式=eq \f(\f(1,2)sin 40°,cs 310°)=eq \f(\f(1,2)sin 40°,cs 50°)=eq \f(\f(1,2)sin 40°,sin 40°)=eq \f(1,2).
7.求下列各式的值:
(1)eq \f(1,sin 10°)-eq \f(\r(3),cs 10°);(2)eq \f(1,sin 50°)+eq \f(\r(3),cs 50°).
[解析] (1)eq \f(1,sin 10°)-eq \f(\r(3),cs 10°)=eq \f(cs 10°-\r(3)sin 10°,sin 10°cs 10°)=eq \f(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)cs 10°-\f(\r(3),2)sin 10°)),sin 10°cs 10°)
=eq \f(4sin 30°cs 10°-cs 30°sin 10°,2sin 10°cs 10°)=eq \f(4sin 20°,sin 20°)=4.
(2)原式=eq \f(cs 50°+\r(3)sin 50°,sin 50°cs 50°)=eq \f(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)cs 50°+\f(\r(3),2)sin 50°)),\f(1,2)×2sin 50°cs 50°)=eq \f(2sin 80°,\f(1,2)sin 100°)=eq \f(2sin 80°,\f(1,2)sin 80°)=4.
8.eq \f(sin65°cs25°+cs65°sin25°-tan222.5°,2tan22.5°)=
[解析] 原式=eq \f(sin90°-tan222.5°,2tan22.5°)=eq \f(1-tan222.5°,2tan22.5°)=eq \f(1,tan45°)=1.
9.cs20°cs40°cs80°值为 .
[解析]原式=eq \f(2sin20°·cs20°·cs40°·cs80°,2sin20°)=eq \f(2sin40°·cs40°·cs80°,4sin20°)=eq \f(2sin80°·cs80°,8sin20°)=eq \f(sin160°,8sin20°)=eq \f(1,8).
10.cseq \f(π,7)cseq \f(3π,7)cseq \f(5π,7)的值为
[解析] ∵cseq \f(3π,7)=-cseq \f(4π,7),cseq \f(5π,7)=-cseq \f(2π,7),
∴cseq \f(π,7)cseq \f(3π,7)cseq \f(5π,7)=cseq \f(π,7)cseq \f(2π,7)cseq \f(4π,7)=eq \f(8sin\f(π,7)cs\f(π,7)cs\f(2π,7)cs\f(4π,7),8sin\f(π,7))=eq \f(4sin\f(2π,7)cs\f(2π,7)cs\f(4π,7),8sin\f(π,7))=eq \f(2sin\f(4π,7)cs\f(4π,7),8sin\f(π,7))=eq \f(sin\f(8π,7),8sin\f(π,7))=-eq \f(1,8).
11.sin6°sin42°sin66°sin78°=________.
[解析] 原式=sin6°cs12°cs24°cs48°=eq \f(sin6°cs6°cs12°cs24°cs48°,cs6°)
=eq \f(\f(1,2)sin12°cs12°cs24°cs48°,cs6°)=eq \f(\f(1,4)sin24°cs24°cs48°,cs6°)=eq \f(\f(1,8)sin48°cs48°,cs6°)=eq \f(\f(1,16)sin96°,cs6°)=eq \f(\f(1,16)cs6°,cs6°)=eq \f(1,16)
题型二 给值求值
1.设α是第四象限角,已知sinα=-eq \f(3,5),则sin2α,cs2α和tan2α的值分别为( )
A.-eq \f(24,25),eq \f(7,25),-eq \f(24,7) B.eq \f(24,25),eq \f(7,25),eq \f(24,7) C.-eq \f(24,25),-eq \f(7,25),eq \f(24,7) D.eq \f(24,25),-eq \f(7,25),-eq \f(24,7)
[解析]因为α是第四象限角,且sinα=-eq \f(3,5),所以csα=eq \f(4,5),
所以sin2α=2sinαcsα=-eq \f(24,25),cs2α=2cs2α-1=eq \f(7,25),tan2α=eq \f(sin2α,cs2α)=-eq \f(24,7).
2.已知α是第三象限角,csα=-eq \f(5,13),则sin2α等于
[解析] ∵csα=-eq \f(5,13),α是第三象限角,∴sinα=-eq \r(1-cs2α)=-eq \f(12,13)(舍正)
因此,sin2α=2sinαcsα=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(12,13)))×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,13)))=eq \f(120,169).
3.若tan θ=2则tan 2θ=________.
[解析]tan 2θ=eq \f(2tan θ,1-tan2θ)=eq \f(2×2,1-22)=-eq \f(4,3).
4.已知sin α-cs α=eq \f(4,3),则sin 2α=
[解析]∵sin α-cs α=eq \f(4,3),∴1-2sin αcs α=eq \f(16,9),即1-sin 2α=eq \f(16,9),∴sin 2α=-eq \f(7,9).
5.若eq \f(sin α+cs α,sin α-cs α)=eq \f(1,2),则tan 2α=
[解析]因为eq \f(sin α+cs α,sin α-cs α)=eq \f(1,2),整理得tan α=-3,所以tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2 α)=eq \f(2×-3,1--32)=eq \f(3,4).
6.设sin 2α=-sin α,α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),则tan 2α的值是________.
[解析]∵sin 2α=-sin α,∴2sin αcs α=-sin α.由α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π))知sin α≠0,
∴cs α=-eq \f(1,2),∴α=eq \f(2π,3),∴tan 2α=taneq \f(4π,3)=taneq \f(π,3)=eq \r(3).
7.已知α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),2sin2α=cs2α+1,则sinα=
[解析]∵2sin2α=cs2α+1,∴4sinα·csα=2cs2α.∵α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),∴csα>0,sinα>0,∴2sinα=csα,
又sin2α+cs2α=1,∴5sin2α=1,sin2α=eq \f(1,5),又sinα>0,∴sinα=eq \f(\r(5),5)
8.已知等腰三角形底角的正弦值为eq \f(\r(5),3),则顶角的正弦值是
[解析]设底角为θ,则θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),顶角为180°-2θ.∵sin θ=eq \f(\r(5),3),∴cs θ=eq \r(1-sin2θ)=eq \f(2,3),
∴sin(180°-2θ)=sin 2θ=2sin θcs θ=2×eq \f(\r(5),3)×eq \f(2,3)=eq \f(4\r(5),9).
9.已知eq \f(π,2)<α<π,cs α=-eq \f(4,5).
(1)求tan α的值;(2)求sin 2α+cs 2α的值.
[解析] (1)因为cs α=-eq \f(4,5),eq \f(π,2)<α<π,所以sin α=eq \f(3,5),所以tan α=eq \f(sin α,cs α)=-eq \f(3,4).
(2)因为sin 2α=2sin αcs α=-eq \f(24,25),cs 2α=2cs2α-1=eq \f(7,25),
所以sin 2α+cs 2α=-eq \f(24,25)+eq \f(7,25)=-eq \f(17,25).
10.已知eq \f(π,2)<α<π,sin α=eq \f(4,5).
(1)求tan 2α的值;(2)求cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,4)))的值.
[解析](1)由题意得cs α=-eq \f(3,5),所以tan α=-eq \f(4,3),所以tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2α)=eq \f(-\f(8,3),1-\f(16,9))=eq \f(24,7).
(2)因为sin α=eq \f(4,5),所以cs 2α=1-2sin2α=1-2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,5)))eq \s\up12(2)=-eq \f(7,25),
sin 2α=2sin α·cs α=2×eq \f(4,5)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,5)))=-eq \f(24,25).
所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,4)))=cs 2α·cs eq \f(π,4)+sin 2α·sin eq \f(π,4)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(7,25)))×eq \f(\r(2),2)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(24,25)))×eq \f(\r(2),2)=-eq \f(31\r(2),50).
11.已知角α在第一象限且csα=eq \f(3,5),求eq \f(1+\r(2)cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,4))),sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,2))))的值.
[解析]∵csα=eq \f(3,5)且α在第一象限,∴sinα=eq \f(4,5).∴cs2α=cs2α-sin2α=-eq \f(7,25),
sin2α=2sinαcsα=eq \f(24,25),∴原式=eq \f(1+\r(2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(cs2αcs\f(π,4)+sin2αsin\f(π,4))),csα)=eq \f(1+cs2α+sin2α,csα)=eq \f(14,5).
12.已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,4)))=eq \f(\r(2),10),则sin2x=__________.
[解析] ∵cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,4)))=eq \f(\r(2),10),∴sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,4)))=eq \f(98,100)
而sin2x=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,2)))=cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,4)))-sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,4)))=eq \f(2,100)-eq \f(98,100)=-eq \f(96,100)=-eq \f(24,25).
13.若cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))=eq \f(3,5),则sin2α等于
[解析]因为sin2α=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2α))=2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))-1,又cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))=eq \f(3,5),所以sin2α=2×eq \f(9,25)-1=-eq \f(7,25)
14.已知sin 2α=eq \f(2,3),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-sin 2α,2)=eq \f(1-\f(2,3),2)=eq \f(1,6).
15.已知tan α=-eq \f(1,3),则eq \f(sin 2α-cs2α,1+cs 2α)=________.
[解析]eq \f(sin 2α-cs2α,1+cs 2α)=eq \f(2sin αcs α-cs2α,1+2cs2α-1)=eq \f(2sin αcs α-cs2α,2cs2α)=tan α-eq \f(1,2)=-eq \f(5,6).
16.已知α是第二象限的角,tan(π+2α)=-eq \f(4,3),则tan α=________.
[解析]∵tan(π+2α)=tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2α)=-eq \f(4,3),∴tan α=-eq \f(1,2)或tan α=2.
∵α在第二象限,∴tan α=-eq \f(1,2).
17.已知eq \f(tanα,tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))))=-eq \f(2,3),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))的值是________.
[解析]由eq \f(tanα,tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))))=eq \f(tanα,\f(tanα+1,1-tanα))=eq \f(tanα1-tanα,tanα+1)=-eq \f(2,3),得3tan2α-5tanα-2=0,解得tanα=2,或tanα=-eq \f(1,3).
sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))=sin2αcseq \f(π,4)+cs2αsineq \f(π,4)=eq \f(\r(2),2)(sin2α+cs2α)=eq \f(\r(2),2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2sinαcsα+cs2α-sin2α,sin2α+cs2α)))
=eq \f(\r(2),2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2tanα+1-tan2α,tan2α+1))),
当tanα=2时,上式=eq \f(\r(2),2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2×2+1-22,22+1)))=eq \f(\r(2),10);
当tanα=-eq \f(1,3)时,上式=eq \f(\r(2),2)×eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,3)))+1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,3)))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,3)))2+1)))=eq \f(\r(2),10).
综上,sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))=eq \f(\r(2),10).
18.若α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),且3cs 2α=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)),则sin 2α的值为
[解析]cs 2α=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2α))=sin 2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)),代入原式,
得6sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))·cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)).因为α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))=eq \f(1,6),
所以sin 2α=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2α))=2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))-1=-eq \f(17,18).
19.若tanα+eq \f(1,tanα)=eq \f(10,3),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2))),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))+2cseq \f(π,4)cs2α=________.
[解析]由tanα+eq \f(1,tanα)=eq \f(10,3),得tanα=eq \f(1,3)或tanα=3.
又∵α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(π,2))),∴tanα=3.∴sinα=eq \f(3,\r(10)),csα=eq \f(1,\r(10)).
∴sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))+2cseq \f(π,4)cs2α=sin2αcseq \f(π,4)+cs2αsineq \f(π,4)+2cseq \f(π,4)cs2α
=eq \f(\r(2),2)×2sinαcsα+eq \f(\r(2),2)(2cs2α-1)+eq \r(2)cs2α=eq \r(2)sinαcsα+2eq \r(2)cs2α-eq \f(\r(2),2)
=eq \r(2)×eq \f(3,\r(10))×eq \f(1,\r(10))+2eq \r(2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,\r(10))))2-eq \f(\r(2),2)=eq \f(5\r(2),10)-eq \f(\r(2),2)=0.
20.已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4)))=-eq \f(1,3),则sin(-3π+2α)=
[解析]易得cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,2)))=2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4)))-1=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,3)))eq \s\up12(2)-1=-eq \f(7,9).
又cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,2)))=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2α))=sin 2α,所以sin(-3π+2α)=sin(π+2α)=-sin 2α=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(7,9)))=eq \f(7,9).
21.若eq \f(1+tan α,1-tan α)=2019,则eq \f(1,cs 2α)+tan 2α=________.
[解析]eq \f(1,cs 2α)+tan 2α=eq \f(1,cs 2α)+eq \f(sin 2α,cs 2α)=eq \f(1+sin 2α,cs 2α)=eq \f(cs α+sin α2,cs2α-sin2α)=eq \f(cs α+sin α,cs α-sin α)=eq \f(1+tan α,1-tan α)=2 019.
22.已知θ为锐角,cs(θ+15°)=eq \f(3,5),则cs(2θ-15°)=________.
[解析]∵θ为锐角,cs(θ+15°)=eq \f(3,5),∴sin(θ+15°)=eq \f(4,5),
∴sin(2θ+30°)=2sin(θ+15°)cs(θ+15°)=eq \f(24,25),
cs(2θ+30°)=2cs2(θ+15°)-1=2×eq \f(9,25)-1=-eq \f(7,25).
∴cs(2θ-15°)=cs(2θ+30°-45°)=cs(2θ+30°)cs45°+sin(2θ+30°)sin45°=-eq \f(7,25)×eq \f(\r(2),2)+eq \f(24,25)×eq \f(\r(2),2)=eq \f(17\r(2),50).
23.已知θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),eq \f(1,sin θ)+eq \f(1,cs θ)=2eq \r(2),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ+\f(π,3)))=________.
[解析]eq \f(1,sin θ)+eq \f(1,cs θ)=2eq \r(2)⇒eq \f(sin θ+cs θ,sin θcs θ)=2eq \r(2)⇒sin θ+cs θ=2eq \r(2)sin θcs θ⇒1+sin 2θ=2sin22θ,
因为θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),所以2θ∈(π,2π),所以sin 2θ=-eq \f(1,2),所以sin θ+cs θ<0,
所以θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,4),π)),所以2θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2),2π)),
所以cs 2θ=eq \f(\r(3),2),所以sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ+\f(π,3)))=sin 2θ·cseq \f(π,3)+sineq \f(π,3)cs 2θ=eq \f(1,2).
24.已知cs x=eq \f(\r(10),10),且x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0)),求eq \f(\r(2),2)cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))+sin2x的值.
[解析]∵cs x=eq \f(\r(10),10),x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),0)),∴sin x=-eq \r(1-cs2x)=-eq \f(3\r(10),10),
∴sin 2x=2sin xcs x=-eq \f(3,5),
∴eq \f(\r(2),2)cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))+sin2x=eq \f(\r(2),2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(cs 2xcs \f(π,4)-sin 2xsin \f(π,4)))+eq \f(1-cs 2x,2)=eq \f(1,2)-eq \f(1,2)sin 2x=eq \f(1,2)-eq \f(1,2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,5)))=eq \f(4,5).
25.已知sineq \f(x,2)-2cseq \f(x,2)=0.
(1)求tanx的值;
(2)求eq \f(cs2x,cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,4)+x))sinπ+x)的值.
[解析] (1)由sineq \f(x,2)-2cseq \f(x,2)=0,知cseq \f(x,2)≠0,∴taneq \f(x,2)=2,
∴tanx=eq \f(2tan\f(x,2),1-tan2\f(x,2))=eq \f(2×2,1-22)=-eq \f(4,3).
(2)由(1),知tanx=-eq \f(4,3),
∴eq \f(cs2x,cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,4)+x))sinπ+x)=eq \f(cs2x,-cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+x))-sinx)=eq \f(cs2x-sin2x,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),2)csx-\f(\r(2),2)sinx))sinx)
=eq \f(csx-sinxcsx+sinx,\f(\r(2),2)csx-sinxsinx)=eq \r(2)×eq \f(csx+sinx,sinx)=eq \r(2)×eq \f(1+tanx,tanx)=eq \f(\r(2),4).
26.已知0
∴由已知得eq \f(1,2)-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6)))=-eq \f(1,10),∴sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6)))=eq \f(3,5).∵0
27.已知函数f(x)=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3)))+sin2x-cs2x+2eq \r(3)sinxcsx.
(1)化简f(x);
(2)若f(α)=eq \f(1,7),2α是第一象限角,求sin2α.
[解析] (1)f(x)=eq \f(1,2)cs2x-eq \f(\r(3),2)sin2x-cs2x+eq \r(3)sin2x=eq \f(\r(3),2)sin2x-eq \f(1,2)cs2x=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6))).
(2)f(α)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,6)))=eq \f(1,7),2α是第一象限角,即2kπ<2α<eq \f(π,2)+2kπ(k∈Z),
∴2kπ-eq \f(π,6)<2α-eq \f(π,6)<eq \f(π,3)+2kπ,k∈Z,∴cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,6)))=eq \f(4\r(3),7),
∴sin2α=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,6)))+\f(π,6)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,6)))cseq \f(π,6)+cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α-\f(π,6)))sineq \f(π,6)=eq \f(1,7)×eq \f(\r(3),2)+eq \f(4\r(3),7)×eq \f(1,2)=eq \f(5\r(3),14).
28.已知sin 2θ=eq \f(3,4),则cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=________.
[解析]cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=eq \f(1+cs\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4))))),2)=eq \f(1+cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ-\f(π,2))),2)=eq \f(1+sin 2θ,2),∵sin 2θ=eq \f(3,4),
∴cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ-\f(π,4)))=eq \f(1+\f(3,4),2)=eq \f(7,8).
29.已知cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=eq \f(3,5),eq \f(π,2)≤α<eq \f(3π,2),求cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))的值;
[解析]∵eq \f(π,2)≤α<eq \f(3π,2),∴eq \f(3π,4)≤α+eq \f(π,4)<eq \f(7π,4).∵cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))>0,∴eq \f(3π,2)<α+eq \f(π,4)<eq \f(7π,4),
∴sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=-eq \r(1-cs2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))))=-eq \r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5)))2)=-eq \f(4,5),
∴cs 2α=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,2)))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,5)))×eq \f(3,5)=-eq \f(24,25),
sin 2α=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,2)))=1-2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=1-2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5)))2=eq \f(7,25),
∴cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,4)))=eq \f(\r(2),2)cs 2α-eq \f(\r(2),2)sin 2α=eq \f(\r(2),2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(24,25)))-eq \f(\r(2),2)×eq \f(7,25)=-eq \f(31\r(2),50).
30.已知sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))=eq \f(1,3),则cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3)-2α))的值等于
[解析]因为cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)-α))=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)-α))))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+α))=eq \f(1,3),
所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3)-2α))=2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)-α))-1=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))2-1=-eq \f(7,9).
31.设sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+θ))=eq \f(\r(2),3),则sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ-\f(π,6)))=
[解析]因为sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+θ))=eq \f(\r(2),3),所以sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ-\f(π,6)))=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ+\f(π,3)))-\f(π,2)))=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2θ+\f(π,3)))=-eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1-2sin2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+θ))))=-eq \f(5,9).
32.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.
[解析] (1)因为tan α = eq \f(sin α ,cs α )=eq \f(4,3),所以sin α=eq \f(4,3)cs α .因为sin2α+cs2α=1,所以cs2α=eq \f(9,25),
所以cs 2α=2cs2α-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-cs2α+β)=eq \f(2\r(5),5),所以tan(α+β)=-2.
因为tan α=eq \f(4,3),所以 tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2α)=-eq \f(24,7).
所以tan(α-β)=tan[2α-(α+β)]=eq \f(tan 2α-tanα+β,1+tan 2αtanα+β)=-eq \f(2,11).
33.已知sin α+cs α=eq \f(1,5),且α∈(0,π).
(1)求tan 2α的值;
(2)求2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(α,2)+\f(π,6)))-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6))).
[解析] (1)由sin α+cs α=eq \f(1,5),得sin αcs α=-eq \f(12,25),因为α∈(0,π),所以α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),
所以sin α-cs α=eq \r(2-sin α+cs α2)=eq \f(7,5),解得sin α=eq \f(4,5),cs α=-eq \f(3,5),故tan α=-eq \f(4,3),
所以tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2α)=eq \f(24,7).
(2)2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(α,2)+\f(π,6)))-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))=1-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,3)))-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))
=1-eq \f(1,2)cs α+eq \f(\r(3),2)sin α-eq \f(\r(3),2)sin α-eq \f(1,2)cs α=1-cs α=eq \f(8,5).
34.如图所示,在某点B处测得建筑物AE的顶端A的仰角为θ,沿由点B到点E的方向前进30 m至点C,测得顶端A的仰角为2θ,再沿刚才的方向继续前进10eq \r(3) m到点D,测得顶端A的仰角为4θ,求θ的大小和建筑物AE的高.
[解析]∵∠ACD=θ+∠BAC=2θ,∴∠BAC=θ,∴AC=BC=30 m.
又∠ADE=2θ+∠CAD=4θ,∴∠CAD=2θ,∴AD=CD=10eq \r(3) m.
∴在Rt△ADE中,AE=AD·sin 4θ=10eq \r(3)sin 4θ(m),
在Rt△ACE中,AE=AC·sin 2θ=30sin 2θ(m),∴10eq \r(3)sin 4θ=30sin 2θ,
即20eq \r(3)sin 2θcs 2θ=30sin 2θ,∴cs 2θ=eq \f(\r(3),2),又2θ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),∴2θ=eq \f(π,6),∴θ=eq \f(π,12),
∴AE=30sineq \f(π,6)=15(m),∴θ=eq \f(π,12),建筑物AE的高为15 m.
题型三 给值求角
1.已知sin22α+sin 2αcs α-cs 2α=1,则锐角α=________.
[解析]由原式,得sin22α+sin 2αcs α-2cs2α=0,
∴(2sin αcs α)2+2sin αcs2α-2cs2α=0,∴2cs2α(2sin2α+sin α-1)=0,
∴2cs2α(2sin α-1)(sin α+1)=0.∵α为锐角,∴cs2α≠0,sin α+1≠0,∴2sin α-1=0,
∴sin α=eq \f(1,2),∴α=eq \f(π,6).
2.已知α,β均为锐角,且3sin α=2sin β,3cs α+2cs β=3,则α+2β的值为
[解析]由题意得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(sin α=\f(2,3)sin β, ①,cs α=1-\f(2,3)cs β, ②)),①2+②2得cs β=eq \f(1,3),cs α=eq \f(7,9),
由α,β均为锐角知,sin β=eq \f(2\r(2),3),sin α=eq \f(4\r(2),9),
∴tan β=2eq \r(2),tan α=eq \f(4\r(2),7),∴tan 2β=-eq \f(4\r(2),7),
∴tan(α+2β)=0.又α+2β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(3π,2))),∴α+2β=π.
3.已知α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))),且sin 2α=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4))),则α= .
[解析]∵sin 2α=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,2)))=-eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2cs2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))-1))=1-2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))),
sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α-\f(π,4)))=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))=-cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))))=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α)),
∴原式可化为1-2cs2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4))),解得cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=1或cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,4)))=-eq \f(1,2).
∵α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))),∴α+eq \f(π,4)∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,4),\f(3π,4))),故α+eq \f(π,4)=0或α+eq \f(π,4)=eq \f(2π,3),即α=-eq \f(π,4)或α=eq \f(5π,12).
4.已知角α,β为锐角,且1-cs2α=sinαcsα,tan(β-α)=eq \f(1,3),则β=________.
[解析]由1-cs2α=sinαcsα,得1-(1-2sin2α)=sinαcsα,即2sin2α=sinαcsα.
∵α为锐角,∴sinα≠0,∴2sinα=csα,即tanα=eq \f(1,2).
解法一:由tan(β-α)=eq \f(tanβ-tanα,1+tanβtanα)=eq \f(tanβ-\f(1,2),1+\f(1,2)tanβ)=eq \f(1,3),得tanβ=1.∵β为锐角,∴β=eq \f(π,4).
解法二:tanβ=tan(β-α+α)=eq \f(tanβ-α+tanα,1-tanβ-αtanα)=eq \f(\f(1,3)+\f(1,2),1-\f(1,3)×\f(1,2))=1.
∵β为锐角,∴β=eq \f(π,4).
5.已知tanα=eq \f(1,7),sinβ=eq \f(\r(10),10),且α,β为锐角,求α+2β的值.
[解析]∵tanα=eq \f(1,7)<1,且α为锐角,∴0<α
∴tan(α+β)=eq \f(tanα+tanβ,1-tanαtanβ)=eq \f(1,2),∴tan(α+2β)=eq \f(tanα+β+tanβ,1-tanα+βtanβ)=eq \f(\f(1,2)+\f(1,3),1-\f(1,2)×\f(1,3))=1,故α+2β=eq \f(π,4).
6.已知tanα=eq \f(1,3),tanβ=-eq \f(1,7),且α,β∈(0,π),求2α-β的值.
[解析]∵tanα=eq \f(1,3)>0,α∈(0,π),∴α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),2α∈(0,π),
∴tan2α=eq \f(2tanα,1-tan2α)=eq \f(2×\f(1,3),1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))2)=eq \f(3,4)>0,∴2α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))).
又∵tanβ=-eq \f(1,7)<0,β∈(0,π),∴β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),
∴tan(2α-β)=eq \f(tan2α-tanβ,1+tan2αtanβ)=eq \f(\f(3,4)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,7))),1+\f(3,4)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,7))))=1
又∵2α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),β∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π)),∴2α-β∈(-π,0),∴2α-β=-eq \f(3π,4).
题型四 化简问题
1.eq \f(2sin2α,1+cs2α)·eq \f(cs2α,cs2α)等于
[解析]原式=eq \f(4sinαcsα,1+2cs2α-1)·eq \f(cs2α,cs2α)=eq \f(2sinαcsα,cs2α)=eq \f(sin2α,cs2α)=tan2α.
2.化简:eq \f(sin235°-\f(1,2),sin10°cs10°)=________.
[解析]原式=eq \f(2sin235°-1,2sin10°cs10°)=-eq \f(cs70°,sin20°)=eq \f(-cs70°,sin90°-70°)=-1
3.化简eq \f(2cs2α-1,2tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α))sin2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α)))= .
[解析]解法一:原式=eq \f(2cs2α-1,2·\f(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)),cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)))sin2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+α)))=eq \f(2cs2α-1,2·\f(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)),cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)))cs2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)-α)))=eq \f(2cs2α-1,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-2α)))=eq \f(cs2α,cs2α)=1.
解法二:原式=eq \f(cs2α,2·\f(1-tanα,1+tanα)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),2)sinα+\f(\r(2),2)csα))2)=eq \f(cs2α,\f(csα-sinα,csα+sinα)sinα+csα2)
=eq \f(cs2α,csα-sinαcsα+sinα)=eq \f(cs2α,cs2α-sin2α)=1.
4.化简:eq \f(1,tan θ+1)+eq \f(1,tan θ-1)=________.
[解析]原式=eq \f(tan θ-1+tan θ+1,tan θ+1tan θ-1)=eq \f(2tan θ,tan2θ-1)=-eq \f(2tan θ,1-tan2θ)=-tan 2θ.
5.化简:tan 70°cs 10°(eq \r(3)tan 20°-1)=________.
[解析]原式=eq \f(sin 70°,cs 70°)·cs 10°·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3)\f(sin 20°,cs 20°)-1))=eq \f(sin 70°,cs 70°)·cs 10°·eq \f(\r(3)sin 20°-cs 20°,cs 20°)
=eq \f(sin 70°,cs 70°)·cs 10°·eq \f(2sin-10°,cs 20°)=-eq \f(sin 70°,cs 70°)·eq \f(sin 20°,cs 20°)=-1.
6.化简eq \f(cs10°+\r(3)sin10°,\r(1-cs80°))=________;
[解析]eq \f(cs10°+\r(3)sin10°,\r(1-cs80°))=eq \f(2sin30°cs10°+cs30°sin10°,\r(2sin240°))=eq \f(2sin40°,\r(2)sin40°)=eq \r(2).
7.在△ABC中,若sinBsinC=cs2eq \f(A,2),则△ABC是( )
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
[解析]由sinBsinC=cs2eq \f(A,2)得sinBsinC=eq \f(1+csA,2),∴2sinBsinC=1+csA,
∴2sinBsinC=1+cs[π-(B+C)]=1-cs(B+C),
∴2sinBsinC=1-csBcsC+sinBsinC,
∴csBcsC+sinBsinC=1,∴cs(B-C)=1,
又∵-180°∴△ABC是等腰三角形.
8.eq \r(1+cs100°)-eq \r(1-cs100°)=( )
A.-2cs5° B.2cs5°
C.-2sin5° D.2sin5°
[解析] 原式=eq \r(2cs250°)-eq \r(2sin250°)=eq \r(2)(cs50°-sin50°)=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),2)cs50°-\f(\r(2),2)sin50°))
=2sin(45°-50°)=-2sin5°.[答案] C
9.若α为第三象限角,则eq \f(\r(1+cs 2α),cs α)-eq \f(\r(1-cs 2α),sin α)=________.
[解析] 因为α为第三象限角,所以cs α<0,sin α<0,
所以eq \f(\r(1+cs 2α),cs α)-eq \f(\r(1-cs 2α),sin α)=eq \f(\r(2cs2α),cs α)-eq \f(\r(2sin2α),sin α)=eq \f(-\r(2)cs α,cs α)-eq \f(-\r(2)sin α,sin α)=0.
10.设-3π<α<-eq \f(5π,2),化简 eq \r(\f(1-cs(α-π),2))的结果是( )
A.sineq \f(α,2) B.cseq \f(α,2)
C.-cseq \f(α,2) D.-sineq \f(α,2)
[解析] 因为-3π<α<-eq \f(5π,2),-eq \f(3π,2)
A.eq \f(sin 28°,2) B.sin 28°
C.2sin 28° D.sin 14°cs 28°
[解析]eq \f(tan 14°,1-tan214°)·cs 28°=eq \f(1,2)×eq \f(2tan 14°,1-tan214°)·cs 28°=eq \f(1,2)tan 28°·cs 28°=eq \f(sin 28°,2),故选A.
12.eq \f(\r(1-2sin 20°cs 20°),2cs210°-\r(1-cs2160°)-1)=________.
[解析] eq \f(\r(1-2sin 20°cs 20°),2cs210°-\r(1-cs2160°)-1)=eq \f(\r((cs 20°-sin 20°)2),cs 20°-sin 20°)=eq \f(cs 20°-sin 20°,cs 20°-sin 20°)=1.
13.化简:(1)eq \r(1+sin20°)+eq \r(1-sin20°);(2)eq \f(1+sin4α+cs4α,1+sin4α-cs4α).
[解析] (1)原式=eq \r(sin210°+cs210°+2sin10°cs10°)+eq \r(sin210°+cs210°-2sin10°cs10°)
=eq \r(sin10°+cs10°2)+eq \r(sin10°-cs10°2)=|sin10°+cs10°|+|sin10°-cs10°|
=sin10°+cs10°+cs10°-sin10°=2cs10°.
(2)原式=eq \f(1+2sin2αcs2α+2cs22α-1,1+2sin2αcs2α+2sin22α-1)=eq \f(2cs22α+2cs2αsin2α,2sin22α+2sin2αcs2α)=eq \f(2cs2αcs2α+sin2α,2sin2αsin2α+cs2α)=eq \f(1,tan2α).
14.求值:eq \f(sin 50°1+\r(3)tan 10°-cs 20°,cs 80°\r(1-cs 20°)).
[解析] ∵sin 50°(1+eq \r(3)tan 10°)=sin 50°·eq \f(cs 10°+\r(3)sin 10°,cs 10°)=sin 50°·eq \f(2sin 40°,cs 10°)=1,
cs 80°eq \r(1-cs 20°)=sin 10°eq \r(2sin210°)=eq \r(2)sin210°,
∴eq \f(sin 50°1+\r(3)tan 10°-cs 20°,cs 80°\r(1-cs 20°))=eq \f(1-cs 20°,\r(2)sin210°)=eq \r(2).
题型五 证明问题
1.证明:eq \f(\r(3)tan 12°-3,sin 12°4cs212°-2)=-4eq \r(3).
[解析] 左边=eq \f(\f(\r(3)sin 12°-3cs 12°,cs 12°),2sin 12°2cs212°-1)=eq \f(2\r(3)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)sin 12°-\f(\r(3),2)cs 12°)),2sin 12°cs 12°cs 24°)=eq \f(2\r(3)sin12°-60°,sin 24°cs 24°)=eq \f(-2\r(3)sin 48°,\f(1,2)sin 48°)
=-4eq \r(3)=右边,所以原等式成立.
2.求证:(1)cs2(A+B)-sin2(A-B)=cs 2Acs 2B;(2)cs2θ(1-tan2θ)=cs 2θ.
[解析] (1)左边=eq \f(1+cs2A+2B,2)-eq \f(1-cs2A-2B,2)=eq \f(cs2A+2B+cs2A-2B,2)
=eq \f(1,2)(cs 2Acs 2B-sin 2Asin 2B+cs 2Acs 2B+sin 2Asin 2B)=cs 2Acs 2B=右边,∴等式成立.
(2)法一:左边=cs2θeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(sin2θ,cs2θ)))=cs2θ-sin2θ=cs 2θ=右边.
法二:右边=cs 2θ=cs2θ-sin2θ=cs2θeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(sin2θ,cs2θ)))=cs2θ(1-tan2θ)=左边.
3.求证:eq \f(1-cs θ+sin θ,1+cs θ+sin θ)=taneq \f(θ,2).
[解析] eq \f(1-cs θ+sin θ,1+cs θ+sin θ)=eq \f(2sin2\f(θ,2)+2sin\f(θ,2)cs\f(θ,2),2cs2\f(θ,2)+2sin\f(θ,2)cs\f(θ,2))=eq \f(2sin\f(θ,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin\f(θ,2)+cs\f(θ,2))),2cs\f(θ,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(cs\f(θ,2)+sin\f(θ,2))))=taneq \f(θ,2).
4.求证:eq \f(sin2x+cs2x-1sin2x-cs2x+1,sin4x)=tanx.
[解析] 证法一:左边=eq \f(2sinxcsx-2sin2x2sinxcsx+2sin2x,sin4x)=eq \f(4sin2xcs2x-sin2x,sin4x)=eq \f(4sin2xcs2x,2sin2xcs2x)
=eq \f(4sin2x,2×2sinxcsx)=tanx=右边.故原等式成立.
证法二:左边=eq \f(sin2x+cs2x-1sin2x-cs2x+1,sin2x+cs2x2-1)=eq \f(sin2x+cs2x-1sin2x-cs2x+1,sin2x+cs2x-1sin2x+cs2x+1)
=eq \f(sin2x+1-cs2x,sin2x+1+cs2x)=eq \f(2sinxcsx+2sin2x,2sinxcsx+2cs2x)=eq \f(2sinxcsx+sinx,2csxsinx+csx)=tanx=右边.
故原等式成立.
记法
公式
S2α
sin 2α=2sinαcsα
C2α
cs 2α=cs2α-sin2α
T2α
tan 2α=eq \f(2tan α,1-tan2α)
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