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1、專題18 同角三角函數基本關系式和誘導公式
一、【知識精講】
1.同角三角函數的基本關系
(1)平方關系:sin2α+cos2α=1;
(2)商數關系:tan α=.
平方關系對任意角都成立,而商數關系中α≠kπ+(k∈Z).
2.誘導公式
一
二
三
四
五
六
2kπ+
α(k∈Z)
π+α
-α
π-α
-α
+α
sin α
-sin α
-sin α
sin α
cos α
cos_α
cos α
-cos α
cos α
-cos_α
sin α
-sin α
tan α
tan α
-tan α
-tan_
2、α
誘導公式可簡記為:奇變偶不變,符號看象限.“奇”“偶”指的是“k·+α(k∈Z)”中的k是奇數還是偶數.“變”與“不變”是指函數的名稱的變化,若k是奇數,則正、余弦互變;若k為偶數,則函數名稱不變.“符號看象限”指的是在“k·+α(k∈Z)”中,將α看成銳角時,“k·+α(k∈Z)”的終邊所在的象限.
二、常用結論匯總——規(guī)律多一點
同角三角函數的基本關系式的幾種變形
(1)sin2α=1-cos2α=(1+cos α)(1-cos α);
cos2α=1-sin2α=(1+sin α)(1-sin α);
(sin α±cos α)2=1±2sin αcos
3、α.
(2)sin α=tan αcos α.
二、【典例精練】
考點一 同角三角函數基本關系式的應用
【例1】(1)已知sin αcos α=,且<α<,則cos α-sin α=( )
A.- B. C.- D.
【答案】B
【解析】∵<α<,
∴cos α<0,sin α<0且cos α>sin α,
∴cos α-sin α>0.
又(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=1-2×=,
∴cos α-sin α=.
(2) (2018·全國Ⅱ卷)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,則sin(α+β)=________.
4、
【答案】-
【解析】由sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,
兩式平方相加,得2+2sin αcos β+2cos αsin β=1,
整理得sin(α+β)=-.
【解法小結】 1.利用sin2α+cos2α=1可以實現角α的正弦、余弦的互化,利用=tan α可以實現角α的弦切互化.
2.應用公式時注意方程思想的應用:對于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α這三個式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.
3.注意公式逆用及變形應用:1=sin2α+cos2α,sin2α=1-cos2α
5、,cos2α=1-sin2α.
考點二 誘導公式的應用
例2. (1)(2017·北京卷)在平面直角坐標系xOy中,角α與角β均以Ox為始邊,它們的終邊關于y軸對稱.若sin α=,則sin β=________.
【答案】
【解析】α與β的終邊關于y軸對稱,則α+β=π+2kπ,k∈Z,∴β=π-α+2kπ,k∈Z.
∴sin β=sin(π-α+2kπ)=sin α=.
(2)設f(α)=(1+2sin α≠0),則f=________.
【答案】
【解析】∵f(α)=
===,
∴f===.
【解法小結】 1.誘導公式的兩個應用
(1)求值:負化正,大化小,化到銳
6、角為終了.
(2)化簡:統一角,統一名,同角名少為終了.
2.含2π整數倍的誘導公式的應用
由終邊相同的角的關系可知,在計算含有2π的整數倍的三角函數式中可直接將2π的整數倍去掉后再進行運算,如cos(5π-α)=cos(π-α)=-cos α.
考點三 同角三角函數基本關系式與誘導公式的活用
例3.(1)已知α為銳角,且2tan(π-α)-3cos+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,則sin α=( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知得
消去sin β,得tan α=3,
∴sin α=3cos α,代入sin2α+cos2α=1
7、,
化簡得sin2α=,則sin α=(α為銳角).
(2)(2016·全國Ⅰ卷)已知θ是第四象限角,且sin=,則tan=________.
【答案】-
【解析】由題意,得cos=,∴tan=.
∴tan=tan=-=-.
【解法小結】 1.利用同角三角函數關系式和誘導公式求值或化簡時,關鍵是尋求條件、結論間的聯系,靈活使用公式進行變形.
2.(1)注意角的范圍對三角函數值符號的影響,開方時先判斷三角函數值的符號;
(2)熟記一些常見互補的角、互余的角,如-α與+α互余等.
三、【名校新題】
1.(2019·平頂山聯考)已知=5,則cos2α+sin 2α=( )
A
8、. B.- C.-3 D.3
【答案】A
【解析】由=5得=5,可得tan α=2,
則cos2α+sin 2α=cos2α+sin αcos α===.
2.(2018黑龍江齊齊哈爾三模)在平面直角坐標系中,角與角都以為始邊,它們的終邊關于軸對稱.若,則 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由角與角終邊關于軸對稱知Z,所以
.故選A.
3.(2019·衡水中學調研)若cos=,則cos(π-2α)=( )
A. B. C.- D.-
【答案】D
【解析】由cos=,得sin α=.
∴cos(π-2α)=-cos
9、2α=-(1-2sin2α)=2sin2α-1=2×-1=-.
4.(2018河南八市下學期第一次測評)已知,則( )
A. B. C. 5 D. 6
【答案】A
【解析】,故選A.
5.(2019·菏澤聯考)已知α∈,sin=,則tan(π+2α)=( )
A. B.± C.± D.
【答案】A
【解析】∵α∈,sin=,
∴cos α=,sin α=-,tan α==-2.
∴tan(π+2α)=tan 2α===.
6.(2018安徽蕪湖一模)若,則()
A. B. C.
10、 D.
【答案】C
【解析】,所以
,兩邊平方得,解得或(舍去).
7.(2019·湖北七州市聯考)已知α∈(0,π),且cos α=-,則sin·tan α=( )
A.- B.- C. D.
【答案】C
【解析】∵α∈(0,π),且cos α=-,∴sin α=,
因此sin·tan α=cos α·=sin α=.
8.(2019·衡水模擬)已知直線2x-y-1=0的傾斜角為α,則sin 2α-2cos2α=( )
A. B.- C.- D.-
【答案】A
【解析】 由題意知tan α=2,
∴sin 2α-2cos2α===.
9.(2019
11、·淮南十校聯考)已知sin=,則cos的值為( )
A.- B.
C. D.-
【答案】A
【解析】∵sin=,∴cos=cos=-sin=-.
10.(2019·邯鄲一模)若sin(α+β)=3sin(π-α+β),且α,β∈,則=________.
【答案】2
【解析】由條件,得sin(α+β)=3sin(α-β),
∴sin αcos β=2cos αsin β,則tan α=2tan β,
因此=2.
11.(2019·武昌調研)若tan α=cos α,則+cos4α=________.
【答案】2
【解析】tan α=cos α?=cos α?s
12、in α=cos2α,故+cos4α=+cos4α=sin α++cos4α=sin α++sin2α=sin2α+sin α+1=sin2α+cos2α+1=1+1=2.
12.(2019年荊州市八校高三第一次聯考)公元前6世紀,古希臘的畢達哥拉斯學派通過研究正五邊形和正十邊形的作圖,發(fā)現了黃金分割值約為0.618,這一數值也可表示為. 若,則.
【答案】
【解析】,
所以.
13.(湖北省重點高中聯考協作體2019屆高三上學期期中考試)已知,則
.
【答案】
【解析】
14.(2019年合肥二模)若,則_____________.
【答案】-49
【解析】由已知
13、得,cosα=,∴cos2α=2×132-1=-79,∴-79+13=-49
15.(江西省紅色七校2019屆高三第一次聯考)若
,
則_____________.
【答案】
【解析】由cosα+π4=13,得sin2α=-cos2α+π4=-2cos2α+π4-1=-29-1=79,
因為0<α<π2,cosα=cosα+π4-π4=2213+223=2+46,∴cos2α=2×2+462-1=429,
由sinβ2+π4=33,得cosβ=sin2β2+π4=2sinβ2+π4cosβ2+π4=2×33×63=223,
因-π2<β<0,∴sinβ=-1-2232=-13,∴cos2α+β=cos2αcosβ-sin2αsinβ=429×223-79×-13=2327.
16.(2019棗莊模擬)已知cosπ6-θ=αα≤1,則cos5π6+θ+sin2π3-θ=_____________
【答案】0
【解析】cos5π6+θ=-cosπ6-θ=- α,sin2π3-θ=sinπ2+π6-θ=cosπ6-θ=α,所以原式=0
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