高中数学人教A必修四第三章全章导学案
2018年新人教A版高中数学必修四全册学案
人教A版高中数学必修四全册学案汇编目录第一章三角函数1.1任意角和蝗制1.1.1任意角1.1.2蝗制1.2任意的三角函数1.2.1第1课时任意角的三角函数的定义1.2.1第2课时三角函数线及其应用1.2.2同角三角函数的基本关系1.3三角函数的诱导公式第1课时公式二公式三和公式四第2课时公式五和公式六1.4三角函数的图象与性质1.4.1正弦函数余弦函数的图象1.4.2第1课时正弦余弦函数的周期性与奇偶性1.4.2第2课时正弦余弦函数的单调性与最值1.4.3正切函数的性质与图象1.5函数y=Asinωx+φ的图象1.6三角函数模型的简单应用阶段复习课第1课任意角的三角函数及诱导公式阶段复习课第2课三角函数的图象与性质及其应用第二章平面向量2.1平面向量的实际背景及基本概念2.1.1向量的物理背景与概念2.1.2向量的几何表示2.1.3相等向量与共线向量2.2平面向量的线性运算2.2.1向量加法运算及其几何意义2.2.2向量减法运算及其几何意义2.2.3向量数乘运算及其几何意义2.3平面向量的基本定理及坐标表示2.3.1平面向量基本定理2.3.2平面向量的正交分解及坐标表示2.3.3平面向量的坐标运算2.3.4平面向量共线的坐标表示2.4平面向量的数量积2.4.1平面向量数量积的物理背景及其含义 2.4.2平面向量数量积的坐标表示模夹角 2.5平面向量应用举例2.5.1平面几何中的向量方法2.5.2向量在物理中的应用举例阶段复习课第3课平面向量第三章三角恒等变换3.1两角和与差的正弦余弦和正切公式3.1.1两角差的余弦公式3.1.2第1课时两角和与差的正弦余弦公式 3.1.2第2课时两角和与差的正切公式3.1.3二倍角的正弦余弦正切公式3.2简单的三角恒等变换阶段复习课第4课三角恒等变换1.1.1 任意角学习目标:1.理解任意角的概念.2.掌握终边相同角的含义及其表示.(重点、难点)3.掌握轴线角、象限角及区间角的表示方法.(难点、易错点)[自主预习·探新知]1.角的概念:角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所形成的图形.2.角的表示:如图111,图111(1)始边:射线的起始位置OA,(2)终边:射线的终止位置OB,(3)顶点:射线的端点O.这时,图中的角α可记为“角α”或“∠α”或简记为“α”.3.任意角的分类(1)按旋转方向分(2)按角的终边位置分①前提:角的顶点与原点重合,角的始边与x轴的非负半轴重合②分类:[基础自测]1.思考辨析(1)第二象限角大于第一象限角.( )(2)第二象限角是钝角.( )(3)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同.( )(4)终边相同的角有无数个,它们相差360°的整数倍.( )[解析](1)错误.如第二象限角100°小于第一象限角361°.(2)错误.如第二象限角-181°不是钝角.(3)(4)都正确.[答案](1)×(2)×(3)√(4)√2.50°角的始边与x轴的非负半轴重合,把终边按顺时针方向旋转2周,所得角是________.-670°[由题意知,所得角是50°-2×360°=-670°.]3.已知0°≤α<360°,且α与600°角终边相同,则α=________,它是第________象限角.240°三[因为600°=360°+240°,所以240°角与600°角终边相同,且0°≤240°<360°,故α=240°,它是第三象限角.][合作探究·攻重难](1)①锐角都是第一象限角;②第一象限角一定不是负角;③小于180°的角是钝角、直角或锐角;④始边和终边重合的角是零角.其中正确说法的序号为________(把正确说法的序号都写上).(2)已知角的顶点与坐标原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,作出下列各角,并指出它们是第几象限角.①420°.②855°.③-510°. 【导学号:84352000】(1)①[(1)①锐角是大于0°且小于90°的角,终边落在第一象限,是第一象限角,所以①正确;②-350°角是第一象限角,但它是负角,所以②错误;③0°角是小于180°的角,但它既不是钝角,也不是直角或锐角,所以③错误;④360°角的始边与终边重合,但它不是零角,所以④错误.](2)作出各角的终边,如图所示:由图可知:①420°是第一象限角.②855°是第二象限角.③-510°是第三象限角.[规律方法] 1.判断角的概念问题的关键与技巧:(1)关键:正确理解象限角与锐角、直角、钝角、平角、周角等概念.(2)技巧:判断命题为真需要证明,而判断命题为假只要举出反例即可.2.象限角的判定方法:(1)在坐标系中画出相应的角,观察终边的位置,确定象限.(2)第一步,将α写成α=k ·360°+β(k ∈Z,0°≤β<360°)的形式;第二步,判断β的终边所在的象限;第三步,根据β的终边所在的象限,即可确定α的终边所在的象限.提醒:理解任意角这一概念时,要注意“旋转方向”决定角的“正负”,“旋转幅度”决定角的“绝对值大小”.[跟踪训练]1.已知集合A ={第一象限角},B ={锐角},C ={小于90°的角},则下面关系正确的是( )A .A =B =CB .A ⊆C C .A ∩C =BD .B ∪C ⊆CD [由已知得B C ,所以B ∪C =C ,故D 正确.]2.给出下列四个命题:①-75°是第四象限角;②225°是第三象限角;③475°是第二象限角;④-315°是第一象限角.其中正确的命题有( )【导学号:84352001】A .1个B .2个C .3个D .4个D [-90°<-75°<0°,180°<225°<270°,360°+90°<475°<360°+180°,-360°<-315°<-270°.所以这四个命题都是正确的.](1).(2)写出与α=-1 910°终边相同的角的集合,并把集合中适合不等式-720°≤β<360°的元素β写出来.[思路探究] (1)根据-885°与k ·360°,k ∈Z 的关系确定k .(2)先写出与α终边相同的角k ·360°+α,k ∈Z ,再由已知不等式确定k 的可能取值.(1)(-3)×360°+195° [(1)-885°=-1 080°+195°=(-3)×360°+195°.](2)与α=-1 910°终边相同的角的集合为{β|β=k ·360°-1 910°,k ∈Z }.∵-720°≤β<360°,即-720°≤k ·360°-1 910°<360°(k ∈Z ),∴31136≤k <61136(k ∈Z ),故取k =4,5,6. k =4时,β=4×360°-1 910°=-470°;k=5时,β=5×360°-1 910°=-110°;k=6时,β=6×360°-1 910°=250°.[规律方法] 1.在0°到360°范围内找与给定角终边相同的角的方法(1)一般地,可以将所给的角α化成k·360°+β的形式(其中0°≤β<360°,k∈Z),其中的β就是所求的角.(2)如果所给的角的绝对值不是很大,可以通过如下方法完成:当所给角是负角时,采用连续加360°的方式;当所给角是正角时,采用连续减360°的方式,直到所得结果达到要求为止.2.运用终边相同的角的注意点所有与角α终边相同的角,连同角α在内可以用式子k·360°+α,k∈Z表示,在运用时需注意以下四点:(1)k是整数,这个条件不能漏掉.(2)α是任意角.(3)k·360°与α之间用“+”连接,如k·360°-30°应看成k·360°+(-30°),k∈Z.(4)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同,终边相同的角有无数个,它们相差周角的整数倍.提醒:表示终边相同的角,k∈Z这一条件不能少.[跟踪训练]3.下面与-850°12′终边相同的角是( )A.230°12′B.229°48′C.129°48′D.130°12′B[与-850°12′终边相同的角可表示为α=-850°12′+k·360°(k∈Z),当k=3时,α=-850°12′+1 080°=229°48′.]4.在-360°~360°之间找出所有与下列各角终边相同的角,并判断各角所在的象限.①790°;②-20°. 【导学号:84352002】[解]①∵790°=2×360°+70°=3×360°-290°,∴在-360°~360°之间与它终边相同的角是70°和-290°,它们都是第一象限的角.②∵-20°=-360°+340°,∴在-360°~360°之间与它终边相同的角是-20°和340°,它们都是第四象限的角.[探究问题1.若射线OA的位置是k·360°+10°,k∈Z,射线OA绕点O逆时针旋转90°经过的区域为D,则终边落在区域D(包括边界)的角的集合应如何表示?提示:终边落在区域D包括边界的角的集合可表示为{α|k·360°+10°≤α≤k·360°+100°,k ∈Z}.2.若角α与β的终边关于x 轴、y 轴、原点、直线y =x 对称,则角α与β分别具有怎样的关系?[提示] (1)关于x 轴对称:若角α与β的终边关于x 轴对称,则角α与β的关系是β=-α+k ·360°,k ∈Z .(2)关于y 轴对称:若角α与β的终边关于y 轴对称,则角α与β的关系是β=180°-α+k ·360°,k ∈Z .(3)关于原点对称:若角α与β的终边关于原点对称,则角α与β的关系是β=180°+α+k ·360°,k ∈Z .(4)关于直线y =x 对称:若角α与β的终边关于直线y =x 对称,则角α与β的关系是β=-α+90°+k ·360°,k ∈Z .(1)若α是第一象限角,则-α2是( ) A .第一象限角B .第一、四象限角C .第二象限角D .第二、四象限角(2)已知,如图112所示.图112①分别写出终边落在OA ,OB 位置上的角的集合.②写出终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合.[思路探究] (1)由α的范围写出α2的范围→确定α2是第几象限角→ 根据角终边的对称性确定-α2是第几象限角 (2)①观察图形→确定终边落在OA ,OB 位置上的角②由小到大分别标出起始和终止边界对应的角→加上360°的整数倍,得所求集合(1)D [(1)因为α是第一象限角,所以k ·360°<α<k ·360°+90°,k ∈Z ,所以k ·180°<α2<k ·180°+90°,k ∈Z , 所以α2是第一、三象限角,又因为-α2与α2的终边关于x 轴对称, 所以-α2是第二、四象限角.] (2)①终边落在OA 位置上的角的集合为{α|α=90°+45°+k ·360°,k ∈Z }={α|α=135°+k ·360°,k ∈Z };终边落在OB 位置上的角的集合为{α|α=-30°+k ·360°,k ∈Z }.②由题干图可知,阴影部分(包括边界)的角的集合是由所有介于[-30°,135°]之间的与之终边相同的角组成的集合,故该区域可表示为{α|-30°+k ·360°≤α≤135°+k ·360°,k ∈Z }.母题探究:1.若将本例(2)改为如图113所示的图形,那么终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合如何表示?图113[解] 在0°~360°范围内,终边落在阴影部分(包括边界)的角为60°≤β<105°与240°≤β<285°,所以所有满足题意的角β为{β|k ·360°+60°≤β<k ·360°+105°,k ∈Z }∪{β|k ·360°+240°≤β<k ·360°+285°,k ∈Z }={β|2k ·180°+60°≤β<2k ·180°+105°,k ∈Z }∪{β|(2k +1)·180°+60°≤β<(2k +1)·180°+105°,k ∈Z }={β|n ·180°+60°≤β<n ·180°+105°,n ∈Z }.故角β的取值集合为{β|n ·180°+60°≤β<n ·180°+105°,n ∈Z }.2.若将本例(2)改为如图114所示的图形,那么阴影部分(包括边界)表示的终边相同的角的集合如何表示?图114[解] 在0°~360°范围内,阴影部分(包括边界)表示的范围可表示为:150°≤β≤225°,则所有满足条件的角β为{β|k ·360°+150°≤β≤k ·360°+225°,k ∈Z }.[规律方法] 1.表示区间角的三个步骤:第一步:先按逆时针的方向找到区域的起始和终止边界;第二步:按由小到大分别标出起始和终止边界对应的-360°~360°范围内的角α和β,写出最简区间{x |α<x <β},其中β-α<360°;第三步:起始、终止边界对应角α,β再加上360°的整数倍,即得区间角集合.2.n α或αn 所在象限的判断方法:(1)用不等式表示出角n α或αn 的范围;(2)用旋转的观点确定角n α或αn 所在象限.例如:k ·120°<α3<k ·120°+30°,k ∈Z .由0°<α3<30°,每次逆时针旋转120°可得α3终边的位置.提醒:表示区间角时要注意实线边界与虚线边界的差异.[当 堂 达 标·固 双 基]1.下列说法正确的是( )A .三角形的内角是第一象限角或第二象限角B .第四象限的角一定是负角C .60°角与600°角是终边相同的角D .将表的分针拨慢10分钟,则分针转过的角为60°D [A 错误,90°角既不是第一象限角也不是第二象限角;B 错误,280°角是第四象限角,但它不是负角;C 错误,600°-60°=540°不是360°的倍数;D 正确,分针转一周为60分钟,转过的角度为-360°,将分针拨慢是逆时针旋转,拨慢10分钟转过的角为360°×16=60°.]2.下列各个角中与2 017°终边相同的是( )A .-147°B .677°C .317°D .217°D [因为2 017°=360°×5+217°,所以与2 017°终边相同的角是217°.]3.已知角α的终边在如图115阴影表示的范围内(不包含边界),那么角α的集合是________. 【导学图115{α|k·360°+45°<α<k·360°+150°,k∈Z}[观察图形可知,角α的集合是{α|k·360°+45°<α<k·360°+150°,k∈Z}.]4.角α,β的终边关于y轴对称,若α=30°,则β=________.150°+k·360°,k∈Z[∵30°与150°的终边关于y轴对称,∴β的终边与150°角的终边相同.∴β=150°+k·360°,k∈Z.]5.在0°到360°范围内,找出与下列各角终边相同的角,并判断它们是第几象限的角:(1)-120°;(2)640°.【导学号:84352005】[解](1)与-120°终边相同的角的集合为M={β|β=-120°+k·360°,k∈Z}.当k=1时,β=-120°+1×360°=240°,∴在0°到360°范围内,与-120°终边相同的角是240°,它是第三象限的角.(2)与640°终边相同的角的集合为M={β|β=640°+k·360°,k∈Z}.当k=-1时,β=640°-360°=280°,∴在0°到360°范围内,与640°终边相同的角为280°,它是第四象限的角.1.1.2 弧度制学习目标:1.了解弧度制下,角的集合与实数集之间的一一对应关系.2.理解“弧度的角”的定义,掌握弧度与角度的换算、弧长公式和扇形面积公式,熟悉特殊角的弧度数.(重点、难点)3.了解“角度制”与“弧度制”的区别与联系.(易错点)[自 主 预 习·探 新 知]1.度量角的两种单位制 (1)角度制:①定义:用度作为单位来度量角的单位制. ②1度的角:周角的1360.(2)弧度制:①定义:以弧度作为单位来度量角的单位制. ②1弧度的角:长度等于半径长的弧所对的圆心角. 2.弧度数的计算思考:比值l r与所取的圆的半径大小是否有关?[提示] 一定大小的圆心角α所对应的弧长与半径的比值是唯一确定的,与半径大小无关. 3.角度制与弧度制的换算4.一些特殊角与弧度数的对应关系设扇形的半径为R ,弧长为l ,α(0<α<2π)为其圆心角,则(1)弧长公式:l =αR .(2)扇形面积公式:S =12lR =12αR 2.[基础自测]1.思考辨析(1)1弧度的角是周角的1360.( )(2)弧度制是十进制,而角度制是六十进制.( ) (3)1弧度的角大于1度的角.( )[解析] (1)错误,1弧度的角是周角的12π.(2)(3)都正确.[答案] (1)× (2)√ (3)√ 2.(1)7π5化为角度是________.(2)105°的弧度数是________.(1)252° (2)7π12 [(1)7π5=⎝ ⎛⎭⎪⎫7π5×180π°=252°;(2)105°=105×π180 rad =7π12rad.]3.半径为2,圆心角为π6的扇形的面积是________.π3 [由已知得S 扇=12×π6×22=π3.] [合 作 探 究·攻 重 难](1)②将-5π12rad 化为角度为________.(2)已知α=15°,β=π10,γ=1,θ=105°,φ=7π12,试比较α,β,γ,θ,φ的大小.【导学号:84352012】(1)①5π8rad ②-75° [(1)①因为1°=π180rad ,所以112°30′=π180×112.5 rad=5π8rad.②因为1 rad =⎝⎛⎭⎪⎫180π°,所以-5π12rad =-⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12×180π°=-75°.] (2)法一(化为弧度):α=15°=15×π180=π12,θ=105°=105×π180=7π12.显然π12<π10<1<7π12.故α<β<γ<θ=φ.法二(化为角度):β=π10=π10×⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°=18°,γ=1≈57.30°,φ=7π12×⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°=105°.显然,15°<18°<57.30°<105°. 故α<β<γ<θ=φ.[规律方法] 角度制与弧度制互化的关键与方法关键:抓住互化公式π rad =180°是关键;方法:度数×π180=弧度数;弧度数×⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°=度数; 角度化弧度时,应先将分、秒化成度,再化成弧度. [跟踪训练]1.(1)将-157°30′化成弧度为________. (2)将-11π5化为度是________.(1)-78π rad (2)-396° [(1)-157°30′=-157.5°=-3152×π180 rad =-78π rad.(2)-11π5=-11π5×⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°=-396°.]2.在[0,4π]中,与72°角终边相同的角有________.(用弧度表示) 25π,125π [因为终边与72°角相同的角为θ=72°+k ·360°(k ∈Z ). 当k =0时,θ=72°=25π;当k =1时,θ=432°=125π,所以在[0,4π]中与72°终边相同的角有25π,125π.](1)A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫π4B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫π4,5π4 C.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪α=π4+2k π,k ∈Z D.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪α=π4+k π,k ∈Z (2)用弧度表示终边落在如图117所示阴影部分内(不包括边界)的角θ的集合.图117[思路探究] (1)判断角α的终边位置→用弧度制表示角α的集合(2)在[0,2π内找角表示终边落在第一象限阴影内的角→加k πk ∈Z 表示角θ的集合(1)D [(1)因为角α的终边经过点(a ,a )(a ≠0), 所以角α的终边落在直线y =x 上,所以角α的集合是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪α=π4+k π,k ∈Z .] (2)因为30°=π6 rad,210°=7π6rad ,这两个角的终边所在的直线相同,因为终边在直线AB 上的角为α=k π+π6,k ∈Z ,而终边在y 轴上的角为β=k π+π2,k ∈Z ,从而终边落在阴影部分内的角的集合为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫θ⎪⎪⎪k π+π6<θ<k π+π2,k ∈Z. [规律方法] 1.弧度制下与角α终边相同的角的表示:在弧度制下,与角α的终边相同的角可以表示为{β|β=2k π+α,k ∈Z },即与角α终边相同的角可以表示成α加上2π的整数倍.2.根据已知图形写出区域角的集合的步骤: (1)仔细观察图形.(2)写出区域边界作为终边时角的表示.(3)用不等式表示区域范围内的角. 提醒:角度制与弧度制不能混用. [跟踪训练]3.下列与9π4的终边相同的角的表达式中,正确的是( )A .2k π+45°(k ∈Z )B .k ·360°+9π4(k ∈Z )C .k ·360°-315°(k ∈Z )D .k π+5π4(k ∈Z )C [A ,B 中弧度与角度混用,不正确.94π=2π+π4,所以94π与π4终边相同.-315°=-360°+45°,所以-315°也与45°终边相同.故选C.]4.用弧度写出终边落在如图118阴影部分(不包括边界)内的角的集合.图118[解] 30°=π6,150°=5π6.终边落在题干图中阴影区域内角的集合(不包括边界)是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫β⎪⎪⎪π6+k π<β<5π6+k π,k ∈Z .[1.用公式|α|=lr求圆心角时,应注意什么问题?提示:应注意结果是圆心角的绝对值,具体应用时既要注意其大小,又要注意其正负.2.在使用弧度制下的弧长公式及面积公式时,若已知的角是以“度”为单位,需注意什么问题? 提示:若已知的角是以“度”为单位,则必须先把它化成弧度后再计算,否则结果易出错.(1)如图119,以正方形ABCD 中的点A 为圆心,边长AB 为半径作扇形EAB ,若图中两块阴影部分的面积相等,则∠EAD 的弧度数大小为________.图119(2)已知扇形OAB 的周长是60 cm ,面积是20 cm 2,求扇形OAB 的圆心角的弧度数. [思路探究] (1)先根据两块阴影部分的面积相等列方程再解方程求∠EAD 的弧度数.(2)先根据题意,列关于弧长和半径的方程组,再解方程组求弧长和半径,最后用弧度数公式求圆心角的弧度数.(1)2-π2 [(1)设AB =1,∠EAD =α,∵S 扇形ADE =S 阴影BCD ,由题意可得12×12×α=12-π×124,∴解得α=2-π2.](2)设扇形的弧长为l ,半径为r , 则⎩⎪⎨⎪⎧2r +l =60,12lr =20,∴⎩⎪⎨⎪⎧r =15+205,l =4015+205或⎩⎪⎨⎪⎧r =15-205,l =4015-205,∴扇形的圆心角的弧度数为lr=43-3205或43+3205. 母题探究:1.(变条件)将本例(2)中的条件“60”改为“10”,“20”改为“4”,其他条件不变,求扇形圆心角的弧度数.[解] 设扇形圆心角的弧度数为θ(0<θ<2π),弧长为l ,半径为r ,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧l +2r =10,①12lr =4.②由①得l =10-2r ,代入②得r 2-5r +4=0, 解得r 1=1,r 2=4. 当r =1时,l =8(cm),此时,θ=8 rad >2π rad 舍去.当r =4时,l =2(cm),此时,θ=24=12rad.2.(变结论)将本例(2)中的条件“面积是20 cm 2”删掉,求扇形OAB 的最大面积及此时弧长AB . [解] 设弧长为l ,半径为r ,由已知l +2r =60, 所以l =60-2r ,|α|=l r =60-2rr,从而S =12|α|r 2=12·60-2r r ·r 2=-r 2+30r =-(r -15)2+225,当r =15时,S 取最大值为225,这时圆心角α=l r =60-2rr=2,可得弧长AB =αr =2×15=30.[规律方法] 弧度制下解决扇形相关问题的步骤:(1)明确弧长公式和扇形的面积公式:l =|α|r ,S =12αr 2和S =12lr .(这里α必须是弧度制下的角)(2)分析题目的已知量和待求量,灵活选择公式. (3)根据条件列方程(组)或建立目标函数求解. 提醒:看清角的度量制,恰当选用公式.[当 堂 达 标·固 双 基]1.下列转化结果错误的是( )A .60°化成弧度是π3B .-103π化成度是-600°C .-150°化成弧度是-76πD.π12化成度是15° C [对于A,60°=60×π180=π3;对于B ,-103π=-103×180°=-600°;对于C ,-150°=-150×π180=-56π;对于D ,π12=112×180°=15°.故选C.]2.29π6是( )A .第一象限角B .第二象限角C .第三象限角D .第四象限角B [29π6=4π+5π6.∵56π是第二象限角,∴29π6是第二象限角.]3.圆的半径为r ,该圆上长为32r 的弧所对的圆心角是( )A.23 rad B.32 rad C.23π D.32π B [由弧度数公式α=l r ,得α=32r r =32,因此圆弧所对的圆心角是32 rad.]4.若把-570°写成2k π+α(k ∈Z,0≤α<2π)的形式,则α=________. 5π6 [-570°=-19π6=-4π+5π6.] 5.求半径为π cm ,圆心角为120°的扇形的弧长及面积. [解] 因为r =π,α=120×π180=2π3,所以l =αr =2π23 cm ,S =12lr =π33cm 2.第1课时任意角的三角函数的定义学习目标:1.借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.(重点、难点)2.掌握任意角三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号.(易错点)3.掌握公式——并会应用.[自主预习·探新知]1.单位圆在直角坐标系中,我们称以原点O为圆心,以单位长度为半径的圆为单位圆.2.任意角的三角函数的定义(1)条件在平面直角坐标系中,设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么:图121(2)结论①y叫做α的正弦,记作sin_α,即sin α=y;②x叫做α的余弦,记作cos_α,即cos α=x;③yx叫做α的正切,记作tan_α,即tan α=yx(x≠0).(3)总结正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将它们统称为三角函数.3.正弦、余弦、正切函数在弧度制下的定义域4(1)图示:图122(2)口诀:“一全正,二正弦,三正切,四余弦”. 5.诱导公式一[基础自测]1.思考辨析(1)sin α表示sin 与α的乘积.( )(2)设角α终边上的点P (x ,y ),r =|OP |≠0,则sin α=y r,且y 越大,sin α的值越大.( ) (3)终边相同的角的同一三角函数值相等.( ) (4)终边落在y 轴上的角的正切函数值为0.( )[解析] (1)错误.sin α表示角α的正弦值,是一个“整体”.(2)错误.由任意角的正弦函数的定义知,sin α=y r.但y 变化时,sin α是定值. (3)正确.(4)错误.终边落在y 轴上的角的正切函数值不存在. [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×2.已知sin α>0,cos α<0,则角α是( ) A .第一象限角 B .第二象限角 C .第三象限角D .第四象限角B [由正弦、余弦函数值在各象限内的符号知,角α是第二象限角.] 3.sin 253π=________.32 [sin 253π=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫8π+π3=sin π3=32.] 4.角α终边与单位圆相交于点M ⎝⎛⎭⎪⎫32,12,则cos α+sin α的值为________.3+12 [cos α=x =32,sin α=y =12, 故cos α+sin α=3+12.] [合 作 探 究·攻 重 难][探究问题]1.一般地,设角α终边上任意一点的坐标为(x ,y ),它与原点的距离为r ,则sin α,cos α,tan α为何值?提示:sin α=y r ,cos α=x r ,tan α=y x.2.sin α,cos α,tan α的值是否随P 点在终边上的位置的改变而改变?提示:sin α,cos α,tan α的值只与α的终边位置有关,不随P 点在终边上的位置的改变而改变.(1)已知角θ的终边上有一点P (x,3)(x ≠0),且cos θ=1010x ,则sin θ+tan θ的值为________.(2)已知角α的终边落在直线3x +y =0上,求sin α,cos α,tan α的值. [思路探究] (1)依据余弦函数定义列方程求x →依据正弦、正切函数定义求sin θ+tan θ(2)判断角α的终边位置→分类讨论求sin α,cos α,tan α (1)310+3010或310-3010 [(1)因为r =x 2+9,cos θ=x r ,所以1010x =xx 2+9. 又x ≠0,所以x =±1,所以r =10. 又y =3>0,所以θ是第一或第二象限角.当θ为第一象限角时,sin θ=31010,tan θ=3,则sin θ+tan θ=310+3010.当θ为第二象限角时,sin θ=31010,tan θ=-3,则sin θ+tan θ=310-3010.](2)直线3x +y =0,即y =-3x ,经过第二、四象限,在第二象限取直线上的点(-1,3),则r=-2+32=2,所以sin α=32,cos α=-12,tan α=-3; 在第四象限取直线上的点(1,-3), 则r =12+-32=2,所以sin α=-32,cos α=12,tan α=- 3. 母题探究:1.将本例(2)的条件“3x +y =0”改为“y =2x ”其他条件不变,结果又如何? [解] 当角的终边在第一象限时,在角的终边上取点P (1,2),由r =|OP |=12+22=5,得sin α=25=255,cos α=15=55,tan α=21=2.当角的终边在第三象限时,在角的终边上取点Q (-1,-2), 由r =|OQ |=-2+-2=5,得:sin α=-25=-255,cos α=-15=-55,tan α=-2-1=2.2.将本例(2)的条件“落在直线3x +y =0上”改为“过点P (-3a,4a ) (a ≠0)”,求2sin α+cos α.[解] 因为r =-3a2+a2=5|a |,①若a >0,则r =5a ,角α在第二象限,sin α=y r =4a 5a =45,cos α=x r =-3a 5a =-35,所以2sin α+cos α=85-35=1.②若a <0,则r =-5a ,角α在第四象限, sin α=4a -5a =-45,cos α=-3a -5a =35,所以2sin α+cos α=-85+35=-1.[规律方法] 由角α终边上任意一点的坐标求其三角函数值的步骤: (1)已知角α的终边在直线上时,常用的解题方法有以下两种:①先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用正、余弦函数的定义求出相应三角函数值. ②在α的终边上任选一点P (x ,y ),P 到原点的距离为r (r >0).则sin α=yr ,cos α=x r.已知α的终边求α的三角函数时,用这几个公式更方便.(2)当角α的终边上点的坐标以参数形式给出时,一定注意对字母正、负的辨别,若正、负未定,则需分类讨论.(1)【导学号:84352022】A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限(2)判断下列各式的符号:①sin 145°cos(-210°);②sin 3·cos 4·tan 5.[思路探究] (1)先判断tan α,cos α的符号,再判断角α终边在第几象限. (2)先判断已知角分别是第几象限角,再确定各三角函数值的符号,最后判断乘积的符号.(1)C [(1)因为点P 在第四象限,所以有⎩⎪⎨⎪⎧tan α>0,cos α<0,由此可判断角α终边在第三象限.](2)①∵145°是第二象限角, ∴sin 145°>0,∵-210°=-360°+150°, ∴-210°是第二象限角, ∴cos(-210°)<0, ∴sin 145°cos(-210°)<0.②∵π2<3<π,π<4<3π2,3π2<5<2π,∴sin 3>0,cos 4<0,tan 5<0, ∴sin 3·cos 4·tan 5>0.[规律方法] 判断三角函数值在各象限符号的攻略:基础:准确确定三角函数值中各角所在象限; 关键:准确记忆三角函数在各象限的符号;注意:用弧度制给出的角常常不写单位,不要误认为角度导致象限判断错误. 提醒:注意巧用口诀记忆三角函数值在各象限符号. [跟踪训练]1.已知角α的终边过点(3a -9,a +2)且cos α≤0,sin α>0,则实数a 的取值范围是________. -2<a ≤3 [因为cos α≤0,sin α>0,所以角α的终边在第二象限或y 轴非负半轴上,因为α终边过(3a -9,a +2),所以⎩⎪⎨⎪⎧3a -9≤0,a +2>0,所以-2<a ≤3.]2.设角α是第三象限角,且⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin α2=-sin α2,则角α2是第________象限角.四 [角α是第三象限角,则角α2是第二、四象限角,∵⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin α2=-sin α2,∴角α2是第四象限角.]求值:(1)tan 405°-sin 450°+cos 750°; (2)sin 7π3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23π6+tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-15π4cos 13π3.[解] (1)原式=tan(360°+45°)-sin(360°+90°)+cos(2×360°+30°) =tan 45°-sin 90°+cos 30° =1-1+32=32. (2)原式=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π+π3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4π+π6+tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4π+π4·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫4π+π3=sin π3cos π6+tan π4cos π3=32×32+1×12=54.[规律方法] 利用诱导公式一进行化简求值的步骤(1)定形:将已知的任意角写成2k π+α的形式,其中α∈[0,2π),k ∈Z . (2)转化:根据诱导公式,转化为求角α的某个三角函数值. (3)求值:若角为特殊角,可直接求出该角的三角函数值. [跟踪训练] 3.化简下列各式:(1)a 2sin(-1 350°)+b 2tan 405°-2ab cos(-1 080°);(2)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-11π6+cos 125π·tan 4π. 【导学号:84352023】[解] (1)原式=a 2sin(-4×360°+90°)+b 2tan(360°+45°)-2ab cos(-3×360°) =a 2sin 90°+b 2tan 45°-2ab cos 0° =a 2+b 2-2ab =(a -b )2.(2)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-116π+cos 125π·tan 4π=sin ⎝⎛⎭⎪⎫-2π+π6+cos 25π·ta n 0=sin π6+0=12.[当 堂 达 标·固 双 基]1.sin(-315°)的值是( ) A .-22B .-12C .22D .12C [sin(-315°)=sin(-360°+45°)=sin 45°=22.] 2.若sin θ·cos θ>0,则θ在( ) A .第一或第四象限 B .第一或第三象限 C .第一或第二象限D .第二或第四象限B [因为sin θ·cos θ>0,所以sin θ<0,cos θ<0或sin θ>0,cos θ>0所以θ在第三象限或第一象限.]3.已知角α终边过点P (1,-1),则tan α的值为( ) A .1 B .-1 C .22D .-22B [由三角函数定义知tan α=-11=-1.]4.在平面直角坐标系xOy 中,角α与角β均以Ox 为始边,它们的终边关于x 轴对称,若sin α=15,则sin β=________. -15 [设角α的终边与单位圆相交于点P (x ,y ), 则角β的终边与单位圆相交于点Q (x ,-y ), 由题意知y =sin α=15,所以sin β=-y =-15.]5.求值:(1)sin 180°+cos 90°+tan 0°. (2)cos 25π3+tan ⎝⎛⎭⎪⎫-15π4. 【导学号:84352024】[解] (1)sin 180°+cos 90°+tan 0°=0+0+0=0. (2)cos 25π3+tan ⎝⎛⎭⎪⎫-15π4 =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫8π+π3+tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4π+π4 =cos π3+tan π4=12+1=32.第2课时 三角函数线及其应用学习目标:1.了解三角函数线的意义,能用三角函数线表示一个角的正弦、余弦和正切.(重点)2.能利用三角函数线解决一些简单的三角函数问题.(难点)[自 主 预 习·探 新 知]1.有向线段(1)定义:带有方向的线段.(2)表示:用大写字母表示,如有向线段OM ,MP . 2.三角函数线(1)作图:①α的终边与单位圆交于P ,过P 作PM 垂直于x 轴,垂足为M . ②过A (1,0)作x 轴的垂线,交α的终边或其反向延长线于点T . (2)图示:图123(3)结论:有向线段MP 、OM 、AT ,分别叫做角α的正弦线、余弦线、正切线,统称为三角函数线.[基础自测]1.思考辨析(1)角α的正弦线的长度等于sin α.( )(2)当角α的终边在y 轴上时,角α的正切线不存在.( ) (3)余弦线和正切线的始点都是原点.( )[解析] (1)错误.角α的正弦线的长度等于|sin α|. (2)正确.(3)错误.正切线的始点是(1,0). [答案] (1)× (2)√ (3)× 2.角π7和角8π7有相同的( )A .正弦线B .余弦线C .正切线D .不能确定C [角π7和角8π7的终边互为反向延长线,所以正切线相同.]3.如图124,在单位圆中角α的正弦线、正切线完全正确的是( )图124A .正弦线MP ,正切线A ′T ′B .正弦线MP ,正切线A ′T ′C .正弦线MP ,正切线ATD .正弦线MP ,正切线ATC [α为第三象限角,故正弦线为MP ,正切线为AT ,C 正确.][合 作 探 究·攻 重 难](1)-π4;(2)17π6;(3)10π3.[解] 如图.其中MP 为正弦线,OM 为余弦线,AT 为正切线. [规律方法] 三角函数线的画法作正弦线、余弦线时,首先找到角的终边与单位圆的交点,然后过此交点作x 轴的垂线,得到垂足,从而得正弦线和余弦线.作正切线时,应从A,点引x 轴的垂线,交α的终边α为第一或第四象限角或α终边的反向延长线α为第二或第三象限角于点T ,即可得到正切线AT .[跟踪训练]1.作出-5π8的正弦线、余弦线和正切线.[解] 如图:sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-5π8=MP , cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-5π8=OM , tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-5π8=AT .[1.利用三角函数线如何解答形如sin α≥a ,sin α≤a (|a |≤1)的不等式? 提示:对形如sin α≥a ,sin α≤a (|a |≤1) 的不等式:画出如图①所示的单位圆;在y 轴上截取OM =a ,过点(0,a )作y 轴的垂线交单位圆于两点P 和P ′,并作射线OP 和OP ′;写出终边在OP 和OP ′上的角的集合;图中阴影部分即为满足不等式sin α≤a 的角α的范围,其余部分即为满足不等式sin α≥a 的角α的范围.图①2.利用三角函数线如何解答形如cos α≥a ,cos α≤a (|a |≤1)的不等式? 提示:对形如cos α≥a ,cos α≤a (|a |≤1)的不等式:画出如图②所示的单位圆;在x 轴上截取OM =a ,过点(a,0)作x 轴的垂线交单位圆于两点P 和P ′,作射线OP 和OP ′;写出终边在OP 和OP ′上的角的集合;图中阴影部分即为满足不等式cos α≤a 的角α的范围,其余部分即为满足不等式cos α≥a 的角α的范围.图②利用三角函数线确定满足下列条件的角α的取值范围. (1)cos α>-22;(2)tan α≤33;(3)|sin α|≤12.。
人教A版必修四全册导学案
必修4 第一章§4-1任意角及任意角的三角函数【课前预习】阅读教材217P -完成下面填空1.任意角(正角、负角、零角、锐角、钝角、区间角、象限角、终边相同角等)的概念;终边相同的角定义。
2.把长度等于 的弧所对圆心角叫1弧度角;以弧度作为单位来度量角的单位制叫做 . 1︒= rad, 1 rad=o 。
3.任意角的三角函数的定义:设α是一个任意角, (,)P x y 是α终边上的任一异于原点的点,则 =αsin ,=αcos ,=αtan 。
4.角α的终边交单圆于点P ,过点P 作x 轴的垂线,垂足为M ,则角α的正弦线用有向线段 表示,余弦线用 表示,正切线用什么表示呢?5.(1)终边落在第一象限的角的集合可表示为 ;(2)终边落在X 轴上的角的集合可表示为 。
6.sin α的值在第 象限及 为正;cos α在第 象限及 为正值;tan α 在第象限及 象限为正值.7.扇形弧长公式l = ;扇形面积公式S= 。
强调(笔记):【课初5分钟】课前完成下列练习,课前5分钟回答下列问题1.0570- = 弧度,是第___ _象限的角; =π53 度,与它有相同终边的角的集合为__________,在[-2π,0]上的角是 。
2.3tan 2cos 1sin ⋅⋅的结果的符号为 。
3.已知角α的终边过点)3,4(-P ,则a sin =_______,a cos =_______,a tan =_______。
4.函数|tan |tan cos |cos ||sin |sin x x x x x x y ++=的值域是 。
5.已知扇形的周长是6cm ,面积是22cm ,则扇形的中心角θ的弧度数是 。
强调(笔记):【课中35分钟】边听边练边落实6..已知α是第二象限的角,问:(1)α2是第几象限的角? (2)2α是第几象限的角?7.已知角α的终边过点(,2)(0)P a a a -≠,求:(1)tan α; (2)sin cos αα+。
人教A版高中数学必修4第三章三角恒等变换导学案
第三章 三角恒等变换1.三角恒等变换中角的变换的技巧三角函数是以角为自变量的函数,因此三角恒等变换离不开角之间的变换.观察条件及目标式中角度间联系,立足消除角之间存在的差异,或改变角的表达形式以便更好地沟通条件与结论使之统一,或有利于公式的运用,化角是三角恒等变换的一种常用技巧. 一、利用条件中的角表示目标中的角例1.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=33,求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-α的值.分析.将π6+α看作一个整体,观察π6+α与5π6-α的关系.解.∵⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α+⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-α=π,∴5π6-α=π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α.∴cos ⎝⎛⎭⎪⎫5π6-α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=-33,即cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-α=-33.二、利用目标中的角表示条件中的角 例2.设α为第四象限角,若sin 3αsin α=135,则tan 2α=_______________________________.分析.要求tan 2α的值,注意到sin 3α=sin(2α+α)=sin 2αcos α+cos 2αsin α,代入到sin 3αsin α=135中,首先求出cos 2α的值后,再由同角三角函数之间的关系求出tan2α.解析.由sin 3αsin α=sin (2α+α)sin α=sin 2αcos α+cos 2αsin αsin α=2cos 2α+cos 2α=135.∵2cos 2α+cos 2α=1+2cos 2α=135.∴cos 2α=45.∵α为第四象限角,∴2k π+3π2<α<2k π+2π(k ∈Z ),∴4k π+3π<2α<4k π+4π(k ∈Z ),∴2α可能在第三、四象限, 又∵cos 2α=45,∴2α在第四象限,∴sin 2α=-35,tan 2α=-34.答案.-34三、注意发现互余角、互补角,利用诱导公式转化角 例3.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =513,0<x <π4,求cos 2x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x 的值.分析.转化为已知角⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x 的三角函数值,求这个角的其余三角函数值,这样可以将所求式子化简,使其出现⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x 这个角的三角函数. 解.原式=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫π4+x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x , ∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =513,且0<x <π4,∴π4-x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π4.∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =1-sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =1213,∴原式=2×1213=2413.四、观察式子结构特征,灵活凑出特殊角例4.求函数f (x )=1-32sin(x -20°)-cos(x +40°)的最大值.分析.观察角(x +40°)-(x -20°)=60°,可以把x +40°看成(x -20°)+60°后运用公式展开,再合并化简函数f (x ).解.f (x )=1-32sin(x -20°)-cos[(x -20°)+60°]=12sin(x -20°)-32sin(x -20°)-cos(x -20°)cos 60°+sin(x -20°)sin 60° =12[sin(x -20°)-cos(x -20°)]=22sin(x -65°),当x -65°=k ·360°+90°,即x =k ·360°+155°(k ∈Z )时,f (x )有最大值22.2.三角恒等变换的几个技巧三角题是高考的热点,素以“小而活”著称.除了掌握基础知识之外,还要注意灵活运用几个常用的技巧.下面通过例题进行解析,希望对同学们有所帮助. 一、灵活降幂例1 3-sin 70°2-cos 210°=________. 解析.3-sin 70°2-cos 210°=3-sin 70°2-1+cos 20°2=3-cos 20°3-cos 20°2=2. 答案.2点评.常用的降幂技巧还有:因式分解降幂、用平方关系sin 2θ+cos 2θ=1进行降幂:如cos 4θ+sin 4θ=(cos 2θ+sin 2θ)2-2cos 2θsin 2θ=1-12sin 22θ,等等.二、化平方式 例2 化简求值:12-1212+12cos 2α(α∈(3π2,2π)). 解.因为α∈(3π2,2π),所以α2∈(3π4,π),所以cos α>0,sin α2>0,故原式=12-121+cos 2α2= 12-12cos α= sin2α2=sin α2. 点评.一般地,在化简求值时,遇到1+cos 2α、1-cos 2α、1+sin 2α、1-sin 2α常常化为平方式:2cos 2α、2sin 2α、(sin α+cos α)2、(sin α-cos α)2. 三、灵活变角例3 已知sin(π6-α)=13,则cos(2π3+2α)=________.解析.cos(2π3+2α)=2cos 2(π3+α)-1=2sin 2(π6-α)-1=2×(13)2-1=-79.答案.-79点评.正确快速求解本题的关键是灵活运用已知角“π6-α”表示待求角“2π3+2α”,善于发现前者和后者的一半互余.四、构造齐次弦式比,由切求弦例4 已知tan θ=-12,则cos 2θ1+sin 2θ的值是________.解析.cos 2θ1+sin 2θ=cos 2θ-sin 2θcos 2θ+sin 2θ+2sin θcos θ =1-tan 2θ1+tan 2θ+2tan θ=1-141+14+2×(-12)=3414=3. 答案.3点评.解本题的关键是先由二倍角公式和平方关系把“cos 2θ1+sin 2θ”化为关于sin θ和cosθ的二次齐次弦式比. 五、分子、分母同乘以2n sin α求cos αcos 2αcos 4αcos 8α…cos 2n -1·α的值例5 求cos π11cos 2π11cos 3π11cos 4π11cos 5π11的值.解.原式=-cos π11cos 2π11cos 4π11cos 8π11cos 5π11=-24sin π11cos π11cos 2π11cos 4π11cos 8π11cos5π1124sinπ11=-sin 16π11cos 5π1124sin π11=sin 5π11cos 5π1124sin π11=12·sin10π1124sinπ11=sinπ1125sinπ11=132.点评.这类问题的解决方法是分子、分母同乘以最小角的正弦的倍数即可.3.聚焦三角函数最值的求解策略一、化为y =A sin(ωx +φ)+B 的形式求解例1.求函数f (x )=sin 4x +cos 4x +sin 2x cos 2x2-sin 2x的最值.解.原函数变形得f (x )=(sin 2x +cos 2x )2-sin 2x cos 2x2-sin 2x=1-14sin 22x 2-sin 2x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12sin 2x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12sin 2x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12sin 2x =14sin 2x +12.∴f (x )max =34,f (x )min =14. 例2.求函数y =sin 2x +2sin x cos x +3cos 2x 的最小值,并写出y 取最小值时x 的集合. 解.原函数化简得y =sin 2x +cos 2x +2 =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4+2.当2x +π4=2k π+32π,k ∈Z ,即x =k π+58π,k ∈Z 时,y min =2- 2.此时x 的集合为{x |x =k π+58π,k ∈Z }.点评.形如y =a sin 2ωx +b sin ωx cos ωx +c cos 2ωx +d (a ,b ,c ,d 为常数)的式子,都能转化成y =A sin(2ωx +φ)+B 的形式求最值. 二、利用正、余弦函数的有界性求解 例3.求函数y =2sin x +12sin x -1的值域.解.原函数整理得sin x =y +12(y -1).∵|sin x |≤1,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪y +12(y -1)≤1,解出y ≤13或y ≥3.∴函数的值域为{y |y ≤13或y ≥3}.例4.求函数y =sin x +3cos x -4的值域.解.原函数整理得sin x -y cos x =-4y -3,∴y 2+1sin(x +φ)=-4y -3,∴sin(x +φ)=-4y -31+y 2. ∵|sin(x +φ)|≤1,解不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪-4y -31+y 2≤1得-12-2615≤y ≤-12+2615. 点评.对于形如y =a sin x +b c sin x +d 或y =a sin x +bc cos x +d的这类函数,均可利用三角函数中弦函数的有界性去求最值.三、转化为一元二次函数在某确定区间上求最值例5.设关于x 的函数y =cos 2x -2a cos x -2a 的最小值为f (a ),写出f (a )的表达式.解.y =cos 2x -2a cos x -2a =2cos 2x -2a cos x -(2a +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x -a 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22+2a +1. 当a2<-1,即a <-2时,f (a )=y min =1,此时cos x =-1.当-1≤a 2≤1,即-2≤a ≤2时,f (a )=y min =-a 22-2a -1,此时cos x =a2.当a2>1,即a >2时,f (a )=y min =1-4a ,此时cos x =1. 综上所述,f (a )=⎩⎪⎨⎪⎧1(a <-2),-12a 2-2a -1(-2≤a ≤2),1-4a (a >2).点评.形如y =a sin 2x +b sin x +c 的三角函数可转化为二次函数y =at 2+bt +c 在区间[-1,1]上的最值问题解决.例6.试求函数y =sin x +cos x +2sin x cos x +2的最值.解.设sin x +cos x =t ,t ∈[-2, 2 ],则2sin x cos x =t 2-1,原函数变为y =t 2+t +1,t ∈[-2, 2 ],当t =-12时,y min =34;当t =2时,y max =3+ 2.点评.一般地,既含sin x +cos x (或sin x -cos x )又含sin x cos x 的三角函数采用换元法可以转化为t 的二次函数解最值.注意以下结论的运用,设sin x +cos x =t ,则sin x cos x =12(t 2-1);sin x -cos x =t ,则sin x cos x =12(1-t 2). 四、利用函数的单调性求解例7.求函数y =(1+sin x )(3+sin x )2+sin x 的最值.解.y =sin 2x +4sin x +3sin x +2=(sin x +2)2-1sin x +2=(sin x +2)-1(sin x +2),令t =sin x +2,则t ∈[1,3],y =t -1t.利用函数单调性的定义易证函数y =t -1t在[1,3]上为增函数.故当t =1,即sin x =-1时,y min =0;当t =3,即sin x =1时,y max =83.例8.在Rt△ABC 内有一内接正方形,它的一条边在斜边BC 上,设AB =a ,∠ABC =θ,△ABC 的面积为P ,正方形面积为Q .求P Q的最小值.解.AC =a tan θ,P =12AB ·AC =12a 2tan θ.设正方形的边长为x ,AG =x cos θ,BC =acos θ.BC 边上的高h =a sin θ,∵AG AB =h -x h ,即x cos θa =a sin θ-xa sin θ,∴x =a sin θ1+sin θcos θ,∴Q =x 2=a 2sin 2θ(1+sin θcos θ)2. 从而P Q =sin θ2cos θ·(1+sin θcos θ)2sin 2θ =(2+sin 2θ)24sin 2θ=1+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2θ4+1sin 2θ. 易知函数y =1t +t4在区间(0,1]上单调递减,从而,当sin 2θ=1时,⎝ ⎛⎭⎪⎫P Q min =94. 点评.一些复杂的三角函数最值问题,通过适当换元转化为简单的代数函数后,可利用函数单调性巧妙解决.4.行百里者半九十——《三角恒等变换》一章易错问题盘点一、求角时选择三角函数类型不当而致错 例1.已知sin α=55,sin β=1010,α和β都是锐角,求α+β的值. [错解].因为α和β都是锐角,且sin α=55,sin β=1010,所以cos α=255,cos β=31010, sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=55×31010+255×1010=22. 因为α,β∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,则α+β∈(0,π).所以α+β=π4或3π4.[剖析].由sin α=55,sin β=1010,α和β都是锐角,可以知道α和β都是定值,因此α+β也是定值,因此上述解法出现两个答案,其中就有一个是错误的.这是因为sin(α+β)在第一、第二象限没有区分度,应选择计算cos(α+β)的值. [正解].因为α和β都是锐角,且sin α=55,sin β=1010,所以cos α=255,cos β=31010,cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=255×31010-55×1010=22. 因为α,β∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,所以α+β∈(0,π),所以α+β=π4.二、忽视条件中隐含的角的范围而致错例2.已知tan 2α+6tan α+7=0,tan 2β+6tan β+7=0,α、β∈(0,π),且α≠β,求α+β的值.[错解].由题意知tan α、tan β是方程x 2+6x +7=0的两根,由根与系数的关系,得⎩⎪⎨⎪⎧tan α+tan β=-6, ①tan αtan β=7, ②∴tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β=-61-7=1.∵0<α<π,0<β<π,∴0<α+β<2π, ∴α+β=π4或α+β=54π.[剖析].由①②知tan α<0,tan β<0,角α、β都是钝角.上述解法忽视了这一隐含条件.[正解].由⎩⎪⎨⎪⎧tan α+tan β=-6,tan αtan β=7易知tan α<0,tan β<0.∵α、β∈(0,π),∴π2<α<π,π2<β<π,∴π<α+β<2π. 又∵tan(α+β)=1,∴α+β=54π.三、忽略三角形内角间的关系而致错例3.在△ABC 中,已知sin A =35,cos B =513,求cos C .[错解].由sin A =35,得cos A =±45,由cos B =513,得sin B =1213,当cos A =45时,cos C =-cos(A +B )=sin A sin B -cos A cos B =1665.当cos A =-45时,cos C =-cos(A +B )=sin A sin B -cos A cos B =5665.[剖析].在△ABC 中,三个内角A 、B 、C 的和为π,解题时要充分利用这一定理.本题得到cos A =±45后,没有对cos A =-45这一结果是否合理进行检验,从而导致结论不正确.[正解].由cos B =513>0,得B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,且sin B =1213.由sin A =35,得cos A =±45,当cos A =-45时,cos A <-12,∴A >2π3.∵sin B =1213>32,B ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,∴B >π3.故当cos A =-45时,A +B >π,与A 、B 是△ABC 的内角矛盾.∴cos A =45,cos C =-cos(A +B )=sin A sin B -cos A cos B =1665.四、忽略三角函数的定义域而致错例4.判断函数f (x )=1+sin x -cos x 1+sin x +cos x 的奇偶性.[错解].f (x )=1+sin x -cos x1+sin x +cos x=1+2sin x2cos x 2-⎝⎛⎭⎪⎫1-2sin 2x 21+2sin x2cos x 2+⎝⎛⎭⎪⎫2cos 2x 2-1=2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x2+sin x 22cos x 2⎝⎛⎭⎪⎫sin x 2+cos x 2=tan x 2,由此得f (-x )=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2=-tan x2=-f (x ),因此函数f (x )为奇函数.[剖析].运用公式后所得函数f (x )=tan x2的定义域为{}x |x ∈R ,x ≠2k π+π,k ∈Z .两函数的定义域不同,变形后的函数定义域扩大致错. [正解].事实上,由1+sin x +cos x ≠0可得sin x +cos x ≠-1,即2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4≠-1,从而sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4≠-22,所以x +π4≠2k π+5π4且x +π4≠2k π+7π4(k ∈Z ),故函数f (x )的定义域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠2k π+π且x ≠2k π+3π2,k ∈Z ,显然该定义域不关于原点对称. 因此,函数f (x )为非奇非偶函数.温馨点评.判断函数的奇偶性,首先要看定义域,若定义域不关于原点对称,则函数一定是非奇非偶函数.上述解法正是由于忽视了对函数定义域这一隐含条件的考虑致错.五、误用公式a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ)而致错例5.若函数f (x )=sin(x +θ)+cos(x -θ),x ∈R 是偶函数,求θ的值. [错解].∵f (x )=sin(x +θ)+cos(x -θ), ∴f (0)=sin θ+cos θ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4. ∵f (x )=sin(x +θ)+cos(x -θ)是偶函数. ∴|f (0)|=f (x )max = 2.∴f (0)=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=±2,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=±1,∴θ+π4=k π+π2,k ∈Z .即θ=k π+π4,k ∈Z .[剖析].∵x +θ与x -θ是不同的角.∴函数f (x )的最大值不是2,上述解答把f (x )的最大值误当作2来处理. [正解].∵f (x )=sin(x +θ)+cos(x -θ)是偶函数. ∴f (x )=f (-x )对一切x ∈R 恒成立.即sin(x +θ)+cos(x -θ)=sin(-x +θ)+cos(-x -θ)恒成立. ∴[sin(x +θ)+sin(x -θ)]+[cos(x -θ)-cos(x +θ)]=0. ∴2sin x cos θ+2sin x sin θ=0恒成立. 即2sin x (cos θ+sin θ)=0恒成立. ∴cos θ+sin θ=0.∵cos θ+sin θ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=0. ∴θ+π4=k π,即θ=k π-π4,k ∈Z .5.平面向量与三角函数的交汇题型大全平面向量与三角函数的交汇是当今高考命题的一个热点,这是因为此类试题既新颖而精巧,又符合在知识的“交汇处”构题的命题思想.这类试题解答的关键是利用向量的平行、垂直、夹角、模、数量积公式将问题转化为三角问题,然后联想相关的三角函数知识求解. 一、平面向量平行与三角函数交汇例1 已知a =(2cos x +23sin x ,1),b =(y ,cos x ),且a ∥b .若f (x )是y 关于x 的函数,则f (x )的最小正周期为________.解析.由a ∥b 得2cos 2x +23sin x cos x -y =0, 即y =2cos 2x +23sin x cos x =cos 2x +3sin 2x +1 =2sin(2x +π6)+1,所以f (x )=2sin(2x +π6)+1,所以函数f (x )的最小正周期为T =2π2=π.答案.π点评.解答平面向量平行与三角函数的交汇试题一般先用平面向量平行的条件求涉及到三角函数的解析式或某角的函数值,然后再利用三角知识求解. 二、平面向量垂直与三角函数交汇例2 已知向量a =(4,5cos α),b =(3,-4tan α),α∈(0,π2),若a ⊥b ,则cos(2α+π4)=________. 解析.因为a ⊥b ,所以4×3+5cos α×(-4tan α)=0, 解得sin α=35.又因为α∈(0,π2),所以cos α=45.cos 2α=1-2sin 2α=725,sin 2α=2sin αcos α=2425,于是cos(2α+π4)=cos 2αcos π4-sin 2αsin π4=-17250.答案.-17250点评.解答平面向量垂直与三角函数的交汇试题通常先利用平面向量垂直的条件将向量问题转化为三角函数问题,再利用三角函数的知识进行处理. 三、平面向量夹角与三角函数交汇例3 已知向量m =(sin θ,1-cos θ)(0<θ<π)与向量n =(2,0)的夹角为π3,则θ=________. 解析.由条件得|m |=sin 2θ+(1-cos θ)2=2-2cos θ,|n |=2,m ·n =2sin θ,于是由平面向量的夹角公式得cos π3=m ·n |m ||n |=2sin θ22-2cos θ=12,整理得2cos 2θ-cos θ-1=0,解得cos θ=-12或cos θ=1(舍去). 因为0<θ<π,所以θ=2π3.答案.2π3点评.解答平面向量的夹角与三角函数的交汇试题主要利用平面向量的夹角公式建立某角的三角函数的方程或不等式,然后由三角函数的知识求解. 四、平面向量的模与三角函数交汇例4 若向量a =(cos θ,sin θ),b =(3,-1),则|2a -b |的最大值为________. 解析.由条件可得|a |=1,|b |=2,a ·b =3cos θ-sin θ, 则|2a -b |= |2a -b |2= 4a 2+b 2-4a ·b =8-4(3cos θ-sin θ)= 8-8cos (θ+π6)≤4,所以|2a -b |的最大值为4. 答案.4点评.解答平面向量的模与三角函数交汇一般要用到向量的模的性质|a |2=a 2.如果是求模的大小,则一般可直接求解;如果是求模的最值,则常常先建立模关于某角的三角函数,然后利用三角函数的有界性求解. 五、平面向量数量积与三角函数交汇例5 若函数f (x )=2sin(π6x +π3)(-2<x <10)的图象与x 轴交于点A ,过点A 的直线l 与函数的图象交于B 、C 两点,则(OB →+OC →)·OA →等于(..) A.-32 B.-16 C.16D.32解析.由f (x )=0,解得x =4,即A (4,0),过点A 的直线l 与函数的图象交于B 、C 两点,根据对称性可知,A 是BC 的中点,所以OB →+OC →=2OA →,所以(OB →+OC →)·OA →=2OA →·OA →=2|OA →|2=2×42=32,答案.D点评.平面向量数量积与三角函数的综合主要体现为两类:(1)利用三角函数给出向量的坐标形式,然后求数量积,解答时利用数量积公式可直接解决;(2)给出三角函数图象,求图象上相关点构成的向量之间的数量积,解答时关键是求涉及到的向量的模、以及它们的夹角.6.单位圆与三角恒等变换巧结缘单位圆与三角函数有着密切联系,下面我们通过例题来看看单位圆与三角恒等变换是如何结缘的.一、借助单位圆解决问题例1.已知sin α+sin β=14,cos α+cos β=13,求tan α+β2.(提示:已知A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB 中点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1+y 22解.设A (cos α,sin α),B (cos β,sin β)均在单位圆上,如图,则以OA 、OB 为终边的角分别为α、β,由已知,sin α+sin β=14,cos α+cos β=13,用题设所给的中点坐标公式,得AB 的中点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫16,18,如图,由平面几何知识知,以OC 为终边的角为β-α2+α=α+β2,且过点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫16,18,由三角函数的坐标定义,知tan α+β2=1816=34.点评.借助单位圆使问题简单化,这种思维方法贯穿整个三角函数问题的始终,特别在求值中更能显出它的价值. 二、单位圆与恒等变换的交汇例2.已知圆x 2+y 2=R 2与直线y =2x +m 相交于A 、B 两点,以x 轴的正方向为始边,OA 为终边(O 是坐标原点)的角为α,OB 为终边的角为β,则tan(α+β)的值为________. 解析.如图,过O 作OM ⊥AB 于点M ,不妨设α、β∈[0,2π],则∠AOM =∠BOM =12∠AOB=12(β-α), 又因为∠xOM =α+∠AOM =α+β2, 所以tan α+β2=k OM =-1k AB =-12,故tan(α+β)=2tanα+β21-tan2α+β2=-43.答案.-43点评.若是采用先求A 、B 两点的坐标,再求α、β的正切值这一思路就很繁锁甚至做不下去,可见用不同的解决方法繁简程度不同.例3.如图,A ,B 是单位圆O 上的点,OA 为角α的终边,OB 为角β的终边,M 为AB 的中点,连接OM 并延长交圆O 于点C.(1)若α=π6,β=π3,求点M 的坐标;(2)设α=θ(θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3),β=π3,C (m ,n ),求y =m +n 的最小值,并求使函数取得最小值时θ的取值.解.(1)由三角函数定义可知,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32, 由中点坐标公式可得M ⎝⎛⎭⎪⎫3+14,3+14.(2)由已知得∠xOC =12(α+β)=12(θ+π3),即C ⎝ ⎛⎭⎪⎫cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫12θ+π6,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12θ+π6,故m =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫12θ+π6,n =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12θ+π6,所以y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫12θ+π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12θ+π6=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12θ+5π12,又因为θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3,故5π12≤12θ+5π12≤7π12, 当θ=0或π3时,函数取得最小值y min =2sin 5π12=3+12.点评.借助单位圆和点的坐标,数形结合,利用平面几何知识和三角函数的定义使问题简单化.7.教你用好辅助角公式在三角函数中,辅助角公式a sin θ+b cos θ=a 2+b 2·sin(θ+φ),其中角φ所在的象限由a ,b 的符号确定,φ的值由tan φ=ba确定,它在三角函数中应用比较广泛,下面举例说明,以供同学们参考. 一、求最值例1.求函数y =2sin x (sin x -cos x )的最小值. 解.y =2sin x (sin x -cos x )=2sin 2x -2sin x cos x =1-cos2x -sin 2x =1-2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2x ·22+cos 2x ·22 =1-2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2x cos π4+cos 2x sin π4 =1-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4, 所以函数y 的最小值为1- 2. 二、求单调区间例2.求函数y =12cos 2x +32sin x cos x +1的单调区间.解.y =12cos 2x +32sin x cos x +1=14(1+cos 2x )+34sin 2x +1 =34sin 2x +14cos 2x +54=12⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin 2x +12cos 2x +54 =12sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6+54.由2k π-π2≤2x +π6≤2k π+π2(k ∈Z ),得k π-π3≤x ≤k π+π6(k ∈Z ).由2k π+π2≤2x +π6≤2k π+3π2(k ∈Z ),得k π+π6≤x ≤k π+2π3(k ∈Z ).所以函数的单调增区间是[k π-π3,k π+π6](k ∈Z );函数的单调减区间是[k π+π6,k π+2π3](k ∈Z ). 三、求周期例3.函数y =cos 22x +4cos 2x sin 2x 的最小正周期是(..) A.2π B.π C.π2 D.π4答案.C解析.y =cos 22x +4cos 2x sin 2x =12cos 4x +2sin 4x +12=172sin(4x +φ)+12(其中sin φ=1717,cos φ=41717),函数的最小正周期为T =2π4=π2.故选C. 四、求参数的值例4.如果函数y =sin 2x +a cos 2x 的图象关于直线x =-π8对称,则实数a 的值为(..)A. 2B.- 2C.1D.-1 答案.D解析.y =1+a 2sin(2x +φ)(其中tan φ=a ).因为x =-π8是对称轴,所以直线x =-π8过函数图象的最高点或最低点.即当x =-π8时,y =1+a 2或y =-1+a 2.所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4+a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=±1+a 2.即22(a -1)=±1+a 2.所以a =-1.故选D.。
《学案导学设计》高中数学 人教A版必修4【配套备课资源】第3章 章末复习课
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研一研·题型解法、解题更高效
跟踪训练 3 已知 cosπ4+x=35,1172π<x<74π,求sin12-x+ta2nsxin2x的值.
解
本
sin12-x+ta2nsxin2x=2sin
xcos x+2sin2x
1-csoins
x x
课 时 栏
=2sin
xcos cos
xcos x+sin x-sin x
4π+sin4π+xsin
π 4
本
课 时 栏
=
22×35-45=-
2 10 .
目
开 关
∴sin x=sinπ4+x-4π
=sinπ4+xcos 4π-sin π4cos4π+x=-7102,
sin 2x=275.∴sin12-x+ta2nsxin2x=-2785.
13
研一研·题型解法、解题更高效
题型四 构建方程(组)的思想在三角恒等变换中的应用 例 4 已知锐角三角形 ABC 中,sin(A+B)=35,sin(A-B)=15.
2
时 栏
令 sin x-cos x=t).
目
开
关
7
研一研·题型解法、解题更高效
跟踪训练 2 求函数 f(x)=sin x+cos x+sin x·cos x,x∈R 的最值
及取到最值时 x 的值.
解 设 sin x+cos x=t,
本
则 t=sin x+cos x=
2
2 2 sin
x+
2 2 cos
x=sin
2x1+tan 1-tan x
x=sin
2x·tanπ4+x.
目
开
关 ∵1172π<x<74π,∴53π<x+4π<2π,
高中数学必修4教案完整版新课标人教A版
第一章三角函数4-1.1.1任意角(1)教学目标:要求学生掌握用“旋转”定义角的概念,理解任意角的概念,学会在平面内建立适当的坐标系来讨论角;并进而理解“正角”“负角”“象限角”“终边相同的角”的含义。
教学重点:理解“正角”“负角”“象限角”“终边相同的角”的含义 教学难点:“旋转”定义角 课标要求:了解任意角的概念 教学过程: 一、引入同学们在初中时,曾初步接触过三角函数,那时的运用仅限于计算一些特殊的三角函数值、研究一些三角形中简单的边角关系等。
三角函数也是高中数学的一个重要内容,在今后的学习中大家会发现三角学有着极其丰富的内容,它能够简单地解决许多数学问题,在中学数学中有着非常广泛的应用。
二、新课1.回忆:初中是任何定义角的?(从一个点出发引出的两条射线构成的几何图形)这种概念的优点是形象、直观、容易理解,但它的弊端在于“狭隘”师:初中时,我们已学习了0○~360○角的概念,它是如何定义的呢?生:角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形。
师:如图1,一条射线由原来的位置OA ,绕着它的端点O 按逆时针方向旋转到终止位置OB ,就形成角α。
旋转开始时的射线OA 叫做角的始边,OB 叫终边,射线的端点O 叫做叫α的顶点。
师:在体操比赛中我们经常听到这样的术语:“转体720o ” (即转体2周),“转体1080o ”(即转体3周);再如时钟快了5分钟,现要校正,需将分针怎样旋转?如果慢了5分钟,又该如何校正?生:逆时针旋转300;顺时针旋转300.师:(1)用扳手拧螺母;(2)跳水运动员身体旋转.说明旋转第二周、第三周……,则形成了更大范围内的角,这些角显然超出了我们已有的认识范围。
本节课将在已掌握 ~角的范围基础上,重新给出角的定义,并研究这些角的分类及记法. 2.角的概念的推广:(1)定义:一条射线OA 由原来的位置OA ,绕着它的端点O 按一定方向旋转到另一位置OB ,就形成了角α。
2018版高中数学第三章三角恒等变换3.1.3二倍角的正弦余弦正切公式导学案新人教A版必修4_
3.1.3 二倍角的正弦、余弦、正切公式学习目标 1.会从两角和的正弦、余弦、正切公式推导出二倍角的正弦、余弦、正切公式.2.能熟练运用二倍角的公式进行简单的恒等变换并能灵活地将公式变形运用.知识点一 二倍角公式的推导思考1 二倍角的正弦、余弦、正切公式就是用α的三角函数表示2α的三角函数的公式.根据前面学过的两角和与差的正弦、余弦、正切公式,你能推导出二倍角的正弦、余弦、正切公式吗?答案 sin 2α=sin(α+α)=sin αcos α+cos αsin α=2sin αcos α;cos 2α=cos(α+α)=cos αcos α-sin αsin α=cos 2α-sin 2α;tan 2α=tan(α+α)=.2tan α1-tan2α思考2 根据同角三角函数的基本关系式sin 2α+cos 2α=1,你能否只用sin α或cos α表示cos 2α?答案 cos 2α=cos 2α-sin 2α=cos 2α-(1-cos 2α)=2cos 2α-1;或cos 2α=cos 2α-sin 2α=(1-sin 2α)-sin 2α=1-2sin 2α.知识点二 二倍角公式的变形1.公式的逆用2sin αcos α=sin 2α,sin αcos α=sin 2α,12cos 2α-sin 2α=cos 2α,=tan 2α.2tan α1-tan2α2.二倍角公式的重要变形——升幂公式和降幂公式升幂公式1+cos 2α=2cos 2α,1-cos 2α=2sin 2α,1+cos α=2cos 2,1-cos α=2sin 2 .α2α2降幂公式cos 2α=,sin 2α=.1+cos 2α21-cos 2α2类型一 给角求值例1 求下列各式的值:(1)cos 72°cos 36°;(2)-cos 215°;1323(3);(4)-.1-tan275°tan 75°1sin 10°3cos 10°解 (1)cos 36°cos 72°=2sin 36°cos 36°cos 72°2sin 36°===.2sin 72°cos 72°4sin 36°sin 144°4sin 36°14(2)-cos 215°=-(2cos 215°-1)=-cos 30°=-.1323131336(3)=2·=2·=-2.1-tan275°tan 75°1-tan275°2tan 75°1tan 150°3(4)-=1sin 10°3cos 10°cos 10°-3sin 10°sin 10°cos 10°=2(12cos 10°-32sin 10°)sin 10°cos 10°=4(sin 30°cos 10°-cos 30°sin 10°)2sin 10° cos 10°==4.4sin 20°sin 20°反思与感悟 对于给角求值问题,一般有两类:(1)直接正用、逆用二倍角公式,结合诱导公式和同角三角函数的基本关系对已知式子进行转化,一般可以化为特殊角.(2)若形式为几个非特殊角的三角函数式相乘,则一般逆用二倍角的正弦公式,在求解过程中,需利用互余关系配凑出应用二倍角公式的条件,使得问题出现可以连用二倍角的正弦公式的形式.跟踪训练1 求下列各式的值:(1)cos cos cos ;2π74π76π7(2)+.1sin 50°3cos 50°解 (1)原式=2sin 2π7cos 2π7cos 4π7cos 6π72sin 2π7==sin4π7cos 4π7cos 6π72sin 2π7sin 8π7cos 6π74sin 2π7===.sin π7cos π74sin 2π7sin 2π78sin 2π718(2)原式=====4.cos 50°+3sin 50°sin 50°cos 50°2(12cos 50°+32sin 50°)12×2sin 50°cos 50°2sin 80°12sin 100°2sin 80°12sin 80°类型二 给值求值例2 (1)若sin α-cos α=,则sin 2α= .13答案 89解析 (sin α-cos α)2=sin 2α+cos 2α-2sin αcos α=1-sin 2α=2⇒sin 2α=1-2=.(13)(13)89(2)若tan α=,则cos 2α+2sin 2α等于( )34A. B.64254825C.1D.1625答案 A解析 cos 2α+2sin 2α==.cos2α+4sin αcos αcos2α+sin2α1+4tan α1+tan2α把tan α=代入,得34cos 2α+2sin 2α===.1+4×341+(34)2425166425故选A.引申探究在本例(1)中,若改为sin α+cos α=,求sin 2α.13解 由题意,得(sin α+cos α)2=,19∴1+2sin αcos α=,19即1+sin 2α=,19∴sin 2α=-.89反思与感悟 (1)条件求值问题常有两种解题途径:①对题设条件变形,把条件中的角、函数名向结论中的角、函数名靠拢;②对结论变形,将结论中的角、函数名向题设条件中的角、函数名靠拢,以便将题设条件代入结论.(2)一个重要结论:(sin θ±cos θ)2=1±sin 2θ.跟踪训练2 已知tan α=2.(1)求tan 的值;(α+π4)(2)求的值.sin 2αsin2α+sin αcos α-cos 2α-1解 (1)tan ===-3.(α+π4)tan α+tan π41-tan αtan π42+11-2×1(2)sin 2αsin2α+sin αcos α-cos 2α-1=2sin αcos αsin2α+sin αcos α-2cos2α===1.2tan αtan2α+tan α-22×24+2-2类型三 利用倍角公式化简例3 化简.2cos2α-12tan (π4-α)sin2(π4+α)解 方法一 原式=2cos2α-12·sin (π4-α)cos (π4-α)sin2(π4+α)==2cos2α-12·sin (π4-α)cos (π4-α)cos2(π4-α)2cos2α-1sin (π2-2α)==1.cos 2αcos 2α方法二 原式=cos 2α2·1-tan α1+tan α(22sin α+22cos α)2=cos 2αcos α-sin αcos α+sin α(sin α+cos α)2===1.cos 2α(cos α-sin α)(cos α+sin α)cos 2αcos2α-sin2α反思与感悟 (1)对于三角函数式的化简有下面的要求:①能求出值的应求出值;②使三角函数种数尽量少;③使三角函数式中的项数尽量少;④尽量使分母不含有三角函数;⑤尽量使被开方数不含三角函数.(2)化简的方法:①弦切互化,异名化同名,异角化同角.②降幂或升幂.③一个重要结论:(sin θ±cos θ)2=1±sin 2θ.跟踪训练3 化简下列各式:(1)<α<,则= ;π4π21-sin 2α(2)α为第三象限角,则-= .1+cos 2αcos α1-cos 2αsin α答案 (1)sin α-cos α (2)0解析 (1)∵α∈(,),∴sin α>cos α,π4π2∴=1-sin 2α1-2sin αcos α=sin2α-2sin αcos α+cos2α==sin α-cos α.(sin α-cos α)2(2)∵α为第三象限角,∴cos α<0,sin α<0,∴- 1+cos 2αcos α1-cos 2αsin α=-2cos2αcos α2sin2αsin α=-=0.-2cos αcos α-2sin αsin α1.sin cos 的值等于( )12π12π12A.B. 1418C.D.11612答案 B 解析 原式=sin =.14π6182.sin 4-cos 4等于( )π12π12A.- B.- C. D.12321232答案 B解析 原式=·(sin2π12+cos2π12)(sin2π12-cos2π12)=-=-cos =-.(cos2π12-sin2π12)π6323.= .tan 7.5°1-tan27.5°答案 1-32解析 =·tan 7.5°1-tan27.5°122tan 7.5°1-tan27.5°=tan 15°=1-.12324.设sin 2α=-sin α,α∈,则tan 2α的值是 .(π2,π)答案 3解析 ∵sin 2α=-sin α,∴sin α(2cos α+1)=0,又α∈,(π2,π)∴sin α≠0,2cos α+1=0即cos α=-,12sin α=,tan α=-,323∴tan 2α===.2tan α1-tan2α-231-(-3)235.已知sin =,0<x <,求的值.(π4-x )513π4cos 2xcos (π4+x )解 原式=sin (π2+2x )cos (π4+x )==2sin .2sin (π4+x )cos (π4+x )cos (π4+x )(π4+x )∵sin =cos =,且0<x <,(π4-x )(π4+x )513π4∴+x ∈,π4(π4,π2)∴sin = =,(π4+x)1-cos2(π4+x )1213∴原式=2×=.121324131.对于“二倍角”应该有广义上的理解,如:8α是4α的二倍;6α是3α的二倍;4α是2α的二倍;3α是α的二倍;是的二32α2α4倍;是的二倍;=(n ∈N *).α3α6α2n 2·α2n +12.二倍角余弦公式的运用在二倍角公式中,二倍角的余弦公式最为灵活多样,应用广泛.二倍角的常用形式:①1+cos 2α=2cos 2α;②cos 2α=;1+cos 2α2③1-cos 2α=2sin 2α;④sin 2α=.1-cos 2α2课时作业一、选择题1.已知α是第三象限角,cos α=-,则sin 2α等于( )513 A.-B.12131213C.-D.120169120169答案 D解析 由α是第三象限角,且cos α=-,513得sin α=-,所以sin 2α=2sin αcos α=2××=,故选D.1213(-1213)(-513)1201692.若tan θ=-,则cos 2θ等于( )13A.- B.- C. D.45151545答案 D解析 tan θ=-,则cos 2θ=cos 2θ-sin 2θ13===.cos2θ-sin2θcos2θ+sin2θ1-tan2θ1+tan2θ453.已知x ∈(-,0),cos x =,则tan 2x 等于( )π245A. B.- C. D.-724724247247答案 D解析 由cos x =,x ∈(-,0),得sin x =-,45π235所以tan x =-,34所以tan 2x ===-,故选D.2tan x1-tan2x 2×(-34)1-(-34)22474.已知sin 2α=,则cos 2等于( )23(α+π4)A. B.1613C. D.1223答案 A解析 因为cos 2=(α+π4)1+cos [2(α+π4)]2==,1+cos (2α+π2)21-sin 2α2所以cos 2===,故选A.(α+π4)1-sin 2α21-232165.如果|cos θ|=,<θ<3π,则sin 的值是( )155π2θ2A.- B.105105C.-D.155155答案 C解析 ∵<θ<3π,|cos θ|=,5π215∴cos θ<0,cos θ=-.15又∵<<,∴sin <0.5π4θ23π2θ2∴sin 2==,θ21-cos θ235sin =-.θ21556.已知α为第二象限角,sin α+cos α=,则cos 2α等于( )33A.-B.-5359C.D.5953答案 A解析 由题意得(sin α+cos α)2=,13∴1+sin 2α=,sin 2α=-.1323∵α为第二象限角,∴cos α-sin α<0.又∵sin α+cos α>0,∴cos α<0,sin α>0,且|cos α|<|sin α|,∴cos 2α=cos 2α-sin 2α<0,∴cos 2α=- 1-sin22α=-=- =-,故选A.1-(-23)21-49537.若cos =,则sin 2α等于( )(π4-α)35A.B.72515C.-D.-15725答案 D解析 因为sin 2α=cos (π2-2α)=2cos 2-1,(π4-α)又因为cos =,(π4-α)35所以sin 2α=2×-1=-,故选D.925725二、填空题8.2sin 222.5°-1= .答案 -22解析 原式=-cos 45°=-.229.sin 6°sin 42°sin 66°sin 78°= .答案 116解析 原式=sin 6°cos 48°cos 24°cos 12°=sin 6°cos 6°cos 12°cos 24°cos 48°cos 6°===.sin 96°16cos 6°cos 6°16cos 6°11610.设α是第二象限角,P (x ,4)为其终边上的一点,且cos α=x ,则tan 2α= .15答案 247解析 cos α==,xx 2+42x 5∴x 2=9,x =±3.又∵α是第二象限角,∴x =-3,∴cos α=-,sin α=,3545∴tan α=-,tan 2α===432×(-43)1-(-43)2-831-169-83-79==.722124711.已知tan x =2,则tan 2(x -)= .π4答案 3412.若tan α+=,α∈,则sin +2cos cos 2α= .1tan α103(π4,π2)(2α+π4)π4答案 0解析 由tan α+=,1tan α103得tan α=或tan α=3.13又∵α∈,∴tan α=3.(π4,π2)∴sin α=,cos α= .310110∴sin +2cos cos 2α(2α+π4)π4=sin 2αcos +cos 2αsin +2cos cos 2απ4π4π4=×2sin αcos α+(2cos 2α-1)+cos 2α22222=sin αcos α+2cos 2α-2222=××+2×2-23101102(110)22=-=0.521022三、解答题13.已知角α在第一象限且cos α=,求的值.351+2cos (2α-π4)sin (α+π2)解 ∵cos α=且α在第一象限,∴sin α=.3545∴cos 2α=cos 2α-sin 2α=-,725sin 2α=2sin αcos α=,2425∴原式=1+2(cos 2αcosπ4+sin 2αsin π4)cos α==.1+cos 2α+sin 2αcos α145四、探究与拓展14.等腰三角形一个底角的余弦值为,那么这个三角形顶角的正弦值为 .23答案 459解析 设A 是等腰△ABC 的顶角,则cos B =,23sin B ===.1-cos2B 1-(23)253所以sin A =sin(180°-2B )=sin 2B=2sin B cos B =2××=.532345915.已知π<α<π,化简:32+.1+sin α1+cos α-1-cos α1-sin α1+cos α+1-cos α解 ∵π<α<π,∴<<π,32π2α234∴=|cos |=-cos ,1+cos α2α22α2=|sin |=sin .1-cos α2α22α2∴+1+sin α1+cos α-1-cos α1-sin α1+cos α+1-cos α=+1+sin α-2(cosα2+sin α2)1-sin α2(sin α2-cos α2)=+(cos α2+sin α2)2-2(cos α2+sin α2)(sin α2-cos α2)22(sin α2-cos α2)=-cos .2α2。
新编人教a高中数学必修4全册导学案版本
目录1.1.1任意角1.1.2弧度制1.2.1任意角的三角函数(1)1.2.1任意角的三角函数(2)1.2.2同角三角函数的基本关系1.3三角函数的诱导公式(1)1.3三角函数的诱导公式(2)1.4.1正弦,余弦函数的图像1.4.2正弦函数,余弦函数的性质1.4.3正切函数的性质与图像1.5 函数y=Asin(ωx+φ)的图象2.1平面向量的实际背景及基本概念2.2.1向量加法运算及其几何意义2.2.2向量减法运算及其几何意义2.2.3向量数乘运算及其几何意义2.3.1平面向量基本定理2.3.2平面向量的正交分解及坐标表示2.3.3平面向量的坐标运算2.3.4平面向量共线的坐标表示2.4.1平面向量数量积的物理背景及其含义2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角2.5.1平面几何中的向量方法2.5.2向量在物理中的应用举例第二章平面向量复习3.1.1两角差的余弦公式3.1.2两角和与差的正弦、余弦、正切公式3.1.3二倍角的正弦、余弦、正切公式3.2简单的三角恒等变换任意角1. 1.1任意角班级姓名一、学习目标:1.理解并掌握任意角、象限角、终边相同的角的定义。
2.会写终边相同的角的集合并且会利用终边相同的角的集合判断任意角所在的象限。
二、重点、难点:任意角、象限角、终边相同的角的定义是本节课的重点,用集合和符号来表示终边相同的角是本节课的难点三、知识链接:1.初中是如何定义角的?2.什么是周角,平角,直角,锐角,钝角?四、学习过程:(一)阅读课本1-3页解决下列问题。
问题1、按方向旋转形成的角叫做正角,按- 方向旋转形成的角叫做负角,如果一条射线没有作____旋转,我们称它形成了一个零角。
零角的与重合。
如果α是零角,那么α= 。
问题2、问题3、画出下列各角(1)780o (2)-120o(3)-660o(4)1200o问题4、象限角与象限界角为了讨论问题的方便,我们总是把任意大小的角放到平面直角坐标系内加以讨论,具体做法是:(1)使角的顶点和坐标重合;(2)使角的始边和x轴重合.这时,角的终边落在第几象限,就说这个角是的角(有时也称这个角属于第几象限);如果这个角的终边落在坐标轴上,那么这个角就叫做,这个角不属于任何一个象限。
人教版高中数学必修4全册导学案全集
人教版高中数学必修4全册导学案全集标题:人教版高中数学必修4全册导学案全集导学案是高中数学教学中的重要辅助教材,为学生提供了系统、全面的学习指导和练习题。
本文将全面介绍人教版高中数学必修4全册的导学案内容,帮助学生更好地掌握数学知识。
第一章函数及其应用本章主要介绍了函数的概念、函数的表示法、函数的性质以及函数方程的应用。
通过导学案中的练习题,学生可以锻炼观察问题、建立数学模型和解决实际问题的能力。
第二章二次函数本章重点讲解了二次函数的概念、图像、性质以及应用。
通过导学案中的案例分析,学生可以理解二次函数在现实中的应用,并能够运用二次函数来解决实际问题。
第三章三角函数本章主要介绍了正弦函数、余弦函数、正切函数以及它们的图像和性质。
导学案中的练习题旨在帮助学生熟悉三角函数的运算和性质,并能够应用三角函数解决实际问题。
第四章推理与证明本章重点讲解了数学中的命题、命题的联结词、命题的等价关系以及命题的推理方法。
导学案中的练习题旨在培养学生的逻辑思维和推理能力,并能够运用推理方法解决实际问题。
第五章指数与对数函数本章主要介绍了指数函数和对数函数的概念、性质、运算法则以及指数与对数方程的应用。
导学案中的实例分析和练习题有助于学生理解指数与对数函数在现实中的应用,并能够熟练运用它们解决实际问题。
第六章平面向量本章重点讲解了平面向量的概念、向量的运算法则、向量共线、共面以及平面向量与几何的应用等内容。
导学案中的案例分析和练习题旨在帮助学生理解平面向量的性质和应用,并能够运用平面向量解决实际问题。
第七章空间几何体的位置关系本章主要介绍了空间几何体的位置关系,包括平行、垂直、相交等。
导学案中的练习题旨在提高学生观察问题和分析问题的能力,并能够应用位置关系解决实际问题。
第八章空间向量与空间解析几何本章重点讲解了空间向量的概念、运算法则以及空间向量与几何的应用。
通过导学案中的案例分析和练习题,学生可以掌握空间向量的性质和应用,并能够运用空间向量解决实际问题。
人教A版高中数学必修四全册导学案简单的三角恒等变换
3. 2 简单的三角恒等变换三维目标1.通过经历二倍角的变形公式推导出半角的正弦、余弦和正切公式,能利用和与差的正弦、余弦公式推导出积化和差与和差化积公式,体会化归、换元、方程、逆向使用公式等数学思想,提高推理能力.2.理解并掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式,并会利用公式进行简单的恒等变形,体会三角恒等变换在数学中的应用.3.通过例题的解答,引导对变换对象目标进行对比、分析,形成对解题过程中如何选择公式,如何根据问题的条件进行公式变形,以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法的认识,从而加深理解变换思想,提高推理能力. 重点难点教学重点:1.半角公式、积化和差、和差化积公式的推导训练.2.三角变换的内容、思路和方法,在与代数变换相比较中,体会三角变换的特点.教学难点:认识三角变换的特点,并能运用数学思想方法指导变换过程的设计,不断提高从整体上把握变换过程的能力.教学过程 引言:三角函数的化简、求值、证明,都离不开三角恒等变换.学习了和角公式,差角公式,倍角公式以后,我们就有了进行三角变换的新工具,从而使三角变换的内容、思路和方法更加丰富和灵活,同时也为培养和提高我们的推理、运算、实践能力提供了广阔的空间和发展的平台. 应用:例1、 试以cos α表示sin 22a ,cos 22a , tan 22a .例2、 练习:求证tan 2a=ααααsin cos 1cos 1sin -=+。
例2、证明(1)sinαcosβ=21[sin(α+β)+sin(α-β)]; (2)sinθ+sinφ=2sin 2cos2ϕθϕθ-+.练习:课后练习2(2)、3(2)、题例3、 求函数x x y cos 3sin +=的周期,最大值和最小值。
练习:求下列函数的最小正周期,递增区间及最大值。
(!)x x y 2cos 2sin = (2)12cos22+=xy (3)x x y 4sin 4cos 3+=阅读内容:接矩形.记∠COP=α,求当角α取何值时,矩形ABCD的面积最大?并求出这个最大面积.课堂小结1、回顾前面学习的数学知识:和、差、倍角的正弦、余弦公式的应用,半角公式、代数式变换与三角变换的区别与联系.积化和差与和差化积公式及其推导,三角恒等式与条件等式的证明.2、本节课还研究了通过三角恒等变形,把形如y=asinx+bcosx的函数转化为形如y=Asin(ωx+φ)的函数,从而能顺利考查函数的若干性质,达到解决问题的目的,充分体现出生活的数学和“活”的数学.作业课本习题3.2 A组1(2)(4)、3、5、题。
必修4第三章导学案最终版
二倍角的正弦、余弦、正切公式(一)课型:新授 编写:张艳琴 蒋燕英 校审:高一数学组 时间:2016年1月1.请写出和角公式、差角公式::βα+S ____________________________ ;:βα-S ____________________________ ; :βα+C ____________________________ ;:βα-C ____________________________ ; :βα+T ____________________________ ;:βα-T ____________________________ ;2.求当和角公式中两角相等即βα=时的大的公式为:()=+ααsin _________________()=+ααcos _________________=_____________________=_______________ ()=+ααtan _________________3.二倍角公式::2αS ____________________________ ;α范围为_________________ ;:2αC ____________________________ ;α范围为_________________ ; :2αT ____________________________ ;α范围为_________________ ;4.细心观察二倍角公式结构,有什么特征呢? 公式左边角是右边角的2倍;左边是2α的三角函数的一次式,右边是α的三角函数的二次式,即左到右→升幂缩角,右到左→降幂扩角、二倍角的正弦是单项式,余弦.1. 若sinα=5,α∈(2π,π),求sin2α,cos2α,tan 2α的值.2.已知5sin 2,,1342ππαα=<<求sin 4,cos 4,tan 4ααα的值.3.在△ABC 中,54cos =A ,。
高中数学第三章三角恒等变换章末复习课导学案新人教A版必修4(2021年整理)
2018版高中数学第三章三角恒等变换章末复习课导学案新人教A版必修4 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018版高中数学第三章三角恒等变换章末复习课导学案新人教A版必修4)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第三章三角恒等变换学习目标 1.进一步掌握三角恒等变换的方法。
2.会运用正弦、余弦、正切的两角和与差公式与二倍角公式对三角函数式进行化简、求值和证明。
1。
两角和与差的正弦、余弦、正切公式cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β。
cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β。
sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β。
sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β.tan(α+β)=错误!。
tan(α-β)=错误!。
2。
二倍角公式sin 2α=2sin αcos α.cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α.tan 2α=错误!。
3.升幂缩角公式1+cos 2α=2cos2α。
1-cos 2α=2sin2α。
4.降幂扩角公式sin x cos x=错误!,cos2x=错误!,sin2x=错误!。
5。
和差角正切公式变形tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β),tan α-tan β=tan(α-β)(1+tan αtan β)。
6.辅助角公式y=a sin ωx+b cos ωx=错误!sin(ωx+θ).类型一灵活变角的思想在三角恒等变换中的应用例1 已知α,β为锐角,cos α=错误!,tan(α-β)=-错误!,求cos β的值.解∵α是锐角,cos α=错误!,∴sin α=错误!,tan α=错误!。
《学案导学设计》高中数学 人教A版必修4【配套备课资源】第3章 3.2
§3.2简单的三角恒等变换一、基础过关1.已知180°<α<360°,则的值等于() A.-α,2)) B. α,2))C.-α,2)) D. α,2))2.使函数f(x)=(2x+θ)+(2x+θ)为奇函数的θ的一个值是() 3.函数f(x)=x-x(x∈[-π,0])的单调递增区间是()4.函数f(x)=4x+2x的最小正周期是()C.πD.2π5.函数f(x)=(2x-)-22x的最小正周期是.6.已知等腰三角形顶角的余弦值为,则底角的正切值为.7.已知函数f(x)=4x-2 x-4x.(1)求f(x)的最小正周期;(2)当x∈时,求f(x)的最小值及取得最小值时x的集合.8.已知+α=-,-<α<0,求α的值.二、能力提升9.当y=2 x-3 x取得最大值时,x的值是()B.-D.410.若α=-,α是第三象限角,则等于() A.-C.2 D.-211.若8 α+5 β=6,8 α+5 β=10,则(α+β)=.12.已知函数f(x)=4 -1.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.三、探究与拓展13.已知函数f(x)=(1+x))2x-2·.(1)若α=2,求f(α);(2)若x∈,求f(x)的取值范围.答案1.C 2 3 4 5.π 6.37.解 (1)f (x )=(4x -4x )-2 x =(2x +2x )(2x -2x )- 2x = 2x - 2x =.∴T ==π,∴f (x )的最小正周期为π.(2)∵0≤x ≤,∴≤2x +≤, ∴当2x +=π,即x =时,f (x )=-,f (x )取最小值时x 的集合为.8. 解 ∵+ α= α + α + α= α+ α=-.∴ α+ α=-,∴=-.∵-<α<0,∴-<α+<, ∴=.∴ α== +=×+×=.9.B 10.A 1112.解 (1)因为f (x )=4 -1=4 π6+ π6))-1 =4 x +12x ))-1 = 2x +22x -1= 2x + 2x =2,所以f(x)的最小正周期为π.(2)因为-≤x≤,所以-≤2x+≤.于是,当2x+=,即x=时,f(x)取得最大值2;当2x+=-,即x=-时,f(x)取得最小值-1.13.解(1)f(x)=2x+x+2x=2x,2)+2x+2x=( 2x+2x)+,由α=2得2α=αα2α+2α)=α2α+1)=,2α===-,所以f(α)=×+=.(2)由(1)得f(x)=( 2x+2x)+=+,由x∈得2x+∈,所以∈,从而f(x)=+∈.。
《步步高 学案导学设计》 高中数学 人教A版必修4【配套备课资源】第3章 3.1.3
•15、一年之计,莫如树谷;十年之计,莫如树木;终身之计,莫如树人。2021年9月2021/9/132021/9/132021/9/139/13/2021
•16、教学的目的是培养学生自己学习,自己研究,用自己的头脑来想,用自己的眼睛看,用自己的手来做这种精神。2021/9/132021/9/13September 13, 2021
3.1.3
练习 2:函数 f(x)=cos 2x+4sin x 的值域是_[_-__5_,3_]__.
解析 f(x)=cos 2x+4sin x=1-2sin2x+4sin x
本
课
时 =-2sin2x+4sin x+1=-2(sin x-1)2+3.
栏
目 开
当 sin x=1 时,f(x)max=3;
解
(1)原式=2sin
20°·cos 20°·cos 40°·cos 2sin 20°
80°
本 课 时
=2sin
40°·cos 4sin
40°·cos 20°
80°
栏 目 开
=2sin88s0in°·2co0s°80°
关 =s8isnin16200°°=18.
(2)原式=csoins
70° 70°·cos
本 课 时
原式=2×1265-1×-34=-12010.
栏
目 开
小结
本题采用的“凑角法”是解三角问题的常用技巧,解题
关
时首先要分析已知条件和结论中各种角之间的相互关系,并根
据这种关系来选择公式.
研一研·问题探究、课堂更高效
3.1.3
本 课
跟 解踪原训式练=3 scion已sπ24π知++2sxixn=π4-2sxin=π4c+o15s3x,4πc+o0s<xxπ4<+π4x,=求2csoicnsoππ4s4++2xxx.的值.
人教版高中数学高一A版必修4教学设计 第三章复习
教学设计本章复习本章知识网络教学分析理解领会新课标的编写意图.新课标中三角函数部分共分三个板块完成:必修4《三角函数》、《三角恒等变换》、必修5《解三角形》,本章是第二个板块;其中三角函数模型是主线,三角变换是关键.三角函数及其三角恒等变换不仅有着广泛的实际应用,而且是进一步学习中学后续内容和高等数学的基础,因而成为高考中对基础知识、基本技能和基本思想方法考查的重要内容之一.切实掌握三角函数的基本变换思想是复习掌握好本章的关键.三角函数的恒等变形,不仅在三角函数的化简、求值问题中应用,而且在研究第一章三角函数的图象与性质时、在后续内容解三角形中也应用广泛.解决三角函数的恒等变形问题,其关键在掌握基本变换思想,运用三角恒等变形的主要途径——变角,变函数,变结构,注意公式的灵活应用.三角恒等变换是一种基本技能,从题型上一般表现为对三角式的化简、求值与证明.对所给三角式进行三角恒等变换时,除需使用三角公式外,一般还需运用代数式的运算法则或公式.如平方差公式、立方差公式等.对三角公式不仅要掌握其“原形”,更要掌握其“变形”,解题时才能真正达到运用自如,左右逢源的境界.基本变换思想主要是:①化成“三个一”:即化为一个角的一种三角函数的一次方的形式y=A sin(ωx+φ);②化成“两个一”:即化为一个角的一种三角函数的二次型结构,再用配方法求解;③“合二为一”:对于形如a sinθ+b cosθ的式子,引入辅助角φ并化成a2+b2sin(θ+φ)的形式(但在这里不要增加难度,仅限于特殊值、特殊角即可).高考对整个三角问题的考查主要集中在三个方面:一是三角函数的图象与性质,包括:定义域、值域、单调性、奇偶性、周期性、对称性等等;二是三角式的恒等变换,包括:化简、证明、直接求值、条件求值、求最值等;三是三角综合运用.特别是结合下一章的解三角形及与向量的交汇更是高考经久不衰的热点.因此复习中要充分运用数形结合的思想,利用向量的工具性,灵活运用三角函数的图象和性质解题,掌握化简和求值问题的解题规律和途径.学完本章后,前一章平面向量更有了用武之地,它是沟通代数、几何、与三角函数的一种重要工具,三角函数又具有较强的渗透力,切实提高三角函数的综合能力是复习好本章的保证.因此,我们可以通过整合,将三角函数,平面向量结成一个知识板块来复习,并进行三角与向量相融合的综合训练,这样更有利于学生对平面向量、三角函数及三角恒等变换的深刻理解及运用.三维目标1.通过复习全章知识方法,掌握两角和与差的正弦、余弦、正切公式,掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式.并能正确地运用上述公式化简三角函数式、求某些角的三角函数值、证明较简单的三角恒等式以及解决一些简单的实际问题.2.掌握简单的三角恒等变换的基本思想方法,并结合向量解决一些基本的综合问题.3.通过三角恒等变换体会数学的逻辑性的特征,进一步理解数学的化归思想、方程思想和代换意识,认识事物之间是相互依存、相互联系的.重点难点教学重点:和角公式、差角公式、倍角公式及其灵活应用.教学难点:和角公式、差角公式、倍角公式在三角恒等变换中的综合运用.课时安排2课时教学过程第1课时导入新课思路1.(直接导入)在第一章三角函数的基础上,我们一起又探究学习了第三章简单三角恒等变换的有关知识,并掌握了一定的分析问题与解决问题的方法,提高了我们的思维能力与运算能力.现在我们一起对本章进行小结与复习,进一步巩固本章所学的知识,请同学们画出本章的知识框图,由此进入复习.思路2.(问题导入)本章学习了几个公式?推导这些公式的过程中你用到了哪些基本的数学思想方法?你是从哪几个基本方面认识三角函数式的特点的?它们之间存在着怎样的逻辑关系?三角式的变换与代数式的变换有什么相同点?有什么不同点?对三角函数式特点的分析对你提高三角恒等变换的能力有什么帮助?通过学生解决这些问题展开全章的复习.推进新课知识回顾提出问题①列出本章所学的11个公式,回顾、思考并回答:推导这些公式的过程中你用到了哪些基本的数学思想方法?你是从哪几个基本方面认识三角函数式的特点的?它们之间存在着怎样的逻辑关系?三角式的变换与代数式的变换有什么相同点?有什么不同点?三角函数式特点的分析对你提高三角恒等变换的能力有什么帮助?②三角函数的变换灵活性大、方法多,回顾从前所学,三角变换都有哪些变换?③如果对三角函数变换题型进行归类,那么回顾从前所学,常见的基本题型有哪些?活动:问题①,本章的11个三角恒等变换公式中,余弦的差角公式是其他公式的基础,由它出发,用-β代替β,α=β等换元法就可以推导出其他公式.见下表:联想与代数运算的相同与不同之处;三角函数的恒等变换,是运用三角公式,变换三角表达式中的函数、角度和结构,把一个表达式变换成另一个与它等价的表达式.三角恒等变换是代数式恒等变换的推广和发展;进行三角恒等变换,除了要熟练运用代数恒等变换的各种方法,还要抓住三角本身的特点,领会和掌握最基本最常见的变换.教师要引导学生明确三角变换不仅有三角函数式的结构形式变换,而且还有角的变换,以及不同三角函数之间的变换,使学生领悟有关公式在变换中的作用和用法,学会用恰当的数学思想方法指导选择和设计变换思路.并让学生体会到通过三角恒等变换的探究训练,能大大提高他们的推理能力和运算能力.问题②,教师引导学生回顾总结,在学生探索时适时点拨,常见的变换有:(1)公式变换,数学公式变换的方法多种多样,揭示数学公式变形的一般规律对深化公式教学会有积极的意义.由于公式中的字母可以代表数、式、函数等有数学意义的式子,因此可以根据需要对公式进行适当的数学处理,或代换,或迭代,或取特殊值等等.如:tanα+tanβ=tan(α+β)(1-tanαtanβ),tan αtan β=1-tan α+tan βtan (α+β),1=tan αtan β+tan α+tan βtan (α+β), 1+cos2α=2cos 2α,1-cos2α=2sin 2α等.(2)角的变换,角度变换是三角函数恒等变换的首选方法,在进行三角恒等变换时,对角之间的关系必须进行认真的观察联想,分析角之间的和、差、倍、分关系.在数值角的三角函数式化简中,要特别注意是否能够产生特殊角;熟悉两角互余、互补的各种形式;或者引入辅助角进行角的变换等.如:α=(α+β)-β;2α=(α+β)+(α-β);π4-α=π2-(π4+α);π6+α=π2-(π3-α)等. 还需熟练掌握一些常见的式子:如:sin x ±cos x =2sin(x ±π4),sin x ±3cos x =2sin(x ±π3)等. 问题③,教师引导学生回顾总结,适时的点拨学生,常见三角恒等变换的基本题型有求值、化简、证明.对于求值,常见的有给角求值、给值求值、给值求角.1°给角求值的关键是正确地分析角之间的关系,准确地选用公式,要注意产生特殊角,同时把非特殊角的三角函数值相约或相消,从而求出三角函数式的值;2°给值求值的关键是分析已知式与待求式之间角、函数、结构间差异,有目的地将已知式、待求式的一方或两方加以变换,找出它们之间的联系,最后求出待求式的值;3°给值求角的关键是先求出该角的某一三角函数值,其次判断该角对应函数的单调区间,最后求出角.对于化简,有两种常见的形式:1°未指明答案的恒等变形,这时应把结果化为最简形式;2°根据解题需要将三角函数式化为某种特定的形式,例如一角一函数的形式,以便研究它的各种性质.无论是何种形式的化简,都要切实注意角度变换、函数变换等各种变换.对于证明,它包括无条件的恒等式和有附加条件恒等式的证明.1°无条件恒等式的证明,需认真分析等式两边三角函数式的特点,角度、函数、结构的差异,一般由繁的一边往简的一边证,逐步消除差异,最后达到统一.对于较难的题目,可以用分析法帮助思考,或分析法和综合法联用.2°有附加条件的恒等式的证明,关键是恰当地利用附加条件,需认真分析条件式和结论式中三角函数之间的联系,从分析过程中发现条件应怎样利用,证明这类恒等式时,还常常用到消元法和基本量方法.讨论结果:①~③略.应用示例思路1例1(1)化简tan2A tan(30°-A)+tan2A·tan(60°-A)+tan(30°-A)tan(60°-A);(2)已知α为锐角,且tanα=12,求sin2αcosα-sinαsin2αcos2α的值.活动:本例是一个三角函数化简求值问题,属于给出某些角的三角函数式的值,求另外一些三角函数式的值.关键是正确运用三角变换公式及常用思想方法,探索已知式与欲求式之间的差异和联系的途径和方法.教师可以大胆放手,让学生自己独立探究,必要时给予适时的点拨引导.但要让学生明白,从高考角度来看,关于三角函数求值问题是个重要题型、命题热点,一直备受高考的青睐.因为三角函数求值问题能综合考查考生三角变换、代数变形的基本运算能力和灵活运用公式、合理选用公式、准确选择解题方向的思维能力,且题目的答案可以简单明了.并让学生明了解决这类问题时应在认准目标的前提下,从结构式的特点去分析,以寻找到合理、简捷的解题方法,切忌不分青红皂白地盲目运用三角公式.比如在本例的(1)中,首先应想到将倍角化为单角这一基本的转化方法.教师还应点拨学生思考,求三角函数式的值必须明确求值的目标.一般来说,题设中给出的是一个或某几个特定角,即便这些角都不是特殊角,其最终结果也应该是一个具体的实数;题设中给出的是某种或几种参变量关系,其结果既可能是一个具体的实数,也可能是含参变量的某种代数式.如本例的(2)中,目标是“弦”且是“和差角”,而条件是“切”且是“单角”.在学生探讨向目标转化的过程中,由于视角不同,思考方式不同,学生会有多种解法,教师应鼓励学生一题多解,对新颖解法给予表扬.解:(1)∵tan(90°-2A)=tan[(30°-A)+(60°-A)]=tan(30°-A)+tan(60°-A)1-tan(30°-A)tan(60°-A),∴tan(30°-A)+tan(60°-A)=tan(90°-2A)[1-tan(30°-A)tan(60°-A)].∴原式=tan2A[tan(30°-A)+tan(60°-A)]+tan(30°-A)tan(60°-A)=tan2A tan(90°-2A)[1-tan(30°-A)tan(60°-A)]+tan(30°-A)tan(60°-A)=1-tan(30°-A)tan(60°-A)+tan(30°-A)tan(60°-A)=1.(2)原式=2sin αcos α·cos α-sin α2sin αcos α·cos2α=sin α(2cos 2α-1)2sin αcos α·cos2α=cos2α2cos α·cos2α=12cos α. ∵tan α=12,又α∈(0,π2),即2sin α=cos α. 又由sin 2α+cos 2α=1,∴cos α=25. ∴sin2αcos α-sin αsin2αcos2α=54. 点评:本题主要回顾了和差公式、二倍角公式的使用,及三角函数化简求值题目的一般解法;由于公式本身就是等式,所以从方程观点出发进行变形也是一种行之有效的变形办法.由此产生逆变公式、整体变换公式等方法的灵活运用,本例的两问的解法其实质是一样的.学生解决完后,教师应抓住这最佳时机,留出一定的时间让学生反思、领悟解决问题所用到的化归等数学思想方法.例2已知α、β∈(0,π4),且3sin β=sin(2α+β),4tan α2=1-tan 2α2,求α+β的值. 活动:本题属于给值求角,综合性强,有一定的难度,教师应在学生探究中适时给予恰当的点拨:把所求的角用含已知其值的角的式子表示,由所求的函数值结合该函数的单调区间求得角,但不要忽视对所求角的范围的讨论.即解决“给值求角”问题是由两个关键步骤构成:①把所求角用含已知角的式子表示;②由所得的函数值结合该函数的单调区间求得角.另外,求角一般都通过三角函数值来实现,但求该角的哪一种函数值,往往有一定的规律,如本例,联想条件的形式,确定目标选用和角的正切.这一点要提醒学生在解题过程中细细体会,领悟其要领,掌握其实质.解:∵3sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α],3sin(α+β)cos α-3cos(α+β)sin α=sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α,sin(α+β)cos α=2cos(α+β)sin α,∵α、β∈(0,π4),∴0<α+β<π2. ∴cos(α+β)≠0,cos α≠0.∴tan(α+β)=2tan α.由4tan α2=1-tan 2α2, 得4tan α21-tan 2α2=1, 即得2tan α=1,代入tan(α+β)=2tan α,得tan(α+β)=1.又0<α+β<π2,∴α+β=π4. 点评:本题通过变形转化为已知三角函数值求角的问题,关键在于对角的范围的讨论,注意合理利用不等式的性质,必要时,根据三角函数值,缩小角的范围,从而求出准确角.思路2例1已知θ∈(π2,π),2cos 2θ-sin θcos θ-sin 2θ=0,求tan θ和sin(2θ+π3)的值. 活动:本题主要训练同角三角函数的基本关系式、二倍角公式以及三角函数恒等变形的基础知识和基本运算技能,是一道较为综合的题目.本题能较全面地考查到三角函数的重要公式,有多种解题的切入口,通过探究学生可从中体会不同的数学思想方法,本题解题思路清晰,运算过程不繁杂,不必要运用特殊的解题技巧.本题基本解法是常规的因式分解法,也可运用方程的思想,通过换元先解一个一元二次方程,还可以运用三角函数的定义来解题.可以说是一道较为简单、考查全面的好题,教师可完全放给学生自己探究,必要时给以点拨.解:∵2cos 2θ-sin θcos θ-sin 2θ=0,∴cos θ≠0.∴上式两边同除以cos 2θ,得tan 2θ+tan θ-2=0.解得tan θ=-2〔∵θ∈(π2,π),∴舍去tan θ=1〕. ∴sin(2θ+π3)=sin2θcos π3+cos2θsin π3=sin θcos θ+32(2cos 2θ-1) =sin θcos θ+3cos 2θsin 2θ+cos 2θ-32 =tan θ+3tan 2θ+1-32 =-4+3310. 点评:三角函数的解法多样,教师应鼓励学生一题多解,如本题中,可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧sin θ=-2cos θ,sin 2θ+cos 2θ=1,解得sin θ,cos θ的值,再代入得解,也是一种不错的思路.课本复习参考题A组2、4.课堂小结1.先由学生总结归纳本节所复习的知识及数学思想方法,明确三角恒等变换所涉及的公式,主要是和角公式、差角公式、倍角公式,这些公式主要用于三角函数式的计算、化简与推导,它们在数学和许多其他学科中都有广泛的应用,必须熟练掌握,并搞清这些公式的逻辑关系和推导公式过程中所涉及的数学思想方法.2.教师强调,对一些公式不仅会用,还会逆用、变形用.三角函数是三角变换的对象,在进行三角恒等变换时,要认清三角函数式的角的特征、函数名称的特征和式子结构特征,以便使用恰当的变形手段,巧妙地解决问题.作业课本复习参考题A组3.设计感想1.本节为全章复习课,教案设计的指导思想是:通过设计的教学程序,引导学生对全章,甚至对涉及前两章的相关内容进行全面的复习整合,在掌握数学知识的同时,深刻领悟数学思想方法,提高他们分析问题、解决问题的能力.2.本章在新课程中的位置是承上启下,前有三角函数,后有解三角形,所以三角函数式的恒等变形是解决有关三角问题的重要环节,蕴含着丰富的数学思想方法,教师在指导学生复习时要引导学生深刻领悟这一点.3.三角函数公式众多,教学时要充分体现新课标的“以学生发展为本”的新理念,让学生亲自探究体验,切忌被动学习、死记硬背、机械的训练.在指导学生运用三角公式进行三角变换时,注意点拨学生从三角函数名称和角的差异双角度去综合分析,再从差异的分析中决定三角公式的选取,不可生搬硬套题型.第2课时导入新课思路1.请同学们回忆上一节复习的内容,教师点出,上一节我们一起复习了本章的11个公式,以及它们之间的内在联系,这一节我们将通过例题分析,继续探讨三角函数恒等变换问题,重点是复习与向量有关的一些综合问题.思路 2.教师开始就提出以下问题让学生探究:(1)不查表求sin 220°+cos 280°+3cos20°cos80°的值;(2)已知π2<β<α<3π4,cos(α-β)=1213,sin(α+β)=-35,求sin2α的值.学生专心解决问题的探究过程就已展开了新课.推进新课知识巩固根据上节复习的知识方法,请解答以下问题:1.设α、β为钝角,且sin α=55,cos β=-31010,则α+β的值为( ) A.154π B.5π4C.7π4D.5π4或7π4答案:C 注意选用α+β的余弦.2.已知a =(sin α-cos α,2 007),b =(sin α+cos α,1),且a ∥b ,则tan2α-1cos2α等于( ) A .-2 007 B .-12 007C .2 007 D.12 007答案:C 需利用向量平行的条件对已知进行转化,然后把所求式子切化弦,通分后再利用倍角公式化单角来解决.3.已知α∈(π2,π),sin α=35,则tan(α+π4)等于( ) A.17B .7C .-17D .-7答案:A 利用同角三角函数的基本关系式可求得余弦值,然后利用和角的正切公式解决.4.已知tan(π4+θ)+tan(π4-θ)=4,且-π<θ<-π2,求sin 2θ-2sin θcos θ-cos 2θ的值. 答案:由tan(π4+θ)+tan(π4-θ)=4,得sin (π4+θ)cos (π4+θ)+sin (π4-θ)cos (π4-θ)=sin (π4+θ+π4-θ)cos (π4+θ)cos (π4-θ)=1(cos π4cos θ)2-(sin π4sin θ)2=2cos 2θ-sin 2θ=4,则cos2θ=34. ∵-π<θ<-π2,∴cos θ=-32,sin θ=-12,sin 2θ-2sin θcos θ-cos 2θ=14-2·32·12-34=-1+32. 活动:由学生自己独立完成,对找不到思路的学生教师可给予适时的点拨.三角函数的化简、求值及恒等式的证明是三角变换的基本问题,各地市在高考中都有所体现,在考查三角公式的掌握和运用的同时,还注重考查思维的灵活性和发散性,以及观察能力、运算推理能力.特别是三角求值,需充分利用公式变形,而公式变形过程中可以充分体现数学思想和观点,充分体现数学公式的转化和简化功能,使学生深刻理解数学公式的本质,所以,高考三角求值题倍受命题人的青睐,使得成为出题频率较高的知识点,但其难度较小.如以上几例,让学生在探究中体会怎样选择有用的公式或其变形式.应用示例思路1例1若cos(π4-x )=-45,5π4<x <7π4,求sin2x -2sin 2x 1+tan x.活动:本例是课本总复习B 组题中的一道姊妹题,具有很好的训练价值,其变形式子在多处的高考试题中都有所体现.教师引导学生探讨题目中的已知条件与所求式子的角的关系,寻找解决问题的突破口.如转化为已知一个角(π4-x )的三角函数值,求这个角的其余三角函数值的问题.这样可以将所求式子化简,使其出现(π4-x )这个角的三角函数.教师要鼓励学生多视角观察,以探求更多的解题思路,从中比较最优解法.解:sin2x -2sin 2x 1+tan x =2sin x (cos x -sin x )cos x cos x +sin x =sin2x (cos x -sin x )cos x +sin x=sin2x 1-tan x 1+tan x =sin2x tan(π4-x )=cos(π2-2x )tan(π4-x )=[2cos 2(π4-x )-1]tan(π4-x ).∵5π4<x <7π4,∴-3π2<π4-x <-π. 又∵cos(π4-x )=-45,∴sin(π4-x )=35,tan(π4-x )=-34.∴原式=(2×1625-1)×(-34)=-21100.点评:在解答某些三角函数的求值问题时,要能够合理地利用公式,引导学生观察角之间的关系,公式应正确、熟练地记忆与应用,并注意总结公式的应用经验,对一些公式不仅会用,还会逆用、变形用,这里就是应用了正切和角公式的逆用,而且还是很重要的一步.例2已知sin 22α+sin2αcos α-cos2α=1,α∈(0,π2),求sin α、tan α的值.活动:本题是2002年高考试卷解答题的第一题,但常解常新.虽然综合性很强,但试题难度并不大,对学生的逻辑思维能力和运算能力有很好的训练价值.本题主要考查同角三角函数的基本关系式、二倍角公式以及三角函数恒等变形的基础知识和基本运算技能.按照较易题的要求来考查三角函数的重点知识.教师大胆放手让学生探究,必要时适时的给予点拨,鼓励学生一题多解.解答本题常出现的失误有:(1)记错三角公式,如“cos2α=2sin 2α-1”等;(2)解题中未能及时消去相同的项以简化运算,如将原式化为关于sin α的四次方程,造成运算烦琐,或不能得到结果;(3)用一个算式去除等式两边时,未先确认这个算式不等于零,推理不严密;(4)恒等变形中,移项时符号出错或合并同类项时系数出错,导致解题结果错误.可以此来检查学生的掌握程度.解:方法一,由倍角公式:sin2α=2sin αcos α,cos2α=2cos 2α-1,得4sin 2αcos 2α+2sin αcos 2α-2cos 2α=0⇔2cos 2α(2sin 2α+sin α-1)=0⇔2cos 2α(2sin α-1)·(sin α+1)=0.∵α∈(0,π2),∴sin α+1≠0,cos 2α≠0.∴2sin α-1=0,即sin α=12.∴α=π6.∴tan α=33.方法二:由题设,得sin 22α+sin2αcos α-2cos 2α=0, 即(sin2α+2cos α)(sin2α-cos α)=0.∵α∈(0,π2),∴sin2α+2cos α≠0.∴sin2α-cos α=0.∵cos α≠0,∴2sin α-1=0,即sin α=12.∴α=π6.∴tan α=33.方法三:由题设,得sin 22α+sin2αcos α-2cos 2α=0,将其看成关于sin2α的一元二次方程,得sin2α=-cos α±cos 2α+8cos 2α2=-cos α±3cos α2,∴sin2α=-2cos α或sin2α=cos α.∵α∈(0,π2),∴sin2α≠-2cos α.∴sin2α=cos α(以下同方法二).点评:本题是考查三角函数的综合题,能抓住“二倍角公式”和“同角三角函数关系式”这两个知识重点,把它们有机地组合在一起.解题过程运用“换元法”等基本数学方法,体现方程思想,在考查基础知识的基本技能的同时达到考查数学思想方法的目标.例3已知函数f (x )=2a sin 2x -23a sin x ·cos x +a +b (a ≠0)的定义域为[0,π2],值域为[-5,1],求常数a 、b 的值.活动:本题是一道经典三角综合题,属于结合三角函数性质运用的综合性中档题目.教师引导学生思考,对于涉及三角函数值域等性质问题时,首先应考虑将函数化为一角一种函数形式,本题通过降次,逆用二倍角公式后,形成了y =a sin x +b cos x 型的函数,再应用y =a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ),其中tan φ=ba,然后注意函数定义域对确定函数的值域的影响,可让学生独立探究,教师适时点拨.解:f (x )=a (1-cos2x )-3a sin2x +a +b =-a (cos2x +3sin2x )+2a +b , =-2a sin(2x +π6)+2a +b ,∵x ∈[0,π2],∴2x +π6∈[π6,7π6].∴-12≤sin(2x +π6)≤1.因此,由f (x )的值域为[-5,1],可得⎩⎪⎨⎪⎧a >0,-2a ×(-12)+2a +b =1,-2a ×1+2a +b =-5或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,-2a ×1+2a +b =1,-2a ×(-12)+2a +b =-5.∴⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b =-5或⎩⎪⎨⎪⎧a =-2,b =1. 点评:解题运用通性通法,不追求特殊解题技巧,使多数考生能较轻松的完成.解完后教师及时引导学生进行反思,注意体会解决本题用到的数学思想方法.例1已知tan(α+π4)=-12,π2<α<π,(1)求tan α的值; (2)求sin2α-2cos 2α2sin (α-π4)的值.活动:三角函数化简求值题的难度属于容易题,整个三角题目的高考难度也如此.因此在平时指导学生训练时教师要控制好这个难度.根据正切和角公式,由本题条件易得正切值,再将所求式子化简求值即可.对于本题的探究解答,可完全放给学生自己完成,教师只需在关键地方对部分学生给予指导点拨.解:(1)由tan(α+π4)=-12,π2<α<π,得1+tan α1-tan α=-12,解之,得tan α=-3.(2)sin2α-2cos 2α2sin (α-π4)=2sin αcos α-2cos 2αsin α-cos α=2cos α,∵π2<α<π,且tan α=-3, ∴cos α=-1010. 即原式的值为-105. 点评:解这类求值题一定要在化简上多下些功夫,至于究竟化简到什么位置,这要具体结合题目条件而定.学生解完后教师要引导学生进行反思,并要求学生书写规范,思路清晰,解答过程简洁流畅.,a 与c 的夹角为θ1,b 与c 的夹角为θ2,且θ1-θ2=π6,求sin α-β4的值.活动:本题是一道经典试题,多次多处用作试题,题目基础性强但难度不大,题干结构优美,主要考查向量及运算、三角函数公式变换的有关知识,以及综合探究问题和解决问题的能力.教师先让学生探究思路,寻找解题方向,适时的点拨学生.思考过程要从角、三角函数种类、式子结构形式三个方面寻找共同特点,从而作出归纳.可由已知找到θ1、θ2与α、β的关系,由θ1-θ2=π6,求得α-β2,进而求得sin α-β2的值.解:由题意知a =2cos α2(cos α2,sin α2),b =(2sin 2β2,2sin β2cos β2)=2sin β2(sin β2,cos β2),∵α∈(0,π),β∈(π,2π), ∴α2∈(0,π2),β2∈(π2,π). 故|a |=2cos α2,|b |=2sin β2.cos θ1=a ·c |a ||c |=2cos 2α22cosα2=cos α2,∴θ1=α2.cos θ2=b ·c |b ||c |=2sin 2β22sinβ2=sin β2=cos(β2-π2),∵0<β2-π2<π2,∴θ2=β2-π2.又θ1-θ2=π6,∴α2-β2+π2=π6.∴α-β2=-π3.∴sinα-β4=sin(-π6)=-12. 点评:本题的关键是找到角的关系,教师不要直接给出解答,让学生自己探究发现,因为学生学习数学应当是以积极的心态调动原有的认知和经验,尝试解决新问题、理解新知识的有意义的过程.解完后让学生反思:计算两条向量的夹角问题,与三角函数有关,故向量可与三角函数的运算自然结合,使试题简洁优美.课本复习参考题A 组7、8、13.课堂小结1.由学生回顾总结,通过本节课的复习对三角函数知识方法的整合达到高考要求了吗?对三角函数、平面向量、三角恒等变换有哪些新的认识?2.教师画龙点睛,点出处理三角函数及恒等变换问题,重在正确、熟练地运用三角公式,并注意总结公式的应用经验,对一些公式不仅正用,还要逆用、变形用;在运用相关公式时,注意观察角之间的关系,认清三角函数式的角的特征、函数名称的特征和式子结构特征.更重要的是学会具体问题具体分析的科学方法.作业布置课本复习参考题A 组9、10.设计感想1.本教案的设计流程符合新课标精神,设计的理念是想让学生充分体验学习探究的全过程,并且引导学生主动参与、积极探究学习的全过程,让学生在探究中感知数学,锻炼思维,在思考中培养、发展创新思维和实践能力.这是比学习数学知识更重要的.2.作为本模块的最后课时,本教案设计的题目都带有一定的综合性,但难度都不大,没有超出高考考试大纲的要求,目的是想让学生“温故知新”,而且综合前两章的内容进行三角函数的综合探究更有利于学生智能发展,也是高考的命题要求所在.3.通过探究设置的问题,启迪学生的想象力,引发学生学习的兴趣,激励学生探索欲望,使之养成勇于攀登、不怕困难的良好习惯和求实的科学态度,这正是我们数学教师努力的方向.备课资料一、备选习题1.f (x )=2cos 2x +3sin2x +a (a 为实常数)在区间[0,π2]上的最小值为-4,那么a 的值等于( )A .4B .-6C .-4D .-3答案:C ∵f (x )=1+cos2x +3sin2x +a =2sin(2x +π6)+a +1.∵x ∈[0,π2],∴2x +π6∈[π6,7π6].。
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鸡西市第十九中学学案过点P 作1PA OP ⊥,垂足为A ,过点作PM x ⊥轴,垂足为M ,鸡西市第十九中学学案2014年()月()日班级姓名宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
1.已知α是锐角,若sin α=35,则2cos ⎝⎛⎭⎫α-π4=________. 2.1cos 2x x -cos x xcos x x + sin π12-3cos π12cos )x x -x xsin15cos15o o + (两种方法)【辅助角公式a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ)】问题 请写出把a sin x +b cos x 化成A sin(ωx +φ)形式的过程. a sin x +b cos x=a 2+b2x x ⎛⎫⎪⎭=a 2+b 2(sin x +cos x ) (想想正弦、余弦的定义) =a 2+b 2sin(x +φ)(其中sin φ=b a 2+b 2,cos φ=aa 2+b 2). 使a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ)成立时,cos φ=a a 2+b 2,sin φ=ba 2+b 2, 其中φ(a ,b )决定. 辅助角公式在研究三角函数的性质中有着重要的应用.试一试 将下列各式化成A sin(ωx +φ)的形式,其中A >0,ω>0,|φ|<π2.(1)sin x +cos x = ;(2)sin x -cos x =_________ ____;(3)3sin x +cos x =_____________;(4)3sin x -cos x =_____________;(5)sin x +3cos x =_____________;(6)sin x -3cos x =_____________. 【当堂训练】1.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+sin ⎝⎛⎭⎫x -π3的最大值是2.函数f (x )=sin x -cos x ,x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的最小值为3.函数f (x )=2sin x 2sin ⎝⎛⎭⎫π3-x 2的最大值等于4.求函数f (x )=3sin(x +20°)+5sin(x +80°)的最大值.《辅助角公式》专题2014年( )月( )日 班级 姓名宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
【辅助角公式a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ)】问题 请写出把a sin x +b cos x 化成A sin(ωx +φ)形式的过程.a sin x +b cos x=a 2+b2x x ⎛⎫+⎪⎭=a 2+b 2(sin x +cos x ) (想想正弦、余弦的定义) =a 2+b 2sin(x +φ)(其中sin φ=b a 2+b 2,cos φ=aa 2+b 2). 使a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ)成立时,cos φ=a a 2+b 2,sin φ=ba 2+b 2, 其中φ(a ,b )决定.辅助角公式在研究三角函数的性质中有着重要的应用. 1.化下列代数式为一个角的三角函数1sin 2αα;3cos 2xx -cos αα+;x x +sin cos αα-cos 22x x+sin()cos()6363ππαα-+-.5sin 12cos αα+sin()cos()4444ππαα-+-2.若函数()(1)cos f x x x =,02x π≤<,则()f x 的最大值为()A .1B .2 C1 D 23. (2009安徽卷理)已知函数()cos (0)f x x x ωωω=+>,()y f x =的图像与直线2y =的两个相邻交点的距离等于π,则()f x 的单调递增区间是( ) A.5[,],1212k k k Z ππππ-+∈ B.511[,],1212k k k Z ππππ++∈C.[,],36k k k Z ππππ-+∈ D.2[,],63k k k Z ππππ++∈4.如果函数y=sin2x+acos2x 的图象关于直线x=-π8对称,那么a= ( )(A )2(B )-2 (C )1 (D )-15. 函数y =cos x+cos ⎝⎛⎭⎫x +π3的最大值是________.62)cos()12123x x ππ+++=,且 02x π-<<,求sin cos x x -的值。
7. 求函数f x k x k x x ()cos()cos()sin()=+++--++613261322332πππ(,)x R k Z ∈∈的值域。
6.(2006年天津)已知函数x b x a x f cos sin )(-=( a 、b 为常数,0≠a ,R x ∈)在4π=x 处取得最小值,则函数)43(x f y -=π是 ( )A .偶函数且它的图象关于点)0,(π对称B .偶函数且它的图象关于点)0,23(π对称 C .奇函数且它的图象关于点)0,23(π对称 D .奇函数且它的图象关于点)0,(π对称 6.D9. 若sin(50)cos(20)3x x +++=,且0360x ≤<,求角x 的值。
参考答案1.(6)sin cos ))a xb x x x x ϕ+==+其中辅助角ϕ由cos sin ϕϕ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩确定,即辅助角ϕ的终边经过点(,)a b3.答案:B解析 因为()(1)cos f x x x==cos x x =2cos()3x π-当3x π=是,函数取得最大值为2. 故选B4.答案 C解析 ()2sin()6f x x πω=+,由题设()f x 的周期为T π=,∴2ω=,由222262k x k πππππ-≤+≤+得,,36k x k k z ππππ-≤≤+∈,故选C5.解:可化为y a x =++122sin()θ。
知x =-π8时,y 取得最值±12+a ,即7. [答案]3[解析] 法一:y =cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x +π3-π3+cos ⎝⎛⎭⎫x +π3 =cos ⎝⎛⎭⎫x +π3·cos π3+sin ⎝⎛⎭⎫x +π3sin π3+cos ⎝⎛⎭⎫x +π3 =32cos ⎝⎛⎭⎫x +π3+32sin ⎝⎛⎭⎫x +π3 =3⎣⎡⎦⎤32cos ⎝⎛⎭⎫x +π3+12sin ⎝⎛⎭⎫x +π3=3cos ⎝⎛⎭⎫π6-x -π3=3cos ⎝⎛⎫x +π6≤ 3. 法二:y =cos x +cos x cos π3-sin x sin π3=32cos x -32sin x =3⎝⎛⎭⎫32cos x -12sin x =3cos ⎝⎛⎭⎫x +π6, 当cos ⎝⎛⎭⎫x +π6=1时,y max = 3. 10.解:。
)2x 2sin(4]6sin )x 23cos(6cos )x 23[sin(4)x 23sin(32)x 23cos(2)x 23sin(32)x 23k 2cos()x 23k 2cos()x (f π+=π+π+π+π=+π++π=+π+-π-π++π+π= 所以函数f(x)的值域是[-4,4]。
鸡西市第十九中学学案鸡西市第十九中学学案鸡西市第十九中学学案《半角的正弦、余弦和正切》专题2015年()月()日班级姓名空想会想出很多绝妙的主意,但却办不成任何事情。
1:已知3sin25α=,求cosα的值。
2:若7cos 25α=,且α为锐角,则sin 2α= , cos2α= ,tan2α= 。
问题1 ①在α-=α2sin 212cos 中,以α代2α,2α代α即得2sin 2α= ②在1cos 22cos 2-α=α 中,以α代2α,2α代α即得2cos 2α= ③以上结果相除得2tan2α=问题2 证明:tan α2=sin α1+cos α=1-cos αsin α.【半角公式】 (1)S2α:sin α2=_____________;C 2α:cos α2=_____________;(2) T2α:tan α2=_____________ (无理形式)=__________=__________(有理形式).特点:①左式中的角是右式中的角的一半。
②公式的“本质”是用α角的余弦表示2α角的正弦、余弦、正切。
③根号前均有“±”它由角“2α”所在象限来确定的,如果没有给定角的范围,“±”应保留。
注意:公式③成立的条件,,.22k k z αππ≠+∈公式①、②、③叫做半角公式,实际是二倍角公式的推论。
用于三角函数的求值、化简和证明 【当堂训练】1. 求值:(1)sin15 (2)cos15 (3)tan 8π3.已知cos α=13,α为第四象限角,求sin α2、cos α2、tan α2.小结 在运用半角公式时,要注意根号前符号的选取,不能确定时,根号前应保持正、负两个符号,而对于tan θ2,还要注意运用公式tan θ2=sin θ1+cos θ=1-cos θsin θ来求值.3.已知cos θ=-35,且180°<θ<270°,求tan θ2.《三角函数的积化和差与和差化积公式》专题2015年( )月( )日 班级 姓名想不付出任何代价而得到幸福,那是神话。
—— 徐特立①()cos αβ+= ;③()sin αβ+= ;②()cos αβ-= ; ④()sin αβ-= ;①+②得()cos αβ++()cos αβ-= ;①-②得()cos αβ+-()cos αβ-= ;同理: ③+④得()sin αβ++()sin αβ-= ; ③-④得()sin αβ+-()sin αβ-= ; 即><=1______________________cos sin βα ><=2______________________sin cos βα ><=3______________________cos cos βα ><=4______________________sin sin βα公式<1><2><3><4>叫做积化和差公式。
在积化和差的公式中,如果令αβθαβϕ+=-=,, 则αθϕβθϕ=+=-22,。
把这些值代入积化和差的公式<1>中,就有()><-+=++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--++⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=-+52cos2sin2sin sin sin sin 2122sin 22sin 212cos2sin ϕθϕθϕθϕθϕθϕθϕθϕθϕθϕθ·∴·同样可得,><=-><=+><=-8_______________________cos cos 7_______________________cos cos 6_______________________sin sin ϕθϕθϕθ 公式<5><6><7><8>叫做和差化积公式。