三角函数式化简
三角函数式化简
三角函数式化简孙小龙所谓三角函数化简,就是灵活运用公式,对复杂的三角函数式进行变形,从而得到较为简单的三角函数式以便于进行问题讨论,所以三角函数式的化简是研究复杂三角函数式的基础;下面我们一起深入探究如何进行三角函数式化简;方法引导三角函数式化简通常是最让人头疼的一类题型,因为化简没有明确的方向,很难继续进行;其实化简只要遵守“三看”原则,即能顺利化简;一是看角,二是看名,三是看式子的结构和特征;(1) 看角的特点,充分利用角之间的关系,尽量向同角转化,利用已知角构建待求角;如倍角关系、半角关系、互余关系、互补关系等;(2) 看函数名的特点,向同名函数转化,弦切互化;(3) 看式子的结构特点,从整体出发,正用、逆用、变形应用这些公式;另外,根据式子的特点,还可以使用辅助角公式;了解了化简原则之后,下面我们开始化简了;例一 化简fx=2cosxsinx+3π-3sin 2x+sinxcosx分析:首先先看角,式子中的角度不统一,所以首要任务是统一角度,根据式子的结构特点和π3的特殊性,可以运用两角和的正弦公式将式子展开fx =2cos x sin x +3π-3sin2x +sin x cos x−−−−−→用三角公式展开2cos x sin x cos3π+cos x sin 3π-3sin2x +sin x cos x= 2sin x cos x +3cos2x -3sin 2x第一步化简完成后,再次观察式子的结构特点,每一个单项式都是二次的,所以再运用降幂公式把式子变为一次式2sin x cos x +3cos2x -3sin2x −−−−→降幂公式sin2x +3cos2x继续运用辅助角公式进行彻底化简sin2x +3cos2x −−−−→辅助角公式2sin2x +3π.例二 化简:42212cos 2cos 2.2tan()sin ()44x x x x ππ-+-+ 分析:我们还是先从角度入手,分子上角度统一,分母角度不统一,但仔细观察发现分母中两个角呈互余关系,再看函数名的特点,我们可以运用诱导公式进行化简;分子上仔细观察结构,提出12,可以得到完全平方式42212cos 2cos 2.2tan()sin ()44x x x x ππ-+-+诱导公式及完全平方式→ 12(4cos x−4cos x+1)242cot(π4+x)sin (π4+x )2=(2cos x−12)24sin(π4+x)cos(π4+x) 统一角度后,分析式子的结构特点,运用降幂公式进行化简 (2cos x−12)24sin(π4+x)cos(π4+x)降幂公式→ 2cos 2x22sin(π2+2x)=2cos 2x 22cos 2x= 12cos 2x 我们可以通过两个例题发现化简题目中透露出来的隐藏信息,这就是三角函数式化简要求最终形式:正弦型函数通常情况 化简方法: 1、切割化弦; 2、降幂公式;3、用三角公式转化出现特殊角;4、 异角化同角;5、异名化同名;6、高次化低次;7、辅助角公式;8、分解因式;任何三角函数式化简只要掌握了化简的原则和要求,遇到化简题就能轻而易举的攻破了,但首先有个前提:熟练掌握常见三角函数变换公式,如同角三角函数变换公式、诱导公式、两角和与差的余弦正弦正切公式、倍角与半角公式、辅助角公式等;同时还要了解其他三角函数变换公式,如三角函数积化和差和和差化积公式、三倍角公式和万能置换公式等;小试牛刀1. 化简βαβαβα2cos 2cos 21cos cos sin sin 2222-+;2. 化简xxx x x x f 2sin 2cos sin cos sin )(2244-++=3. 已知t a n θ=2,求⎪⎭⎫ ⎝⎛+--θπθθ4sin 21sin 2cos 22的值4. 化简下列各式1⎪⎭⎫ ⎝⎛<<+-παπα2232cos 21212121;利用升次公式,去掉开方符号 242sin 42cos tan 5312sin 2cos 2tan 31--+--++x x xx x x ; 可使用换元化简,令t =t a n x 3se c 2280°-3c s c 2280°.化割为弦小试牛刀答案1. 原式βαβαβα2cos 2cos 21)2cos 1)(2cos 1(41)2cos 1)(2cos 1(41-+++--=)2cos 2cos 2cos 2cos 1(41)2cos 2cos 2cos 2cos 1(41βαβαβαβα+++++--=βα2cos 2cos 21- 212cos 2cos 21)2cos 2cos 1(21=-+=βαβα 2. xxx x x x f 2sin 2cos sin cos sin )(2244-++=)cos sin 1(2cos sin 122x x xx --=212sin 41+=x ; 3. 原式=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-•=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-θπθπθπθππθπθθπθπθθ4sin 4cos 4sin 24sin 4cos 24sin 2sin 2sin 4sin 2sin cos .=2232121tan 1tan 14tan 1+-=+-=+-=⎪⎭⎫⎝⎛+θθθπ4. 1∵αααπαπcos |cos |2cos 2121,223==+∴<<, 又∵2sin ,2sin |2sin |cos 2121,243ααααπαπ=∴==-∴<<原式. 2令t =t a n x ,则原式=41811531121)1(231222222-+-+-+--+++-+t t t t tttt t t=x tt t t t t t t t t 2sec 212)1()1)(53()1)(51()1)(31()1()31(2222=-+=+++++-++•+ 3原式=csc 210°-3se c 210°=csc10°+3sec10°·csc10°-3sec10°=︒︒-︒•︒+︒=︒︒︒-︒•︒•︒︒+︒20sin )1030sin()1030sin(1610cos 10sin 10sin 310cos 10cos 10sin 10sin 310cos 2=32cos20°.。
第9讲 三角函数的化简与求值
第九讲: 三角函数的化简与求值一、知识要点1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)C (α-β):cos(α-β)=cos_αcos_β+sin_αsin_β; (2)C (α+β):cos(α+β)=cos_αcos_β-sin_αsin_β; (3)S (α+β):sin(α+β)=sin_αcos_β+cos_αsin_β; (4)S (α-β):sin(α-β)=sin_αcos_β-cos_αsin_β; (5)T (α+β):tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β;(6)T (α-β):tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)S 2α:sin 2α=2sin_αcos_α;(2)C 2α:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α; (3)T 2α:tan 2α=2tan α1-tan 2α.3.有关公式的逆用、变形等(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan_αtan_β); (2)cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2; (3)1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2, sin α±cos α=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α±π4.4.函数f (α)=a cos α+b sin α(a ,b 为常数),可以化为f (α)=a 2+b 2sin(α+φ)或f (α)=a 2+b 2cos(α-φ),其中φ可由a ,b 的值唯一确定. 二、方法点拨三角变换是运算化简过程中运用较多的变换, 也是历年高考命题的热点.提高三角变换能力, 要学会设置条件, 灵活运用三角公式, 掌握运算、化简的方法和技能.常用的数学思想方法技巧如下: 1. 角的变换: 在三角化简、求值、证明中, 表达式往往出现较多的相异角, 可根据角与角之间的和差、倍半、互补、互余的关系, 运用角的变换, 沟通条件与结论中的差异, 使问题获解.对角的变形如下:角的变换:β=α+β2-α-β2;α-β2=⎝ ⎛⎭⎪⎫α+β2-⎝ ⎛⎭⎪⎫α2+β)2()2()(,2304560304515α-β-β+α=β-β+α=α=-=-=,)4()4()()(2α-π-α+π=β-α+β+α=α,)4(24α-π-π=α+π特别地, α+π4与α-π4为互余角, 它们之间可以互相转化, 在三角变形中使用频率高.2. 函数名称变换: 三角变形中, 常常需要变函数名称为同名函数. 如在三角函数中正余弦是基础, 通常化切、割为弦, 变异名为同名.3. 常数代换: 在三角函数运算、求值、证明中, 有时需要将常数转化为三角函数值, 例如常数“1”的代换变形有: α-α=α-α=α+α=222222cot csc tan sec cos sin 1.4. 幂的变换: 降幂是三角变换时常用方法, 对次数较高的三角函数式, 一般采用降幂处理的方法. 常用降幂公式有:1cos sin ,22cos 1cos ,22cos 1sin 2222=α+αα+=αα-=α 等, 三角变换时, 有时需要升幂, 如对无理式α+cos 1常用升幂化为有理式, 升幂公式与降幂公式是相对而言的.5. 公式变形式: 根据式子的结构特征进行变形,使其更贴近某个公式或某个期待的目标,其手法通常有:“常值代换”、“逆用变用公式”、“通分约分”、“分解与组合”、“配方与平方”等.三角公式是变换的依据, 应熟练掌握三角公式的直接应用,逆用以及变形式的应用.如:)tan tan 1)(tan(tan tan ,sin 22sin cos β⋅αβ±α=β±ααα=α 等. 三、典型例题讲解:考点一、三角函数式的化简【例1】►化简2cos 4x -2cos 2x +122tan ⎝⎛⎭⎪⎫π4-x sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x .三角函数式的化简要遵循“三看”原则:(1)一看“角”,通过看角之间的差别与联系,把角进行合理的拆分,从而正确使用公式;(2)二看“函数名称”,看函数名称之间的差异,从而确定使用的公式;(3)三看“结构特征”,分析结构特征,找到变形的方向. 【训练1】 化简:(sin α+cos α-1)(sin α-cos α+1)sin 2α.考点二、三角函数式的求值【例1】已知0<β<π2<α<π,且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-β2=-19,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2-β=23,求cos(α+β)的值.训练1】 已知α,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,sin α=45,tan(α-β)=-13,求cos β的值. 训练2】已知cos(α-6π)+sin α=354,则sin(α+67π)的值是( )训练3】已知tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=2,则tan x tan 2x 的值为________训练4】已知2π<β<α<43π,cos(α-β)=1312,sin(α+β)=-53,求sin2α的值_________考点三、三角函数的求角问题【例1】►已知cos α=17,cos(α-β)=1314,且0<β<α<π2,求β.通过求角的某种三角函数值来求角,在选取函数时,遵照以下原则:①已知正切函数值,选正切函数;②已知正、余弦函数值,选正弦或余弦函数;若角的范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,选正、余弦皆可;若角的范围是(0,π),选余弦较好;若角的范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,选正弦较好.【训练1】 已知α,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,且tan α,tan β是方程x 2+33x +4=0的两个根,求α+β的值.【训练2】已知tan(α-β)=12,tan β=-17,且α,β∈(0,π),求2α-β的值.考点四、 三角函数的综合应用【例1】►设0<θ<2π,曲线x 2sin θ+y 2cos θ=1和x 2cos θ-y 2sin θ=1有4个不同的交点。
三角函数式的化简求值训练
)=cos_αcos_β+sin_αsin_β; (2)C (α+β):cos(α+β)=cos_αcos_β-sin_αsin_β; (3)S (α+β):sin(α+β)=sin_αcos_β+cos_αsin_β; (4)S (α-β):sin(α-β)=sin_αcos_β-cos_αsin_β;(5)T (α+β):tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β;(6)T (α-β):tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β. 2.二倍角的正弦、余弦、正切公式.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)S 2α:sin 2α=2sin_αcos_α;(2)C 2α:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α;(3)T 2α:tan 2α=2tan α1-tan 2α. 3.有关公式的逆用、变形等.有关公式的逆用、变形等(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan_αtan_β);(2)cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2;(3)1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,sin α±cos α=2sin èæøöα±π4. =α+β2-α-β2;α-β2=èæøöα+β2-èæøöα2+β.原则: 用已知表示待求用已知表示待求 (2) 化简技巧:切化弦、“1”的代换等.的代换等. 6 三个变化三个变化(1)变角:目的是沟通题设条件与结论中所涉及的角,其手法通常是“配凑”. (2)变名:变名:通过变换函数名称达到减少函数种类的目的,通过变换函数名称达到减少函数种类的目的,通过变换函数名称达到减少函数种类的目的,其手法通常有其手法通常有“切化弦”、“升幂与降幂”等.等.(3)等.等.二 典型题目1 三角函数式的化简【例1】►化简2cos 4x -2cos 2x +122tan èæøöπ4-x sin 2èæøöπ4+x. 【训练1】 化简 (sin cos 1)(sin cos 1)sin 2a a a a a+--+:. 1三角三角函数式函数式的化简求值训练 一.重要公式与方法技巧:1 两角和与差的两角和与差的正弦正弦、余弦、正切公式、余弦、正切公式(1)C (α-β):cos(α-β4.函数f (α)=a cos α+b sin α(a ,b 为常数),可以化为f (α)=a 2+b 2sin(α+φ)或f (α)=a 2+b 2c os(α-φ),其中φ可由a ,b 的值唯一确定.的值唯一确定. 5两个技巧两个技巧(1)拆角、拼角技巧:2α=(α+β)+(α-β);α=(α+β)-β;β变式:根据式子的结构特征进行变形,使其更贴近某个公式或某个期待的目标,其手法通常有:“常值代换”、“逆用变用公式”、“通分约分”、“分解与分解与组合组合”、“配方与配方与平方平方”<π2<α<π,且cos èæøöα-β2=-19,sin èæøöα2-β=23,求cos(α+β)的值.的值.【训练2】 已知α,β∈èæøö0,π2,sin α=45,tan(α-β)=-13,求cos β的值.的值.三 三角函数的求角问题三角函数的求角问题【例3】►已知cos α=17,cos(α-β)=1314,且0<β<α<π2,求β. 【训练3】 已知α,β∈èæøö-π2+33x +4=0的两个根,求α+β的值.的值.四 三角函数的综合应用三角函数的综合应用【例4】►已知函数f (x )=2cos 2x +sin 2x .(1)求f èæø-π62二 三角三角函数式函数式的求值的求值【例2】►已知0<β,π2,且tan α,tan β是方程x 2öπ3的值;(2)求f (x )的最大值和最小值.和最小值.【训练4】 已知函数f (x )=2sin(π-x )cos x . (1)求f (x )的最小正周期;的最小正周期;(2)求f (x )在区间ëéûù,π2上的最大值和最小值.上的最大值和最小值.一、给值求值一、给值求值一般是给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角的求另外一些角的三角函数值三角函数值,解题的关键在于“变角”,如α=(α+β)-β,2α=(α+β)+(α-β)等,把所求角用含已知角的式把所求角用含已知角的式子表示子表示,求解时要注意角的范围的讨论.角的范围的讨论.3【示例】►已知tan èæøöx +π4=2,则tan =12,tan β,π2. (1)求sin θ和cos θ的值;的值;(2)若5cos(θ-φ)=35cos φ,0<φ<π2,求cos φ的值.的值.【课后巩固】1.81cos sin =×a a ,且4p <a <2p,则a a sin cos -的值为:的值为:A 、23B 、23-C 、43D 、43-2.已知a a aa a cos 3sin 2cos sin ,2tan +--=则的值是的值是A 、-1 B 、1 C 、-3 D 、3 3.已知=-=+-=-)sin(,21sin cos ,43cos sin a b b a b a 则A 、3219B 、3219-C 、0 D 、1916-4.已知 5.已知3sin(),45x p -=则sin 2x 的值为的值为 ( )A.1925 B.1625 C.1425 D.7256.已知1sin cos 5q q -=,则sin 2q 的值是的值是A 、45B 、45-C 、2425D 、-24257.已知54)cos(-=-b a 54)cos(=+b a ),2(p p b a Î-)2,23(p p b a Î+则cos2a =( ) xtan 2x 的值为________.二、给值求角二、给值求角“给值求角”:实质上也转化为“给值求值”,关键也是变角,把所求角用含已知角的式把所求角用含已知角的式子表示子表示,由所得的函数值结合该函数的单调由所得的函数值结合该函数的单调区间区间求得角.求得角.【示例】►已知tan(α-β)=-17,且α,β∈(0,π),求2α-β的值.的值. ▲三角恒等变换与▲三角恒等变换与向量向量的综合问题的综合问题 两角和与差的两角和与差的正弦正弦、余弦、正切公式作为解题工具,是每年余弦、正切公式作为解题工具,是每年高考高考的必考内容,常在选择题中以条件求值的形式考查.近几年该部分内容与向量的综合问题常出现在解答题中,并且成为高考的一个新考查方向.高考的一个新考查方向.【示例】► 已知向量a =(sin θ,-2)与b =(1,cos θ)互相互相垂直垂直,其中θ∈èæøö0q tam 和)4(q p-tam 是方程02=++q px x 的两根,则p 、q 间的关系是:间的关系是: A 、01=+-q p B 、01=++q p C 、01=-+q p D 、01=--q p4A 、257-B 、257C 、1-D 、1 8.22cos 75cos 15cos75cos15++ 的值等于(的值等于( ) A 、62 B 、32 C 、54D 、1+349.已知tan(α+β)=52,tan(β-4p )=41,那么tan(α+4p )的值是的值是A .1813 B .223 C .2213 D .18310.若,(0,)2pa b Î,3cos()22ba -=,1sin()22a b -=-,则cos()a b +的值等于 (A )32-(B )12- (C )12(D )32 11、已知tan 2a =,求2212sin cos cos sin a a a a +-12.求tan200+tan400+3tan200tan400的值. 13.已知3110,tan 4tan 3pa p a a<<+=-(Ⅰ)求tan a的值;(Ⅱ)求225sin 8sin cos 11cos 822222sin 2a a a a p a ++-æö-ç÷èø 14.已知40,sin 25pa a <<=(Ⅰ)求22sin sin 2cos cos 2a a a a++的值;(Ⅱ)求5tan()4pa -的值。
化简三角函数式的常用方法
数学部分•知识结构与拓展高一使用2021年6月解:原式=化简三甬函懿述的\f3sin12°—3cos12°2sin12°cos12°(2cos212°—1)2^3sin(12°—60°)4V3o當用冇法■廖庆伟三角函数式的化简的常用方法有:直用公式,变用公式,化切为弦,异名化同名,异角化同角,高次化低次等。
下面举例分析,供大家学习与参考。
一、直用公式例1设函数/(rc)=sin 兀7C—sin48°评注:先化切为弦,再利用倍角公式进行转化,最后逆用两角差的正弦公式即可求值。
四、异名化同名例4已知tan0=2,则sin20+sin Ceos0—2cos2^._h亠sin20+sin^cos0一2cos'。
解:原式sin2+cos2tan20+tan Q—2_4+2—2_4tar?e十1=4+1=T°评注:先把分母用sir?。
+cos2。
代换,再把分子、分母同除以cos20即得结果。
五、异角化同角例5函数(乞)=cos(2z+詈)+sin2gTT2cos2—+1,则/X h)的最小正周期为的最大值为解:因为函数/(rc)=sin于工一解:因为jf(;r)=cos2^ccos——sin2h•-|-cos晋:r=sin7T7T,故函数/(工)sin令+—c;s2j*_欝鈕,所以函数的最小正周期为丁=弐=8。
T评注:直接利用差角公式、二倍角的余弦公式即可得到结果。
二、变用公式例2当函数夕=sin工—</3"cos h(0W 鼻V2tc)取得最大值时,jc____o解:由》=sin jc一43cos h2(cos守sin工一sin专cos町—2sin h—訂,可知当'7Tsin=1时,此函数取得最大值。
又0W h V2jt,所以rr=警o评注:三角函数公式既可正用,也可变用,变用公式是三角恒等变换的难点。
三角函数的化简与证明
三角函数的化简与证明三角函数是数学中的重要概念之一,它在解析几何、物理学、工程学等领域中有广泛应用。
在使用三角函数时,我们经常面临的一个问题就是如何将复杂的三角函数化简为简单形式,或者证明两个三角函数之间的等式。
本文将探讨三角函数的化简和证明方法。
一、三角函数的化简1. 三角恒等式三角恒等式是三角函数化简的基础。
它是一种等式关系,使得两个或多个三角函数能够互相转化。
下面是一些常见的三角恒等式:- 余弦函数的平方加正弦函数的平方等于1:$cos^2θ + sin^2θ = 1$- 2倍角公式:$cos(2θ) = cos^2θ - sin^2θ$- 倍角公式:$sin(2θ) = 2sinθcosθ$- 三角和差公式等通过运用这些恒等式,我们可以将复杂的三角函数化简为简单的形式,便于计算和理解。
2. 其他化简方法除了三角恒等式,还有一些其他的化简方法。
例如,使用欧拉公式,将三角函数转化为复指数函数进行化简。
这个方法可以将三角函数的复杂计算转化为简单的指数函数计算,能够提高计算效率。
在实际问题中,我们还可以利用对称性、周期性等性质进行化简。
这需要根据具体问题进行分析和推导,找到合适的化简方法。
二、三角函数的证明1. 等式的证明证明三角函数之间的等式是数学中的重要问题。
通过证明三角函数之间的等式,可以建立它们之间的联系,拓宽我们对三角函数的理解。
在证明三角函数等式时,我们可以运用三角恒等式、代数运算、数学归纳法等方法。
具体的证明过程需要根据问题的要求和条件进行推导。
2. 不等式的证明除了等式的证明,我们还经常需要证明三角函数之间的不等式。
三角函数的不等式证明在数学分析和优化等领域中有广泛应用。
在证明三角函数不等式时,我们可以使用极限、导数、积分和数学归纳法等方法。
通过分析三角函数的性质和变化趋势,找到合适的不等式证明方法。
需要注意的是,在证明过程中,要严谨而准确地推导,避免出现漏洞和错误,确保证明的有效性和可靠性。
三角函数化简求值的技巧
三角函数化简求值的技巧
一、三角函数的重要性质:
1、正弦函数sin x、余弦函数cos x、正切函数tanx和其逆函数的
关系:
sin x=1/cos x,cos x=1/sin x,tan x=1/cot x,cot x=1/tan x,cos x=1/csc x,csc x=1/cos x。
2、三角函数的基本性质:
sin2x+cos2x=1,sin2x=2sin(x/2)cos(x/2),cos2x=cos2(x/2)
-sin2(x/2),2sin xcos x=sin2x+cos2x=2sin2(x/2)=2cos2(x/2)。
3、三角函数的对称性:
sin(-x)=-sin x,cos(-x)=cos x,tan(-x)=-tan x,cot(-x)=-cot x,csc(-x)=-csc x。
二、用三角函数化简求值的常用方法:
1、用公式和定义:
用三角函数的基本公式来把表达式中的各个项拆分开明确每个项的意义,然后把各个项的值累加求值。
2、用对称性:
对变量进行绝对值化,然后利用三角函数的对称性变换变量或表达式,从而达到化简的目的。
3、用反函数求值:
把表达式中的三角函数换成其对应的反函数,然后利用反函数的性质进行化简,获得原函数的表达式。
四、利用三角函数化简求值的实例:
例1:求Sin(60°)
解:
1、用公式求值:
可以用公式sin 2x=2sin xcos x来求值。
6-三角函数的化简与求值(练习)
值为1,求常数a的值.
【解析】f(x)=sin(x+ )+sin(x- )+cos x+a
6 6
= 3 sin x+cos x+a=2sin(x+ )+a.
6
由a+2=1,得a=-1.
1.三角函数的求值类型有三类 (1)给角求值:一般所给出的角都是非特殊角,要观察所给角 与特殊角之间的关系,利用三角变换消去非特殊角,转化为求 特殊角的三角函数值问题;
3 6 3 3
(2)化简
2 2 tan α tan 2α + 3 (sin α-cos α). tan 2α tan α
【分析】此三角函数式出现两类函数,利用两角和与差公式 统一函数成为化简的主要目标. 【解析】(1)sin(3x+ )cos(x- )+cos(3x+ )cos(x+ )
3 6 3 3
4 2 4
3
由sin(β- )= ,知cos(β- )=- , 4 13 4 13
cos(α+ )=cos [(α+β)-(β- )]
4 4
12
5
=cos(α+β)cos(β- )+sin(α+β)sin(β- )
4 4
= ×(- )+(- )× =- .
4 5
5 13
3 5
(2)给值求值:给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角
的三角函数值,解题的关键在于“变角”,如α=(α+β)-β,2α=(α +β)+(α-β)等,把所求角用含已知角的式子表示,求解时要注意
三角函数式的化简和证明
简单的三角恒等变换——化简与证明学习目标:能正确地运用三角函数的有关公式进行三角函数式的求值,化简与恒等式的证明. 学习重点:三角函数的有关公式的灵活应用和一些简单的变性技巧.学习过程一、知识清单1.证明了cos()a b -= ®cos()a b += ®cos()2p a -= ,cos()2p a += ®sin()a b += sin()a b -= ®tan()a b += ,tan()a b -= 2. cos (+)a b = ®cos 2a = = = sin()a b += ®sin 2a = tan()a b += ®tan 2a =3.倍角的相对性sin a = ,cos a = ,tan a =4.要掌握这些公式的推导和联系,用时注意公式的“正用”,“逆用”和“变用”.如:降幂扩角公式 2sin a = ;2cos a = ; 1cos a += ;1cos a -= ;1sin a += ;1sin a -= .5. 划一公式:sin cos a x b x += (其中tan f = ,f 所在象限由 确定).二、范例解析题型一 三角函数式的化简和证明1.三角函数式的化简要求:通过对三角函数式的恒等变形使最后所得到的结果中:①所含函数和角的名称或种类最少;②各项的次数尽可能地低;③出现的项数最少; ④一般应使分母和根号不含三角函数式;⑤对能求出具体数值的,要求出值.2.三角变换的三项基本原则:(1)角的变换:划同角(角的拆分,配角和凑角,1的变换);(2)函数名称的变换:划同名(正切划弦);(3)幂指数的变换:划同次(升幂、降幂公式,同角公式).例1化简下列各式 ; ②1sin 2cos 21sin 2cos 2a a a a+-=++ ; ③2sin 2cos 1cos 2a a a-=+ ; ④222cos 12tan()sin ()44a p p a a -=-+ ; 例2 证明下列各式(从左到右或从右到左或左右开攻中间会师,一般化繁为简)①22tan 2sin 1tan 2a a a =+ ②221tan 2cos 1tan 2a a a -=+③sin 1cos tan21cos sin a a a a a -==+ ④[]1sin cos sin()sin()2a b a b a b =++-⑤sin sin 2sincos 22q f q f q f +-+=.三、课下练习: 课本142P 2 ; 143P A 组 1, 2, 3, 4;B 组 1; 146P 8;147P 5.。
三角函数的化简详解
三角函数的化简1、三角函数式的化简:(1)常用方法:①直接应用公式进行降次、消项;②切割化弦,异名化同名,异角化同角;③ 三角公式的逆用等。
(2)化简要求:①能求出值的应求出值;②使三角函数种数尽量少;③使项数尽量少;④尽量使分母不含三角函数;⑤尽量使被开方数不含三角函数2、三角函数的求值类型有三类:(1)给角求值:一般所给出的角都是非特殊角,要观察所给角与特殊角间的关系,利用三角变换消去非特殊角,转化为求特殊角的三角函数值问题;(2)给值求值:给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角的三角函数值,解题的关键在于“变角”,如2(),()()ααββααβαβ=+-=++-等,把所求角用含已知角的式子表示,求解时要注意角的范围的讨论;(3)给值求角:实质上转化为“给值求值”问题,由所得的所求角的函数值结合所求角的范围及函数的单调性求得角。
3、三角等式的证明:(1)三角恒等式的证题思路是根据等式两端的特征,通过三角恒等变换,应用化繁为简、左右同一等方法,使等式两端的化“异”为“同”;(2)三角条件等式的证题思路是通过观察,发现已知条件和待证等式间的关系,采用代入法、消参法或分析法进行证明。
一、化简 【例1】求值:︒+︒︒⋅︒+︒+︒80cot 40csc 10sin 20tan 10cos 20sin 2.【变式】1、求值()︒+︒︒+︒+︒10cos 110tan 60tan 110cos 40cos 2【变式】2、求0020210sin 21)140cos 1140sin 3(⋅-。
【例2】(三兄弟)已知23523sin cos παπαα<<=-,且,求αααtan 1sin 22sin 2-+的值【变式】(05天津)已知727sin(),cos 241025παα-==,求sin α及tan()3πα+.【例3】(最值辅助角)已知函数f (x )=2a sin 2x -23a sin x cos x +a +b -1,(a 、b 为常数,a <0),它的定义域为[0,2π],值域为[-3,1],试求a 、b 的值。
三角函数式的化简.docx
三角函数式的化简三角函数式的化简是指利用诱导公式、同角基本关系式、和与差的三角函数公式、二倍角公式等,将 较复杂的三角函数式化得更简洁、更清楚地显示出式子的结果.化简三角函数式的基本要求是:(1)能求出 数值的要求出数值;(2)使三角函数式的项数最少、次数最低、角与函数的种类最少;(3)分式中的分母尽量 不含根式等.重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的分拆要尽可能化成 同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降 低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中 的差异,再选择适当的三角公式恒等变形.(一) 知识点 1、辅助角公式tzsin a+bcos a =yja + /72sin(«+cp),"cos (p= _______________ ,其中v si“0= ------------------------ ,btan 一, V Y a2、降幕公式:・2sins= _________________, cos a= _________________ (二)例题讲解⑴求./(X )的最小正周期;(2)当«e[0,兀]时,若./(«) = 1,求a 的值.审题视角(1)在/(X )的表达式中,有平方、有乘积,而且还表现为有不同角,所以要考虑到化同角、 降幕等转化方法.(2)当/(x )=dsinx+方cosx 的形式时,可考虑辅助角公式.=-\/3cos 2r+sin xcos x —萌 siiFx+sin xcos 兀所以最小正周期T=n.(2)由 /((X )— 1,得 2sin (2a+守=1,厂 *7又 aW[0,兀],所以 2c (+je 专,-y 所以2a+|=y 或2°+申=晋,角卩称为辅助角.sin a cos a - ___________xcos x.[2分][6分][8分]例1、(12分)已知函数y (x )=2cosin 2x+sin ⑴因为X%)=2cossin 2x+sin xcosx1 • (2010-福建)计算 sin 43°cos 13°B 誓—cos 43°sin 13。
高中数学三角函数式的化简与求值
三角函数三角函数式的化简和求值是高考考查的重点内容之一.通过本节的学习使考生掌握化简和求值问题的解题规律和途径,特别是要掌握化简和求值的一些常规技巧,以优化我们的解题效果,做到事半功倍.●难点磁场(★★★★★)已知2π<β<α<43π,cos(α-β)=1312,sin(α+β)=-53,求sin2α的值_________.●案例探究[例1]不查表求sin 220°+cos 280°+3cos20°cos80°的值.命题意图:本题主要考查两角和、二倍角公式及降幂求值的方法,对计算能力的要求较高.属于★★★★级题目.知识依托:熟知三角公式并能灵活应用. 错解分析:公式不熟,计算易出错.技巧与方法:解法一利用三角公式进行等价变形;解法二转化为函数问题,使解法更简单更精妙,需认真体会.解法一:sin 220°+cos 280°+3sin 220°cos80°=21 (1-cos40°)+21(1+cos160°)+ 3sin20°cos80° =1-21cos40°+21cos160°+3sin20°cos(60°+20°)=1-21cos40°+21(cos120°cos40°-sin120°sin40°)+3sin20°(cos60°cos20°-sin60°sin20°)=1-21cos40°-41cos40°-43sin40°+43sin40°-23sin 220°=1-43cos40°-43(1-cos40°)= 41解法二:设x =sin 220°+cos 280°+3sin20°cos80° y =cos 220°+sin 280°-3cos20°sin80°,则 x +y =1+1-3sin60°=21,x -y =-cos40°+cos160°+3sin100° =-2sin100°sin60°+3sin100°=0 ∴x =y =41,即x =sin 220°+cos 280°+3sin20°cos80°=41. [例2]设关于x 的函数y =2cos 2x -2a cos x -(2a +1)的最小值为f (a ),试确定满足f (a )=21的a 值,并对此时的a 值求y 的最大值.命题意图:本题主要考查最值问题、三角函数的有界性、计算能力以及较强的逻辑思维能力.属★★★★★级题目知识依托:二次函数在给定区间上的最值问题.错解分析:考生不易考查三角函数的有界性,对区间的分类易出错.技巧与方法:利用等价转化把问题化归为二次函数问题,还要用到配方法、数形结合、分类讲座等.解:由y =2(cos x -2a )2-2242+-a a 及cos x ∈[-1,1]得:f (a )⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-<<-----≤)2( 41)22( 122)2( 12a a a a a a∵f (a )=21,∴1-4a =21⇒a =81∉[2,+∞) 故-22a -2a -1=21,解得:a =-1,此时,y =2(cos x +21)2+21,当cos x =1时,即x =2k π,k ∈Z ,y max =5.[例3]已知函数f (x )=2cos x sin(x +3π)-3sin 2x +sin x cos x (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)求f (x )的最小值及取得最小值时相应的x 的值; (3)若当x ∈[12π,127π]时,f (x )的反函数为f -1(x ),求f --1(1)的值. 命题意图:本题主要考查三角公式、周期、最值、反函数等知识,还考查计算变形能力,综合运用知识的能力,属★★★★★级题目.知识依托:熟知三角函数公式以及三角函数的性质、反函数等知识.错解分析:在求f --1(1)的值时易走弯路. 技巧与方法:等价转化,逆向思维.解:(1)f (x )=2cos x sin(x +3π)-3sin 2x +sin x cos x =2cos x (sin x cos 3π+cos x sin 3π)-3sin 2x +sin x cos x=2sin x cos x +3cos2x =2sin(2x +3π)∴f (x )的最小正周期T =π(2)当2x +3π=2k π-2π,即x =k π-125π(k ∈Z )时,f (x )取得最小值-2.(3)令2sin(2x +3π)=1,又x ∈[27,2ππ],∴2x +3π∈[3π,23π],∴2x +3π=65π,则 x =4π,故f --1(1)= 4π. ●锦囊妙计本难点所涉及的问题以及解决的方法主要有:1.求值问题的基本类型:1°给角求值,2°给值求值,3°给式求值,4°求函数式的最值或值域,5°化简求值.2.技巧与方法:1°要寻求角与角关系的特殊性,化非特角为特殊角,熟练准确地应用公式. 2°注意切割化弦、异角化同角、异名化同名、角的变换等常规技巧的运用.3°对于条件求值问题,要认真寻找条件和结论的关系,寻找解题的突破口,很难入手的问题,可利用分析法.4°求最值问题,常用配方法、换元法来解决. ●歼灭难点训练 一、选择题1.(★★★★★)已知方程x 2+4ax +3a +1=0(a >1)的两根均tan α、tan β,且α,β∈ (-2,2ππ),则tan2βα+的值是( ) A.21 B.-2C.34 D.21或-2 二、填空题2.(★★★★)已知sin α=53,α∈(2π,π),tan(π-β)= 21,则tan(α-2β)=_________.3.(★★★★★)设α∈(43,4ππ),β∈(0,4π),cos(α-4π)=53,sin(43π+β)=135,则sin(α+β)=_________.三、解答题4.不查表求值:.10cos 1)370tan 31(100sin 130sin 2︒+︒+︒+︒5.已知cos(4π+x )=53,(1217π<x <47π),求x x x tan 1sin 22sin 2-+的值.6.(★★★★★)已知α-β=38π,且α≠k π(k ∈Z ).求)44(sin 42sin2csc )cos(12βπαααπ-----的最大值及最大值时的条件.7.(★★★★★)如右图,扇形OAB 的半径为1,中心角60°,四边形PQRS 是扇形的内接矩形,当其面积最大时,求点P 的位置,并求此最大面积.8.(★★★★★)已知cos α+sin β=3,sin α+cos β的取值范围是D ,x ∈D ,求函数y =10432log 21++x x 的最小值,并求取得最小值时x的值.参考答案难点磁场解法一:∵2π<β<α<43π,∴0<α-β<4π.π<α+β<43π, ∴sin(α-β)=.54)(sin 1)cos(,135)(cos 122-=+--=+=--βαβαβα∴sin2α=sin [(α-β)+(α+β)]=sin(α-β)cos(α+β)+cos(α-β)sin(α+β) .6556)53(1312)54(135-=-⨯+-⨯= 解法二:∵sin(α-β)=135,cos(α+β)=-54,∴sin2α+sin2β=2sin(α+β)cos(α-β)=-6572sin2α-sin2β=2cos(α+β)sin(α-β)=-6540∴sin2α=6556)65406572(21-=--歼灭难点训练一、1.解析:∵a >1,tan α+tan β=-4a <0.tan α+tan β=3a +1>0,又α、β∈(-2π,2π)∴α、β∈(-2π,θ),则2βα+∈(-2π,0),又tan(α+β)=342tan 12tan2)tan(,34)13(14tan tan 1tan tan 2=β+α-β+α=β+α=+--=βα-β+α又a a , 整理得2tan 222tan 32-β+α+β+α=0.解得tan 2β+α=-2. 答案:B2.解析:∵sin α=53,α∈(2π,π),∴cos α=-54则tan α=-43,又tan(π-β)=21可得tan β=-21,247)34()43(1)34(432tan tan 1tan tan )2tan(.34)21(1)21(2tan 1tan 22tan 222=-⨯-+---=β⋅α+β-α=β-α-=---⨯=β-β=β答案:2473.解析:α∈(43,4ππ),α-4π∈(0, 2π),又cos(α-4π)=53. 6556)sin(.655613554)1312(53)43sin()4sin()43cos()4cos()]43()4cos[(]2)43()4sin[()sin(.1312)43cos(,135)43sin().,43(43).4,0(,54)4sin(=β+α=⨯+-⨯-=β+π⋅π-α+β+π⋅π-α-=β+π+π-α-=π-β+π+π-α=β+α∴-=β+π∴=β+πππ∈β+π∴π∈β=π-α∴即 答案:6556 三、4.答案:2752853)54(257)4cos()4sin(2sin sin cos cos )cos (sin sin 2cos sin 1sin 2cos sin 2tan 1sin 22sin 54)4sin(,2435,471217.257)4(2cos 2sin ,53)4cos(:.522=-⨯=++=-+=-+=-+-=+∴<+<∴<<=+-=∴=+x x x xx xx x x x x x x x x x x x x x x x x ππππππππππ又解2)322sin(22)21()322sin(4.32243824,3822cos 2sin 42)2sin 2(sin 2)2sin 2121(42cos 2cos 22sin 2)22cos(142sin 1)cos 1(2sin )44(sin 42sin 2csc )cos(1:.62222-π-α-=--⨯π-α=∴π-α=π-α=β-α∴π=β-α-β-αβ+α=-β+α=β--αα⋅α=β-π--α-α+α=β-π-α-αα-π-=t t 令解 π≠αk (k ∈Z ),322322π-π≠π-α∴k (k ∈Z ) ∴当,22322π-π=π-αk 即34π+π=αk (k ∈Z )时,)322sin(π-α的最小值为-1.7.解:以OA 为x 轴.O 为原点,建立平面直角坐标系,并设P 的坐标为(cos θ,sin θ),则|PS |=sin θ.直线OB 的方程为y =3x ,直线PQ 的方程为y =sin θ.联立解之得Q (33sin θ;sin θ),所以|PQ |=cos θ-33sin θ. 于是S PQRS =sin θ(cos θ-33sin θ)=33(3sin θcos θ-sin 2θ)=33(23sin2θ-22cos 1θ-)=33(23sin2θ+21cos2θ-21)= 33sin(2θ+6π)-63.∵0<θ<3π,∴6π<2θ+6π<65π.∴21<sin(2θ+6π)≤1.∴sin(2θ+6π)=1时,PQRS 面积最大,且最大面积是63,此时,θ=6π,点P 为的中点,P (21,23). 8.解:设u =sin α+cos β.则u 2+(3)2=(sin α+cos β)2+(cos α+sin β)2=2+2sin(α+β)≤4.∴u 2≤1,-1≤u ≤1.即D =[-1,1],设t =32+x ,∵-1≤x ≤1,∴1≤t ≤5.x =232-t ..21,232,2,258log 2log 82log ,0log .82,2,42.8224142142104325.05.05.0min 5.0max 2-==+==-==∴>=====≤+=+=++=∴x x t y M M y M t t t tt t t x x M 此时时时是减函数在时即当且仅当第四章 三角函数§4-1 任意角的三角函数 一、选择题:1.使得函数 有意义的角在( )(A)第一,四象限 (B)第一,三象限 (C)第一、二象限 (D)第二、四象限2.角α、β的终边关于У轴对称,(κ∈Ζ)。
专题07 帮你做好带有根号的三角函数式化简(解析版)
帮你做好带有根号的三角函数式化简在三角函数式的化简中常遇到带有根号的化简,带有根号的化简我们一般首先想到将根号去掉,去掉a =,关键是将被开方数变为平方形式,变为平方形式的方法主要有以下几种。
现结合实例说明如下:一、利用同角三角函数关系式中的平方关系例1.cos 1sin αα-=成立,求α的取值范围。
分析:可以将已知等式的左端化简,将根号去掉。
解1cos 1cos cos 1sin sin sin αααααα---=====, ()sin sin ,sin 0,2,2,k k k Z ααααπππ∴=-<∴∈-+∈。
点评:本题是利用同角三角函数关系式中的平方关系将被开方数变为平方形式,还用到了余弦函数的最值。
变式。
α为第二象限角。
解:∵α为第二象限角,cos 0α∴<。
===1+sin 1sin 2sin 2tan cos cos cos ααααααα-=-==----。
二、利用二倍角公式例2.若322παπ<<分析:可以由内向外,利用二倍角的余弦公式将被开方数变为平方形式。
解:∵322παπ<<,342αππ∴<<,cos 0,cos 02αα∴><.原式===cos 2α===-. 点评:本题两次用了二倍角的余弦公式,将被开方数变为平方形式。
变式.4cos 2sin 22+-的值等于( ).A .2sinB .2cos -C .2cos 3D .2cos 3-答案:D 解析:22222sin 2cos4(1sin 2)(cos41)cos 22cos 2-+=-++=+ 3|cos 2|3cos 2==-.三、利用完全平方公式例3.化简1sin101sin10++-分析:利用二倍角公式和完全平方公式将被开方数变为平方形式。
解:375,sin 5cos50,sin 5cos5024ππ<<∴+<-<。
三角函数化简题
2|cos||cos|
22
∵0,∴0
∴原式cos.
22
,∴|cos|cos
22
,
§4.04三角函数的化简、求值与证明共7页,第3页
222(3cos4x)
例3.证明:(1)tanxcotx
1cos4x
sin(2AB)sinB
;(2)2cos()
AB
sinAsinA
.
证:(1)左边
224422222
右边,∴得证.
说明:由等式两边的差异知:若选择“从左证到右”,必定要“切化弦”;若“从右证到
左”,必定要用倍角公式.
(2)左边
sin[(AB)B]2cos(AB)sinA
sinA
sin(AB)cosAcos(AB)sinA
sinA
sin[(AB)A]sinB
sinAsinA
右边,∴得证.
课堂练习
1.若cos130a,则tan50
1cos1cossin1cos
()(1)
sinsincossin
2cos1cos1
(1)2cot(11)2csc
sincoscos
.
(3)原式
2
(2cos2cossin)(sincos)
22222
2(1cos)
2cos(cossin)(sincos)
22222
2
22cos
2
22
2cos(sincos)cos(cos)
1.三角函数式的化简:
三角函数式的化简常用方法是:异名函数化为同名三角函数,异角化为同角,异次化为
同次,切割化弦,特殊值与特殊角的三角函数互化.
2.三角恒等式的证明:
三角恒等式包括有条件的恒等式和无条件的恒等式.①无条件的等式证明的基本方法是
浅谈三角函数式化简的一般方法
浅谈三角函数式化简的一般方法三角函数式化简是数学中一个重要的问题,有很多方法可以实现三角函数式化简。
本文将从三个方面来介绍三角函数式化简的一般方法,分别为三角函数变换法、求导法、反三角函数变换法。
一、三角函数变换法三角函数变换法是三角函数式化简的常用方法,也是最基本的一种方法。
它的基本思想是通过对三角函数的变换,将难以直接处理的函数变换为容易处理的函数,从而实现函数式化简。
常用的三角函数变换有:正余弦定理变换、立体角公式变换、二次型式变换等。
正余弦定理变换是一种常用的变换,它将三角函数中的正弦和余弦表示式进行变换。
例如,我们对正弦函数y=sin x进行正余弦定理变换,可以得到另一张式子:sin 2x=2sin xcos x。
立体角公式变换是将两个三角函数之间关系变换的一种方法,其基本公式如下:sin2α =2sinαcosαcos2α =cos2α -sin2αtan2α =2tanα/(1-tan2α)二次型式变换是一种将混合三角函数变换为一个二次型式的方法,其基本公式如下:sinα+sinβ=2sin (α+β)cos (α-β)cosα+cosβ=2cos (α+β)cos (α-β)二、求导法求导法是利用求导原理将复杂的三角函数式化简的一种方法,它的基本思想是利用求导公式将复杂的函数拆解成多个求导式,然后进行组合,最终得到函数式化简的结果。
例如,y=sin 2x + cos 3x式化简,我们可以利用求导法,先对函数求导,得到函数的导数:y’ = 2cos2x+ 3sin3x然后再将函数的导数与最初的函数做组合,最终可以将原函数式化简:y=sin 2x +cos 3x = 2sin x cos x + 3cos 2x - 3sin x三、反三角函数变换法反三角函数变换法是指将原函数中的三角函数部分用其反函数变换,从而实现函数式化简的一种方法。
常用的反三角函数变换有:sin-1x =arcsinxcos-1x =arccosxtan-1x =arctanx例如,我们将函数y=sin x+cos x进行反三角函数变换,则变换后的函数为:y=sin x+cos x= arc sin x + arc cos x综上,三角函数式化简的一般方法有三种:三角函数变换法、求导法、反三角函数变换法。
三角函数式的化简
三角函数式的化简三角函数式的化简是指利用诱导公式、同角基本关系式、和与差的三角函数公式、二倍角公式等,将较复杂的三角函数式化得更简洁、更清楚地显示出式子的结果.化简三角函数式的基本要求是:(1)能求出数值的要求出数值;(2)使三角函数式的项数最少、次数最低、角与函数的种类最少;(3)分式中的分母尽量不含根式等.重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的分拆要尽可能化成同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中的差异,再选择适当的三角公式恒等变形.(一)知识点 1、辅助角公式a sin α+b cos α=a 2+b 2sin(α+φ), 其中⎩⎪⎨⎪⎧cos φ= ,sin φ= ,tan φ=ba ,角φ称为辅助角.2、降幂公式:sin 2α=________________,cos 2α=________________;=ααcos sin(二)例题讲解例1、(12分)已知函数f (x )=2cos x cos ⎝⎛⎭⎫x -π6-3sin 2x +sin x cos x . (1)求f (x )的最小正周期;(2)当α∈[0,π]时,若f (α)=1,求α的值.审题视角 (1)在f (x )的表达式中,有平方、有乘积,而且还表现为有不同角,所以要考虑到化同角、降幂等转化方法.(2)当f (x )=a sin x +b cos x 的形式时,可考虑辅助角公式. 解 (1)因为f (x )=2cos x cos ⎝⎛⎭⎫x -π6-3sin 2x +sin x cos x =3cos 2x +sin x cos x -3sin 2x +sin x cos x[2分]=3cos 2x +sin 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3, 所以最小正周期T =π.[6分](2)由f (α)=1,得2sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=1, 又α∈[0,π],所以2α+π3∈⎣⎡⎦⎤π3,7π3,[8分]所以2α+π3=5π6或2α+π3=13π6,故α=π4或α=11π12.[12分]解题步骤:第一步:将f (x )化为a sin x +b cos x 的形式.(化同角,降幂) 第二步:构造:f (x )=a 2+b 2(sin x ·aa 2+b 2+ cos x ·ba 2+b 2). 第三步:和角公式逆用f (x )=a 2+b 2sin(x +φ)(其中φ为辅助角).第四步:利用f (x )=a 2+b 2sin(x +φ)研究三角函数的性质.第五步:反思回顾.查看关键点、易错点和解题规范.例2、求函数y =7-4sin x cos x +4cos 2x -4cos 4x 的最大值和最小值.解 y =7-4sin x cos x +4cos 2x -4cos 4x =7-2sin 2x +4cos 2x (1-cos 2x ) =7-2sin 2x +4cos 2x sin 2x=7-2sin 2x +sin 22x =(1-sin 2x )2+6,由于函数z =(u -1)2+6在[-1,1]中的最大值为z max =(-1-1)2+6=10,最小值为z min =(1-1)2+6=6, 故当sin 2x =-1时,y 取得最大值10, 当sin 2x =1时,y 取得最小值6.(三)巩固练习1.(2010·福建)计算sin 43°cos 13°-cos 43°sin 13°的结果等于 ( ) A.12 B.33 C.22 D.322.已知cos ⎝⎛⎭⎫α-π6+sin α=435,则sin ⎝⎛⎭⎫α+7π6的值是 ( ) A .-235 B.235 C .-45 D.453.函数f (x )=sin 2x -cos 2x 的最小正周期是 ( ) A.π2B .πC .2πD .4π 4.(2011·广州模拟)已知向量a =(sin x ,cos x ),向量b =(1,3),则|a +b |的最大值为( ) A .1 B. 3 C .3 D .95.已知cos ⎝⎛⎭⎫α+π6-sin α=233,则sin ⎝⎛⎭⎫α-7π6的值是 ( ) A .-233 B.233 C .-23 D.236.函数y =sin x +cos x 图象的一条对称轴方程是 ( )A .x =5π4B .x =3π4C .x =-π4D .x =-π27.(2010·重庆)如图,图中的实线是由三段圆弧连接而成的一条封闭曲线C ,各段弧所在的圆经过同一点P (点P 不在C 上)且半径相等.设第i 段弧所对的圆心角为αi (i =1,2,3),则cos α13cos α2+α33-sin α13·sin α2+α33=________.8.(14分)(2011·济南模拟)设函数f (x )=a·b ,其中向量a =(2cos x,1),b =(cos x ,3sin 2x ),x ∈R .(1)若函数f (x )=1-3,且x ∈⎣⎡⎦⎤-π3,π3,求x ; (2)求函数y =f (x )的单调增区间,并在给出的坐标系中画出y =f (x )在区间[0,π]上的图象.解 (1)依题设得f (x )=2cos 2x +3sin 2x=1+cos 2x +3sin 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+1. 由2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+1=1-3, 得sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6=-32.……………………………………………………………………(3分) ∵-π3≤x ≤π3,∴-π2≤2x +π6≤5π6.∴2x +π6=-π3,即x =-π4.………………………………………………………………(6分)(2)-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π (k ∈Z ),即-π3+k π≤x ≤π6+k π (k ∈Z ),得函数单调增区间为⎣⎡⎦⎤-π3+k π,π6+k π (k ∈Z ).……………………………………(10分) 列表:x 0 π6 π3 π2 2π3 5π6π y 2 3 2 0 -10 2 描点连线,得函数图象如图所示:…………………………………………………………………………………………(14分)9.(2010·陕西)函数f (x )=2sin x cos x 是 ( ) A .最小正周期为2π的奇函数 B .最小正周期为2π的偶函数 C .最小正周期为π的奇函数 D .最小正周期为π的偶函数10.函数f (x )=cos 2x -2sin x 的最小值和最大值分别为 ( ) A .-3,1 B .-2,2C .-3,32D .-2,3211.函数f (x )=sin x cos x 的最小值是 ( )A .-1B .-12 C.12D .112.(2011·清远月考)已知A 、B 为直角三角形的两个锐角,则sin A ·sin B ( )A .有最大值12,最小值0B .有最小值12,无最大值C .既无最大值也无最小值D .有最大值12,无最小值13、(2011·泰安模拟)已知函数f (x )=4cos 4x -2cos 2x -1sin ⎝⎛⎭⎫π4+x sin ⎝⎛⎭⎫π4-x .(1)求f ⎝⎛⎭⎫-11π12的值; (2)当x ∈⎣⎡⎭⎫0,π4时,求g (x )=12f (x )+sin 2x 的最大值和最小值. 解 (1)f (x )=(1+cos 2x )2-2cos 2x -1sin ⎝⎛⎭⎫π4+x sin ⎝⎛⎭⎫π4-x=cos 22xsin ⎝⎛⎭⎫π4+x cos ⎝⎛⎭⎫π4+x=2cos 22x sin ⎝⎛⎭⎫π2+2x =2cos 22x cos 2x =2cos 2x ,∴f ⎝⎛⎭⎫-11π12=2cos ⎝⎛⎭⎫-11π6=2cos π6= 3. (2)g (x )=cos 2x +sin 2x=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4.∵x ∈⎣⎡⎭⎫0,π4,∴2x +π4∈⎣⎡⎭⎫π4,3π4, ∴当x =π8时,g (x )max =2,当x =0时,g (x )min =1. 14、(12分)(2010·江西)已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎫1+1tan x sin 2x +m sin ⎝⎛⎭⎫x +π4sin ⎝⎛⎭⎫x -π4. (1)当m =0时,求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π8,3π4上的取值范围;(2)当tan α=2时,f (α)=35,求m 的值.【答题模板】解 (1)当m =0时,f (x )=⎝⎛⎭⎫1+cos x sin x sin 2x =sin 2x +sin x cos x =1-cos 2x +sin 2x2=12⎣⎡⎦⎤2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4+1,[3分] 由已知x ∈⎣⎡⎦⎤π8,3π4,得2x -π4∈⎣⎡⎦⎤0,5π4,[4分] 所以sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4∈⎣⎡⎦⎤-22,1,[5分] 从而得f (x )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,1+22.[6分](2)f (x )=sin 2x +sin x cos x -m2cos 2x=1-cos 2x 2+12sin 2x -m 2cos 2x=12[sin 2x -(1+m )cos 2x ]+12,[8分] 由tan α=2,得sin 2α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan α1+tan 2α=45, cos 2α=cos 2α-sin 2αcos 2α+sin 2α=1-tan 2α1+tan 2α=-35.[10分] 所以35=12⎣⎡⎦⎤45+35(1+m )+12,[11分] 解得m =-2.[12分]15.函数y =2cos 2x +sin 2x 的最小值是________.16.若cos 2αsin ⎝⎛⎭⎫α-π4=-22,则cos α+sin α的值为________.17.(12分)(2011·南京模拟)设函数f (x )=3sin x cos x -cos x sin ⎝⎛⎭⎫π2+x -12. (1)求f (x )的最小正周期;(2)当∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,求函数f (x )的最大值和最小值. 解 f (x )=3sin x cos x -cos x sin ⎝⎛⎭⎫π2+x -12=32sin 2x -12cos 2x -1 =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-1.…………………………………………………………………………(4分)(1)T =2π2=π,故f (x )的最小正周期为π.…………………………………………………(6分)(2)因为0≤x ≤π2,所以-π6≤2x -π6≤5π6.所以当2x -π6=π2,即x =π3时,f (x )有最大值0,……………………………………………………………………………………………(10分)当2x -π6=-π6,即x =0时,f (x )有最小值-32.……………………………………………………………………………………………(12分) 18.(14分)(2010·北京)已知函数f (x )=2cos 2x +sin 2x -4cos x .(1)求f (π3)的值;(2)求f (x )的最大值和最小值.解 (1)f (π3)=2cos 2π3+sin 2π3-4cos π3=-1+34-2=-94.………………………………………………………………………(4分)(2)f (x )=2(2cos 2x -1)+(1-cos 2x )-4cos x =3cos 2x -4cos x -1=3(cos x -23)2-73,x ∈R .………………………………………………………………(10分)因为cos x ∈[-1,1],所以,当cos x =-1时,f (x )取得最大值6;当cos x =23时,f (x )取得最小值-73.…………………………………………………(14分)。
5三角函数式的化简与证明
例1:化简或求值
(1) tan12 tan33 tan12 tan33
1 tan75 ( 2) 1 tan75
例1:化简或求值
(3) sin 50 (1 3 tan10 ) 1 0 ( 4) 4 cos 10 0 tan 10
0 0
1,已知sin sin sin 0, cos cos cos 0. 则 cos( )的值是 ______ .
ห้องสมุดไป่ตู้
求(1) cos( )
凑角法
如:
( ) , 2 ( ) ( )
2 ( ) ( ), 2 ( ) 与 互余, + 与 互余 3 6 4 4
2, 在ABC中,如果4 sin A 2 cos B 1, 2 sin B 4 cos A 3 3, 则 sin C的大小是_____.
例2、
设
sin 3 sin2 , , , k k z
求证:
tan 2 tan
2、证明及其基本方法 (1)化繁为简法 (2)左右归一法 (3)变更命题法 (4)条件等式的证明关键在于分析已知条件与求证结论 之间的区别与联系 (5)分析法 3、无论是化简还是证明都要注意: (1)角度的变化 (2)函数名的变化(化切为弦是常用手段) (3)次数的变化(升降幂公式的灵活应用) (4)角的范围的变化(开方时注意正负问题)
三角函数的化简与证明
高三备课组
一、知识点 1、化简 (1)化简目标:项数尽量少,次数尽量低,尽量不含分 母和根号
(2)化简三种基本类型: 1) 根式形式的三角函数式化简 2) 多项式形式的三角函数式化简 3)分式形式的三角函数式化简
高中数学例题:利用同角关系化简三角函数式
高中数学例题:利用同角关系化简三角函数式例.化简:(1(2)若322παπ<< 【思路点拨】把根号下面的式子化成完全平方式,开方去掉根号。
【解析】 (1)原式=|cos10sin10|cos10sin101sin10cos10sin10cos10︒-︒︒-︒===-︒-︒︒-︒。
(2)∵322παπ<<,∴sin α<0,∴原式==|1cos ||1cos ||sin ||sin |αααα-+=+ ∵sin α<0, ∴原式1cos 1cos 2sin sin sin ααααα-+=--=-。
【总结升华】解答此题目常用的方法有:(1)化切为弦,即把非正弦、余弦的函数都化成正弦函数、余弦函数,从而减少函数名称,达到化简的目的。
(2)对于含有根号的,常把根号下的式子化成完全平方式,然后去根号达到化简的目的。
(3)对于化简含高次的三角函数式,往往借助于因式分解,或构造sin 2α+cos 2α=1,以降低函数次数,达到化简的目的。
举一反三:【变式1】化简(12,22k k k Z πθππ⎛⎫∈-∈ ⎪⎝⎭;(2【答案】(1)-1(2)cos2sin 2--【解析】(1)原式|sin cos |1sin cos θθθθ-==--(2)原式|cos2||sin 2|cos2sin 2=-=--类型四:利用同角关系证明三角恒等式例5.求证:(1)111sin (1tan )cos (1)tan sin cos θθθθθθ+++=+; (2)cos sin 2(cos sin )1sin 1cos 1sin cos αααααααα--=++++。
【思路点拨】利用同角三角函数关系式对式子的左边或右边进行化简,使之与式子的另一边相同。
【证明】(1)左边222sin cos sin cos sin 1cos 1sin cos cos sin cos sin θθθθθθθθθθθθ⎛⎫⎛⎫=+++=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2222sin cos sin cos 11sin cos sin cos θθθθθθθθ++=+=+=右边, ∴原等式成立。
三角函数的求值与化简
三角函数的求值与化简一 三角函数式的化简与证明 1.两角和与差的三角函数公式 sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β(S α+β) sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β.(S α-β) cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β;(C α+β) cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β.(C α-β) tan (α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β;(T α+β)tan (α-β)=tan α-tan β1+tan α·tan β(T α-β)2.二倍角公式sin 2α=2sin αcos α;(S 2α)cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α;(C 2α) tan 2α=2tan α1-tan 2α.(T 2α)3.公式的变形与应用(1)两角和与差的正切公式的变形 tan α+tan β=tan (α+β)/(1-tan αtan β); tan α-tan β=tan (α-β)/(1+tan αtan β). (2)升幂公式1+cos α=2cos 2α2;1-cos α=2sin 2α2.(3)降幂公式 sin 2α=1-cos 2α2;cos 2α=1+cos 2α2. (4)其他常用变形sin 2α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan α1+tan 2α; cos 2α=cos 2α-sin 2αcos 2α+sin 2α=1-tan 2α1+tan 2α;1±sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2±cos α22; tan α2=sin α1+cos α=1-cos αsin α.5.角的拆分与组合 (1)已知角表示未知角例如,2α=(α+β)+(α-β),2β=(α+β)-(α-β), α=(α+β)-β=(α-β)+β, α=⎝⎛⎭⎫π4+α-π4=⎝⎛⎭⎫α-π3+π3. 例1化简:sin 2αsin 2β+cos 2αcos 2β-12cos 2αcos 2β=________.即时训练1化简:sin(θ+75°)+cos(θ+45°)-3cos(θ+15°)=________.例24cos 50°-tan 40°=( ) A.2B.2+32C.3D.22-1 (2)已知cos ⎝⎛⎭⎫α-β2=-513,sin ⎝⎛⎭⎫α2-β=45且0<β<π2<α<π,则sin(α+β)的值为________.即时训练2.(1)已知α为锐角,且sin α(1+3tan 10°)=1,则α的值为________. (2)已知α,β∈(0,π),且tan (α-β)=12,tan β=-17,求2α-β的值.。
数学专题1-三角函数式的化简与求值
三角函数式的化简与求值知识网络三角函数式化简与求值的理论依据—三角公式体系,主要由两个系列组成:三角函数坐标定义的推论系列;公式的推论系列一、高考考点以三角求值为重点,同时对三角式的化简具有较高要求,主要考查:1、同角三角函数基本关系式与诱导公式的应用.运用诱导公式的“准确”;运用同角公式的“灵活”:正用、反用、变用。
2、两角和与差的三角函数与倍角公式的应用:正用、反用;有关公式的联合运用,主要应用于无附加条件的三角式的化简或求值(以选择题、填空题为主);带有附加条件的三角式的求值问题(以解答题为主);比较简单的三角恒等式的证明(多为解答题,不同某一小题)。
3、等价转化思想以及三角变换的基本技能。
二、知识要点(一)三角函数坐标定义的推论1、三角函数值的符号2、特殊角的三角函数值3、同角三角函数的基本关系式(同角公式)(1)课本中的公式:(2)同角公式“全家福”①平方关系: .②商数关系: .③倒数关系:4、诱导公式:(1)认知与记忆:对使三角函数有定义的任意角①k²360°+(k∈Z),-,180°±,360°-(共性:偶数³90°±形式)的三角函数值,等于的同名函数值,前面放上一个把看作锐角时原函数值的符号;②90°±,270°±(共性:奇数³90°±)的三角函数值,等于的相应余函数值,前面放上一个把看作锐角时原函数值的符号。
①②两类诱导公式的记忆:奇变偶不变,符号看象限。
(2)诱导公式的引申;;.(二)两角和与差的三角函数1、两角和的三角函数两角差的三角函数令=2、倍角公式;==;3、倍角公式的推论推论1(降幂公式):;;. 推论2(万能公式):;. 推论3(半角公式):;;.其中根号的符号由所在的象限决定.三、经典例题例1、填空:(1)已知的取值范围为(2)已知的取值范围为分析:(1)从已知条件分析与转化入手①又②∴由①、②得,∴应填(2)首先致力于左右两边的靠拢:左边=①右边=②∴由左边=右边得,∴应填点评:解本题,极易出现的错解是由①、②得,这种由忽略分子而产生的错误很值得大家吸取经验教训.例2.化简或求值:(1)(2)分析:(1)注意到分母为单一的非特殊角的余弦,需设法在分子变换出cos20°.为此,将10°变为30°-20°后运用差角公式。
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三角函数式化简
孙小龙
所谓三角函数化简,就是灵活运用公式,对复杂的三角函数式进行变形,从而得到较为简单的三角函数式以便于进行问题讨论,所以三角函数式的化简是研究复杂三角函数式的基础。
下面我们一起深入探究如何进行三角函数式化简。
方法引导
三角函数式化简通常是最让人头疼的一类题型,因为化简没有明确的方向,很难继续进行。
其实化简只要遵守“三看”原则,即能顺利化简。
一是看角,二是看名,三是看式子的结构和特征。
(1) 看角的特点,充分利用角之间的关系,尽量向同角转化,利用已知角构建待求角;如
倍角关系、半角关系、互余关系、互补关系等;
(2) 看函数名的特点,向同名函数转化,弦切互化;
(3) 看式子的结构特点,从整体出发,正用、逆用、变形应用这些公式。
另外,根据式子
的特点,还可以使用辅助角公式。
了解了化简原则之后,下面我们开始化简了。
例一 化简f(x)=2cosxsin(x+3
π
)-3sin 2x+sinxcosx
分析:首先先看角,式子中的角度不统一,所以首要任务是统一角度,根据式子的结构特点和的特殊性,可以运用两角和的正弦公式将式子展开
f (x )=2cos x sin(x +3
π)-3sin
2
x +sin x cos x
−−−−−→用三角公式展开2cos x (sin x cos
3
π
+cos x sin 3
π)-3sin
2
x +sin x cos x
= 2sin x cos x +3cos
2
x -3sin 2
x
第一步化简完成后,再次观察式子的结构特点,每一个单项式都是二次的,所以再运用降幂公式把式子变为一次式
2sin x cos x +
3cos
2
x -3sin
2
x −−−−
→降幂公式
sin2x +3cos2x
继续运用辅助角公式进行彻底化简
sin2x +
3cos2x −−−−
→辅助角公式
2sin(2x +3
π
).
例二 化简:
42212cos 2cos 2.2tan()sin ()
44
x x x x ππ-+
-+ 分析:我们还是先从角度入手,分子上角度统一,分母角度不统一,但仔细观察发现分母中两个角
呈互余关系,再看函数名的特点,我们可以运用诱导公式进行化简;分子上仔细观察结构,提出,可以得到完全平方式
42212cos 2cos 2.2tan()sin ()
44
x x x x ππ-+
-+ =
统一角度后,分析式子的结构特点,运用降幂公式进行化简
==
我们可以通过两个例题发现化简题目中透露出来的隐藏信息,这就是三角函数式化简要求 最终形式:正弦型函数(通常情况) 化简方法: 1、切割化弦; 2、降幂公式;
3、用三角公式转化出现特殊角;
4、 异角化同角;
5、异名化同名;
6、高次化低次;
7、辅助角公式;
8、分解因式。
任何三角函数式化简只要掌握了化简的原则和要求,遇到化简题就能轻而易举的攻破了,但首先有个前提:熟练掌握常见三角函数变换公式,如同角三角函数变换公式、诱导公式、两角和与差的余弦正弦正切公式、倍角与半角公式、辅助角公式等。
同时还要了解其他三角函数变换公式,如三角函数积化和差和和差化积公式、三倍角公式和万能置换公式等。
小试牛刀
1. 化简βαβαβα2cos 2cos 2
1
cos cos sin sin 2222-+。
2. 化简x
x
x x x x f 2sin 2cos sin cos sin )(2244-++=
不要小看第一题,它能有四种解法,你会几种呢?
3. 已知t a n θ=2,求
⎪
⎭
⎫
⎝⎛+--θπ
θθ
4sin 21sin 2
cos 22
的值
4. 化简下列各式
(1)⎪⎭
⎫ ⎝⎛<<+-παπα2232cos 21212121;(利用升次公式,去掉开方符号) (2)
4
2sin 42cos tan 5312sin 2cos 2tan 31--+-
-++x x x
x x x ; (可使用换元化简,令t =t a n x ) (3)se c 2280°-3c s c 2280°.(化割为弦)
小试牛刀答案
1. 原式
βαβαβα2cos 2cos 2
1
)2cos 1)(2cos 1(41)2cos 1)(2cos 1(41-+++--=)2cos 2cos 2cos 2cos 1(41
)2cos 2cos 2cos 2cos 1(41βαβαβαβα+++++--=
βα2cos 2cos 2
1- 212cos 2cos 21
)2cos 2cos 1(21=-+=
βαβα 2. x
x
x x x x f 2sin 2cos sin cos sin )(2244-++=
)
cos sin 1(2cos sin 122x x x
x --=
2
12sin 41+=
x 。
3. 原式=⎪
⎭
⎫ ⎝⎛+⎪
⎭⎫
⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-•=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-θπθπθπθππθπθθπθπθθ4sin 4cos 4sin 24sin 4cos 24sin 2sin 2sin 4sin 2sin cos .
=
2232
12
1tan 1tan 14tan 1+-=+-=+-=
⎪⎭
⎫
⎝⎛+θθθπ
4. (1)∵
αααπαπcos |cos |2cos 2
121,223==+∴<<, 又∵
2
sin ,2sin |2sin |cos 2121,243α
αααπαπ=∴==-∴<<原式. (2)令t =t a n x ,则原式=
41811531
121)1(231222
2
22-+-+-+--+++-+t t t t t
t t
t t t =
x t t t t t t t t t t 2sec 212
)1()1)(53()1)(51()1)(31()1()31(2
222=-+=+++++-++•+ (3)原式=csc 210°-3se c 210°=(csc10°+3sec10°)·(csc10°-3sec10°
)
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︒
︒-︒•︒+︒=
︒︒︒-︒•︒•︒︒+︒20sin )
1030sin()1030sin(1610cos 10sin 10sin 310cos 10cos 10sin 10sin 310cos 2 =32cos20°.。