(完整word版)高中数学专题系列三角函数讲义(2)
(完整word版)三角函数公式大全
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(完整word版)三⾓函数公式⼤全⾼中三⾓函数公式⼤全[图]1 三⾓函数的定义1.1 三⾓形中的定义图1 在直⾓三⾓形中定义三⾓函数的⽰意图在直⾓三⾓形ABC,如下定义六个三⾓函数:正弦函数余弦函数正切函数余切函数正割函数余割函数1.2 直⾓坐标系中的定义图2 在直⾓坐标系中定义三⾓函数⽰意图在直⾓坐标系中,如下定义六个三⾓函数:正弦函数余弦函数正切函数余切函数正割函数余割函数2 转化关系2.1 倒数关系2.2 平⽅关系2 和⾓公式3 倍⾓公式、半⾓公式3.1 倍⾓公式3.2 半⾓公式3.3 万能公式4 积化和差、和差化积4.1 积化和差公式证明过程⾸先,sin(α+β)=sinαcosβ+sinβcosα(已证。
证明过程见《和⾓公式与差⾓公式的证明》)因为sin(α+β)=sinαcosβ+sinβcosα(正弦和⾓公式)则sin(α-β)=sin[α+(-β)]=sinαcos(-β)+sin(-β)cosα=sinαcosβ-sinβcosα于是sin(α-β)=sinαcosβ-sinβcosα(正弦差⾓公式)将正弦的和⾓、差⾓公式相加,得到sin(α+β)+sin(α-β)=2sinαcosβ则sinαcosβ=sin(α+β)/2+sin(α-β)/2(“积化和差公式”之⼀)同样地,运⽤诱导公式cosα=sin(π/2-α),有cos(α+β)=sin[π/2-(α+β)]=sin(π/2-α-β)=sin[(π/2-α)+(-β)]=sin(π/2-α)cos(-β)+sin(-β)cos(π/2-α)=cosαcosβ-sinαsinβ于是cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ(余弦和⾓公式)那么cos(α-β)=cos[α+(-β)]=cosαcos(-β)-sinαsin(-β)=cosαcosβ+sinαsinβcos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ(余弦差⾓公式)将余弦的和⾓、差⾓公式相减,得到cos(α+β)-cos(α-β)=-2sinαsinβ则sinαsinβ=cos(α-β)/2-cos(α+β)/2(“积化和差公式”之⼆)将余弦的和⾓、差⾓公式相加,得到cos(α+β)+cos(α-β)=2cosαcosβ则cosαcosβ=cos(α+β)/2+cos(α-β)/2(“积化和差公式”之三)这就是积化和差公式:sinαcosβ=sin(α+β)/2+sin(α-β)/2sinαsinβ=cos(α-β)/2-cos(α+β)/2cosαcosβ=cos(α+β)/2+cos(α-β)/24.2 和差化积公式部分证明过程:sin(α-β)=sin[α+(-β)]=sinαcos(-β)+sin(-β)cosα=sinαcosβ-sinβcosαcos(α+β)=sin[90-(α+β)]=sin[(90-α)-β]=sin(90-α)cosβ-sinβcos(90-α)=cosαcosβ-sinαsinβcos(α-β)=cos[α+(-β)]=cosαcos(-β)-sinαsin(-β)=cosαcosβ+sinαsinβtan(α+β)=sin(α+β)/cos(α+β)=(sinαcosβ+sinβcosα)/(cosαcosβ-sinαsinβ)=(cosαtanαcosβ+cosβtanβcosα)/(cosαcosβ-cosαtanαcosβtanβ)=(tanα+tanβ)/(1-tanαtanβ)tan(α-β)=tan[α+(-β)]=[tanα+tan(-β)]/[1-tanαtan(-β)]=(tanα-tanβ)/(1+tanαtanβ)诱导公式sin(-a)=-sin(a)cos(-a)=cos(a)sin(pi/2-a)=cos(a)cos(pi/2-a)=sin(a)sin(pi/2+a)=cos(a)cos(pi/2+a)=-sin(a)sin(pi-a)=sin(a)cos(pi-a)=-cos(a)sin(pi+a)=-sin(a)cos(pi+a)=-cos(a)tgA=tanA=sinA/cosA两⾓和与差的三⾓函数si n(a+b)=sin(a)cos(b)+cos(α)sin(b)cos(a+b)=cos(a)cos(b)-sin(a)sin(b)sin(a-b)=sin(a)cos(b)-cos(a)sin(b)cos(a-b)=cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b)tan(a+b)=(tan(a)+tan(b))/(1-tan(a)tan(b))tan(a-b)=(tan(a)-tan(b))/(1+tan(a)tan(b))三⾓函数和差化积公式sin(a)+sin(b)=2sin((a+b)/2)cos((a-b)/2)sin(a)sin(b)=2cos((a+b)/2)sin((a-b)/2)cos(a)+cos(b)=2cos((a+b)/2)cos((a-b)/2)cos(a)-cos(b)=-2sin((a+b)/2)sin((a-b)/2)积化和差公式sin(a)sin(b)=-1/2*[cos(a+b)-cos(a-b)]cos(a)cos(b)=1/2*[cos(a+b)+cos(a-b)]sin(a)cos(b)=1/2*[sin(a+b)+sin(a-b)]⼆倍⾓公式sin(2a)=2sin(a)cos(a)cos(2a)=cos^2(a)-sin^2(a)=2cos^2(a)-1=1-2sin^2(a)半⾓公式sin^2(a/2)=(1-cos(a))/2cos^2(a/2)=(1+cos(a))/2tan(a/2)=(1-cos(a))/sin(a)=sin(a)/(1+cos(a))万能公式sin(a)= (2tan(a/2))/(1+tan^2(a/2))cos(a)= (1-tan^2(a/2))/(1+tan^2(a/2))tan(a)= (2tan(a/2))/(1-tan^2(a/2))其它公式a*sin(a)+b*cos(a)=sqrt(a^2+b^2)sin(a+c) [其中,tan(c)=b/a] a*sin(a)-b*cos(a)=sqrt(a^2+b^2)cos(a-c) [其中,tan(c)=a/b]1+sin(a)=(sin(a/2)+cos(a/2))^21-sin(a)=(sin(a/2)-cos(a/2))^2其他⾮重点三⾓函数csc(a)=1/sin(a)sec(a)=1/cos(a)双曲函数sinh(a)=(e^a-e^(-a))/2cosh(a)=(e^a+e^(-a))/2tgh(a)=sinh(a)/cosh(a)常⽤公式表(⼀)1。
高三数学-高考复习讲义-反三角函数与最简三角方程讲义资料(Word版)
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高三数学二高考复一习讲义■反三角函数与最简三角方程、反三角函数的图像与性质、最简单三角方程的解集:1、反三角函数的定义1【例1】右sinx=— , x =[—为可,贝U x =.3【巩固训练】1.函数y =cosx,xw (-冗,0 )的反函数是2、反三角函数的性质与图像1【例2】求函数y = v arcsin-的定义域与值域. x【例3】求函数y =arcsin(1 —x) +arccos2x的值域. 【例4】.求函数y =arccos(x2 -2x)的单调区间【例5】.函数f x =xarcsinx ' a 【巩固训练】+ barccosx是奇函数的充要条件是2.求函数y = Jarcsin(x—6)的定义域和值域.3.写出下列函数的定义域2 、. x 互(1) y=2arcsinjx (2) y =arcsin(x +x) (3) y = log2 arccos——2 3,一一二x ,,4.求函数y =—+arccos-的反函数,并指出反函数的定乂域和值域2 2心一「冗5元"|…,一…一一一5.右arccos x= —,——,则x的取值氾围是<3 6」3、反三角函数的恒等式19【例6】arcsin I sin —二,124 c 5【例7】化间:arccos 2arccos—二5 5[例8]求下列各式的值:“、一 4 . ( 11) cos arccos- + arccos5一.二1 ,(2) sin —十—arctan1 - x -【例9】求y =arctanx + arctan -------- 的值.1 x【巩固训练】6.计算arcsin(cos2) = 16二、7.下列关系式中,正确的是(八.二3A.arcsin —二一3 2B.sin(arcsin,一2) =、. 21 .C.arccos 一一1= arcsinD.arctan — arctan —一=03 . 38.求值:… ,一,3(1)arctan 7 + arctan 一 4 (2),1-tan 25 arctan -------1 tan 25JI9 设——W x W0,求arcsin (cosx )-arccos (sin x )的值24、最简三角方程的解集x x【例10]斛方程:sin - - cos- =1 .2 2【例11】解方程:2sec2 x+19tan x =12 .【例12]解方程:sin2x+3sin xcosx+1 =0 .【例13]解方程:sin2x—12(sin x — cosx)+12 = 0 .【巩固训练】10.方程:sin x —、,r3cosx = J2在0,冗】上的解是11.方程:5cosx cos2x , sin x = 0在0,2二1上的解丸12.解方程:sin5x-cosx=013.解方程:sin 2x-12 (sin x-cosx )+12 = 05、综合应用【例14]解三角方程:asin(x +n =sin 2x+9,a 为一实常数. 4【巩固训练】14 .关于X 的方程3+2sin x +cosx = k 恒有解,求实数k 的取值范围.1 2sin x 3cosx【课后作业】1.函数y =arcsin(x-2 )的定义域为,值域为 2,若 x =」是方程 2cos(x +a ) = 1 的解 其中 a w (0,2n ),则 a =3冗 JT3.若1=$的乂,x = .1--,—,则arccost 的取值范围是 ______________________ .一 6 3一..1 -2x .. _____ __ _ 一 4 .函数 y = 3arccos --- 的反函数的取大值是,取小值是 .4「. 7立).一11 15 . arccos.sin - \=, sin |-arccos -- =26 .万程 1g (cosx +sin x )=lg (2cos x -1 )的解集是.27 .函数y=arccos(2x -x )的值域为( )8 .下列命题中,正确命题的个数是( )(1) y =arcsin x 的反函数是 y =sin xA. 0,二 1B."*'」C. \ 71)1 0,arccos ——1 I 84C n 1D. 0,arccos-一 8(2)y=cosx, x^ [-n,0]的反函数是y - -arccosx, x [-1,1](3)y=tanx, x e 1-—,—i的反函数是y = arctanx, xw (口,西2 2 3A.0个B.1个C.2个D.3个_____ . . 2 . 3x-1 ......9. (1)求函数y=lg(1—4x )+arcsin---的定义域;(2)求y =arcsin(1 -x )+arccos2x的值域;2(3)求y =arcsin(x -x )的定乂域;(4)判断函数y = sin(2arccosx)的奇偶性;(5)求满足不等式arccos(1 -x )> arccosx的x的取值范围.2 1、,10.求函数y =arccos(x -x-金)的TE义域和值域.11.解下列三角方程:(1)sinx+cosx =cos2x ;1(2)cosxcos2xcos4x =一;82(3)3tan x +2 =2sec x ;x(4)cos x = 2 tan --1 I.212.已知方程cos2x 十J3sin 2x = k+1.(1)k为何值时,方程在区间|0,三।内有两个相异的解" _ ,2(2)求a + P的值.(3)。
(完整word版)三角函数常用公式表
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07高中数学会考复习提纲(2)(三角函数)第四章 三角函数1、角:(1)、正角、负角、零角:逆时针方向旋转正角,顺时针方向旋转负角,不做任何旋转零角; (2)、与α终边相同的角,连同角α在内,都可以表示为集合{Z k k ∈⋅+=,360|αββ}(3)、象限的角:在直角坐标系内,顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,角的终边落在第几象限,就是第几象限的角;角的终边落在坐标轴上,这个角不属于任何象限。
2、弧度制:(1)、定义:等于半径的弧所对的圆心角叫做1(2)、度数与弧度数的换算:π= 180弧度,1弧度)180( =π(3)、弧长公式:r l ||α= (α是角的弧度数) 扇形面积:2||2121r lr S α===3、三角函数 (1)、定义:(如图) (2)、各象限的符号: yry x r x xrx y r y ======ααααααcsc cot cos sec tan sin (3)、 特殊角的三角函数值4、同角三角函数基本关系式(1)平方关系: (2)商数关系: (3)倒数关系:1cos sin 22=+αα αααcos sin tan = 1cot tan =αα αα22sec tan 1=+ αααsin cos cot =1csc sin =αα αα22csc cot 1=+ 1sec cos =αα(4)同角三角函数的常见变形:(活用“1”)αsinx y++ _ _ O xy++__ αcosOαtanxy+ +__O=r αsec αsinαtan αcotcsc①、αα22cos 1sin -=, αα2cos 1sin -±=;αα22sin 1cos -=, αα2sin 1cos -±=;②θθθθθθθ2sin 2cos sin sin cos cot tan 22=+=+,αααααααθθ2cot 22sin 2cos 2cos sin sin cos tan cot 22==-=-③ααααα2sin 1cos sin 21)cos (sin 2±=±=±, |cos sin |2sin 1ααα±=± 5、诱导公式:(奇变偶不变,符号看象限)公式一: ααααααtan )360tan(cos )360cos(sin )360sin(=︒⋅+=︒⋅+=︒⋅+k k k 公式二: 公式三: 公式四: 公式五:ααααααtan )180tan(cos )180cos(sin )180sin(-=-︒-=-︒=-︒ ααααααtan )180tan(cos )180cos(sin )180sin(=+︒-=+︒-=+︒ ααααααtan )tan(cos )cos(sin )sin(-=-=--=- ααααααtan )360tan(cos )360cos(sin )360sin(-=-︒=-︒-=-︒ 补充:ααπααπααπcot )2tan(sin )2cos(cos )2sin(=-=-=- ααπααπααπcot )2tan(sin )2cos(cos )2sin(-=+-=+=+ ααπααπααπcot )23tan(sin )23cos(cos )23sin(=--=--=- ααπααπααπcot )23tan(sin )23cos(cos )23sin(-=+=+-=+6、两角和与差的正弦、余弦、正切)(βα+S :βαβαβαsin cos cos sin )sin(+=+ )(βα-S :βαβαβαsin cos cos sin )sin(-=- )(βα+C :βαβαβsin sin cos cos )cos(-=+a )(βα-C :βαβαβsin sin cos cos )cos(+=-a )(βα+T : βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(-+=+ )(βα-T : βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(+-=-)(βα+T 的整式形式为:)tan tan 1()tan(tan tan βαβαβα-⋅+=+例:若︒=+45B A ,则2)tan 1)(tan 1(=++B A .(反之不一定成立) 7、辅助角公式:⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++=+x b a b x b a a b a x b x a cos sin cos sin 222222 )sin()sin cos cos (sin 2222ϕϕϕ+⋅+=⋅+⋅+=x b a x x b a(其中ϕ称为辅助角,ϕ的终边过点),(b a ,ab =ϕtan ) (多用于研究性质) 8、二倍角公式:(1)、α2S : αααcos sin 22sin = (2)、降次公式:(多用于研究性质) α2C : ααα22sin cos2cos -= ααα2sin 21cos sin =1cos 2sin2122-=-=αα 212cos 2122cos 1sin 2+-=-=ααα α2T : ααα2tan 1tan 22tan -= 212cos 2122cos 1cos 2+=+=ααα (3)、二倍角公式的常用变形:①、|sin |22cos 1αα=-, |cos |22cos 1αα=+;②、|sin |2cos 2121αα=-, |cos |2cos 2121αα=+③、22sin 1cos sin 21cos sin 22244ααααα-=-=+; ααα2cos sin cos 44=-;④半角:2cos 12sinαα-±=,2cos 12cos αα+±=,αααcos 1cos 12tan +-±=ααααcos 1sin sin cos 1+=-= 9、三角函数的图象性质(1)、函数的周期性:①、定义:对于函数f (x ),若存在一个非零常数T ,当x 取定义域内的每一个值时,都有:f (x +T )= f (x ),那么函数f (x )叫周期函数,非零常数T 叫这个函数的周期;②、如果函数f (x )的所有周期中存在一个最小的正数,这个最小的正数叫f (x )的最小正周期。
2018年高考数学(理)一轮复习文档第三章三角函数、解三角形第2讲同角三角函数的基本关系与诱导公式Word版
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第2讲 同角三角函数的基本关系与诱导公式1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1. (2)商数关系:tan α=sin αcos α.2.六组诱导公式简记口诀:把角统一表示为k π2±α(k ∈Z )的形式,奇变偶不变,符号看象限.1.辨明三个易误点(1)“同角”有两层含义:一是“角相同”,二是代表“任意”一个使三角函数有意义的角.“同角”的概念与角的表达形式有关,如:sin 23α+cos 23α=1,sinα2cosα2=tan α2.(2)在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号. (3)注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化. 2.三角函数求值与化简的三种常用方法(1)弦切互化法:主要利用公式tan α=sin αcos α化成正、余弦.(2)和积转换法:利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化. (3)巧用“1”的变换:1=sin 2θ+cos 2θ=cos 2θ(1+tan 2θ)=tan π4=….1.cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-20π3=( ) A.12 B.32 C .-12D .-32C2.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,则sin(π+α)等于( )A.35 B .-35C.45D .-45D 因为sin ⎝⎛⎭⎪⎫π2+α=35,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2, 所以cos α=35,所以sin α=45,所以sin(π+α)=-sin α=-45.3.若sin θcos θ=12,则tan θ+cos θsin θ的值是( )A .-2B .2C .±2D.12B tan θ+cos θsin θ=sin θcos θ+cos θsin θ=1cos θsin θ=2.4.若sin θ=-45,tan θ>0,则cos θ=________.由已知,θ在第三象限, 所以cos θ=-1-sin 2θ=-1-(-45)2=-35.-355.教材习题改编 已知tan θ=2,则sin θ·cos θ=________. sin θcos θ=sin θ·cos θsin 2θ+cos 2θ=tan θtan 2θ+1=222+1=25. 25同角三角函数的基本关系式(高频考点)同角三角函数的基本关系式的应用很广泛,也比较灵活.高考中常以选择题、填空题的形式出现.高考对同角三角函数基本关系式的考查主要有以下三个命题角度: (1)知弦求弦; (2)知弦求切; (3)知切求弦.(1)(2016·高考全国卷丙)若tan α=34,则cos 2α+2sin 2α=( )A.6425 B.4825C .1D.1625(2)已知sin α+2cos α=3,则tan α=( ) A.22 B. 2 C .-22D .- 2【解析】 (1)法一:由tan α=sin αcos α=34,cos 2α+sin 2α=1,得⎩⎪⎨⎪⎧sin α=35,cos α=45或⎩⎪⎨⎪⎧sin α=-35,cos α=-45,则sin 2α=2sin αcos α=2425,则cos 2α+2sin 2α=1625+4825=6425. 法二:cos 2α+2sin 2α=cos 2α+4sin αcos αcos 2α+sin 2α=1+4tan α1+tan 2α=1+31+916=6425. (2)因为sin α+2cos α=3, 所以(sin α+2cos α)2=3,所以sin 2α+22sin αcos α+2cos 2α=3, 所以sin 2α+22sin αcos α+2cos 2αsin 2α+cos 2α=3,所以tan 2α+22tan α+2tan 2α+1=3, 所以2tan 2α-22tan α+1=0,所以tan α=22. 【答案】 (1)A (2)A同角三角函数关系式及变形公式的应用(1)利用sin 2α+cos 2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用sin αcos α=tan α可以实现角α的弦切互化.(2)应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.角度一 知弦求弦1.(2017·雅安模拟)已知sin θ+cos θ=43,θ∈(0,π4),则sin θ-cos θ的值为( )A.23 B.13 C .-23D .-13C (sin θ+cos θ)2=169,所以1+2sin θcos θ=169,所以2sin θcos θ=79,由(sin θ-cos θ)2=1-2sin θ·cos θ=1-79=29,可得sin θ-cos θ=±23.又因为θ∈(0,π4),sin θ<cos θ,所以sin θ-cos θ=-23.角度二 知弦求切2.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=35,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2,则tan α=( )A.43 B.34 C .-34D .±34B 因为cos ⎝⎛⎭⎪⎫π2+α=35,所以sin α=-35,显然α在第三象限,所以cos α=-45,故tan α=34.角度三 知切求弦3.若sin α=2sin β,tan α=3tan β,则cos α=________. 因为sin α=2sin β,① tan α=3tan β, tan 2α=9tan 2β.②由①2÷②得:9cos 2α=4cos 2β.③ 由①2+③得sin 2α+9cos 2α=4. 又sin 2α+cos 2α=1, 所以cos 2α=38,所以cos α=±64. ±64诱导公式的应用(1)sin(-1 200°)cos 1 290°+cos(-1 020°)·sin(-1 050°)=________.(2)已知cos α是方程3x 2-x -2=0的根,且α是第三象限角,则sin (-α+3π2)cos (3π2+α)tan 2(π-α)cos (π2+α)sin (π2-α)等于________.(3)已知cos(π6-α)=23,则sin(α-2π3)=________.【解析】 (1)原式=-sin 1 200°cos 1 290°-cos 1 020°·sin 1 050°=-sin(3×360°+120°)cos(3×360°+210°)-cos(2×360°+300°)sin(2×360°+330°)=-sin 120°cos 210°-cos 300°sin 330°=-sin(180°-60°)cos(180°+30°)-cos(360°-60°)·sin(360°-30°) =sin 60°cos 30°+cos 60°sin 30° =32×32+12×12=1. (2)因为方程3x 2-x -2=0的根为x 1=1,x 2=-23,由题知cos α=-23,所以sin α=-53,tan α=52. 所以原式=-cos αsin αtan 2α-sin αcos α=tan 2α=54.(3)因为⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α+⎝ ⎛⎭⎪⎫α-2π3=-π2,所以α-2π3=-π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-2π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-23.【答案】 (1)1 (2)54 (3)-23(1)诱导公式用法的一般思路 ①化大角为小角.②角中含有加减π2的整数倍时,用公式去掉π2的整数倍.(2)常见的互余和互补的角①常见的互余的角:π3-α与π6+α;π3+α与π6-α;π4+α与π4-α等.②常见的互补的角:π3+θ与2π3-θ;π4+θ与3π4-θ等.(3)三角函数式化简的方向 ①切化弦,统一名. ②用诱导公式,统一角.③用因式分解将式子变形,化为最简.1.(2017·福建省毕业班质量检测)若sin(π2+α)=-35,且α∈(π2,π),则sin(π-2α)=( )A.2425 B.1225C .-1225D .-2425D 由sin(π2+α)=cos α=-35,且α∈(π2,π),得sin α=45,所以sin(π-2α)=sin 2α=2sin αcos α=-2425,选项D 正确.2.sin(-1 071°)si n 99°+sin(-171°)sin(-261°)=________. 原式=(-sin 1 071°)·sin 99°+sin 171°·sin 261°=-sin (3×360°-9°)sin(90°+9°)+sin(180°-9°)·sin(270°-9°)=sin 9°cos 9°-sin 9°cos 9°=0.故填0.3.已知cos(π+α)=-12,求sin[α+(2n +1)π]+sin (π+α)sin (π-α)·cos (α+2n π)(n ∈Z ).因为cos(π+α)=-12,所以-cos α=-12,cos α=12.sin[α+(2n +1)π]+sin (π+α)sin (π-α)cos (α+2n π)=sin (α+2n π+π)-sin αsin αcos α=sin (π+α)-sin αsin αcos α=-2sin αsin αcos α=-2cos α=-4.——方程思想求解三角函数值已知sin θ+cos θ=713,θ∈(0,π),则tan θ=________.【解析】 法一:因为sin θ+cos θ=713,θ∈(0,π),所以(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ=49169,所以sin θcos θ=-60169.由根与系数的关系,知sin θ,cos θ是方程x 2-713x -60169=0的两根,所以x 1=1213,x 2=-513.又sin θcos θ=-60169<0,所以sin θ>0,cos θ<0.所以sin θ=1213,cos θ=-513.所以tan θ=sin θcos θ=-125.法二:同法一,得sin θcos θ=-60169,所以sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=-60169. 齐次化切,得tan θtan 2 θ+1=-60169,即60tan 2θ+169tan θ+60=0, 解得tan θ=-125或tan θ=-512.又θ∈(0,π),sin θ+cos θ=713>0,sin θcos θ=-60169<0.所以θ∈(π2,3π4),所以tan θ=-125.【答案】 -125(1)本题利用方程思想法一:由sin θ+cos θ、sin θcos θ的值构造一元二次方程,把sin θ与cos θ看作此方程的两根,即可求出sin θ与cos θ的值,便可求解.法二:利用三角函数的基本关系转化为关于tan θ的一元二次方程求解.(2)所谓方程思想就是在解决问题时,用事先设定的未知数沟通问题中所涉及的各量间的等量关系,建立方程或方程组,求出未知数及各量的值,或者用方程的性质去分析、转化问题,使问题获得解决.已知sin(3π-α)=-2sin(π2+α),则sin αcos α等于( )A .-25 B.25C.25或-25D .-15A 因为sin(3π-α)=sin(π-α)=-2sin(π2+α),所以sin α=-2cos α,所以tan α=-2,当α在第二象限时,⎩⎪⎨⎪⎧sin α=255cos α=-55,所以sin αcos α=-25;当α在第四象限时,⎩⎪⎨⎪⎧sin α=-255cos α=55,所以sin αcos α=-25,综上,sin αcosα=-25,故选A.1.tan(-233π)的值为( )A. 3 B .- 3 C.33D .-33A A tan(-233π)=tan(-8π+π3)=tan π3= 3.2.已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π2,则θ等于( )A .-π6B .-π3C.π6D.π3D 因为sin(π+θ)=-3cos(2π-θ), 所以-sin θ=-3cos θ,所以tan θ= 3. 因为|θ|<π2,所以θ=π3.3.(2017·福建省毕业班质量检测)已知cos(α+π2)=13,则cos 2α的值等于( )A.79 B .-79C.89D .-89A 法一:因为cos(α+π2)=13,所以sin α=-13,所以cos α=±223,所以cos 2α=cos 2α-sin 2α=(±223)2-(-13)2=79,故选A.法二:因为cos(α+π2)=13,所以sin α=-13,所以cos 2α=1-2sin 2α=1-2×19=79,故选A.4.已知sin α+3cos α3cos α-sin α=5,则sin 2α-sin αcos α的值为( )A .-15B .-25C.15D.25D 依题意得tan α+33-tan α=5,所以tan α=2.所以sin 2α-sin αcos α=sin 2α-sin αcos αsin 2α+cos 2α=tan 2α-tan αtan 2α+1=22-222+1=25. 5.已知f (x )=a sin(πx +α)+b cos(πx +β)+4,若f (2 016)=5,则f (2 017)的值是( )A .2B .3C .4D .5B 因为f (2 016)=5.所以a sin(2 016π+α)+b cos(2 016π+β)+4=5, 即a sin α+b cos β=1.所以f (2 017)=a sin(2 017π+α)+b cos(2 017π+β)+4=-a sin α-b cos β+4=-1+4=3.6.已知sin α+3cos α+1=0,则tan α的值为( ) A.43或34 B .-34或-43C.34或-43D .-43或不存在D 由sin α=-3cos α-1,可得(-3cos α-1)2+cos 2α=1,即5cos 2α+3cos α=0,解得cos α=-35或cos α=0,当cos α=0时,tan α的值不存在,当cos α=-35时,sin α=-3cos α-1=45,tan α=sin αcos α=-43,故选D.7.化简sin (π2+α)cos (π2-α)cos (π+α)+sin (π-α)cos (π2+α)sin (π+α)=________. 原式=cos αsin α-cos α+sin α(-sin α)-sin α=-sin α+sin α=0. 08.在△ABC 中,若tan A =23,则sin A =________. 因为tan A =23>0,所以A 为锐角,于是1+tan 2A =1+29=119=1cos 2A ,cos 2A =911,cos A =31111,sin A =tan A cos A =2211. 2211 9.sin 43π·cos 56π·tan(-43π)的值是________. 原式=sin(π+π3)·cos(π-π6)·tan(-π-π3) =(-sin π3)·(-cos π6)·(-tan π3) =(-32)×(-32)×(-3)=-334. -33410.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12+α=23,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-11π12=________. cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-11π12=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π12-α =cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π12+α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12+α, 而sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12+α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫π12+α =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12+α=23, 所以cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-11π12=-23. -2311.已知sin θ=45,π2<θ<π. (1)求tan θ的值;(2)求sin 2θ+2sin θcos θ3sin 2θ+cos 2θ的值.(1)因为sin 2θ+cos 2θ=1,所以cos 2θ=925.又π2<θ<π,所以cos θ=-35.所以tan θ=sin θcos θ=-43.(2)由(1)知,sin 2θ+2sin θcos θ3sin 2θ+cos 2 θ=tan 2θ+2tan θ3tan 2θ+1=-857.12.已知α为第三象限角,f (α)=sin (α-π2)·cos (3π2+α)·tan (π-α)tan (-α-π)·sin (-α-π).(1)化简f (α);(2)若cos(α-3π2)=15,求f (α)的值.(1)f (α)=sin (α-π2)·cos (3π2+α)·tan (π-α)tan (-α-π)·sin (-α-π)=(-cos α)·sin α·(-tan α)(-tan α)· sin α=-cos α.(2)因为cos(α-3π2)=15,所以-sin α=15,从而sin α=-15.又α为第三象限角,所以cos α=-1-sin 2α=-265,所以f (α)=-cos α=265.13.已知sin αcos α=18,且5π4<α<3π2,则cos α-sin α的值为() A .-32 B.32C .-34 D.34B 因为5π4<α<3π2,所以cos α<0,sin α<0且|cos α|<|sin α|,所以cos α-sin α>0.又(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=1-2×18=34, 所以cos α-sin α=32. 14.化简1-2sin 40°cos 40°cos 40°-1-sin 250°=________. 原式=sin 240°+cos 240°-2sin 40°cos 40°cos 40°-cos 50°=|sin 40°-cos 40°|sin 50°-sin 40° =|sin 40°-sin 50°|sin 50°-sin 40° =sin 50°-sin 40°si n 50°-sin 40° =1.115.已知在△ABC 中,sin A +cos A =15. (1)求sin A cos A 的值;(2)判断△ABC 是锐角三角形还是钝角三角形;(3)求tan A 的值.(1)因为sin A +cos A =15,① 所以两边平方得1+2sin A cos A =125, 所以sin A cos A =-1225. (2)由sin A cos A =-1225<0,且0<A <π, 可知cos A <0,所以A 为钝角,所以△ABC 是钝角三角形.(3)因为(sin A -cos A )2=1-2sin A cos A =1+2425=4925, 又sin A >0,cos A <0,所以sin A -cos A >0,所以sin A -cos A =75,② 所以由①,②可得sin A =45,cos A =-35,所以tan A =sin A cos A =45-35=-43. 16.已知f (x )=cos 2(n π+x )·sin 2(n π-x )cos 2[(2n +1)π-x ](n ∈Z ). (1)化简f (x )的表达式; (2)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2 016+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1 007π2 016的值. (1)当n 为偶数,即n =2k (k ∈Z )时,f (x )=cos 2(2k π+x )·sin 2(2k π-x )cos 2[(2×2k +1)π-x ]=cos 2x ·sin 2(-x )cos 2(π-x )=cos 2x ·(-sin x )2(-cos x )2 =sin 2x (n =2k ,k ∈Z );当n 为奇数,即n =2k +1(k ∈Z )时,f (x )=cos 2[(2k +1)π+x ]·sin 2[(2k +1)π-x ]cos 2{[2×(2k +1)+1]π-x }=cos 2[2k π+(π+x )]·sin 2[2k π+(π-x )]cos 2[2×(2k +1)π+(π-x )]=cos 2(π+x )·sin 2(π-x )cos 2(π-x )=(-cos x )2sin 2x (-cos x )2 =sin 2x (n =2k +1,k ∈Z ).综上得f (x )=sin 2x . (2)由(1)得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2 016+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1 007π2 016 =sin2π2 016+sin 21 007π2 016 =sin2π2 016+sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-π2 016 =sin2π2 016+cos 2π2 016=1.。
高考解答题专项突破(二) 三角函数的综合问题--2025年高考数学复习讲义及练习解析
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[考情分析]以三角形、三角函数为载体,以三角函数的图象与性质、正弦定理、余弦定理为工具,以三角恒等变换为手段来考查三角函数的综合问题是高考的热点题型,主要考查内容有正、余弦定理、三角形面积的计算、三角恒等变换和三角函数的性质.解题时要充分利用三角函数的图象与性质,交替使用正弦定理、余弦定理,利用数形结合、函数与方程思想等进行求解.考点一三角函数图象与性质的综合例1已知函数f (x )=A sin(ωx +φ>0,ω>0,|φ(1)求f (x )=2的解集;(2)求函数g (x )=f 解(1)由图象可知,周期T =5π12+7π12=π,∴ω=2ππ=2,∵,∴A 2×5π12+0,∴0,解得5π6+φ=π+2k π,φ=2k π+π6,k ∈Z ,∵|φ|<π2,∴φ=π6,∵点(0,1)在函数图象上,∴A sin π6=1,A =2,∴函数f (x )的解析式为f (x )=x由f (x )=x 2,得x 1,即2x +π6=π2+2k π,k ∈Z ,解得x =π6+k π,k ∈Z ,∴f (x )=2|x =π6k π,k ∈(2)g (x )=由(1)知f (x )=xg (x )=2sin 2+π6-2sin 2+π6=2sin2x -2sinx =2sin2x -x +32cos2sin2x -3cos2x=x 由-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π,k ∈Z ,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z ,∴函数g (x )=f k π-π12,k π+5π12,k ∈Z .解决三角函数图象与性质综合问题的方法利用图象讨论三角函数的性质,应先把函数化成y =A sin(ωx +φ)(ω>0)或y =A cos(ωx +φ)(ω>0)的形式,然后通过换元法令t =ωx +φ,转化为研究y =A sin t 或y =A cos t 的性质.1.已知函数f (x )=2sin ωx cos φ+2sin φ-4sin 2ωx 2sin φ(ω>0,|φ|<π),其图象的一条对称轴与相邻对称中心的横坐标相差π4,________,从以下两个条件中任选一个补充在空白横线中.①函数f (x )的图象向左平移π6个单位长度后得到的图象关于y 轴对称且f (0)<0;②函数f (x )的图象的一条对称轴为直线x =-π3且f (1).(1)求函数f (x )的解析式;(2)若x ∈π2,3π4,函数h (x )=f (x )-a 存在两个不同零点x 1,x 2,求x 1+x 2的值.解(1)f (x )=2sin ωx cos φ+2sin φ-2(1-cos ωx )sin φ=2sin(ωx +φ),又函数f (x )的最小正周期为T =4×π4=π,所以ω=2πT=2,若选条件①:将函数f (x )的图象向左平移π6个单位长度得到的图象关于y 轴对称,所得函数为y =2sin 2φ=x +π3+由函数y =2sin x +π3+y 轴对称,可得π3+φ=π2+k π(k ∈Z ),解得φ=π6+k π(k ∈Z ),因为|φ|<π,所以φ的可能取值为-5π6,π6,若φ=-5π6,则f (x )=xf (0)=1,符合题意;若φ=π6,则f (x )=x f (0)=2sin π6=1,不符合题意.所以f (x )=x若选条件②:因为函数f (x )图象的一条对称轴为直线x =-π3,所以φ=π2+k π(k ∈Z ),解得φ=7π6+k π(k ∈Z ),因为|φ|<π,所以φ的可能取值为-5π6,π6,若φ=-5π6,则f (x )=x则2<f (1),符合题意;若φ=π6,则f (x )=x则2sin π2=2>f (1),不符合题意.所以f (x )=x(2)令t =2x -5π6∈π6,2π3,此时函数h (x )=f (x )-a 存在两个不同零点x 1,x 2等价于直线y =a 与函数y =2sin t ,t ∈π6,2π3的图象有两个不同交点.当t =π2时,函数取到最大值,所以t 1+t 2=π,即2x 1-5π6+2x 2-5π6=π,所以x 1+x 2=4π3.考点二三角函数与解三角形的综合例2(2023·河北石家庄二中模拟)设函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π),该函数图象上相邻两个最高点间的距离为4π,且f (x )为偶函数.(1)求ω和φ的值;(2)已知角A ,B ,C 为△ABC 的三个内角,若(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C ,求[f (A )]2+[f (C )]2的取值范围.解(1)因为f (x )=2sin(ωx +φ)的图象上相邻两个最高点间的距离为4π,所以2πω=4π,解得ω=12,所以f (x )=2sin +又因为f (x )为偶函数,所以φ=k π+π2,k ∈Z .又因为0<φ<π,所以φ=π2.(2)因为(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C ,所以2sin A cos B -sin C cos B =sin B cos C ,所以2sin A cos B =sin(B +C ),又因为A +B +C =π,且0<A <π,所以sin(B +C )=sin A ≠0,所以cos B =12,因为0<B <π,所以B =π3,则A +C =2π3,即C =2π3-A ,由(1)知,函数f (x )=2cos 12x ,所以[f (A )]2+[f (C )]2=2cos 212A +2cos 212C =cos A +cos C +2=cos A +2=cos A -12cos A +32sin A +2=32sin A +12cos A +2=2,因为0<A <2π3,所以π6<A +π6<5π6,所以1,则23,即[f (A )]2+[f (C )]23.解三角形与三角函数的综合应用主要体现在以下两个方面:(1)利用三角恒等变换化简三角函数式进行解三角形;(2)解三角形与三角函数图象和性质的综合应用.2.设f (x )=sin x cos x -cos x ∈[0,π].(1)求f (x )的单调递增区间;(2)在锐角三角形ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若0,a =1,求△ABC面积的最大值.解(1)由题意,得f (x )=12sin2x -12cos x 1=sin2x -12,因为0≤x ≤π,所以0≤2x ≤2π,由正弦函数的单调性可知,当0≤2x ≤π2或3π2≤2x ≤2π,即0≤x ≤π4或3π4≤x ≤π时,函数f (x )=sin2x -12单调递增,所以f (x )的单调递增区间是0,π4和3π4,π.(2)由题意,得sin A -12=0,所以sin A =12,因为△ABC 为锐角三角形,所以A 故A =π6.由余弦定理,得b 2+c 2-2bc cos A =a 2,故b 2+c 2-3bc =1,由基本不等式,得b 2+c 2≥2bc ,故bc ≤2+3,当且仅当b =c 时,等号成立.因此S △ABC =12bc sin A ≤2+34,当且仅当b =c 时,△ABC 的面积取得最大值2+34.考点三三角函数与平面向量的综合例3已知向量a =(sin x ,3sin(π+x )),b =(cos x ,-sin x ),函数f (x )=a ·b -32.(1)求f (x )的最小正周期及f (x )图象的对称轴方程;(2)先将f (x )的图象上每个点的纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,再向左平移π3个单位长度得到函数g (x )的图象,若函数y =g (x )-m 在区间π6,5π6内有两个零点,求m 的取值范围.解(1)因为f (x )=a ·b -32sin x cos x +3sin 2x -32=12sin2x -32cos2x =x 故f (x )的最小正周期为T =2π2=π.由2x -π3=k π+π2,k ∈Z ,得x =k π2+5π12,k ∈Z ,所以f (x )的最小正周期为π,对称轴方程为x =k π2+5π12,k ∈Z .(2)由(1),知f (x )=x由题意,得g (x )=sin x .函数y =g (x )-m 在区间π6,5π6内有两个零点,转化为函数y =sin x ,x ∈π6,5π6的图象与直线y =m 有两个交点.由图象可得,m 的取值范围为12,当题目条件给出的向量坐标中含有三角函数的形式时,首先运用向量数量积的定义、向量共线、向量垂直等,得到三角函数的关系式,然后利用三角函数的图象、性质解决问题.3.已知向量a x b =(cos x ,-1).(1)当a ∥b 时,求2cos 2x -sin2x 的值;(2)求f (x )=(a +b )·b 在-π2,0上的单调递增区间.解(1)由a ∥b ,得(-1)sin x =32cos x ,所以tan x =-32,所以2cos 2x -sin2x =2cos 2x -2sin x cos x cos 2x +sin 2x =2-2tan x 1+tan 2x =2+31+94=2013.(2)f (x )=a ·b +b 2=sin x cos x -32+cos 2x +1=12sin2x +1+cos2x 2-12=22sin x 当x ∈-π2,0时,2x +π4∈-3π4,π4,令-π2≤2x +π4≤π4,得-3π8≤x ≤0.故函数f (x )在-π2,0上的单调递增区间为-3π8,0.考点四解三角形与平面向量的综合例4(2024·四川成都调研)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且m =(2b +c ,a ),n =(cos A ,cos C ),m ⊥n .(1)求角A 的大小;(2)D 是线段BC 上的点,且AD =BD =2,CD =3,求△ABD 的面积.解(1)因为m =(2b +c ,a ),n =(cos A ,cos C ),m ⊥n ,所以m ·n =(2b +c )cos A +a cos C =0,由正弦定理可得2sin B cos A +(sin A cos C +cos A sin C )=0,即2sin B cos A +sin(A +C )=0,又A +C =π-B ,所以2sin B cos A +sin B =0,又B ∈(0,π),则sin B >0,所以cos A =-12,又A ∈(0,π),因此A =2π3.(2)设B =θ,因为A =2π3,则C =π-2π3-θ=π3-θ,因为AD =BD =2,所以∠BAD =B =θ,∠ADC =2θ,∠DAC =2π3-θ,在△ACD 中,由正弦定理可知AD sin C =CD sin ∠DAC,即23即θ-12sin θ+12sin 化简可得5sin θ=3cos θ,即tan θ=35,所以sin2θ=2sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=2tan θtan 2θ+1=5314,所以S △ABD =12AD ·BD sin(π-2θ)=12AD ·BD sin2θ=12×22×5314=537.解决解三角形与平面向量综合问题的关键:准确利用向量的坐标运算化简已知条件,将其转化为三角函数的问题解决.4.(2023·广东广州天河区模拟)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足b cos B +C 2=a sin B .(1)求A ;(2)若a =19,BA →·AC →=3,AD 是△ABC 的中线,求AD 的长.解(1)因为cos B +C 2=sin A 2,所以b sin A 2=a sin B .由正弦定理,得sin B sin A 2=sin A sin B .因为sin B ≠0,所以sin A 2=sin A .所以sin A 2=2sin A 2cos A 2.因为A ∈(0,π),A 2∈所以sin A 2≠0,所以cos A 2=12.所以A 2=π3.所以A =2π3.(2)因为BA →·AC →=3,所以bc cos(π-A )=3.又A =2π3,所以bc =6.由余弦定理,得b 2+c 2=a 2+2bc cos A =13.又AD →=12(AB →+AC →),所以|AD →|2=14(AB →+AC →)2=14(c 2+b 2+2bc cos A )=74.所以|AD →|=72,即AD 的长为72.课时作业1.(2023·广东佛山模拟)已知函数f (x )=cos 4x +23sin x cos x -sin 4x .(1)求f (x )的最小正周期和单调递减区间;(2)已知△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若f (A )=1,BC 边的中线AD 的长为7,求△ABC 面积的最大值.解(1)∵f (x )=cos 4x +23sin x cos x -sin 4x =(cos 2x -sin 2x )(cos 2x +sin 2x )+3sin2x =cos2x +3sin2x =x 故f (x )的最小正周期T =π,由π2+2k π≤2x +π6≤3π2+2k π,k ∈Z ,得π6+k π≤x ≤2π3+k π,k ∈Z ,∴f (x )的单调递减区间为π6+k π,2π3+k π(k ∈Z ).(2)由(1)得,f (A )=A 1,即A =12,∵0<A <π,∴2A +π6=5π6,∴A =π3,又AD →=12(AB →+AC →),∴AD →2=14(AB →2+AC →2+2AB →·AC →),∴7=14(c 2+b 2+2bc cos A )=14(b 2+c 2+bc ),∵b 2+c 2≥2bc ,∴b 2+c 2+bc ≥3bc ,∴bc ≤283,当且仅当b =c =2213时取等号,∴S △ABC =12bc sin A =34bc ≤34×283=733,∴△ABC 面积的最大值为733.2.(2024·江西南昌模拟)如图为函数f (x )=A sin(ωx +φ>0,ω>0,|φ|<π2,x ∈(1)求函数f (x )的解析式和单调递增区间;(2)若将y =f (x )的图象向右平移π12个单位长度,然后再将横坐标缩短为原来的12得到y =g (x )的图象,求函数g (x )在区间-π4,π12上的最大值和最小值.解(1)由图象知,A =2,T 4=π3-π12=π4,T =π,又ω>0,则ω=2ππ=2,则f (x )=2sin(2x +φ),,2,得π6+φ=2k π+π2,k ∈Z ,解得φ=2k π+π3,k ∈Z ,因为|φ|<π2,所以φ=π3,所以f (x )=x 令-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π,k ∈Z ,得-5π12+k π≤x ≤π12+k π,k ∈Z ,所以f (x )的单调递增区间为-5π12+k π,π12+k π(k ∈Z ).(2)将f (x )=2sin x 的图象向右平移π12个单位长度,得2sin 2+π3=2sin x ,然后再将横坐标缩短为原来的12,得g (x )=2sin x .因为x ∈-π4,π12,则4x +π6∈-5π6,π2,所以-1≤x 1.故当4x +π6=-π2,即x =-π6时,g (x )取得最小值,为-2;当4x +π6=π2,即x =π12时,g (x )取得最大值,为2.3.设函数f (x )=m ·n ,其中向量m =(2cos x ,1),n =(cos x ,3sin2x )(x ∈R ).(1)求f (x )的最小值;(2)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边,已知f (A )=2,b =1,△ABC 的面积为32,求b sin B的值.解(1)因为m =(2cos x ,1),n =(cos x ,3sin2x ),所以f (x )=2cos 2x +3sin2x =3sin2x +cos2x +1=x 1,所以当x 1,即2x +π6=-π2+2k π,k ∈Z ,即x =-π3+k π,k ∈Z 时,f (x )取得最小值,为-1.(2)由f (A )=2,得A 1=2,则A =12,又A ∈(0,π),所以2A +π6∈故2A +π6=5π6,则A =π3,由S △ABC =12bc sin A =12×1×c ×32=32,可得c =2,在△ABC 中,由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A =1+4-2×1×2×12=3,所以a =3,所以b sin B =a sin A =332=2.4.(2023·四川成都模拟)已知函数f (x )=2cos 2x +3sin2x .(1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,且f (C )=3,c =1,ab =23,求△ABC 的周长.解(1)依题意,f (x )=2cos 2x +3sin2x =1+cos2x +3sin2x =x 1,由-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π,k ∈Z ,得-π3+k π≤x ≤π6+k π,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调递增区间是-π3+k π,π6+k π(k ∈Z ).(2)由(1)知,f (C )=C 1=3,即C 1,而C ∈(0,π),则2C +π6∈于是2C +π6=π2,解得C =π6,由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,得1=(a +b )2-(2+3)ab =(a +b )2-23×(2+3),解得a +b =2+3,所以△ABC 的周长为3+ 3.5.(2023·福建福州模拟)已知向量m 23sin x 4,n cos x 4,cos(1)若m ·n =2,求cos (2)记f (x )=m ·n ,在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且满足(2a -c )cos B =b cos C ,求f (A )的取值范围.解(1)m ·n =23sin x 4cos x 4+2cos 2x 4=3sin x 2+cos x 2+1= 1.因为m ·n =2,所以=12.所以1-2sin =12.(2)因为f (x )=m ·n =1,所以f (A )= 1.因为(2a -c )cos B =b cos C ,由正弦定理,得(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C .所以2sin A cos B -sin C cos B =sin B cos C ,所以2sin A cos B =sin(B +C ).因为A +B +C =π,所以sin(B +C )=sin A ,且sin A ≠0.所以cos B =12.因为B ∈(0,π),所以B =π3.所以0<A <2π3.所以π6<A 2+π6<π2,12<sin ,故f (A )的取值范围是(2,3).6.(2024·湖北黄冈调研)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知向量m =(b ,a ),n =(sin A ,3cos(A +C )),且m ·n =0.(1)求角B 的大小;(2)若b =3,求3a +c 的最大值.解(1)在△ABC 中,因为m =(b ,a ),n =(sin A ,3cos(A +C )),m ·n =0,所以b sin A -3a cos B =0.由正弦定理,得sin A sin B =3sin A cos B ,又sin A >0,所以sin B =3cos B ,即tan B = 3.又0<B <π,所以B =π3.(2)由(1),知B =π3,b =3,由正弦定理,得a sin A =c sin C =b sin B=2,即a =2sin A ,c =2sin C .又C =2π3-A ,所以3a +c =6sin A +2sin C =6sin A +7sin A +3cos A =213sin(A +θ),其中锐角θ由tan θ=37确定,又0<A <2π3,所以θ<A +θ<2π3+θ.则当且仅当A +θ=π2,即tan A ==733时,sin(A +θ)取最大值1,所以3a +c 的最大值为213.7.已知函数f (x )=cos 4x -2sin x cos x -sin 4x .(1)求f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)求函数f (x )在区间0,π2上的值域;(3)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若0,a =2,求△ABC 面积的最大值.解(1)依题意,f (x )=(cos 2x +sin 2x )(cos 2x -sin 2x )-sin2x =cos2x -sin2x =2sinx 所以f (x )的最小正周期T =2π2=π;由2k π-π2≤2x +3π4≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-5π8≤x ≤k π-π8,k ∈Z ,所以f (x )的单调递增区间为k π-5π8,k π-π8(k ∈Z ).(2)由x ∈0,π2,得2x +3π4∈3π4,7π4,则-1≤x ≤22,即-2≤f (x )≤1,所以函数f (x )在区间0,π2上的值域为[-2,1].(3)由(1)知,=2sin 0,而0<A <π,即有3π4<A +3π4<7π4,则A +3π4=π,解得A =π4,由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,得4=b 2+c 2-2bc ≥2bc -2bc ,于是bc ≤4+22,当且仅当b =c 时等号成立,因此S △ABC =12bc sin A =24bc ≤2+1,所以△ABC 面积的最大值为2+1.8.(2024·重庆永川北山中学模拟)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,cos(A-C )+cos B =32,设m =(b ,c ),n =(a ,b )且m ∥n .(1)求角B 的大小;(2)延长BC 至D ,使BD =5,若△ACD 的面积S =3,求AD 的长.解(1)由cos(A -C )+cos B =32,可知cos(A -C )-cos(A +C )=32,即cos A cos C +sin A sin C -cos A cos C +sin A sin C =32,可得sin A sin C =34.由m ∥n 可得b 2-ac =0,由正弦定理可知sin 2B =sin A sin C =34,因为B ∈(0,π),所以sin B =32,因此B =π3或2π3.分别代入cos(A -C )+cos B =32,可知当B =2π3时,cos(A -C )=2,不成立.因此B =π3.(2)由B =π3可知cos(A -C )=1,即A =C ,因此△ABC 为等边三角形,即a =b =c ,S △ACD =12AC ·CD sin ∠ACD =12b (5-a )sin 2π3=34a (5-a )=3,整理可得a (5-a )=4,即a 2-5a =-4,在△ABD 中,由余弦定理可知,AD 2=AB 2+BD 2-2AB ·BD cos π3=c 2+25-5c =a 2+25-5a =21,因此AD 的长为21.。
(完整word版)高中数学三角函数基础知识点及答案(2),推举文档
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(完整word版)高中数学三角函数基础知识点及答案(2),推举文档高中数学三角函数基础知识点及答案1、角的概念的推广:平面内一条射线绕着端点从一具位置旋转到另一具位置所的图形。
按逆时针方向旋转所形成的角叫正角,按顺时针方向旋转所形成的角叫负角,一条射线没有作任何旋转时,称它形成一具零角。
射线的起始位置称为始边,终止位置称为终边。
2、象限角的概念:在直角坐标系中,使角的顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合,角的终边在第几象限,就讲那个角是第几象限的角。
假如角的终边在坐标轴上,就以为那个角别属于任何象限。
3. 终边相同的角的表示:(1)α终边与θ终边相同(α的终边在θ终边所在射线上)?2()k kαθπ=+∈Z ,注意:相等的角的终边一定相同,终边相同的角别一定相等.如与角ο1825-的终边相同,且绝对值最小的角的度数是___,合___弧度。
弧度:一周的弧度数为2πr/r=2π,360°角=2π弧度,所以,1弧度约为57.3°,即57°17'44.806'',1°为π/180弧度,近似值为0.01745弧度,周角为2π弧度,平角(即180°角)为π弧度,直角为π/2弧度。
(答:25-o;536π-)(2)α终边与θ终边共线(α的终边在θ终边所在直线上) ?()k kαθπ=+∈Z . (3)α终边与θ终边对于x 轴对称?2()k k αθπ=-+∈Z . (4)α终边与θ终边对于y 轴对称?2()k k απθπ=-+∈Z . (5)α终边与θ终边对于原点对称?2()k k απθπ=++∈Z .(6)α终边在x 轴上的角可表示为:,k k Z απ=∈;α终边在y 轴上的角可表示为:,2k k Z παπ=+∈;α终边在坐标轴上的角可表示为:,2k k Z πα=∈.如α的终边与6π的终边对于直线x y =对称,则α=____________。
(完整word版)高中三角函数公式大全(2)

高中三角函数公式大全2009年07月12日 星期日 19:27三角函数公式两角和公式sin(A+B) = sinAcosB+cosAsinBsin(A-B) = sinAcosB-cosAsinBcos(A+B) = cosAcosB-sinAsinBcos(A-B) = cosAcosB+sinAsinB tan(A+B) =tanAtanB-1tanB tanA + tan(A-B) =tanAtanB1tanB tanA +- cot(A+B) =cotAcotB 1-cotAcotB + cot(A-B) =cotAcotB 1cotAcotB -+ 倍角公式 tan2A =Atan 12tanA 2- Sin2A=2SinA•CosACos2A = Cos 2A-Sin 2A=2Cos 2A-1=1-2sin 2A三倍角公式sin3A = 3sinA-4(sinA)3cos3A = 4(cosA)3-3cosAtan3a = tana ·tan(3π+a)·tan(3π-a) 半角公式 sin(2A )=2cos 1A - cos(2A )=2cos 1A + tan(2A )=A A cos 1cos 1+- cot(2A )=A A cos 1cos 1-+ tan(2A )=A A sin cos 1-=A A cos 1sin + 和差化积 sina+sinb=2sin 2b a +cos 2b a -sina-sinb=2cos2b a +sin 2b a - cosa+cosb = 2cos 2b a +cos 2b a - cosa-cosb = -2sin 2b a +sin 2b a - tana+tanb=ba b a cos cos )sin(+ 积化和差 sinasinb = -21[cos(a+b)-cos(a-b)] cosacosb = 21[cos(a+b)+cos(a-b)] sinacosb = 21[sin(a+b)+sin(a-b)] cosasinb = 21[sin(a+b)-sin(a-b)] 诱导公式sin(-a) = -sinacos(-a) = cosa sin(2π-a) = cosa cos(2π-a) = sina sin(2π+a) = cosa cos(2π+a) = -sina sin(π-a) = sinacos(π-a) = -cosasin(π+a) = -sinacos(π+a) = -cosa tgA=tanA =aa cos sin 万能公式 sina=2)2(tan 12tan 2a a + cosa=22)2(tan 1)2(tan 1a a +-tana=2)2(tan 12tan2a a- 其它公式 a•sina+b•cosa=)b (a 22+×sin(a+c) [其中tanc=a b ] a•sin(a)-b•cos(a) =)b (a 22+×cos(a-c) [其中tan(c)=b a ] 1+sin(a) =(sin 2a +cos 2a )2 1-sin(a) = (sin 2a -cos 2a )2 其他非重点三角函数 csc(a) =asin 1 sec(a) =acos 1 双曲函数 sinh(a)=2e -e -aa cosh(a)=2e e -aa + tg h(a)=)cosh()sinh(a a 公式一:设α为任意角,终边相同的角的同一三角函数的值相等:sin (2kπ+α)= sinαcos (2kπ+α)= cosαtan (2kπ+α)= tanαcot (2kπ+α)= cotα公式二:设α为任意角,π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系:sin (π+α)= -sinαcos (π+α)= -cosαtan (π+α)= tanαcot (π+α)= cotα公式三:任意角α与 -α的三角函数值之间的关系:sin (-α)= -sinαcos (-α)= cosαtan (-α)= -tanαcot (-α)= -cotα公式四:利用公式二和公式三可以得到π-α与α的三角函数值之间的关系:sin (π-α)= sinαcos (π-α)= -cosαtan (π-α)= -tanαcot (π-α)= -cotα公式五:利用公式-和公式三可以得到2π-α与α的三角函数值之间的关系:sin (2π-α)= -sinαcos (2π-α)= cosαtan (2π-α)= -tanαcot (2π-α)= -cotα公式六:2π±α及23π±α与α的三角函数值之间的关系: sin (2π+α)= cosα cos (2π+α)= -sinα tan (2π+α)= -cotα cot (2π+α)= -tanα sin (2π-α)= cosα cos (2π-α)= sinα tan (2π-α)= cotα cot (2π-α)= tanα sin (23π+α)= -cosα cos (23π+α)= sinα tan (23π+α)= -cotα cot (23π+α)= -tanα sin (23π-α)= -cosαcos (23π-α)= -sinα tan (23π-α)= cotα cot (23π-α)= tanα (以上k ∈Z)这个物理常用公式我费了半天的劲才输进来,希望对大家有用 A•sin(ωt+θ)+ B•sin(ωt+φ) =)cos(222ϕθ⋅++AB B A ×sin)cos(2)Bsin in arcsin[(As t 22ϕθϕθω⋅++++AB B A三角函数公式证明(全部)2009-07-08 16:13公式表达式乘法与因式分解 a2-b2=(a+b)(a-b) a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2) a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2) 三角不等式 |a+b|≤|a|+|b| |a -b|≤|a|+|b| |a|≤b<=>-b≤a≤b|a-b|≥|a|-|b| -|a|≤a≤|a|一元二次方程的解 -b+√(b2-4ac)/2a -b-b+√(b2-4ac)/2a根与系数的关系 X1+X2=-b/a X1*X2=c/a 注:韦达定理判别式 b2-4a=0 注:方程有相等的两实根b2-4ac>0 注:方程有一个实根b2-4ac<0 注:方程有共轭复数根三角函数公式两角和公式 sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB sin(A-B)=sinAcosB-sinBcosAcos(A+B)=cosAcosB-sinAsinB cos(A-B)=cosAcosB+sinAsinBtan(A+B)=(tanA+tanB)/(1-tanAtanB) tan(A-B)=(tanA-tanB)/(1+tanAtanB)ctg(A+B)=(ctgActgB-1)/(ctgB+ctgA) ctg(A-B)=(ctgActgB+1)/(ctgB-ctgA)倍角公式tan2A=2tanA/(1-tan2A) ctg2A=(ctg2A-1)/2ctgacos2a=cos2a-sin2a=2cos2a-1=1-2sin2a半角公式sin(A/2)=√((1-cosA)/2) sin(A/2)=-√((1-cosA)/2)cos(A/2)=√((1+cosA)/2) cos(A/2)=-√((1+cosA)/2)tan(A/2)=√((1-cosA)/((1+cosA)) tan(A/2)=-√((1-cosA)/((1+cosA))ctg(A/2)=√((1+cosA)/((1-cosA)) ctg(A/2)=-√((1+cosA)/((1-cosA))和差化积2sinAcosB=sin(A+B)+sin(A-B) 2cosAsinB=sin(A+B)-sin(A-B)2cosAcosB=cos(A+B)-sin(A-B) -2sinAsinB=cos(A+B)-cos(A-B)sinA+sinB=2sin((A+B)/2)cos((A-B)/2 cosA+cosB=2cos((A+B)/2)sin((A-B)/2) tanA+tanB=sin(A+B)/cosAcosB tanA-tanB=sin(A-B)/cosAcosBctgA+ctgBsin(A+B)/sinAsinB -ctgA+ctgBsin(A+B)/sinAsinB某些数列前n项和1+2+3+4+5+6+7+8+9+…+n=n(n+1)/21+3+5+7+9+11+13+15+…+(2n-1)=n22+4+6+8+10+12+14+…+(2n)=n(n+1)12+22+32+42+52+62+72+82+…+n2=n(n+1)(2n+1)/613+23+33+43+53+63+…n3=n2(n+1)2/41*2+2*3+3*4+4*5+5*6+6*7+…+n(n+1)=n(n+1)(n+2)/3正弦定理a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R 注:其中R 表示三角形的外接圆半径余弦定理b2=a2+c2-2accosB 注:角B是边a和边c的夹角正切定理:[(a+b)/(a-b)]={[Tan(a+b)/2]/[Tan(a-b)/2]}圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2 注:(a,b)是圆心坐标圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0 注:D2+E2-4F>0抛物线标准方程y2=2px y2=-2px x2=2py x2=-2py直棱柱侧面积S=c*h 斜棱柱侧面积S=c'*h正棱锥侧面积S=1/2c*h' 正棱台侧面积S=1/2(c+c')h'圆台侧面积S=1/2(c+c')l=pi(R+r)l 球的表面积S=4pi*r2圆柱侧面积S=c*h=2pi*h 圆锥侧面积S=1/2*c*l=pi*r*l弧长公式l=a*r a是圆心角的弧度数r >0 扇形面积公式s=1/2*l*r 锥体体积公式V=1/3*S*H 圆锥体体积公式V=1/3*pi*r2h斜棱柱体积V=S'L 注:其中,S'是直截面面积,L是侧棱长柱体体积公式V=s*h 圆柱体V=pi*r2h-----------------------三角函数积化和差和差化积公式记不住就自己推,用两角和差的正余弦:cos(A+B)=cosAcosB-sinAsinBcos(A-B)=cosAcosB+sinAsinB这两式相加或相减,可以得到2组积化和差:相加:cosAcosB=[cos(A+B)+cos(A-B)]/2相减:sinAsinB=-[cos(A+B)-cos(A-B)]/2sin(A+B)=sinAcosB+sinBcosAsin(A-B)=sinAcosB-sinBcosA这两式相加或相减,可以得到2组积化和差:相加:sinAcosB=[sin(A+B)+sin(A-B)]/2相减:sinBcosA=[sin(A+B)-sin(A-B)]/2这样一共4组积化和差,然后倒过来就是和差化积了不知道这样你可以记住伐,实在记不住考试的时候也可以临时推导一下正加正正在前正减正余在前余加余都是余余减余没有余还负正余正加余正正减余余余加正正余减还负.3.三角形中的一些结论:(不要求记忆)(1)anA+tanB+tanC=tanA·tanB·tanC(2)sinA+tsinB+sinC=4cos(A/2)cos(B/2)cos(C/2)(3)cosA+cosB+cosC=4sin(A/2)·sin(B/2)·sin(C/2)+1(4)sin2A+sin2B+sin2C=4sinA·sinB·sinC(5)cos2A+cos2B+cos2C=-4cosAcosBcosC-1 ...........................已知sinα=m sin(α+2β), |m|<1,求证tan(α+β)=(1+m)/(1-m)tanβ解:sinα=m sin(α+2β)sin(a+β-β)=msin(a+β+β)sin(a+β)cosβ-cos(a+β)sinβ=msin(a+β)cosβ+mcos(a+β)sinβsin(a+β)cosβ(1-m)=cos(a+β)sinβ(m+1) tan(α+β)=(1+m)/(1-m)tanβ。
(完整word版)三角函数专题讲义
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三角函数专题一、核心知识点归纳:1、正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质:sin y x =cos y x =tan y x =图象定义域 R R,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭值域[]1,1-[]1,1-R最值当22x k ππ=+()k ∈Z 时,max 1y =; 当22x k ππ=-()k ∈Z 时,min 1y =-. 当()2x k k π=∈Z 时,max 1y =;当2x k ππ=+()k ∈Z 时,min 1y =-.既无最大值也无最小值周期性 2π2ππ奇偶性奇函数 偶函数奇函数单调性在2,222k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦()k ∈Z 上是增函数;在32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ ()k ∈Z 上是减函数.在[]()2,2k k k πππ-∈Z 上是增函数;在[]2,2k k πππ+ ()k ∈Z 上是减函数. 在,22k k ππππ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭()k ∈Z 上是增函数.对称性对称中心()(),0k k π∈Z对称中心对称中心函 数 性 质2。
正、余弦定理:在ABC ∆中有: ①正弦定理:2sin sin sin a b cR A B C===(R 为ABC ∆外接圆半径) 2sin 2sin 2sin a R A b R B c R C =⎧⎪=⎨⎪=⎩⇒ sin 2sin 2sin 2a A Rb B Rc C R⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩注意变形应用 ②面积公式:111sin sin sin 222ABC S abs C ac B bc A ∆=== ③余弦定理: 2222222222cos 2cos 2cos a b c bc A b a c ac B c a b ab C ⎧=+-⎪=+-⎨⎪=+-⎩ ⇒ 222222222cos 2cos 2cos 2b c a A bc a c b B ac a b c C ab ⎧+-=⎪⎪+-⎪=⎨⎪⎪+-=⎪⎩二、方法总结:1.三角函数恒等变形的基本策略。
高考数学(文)二轮复习专题一 三角函数和平面向量 第2讲 平面向量、解三角形 Word版含答案
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第2讲 平面向量、解三角形【课前热身】第2讲 平面向量、解三角形(本讲对应学生用书第4~6页)1.(必修4 P76习题7改编)在矩形ABCD 中,O 是对角线的交点,若BC u u u r =e 1,DC u u u r =e 2,则OC u u u r= .【答案】12(e 1+e 2)【解析】因为O 是矩形ABCD 对角线的交点,BCu u u r =e 1,DCu u u r =e 2,所以OCu u u r =12(BC u u u r +DC u u u r)=12(e 1+e 2).2.(必修4 P90习题19改编)已知向量a =(6,-3),b =(2,x+1),若a ⊥b ,则实数x= . 【答案】3【解析】因为a ⊥b ,所以a ·b =0,所以12-3x-3=0,解得x=3.3.(必修5 P10练习2改编)在锐角三角形ABC 中,设角A ,B 所对的边分别为a ,b.若2a sin B=3b ,则角A= .【答案】π3【解析】在△ABC 中,由正弦定理及已知得2sin A·sin B=3sin B ,因为B 为△ABC的内角,所以sin B ≠0,所以sinA=32.又因为△ABC 为锐角三角形,所以A ∈π02⎛⎫ ⎪⎝⎭,,所以A=π3.4.(必修4 P80例5改编)已知向量a =(1,0),b =(2,1),则当k= 时,向量k a -b 与a +3b 平行.【答案】-13【解析】由题设知向量a 与b 不平行,因为向量k a -b 与a +3b 平行,所以1k =-13,即k=-13.5.(必修5 P16习题1(3)改编)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a=7,b=43,c=13,则△ABC 最小的内角为 .【答案】π6【解析】因为13<43<7,所以C<B<A ,又因为cosC=222-2a b c ab +=2743⨯⨯=32,所以C=π6.【课堂导学】平面向量与三角函数综合例1 (2016·淮安5月信息卷)已知向量m =(cos α,sin α),n =(3,-1),α∈(0,π).(1)若m ⊥n ,求角α的大小; (2)求|m +n |的最小值.【解答】(1)因为m =(cos α,sin α),n =(3,-1),且m ⊥n ,所以3cos α-sin α=0,即tan α=3.又因为α∈(0,π),所以α=π3.(2)因为m +n =(cos α+3,sin α-1),所以|m +n |=22(cos 3)(sin -1)αα++=523cos -2sin αα+=π54cos 6α⎛⎫++ ⎪⎝⎭. 因为α∈(0,π),所以α+ππ7π666⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,故当α+π6=π,即α=5π6时,|m +n |取得最小值1.正弦定理、余弦定理的应用例2 (2016·苏州暑假测试)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c.已知sin2-2A B+sin A sin B=22+.(1)求角C 的大小;(2)若b=4,△ABC 的面积为6,求c 的值.【解答】(1)sin2-2A B+sin A sin B=1-cos(-)2A B+2sin sin2A B=1-cos cos-sin sin2A B A B+2sin sin2A B=1-cos cos sin sin2A B A B+=1-(cos cos-sin sin)2A B A B=1-cos()2A B+=1-cos(π-)2C=1cos2C+=22+,所以cos C=22.又0<C<π,所以C=π4.(2)因为S=12ab sin C=12a×4×sinπ4=2a=6,所以a=32.因为c2=a2+b2-2ab cos C=(32)2+42-2×32×4×22=10,所以c=10.变式1(2016·南通一调)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知(a+b-c)(a+b+c)=ab.(1)求角C的大小;(2)若c=2a cos B,b=2,求△ABC的面积.【解答】(1)在△ABC中,由(a+b-c)(a+b+c)=ab,得222-2a b cab+=-12,即cosC=-12.因为0<C<π,所以C=2π3.(2)方法一:因为c=2a cos B,由正弦定理,得sin C=2sin A cos B.因为A+B+C=π,所以sin C=sin(A+B ),所以sin(A+B )=2sin A cos B ,即sin A cos B-cos A sin B=0, 所以sin(A-B )=0.又-π3<A-B<π3,所以A-B=0,即A=B ,所以a=b=2. 所以△ABC 的面积为S △ABC =12ab sin C=12×2×2×sin 2π3=3.方法二:由c=2a cos B 及余弦定理,得c=2a×222-2a c b ac +,化简得a=b ,所以△ABC 的面积为S △ABC =12ab sin C=12×2×2×sin 2π3=3.变式2 (2016·南通、扬州、淮安、宿迁、泰州二调)在斜三角形ABC 中,tan A+tan B+tan A tan B=1.(1)求角C 的大小; (2)若A=15°,2,求△ABC 的周长.【解答】(1)因为tan A+tan B+tan A tan B=1, 即tan A+tan B=1-tan A tan B.因为在斜三角形ABC 中,1-tan A tan B ≠0,所以tan(A+B )=tan tan 1-tan tan A BA B +=1,即tan(180°-C )=1,tan C=-1. 因为0°<C<180°,所以C=135°.(2)在△ABC 中,A=15°,C=135°,则B=180°-A-C=30°.由正弦定理sin BC A =sin CAB =sin ABC ,得sin15BC o =°sin30CA=2=2,故BC=2sin 15°=2sin(45°-30°)=2(sin 45°cos 30°-cos 45°sin 30°)=6-2 2,CA=2sin 30°=1.所以△ABC的周长为AB+BC+CA=2+1+6-22=2622++.平面向量与解三角形综合例3(2016·无锡期末)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知向量a=(sin B-sin C,sin C-sin A),b=(sin B+sin C,sin A),且a⊥b.(1)求角B的大小;(2)若b=c·cos A,△ABC的外接圆的半径为1,求△ABC的面积.【解答】(1)因为a⊥b,所以a·b=0,即sin2B-sin2C+sin A(sin C-sin A)=0,即sin A sin C=sin2A+sin2C-sin2B,由正弦定理得ac=a2+c2-b2,所以cos B=222-2a c bac+=12.因为B∈(0,π),所以B=π3.(2)因为c·cos A=b,所以bc=222-2b c abc+,即b2=c2-a2,又ac=a2+c2-b2,b=2R sin3,解得a=1,c=2.所以S△ABC =12ac sin B=3.变式(2016·苏锡常镇二调)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知向量m=(cos B,cos C),n=(4a-b,c),且m∥n.(1)求cos C的值;(2)若c=3,△ABC的面积S=15,求a,b的值.【解答】(1)因为m∥n,所以c cos B=(4a-b)cos C,由正弦定理,得sin C cos B=(4sin A-sin B)cos C,化简得sin(B+C)=4sin A cos C.因为A+B+C=π,所以sin(B+C)=sin A.又因为A∈(0,π),所以sin A≠0,所以cos C=14.(2)因为C∈(0,π),cos C=14,所以sin C=21-cos C=11-16=15.因为S=12ab sin C=15,所以ab=2.①因为c=3,由余弦定理得3=a2+b2-12ab,所以a2+b2=4,②由①②,得a4-4a2+4=0,从而a2=2,a=2(a=-2舍去),所以a=b=2.【课堂评价】1.(2016·镇江期末)已知向量a=(-2,1),b=(1,0),则|2a+b|=. 【答案】13【解析】因为2a+b=(-3,2),所以|2a+b|=22(-3)2+=13.2.(2016·南京学情调研)已知向量a=(1,2),b=(m,4),且a∥(2a+b),则实数m=.【答案】2【解析】方法一:由题意得a=(1,2),2a+b=(2+m,8),因为a∥(2a+b),所以1×8-(2+m)×2=0,故m=2.方法二:因为a∥(2a+b),所以存在实数λ,使得λa=2a+b,即(λ-2)a=b,所以(λ-2,2λ-4)=(m,4),所以λ-2=m且2λ-4=4,解得λ=4,m=2.3.(2016·南京、盐城一模)在△ABC中,设a,b,c分别为内角A,B,C的对边,若a=5,A=π4,cos B=35,则c=.【答案】7【解析】因为cos B=35,所以B∈π2⎛⎫⎪⎝⎭,,从而sin B=45,所以sin C=sin(A+B)=sinA cos B+cos A sin B=2×35+2×45=72,又由正弦定理得sinaA=sincC,即52 =72c,解得c=7.4.(2016·全国卷Ⅲ)在△ABC中,B=π4,BC边上的高等于13BC,则cos A=.(第4题)【答案】-10【解析】如图,作AD ⊥BC交BC 于点D ,设BC=3,则AD=BD=1,AB=2,AC=5.由余弦定理得32=(2)2+(5)2-2×2×5×cos A ,解得cos A=-10.5.(2016·南通一调)已知在边长为6的正三角形ABC 中,BD u u u r =12BC u u u r ,AE u u u r=13AC u u u r ,AD 与BE 交于点P ,则PB u u u r ·PD u u ur 的值为 .(第5题)【答案】274【解析】如图,以BC 为x 轴,AD 为y 轴,建立平面直角坐标系,不妨设B (-3,0),C (3,0),则D (0,0),A (0,33),E (1,23),P 330⎛ ⎝⎭,,所以PB u u u r ·PD u u ur =|PD u u u r |2=233⎝⎭=274.温馨提示:趁热打铁,事半功倍.请老师布置同学们完成《配套检测与评估》第3~4页.【检测与评估】第2讲 平面向量、解三角形一、 填空题1.(2016·苏州暑假测试)设x ,y ∈R ,向量a =(x ,1),b =(2,y ),且a +2b =(5,-3),则x+y= .2.(2016·盐城三模)已知向量a ,b 满足a =(4,-3),|b |=1,|a -b |=21,则向量a ,b 的夹角为 .3.(2016·全国卷Ⅱ)设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A=45,cos C=513,a=1,则b= .4.(2016·天津卷)在△ABC 中,若AB=13,BC=3,∠C=120°,则AC= .5.(2016·南京三模)如图,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB=4,AD=3,CD=2,AM u u u u r =2MD u u u u r .若AC u u u r ·BM u u u u r =-3,则AB u u u r ·AD u u u r = .(第5题)6.(2016·无锡期末)已知平面向量α,β满足|β|=1,且α与β-α的夹角为120°,则α的模的取值范围为 .7.在锐角三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c.若b a +ab =6cos C ,则tan tan C A +tan tan CB = .8.(2016·苏北四市摸底)在△ABC 中,AB=2,AC=3,角A 的平分线与AB 边上的中线交于点O ,若AO u u u r =x AB u u u r+y AC u u u r (x ,y ∈R ),则x+y 的值为 .二、 解答题9.(2016·苏北四市期末)已知在锐角三角形ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,sin A=35,tan(A-B )=-12.(1)求tan B 的值; (2)若b=5,求c 的值.10.(2016·徐州、连云港、宿迁三检)如图,在梯形ABCD 中,已知AD ∥BC ,AD=1,BD=210,∠CAD=π4,tan ∠ADC=-2.(1)求CD 的长; (2)求△BCD 的面积.(第10题)11.(2016·南京三模)在△ABC 中,已知a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边.若向量m =(a ,cos A ),向量n =(cos C ,c ),且m ·n =3b cos B.(1)求cos B 的值;(2)若a ,b ,c 成等比数列,求1tan A +1tan C 的值.【检测与评估答案】第2讲 平面向量、解三角形一、 填空题1. -1 【解析】由题意得a +2b =(x+4,1+2y )=(5,-3),所以4512-3x y +=⎧⎨+=⎩,,解得1-2x y =⎧⎨=⎩,,所以x+y=-1.2. π3【解析】设向量a ,b 的夹角为θ,由|a -b|=,得21=(a -b )2=a 2+b 2-2a ·b =25+1-2·5·cos θ,即cos θ=12,所以向量a ,b 的夹角为π3.3. 2113 【解析】因为cos A=45,cos C=513,且A ,C 为三角形的内角,所以sin A=35,sin C=1213,所以sin B=sin(A+C )=sin A cos C+cos A sin C=6365.由正弦定理得sin b B =sin aA ,解得b=2113.4. 1【解析】设AC=x,由余弦定理得cos 120°=29-13 23xx+⋅⋅=-12,即x2+3x-4=0,解得x=1或x=-4(舍去),所以AC=1.5.32【解析】方法一:设ABu u u r=4a,ADu u u r=3b,其中|a|=|b|=1,则DCu u u r=2a,AMu u u u r=2b.由ACu u u r·BMu u u u r=(ADu u u r+DCu u u r)·(BAu u u r+AMu u u u r)=-3,得(3b+2a)·(2b-4a)=-3,化简得a·b=18,所以ABu u u r·ADu u u r=12a·b=32.方法二:建立平面直角坐标系,使得A(0,0),B(4,0),设D(3cos α,3sin α),则C(3cos α+2,3sin α),M(2cos α,2sin α).由ACu u u r·BMu u u u r=-3,得(3cos α+2,3sin α)·(2cos α-4,2sin α)=-3,化简得cos α=18,所以ABu u u r·ADu u u r=12cos α=32.6.23⎛⎤⎥⎝⎦,【解析】如图,设α=ABu u u r,β=ACu u u r,则β-α=BCu u u r,∠ABC=60°,设α与β的夹角为θ,则0°<θ<120°,由正弦定理可得°||sin(120-)θα=°||sin60β,所以|α|=233sin(120°-θ).因为0°<θ<120°,所以0°<120°-θ<120°,所以0<sin(120°-θ)≤1,所以0<|α|≤23.(第6题)7. 4 【解析】b a +ab =6cos C ⇒6ab cos C=a 2+b 2⇒3(a 2+b 2-c 2)=a 2+b 2⇒a 2+b 2=232c ,所以tan tan C A +tan tan CB =sin cosC C ·cos sin sin cos sin sin B A B A A B +=sin cos C C ·sin()sin sin A B A B +=1cos C ·2sin sin sin C A B =2222-aba b c +·2c ab =22223-2c c c=2222c c =4.8. 58 【解析】如图,在△ABC 中,AD 为∠BAC 的平分线,CE 为AB 边上的中线,且AD ∩CE=O.在△AEO 中,由正弦定理得sin AE AOE ∠=sin EOEAO ∠.在△ACO 中,由正弦定理得sin AC AOC ∠=sin COCAO ∠,两式相除得AE AC =EO OC .因为AE=12AB=1,AC=3,所以EO OC =13,所以CO u u u r =3OE u u u r ,即AO u u u r -AC u u u r =3(AE u u u r -AO u u ur ),即4AO u u u r =3AE u u u r+AC u u u r ,所以4AO u u u r =32AB u u ur +AC u u u r ,从而AO u u u r =38AB u u u r +14AC u u u r .因为AO u u u r =x AB u u u r+y ACu u u r ,所以x=38,y=14,所以x+y=58.(第8题)二、 解答题9. (1) 方法一:在锐角三角形ABC 中,由sin A=35,得cos A=21-sin A =45,所以tan A=sin cos A A =34.由tan(A-B )=tan -tan 1tan ?tan A B A B +=-12,得tan B=2.方法二:在锐角三角形ABC 中,由sin A=35,得cos A=21-sin A =45,所以tanA=sin cos A A =34.又因为tan(A-B )=-12,所以tan B=tan[A-(A-B )]=tan -tan(-)1tan tan(-)A A B A A B +=31--42311-42⎛⎫ ⎪⎝⎭⎛⎫+⨯ ⎪⎝⎭=2. (2) 由(1)知tan B=2,得sin B=255,cos B=55, 所以sin C=sin(A+B )=sin A cos B+cos A sin B=11525,由正弦定理sin bB =sin cC ,得c=sin sin b C B =112.10. (1) 因为tan ∠ADC=-2,且∠ADC ∈(0,π),所以sin ∠ADC=255,cos ∠ADC=-55. 所以sin ∠ACD=sinππ--4ADC ∠⎛⎫ ⎪⎝⎭ =sin ∠ADC+π4=sin ∠ADC ·cos π4+cos ∠ADC ·sin π4=,在△ADC 中,由正弦定理得CD=·sin sin AD DACACD ∠∠=.(2) 因为AD ∥BC ,所以cos ∠BCD=-cos ∠ADC=,sin ∠BCD=sin ∠ADC=.在△BDC 中,由余弦定理得BD 2=BC 2+CD 2-2BC ·CD ·cos ∠BCD , 即BC 2-2BC-35=0,解得BC=7,所以S △BCD =12BC ·CD ·sin ∠BCD=12×7=7.11. (1) 因为m ·n =3b cos B ,所以a cos C+c cos A=3b cos B. 由正弦定理得sin A cos C+sin C cos A=3sin B cos B , 所以sin(A+C )=3sin B cos B , 所以sin B=3sin B cos B.因为B 是△ABC 的内角,所以sin B ≠0,所以cos B=13.(2) 因为a ,b ,c 成等比数列,所以b 2=ac. 由正弦定理得sin 2B=sin A ·sin C.因为cos B=13,B 是△ABC 的内角,所以sinB=,又1tan A +1tan C =cos sin A A +cos sin C C =cos ?sin sin ?cos sin sin A C A CA C +⋅ =sin()sin sin A C A C +⋅=sin sin sin B A C=2sin sin B B =1sin B=.。
专题46 高中数学三角函数的概念(解析版)
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专题46 三角函数的概念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,α∈R 它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),那么: (2)结论①正弦:点P 的纵坐标y 叫做α的正弦,记作sin α,即y =sin α; ②余弦:点P 的横坐标x 叫做α的余弦,记作cos α,即x =cos α;③正切:把点P 的纵坐标与横坐标的比值y x 叫做α的正切,记作tan α,即tan α=yx (x ≠0)(3)三角函数正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上的点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,将正弦函数、余弦函数、正切函数统称为三角函数,记为正弦函数y =sin x (x ∈R);余弦函数y =cos x (x ∈R);正切函数y =tan x ⎝⎛⎭⎫x ≠π2+k π,k ∈Z 3.正弦、余弦、正切函数在弧度制下的定义域三角函数 定义域 sin α R cos α Rtan α⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪x ≠k π+π2,k ∈Z4.正弦、余弦、正弦:一二象限正,三四象限负;余弦:一四象限正,二三象限负;正切:一三象限正,二四象限负. 简记口诀:一全正、二正弦、三正切、四余弦.5.诱导公式一终边相同的角的同一三角函数的值相等,由此得到一组公式(公式一): sin(α+k ·2π)=sin α,cos(α+k ·2π)=cos α,tan(α+k ·2π)=tan α,其中k ∈Z. 即终边相同的角的同一三角函数值相等.题型一 任意角的三角函数的定义及其应用1.若角α的终边经过点P (5,-12),则sin α=________,cos α=________,tan α=________. [解析]∵x =5,y =-12,∴r =52+(-12)2=13,则sin α=y r =-1213,cos α=x r =513,tan α=y x =-125.2.已知角α终边过点P (1,-1),则tan α的值为 [解析]由三角函数定义知tan α=-11=-1.3.已知角α的终边经过点P (1,-1),则sin α的值为 [解析] ∵α的终边经过点P (1,-1),∴sin α=-112+(-1)2=-22. 4.已知角α的终边经过点(-4,3),则cos α= [解析] ∵x =-4,y =3,∴r =(-4)2+32=5,∴cos α=x r =-45=-455.已知角α的顶点在原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边过点⎝⎛⎭⎫-35,45,则tan α的值为 [解析] 由正切函数的定义可得,tan α=45-35=-43. 6.角α终边与单位圆相交于点M ⎝⎛⎭⎫32,12,则cos α+sin α的值为________.[解析]cos α=x =32,sin α=y =12,故cos α+sin α=3+12. 7.若角α的终边过点(2sin30°,-2cos30°),则sin α的值等于 [解析] ∵x =2sin30°=1,y =-2cos30°=-3,∴r =12+(-3)2=2,∴sin α=y r =-328.在平面直角坐标系中,以x 轴的非负半轴为角的始边,如果角α,β的终边分别与单位圆交于点⎝⎛⎭⎫513,1213和⎝⎛⎭⎫-35,45,那么sin α·tan β=________. [解析]由任意角的正弦、正切函数的定义知sin α=1213,tan β=45-35=-43,所以sin α·tan β=1213×⎝⎛⎭⎫-43=-1613. 9.已知角α的终边过点(-3cos θ,4cos θ),其中θ∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则cos α=________. [解析]因为θ∈⎝⎛⎭⎫π2,π,所以cos θ<0,r =(-3cos θ)2+(4cos θ)2=5|cos θ|=-5cos θ, 所以cos α=-3cos θ-5cos θ=35.10.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=________.[解析]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 =-15.11.设a <0,角α的终边经过点P (-3a,4a ),则sin α+2cos α的值等于________.[解析]∵a <0,角α的终边经过点P (-3a,4a ),∴点P 与原点的距离r =-5a ,sin α=-45,cos α=35,∴sin α+2cos α=25.12.已知角α的终边经过点P (-4a,3a )(a ≠0),求sin α,cos α,tan α的值. [解析]r =(-4a )2+(3a )2=5|a |,若a >0,则r =5a ,角α在第二象限,sin α=y r =3a 5a =35,cos α=x r =-4a 5a =-45,tan α=y x =3a -4a =-34;若a <0,则r =-5a ,角α在第四象限,sin α=-35,cos α=45,tan α=-34.13.已知角α的终边落在射线y =2x (x ≥0)上,求sin α,cos α的值. [解析]设射线y =2x (x ≥0)与单位圆的交点为P (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,x 2+y 2=1,x ≥0,解得⎩⎨⎧x =55,y =255,即P ⎝⎛⎭⎫55,255,所以sin α=y =255,cos α=x =55.14.若角α的终边在直线y =-2x 上,则sin α等于[解析]在α的终边上任取一点P (-1,2),则r =1+4=5,所以sin α=y r =25=255.或者取P ′(1,-2),则r =1+4=5,所以sin α=y r =-25=-255.15.已知角α的终边落在直线3x +y =0上,求sin α,cos α,tan α的值. [解析]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 =(-1)2+(3)2=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+(-3)2=2, 所以sin α=-32,cos α=12,tan α=- 3. 16.已知角α的终边经过P (-b ,4),且cos α=-35,则b 的值为[解析]由x =-b ,y =4,得r =b 2+16,所以cos α=-bb 2+16=-35,解得b =3(b =-3舍去).17.若角α的终边经过P (-3,b ),且cos α=-35,则b =________,sin α=________.[解析]∵cos α=-39+b 2,∴-39+b2=-35,∴b =4或b =-4.当b =4时,sin α=b 9+b2=45,当b =-4时,sin α=b 9+b2=-45.18.若cos α=-32,且角α的终边经过点P (x ,2),则P 点的横坐标x 是 [解析]r =x 2+22,由题意得x x 2+22=-32,所以x =-2 3.19.已知角α的终边经过点P (x ,-6)且cos α=-45,则x =________.[解析]因为|OP |=x 2+(-6)2=x 2+36,所以cos α=x x 2+36,又cos α=-45,所以x x 2+36=-45,整理得x =-8.20.已知角α终边上的点P (4,3m ),且sin α=22m ,求m 的值. [解析]∵P (4,3m ),∴r =16+9m 2,∴sin α=yr=3m16+9m 2=22m , 两边平方,得9m 216+9m 2=12m 2.∴m2(9m 2-2)=0,∴m =0或m =±23. 21.已知角α的终边过点P (5,a ),且tan α=-125,则sin α+cos α的值为________.[解析]根据三角函数的定义,tan α=a 5=-125,∴a =-12,∴P (5,-12).这时r =13,∴sin α=-1213,cos α=513,从而sin α+cos α=-713.22.已知角α的终边与单位圆的交点为⎝⎛⎭⎫-12,y (y <0),则sin αtan α=________. [解析]∵α的终边与单位圆的交点为⎝⎛⎭⎫-12,y ,∴⎝⎛⎭⎫-122+y 2=1,即y 2=34. 又∵y <0,∴y =-32.∴sin α=-32,tan α=3,sin αtan α=-32×3=-32. 23.已知角α的终边经过点P (3,-4t ),且sin(2k π+α)=-35,其中k ∈Z ,则t 的值为____________.[解析]因为sin(2k π+α)=-35(k ∈Z),所以sin α=-35.又角α的终边过点P (3,-4t ),故sin α=-4t9+16t 2=-35,解得t =916⎝⎛⎭⎫t =-916舍去. 24.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________. [解析]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=310-3010.25.已知角θ的终边上一点P (-3,m ),且sin θ=24m .求cos θ与tan θ. [解析]由题意得sin θ=mm 2+3=24m ,若m =0,则cos θ=-1,tan θ=0.若m ≠0,则m =±5. 当m =5时,cos θ=-64,tan θ=-153;当m =-5时,cos θ=-64,tan θ=153. 26.已知角α的终边上一点P (m ,3),且cos α=104,求sin α,tan α的值. [解析]由题意得x =m ,y =3,所以r =|OP |=m 2+3,所以cos α=x r =m m 2+3=104,解得m =5(负值舍去),则r =22,所以sin α=y r =322=64,tan α=y x =35=155.27.如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,角α的终边与单位圆交于点A ,点A 的纵坐标为23,则tan α=________.[解析]设点A 的横坐标为x ,则由x 2+49=1,解得x =±53,因为角α为第二象限角,所以x =-53,cos α=-53,所以tan α=23-53=-255. 28.若角α终边与直线y =3x 重合,且sin α<0,又P (m ,n )为角α终边上一点,且|OP |=10, 则m -n 等于[解析]∵角α终边与y =3x 重合,且sin α<0,所以α为第三象限角,∴P (m ,n )中m <0且n <0,据题意得⎩⎪⎨⎪⎧ n =3m ,m 2+n 2=10,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1,n =-3,∴m -n =2.29.已知角α终边上异于原点的一点P 且|PO |=r ,则点P 的坐标为( )A .P (sin α,cos α)B .P (cos α,sin α)C .P (r sin α,r cos α)D .P (r cos α,r sin α)[解析]设P (x ,y ),则sin α=y r ,∴y =r sin α,又cos α=xr ,∴x =r cos α,∴P (r cos α,r sin α),故选D.30.已知1|sin α|=-1sin α,且lg cos α有意义.(1)试判断角α的终边所在的象限;(2)若角α的终边上一点M ⎝⎛⎭⎫35,m ,且|OM |=1(O 为坐标原点),求m 的值及sin α的值. [解析] (1)由1|sin α|=-1sin α,可知sin α<0.由lg cos α有意义,可知cos α>0,∴角α的终边在第四象限.(2)∵|OM |=1,∴⎝⎛⎭⎫352+m 2=1,解得m =±45. 又α是第四象限角,故m <0,从而m =-45.由正弦函数的定义可知sin α=y r =m |OM |=-451=-45.31.已知角α的终边上的点P 与点A (a ,b )关于x 轴对称(a ≠0,b ≠0),角β的终边上的点Q 与点A 关于直线y =x 对称,求sin αcos β+tan αtanβ+1cos αsin β的值.[解析]由题意可知P (a ,-b ),则sin α=-b a 2+(-b )2,cos α=a a 2+(-b )2,tan α=-ba ;由题意可知Q (b ,a ),则sin β=a a 2+b 2,cos β=b a 2+b 2,tan β=ab ,所以sin αcos β+tan αtan β+1cos αsin β=-1-b 2a 2+a 2+b 2a2=0.题型二 三角函数值符号的运用1.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[解析]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. 2.若sin α<0且tan α>0,则α的终边在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析]由于sin α<0,则α的终边在第三或第四象限或y 轴非正半轴上,又tan α>0,则α的终边在第一或第三象限,所以α的终边在第三象限.[答案] C3.点P (tan α,cos α)在第三象限,则α是第________象限角.[解析]因为点P (tan α,cos α)在第三象限,所以tan α<0,cos α<0,则角α的终边在第二象限. 4.若-π2<α<0,则点Q (cos α,sin α)位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析]因为-π2<α<0,所以cos α>0,且sin α<0,所以点Q (cos α,sin α)在第四象限,选D.5.已知sin θcos θ<0,且|cos θ|=cos θ,则角θ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[解析]由|cos θ|=cos θ,可知cos θ≥0,结合sin θcos θ<0,得sin θ<0,cos θ>0,所以角θ是第四象限角. 6.若tan α<0,且sin α>cos α,则α的终边在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析]由tan α<0知,α是第二、四象限角,若α是第二象限角,则sin α>0,cos α<0,满足sin α>cos α; 若α是第四象限角,则sin α<0,cos α>0,不满足sin α>cos α,故选B. 7.已知点P (tan α,cos α)在第四象限,则角α终边在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析]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.8.若sin αtan α<0,且cos αtan 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[解析] 由sin αtan α<0可知sin α,tan α异号,从而α为第二、三象限角. 由cos αtan α<0可知cos α,tan α异号,从而α为第三、四象限角. 综上可知,α为第三象限角.9.若cos α与tan α同号,那么α在( )A .第一、三象限B .第一、二象限C .第三、四象限D .第二、四象限[解析]因为cos α与tan α同号,所以α在第一、二象限. 10.若sin θ<cos θ,且sin θ·cos θ<0,则角θ的终边位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析]由条件可知cos θ>0,sin θ<0,则θ为第四象限角,故选D. 11.已知tan x >0,且sin x +cos x >0,那么角x 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[解析]∵tan x >0,∴x 在第一或第三象限.若x 在第一象限,则sin x >0,cos x >0,∴sin x +cos x >0. 若x 在第三象限,则sin x <0,cos x <0,与sin x +cos x >0矛盾.故x 只能在第一象限. 12.若角α是第三象限角,则点P (2,sin α)所在象限为( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析]由α是第三象限角知,sin α<0,因此P (2,sin α)在第四象限,故选D. 13.在△ABC 中,若sin A cos B tan C <0,则△ABC 是( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .锐角或钝角三角形[解析]因为sin A >0,所以cos B ,tan C 中一定有一个小于0,即B ,C 中有一个钝角.答案C14.点P (tan 2 018°,cos 2 018°)位于第________象限.[解析]因为2 018°=5×360°+218°,所以2 018°与218°终边相同,是第三象限角, 所以tan 2 018°>0,cos 2 018°<0,所以点P 位于第四象限.15.给出下列函数值:①sin(-1000°);②cos ⎝⎛⎭⎫-π4;③tan2,其中符号为负的个数为( ) A .0 B .1 C .2D .3[解析]①sin(-1000°)=sin(-1080°+80°)=sin80°>0;②cos ⎝⎛⎭⎫-π4>0 ③∵π2<2<π,∴tan2<0,只有③符合,∴选B.16.判断下列各式的符号:(1)tan 120°sin 269°;(2)cos 4tan ⎝⎛⎭⎫-23π4;(3) cos6·tan6;(4) tan (-3)cos 8·tan 5. [解析] (1)因为120°角是第二象限角,所以tan 120°<0.因为269°角是第三象限角,所以sin 269°<0.所以tan 120°sin 269°>0.(2)因为π<4<3π2,所以4弧度角是第三象限角,所以cos 4<0,因为-23π4=-6π+π4,所以-23π4是第一象限角,所以tan ⎝⎛⎭⎫-23π4>0,所以cos 4tan ⎝⎛⎭⎫-23π4<0. (3)∵3π2<6<2π,∴6是第四象限角.∴cos6>0,tan6<0.∴cos6·tan6<0. (4)∵弧度数为-3,5,8的角分别是第三、第四、第二象限角,∴tan(-3)>0,tan 5<0,cos 8<0,∴tan (-3)cos 8·tan 5>0.17.判断下列各式的符号:(1)sin105°·cos230°;(2)cos3·tan ⎝⎛⎭⎫-2π3;(3)sin145°cos(-210°);(4)sin3·cos4·tan5;(5)sin2·cos3·tan5 [解析] (1)因为105°,230°分别为第二、三象限角,所以sin105°>0,cos230°<0.于是sin105°·cos230°<0. (2)因为π2<3<π,所以3是第二象限角,所以cos3<0,又因为-2π3是第三象限角,所以tan ⎝⎛⎭⎫-2π3>0, 所以cos3·tan ⎝⎛⎭⎫-2π3<0. (3)∵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.(4)∵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.(5)∵2 rad 为第二象限角,∴sin2>0;3 rad 为第二象限角,∴cos3<0;5 rad 为第四象限角,∴tan5<0,∴sin2·cos3·tan5>018.设△ABC 的三个内角为A ,B ,C ,则下列各组数中有意义且均为正值的是( )A .tan A 与cosB B .cos B 与sinC C .sin C 与tan AD .tan A2与sin C[解析]∵0<A <π,∴0<A 2<π2,∴tan A2>0;又∵0<C <π,∴sin C >0.19.若角α的终边落在直线x +y =0上,则sin α|cos α|+|sin α|cos α=________.[解析] ∵角α的终边在直线x +y =0上∴角α的终边落在二、四象限角平分线上,且|sin α|=|cos α|, 若α在第二象限,sin α>0,cos α<0,∴sin α|cos α|+|sin α|cos α=sin α-cos α+sin αcos α=0若α在第四象限,sin α<0,cos α>0,∴sin α|cos α|+|sin α|cos α=sin αcos α+-sin αcos α=0.20.函数y =sin x |sin x |+|cos x |cos x +tan x|tan x |的值域是( )A .{-1,0,1,3}B .{-1,0,3}C .{-1,3}D .{-1,1}[解析]当x 是第一象限角时,y =3;当x 是第二象限角时,y =-1;当x 是第三象限角时,y =-1;当x 是第四象限角时,y =-1. 故函数y =sin x |sin x |+|cos x |cos x +tan x|tan x |的值域是{-1,3}.21.有下列说法:①终边相同的角的同名三角函数的值相等; ②终边不同的角的同名三角函数的值不等; ③若sin α>0,则α是第一、二象限的角;④若α是第二象限的角,且P (x ,y )是其终边上一点,则cos α=-xx 2+y 2, 其中正确的个数为( )A .0B .1C .2D .3 [解析]①正确;②错误,如sin π6=sin 5π6;③错误,如sin π2=1>0;④错误,cos α=xx 2+y 2.所以B 选项是正确的. 22.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________. [解析]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. 23.设角α是第三象限角,且⎪⎪⎪⎪sin α2=-sin α2,则角α2是第________象限角. [解析]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. 24.已知α是第三象限角,且cos α2>0,则α2的终边所在的象限是( ) A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限[解析.由α是第三象限角知:2k π+π<α<2k π+3π2(k ∈Z).所以k π+π2<α2<k π+3π4(k ∈Z). 因此,当k 是偶数时,α2是第二象限角;当k 是奇数时,α2是第四象限角. 又cos α2>0,因此α2是第四象限角,故选D. 25.已知sin α2=35,cos α2=-45,试确定α是第几象限角. [解析]因为sin α2=35>0,cos α2=-45<0,所以α2是第二象限角,所以2k π+π2<α2<2k π+π,k ∈Z . 由sin α2=35<22知2k π+3π4<α2<2k π+π,k ∈Z ,所以4k π+3π2<α<4k π+2π,k ∈Z , 故α是第四象限角.26.已知sin θ<0,tan θ>0.(1)求角θ的集合;(2)求θ2的终边所在的象限; (3)试判断sin θ2cos θ2tan θ2的符号. [解析] (1)因为sin θ<0,所以θ为第三、四象限角或在y 轴的负半轴上,因为tan θ>0,所以θ为第一、三象限角,所以θ为第三象限角,θ角的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫θ⎪⎪2k π+π<θ<2k π+3π2,k ∈Z . (2)由(1)可得,k π+π2<θ2<k π+3π4,k ∈Z. 当k 是偶数时,θ2终边在第二象限;当k 是奇数时,θ2终边在第四象限. (3)由(2)可得当k 是偶数时,sin θ2>0,cos θ2<0,tan θ2<0,所以sin θ2cos θ2tan θ2>0; 当k 是奇数时sin θ2<0,cos θ2>0,tan θ2<0,所以sin θ2cos θ2tan θ2>0.综上知,sin θ2cos θ2tan θ2>0. 题型三 诱导公式一的应用1.sin 585°的值为[解析]sin 585°=sin(360°+225°)=sin 225°.由于225°是第三象限角,且终边与单位圆的交点为⎝⎛⎭⎫-22,-22,所以sin 225°=-22. 2.sin(-315°)的值是[解析]sin(-315°)=sin(-360°+45°)=sin 45°=22. 3.sin 253π=________. [解析]sin 253π=sin ⎝⎛⎭⎫8π+π3=sin π3=32. 4.sin(-1380°)的值为[解析]sin(-1 380°)=sin(-4×360°+60°)=sin 60°=32. 5.sin ⎝⎛⎭⎫-35π6的值等于 [解析] ∵sin ⎝⎛⎭⎫-35π6=sin ⎝⎛⎭⎫-6π+π6=sin π6=126.cos 1 470°=____________.[解析]cos 1 470°=cos(4×360°+30°)=cos 30°=32. 7.tan ⎝⎛⎭⎫-173π等于________. [解析]tan ⎝⎛⎭⎫-173π=tan ⎝⎛⎭⎫-6π+π3=tan π3= 3. 8.求下列三角函数值:(1)sin 256π+cos 193π;(2)sin 2 17π4+tan 2⎝⎛⎭⎫-11π6tan 9π4; (3)sin 390°+cos(-660°)+3tan 405°-cos 540°;(4)sin ⎝⎛⎭⎫-7π2+tan π-2cos 0+tan 9π4-sin 7π3. [解析] (1)sin256π+cos 193π=sin ⎝⎛⎭⎫4π+π6+cos ⎝⎛⎭⎫6π+π3=sin π6+cos π3=12+12=1. (2)原式=sin 2⎝⎛⎭⎫π4+4π+tan 2⎝⎛⎭⎫π6-2π·tan ⎝⎛⎭⎫π4+2π=sin 2π4+tan 2 π6·tan π4=⎝⎛⎭⎫222+⎝⎛⎭⎫332×1=12+13=56. (3)原式=sin(360°+30°)+cos(-2×360°+60°)+3tan(360°+45°)-cos(360°+180°)=sin 30°+cos 60°+3tan 45°-cos 180°=12+12+3×1-(-1)=5.(4)原式=sin ⎝⎛⎭⎫-4π+π2+tan π-2cos 0+tan ⎝⎛⎭⎫2π+π4-sin ⎝⎛⎭⎫2π+π3=sin π2+tan π-2cos 0+tan π4-sin π3=1+0-2+1-32=-32. 9.求值:(1)tan 405°-sin 450°+cos 750°;(2)sin 7π3cos ⎝⎛⎭⎫-23π6+tan ⎝⎛⎭⎫-15π4cos 13π3;(3) sin 13π6+cos 13π3-tan ⎝⎛⎭⎫-23π4. [解析] (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; (3) sin 13π6+cos 13π3-tan ⎝⎛⎭⎫-23π4=sin ⎝⎛⎭⎫2π+π6+cos ⎝⎛⎭⎫4π+π3-tan ⎝⎛⎭⎫-6π+π4=sin π6+cos π3-tan π4=12+12-1=0. 10.求值:(1)sin 180°+cos 90°+tan 0°.(2)cos 25π3+tan ⎝⎛⎭⎫-15π4. (3)sin810°+tan1125°+cos420°; (4)sin1140°cos(-690°)+tan1845°.[解析] (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. (3)原式=sin(2×360°+90°)+tan(3×360°+45°)+cos(360°+60°)=sin90°+tan45°+cos60°=1+1+12=52. (4)原式=sin(3×360°+60°)cos(-2×360°+30°)+tan(5×360°+45°)=sin60°cos30°+tan45° =32×32+1=74. 11.计算下列各式的值:(1)sin(-1395°)cos1110°+cos(-1020°)sin750°;(2)sin ⎝⎛⎭⎫-11π6+cos 12π5·tan4π; (3)a 2sin(-1 350°)+b 2tan 405°-2ab cos(-1 080°).[解析] (1)原式=sin(-4×360°+45°)cos(3×360°+30°)+cos(-3×360°+60°)sin(2×360°+30°)=sin45°cos30°+cos60°sin30°=22×32+12×12=64+14=1+64. (2)原式=sin ⎝⎛⎭⎫-2π+π6+cos ⎝⎛⎭⎫2π+2π5·tan(4π+0)=sin π6+cos 2π5×0=12. (3)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 )2.12.化简下列各式:(1)sin 72π+cos 52π+cos(-5π)+tan π4;(2)a 2sin 810°-b 2cos 900°+2ab tan 1125°. [解析] (1)原式=sin 32π+cos π2+cos π+1=-1+0-1+1=-1. (2)原式=a 2sin 90°-b 2cos 180°+2ab tan 45°=a 2+b 2+2ab =(a +b )2.13.已知角α的终边经过点P (3,4).(1)求tan(-6π+α)的值;(2)求sin (α-4π)cos (6π+α)·sin(α-2π)·cos(2π+α)的值. [解析]设x =3,y =4则r =32+42=5,所以sin α=y r =45,cos α=x r =35,tan α=y x =43, (1)tan(-6π+α)=tan α=43. (2)原式=sin αcos α·sin α·cos α=sin 2 α=⎝⎛⎭⎫452=1625. 14.若750°角的终边上有一点(4,a ),则a =________.[解析]tan750°=tan(360°×2+30°)=tan30°=33=a 4,解得a =433. 15.若角420°的终边上有一点(4,-a ),则a 的值是________.[解析]由题意,得tan 420°=-a 4,即tan 60°=-a 4,解得a =-4 3. 16.已知点P ⎝⎛⎭⎫sin 3π4,cos 3π4落在角θ的终边上,且θ∈[0,2π),则θ的值为 [解析]由任意角的三角函数的定义,得tan θ=y x =cos 3π4sin 3π4=-2222=-1.∵sin 3π4>0,cos 3π4<0,∴ 点P 在第四象限,∴θ=7π4. 17.点P 从(1,0)出发,沿单位圆按逆时针方向运动26π3弧长到达Q 点,则Q 的坐标为( ) A.⎝⎛⎭⎫-12,32 B.⎝⎛⎭⎫-32,-12 C.⎝⎛⎭⎫-12,-32 D.⎝⎛⎭⎫-32,12 [解析]点P 从(1,0)出发,沿单位圆逆时针方向运动26π3弧长到达Q 点,所以点Q 是角26π3与单位圆的交点,所以Q ⎝⎛⎭⎫cos 26π3,sin 26π3,又cos 26π3=cos ⎝⎛⎭⎫8π+2π3=cos 2π3=-12,sin 26π3=sin ⎝⎛⎭⎫8π+2π3=sin 2π3=32,所以Q ⎝⎛⎭⎫-12,32. 题型四 与三角函数有关的定义域问题 1.求下列函数的定义域:(1)y =sin x +cos x tan x;(2)y =-cos x +sin x . [解析](1)要使函数有意义,需tan x ≠0,∴x ≠k π+π2,且x ≠k π,k ∈Z.∴x ≠k π2,k ∈Z. 于是函数的定义域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ∈R ,x ≠k π2,k ∈Z . (2)要使函数有意义,需⎩⎪⎨⎪⎧ -cos x ≥0,sin x ≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧2k π+π2≤x ≤2k π+3π2(k ∈Z ),2k π≤x ≤2k π+π(k ∈Z ),解得2k π+π2≤x ≤2k π+π(k ∈Z), ∴函数的定义域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪2k π+π2≤x ≤2k π+π,k ∈Z . 2.求下列函数的定义域:(1)y =sin x +tan x ;(2)y =sin x +tan x .[解析] (1)依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ x ∈R ,x ≠k π+π2(k ∈Z ),∴函数的定义域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ∈R ,x ≠k π+π2,k ∈Z . (2)当sin x ≥0且tan x 有意义时,函数才有意义,∴⎩⎪⎨⎪⎧2k π≤x ≤(2k +1)π,x ≠k π+π2(k ∈Z). ∴函数的定义域为{ x | 2k π≤x <2k π+π2或2k π+π2<x ≤2k π+π,k ∈Z}. 3.已知f (x )是定义在(0,3)上的函数,f (x )的图象如图所示,求不等式f (x )·cos x <0的解集.[解析]f (x )·cos x <0⇒⎩⎨⎧ f (x )>0,cos x <0或⎩⎨⎧f (x )<0,cos x >0.则由图知⎩⎪⎨⎪⎧ 1<x <3,2k π+π2<x <2k π+3π2(k ∈Z )或⎩⎪⎨⎪⎧ 0<x <1,2k π-π2<x <2k π+π2(k ∈Z ). ∴π2<x <3或0<x <1.故不等式的解集为(0,1)∪⎝⎛⎭⎫π2,3. 4.若α,β是关于x 的一元二次方程x 2+2(cos θ+1)x +cos 2θ=0的两实根,且|α-β|≤22,求θ的范围.[解析]∵方程有两实根,∴Δ=4(cos θ+1)2-4cos 2θ≥0,∴cos θ≥-12.① ∵|α-β|≤22,∴(α+β)2-4αβ≤8.由根与系数的关系得α+β=-2(cos θ+1),α·β=cos 2 θ,∴4(cos θ+1)2-4cos 2θ≤8.即cos θ≤12.② 由①②得-12≤cos θ≤12,利用单位圆可知π3+2k π≤θ≤2π3+2k π,k ∈Z 或4π3+2k π≤θ≤5π3+2k π,k ∈Z . ∴π3+k π≤θ≤2π3+k π,k ∈Z . ∴θ的取值范围为⎝⎛⎭⎫π3+k π,2π3+k π,k ∈Z .。
数学(理)一轮教学案:第四章第2讲 三角函数的图象变换及应用 Word版含解析

第2讲 三角函数的图象变换及应用考纲展示 命题探究考点一 三角函数的图象及变换1 用五点法画y =A sin(ωx +φ)在一个周期内的简图用五点法画y =A sin(ωx +φ)(ω>0,A >0)在一个周期内的简图时,要找五个特征点.如下表所示:y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,x ∈[0,+∞))表示一个振动量时,A 叫做振幅,T =2πω叫做周期,f =1T 叫做频率,ωx +φ叫做相位,φ叫做初相,ω叫做角速度.3 三角函数的图象变换及其应用由函数y =sin x 的图象变换得到y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象的步骤注意点 y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)中各个字母的含义 A 所起的作用是图象上每个点的横坐标不变,纵坐标变化为原来的A 倍,简称为振幅变换;ω所起的作用是图象上的每个点的纵坐标不变,横坐标变化为原来的1ω倍,简称为周期变换;φ所起的作用是将函数图象左右平移⎪⎪⎪⎪⎪⎪φω个单位,简称为相位变换.1.思维辨析(1)函数f (x )=A sin(ωx +φ)中的ω一定大于零.( )(2)由y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4得y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8只需向左平移π8个单位.( ) (3)y =k sin x +1(x ∈R ),则y max =k +1.( )(4)若sin x >22,则x >π4.( ) 答案(1)× (2)× (3)× (4)×2.要得到函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的图象,只需将函数y =cos2x 的图象( )A .向右平移π8个单位长度 B .向左平移π8个单位长度 C .向左平移π4个单位长度 D .向右平移π4个单位长度 答案A解析 f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π8由函数图象平移规律可知A 正确.3.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0)的最小正周期为π,则该函数的图象( )A .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称B .关于直线x =π4对称C .关于点⎝⎛⎭⎪⎫π4,0对称 D .关于直线x =π3对称答案A解析 由T =π知ω=2πT =2,∴函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3.函数f (x )的对称轴满足2x +π3=π2+k π(k ∈Z ),解得x =π12+k π2(k ∈Z );函数f (x )的对称中心的横坐标满足2x +π3=k π(k ∈Z ),解得x =-π6+k π2(k ∈Z ).[考法综述] 函数y =A sin(ωx +φ)图象的变换以及根据图象和简单性质确定A 、ω、φ的取值为高考中的一个热点,主要考查考生识图、辨图的能力及三角的恒等变换问题,题型多以客观题为主,且难度不大,属中低档题.有时也作为解答题中的一问或某一环节中有所涉及.命题法 函数y =A sin(ωx +φ)的图象变换及解析式求法 典例 (1)为了得到函数y =sin3x +cos3x 的图象,可以将函数y =2cos3x 的图象( )A .向右平移π4个单位B .向左平移π4个单位 C .向右平移π12个单位 D .向左平移π12个单位(2)如图是函数y =f (x )=A sin(ωx +φ)+2(A >0,ω>0,|φ|<π)的图象的一部分,则函数f (x )的解析式为________.[解析](1)因为y =sin3x +cos3x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π4,要得到函数y =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π4的图象,可以将函数y =2cos3x 的图象向右平移π12个单位,故选C.(2)由图象知,A =3-12=1,T 2=5π6-π6=2π3,则T =4π3,ω=32,由5π6×32+φ=π2+2k π,k ∈Z ,得φ=-3π4+2k π,k ∈Z .又|φ|<π,∴φ=-3π4.∴f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫32x -3π4+2. [答案](1)C (2)f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫32x -3π4+2 【解题法】 三角函数解析式的求法和图象变换技巧 (1)已知图象求解析式y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0)的方法 ①求A ,B ,已知函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m2,B =M +m 2.②求ω,已知函数的周期T ,则ω=2πT . ③求φ,常用方法有:a .代入法:把图象上的一个已知点代入(此时,A ,ω,B 已知),或代入图象与直线y =b 的交点求解(此时要注意交点在上升区间还是下降区间).b .五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的第一个零点⎝⎛⎭⎪⎫-φω,0作为突破口,具体如下: “第一点”(即图象上升时与x 轴的交点中距原点最近的交点)为ωx +φ=0,“第二点”(即图象的“峰点”)为ωx +φ=π2;“第三点”(即图象下降时与x 轴的交点)为ωx +φ=π;“第四点”(即图象的“谷点”)为ωx +φ=3π2;“第五点”为ωx +φ=2π.(2)关于三角函数的图象变换的方法 ①平移变换a .沿x 轴平移:由y =f (x )变为y =f (x +φ)时,“左加右减”,即φ>0,左移;φ<0,右移.b .沿y 轴平移:由y =f (x )变为y =f (x )+k 时,“上加下减”,即k >0,上移;k <0,下移.②伸缩变换a .沿x 轴伸缩:由y =f (x )变为y =f (ωx )时,点的纵坐标不变,横坐标变为原来的1|ω|倍.b .沿y 轴伸缩:由y =f (x )变为y =Af (x )时,点的横坐标不变,纵坐标变为原来的|A |倍.1.要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin4x 的图象( )A .向左平移π12个单位B .向右平移π12个单位 C .向左平移π3个单位 D .向右平移π3个单位 答案B解析 y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫4x -π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤4⎝⎛⎭⎪⎫x -π12,故要将函数y =sin4x 的图象向右平移π12个单位.故选B.2.下列函数中,最小正周期为π且图象关于原点对称的函数是( )A .y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2B .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2C .y =sin2x +cos2xD .y =sin x +cos x 答案A解析 采用验证法.由y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=-sin2x ,可知该函数的最小正周期为π且为奇函数,故选A.3.将函数f (x )=sin2x 的图象向右平移φ⎝ ⎛⎭⎪⎫0<φ<π2个单位后得到函数g (x )的图象.若对满足|f (x 1)-g (x 2)|=2的x 1,x 2,有|x 1-x 2|min =π3,则φ=( )A.5π12B.π3C.π4D.π6 答案D解析 由已知得g (x )=sin(2x -2φ),满足|f (x 1)-g (x 2)|=2,不妨设此时y =f (x )和y =g (x )分别取得最大值与最小值,又|x 1-x 2|min =π3,令2x 1=π2,2x 2-2φ=-π2,此时|x 1-x 2|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪π2-φ=π3,又0<φ<π2,故φ=π6,选D.4.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω,φ均为正的常数)的最小正周期为π,当x =2π3时,函数f (x )取得最小值,则下列结论正确的是( )A .f (2)<f (-2)<f (0)B .f (0)<f (2)<f (-2)C .f (-2)<f (0)<f (2)D .f (2)<f (0)<f (-2) 答案A解析 由最小正周期为π,可得ω=2,又x =2π3时,函数f (x )取得最小值,故可令φ=π6,得函数f (x )=A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,即f (0)=A sin π6,f (2)=A sin ⎝⎛⎭⎪⎫4+π6,f (-2)=A sin ⎝⎛⎭⎪⎫-4+π6,由正弦函数易得f (0)>f (-2)>f (2).故选A.5.若将函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4的图象向右平移φ个单位,所得图象关于y 轴对称,则φ的最小正值是________.答案3π8解析 把函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4的图象向右平移φ个单位,得到f (x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2(x -φ)+π4=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -2φ+π4的图象. 由于f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -2φ+π4的图象关于y 轴对称,所以-2φ+π4=k π+π2,k ∈Z .即φ=-k π2-π8,k ∈Z .当k =-1时,φ的最小正值是3π8.6.某同学用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ)( ω>0,|φ|<π2 )在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(2)将y =f (x )图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y =g (x )的图象.若y =g (x )图象的一个对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0,求θ的最小值.解 (1)根据表中已知数据,解得A =5,ω=2,φ=-π6.数据补全如下表: 且函数表达式为f (x )=5sin ⎝⎭⎪⎫2x -π6. (2)由(1)知f (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6, 得g (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2θ-π6. 因为y =sin x 的对称中心为(k π,0),k ∈Z . 令2x +2θ-π6=k π,解得x =k π2+π12-θ,k ∈Z .由于函数y =g (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0成中心对称,令k π2+π12-θ=5π12,解得θ=k π2-π3,k ∈Z .由θ>0可知,当k =1时,θ取得最小值π6.考点二 三角函数的性质及应用三角函数的图象与性质正切函数y=tan x在定义域上不是单调函数,但存在单调区间,即⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2+k π,π2+k π,k ∈Z 为其单调递增区间.1.思维辨析(1)正弦函数y =sin x 在其任一周期内都只有一个增区间,一个减区间.( )(2)余弦函数y =cos x 的对称轴是y 轴.( ) (3)正切函数y =tan x 在定义域内是增函数.( )(4)若非零实数T 是函数f (x )的周期,则kT (k 是非零整数)也是函数f (x )的周期.( )答案(1)× (2)× (3)× (4)√2.将函数y =sin x 的图象向左平移φ(0≤φ<2π)个单位后,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6的图象,则φ等于( ) A.π6B.11π6 C.7π6D.5π6 答案B解析 将函数y =sin x 的图象向左平移φ个单位后,得到y =sin(x +φ)的图象,所以φ=2k π-π6(k ∈Z ),又0≤φ<2π,所以φ=116π.3.若函数y =2cos ωx 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,2π3上单调递减,且有最小值1,则ω的值可以是( )A .2 B.12 C .3 D.13 答案B解析 由y =2cos ωx 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,2π3上是递减的,且有最小值为1,则有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3=1,即2cos 2π3ω=1,即cos 2π3ω=12.经验证,得出选项B 符合.[考法综述] 三角函数的奇偶性、周期性、单调性及最值是高考的热点,题型既有选择题、填空题,又有解答题,一般难度不会太大,属中低档题型,通常与三角恒等变换相结合,在考查三角函数性质的同时,又考查了三角恒等变换的方法与技巧.考查考生函数与方程、转化与化归、数形结合等数学思想的运用.命题法 y =A sin(ωx +φ)(ω>0,A >0)的性质及应用典例 已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π6+sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π6-2cos 2ωx2,x ∈R (其中ω>0).(1)求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )的图象与直线y =-1的两个相邻交点间的距离为π2,求函数f (x )的单调递增区间.[解](1)f (x )=32sin ωx +12cos ωx +32sin ωx -12cos ωx -(cos ωx +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin ωx -12cos ωx -1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6-1. 由-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6≤1,得-3≤2sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π6-1≤1,所以函数f (x )的值域为[-3,1].(2)由题设条件及三角函数的图象和性质可知,f (x )的周期为π,所以2π|ω|=π,即ω=2. 所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6-1,再由2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2(k ∈Z ), 解得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ).所以函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ). 【解题法】 三角函数性质问题的解题策略 (1)三角函数的单调性问题的常见类型及解题策略 ①已知三角函数解析式求单调区间a .求函数的单调区间应遵循简单化原则:将解析式先化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”.b .求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)(其中,ω>0)的单调区间时,要视“ωx +φ”为一个整体,通过解不等式求解.但如果ω<0,那么一定先借助诱导公式将ω化为正数,防止把单调性弄错.②已知三角函数的单调区间求参数,先求出函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解.(2)求三角函数的值域(最值)的常见类型及方法①形如y =a sin x +b cos x +c 的三角函数化为y =A sin(ωx +φ)+k 的形式,再求最值(值域).②形如y =a sin 2x +b sin x +c 的三角函数,可先设sin x =t ,化为关于t 的二次函数求值域(最值).③形如y =a sin x cos x +b (sin x ±cos x )+c 的三角函数,可先设t =sin x ±cos x ,化为关于t 的二次函数求值域(最值).(3)三角函数的奇偶性、周期性、对称性的处理方法①若f (x )=A sin(ωx +φ)为偶函数,则φ=k π+π2(k ∈Z ),同时当x =0时,f (x )取得最大或最小值.若f (x )=A sin(ωx +φ)为奇函数,则φ=k π(k ∈Z ),同时当x =0时,f (x )=0.②求三角函数最小正周期,一般先通过恒等变形化为y =A sin(ωx +φ),y =A cos(ωx +φ),y =A tan(ωx +φ)的形式,再分别应用公式T =2π|ω|,T =2π|ω|,T =π|ω|求解.③对于函数y =A sin(ωx +φ),其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此在判断直线x =x 0或点(x 0,0)是否是函数的对称轴或对称中心时,可通过检验f (x 0)的值进行判断.1.函数f (x )=cos(ωx +φ)的部分图象如图所示,则f (x )的单调递减区间为( )A.⎝⎛⎭⎪⎫k π-14,k π+34,k ∈ZB.⎝ ⎛⎭⎪⎫2k π-14,2k π+34,k ∈Z C.⎝⎛⎭⎪⎫k -14,k +34,k ∈ZD.⎝ ⎛⎭⎪⎫2k -14,2k +34,k ∈Z 答案D解析 由图象可知ω4+φ=π2+2m π,5ω4+φ=3π2+2m π,m ∈Z ,所以ω=π,φ=π4+2m π,m ∈Z ,所以函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫πx +π4+2m π=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +π4的单调递减区间为2k π<πx +π4<2k π+π,k ∈Z ,即2k -14<x <2k +34,k ∈Z ,故选D.2.函数f (x )=sin(x +2φ)-2sin φcos(x +φ)的最大值为________. 答案1解析 ∵f (x )=sin(x +2φ)-2sin φcos(x +φ) =sin[(x +φ)+φ]-2sin φcos(x +φ)=sin(x +φ)cos φ+cos(x +φ)sin φ-2sin φcos(x +φ) =sin(x +φ)cos φ-cos(x +φ)sin φ =sin[(x +φ)-φ]=sin x . ∴f (x )max =1.3.已知函数f (x )=sin 2x -sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x -π6,x ∈R .(1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最大值和最小值.解 (1)由已知,有f (x )=1-cos2x 2-1-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π32=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos2x +32sin2x -12cos2x=34sin2x -14cos2x =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6.所以,f (x )的最小正周期T =2π2=π.(2)解法一:因为f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,-π6上是减函数,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π4上是增函数,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=-14,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=-12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=34.所以,f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最大值为34,最小值为-12.解法二:由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4得2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,π3,故当2x -π6=-π2,x=-π6时,f (x )取得最小值为-12,当2x -π6=π3,x =π4时,f (x )取最大值为34.4.已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2≤φ<π2的图象关于直线x =π3对称,且图象上相邻两个最高点的距离为π.(1)求ω和φ的值;(2)若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=34⎝ ⎛⎭⎪⎫π6<α<2π3,求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+3π2的值. 解(1)因f (x )的图象上相邻两个最高点的距离为π, 所以f (x )的最小正周期T =π,从而ω=2πT =2. 又因为f (x )的图象关于直线x =π3对称,所以2×π3+φ=k π+π2,k =0,±1,±2,…. 因-π2≤φ<π2得k =0,所以φ=π2-2π3=-π6.(2)由(1)得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2·α2-π6=34,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=14. 由π6<α<2π3得0<α-π6<π2, 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=1-sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫142=154. 因此cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+3π2=sin α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+π6 =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6cos π6+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6sin π6 =14×32+154×12=3+158. 5.已知向量a =(m ,cos2x ),b =(sin2x ,n ),函数f (x )=a ·b ,且y =f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎪⎫π12,3和点⎝⎛⎭⎪⎫2π3,-2.(1)求m ,n 的值;(2)将y =f (x )的图象向左平移φ(0<φ<π)个单位后得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )图象上各最高点到点(0,3)的距离的最小值为1,求y =g (x )的单调递增区间.解(1)由题意知f (x )=a ·b =m sin2x +n cos2x .因为y =f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,3和⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,-2,所以⎩⎪⎨⎪⎧3=m sin π6+n cos π6,-2=m sin 4π3+n cos 4π3,即⎩⎨⎧3=12m +32n ,-2=-32m -12n ,解得m =3,n =1.(2)由(1)知f (x )=3sin2x +cos2x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6.由题意知g (x )=f (x +φ) =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +2φ+π6.设y =g (x )的图象上符合题意的最高点为(x 0,2), 由题意知x 20+1=1,所以x 0=0, 即到点(0,3)的距离为1的最高点为(0,2). 将其代入y =g (x )得sin ⎝⎛⎭⎪⎫2φ+π6=1,因为0<φ<π,所以φ=π6. 因此g (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=2cos2x , 由2k π-π≤2x ≤2k π,k ∈Z ,得k π-π2≤x ≤k π,k ∈Z , 所以函数y =g (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π2,k π,k∈Z .已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递减,则ω的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,54B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,34 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12D .[0,2] [错解][错因分析] 不能准确利用集合的关系,把问题进行等价转化是求解的关键,利用正弦函数的单调性,确定f (x )的单调减区间,由题意可知⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π为其子区间.[正解]结合y =sin ωx 的图象可知y =sin ωx 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2ω,3π2ω上单调递减,而y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π4=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝⎛⎭⎪⎫x +π4ω,可知y =sin ωx 的图象向左平移π4ω个单位之后可得y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4的图象,故y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4ω,5π4ω单调递减,故应有⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π⊆⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4ω,5π4ω,解得12≤ω≤54.[答案]A [心得体会]………………………………………………………………………………………………时间:60分钟 基础组1.[2016·衡水二中仿真]已知α为锐角,且有2tan(π-α)-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+β+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,则sin α的值是( ) A.355 B.377 C.31010 D.13 答案C解析 2tan(π-α)-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+β+5=0化简为-2tan α+3sin β+5=0,①tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0化简为tan α-6sin β-1=0.② 由①②消去sin β,解得tan α=3.又α为锐角,根据sin 2α+cos 2α=1,解得sin α=31010.2.[2016·衡水中学周测]若函数y =cos2x 与函数y =sin(x +φ)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调性相同,则φ的一个值为( )A.π6B.π4C.π3D.π2 答案D解析 易知y =cos2x 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递减,因为y =sin(x +φ)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递减,则x +φ∈[ π2+2k π,3π2+2k π ],k ∈Z ,经验证,得φ=π2符合题意,故选D.3.[2016·冀州中学期末]为了得到函数y =sin(2x +1)的图象,只需把函数y =sin2x 的图象上所有的点( )A .向左平行移动12个单位长度 B .向右平行移动12个单位长度 C .向左平行移动1个单位长度 D .向右平行移动1个单位长度 答案A解析 ∵y =sin(2x +1)=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12, ∴需要把y =sin2x 图象上所有的点向左平移12个单位长度即得到y =sin(2x +1)的图象.故选A.4.[2016·衡水中学预测]设函数f (x )=3sin(2x +φ)+cos(2x +φ)(|φ|<π2),且其图象关于直线x =0对称,则( )A .y =f (x )的最小正周期为π,且在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2上为增函数B .y =f (x )的最小正周期为π,且在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2上为减函数C .y =f (x )的最小正周期为π2,且在⎝⎛⎭⎪⎫0,π4上为增函数D .y =f (x )的最小正周期为π2,且在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4上为减函数答案B解析 f (x )=3sin(2x +φ)+cos(2x +φ) =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +φ+π6,∵函数图象关于直线x =0对称, ∴函数f (x )为偶函数, ∴φ+π6=π2+k π(k ∈Z ).∵|φ|<π2,∴φ=π3,∴f (x )=2cos2x , ∴T =2π2=π.∵0<x <π2,∴0<2x <π, ∴函数f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2上为减函数.故选B.5.[2016·枣强中学热身]函数f (x )=sin(2x +φ)⎝⎛⎭⎪⎫|φ|<π2的图象向左平移π6个单位后关于原点对称,则函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最小值为( ) A .-32B .-12 C.12D.32 答案A解析 函数f (x )=sin(2x +φ)向左平移π6个单位得y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+φ=sin ⎝ ⎛2x +π3+φ⎭⎪⎫,又其为奇函数,则π3+φ=k π,k ∈Z ,解得φ=k π-π3,k ∈Z .又|φ|<π2,令k =0,得φ=-π3,∴f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.又∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,1, 即当x =0时,f (x )min =-32,故选A.6.[2016·衡水中学猜题]已知函数f (x )=sin2x 向左平移π6个单位后,得到函数y =g (x ),下列关于y =g (x )的说法正确的是( )A .图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3,0中心对称 B .图象关于x =-π6轴对称 C .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,-π6上单调递增 D .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递减答案C解析 函数f (x )=sin2x 向左平移π6个单位后,得到函数f (x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π6,即f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,令x =-π3, 得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=-sin π3≠0,A 不正确;令x =-π6,得f ⎝⎛⎭⎪⎫-π6=sin0=0≠±1,B 不正确;由-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π,k ∈Z ,得-5π12+k π≤x ≤π12+k π,k ∈Z ,即函数的增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12+k π,π12+k π,k ∈Z ,减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12+k π,7π12+k π,k ∈Z ,当k =0时,⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,-π6⊆⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,π12,故选C.7.[2016·衡水中学一轮检测]将函数y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象向右平移π2个单位长度,所得图象对应的函数( )A .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上单调递减B .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上单调递增C .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递减D .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递增答案B解析 设平移后的函数为f (x ),则f (x )=3sin ⎣⎢⎡2⎝⎛⎭⎪⎫x -π2 +⎦⎥⎤π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3-π=-3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3.令2k π-π2≤2x +π3≤2k π+π2,k ∈Z ,解得f (x )的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-5π12,k π+π12,k ∈Z ,同理得递增区间为[k π+π12,k π+⎦⎥⎤7π12,k ∈Z .从而可判断得B 正确.8.[2016·冀州中学模拟]函数y =A sin(ωx +φ)( ω>0,|φ|<π2,x ∈R )的部分图象如图所示,则函数的表达式为( )A .y =-4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -π4B .y =-4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x +π4C .y =4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -π4D .y =4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x +π4答案B解析 由图象的最高点为4,最低点为-4,可确定|A |=4.结合正弦型函数的特征可知A =-4,T =2πω=16,ω=π8,又f (6)=0,|φ|<π2,可得φ=π4,故选B.9.[2016·衡水二中周测]函数f (x )=sin 2x +sin x cos x +1的最小正周期是________,单调递减区间是________.答案π ⎣⎢⎡⎦⎥⎤38π+k π,78π+k π(k ∈Z )解析 由题意知,f (x )=22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4+32,所以最小正周期T =π.令π2+2k π≤2x -π4≤3π2+2k π(k ∈Z ),得k π+3π8≤x ≤k π+7π8(k ∈Z ),故单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8+k π,7π8+k π(k ∈Z ).10.[2016·枣强中学仿真]设函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω,φ是常数,A >0,ω>0).若f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2上具有单调性,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,则f (x )的最小正周期为________.答案π解析 由f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2上具有单调性,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6知,f (x )有对称中心⎝⎛⎭⎪⎫π3,0,由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=f ⎝⎛⎭⎪⎫23π知f (x )有对称轴x =12×⎝⎛⎭⎪⎫π2+23π=712π.记f (x )的最小正周期为T ,则12T ≥π2-π6,即T ≥23π.故712π-π3=π4=T 4,解得T =π.11.[2016·衡水二中月考]已知函数f (x )=3sin x cos x -cos 2x . (1)求f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,求函数f (x )的最大值和最小值及相应的x 的值.解(1)因为f (x )=32sin2x -12cos2x -12=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6-12,所以T =2πω=π,故f (x )的最小正周期为π.2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2,k ∈Z ,所以k π-π6≤x ≤k π+π3,k ∈Z ,则函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3,k ∈Z .(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12; 当2x -π6=-π6,即x =0时,f (x )有最小值-1.12.[2016·武邑中学热身]已知向量a =(sin x,2cos x ),b =(2sin x ,sin x ),设函数f (x )=a ·b .(1)求f (x )的单调递增区间;(2)若将f (x )的图象向左平移π6个单位,得到函数g (x )的图象,求函数g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上的最大值和最小值.解(1)f (x )=a ·b =2sin 2x +2sin x cos x =2×1-cos2x2+sin2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4+1,由-π2+2k π≤2x -π4≤π2+2k π,k ∈Z ,得-π8+k π≤x ≤3π8+k π,k ∈Z ,∴f (x )的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π8+k π,3π8+k π(k ∈Z ).(2)由题意g (x )=2sin ⎣⎢⎡ 2⎝⎛⎭⎪⎫x +π6-⎦⎥⎤π4+1=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π12+1, 由π12≤x ≤7π12得π4≤2x +π12≤5π4, ∴0≤g (x )≤2+1,即g (x )的最大值为2+1,最小值为0.能力组13.[2016·衡水二中热身]已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2在一个周期内的图象如图所示.若方程f (x )=m在区间[0,π]上有两个不同的实数解x 1,x 2,则x 1+x 2的值为( )A.π3B.23πC.43πD.π3或43π 答案D解析 要使方程f (x )=m 在区间[0,π]上有两个不同的实数解,只需函数y =f (x )与函数y =m 的图象在区间[0,π]上有两个不同的交点,由图象知,两个交点关于直线x =π6或关于直线x =2π3对称,因此x 1+x 2=2×π6=π3或x 1+x 2=2×2π3=4π3.14.[2016·武邑中学期末]把函数y =sin2x 的图象沿x 轴向左平移π6个单位,纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变)后得到函数y =f (x )的图象,对于函数y =f (x )有以下四个判断:①该函数的解析式为y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6;②该函数图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称;③该函数在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π6上是增函数;④函数y =f (x )+a 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最小值为3,则a =2 3.其中,正确判断的序号是________.答案②④解析 将函数y =sin2x 的图象向左平移π6得到y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象,然后纵坐标伸长到原来的2倍得到y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象,所以①不正确.y =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π3+π3=2sinπ=0,所以函数图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称,所以②正确.由-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π,k ∈Z ,得-5π12+k π≤x ≤π12+k π,k ∈Z ,即函数的单调增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12+k π,π12+k π,k ∈Z ,当k =0时,增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,π12,所以③不正确.y =f (x )+a =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+a ,当0≤x ≤π2时,π3≤2x +π3≤4π3,所以当2x +π3=4π3,即x =π2时,函数取得最小值,y min =2sin 4π3+a =-3+a =3,所以a =2 3.所以④正确.所以正确的判断为②④.15.[2016·衡水二中预测]已知函数f (x )=cos x (sin x +cos x )-12. (1)若0<α<π2,且sin α=22,求f (α)的值; (2)求函数f (x )的最小正周期及单调递增区间.解解法一:(1)因为0<α<π2,sin α=22,所以cos α=22.所以f (α)=22⎝ ⎛⎭⎪⎫22+22-12=12. (2)因为f (x )=sin x cos x +cos 2x -12=12sin2x +1+cos2x 2-12 =12sin2x +12cos2x =22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,所以T =2π2=π.由2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z . 所以f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z .解法二:f (x )=sin x cos x +cos 2x -12=12sin2x +1+cos2x 2-12 =12sin2x +12cos2x =22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4. (1)因为0<α<π2,sin α=22,所以α=π4, 从而f (α)=22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π4=22sin 3π4=12. (2)T =2π2=π.由2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z . 所以f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z . 16.[2016·冀州中学期末]已知向量m =(a sin x ,cos x ),n =(sin x ,b sin x ),其中a ,b ,x ∈R .若f (x )=m ·n 满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=2,且f (x )的导函数f ′(x )的图象关于直线x =π12对称.(1)求a ,b 的值;(2)若关于x 的方程f (x )+log 2k =0在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上总有实数解,求实数k 的取值范围.解(1)f (x )=m ·n =a sin 2x +b sin x cos x =a 2(1-cos2x )+b2sin2x .由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=2,得a +3b =8.①∵f ′(x )=a sin2x +b cos2x ,又f ′(x )的图象关于直线x =π12对称,∴f ′(0)=f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π6, ∴b =32a +12b ,即b =3a .②由①②得,a =2,b =2 3.(2)由(1)得f (x )=1-cos2x +3sin2x=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6+1. ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴-π6≤2x -π6≤5π6, ∴-1≤2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6≤2,f (x )∈[0,3]. 又f (x )+log 2k =0在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上有解,即f (x )=-log 2k 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上有解,∴-3≤log 2k ≤0, 解得18≤k ≤1,即k ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤18,1.。
新人教A版新教材学高中数学必修第一册第五章三角函数两角和与差的正弦余弦正切公式讲义

最新课程标准:能从两角差的余弦公式推导出两角和与差的正弦、余弦、正切公式.知识点一两角和的余弦公式cos(α+β)=cos_αcos_β—sin_αsin_β,简记为C(α+β),使用的条件为α,β为任意角.知识点二两角和与差的正弦公式名称简记符号公式使用条件两角和的正弦S(α+β)sin(α+β)=sin_αcos_β+cos_αsin_βα,β∈R两角差的正弦S(α—β)sin(α—β)=sin_αcos_β—cos_αsin_βα,β∈R错误!公式的记忆方法(1)理顺公式间的联系.C(α+β)错误!C(α—β)错误!S(α—β)错误!S(α+β)(2)注意公式的结构特征和符号规律.对于公式C(α—β),C(α+β),可记为“同名相乘,符号反”.对于公式S(α—β),S(α+β),可记为“异名相乘,符号同”.公式逆用:sinαcosβ+cosαsinβ=sin(α+β),sinαcosβ—cosαsinβ=sin(α—β),cosαcosβ+sinαsinβ=cos(α—β),cosαcosβ—sinαsinβ=cos(α+β).知识点三两角和与差的正切公式名称公式简记符号使用条件两角和的正切tan(α+β)=错误!T(α+β)α,β,α+β≠kπ+错误!(k∈Z)两角差的正切tan(α—β)=错误!T(α—β)α,β,α—β≠kπ+错误!(k∈Z)错误!公式T(α±β)(1)公式T(α±β)的右侧为分式形式,其中分子为tanα与tanβ的和或差,分母为1与tanαtanβ的差或和.(2)符号变化规律可简记为“分子同,分母反”.[教材解难]1.教材P217思考能.例如把—β代入β由C(α—β)可求出C(α+β).2.教材P219思考成立.方法一:sin错误!=sin错误!=cos错误!或cos错误!=cos错误!=sin错误!.方法二:由于sin错误!=sin错误!cos α—cos错误!sin α=错误!(cos α—sin α),cos错误!=cos错误!cos α—sin错误!sin α=错误!(cos α—sin α),故sin错误!=cos错误!.[基础自测]1.sin 15°cos 75°+cos 15°sin105°等于()A.0 B.错误!C.错误!D.1解析:sin 15°cos 75°+cos 15°sin 105°=sin 15°cos 75°+cos 15°sin 75°=sin(15°+75°)=sin 90°=1.答案:D2.设α∈错误!,若sin α=错误!,则错误!cos错误!=()A.错误!B.错误!C.—错误!D.—错误!解析:易得cos α=错误!,则错误!cos错误!=错误!错误!=错误!.答案:B3.已知tan α=4,tan β=3,则tan(α+β)=()A.错误!B.—错误!C.错误!D.—错误!解析:tan(α+β)=错误!=错误!=—错误!.答案:B4.已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)=________.解析:由sin α+cos β=1与cos α+sin β=0分别平方相加得sin2α+2sin αcos β+cos2β+cos2α+2cos αsin β+sin2β=1,即2+2sin αcos β+2cos αsin β=1,所以sin(α+β)=—错误!.答案:—错误!题型一给角求值[教材P219例4]例1利用和(差)角公式计算下列各式的值:(1)sin 72°cos 42°—cos 72°sin 42°;(2)cos 20°cos 70°—sin 20°sin 70°;(3)错误!.【解析】(1)由公式S(α—β),得sin 72°cos 42°—cos 72°sin 42°=sin(72°—42°)=sin 30°=错误!.(2)由公式C(α+β),得cos 20°cos 70°—sin 20°sin 70°=cos(20°+70°)=cos 90°=0.(3)由公式T(α+β)及tan 45°=1,得错误!=错误!=tan(45°+15°)=tan 60°=错误!.和、差角公式把α±β的三角函数式转化成了α,β的三角函数式.如果反过来,从右到左使用公式,就可以将上述三角函数式化简.教材反思解决给角求值问题的方法(1)对于非特殊角的三角函数式求值问题,一定要本着先整体后局部的基本原则,如果整体符合三角公式的形式,则整体变形,否则进行各局部的变形.(2)一般途径有将非特殊角化为特殊角的和或差的形式,化为正负相消的项并消项求值,化分子、分母形式进行约分,解题时要逆用或变用公式.跟踪训练1求值:(1)cos 105°;(2)错误!;(3)错误!.解析:(1)cos 105°=cos(60°+45°)=cos 60°cos 45°—sin 60°sin 45°=错误!×错误!—错误!×错误!=错误!.(2)错误!=错误!=错误!=错误!=错误!=错误!.(3)错误!=错误!=tan 45°=1.(1)105°=60 °+45°(2)找到31°、91°、29 °之间的联系利用公式化简求值.题型二给值求值例2已知错误!<β<α<错误!,cos(α—β)=错误!,sin(α+β)=—错误!,求cos 2α与cos 2β的值.【解析】因为错误!<β<α<错误!,所以0<α—β<错误!,π<α+β<错误!.所以sin(α—β)=错误!=错误!=错误!,cos(α+β)=—错误!=—错误!=—错误!.所以cos 2α=cos[(α+β)+(α—β)]=cos(α+β)cos(α—β)—sin(α+β)sin(α—β)=错误!×错误!—错误!×错误!=—错误!,cos 2β=cos[(α+β)—(α—β)]=cos(α+β)cos(α—β)+sin(α+β)sin(α—β)=错误!×错误!+错误!×错误!=—错误!.1.正确判断α—β,α+β的范围是求解前提.2.巧妙利用角的变换方法,是求解此类题目常用方法.方法归纳给值(式)求值的策略(1)当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式.(2)当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.跟踪训练2本例条件变为:错误!<β<α<错误!,sin(α—β)=错误!,sin(α+β)=—错误!,求sin 2β的值.解析:因为错误!<β<α<错误!,所以0<α—β<错误!,π<α+β<错误!π.所以cos(α—β)=错误!,cos(α+β)=—错误!,sin 2β=sin[(α+β)—(α—β)]=sin(α+β)cos(α—β)—cos(α+β)sin (α—β)=错误!×错误!—错误!×错误!=0.(1)由已知求出α—β、α+β的范围.(2)2β=(α+β)—(α—β).(3)利用公式求值.题型三给值求角例3已知cos α=错误!,sin(α+β)=错误!,0<α<错误!,0<β<错误!,求角β的值.【解析】因为0<α<错误!,cos α=错误!,所以sin α=错误!.又因为0<β<错误!,所以0<α+β<π.因为sin(α+β)=错误!<sin α,所以cos(α+β)=—错误!,所以sin β=sin[(α+β)—α]=sin(α+β)cos α—cos(α+β)sin α=错误!×错误!—错误!×错误!=错误!.又因为0<β<错误!,所以β=错误!.(1)已知α的范围及cosα,求sinα.(2)求α+β的范围及sin(α+β),求cos(α+β).(3)利用sinβ=sin[(α+β)—α],求值.方法归纳解决给值(式)求角问题的方法解决此类题目的关键是求出所求角的某一三角函数值,而三角函数的选取一般要根据所求角的范围来确定,当所求角范围是(0,π)或(π,2π)时,选取求余弦值,当所求角范围是错误!或错误!时,选取求正弦值.跟踪训练3已知tan(α—β)=错误!,tan β=—错误!,α,β∈(0,π),求2α—β的值.解析:tan α=tan[(α—β)+β]=错误!=错误!=错误!.又因为α∈(0,π),而tan α>0,所以α∈错误!.tan(2α—β)=tan[α+(α—β)]=错误!=错误!=1.因为tan β=—错误!,β∈(0,π),所以β∈错误!,所以α—β∈(—π,0).由tan(α—β)=错误!>0,得α—β∈错误!,所以2α—β∈(—π,0).又tan(2α—β)=1,所以2α—β=—错误!.(1)先求tanα=tan[(α—β)+β](2)再求tan(2α—β)=tan[α+(α—β)](3)由已知求2α—β的范围,最后求值易错易误忽略条件中隐含的角的范围而致错例已知tan2α+6tan α+7=0,tan2β+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x2+6x+7=0的两根,由根与系数的关系得:错误!∴tan(α+β)=错误!=错误!=1.∵0<α<π,0<β<π,∴0<α+β<2π,∴α+β=错误!或α+β=错误!π.【错因分析】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】由错误!易知tan α<0,tan β<0.∵α,β∈(0,π)∴错误!<α<π,错误!<β<π.∴π<α+β<2π.又∵tan(α+β)=1,∴α+β=错误!π.【点评】在给值求角或给式求角时,由于三角函数知识间及与其他知识间都有较为密切的联系,一些隐含的制约条件不易被发现,容易导致角的范围扩大.解答此类问题时一定要仔细挖掘题目中的隐含条件才能有效地避免失误.课时作业38一、选择题1.sin 105°的值为()A.错误!B.错误!C.错误!D.错误!解析:sin 105°=sin(45°+60°)=sin 45°cos 60°+cos 45°sin 60°=错误!×错误!+错误!×错误!=错误!.答案:D2.sin 20°cos 10°—cos 160°sin 10°=()A.—错误!B.错误!C.—错误!D.错误!解析:原式=sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin(20°+10°)=错误!.答案:D3.若cos α=—错误!,α是第三象限的角,则sin错误!=()A.—错误!B.错误!C.—错误!D.错误!解析:因为cos α=—错误!,α是第三象限的角,所以sin α=—错误!,由两角和的正弦公式可得sin错误!=sin αcos错误!+cos αsin错误!=错误!×错误!+错误!×错误!=—错误!.答案:A4.若错误!=错误!,则tan错误!=()A.—2B.2C.—错误!D.错误!解析:因为错误!=错误!,所以错误!=错误!,因为错误!=错误!=—tan错误!=错误!,所以tan错误!=—错误!.答案:C二、填空题5.已知cos错误!=错误!错误!,则cos α=________.解析:由于0<α—错误!<错误!,cos错误!=错误!,所以sin错误!=错误!.所以cos α=cos错误!=cos错误!cos错误!—sin错误!sin错误!=错误!×错误!—错误!×错误!=错误!.答案:错误!6.若tan α=3,则tan错误!=________.解析:因为tan α=3,所以tan错误!=错误!=错误!=—2.答案:—27.已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)=________.解析:∵sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,∴sin2α+cos2β+2sin αcos β=11,cos2α+sin2β+2cos αsin β=0 2,12两式相加可得sin2α+cos2α+sin2β+cos2β+2(sin αcos β+cos αsin β)=1,∴sin(α+β)=—错误!.答案:—错误!三、解答题8.求下列各式的值.(1)sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°;(2)错误!sin错误!+cos错误!;(3)tan 23°+tan 37°+错误!tan 23°tan 37°.解析:(1)原式=sin(360°—13°)·cos(180°—32°)+sin(90°—13°)cos(90°—32°)=sin 13°cos32°+cos 13°sin 32°=sin(13°+32°)=sin 45°=错误!.(2)原式=2错误!=2错误!=2sin错误!=2sin错误!=错误!.(3)∵tan 60°=错误!=错误!,∴tan 23°+tan 37°=错误!—错误!tan 23°tan 37°,∴tan 23°+tan 37°+错误!tan 23°tan 37°=错误!.9.已知△ABC,若sin(A+B)=错误!,cos B=—错误!,求cos A的值.解析:∵cos B=—错误!,∴错误!<B<π,错误!<A+B<π,∴sin B=错误!=错误!,cos(A+B)=—错误!=—错误!,∴cos A=cos[(A+B)—B]=cos(A+B)cos B+sin(A+B)sin B=错误!×错误!+错误!×错误!=错误!.[尖子生题库]10.已知tan α=错误!,sin β=错误!,且α,β为锐角,求α+2β的值.解析:∵tan α=错误!<1且α为锐角,∴0<α<错误!.又∵sin β=错误!<错误!=错误!且β为锐角.∴0<β<错误!,∴0<α+2β<错误!.1由sin β=错误!,β为锐角,得cos β=错误!,∴tan β=错误!.∴tan(α+β)=错误!=错误!=错误!.∴tan(α+2β)=错误!=错误!=1.2由12可得α+2β=错误!.。
(完整word版)三角函数公式及求导公式

(完整word版)三⾓函数公式及求导公式⼀、诱导公式⼝诀:(分⼦)奇变偶不变,符号看象限。
1. sin (α+k?360)=sin αcos (α+k?360)=cos atan (α+k?360)=tan α2. sin(180°+β)=-sinαcos(180°+β)=-cosa3. sin(-α)=-sinacos(-a)=cosα4*. tan(180°+α)=tanαtan(-α)=tanα5. sin(180°-α)=sinαcos(180°-α)=-cosα6. sin(360°-α)=-sinαcos(360°-α)=cosα7. sin(π/2-α)=cosαcos(π/2-α)=sinα8*. Sin(3π/2-α)=-cosαcos(3π/2-α)=-sinα9*. Sin(π/2+α)=cosαcos(π/2+a)=-sinα10*.sin(3π/2+α)=-cosαcos(3π/2+α)=sinα⼆、两⾓和与差的三⾓函数1. 两点距离公式2. S(α+β): sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβC(α+β): cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ3. S(α-β): sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβC(α-β): cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ4. T(α+β):T(α-β):5*.三、⼆倍⾓公式1. S2α: sin2α=2sinαcosα2. C2a: cos2α=cos?2α-sin2a3. T2α: tan2α=(2tanα)/(1-tan2α)4. C2a’: cos2α=1-2sin2αcos2α=2cos2α-1四*、其它杂项(全部不可直接⽤)1.辅助⾓公式asinα+bcosα= sin(a+φ),其中tanφ=b/a,其终边过点(a, b)asinα+bcosα= cos(a-φ),其中tanφ=a/b,其终边过点(b,a)2.降次、配⽅公式降次:sin2θ=(1-cos2θ)/2cos2θ=(1+cos2θ)/2配⽅1±sinθ=[sin(θ/2)±cos(θ/2)]21+cosθ=2cos2(θ/2)1-cosθ=2sin2(θ/2)3. 三倍⾓公式si n3θ=3sinθ-4sin3θcos3θ=4cos3-3cosθ4. 万能公式5. 和差化积公式sinα+sinβ= 书p45 例5(2)sinα-sinβ=cosα+cosβ=cosα-cosβ=6. 积化和差公式sinαsinβ=1/2[sin(α+β)+sin(α-β)] 书p45 例5(1)cosαsinβ=1/2[sin(α+β)-sin(α-β)]sinαsinβ-1/2[cos(α+β)-cos(α-β)]cosαcosβ=1/2[cos(α+β)+cos(α-β)]两⾓和公式sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinBsin(A-B)=sinAcosB-sinBcosAcos(A+B)=cosAcosB-sinAsinBcos(A-B)=cosAcosB+sinAsinBtan(A+B)=(tanA+tanB)/(1-tanAtanB)tan(A-B)=(tanA-tanB)/(1+tanAtanB)cot(A+B)=(cotAcotB-1)/(cotB+cotA)cot(A-B)=(cotAcotB+1)/(cotB-cotA)倍⾓公式tan2A=2tanA/[1-(tanA)^2]cos2a=(cosa)^2-(sina)^2=2(cosa)^2 -1=1-2(sina)^2sin2A=2sinA*cosA三倍⾓公式sin3a=3sina-4(sina)^3cos3a=4(cosa)^3-3cosatan3a=tana*tan(π/3+a)*tan(π/3-a)半⾓公式sin(A/2)=√((1-cosA)/2) sin(A/2)=-√((1-cosA)/2)cos(A/2)=√((1+cosA)/2) cos(A/2)=-√((1+cosA)/2)tan(A/2)=√((1-cosA)/((1+cosA)) tan(A/2)=-√((1-cosA)/((1+cosA)) cot(A/2)=√((1+cosA)/((1-cosA)) cot(A/2)=-√((1+cosA)/((1-cosA))tan(A/2)=(1-cosA)/sinA=sinA/(1+cosA)和差化积2sinAcosB=sin(A+B)+sin(A-B)2cosAsinB=sin(A+B)-sin(A-B) )2cosAcosB=cos(A+B)+cos(A-B)-2sinAsinB=cos(A+B)-cos(A-B)sinA+sinB=2sin((A+B)/2)cos((A-B)/2cosA+cosB=2cos((A+B)/2)sin((A-B)/2)tanA+tanB=sin(A+B)/cosAcosB积化和差公式sin(a)sin(b)=-1/2*[cos(a+b)-cos(a-b)]cos(a)cos(b)=1/2*[cos(a+b)+cos(a-b)]sin(a)cos(b)=1/2*[sin(a+b)+sin(a-b)]诱导公式sin(-a)=-sin(a)cos(-a)=cos(a)sin(pi/2-a)=cos(a)cos(pi/2-a)=sin(a)sin(pi/2+a)=cos(a)cos(pi/2+a)=-sin(a)sin(pi-a)=sin(a)cos(pi-a)=-cos(a)sin(pi+a)=-sin(a)cos(pi+a)=-cos(a)tgA=tanA=sinA/cosA万能公式sin(a)= (2tan(a/2))/(1+tan^2(a/2))cos(a)= (1-tan^2(a/2))/(1+tan^2(a/2))tan(a)= (2tan(a/2))/(1-tan^2(a/2))其它公式a*sin(a)+b*cos(a)=sqrt(a^2+b^2)sin(a+c) [其中,tan(c)=b/a]a*sin(a)-b*cos(a)=sqrt(a^2+b^2)cos(a-c) [其中,tan(c)=a/b]1+sin(a)=(sin(a/2)+cos(a/2))^21-sin(a)=(sin(a/2)-cos(a/2))^2③(sinx)' = cosx(cosx)' = - sinx(tanx)'=1/(cosx)^2=(secx)^2=1+(tanx)^2 -(cotx)'=1/(sinx)^2=(cscx)^2=1+(cotx)^2 (secx)'=tanx·secx (cscx)'=-cotx·cscx(arcsinx)'=1/(1-x^2)^1/2(arccosx)'=-1/(1-x^2)^1/2(arctanx)'=1/(1+x^2)(arccotx)'=-1/(1+x^2)(arcsecx)'=1/(|x|(x^2-1)^1/2) (arccscx)'=-1/(|x|(x^2-1)^1/2)④(sinhx)'=coshx(coshx)'=sinhx(tanhx)'=1/(coshx)^2=(sechx)^2 (coth)'=-1/(sinhx)^2=-(cschx)^2 (sechx)'=-tanhx·sechx(cschx)'=-cothx·cschx(arsinhx)'=1/(x^2+1)^1/2 (arcoshx)'=1/(x^2-1)^1/2(artanhx)'=1/(x^2-1) (|x|<1) (arcothx)'=1/(x^2-1) (|x|>1) (arsechx)'=1/(x(1-x^2)^1/2) (arcschx)'=1/(x(1+x^2)^1/2)。
2013高考数学总复习讲义2:三角函数性质与图像

高三数学总复习讲义——三角函数性质与图像知识清单:反三角函数符号的运用:arcsin ,22a ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦、[]arccos 0,a π∈、arc tan (,)22a ππ∈-注意:反三角数符号只表示...这个范围的角,其他范围的角需要用诱导公式变到这个范围.备注: 以上性质的理解记忆关键是能想象或画出函数图象........... 函数sin()y A x ωϕ=+的图像和性质以函数sin y x =为基础,通过图像变换来把握.如①sin y x=−−−−→图例变化为②sin()y A x ωϕ=+(A >0,ω>0)相应地,sin y x =cos y x =()ϕω+=x A y sin (A 、ω>0)定义域 RRR值域 [1,1]- [1,1]-[]A A ,-周期性π2π22πω奇偶性 奇函数偶函数当,0≠ϕ非奇非偶, 当,0=ϕ奇函数单调性[2,2]22k k ππππ-++上为增函数;3[2,2]22k k ππππ++上为减函数. (Z k ∈)()[21,2]k k ππ-上为增函数;()[2,21]k k ππ+上为减函数. (Z k ∈)12222,k k ππϕππϕωω⎡⎤--+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦上增函数;32222,k k ππϕππϕωω⎡⎤+-+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦上减函数(Z k ∈) tan y x =cot y x =定义域 1|,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且{}|,x x R x k k Z π∈≠∈且值域 RR周期性 ππ奇偶性 奇函数奇函数单调性⎪⎭⎫⎝⎛++-ππππk k 2,2上为增函数(Z k ∈)()()ππ1,+k k 上为减函数(Z k ∈)①的单调增区间2,222k k ππππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦−−−→变为2222k x k πππωϕπ-+++≤≤的解集是②的增区间.注:⑴)sin(ϕω+=x y 或cos()y x ωϕ=+(0≠ω)的周期ωπ2=T ;⑵sin()y x ωϕ=+的对称轴方程是2x k ππ=+(Z k ∈),对称中心(,0)k π;cos()y x ωϕ=+的对称轴方程是x k π=(Z k ∈),对称中心1(,0)2k ππ+;)tan(ϕω+=x y 的对称中心(0,2πk ). 课前预习1.函数sin cos y x x =-的最小正周期是 . 2. 函数1π2sin()23y x =+的最小正周期T = . 3.函数sin2xy =的最小正周期是( ) (A)2π(B)π (C) 2π (D) 4π 4.函数]),0[)(26sin(2ππ∈-=x x y 为增函数的区间是( )(A)]3,0[π (B)]127,12[ππ (C) ]65,3[ππ (D)],65[ππ 5.函数22cos()()363y x x πππ=-≤≤的最小值是( )()2A - ()3B - ()1C - ()1D6.为了得到函数)62sin(π-=x y 的图象,可以将函数x y 2cos =的图象( )(A)向右平移6π个单位长度 (B)向右平移3π个单位长度 (C)向左平移6π个单位长度 (D)向左平移3π个单位长度7.将函数sin y x =的图象上各点的横坐标扩大为原来的2倍,纵坐标不变,再把所得图象上所有点向左平移3π个单位,所得图象的解析式是__________________. 8. 函数sin 3cos y x x =+在区间[0,2π]的最小值为______.9.适合13sin ,,32x x ππ⎡⎤=-∈⎢⎥⎣⎦的角x 是( )1()arcsin()3A - 1()arcsin 3B - 1()2arcsin()3C π+- 1()arcsin()3D π--10.已知f (x )=5sin x cos x -35cos 2x +325(x ∈R ) ⑴求f (x )的最小正周期; ⑵求f (x )单调区间;⑶求f (x )图象的对称轴,对称中心。
【最新】高考数学基础知识:反三角函数公式归纳word版本 (2页)
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【最新】高考数学基础知识:反三角函数公式归纳word版本
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编者按:高考前的第一轮复习正在火热进行中,同学们要利用这些复习的时间强化学习,数学网为大家整理了高考数学基础知识:反三角函数公式归纳,在高三数学第一轮复习时,给您最及时的帮助!
反三角函数主要是三个:
y=arcsin(x),定义域[-1,1] ,值域[-/2,/2]图象用红色线条;
y=arccos(x),定义域[-1,1] ,值域[0,],图象用蓝色线条;
y=arctan(x),定义域(-,+),值域(-/2,/2),图象用绿色线条;
sin(arcsin x)=x,定义域[-1,1],值域 [-1,1] arcsin(-x)=-arcsinx
其他公式:
三角函数其他公式
arcsin(-x)=-arcsinx
arccos(-x)=-arccosx
arctan(-x)=-arctanx
arccot(-x)=-arccotx
arcsinx+arccosx=/2=arctanx+arccotx
sin(arcsinx)=x=cos(arccosx)=tan(arctanx)=cot(arccotx)
当x[/2,/2]时,有arcsin(sinx)=x
当x[0,],arccos(cosx)=x
x(/2,/2),arctan(tanx)=x。
(完整word版)三角函数及差和倍角公式讲义
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教育学科教师辅导讲义学员编号: 年 级:高一 课 时 数: 学员姓名: 辅导科目:数学 学科教师:课 题 三角函数和差公式和倍角公式授课日期及时段教学目的1、学习并掌握三角函数的和差公式的推导过程;2、理解并掌握倍角公式的推导过程及其应用;3、能灵活利用和差公式进行分析求解问题.教学内容一、上次作业检查与讲解;二、学习要求及方法的培养:三、知识点分析、讲解与训练:一、两角和与差的正弦、余弦、正切公式及倍角公式:()sin sin cos cos sin sin 22sin cos 令αβαβαβαβααα=±=±−−−→=()()2222222cos cos cos sin sin cos 2cos sin 2cos 112sin tan tan 1+cos2tan cos 1tan tan 21cos2sin 22tan tan 21tan 令 = = αβαβαβαβααααααβααβααβααααα=±=−−−→=-↓=-=-±±=⇒-↓=-二、三角函数的化简、计算、证明的恒等变形的基本思路是:一角二名三结构。
即首先观察角与角之间的关系,注意角的一些常用变式,角的变换是三角函数变换的核心!第二看函数名称之间的关系,通常“切化弦”;第三观察代数式的结构特点。
基本的技巧有:(1)巧变角(已知角与特殊角的变换、已知角与目标角的变换、角与其倍角的变换、两角与其和差角的变换。
如()()ααββαββ=+-=-+,2()()ααβαβ=++-,2()()αβαβα=+--,22αβαβ++=⋅,()()222αββααβ+=---等), (2)三角函数名互化(切割化弦),(3)公式变形使用(tan tan αβ±()()tan 1tan tan αβαβ=±。
(4)三角函数次数的降升(降幂公式:21cos 2cos 2αα+=,21cos 2sin 2αα-=与升幂公式:21cos 22cos αα+=,21cos 22sin αα-=)。
《三角函数》专题1 角的概念的推广(Word版含答案)
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《三角函数》专题1-1 角的概念的推广(5套,4页,含答案)知识点:图示典型例题:1.—225°是第象限角?(③)2.与30°终边相同的角是:( ④) A-30°B210°C390°D-360°3.在0°到360°范围内,与角-60°的终边在同一条直线上的角为⑤.4.不相等的角的终边位置(⑥)A.一定不相同B.一定相同C.可能相同D.以上都不对5.已知A={第一象限角},B={锐角},C={小于90°的角},那么A、B、C关系是(⑦)A.B=A∩C B.B∪C=C C.A≠⊂C D.A=B=C随堂练习:1.-1120°角所在象限是(⑧)A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限2.与-1050°终边相同的最小正角是⑨.3.写出-720°到720°之间与-1068°终边相同的角的集合____________.(⑩)4.以下列四个命题:①大于90°的角是钝角;②第二象限的角一定是钝角;③第二象限的角必定大于第一象限的角;④负角也可能是第一象限角.其中不正确...命题的个数有(11)A.1个B.2个C.3个D.4个《三角函数》专题1-2 角的概念的推广1.与1991°终边相同的最小正角是__,绝对值最小的是,它们是第_ 12象限角.2.下列角中终边与330°相同的角是(13)A.30°B.-30°C.630°D.-630°3.若α=1 690°,角θ与α终边相同,且-360°<θ<360°,则θ=____14____.4.A={小于90°的角},B={第一象限的角},则A∩B=( 15)A. {锐角}B.{小于90°的角}C. {第一象限角}D.以上都不对5.若时针走过2小时40分,则分针转过的角度是____16____.1.在0°~360°范围内,找出与下列各角终边相同的角,并判定它们是第几象限角.17(1)-150°;(2)650°;(3)-950°15′.2.求θ,使θ与-900°角的终边相同,且θ∈[-180°,1260°].(18)3.设A={θ|θ为锐角},B={θ|θ为小于90°的角},C={θ|θ为第一象限的角},D={θ|θ为小于90°的正角},则下列等式中成立的是(19)A.A=B B.B=C C.A=C D.A=D4.将分针拨快10分钟,则分针所转过的度数为____20____.《三角函数》专题1-4 角的概念的推广1.下列各组角中,终边相同的角是(21)A.280°与580° B.-125°与485° C.-360°与0°D.12°与364°2.已知角α终边上有一点P(0,b)(b<0),则α是(22)A.第三象限角B.第四象限角C.第三或第四象限角D.以上都不对3.如图所示,写出终边落在直线y=3x上的-360°到360°之间的角.234.下列四个命题中正确的是(24)A.第一象限的角必是锐角B.锐角必是第一象限的角C.终边相同的角必相等D.第二象限的角必大于第一象限的角5.钟表经过4小时,时针转了度,分针转了25度.1.与-1778°角的终边相同且绝对值最小的角是26.2.给出下列四个命题,其中正确的命题有(27)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A.1个B.2个C.3个D.4个3.在(-720°,720°)内与100°终边相同的角的集合是___28_____.4.设E={小于900的角},F={锐角},G={第一象限的角},M={小于900但不小于00的角},则有(29)A.F⊆G⊆E B.F⊆E⊆G C.M⊆(E∩G) D.(E∩G)∩M=F5.时钟走过3小时20分,则分针所转过的角度为________,时针所转过的角度为____30___.① 答案:(1)一条射线 端点 旋转 (2)逆时针方向旋转 顺时针方向旋转 没有作任何旋转② 答案:第几象限角③ 答案:2;④ 答案:C ;⑤ 答案:120°与300°;⑥ 答案:C ;⑦ 答案:B ;⑧ 答案:D ;⑨ 答案:30°;⑩ 答案:{}0000708,348,12,372--;11答案:C ;12 答案:191°,-169°,三;13 答案:B ;14 答案:-110°或250°;解析 ∵α=1 690°=4×360°+250°,∴θ=k ·360°+250°,k ∈Z .∵-360°<θ<360°, ∴k =-1或0.∴θ=-110°或250°.15 答案:D ;16 答案 -960°; 解析 ∵2小时40分=223小时, ∴-360°×223=-960°.17 答案:解 (1)因为-150°=-360°+210°,所以在0°~360°范围内,与-150°角终边相同的角是210°角,它是第三象限角.(2)因为650°=360°+290°,所以在0°~360°范围内,与650°角终边相同的角是290°角,它是第四象限角.(3)因为-950°15′=-3×360°+129°45′,所以在0°~360°范围内,与-950°15′角终边相同的角是129°45′角,它是第二象限角.18 答案:{}o o o o o 1260,900,540,180,180-;19 答案:D ;[锐角θ满足0°<θ<90°;而B 中θ<90°,可以为负角;C 中θ满足k ·360°<θ<k ·360°+90°,k ∈Z ;D 中满足0°<θ<90°,故A =D .]20 [答案] -60°;21答案:C ;22 答案:D ;23 答案:240°,60°,-120°,-300°;24 答案:B ;25 答案:-120°,-1440°;26 答案:22°;27 [答案] D ;[解析]由终边相同角的概念知:①②③④都正确,故选D.28答案{-620°,-260°,100°,460°};解析与100°终边相同的角的集合为{α|α=k·360°+100°,k∈Z}令k=-2,-1,0,1,得α=-620°,-260°,100°,460°.29答案:D;--;30答案:1200,100。
高中数学第五章三角函数5.3.2诱导公式(二)讲义新人教A版必修第一册
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第2课时 诱导公式(二)知识点 诱导公式五、六状元随笔 (1)诱导公式五、六反映的是角π2±α与α的三角函数值之间的关系.可借用口诀“函数名改变,符号看象限”来记忆.(2)诱导公式是三角变换的基本公式,其中角可以是一个单角,也可以是一个复角,应用时要注意整体把握,灵活变通.[教材解难]准确记忆六组诱导公式(1)诱导公式一~六揭示了终边具有某种对称关系的两个角三角函数之间的关系. (2)这六组诱导公式可归纳为“k ·90°±α(k ∈Z )”的三角函数值与α的三角函数值之间的关系.当k 为偶数时得角α的同名三角函数值,当k 为奇数时得角α的异名三角函数值,然后在前面加上一个把角α看成锐角时原三角函数值的符号,可简记为“奇变偶不变,符号看象限”.[基础自测]1.化简:sin ⎝⎛⎭⎪⎫2 0172π+x =( )A .sin xB .cos xC .-sin xD .-cos x 解析:sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0172π+x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫1 008π+π2+x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+x=cos x 答案:B2.若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ<0,且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ>0,则θ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 解析:由于sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=cos θ<0,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ=sin θ>0,所以角θ的终边落在第二象限,故选B.答案:B3.已知sin θ=15,则cos(450°+θ)的值是( )A.15 B .-15 C .-265 D.265解析:cos(450°+θ)=cos(90°+θ)=-sin θ=-15.答案:B4.sin 95°+cos 175°的值为________.解析:sin 95°+cos 175°=sin(90°+5°)+cos(180°-5°)=cos 5°-cos 5°=0.答案:0题型一 利用诱导公式求值[教材P 193例5]例1 已知sin(53°-α)=15,且-270°<α<-90°,求sin(37°+α)的值.解析:设β=53°-α,γ=37°+α,那么β+γ=90°,从而γ=90°-β.于是sin γ=sin(90°-β)=cos β.因为-270°<α<-90°,所以143°<β<323°. 由sin β=15>0,得143°<β<180°.所以cos β=-1-sin 2β=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫152=-265,所以sin(37°+α)=sin γ=-265.注意到(53 °-α)+(37 °+α)=90 °,如果设β=53 °-α,γ=37 °+α,那么β+γ=90 °,由此可利用诱导公式和已知条件解决问题.教材反思利用诱导公式五、六求值的三个关注点(1)角的变化:对于三角函数式的化简求值问题,一般遵循诱导公式先行的原则,即先用诱导公式化简变形,达到角的统一.(2)切化弦:切化弦,以保证三角函数名最少.(3)函数名称:对于k π±α和π2±α这两套诱导公式,切记前一套公式不变名,后一套公式变名.提醒:当角比较复杂时,要注意分析两个角之间是否具有互余、互补关系,或两个角的和、差为特殊角等,常见的如π4±α,π6+α与π3-α的关系.跟踪训练1 若c os(π+α)=-105,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+α=________.解析:因为cos(π+α)=-105,所以cos α=105,因为α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,所以sin α=-1-cos 2α=-155, 所以tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+α=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π+π2+α=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=cos α-sin α=105155=1015=63. 答案:63由cos (π+α)可求出cos α,进而可求sin α,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+α可化为sin α,cos α的关系.题型二 利用诱导公式证明恒等式[经典例题]例2 求证:sin θ+cos θsin θ-cos θ=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-3π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π2-11-2sin 2(π+θ). 【解析】 证明:右边=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-θ·(-sin θ)-11-2sin 2θ=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π+⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θsin θ-11-2sin 2θ=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θsin θ-11-2sin 2θ=-2cos θsin θ-1cos 2θ+sin 2θ-2sin 2θ=(sin θ+cos θ)2sin 2θ-cos 2θ=sin θ+cos θsin θ-cos θ=左边, 所以原等式成立.等式右边复杂,应从右边入手,利用诱导公式化简证明. 方法归纳证明三角恒等式的常用方法(1)由左边推至右边或由右边推至左边,遵循的是化繁为简的原则. (2)证明左边=A ,右边=A ,则左边=右边,这里的A 起着桥梁的作用. (3)通过作差或作商证明,即左边-右边=0或左边右边=1.跟踪训练2 求证:cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α·sin(α-2π)·cos(2π-α)=sin 2α.解析:证明:左边=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α·[-sin(2π-α)]cos α=sin αcos α[-(-sin α)]cosα=sin αcos α·sin α·c os α=sin 2α=右边,故原式成立. 等式左边复杂、应从左边入手利用诱导公式化简证明. 题型三 诱导公式的综合应用[经典例题]例3 已知f (α)=sin (α-3π)cos (2π-α)sin ⎝⎛⎭⎪⎫-α+3π2cos (-π-α)sin (-π-α).(1)化简f (α).(2)若α是第三象限角,且cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-3π2=15,求f (α)的值.(3)若α=-31π3,求f (α)的值.【解析】 (1)f (α)=sin (α-3π)cos (2π-α)sin ⎝⎛⎭⎪⎫-α+3π2cos (-π-α)sin (-π-α)=(-sin α)·cos α·(-cos α)(-cos α)sin α=-cos α.(2)因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-3π2=15,又cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-3π2=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π2 =-sin α,即sin α=-15,而α是第三象限角, 所以cos α=-1-sin 2α=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-152=-265,所以f (α)=-cos α=265. (3)α=-313π时,f (α)=-cos α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-31π3=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-10π-π3=-cos π3=-12.首先利用诱导公式对函数式化简变形,再利用平方关系等三角函数知识解题. 方法归纳用诱导公式化简求值的方法(1)对于三角函数式的化简求值问题,一般遵循诱导公式先行的原则,即先用诱导公式化简变形,达到角的统一,再进行切化弦,以保证三角函数名最少.(2)对于π±α和π2±α这两套诱导公式,切记运用前一套公式不变名,而运用后一套公式必须变名.跟踪训练 3 已知角α的终边在第二象限,且与单位圆交于点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,35,求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-α的值.解析:因为角α的终边在第二象限且与单位圆相交于点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,35,所以a 2+925=1(a <0),所以a =-45,所以sin α=35,cos α=-45,所以原式=cos α+2cos α-2sin α=-32·cos αsin α=⎝ ⎛⎭⎪⎫-32×-4535=2.首先注意α的范围.求出a 的范围与值再利用诱导公式求值.课时作业 32一、选择题1.如果cos(π+A )=-12,那么sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+A 等于( ) A .-12 B.12C .-32 D.32解析:cos(π+A )=-cos A =-12,∴cos A =12,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+A =cos A =12. 答案:B2.下列式子与sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π2相等的是( ) A .sin ⎝⎛⎭⎪⎫π2+θ B .cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θC .cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π-θD .sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π+θ 解析:因为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π2=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ=-cos θ,对于A ,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=cos θ;对于B ,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=-sin θ;对于C ,cos ⎝⎛⎭⎪⎫3π2-θ=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π+⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ=-sin θ; 对于D ,sin ⎝⎛⎭⎪⎫3π2+θ=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π+⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ=-cos θ. 答案:D3.已知tan θ=2,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-cos (π-θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-sin (π-θ)等于( )A .2B .-2C .0 D.23解析:sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-cos (π-θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-sin (π-θ)=cos θ+cos θcos θ-sin θ=21-tan θ=21-2=-2.答案:B4.若角A ,B ,C 是△ABC 的三个内角,则下列等式中一定成立的是( ) A .cos(A +B )=cos C B .sin(A +B )=-sin C C .cosA +C2=sin B D .sinB +C2=cos A2解析:∵A +B +C =π,∴A +B =π-C , ∴cos(A +B )=-cos C ,sin(A +B )=sin C , 故A ,B 错; ∵A +C =π-B ,∴A +C 2=π-B2,∴cosA +C2=cos ⎝⎛⎭⎪⎫π2-B 2=sin B 2,故C 错;∵B +C =π-A ,∴sin B +C2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-A 2=cos A 2,故D 对. 答案:D 二、填空题5.若cos α=-513,且α是第三象限角,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+5π2=________.解析:因为cos α=-513,且α是第三象限角,所以sin α=-1213,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+5π2=cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π2=-sin α=1213.答案:12136.求tan (2π-α)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-αcos (6π-α)sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+3π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+3π2=________.解析:原式=tan (-α)(-sin α)cos (-α)(-cos α)·sin α=-tan α(-sin α)cos α-cos α·sin α=-tan α.答案:-tan α7.已知cos α=13,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π2·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+αtan(π-α)=________. 解析:sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+αtan(π-α)=-cos αsin α(-tan α)=sin 2α=1-cos 2α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫132=89.答案:89三、解答题8.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=23,求下列各式的值:(1)sin ⎝⎛⎭⎪⎫π3+α; (2)sin ⎝⎛⎭⎪⎫α-2π3解析:(1)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=23.(2)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-2π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-23. 9.化简:(1)cos (α-π)sin (π-α)·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α;(2)sin(-α-5π)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π2-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+αcos(α-2π). 解析:(1)原式=cos[-(π-α)]sin α·sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α(-sin α)=cos (π-α)sin α·⎣⎢⎡⎦⎥⎤-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α(-sin α)=-cos αsin α·(-cos α)(-sin α)=-cos 2α.(2)原式=sin(-α-π)cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α+cos αcos[-(2π-α)] =sin[-(α+π)]cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α+cos αcos(2π-α) =-sin(α+π)sin α+cos αcos α =sin 2α+cos 2α =1.[尖子生题库]10.在△ABC 中,已知sin A +B -C2=sinA -B +C2,试判断△ABC 的形状.解析:∵A +B +C =π,∴A +B -C =π-2C ,A -B +C =π-2B . 又sinA +B -C2=sinA -B +C2,∴sin π-2C 2=sin π-2B2,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-C =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-B ,∴cos C =cos B ,又B ,C 为△ABC 的内角,∴C =B , 故△ABC 为等腰三角形.。
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三角函数总结及统练一. 教学内容:三角函数总结及统练(一)基础知识1. 与角α终边相同的角的集合},2{Z k k S ∈+==απβ2. 三角函数的定义(六种)——三角函数是x 、y 、r 三个量的比值3. 三角函数的符号——口诀:一正二弦,三切四余弦。
4. 三角函数线 正弦线MP=αsin 余弦线OM=αcos 正切线AT=αtan5. 同角三角函数的关系平方关系:商数关系:倒数关系:1cot tan =⋅αα 1csc sin =⋅αα 1sec cos =⋅αα 口诀:凑一拆一;切割化弦;化异为同。
α απ+k 2 α- απ-απ+ απ-2απ-2απ+2正弦 αsin αsin - αsin αsin - αsin - αcos αcos 余弦 αcos αcos αcos - αcos - αcos αsin αsin - 正切αtan αtan - αtan - αtan αtan - αcot αcot - 余切αcot αcot - αcot - αcot αcot - αtan αtan -7. 两角和与差的三角函数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅+-=-⋅-+=+⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅+⋅=-⋅-⋅=+⋅-⋅=-⋅+⋅=+βαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαtan tan 1tan tan )tan(tan tan 1tan tan )tan(sin sin cos cos )cos(sin sin cos cos )cos(sin cos cos sin )sin(sin cos cos sin )sin(8. 二倍角公式——代换:令αβ=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=-=⋅=ααααααααααα22222tan 1tan 22tan sin cos sin 211cos 22cos cos sin 22sin降幂公式⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=22cos 1cos 22cos 1sin 22αααα半角公式:2cos 12sinαα-±=;2cos 12cos αα+±=;αααcos 1cos 12tan +-±= αααααcos 1sin sin cos 12tan+=-=9. 三角函数的图象和性质函数x y sin = x y cos = x y tan =图象定义域RR⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠∈Z k k x R x x ,2|ππ且值域 最值]1,1[- 2/2ππ+=k x 时1max =yππ-=k x 22/时1min -=y]1,1[-πk x 2=时1max =yπk x 2=π+时1min -=yR无最大值 无最小值周期性 周期为π2 周期为π2 周期为π 奇偶性奇函数偶函数奇函数单调性在]22,22[ππππ+-k k上都是增函数;在]232,22[ππππ++k k上都是减函数(Z k ∈)在]2,2[πππk k -上都是增函数,在]2,2[πππ+k k 上都是减函数(Z k ∈)在⎪⎭⎫ ⎝⎛+-2,2ππππk k 内都是增函数(Z k ∈)10. 函数)sin(ϕω+=x A y 的图象变换 0,0>>ωA函数)sin(ϕω+=x A y 的图象可以通过下列两种方式得到:(1)−−−−−−−−−→−+=−−−−→−=倍横坐标缩短到原来的图象左移ωϕϕ1)sin(sin x y x y)sin(ϕω+=x y )sin(ϕω+=−−−−−−−−−→−x A y A 倍纵坐标伸长为原来的(2)−−−−→−=−−−−−−−−−→−=ωϕωω图象左移倍横坐标缩短到原来的)sin(sin 1x y x y)sin(ϕω+=x y )sin(ϕω+=−−−−−−−−−→−x A y A 倍纵坐标伸长为原来的(二)数学思想与基本解题方法1. 式子变形原则:凑一拆一;切割化弦;化异为同。
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§1.1.1、任意角1、 正角、负角、零角、象限角的概念.2、 与角α终边相同的角的集合:{}Z k k ∈+=,2παββ.§1.1.2、弧度制1、 把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.2、 rl =α. 3、弧长公式:R R n l απ==180. 4、扇形面积公式:lR R n S 213602==π. §1.2.1、任意角的三角函数1、 设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点()y x P ,,那么:xyx y ===αααtan ,cos ,sin 2、 设点(),A x y为角α终边上任意一点,那么:(设r =sin y r α=,cos x r α=,tan yxα=,cot x y α=3、 αsin ,αcos ,αtan 在四个象限的符号和三角函数线的画法.正弦线:MP; 余弦线:OM; 正切线:AT5、 特殊角0°,30°45°,60°,90°,180°,270等的三角函数值.§1.2.21、 平方关系:1cos sin 22=+αα 2、 商数关系:αααcos sin tan =. 3、 倒数关系:tan cot 1αα=§1.3、三角函数的诱导公式(概括为Z k ∈)§1.4.1、正弦、余弦函数的图象和性质1、记住正弦、余弦函数图象:2、能够对照图象讲出正弦、余弦函数的相关性质:定义域、值域、最大最小值、对称轴、对称中心、奇偶性、单调性、周期性.3、会用五点法作图.sin y x =在[0,2]x π∈上的五个关键点为: 30010-12022ππππ(,)(,,)(,,)(,,)(,,).y=tanx3π2ππ2-3π2-π-π2oyxy=cotx 3π2ππ22π-π-π2o yx图表归纳:正弦、余弦、正切函数的图像及其性质x y sin =x y cos =x y tan =图象定义域 RR},2|{Z k k x x ∈+≠ππ值域[-1,1][-1,1]R最值max min 2,122,12x k k Z y x k k Z y ππππ=+∈==-∈=-时,时,max min 2,12,1x k k Z y x k k Z y πππ=∈==+∈=-时,时,无周期性 π2=T π2=Tπ=T奇偶性 奇偶奇单调性Z k ∈ 在[2,2]22k k ππππ-+上单调递增在3[2,2]22k k ππππ++上单调递减 在[2,2]k k πππ-上单调递增在[2,2]k k πππ+上单调递减在(,)22k k ππππ-+上单调递增 对称性 Z k ∈对称轴方程:2x k ππ=+对称中心(,0)k π对称轴方程:x k π= 对称中心(,0)2k ππ+无对称轴 对称中心,0)(2k π§1.4.3、正切函数的图象与性质1、记住正切函数的图象2、记住余切函数的图象:3、能够对照图象讲出正切函数的相关性质:定义域、值域、对称中心、奇偶性、单调性、周期性.§1.5、函数()ϕω+=x A y sin 的图象 1、对于函数:()()sin 0,0y A x B A ωφω=++>>有:振幅A ,周期2T πω=,初相ϕ,相位ϕω+x ,频率πω21==Tf .2、能够讲出函数x y sin =的图象与()sin y A x B ωϕ=++的图象之间的平移伸缩变换关系.3、三角函数的周期,对称轴和对称中心函数sin()y x ωϕ=+,x ∈R 及函数cos()y x ωϕ=+,x ∈R(A,ω,ϕ为常数,且A ≠0)的周期2||T πω=;函数tan()y x ωϕ=+,,2x k k Z ππ≠+∈(A,ω,ϕ为常数,且A ≠0)的周期||T πω=. 对于sin()y A x ωϕ=+和cos()y A x ωϕ=+来说,对称中心与零点相联系,对称轴与最值点联系. 求函数sin()y A x ωϕ=+图像的对称轴与对称中心,只需令()2x k k Z πωϕπ+=+∈与()x k k Z ωϕπ+=∈解出x 即可.余弦函数可与正弦函数类比可得.4、由图像确定三角函数的解析式 利用图像特征:max min 2A =,max min2y y B +=. ω要根据周期来求,ϕ要用图像的关键点来求.§1.6、三角函数模型的简单应用 (要求熟悉课本例题.)§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 1、()βαβαβαsin cos cos sin sin +=+ 2、()βαβαβαsin cos cos sin sin -=- 3、()βαβαβαsin sin cos cos cos -=+ 4、()βαβαβαsin sin cos cos cos +=- 5、()tan tan 1tan tan tan αβαβαβ+-+=.6、()tan tan 1tan tan tan αβαβαβ-+-=.§3.1.3、二倍角的正弦、余弦、正切公式1、αααcos sin 22sin =,2、ααα22sin cos 2cos -=变形: 12sin cos sin 2ααα=. 1cos 22-=α α2sin 21-=.升幂公式:221cos 22cos 1cos 22sin αααα⎧+=⎪⎨-=⎪⎩ 降幂公式:221cos (1cos 2)21sin (1cos 2)2αααα=+=-⎧⎪⎨⎪⎩3、ααα2tan 1tan 22tan -=. 4、sin 21cos 2tan 1cos 2sin 2ααααα-==+ §3.2、简单的三角恒等变换1、 注意正切化弦、平方降次.2、辅助角公式)sin(cos sin 22ϕ++=+=x b a x b x a y (其中辅助角ϕ所在象限由点(,)a b 的象限决定,tan b aϕ=).解三角形1、正弦定理:R CcB A 2sin sin sin ===. (其中R 为ABC ∆外接圆的半径) 2sin ,2sin ,2sin ;a R A b R B c R C ⇔===sin ,sin ,sin ;222a b c A B C R R R⇔=== ::sin :sin :sin .a b c A B C ⇔=用途:⑴已知三角形两角和任一边,求其它元素;⑵已知三角形两边和其中一边的对角,求其它元素。
2、余弦定理:2222222222cos ,2cos ,2cos .a b c bc A b a c ac B c a b ab C ⎧=+-⎪=+-⎨⎪=+-⎩222222222cos ,2cos ,2cos .2b c a A bc a c b B ac a b c C ab ⎧+-=⎪⎪+-⎪=⎨⎪⎪+-=⎪⎩用途:⑴已知三角形两边及其夹角,求其它元素;⑵已知三角形三边,求其它元素。
做题中两个定理经常结合使用. 3、三角形面积公式:B ac A bcC ab S ABC sin 21sin 21sin 2===∆ 4、三角形内角和定理:在△ABC 中,有()A B C C A B ππ++=⇔=-+222C A B π+⇔=-222()C A B π⇔=-+. 5、一个常用结论:在ABC ∆中,sin sin ;a b A B A B >⇔>⇔> 若sin 2sin 2,.2A B A B A B π==+=则或特别注意,在三角函数中,sin sin A B A B >⇔>不成立。
链接高考一、选择题1.【2012高考安徽文7】要得到函数)12cos(+=x y 的图象,只要将函数x y 2cos =的图象 (A ) 向左平移1个单位 (B ) 向右平移1个单位 (C ) 向左平移 12个单位 (D ) 向右平移12个单位2.【2012高考新课标文9】已知ω>0,πϕ<<0,直线4π=x 和45π=x 是函数f (x )=sin(ωx +φ)图像的两条相邻的对称轴,则φ=(A )π4 (B )π3 (C )π2 (D )3π43.【2012高考山东文8】函数2sin (09)63x y x ππ⎛⎫=-≤≤ ⎪⎝⎭的最大值与最小值之和为(A)2- (B)0 (C)-1 (D)1--4.【2012高考全国文3】若函数()sin ([0,2])3x f x ϕϕπ+=∈是偶函数,则=ϕ (A )2π (B )32π (C )23π (D )35π5.【2012高考全国文4】已知α为第二象限角,3sin 5α=,则sin 2α= (A )2524- (B )2512- (C )2512 (D )25246.【2012高考重庆文5】sin 47sin17cos30cos17-o o oo(A )B )12-(C )12 (D7.【2012高考浙江文6】把函数y=cos2x+1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),然后向左平移1个单位长度,再向下平移 1个单位长度,得到的图像是8.【2012高考上海文17】在△ABC 中,若222sin sin sin A B C +<,则△ABC 的形状是( ) A 、钝角三角形 B 、直角三角形 C 、锐角三角形 D 、不能确定9.【2012高考四川文5】如图,正方形ABCD 的边长为1,延长BA 至E ,使1AE =,连接EC 、ED 则sin CED ∠=( )(1)31010 B 、1010 C 、510 D 、51510.【2012高考辽宁文6】已知sin cos 2αα-=,α∈(0,π),则sin 2α=(A) -1 (B) 22 (D) 111.【2012高考江西文4】若sin cos 1sin cos 2αααα+=-,则tan2α=A. -34B. 34C. -43D. 4312.【2012高考江西文9】已知2()sin ()4f x x π=+若a =f (lg5),1(lg )5b f =则 A.a+b=0 B.a-b=0 C.a+b=1 D.a-b=113.【2012高考湖南文8】 在△ABC 中,7,BC=2,B =60°,则BC 边上的高等于A .32 B.33236+ 339+14.【2012高考湖北文8】设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若三边的长为连续的三个D B正整数,且A >B >C ,3b=20acosA ,则sinA ∶sinB ∶sinC 为A.4∶3∶2B.5∶6∶7C.5∶4∶3D.6∶5∶415.【2012高考广东文6】在△ABC 中,若60A ∠=o ,45B ∠=o ,BC =,则AC =A. B. C. D.16.【2102高考福建文8】函数f(x)=sin(x-4π)的图像的一条对称轴是 A.x=4π B.x=2π C.x=-4π D.x=-2π17.【2012高考天津文科7】将函数f(x)=sin x ω(其中ω>0)的图像向右平移4π个单位长度,所得图像经过点(34π,0),则ω的最小值是(A )13(B )1 C )53(D )2二、填空题18.【2012高考江苏11】(5分)设α为锐角,若4cos 65απ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则)122sin(π+a 的值为 .19.【2102高考北京文11】在△ABC 中,若a =3,b=3,∠A=3π,则∠C 的大小为_________。