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- 2021-06-15 发布
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第 31 课时 简单的三角恒等变换
课时目标
1.能够利用半角公式进行化简.
2.了解和差化积与积化和差公式,以及它与两角和与差公式的内在联系.
3.了解 y=asinx+bcosx 的函数的变换,并会求形如 y=asinx+bcosx 的函数的性质.
识记强化
1.半角公式:
sin2α
2
=1-cosα
2
,sinα
2
=± 1-cosα
2
cos2α
2
=1+cosα
2
,cosα
2
=± 1+cosα
2
tan2α
2
=1-cosα
1+cosα
,tanα
2
=± 1-cosα
1+cosα
根号前符号,由α
2
所在象限三角函数符号确定.
2.辅助角公式:asinx+bcosx= a2+b2sin(x+φ),其中 cosφ= a
a2+b2
,sinφ= b
a2+b2.
课时作业
一、选择题
1.已知 cosθ=-1
4(-180°<θ<-90°),则 cosθ
2
=( )
A.- 6
4 B. 6
4
C.-3
8 D.3
8
答案:B
解析:因为-180°<θ<-90°,所以-90°<θ
2<-45°.又 cosθ=-1
4
,所以 cosθ
2
= 1+cosθ
2
=
1-1
4
2
= 6
4
,故选 B.
2.已知α∈ -π
2
,0 ,cosα=4
5
,则 tanα
2
=( )
A.3 B.-3
C.1
3 D.-1
3
答案:D
解析:因为α∈ -π
2
,0 ,且 cosα=4
5
,所以α
2
∈ -π
4
,0 ,tanα
2
=- 1-cosα
1+cosα
=-
1-4
5
1+4
5
=-1
3
,故选 D.
3.在△ABC 中,若 B=45°,则 cosAsinC 的取值范围是( )
A.[-1,1] B.
2-2
4
, 2+2
4
C.
-1, 2+2
4 D.
2
4
, 2+2
4
答案:B
解析:在△ABC 中,B=45°,所以 cosAsinC=1
2[sin(A+C)-sin(A-C)]= 2
4
-1
2sin(A-
C),因为-1≤sin(A-C)≤1,所以 2-2
4
≤cosAsinC≤ 2+2
4
,故选 B.
4.若 sin(α-β)sinβ-cos(α-β)cosβ=4
5
,且α是第二象限角,则 tan
π
4
+α 等于( )
A.7 B.-7
C.1
7 D.-1
7
答案:C
解析:∵sin(α-β)sinβ-cos(α-β)cosβ=4
5
,
∴cosα=-4
5.
又α是第二象限角,∴sinα=3
5
,则 tanα=-3
4.
∴tan
π
4
+α =
tanπ
4
+tanα
1-tanπ
4tanα
=
1-3
4
1+3
4
=1
7.
5.函数 f(x)=sin2xcosx
1-sinx
的值域为( )
A.
-1
2
,+∞
B.
-1
2
,4
C.
-1
2
,4 D.
-1
2
,4
答案:B
解析:f(x)=2sinxcos2x
1-sinx
=2sinx1-sin2x
1-sinx
=2sinx+2sin2x,
又-1≤sinx<1,∴f(x)∈ -1
2
,4 .故选 B.
6.在△ABC 中,若 sinAsinB=cos2C
2
,则△ABC 是( )
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.不等边三角形 D.直角三角形
答案:B
解析:sinAsinB=1+cosC
2
2sinAsinB=1-cos(π-A-B)
cosAcosB+sinAsinB=1
cos(A-B)=1
A=B
∴是等腰三角形.
二、填空题
7.若 3sinx- 3cosx=2 3sin(x+φ),φ∈(-π,π),则φ等于________.
答案:-π
6
解析:3sinx- 3cosx=2 3sin x-π
6 ,
所以φ=-π
6.
8.已知 sin
π
6
+α =2
3
,则 cos2
π
6
-α
2 =________.
答案:5
6
解析:因为 cos
π
3
-α =sin
π
2
-
π
3
-α
=sin
π
6
+α =2
3.所以 cos2
π
6
-α
2 =1+cos
π
3
-α
2
=
1+2
3
2
=5
6.
9.在△ABC 中,若 3cos2A-B
2
+5sin2A+B
2
=4,则 tanAtanB=________.
答案:1
4
解析:因为 3cos2A-B
2
+5sin2A+B
2
=4,
所以 3
2cos(A-B)-5
2cos(A+B)=0,
所以 3
2cosAcosB+3
2sinAsinB-5
2cosAcosB+5
2sinAsinB=0,
即 cosAcosB=4sinAsinB,所以 tanAtanB=1
4.
三、解答题
10.已知α为钝角,β为锐角,且 sinα=4
5
,sinβ=12
13
,求 cosα-β
2
.
解:∵α为钝角,β为锐角,sinα=4
5
,sinβ=12
13
,
∴cosα=-3
5
,cosβ= 5
13.
cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ=-3
5
× 5
13
+4
5
×12
13
=33
65.
又∵π
2<α<π,0<β<π
2
,∴0<α-β<π,0<α-β
2
<π
2.
∴cosα-β
2
= 1+cosα-β
2
=7 65
65 .
11.已知 sin(2α+β)=5sinβ.求证:2tan(α+β)=3tanα.
证明:由条件得 sin[(α+β)+α]
=5sin[(α+β)-α],两边分别展开得
sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα
=5sin(α+β)cosα-5cos(α+β)sinα.
整理得:
4sin(α+β)cosα=6cos(α+β)sinα.
两边同除以 cos(α+β)cosα得:
2tan(α+β)=3tanα.
能力提升
12.要使 3sinα+cosα=4m-6
4-m
有意义,则应有( )
A.m≤7
3 B.m≥-1
C.m≤-1 或 m≥7
3 D.-1≤m≤7
3
答案:D
解析: 3sinα+cosα=2
3
2 sinα+1
2cosα =
2sin α+π
6 = 4m-6
4-m
, 所 以 sin α+π
6 = 2m-3
4-m
, 由 于 - 1≤sin α+π
6 ≤1 , 所 以 -
1≤2m-3
4-m
≤1,所以-1≤m≤7
3.
13.已知函数 f(x)=sinx·(2cosx-sinx)+cos2x.
(1)求函数 f(x)的最小正周期;
(2)若π
4<α<π
2
,且 f(α)=-5 2
13
,求 sin2α的值.
解:(1)因为 f(x)=sinx·(2cosx-sinx)+cos2x,
所以 f(x)=sin2x-sin2x+cos2x=sin2x+cos2x= 2sin 2x+π
4 ,
所以函数 f(x)的最小正周期是π.
(2)f(α)=-5 2
13
,即 2sin 2α+π
4 =-5 2
13
,sin 2α+π
4 =- 5
13.
因为π
4<α<π
2
,所以3π
4 <2α+π
4<5π
4
,
所以 cos 2α+π
4 =-12
13
,
所以 sin2α=sin
2α+π
4 -π
4
= 2
2 sin 2α+π
4 - 2
2 cos 2α+π
4
= 2
2
× - 5
13 - 2
2
× -12
13
=7 2
26 .
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