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- 2021-06-09 发布
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第 30 课时 二倍角的正弦、余弦和正切
课时目标
掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式,以及公式的变形;能灵活运用公式及其各种变
形解题.
识记强化
1.二倍角正弦、余弦、正切公式
sin2α=2sinαcosα
cos2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α,
tan2α= 2tanα
1-tan2α
2.变形形式
sinα=2sinα
2cosα
2
,cosα=cos2α
2
-sin2α
2
=2cos2α
2
-1=1-2sin2α
2
tanα=
2tanα
2
1-tan2α
2
1+cos2α=2cos2α,1-cos2α=2sin2α;
cos2α=1+cos2α
2
,sin2α=1-cos2α
2
课时作业
一、选择题
1.已知 cosx=-1
4
,x 为第二象限角,那么 sin2x=( )
A.- 15
4 B.± 15
8
C.- 15
8 D. 15
8
答案:C
解析:因为 cosx=-1
4
,x 为第二象限角,所以 sinx= 15
4
,所以 sin2x=2sinxcosx=
2× 15
4
× -1
4 =- 15
8
,故选 C.
2.已知α为锐角,且满足 cos2α=sinα,则α等于( )
A.30°或 270° B.45°
C.60° D.30°
答案:D
解析:因为 cos2α=1-2sin2α,故由题意,知 2sin2α+sinα-1=0,即(sinα+1)(2sinα-1)
=0.因为α为锐角,所以 sinα=1
2
,所以α=30°.故选 D.
3.已知 sin α=3
5
,且α∈
π
2
,π ,那么sin 2α
cos2α
的值等于( )
A.-3
4 B.-3
2
C.3
4 D.3
2
答案:B
解析:sin2α
cos2α
=2sinαcosα
cos2α
=2sinα
cosα
=2tanα,
∵sinα=3
5
,α∈
π
2
,π ,
∴cosα=-4
5
,tanα=-3
4
,2tanα=-3
2
,故选 B.
4.化简 1+sin8等于( )
A.sin4+cos4 B.-sin4-cos4
C.sin4 D.cos4
答案:B
解析: 1+sin8= sin24+cos24+2sin4cos4= sin4+cos42=|sin4+cos4|
∵4∈(π,3π
2 ),则 sin4+cos4<0
故 1+sin8=-sin4-cos4.
5.已知α为第三象限角,且 cosα=- 5
5
,则 tan2α的值为( )
A.-4
3 B.4
3
C.-3
4 D.-2
答案:A
解析:由题意可得,sinα=- 1-cos2α=-2 5
5
,∴tanα=2,∴tan2α= 2tanα
1-tan2α
=-4
3
,
故选 A.
6.函数 y=2sinx(sinx+cosx)的最大值为( )
A.1+ 2 B. 2-1
C. 2 D.2
答案:A
解析:y=2sinx(sinx+cosx)=2sin2x+2sinxcosx
=1-cos2x+sin2x=sin2x-cos2x+1
= 2sin(2x-π
4)+1,
∴y 的最大值为 2+1.
二、填空题
7.(cos75°-sin75°)(cos75°+sin75°)=________.
答案:- 3
2
解析:(cos75°-sin75°)(cos75°+sin75°)=cos275°-sin275°=cos150°=-sin60°=- 3
2 .
8.若θ∈(0,π),且 sin2θ=-24
25
,则 cosθ-sinθ=________.
答案:-7
5
解析:∵sin2θ=-24
25
,θ∈(0,π),
∴sinθ>0,cosθ<0,cosθ-sinθ<0,
又(cosθ-sinθ)2=1-sin2θ=49
25
,∴cosθ-sinθ=-7
5.
9.已知θ∈(0,π),且 sin θ-π
4 = 2
10
,则 tan2θ=________.
答案:-24
7
解 析 : 由 sin θ-π
4 = 2
10
, 得 2
2 (sinθ - cosθ) = 2
10
⇒ sinθ - cosθ = 1
5 . 解 方 程 组
sinθ-cosθ=1
5
sin2θ+cos2θ=1
,得
sinθ=4
5
cosθ=3
5
或
sinθ=-3
5
cosθ=-4
5
.因为θ∈(0,π),所以 sinθ>0,所以
sinθ=-3
5
cosθ=-4
5
不合题意,舍去,所以 tanθ=4
3
,所以 tan2θ= 2tanθ
1-tan2θ
=
2×4
3
1-
4
3 2
=-24
7 .
三、解答题
10.已知 tanα=1
7
,tanβ=1
3
,且α,β均为锐角,求α+2β的值.
解:tan2β= 2tanβ
1-tan2β
=3
4
,
tan(α+2β)= tanα+tan2β
1-tanαtan2β
=1.
因为α,β均为锐角,且 tanα=1
7<1,tanβ=1
3<1,
所以α,β∈ 0,π
4 ,所以α+2β∈ 0,3π
4 ,
所以α+2β=π
4.
11.已知函数 f(x)=2cos2x+4 3sinx
2cosx
2cosx.
(1)求函数 f(x)的最小正周期;
(2)求函数 f(x)在区间 -π
6
,π
4 上的值域.
解:(1)f(x)=2cos2x+4 3sinx
2cosx
2cosx
=2cos2x+2 3sinxcosx
=cos2x+1+ 3sin2x
=2sin 2x+π
6 +1,
所以函数 f(x)的最小正周期 T=2π
2
=π.
(2)因为 x∈ -π
6
,π
4 ,所以 2x+π
6
∈ -π
6
,2π
3 ,
所以 sin 2x+π
6 ∈ -1
2
,1 ,
所以 f(x)的值域为[0,3].
能力提升
12.已知 sinx
2
-2cosx
2
=0.
(1)求 tanx 的值;
(2)求
cos2x
cos
5π
4
+x sinπ+x
的值.
解:(1)由 sinx
2
-2cosx
2
=0,知 cosx
2
≠0,
∴tanx
2
=2,∴tanx=
2tanx
2
1-tan2x
2
= 2×2
1-22
=-4
3.
(2)由(1),知 tanx=-4
3
,
∴
cos2x
cos
5π
4
+x sinπ+x
=
cos2x
-cos
π
4
+x -sinx
=
cos2x-sin2x
2
2 cosx- 2
2 sinx sinx
=
cosx-sinxcosx+sinx
2
2
cosx-sinxsinx
= 2×cosx+sinx
sinx
= 2×1+tanx
tanx
= 2
4 .
13.已知函数 f(x)=- 2sin(2x+π
4)+6sinxcosx-2cos2x+1,x∈R.
(1)求 f(x)的最小正周期;
(2)求 f(x)在区间 0,π
2 上的最大值和最小值.
解析:(1)f(x)=- 2sin(2x+π
4)+6sinxcosx-2cos2x+1=- 2sin2xcosπ
4
- 2cos2x·sinπ
4
+
3sin2x-cos2x=2(sin2x-cos2x)=2 2sin 2x-π
4 .
所以 f(x)的最小正周期 T=2π
2
=π.
(2)因为 f(x)在区间 0,3π
8 上是增函数,
在区间
3π
8
,π
2 上是减函数,
又 f(0)=-2,f
3
8π =2 2,f(π
2)=2.
故函数 f(x)在区间 0,π
2 上的最大值为 2 2,最小值为-2.
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