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  • 2021-06-10 发布

【数学】2019届一轮复习苏教版第4章三角函数解三角形第20讲学案

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第20讲 两角和与差的三角函数、二倍角公式 考试要求 1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式的推导及联系(C级要求);二倍角的正弦、余弦、正切公式(B级要求);2.运用两角和与差的正弦、余弦、正切公式进行简单的三角恒等变换(C级要求).‎ 诊 断 自 测 ‎1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)‎ ‎(1)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.(  )‎ ‎(2)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.(  )‎ ‎(3)公式tan(α+β)=可以变形为tan α+tan β ‎=tan(α+β)(1-tan αtan β),且对任意角α,β都成立.(  )‎ ‎(4)存在实数α,使tan 2α=2tan α.(  )‎ 解析 (3)变形可以,但不是对任意的α,β都成立,α,β,α+β≠+kπ,k∈ .‎ 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√‎ ‎2.(2017·山东卷改编)已知cos x=,则cos 2x=________.‎ 解析 由cos x=得cos 2x=2cos2x-1=2×-1=.‎ 答案  ‎3.(2017·江苏卷)若tan(α-)=,则tan α=________.‎ 解析 tan α=tan ===.‎ 答案  ‎4.(2018·苏、锡、常、镇调研)已知α是第二象限角,且sin α=,tan(α+β)=-2,则tan β=________.‎ 解析 由α是第二象限角,且sin α=,‎ 得cos α=-,tan α=-3,‎ 所以tan β=tan(α+β-α)===.‎ 答案  ‎5.(必修4P109习题4改编)sin 347°cos 148°+sin 77°·cos 58°=________.‎ 解析 sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°‎ ‎=sin(270°+77°)cos(90°+58°)+sin 77°cos 58°‎ ‎=(-cos 77°)·(-sin 58°)+sin 77°cos 58°‎ ‎=sin 58°cos 77°+cos 58°sin 77°‎ ‎=sin(58°+77°)=sin 135°=.‎ 答案  知 识 梳 理 ‎1.两角和与差的三角函数公式 sin(α±β)=sin__αcos__β±cos__αsin__β.‎ cos(α∓β)=cos__αcos__β±sin__αsin__β.‎ tan(α±β)=.‎ ‎2.二倍角公式 sin 2α=2sin__αcos__α.‎ cos 2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α.‎ tan 2α=.‎ 注意:①在二倍角的正切公式中,角α是有限制条件的,即α≠kπ+,且α≠‎ eq f(kπ,2)+(k∈ ).‎ ‎②“倍角”的意义是相对的,如4α是2α的二倍角,α是的二倍角.‎ ‎3.有关公式的逆用、变形等 ‎(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan__αtan__β).‎ ‎(2)cos2α=,sin2α=.‎ ‎(3)1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,‎ sin α±cos α=sin.‎ ‎4.函数f(α)=asin α+bcos α(a,b为常数),可以化为f(α)=sin(α+φ)或f(α)=·cos(α-φ).‎ 考点一 公式的正向、逆向使用 ‎【例1】 (1)(一题多解)(2015·江苏卷)已知tan α=-2,tan(α+β)=,则tan β的值为________.‎ ‎(2)(2016·四川卷)cos2-sin2=________.‎ 解析 (1)法一 ∵tan α=-2,‎ ‎∴tan(α+β)===,‎ 解得tan β=3.‎ 法二 tan β=tan[(α+β)-α]‎ ‎====3.‎ ‎(2)由二倍角公式得cos2-sin2=cos =.‎ 答案 (1)3 (2) 规律方法 两角和与差的三角函数公式、二倍角公式的正向使用(从左往右使用)、逆向使用(从右往左使用)是本节的基础,要从角度联系、结构特征发现问题中隐含的公式特征,选择使用公式解决问题;特别要注意“尽量用已知角表示未知角”的思想方法的应用.‎ ‎【训练1】 (1)(2017·课标全国Ⅰ卷)已知α∈,tan α=2,则cos=________.‎ ‎(2)(2015·全国Ⅰ卷改编)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=________.‎ 解析 (1)因为α∈,且tan α==2,所以sin α=2cos α,又 sin2α+cos2α=1,所以sin α=,cos α=,则cos=‎ cos αcos +sin αsin =×+×=.‎ ‎(2)sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°=‎ sin 20°cos 10°+cos 20°sin 10°=sin 30°=.‎ 答案 (1) (2) 考点二 公式的变形、灵活使用 ‎【例2】 (1)(2017·广州调研)已知sin α+cos α=,则sin2=________.‎ ‎(2)(2017·江苏四校联考)已知tan(α+β)=2,tan(α-β)=3,则的值为________.‎ ‎(3)(2017·如东中 调研)已知α为锐角,若sin=,则cos=________.‎ 解析 (1)由sin α+cos α=两边平方得1+sin 2α=,解得sin 2α=-,所以sin2====.‎ ‎(2)= ‎= ‎=.‎ 将tan(α+β)=2,tan(α-β)=3代入,得原式==.‎ ‎(3)由sin=,可得cos=±,‎ 当cos=-时,cos α=cos=<0,与α是锐角矛盾,所以cos=,‎ 从而cos=cos ‎=2sin·cos=2××=.‎ 答案 (1) (2) (3) 规律方法 两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式,二倍角的正弦、余弦、正切公式在 习时应注意以下几点:‎ ‎(1)不仅对公式的正用逆用要熟悉,而且对公式的变形应用也要熟悉;‎ ‎(2)善于拆角、拼角,如α=(α+β)-β,2α=(α+β)+(α-β),2α+β=(α+β)+α等;‎ ‎(3)注意倍角的相对性,如α=2×等;‎ ‎(4)要时时注意角的范围;‎ ‎(5)熟悉常用的方法与技巧,如切化弦,异名化同名,异角化同角等.‎ ‎【训练2】 (1)(1+tan 17°)(1+tan 28°)的值是________.‎ ‎(2)(2018·四川泸州四诊)已知sin=,则cos=________.‎ 解析 (1)原式=1+tan 17°+tan 28°+tan 17°·tan 28°‎ ‎=1+tan 45°(1-tan 17°·tan 28°)+tan 17°·tan 28°‎ ‎=1+1=2.‎ ‎(2)由题意:sin=sin=cos=,‎ 则cos=cos2=2cos2-1=-.‎ 答案 (1)2 (2)- 考点三 三角函数式的化简与求值(多维探究)‎ 命题角度1 三角函数式的化简 ‎【例3-1】 化简:(0<α<π)=________.‎ 解析 原式= ‎==.‎ 因为0<α<π,所以0<<,所以cos>0,所以原式=cos α.‎ 答案 cos α 命题角度2 给值求值 ‎【例3-2】 (一题多解)(2017·苏州一模)若2tan α=3tan ,则 tan=________.‎ 解析 法一 tan=== ‎==.‎ 法二 由tan =1,解得tan =-1,‎ 所以tan===.‎ 答案  命题角度3 给角求值 ‎【例3-3】 [2sin 50°+sin 10°(1+tan 10°)]·=________.‎ 解析 原式=·‎ sin 80°=(2sin 50°+2sin 10°·)·‎ cos 10°=2[sin 50°·cos 10°+sin 10°·cos(60°-10°)]‎ ‎=2sin(50°+10°)=2×=.‎ 答案  命题角度4 给值求角 ‎【例3-4】 (2018·常州一模)满足等式cos 2x-1=3cos x(x∈[0,π])的x的值为________.‎ 解析 将方程化为2cos2x-3cos x-2=0,解得cos x=-或cos x=2(舍去).因为x∈[0,π],所以x=.‎ 答案  规律方法 1.三角函数式的化简要遵循“三看”原则:一看角之间的差别与联系,把角进行合理的拆分,正确使用公式;二看函数名称之间的差异,确定使用的公式,常见的有“切化弦”;三看结构特征,找到变形的方向,常见的有“遇到分式要通分”、“遇到根式一般要升幂”等.‎ ‎2.三角函数求值有三种类型:‎ ‎(1)给角求值:关键是正确选用公式,以便把非特殊角的三角函数转化为特殊角的三角函数.‎ ‎(2)给值求值:关键是找出已知式与待求式之间的联系及函数的差异.一般有如下两种思路;①适当变换已知式,进而求得待求式的值;②变换待求式,便于将已知式的值代入,从而达到解题的目的.‎ ‎(3)给值求角:实质是转化为“给值求值”,先求角的某一函数值,再求角的范围,进而确定角.‎ ‎【训练3】 (1)化简:=________.‎ ‎(2)(2016·课标Ⅲ卷改编)若tan α=,则cos2α+2sin 2α=________.‎ ‎(3)已知cos α=,cos(α-β)=(0<β<α<),则tan 2α=________,β=________.‎ 解析 (1)原式== ‎===cos 2α.‎ ‎(2)由tan α=,得或 所以cos2α+2sin 2α=cos2α+4sin αcos α=+4×=.‎ ‎(3)∵cos α=,0<α<,‎ ‎∴sin α=,tan α=4,‎ ‎∴tan 2α===-.‎ ‎∵0<β<α<,∴0<α-β<,‎ ‎∴sin(α-β)=,‎ ‎∴cos β=cos[α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)‎ ‎=×+×=,‎ ‎∴β=.‎ 答案 (1)cos 2α (2) (3)-  一、必做题 ‎1.(2018·苏州暑假测试)已知α∈(0,π),cos α=-,则tan=________.‎ 解析 由α∈(0,π),cos α=-,得tan α=-,‎ 所以tan===.‎ 答案  ‎2.(2017·扬州一模)已知cos=,那么sin(π+α)=________.‎ 解析 由cos=,0<α<,知sin=,所以sin(π+α)=-sin α=-sin=-×+×=.‎ 答案  ‎3.(2018·苏州调研)已知α是第二象限角,且tan α=-,则sin 2α=________.‎ 解析 因为α是第二象限角,且tan α=-,所以sin α=,cos α=-,所以sin 2α=2sin αcos α=2××=-.‎ 答案 - ‎4.(2018·苏、锡、常、镇四市调研)若tan α=,tan(α-β)=-,则tan(β-2α)=________.‎ 解析 tan(β-α)=-tan(α-β)=,所以tan(β-2α)=tan[(β-α)-α]===-.‎ 答案 - ‎5.(2018·淮阴中 期中)(1+tan 22°)(1+tan 23°)=________.‎ 解析 由tan(22°+23°)==1,得tan 22°+tan 23°+‎ tan 22°tan 23°=1,所以(1+tan 22°)(1+tan 23°)=1+tan 22°+tan 23°+‎ tan 22°tan 23°=1+1=2.‎ 答案 2‎ ‎6.(2017·南京、盐城第二次模拟考试)若sin=,α∈,则cos α的值为________.‎ 解析 因为α∈,所以α-∈,‎ 又sin=,‎ 所以cos=,‎ 所以cos α=cos=coscos-sinsin ‎=×-×= 答案  ‎7.(2018·盐城中 月考)已知α∈,β∈,且cos=,sin=-,则cos(α+β)=________.‎ 解析 ∵α∈,cos=,‎ 则-α∈,‎ ‎∴sin=-,‎ ‎∵sin=-,∴sin=,‎ 又∵β∈,则+β∈,∴cos=,‎ ‎∴cos(α+β)=cos=×-×=-.‎ 答案 - ‎8.(2017·泰州调研)若cos=,则sin(2α-)的值是________.‎ 解析 sin=sin=cos 2 ‎=2cos2-1=2×-1=-.‎ 答案 - ‎9.(2017·扬州、泰州、南通、淮安、宿迁、徐州六市二模)已知sin=,α∈.‎ 求:(1)(一题多解)cos α的值;‎ ‎(2)sin的值.‎ 解 (1)法一 因为α∈,所以α+∈,‎ 又sin=,‎ 所以cos=-=-=-.‎ 所以cos α=cos ‎=coscos +sinsin ‎=-×+× ‎=-.‎ 法二 由sin=得sin αcos +cos αsin ‎=,‎ 即sin α+cos α=,结合sin2α+cos2α=1,‎ 得cos α=-或cos α=.‎ 因为α∈,所以cos α=-.‎ ‎(2)因为α∈,cos α=-,‎ 所以sin α===.‎ 所以sin 2α=2sin αcos α=2××=-,‎ cos 2α=2cos2α-1=2×-1=-.‎ 所以sin ‎=sin 2αcos -cos 2αsin ‎=×-×=-.‎ ‎10.(2018·常州一中期中)已知α,β∈且sin(α+2β)=.‎ ‎(1)若α+β=,求sin β的值;‎ ‎(2)若sin β=,求cos α的值.‎ 解 (1)因为α,β∈,α+β=,sin(α+2β)=,所以α+2β∈,所以cos(α+2β)=-,‎ 所以sin β=sin=×-×=.‎ ‎(2)因为sin β=且β∈,所以cos β=,‎ 所以sin 2β=2sin βcos β=,cos 2β=2cos2β-1=-,‎ 所以2β∈.又因为α,β∈,‎ 且sin(α+2β)=,‎ 所以α+2β∈,所以cos(α+2β)=-.‎ 所以cos α=cos(α+2β-2β)=×+×=.‎ 二、选做题 ‎11.(2017·仪征中 检测)已知3tan +tan2=1,sin β=3sin(2α+β),则tan(α+β)=________.‎ 解析 由3tan +tan2=1,可得tan α==,由sin β=3sin(2α+β)得sin[(α+β)-α]=3sin[α+(α+β)],‎ 展开得sin(α+β)cos α-cos(α+β)sin α=3sin αcos(α+β)+3cos αsin(α+β),‎ 合并得2sin(α+β)cos α=-4sin αcos(α+β),‎ 所以tan(α+β)=-2tan α,‎ 故tan(α+β)=-2×=-.‎ 答案 - ‎12.(2018·苏、锡、常、镇四市调研)已知sin α=3sin,则tan=________.‎ 解析 ∵sin α=3sin(α+),‎ ‎∴sin=3sin,‎ ‎∴sincos -cossin ‎=3sincos +3cossin ,‎ ‎∴-2sincos =4cossin ,‎ ‎∵cos≠0,cos ≠0,‎ ‎∴tan==-2tan =-2tan 15°=-2tan(45°-30°)‎ ‎=-2×=-2× ‎=-2×=-2(2-)=2-4.‎ 答案 2-4‎