三角恒等

2024-09-27

三角恒等(共9篇)

三角恒等 篇1

三角恒等变换位于三角函数与数学变换的结合点上, 它包括变换的对象, 变换的目标, 以及变换的依据和方法等要素.因此, 它是高考考查的热点内容之一.三角恒等变换的公式繁多, 技巧性强而令同学们深感困惑, 下面给出几种常用的变换方法.

一、遇切 (割) 想到与弦的互化

1. 切 (割) 化弦

在同一问题中, 既有正 (余) 弦函数又有正 (余) 切、正 (余) 割函数, 常用切 (割) 化弦的方法, 统一成正 (余) 弦函数来解决.

例1 (四川卷) (tanx+cotx) cos2x等于 ()

2. 弦化切 (割)

有时根据题目的实际需要, 要将正 (余) 弦函数化为正 (余) 切、正 (余) 割函数, 这样有利于问题的解决.

说明:例1与例2主要考查同角三角函数的基本关系式, 三角恒等式及齐次式的化简, 注意三角代换常用整体考虑的方法求解.

二、遇复角想到角的变化

在解决三角变换问题时, 一定要注意已知角与所求角之间的关系, 恰当地运用拆角, 拼角技巧, 如等.

说明已知某些角的三角函数值求另外一些角的三角函数值, 应认真分析已知式中角与未知式中角的关系, 避免盲目处理, 要认真考虑角的整体运用.

三、遇高次想到降次

例4 (重庆卷) 设函数f (x) = (sinωx+cosωx) 2+2cos2ωx (ω>0) 的最小正周期为, 求ω的值.

说明:本题主要考查三角函数的图象和性质等基础知识, 要求学生熟记有关三角公式, 能够运用公式进行灵活变形.

四、遇多元想到消元

对于三角变换的多元问题, 不少题目的结论往往比条件少一些元, 这时尽量将多元向单元 (或二元) 转化, 防止多元变量对我们解题的干扰.

说明:对于已知sinα±sinβ=m, cosa±cosβ=n, 其中m、n为常数, 求α±β的三角函数, 常用平方相加的方法来解决.

五、遇异名函数想到化为同名函数

在三角函数的化简、求值、证明中, 常常要对条件和结论进行合理变换, 转化沟通和求关系, 一般可以从变化函数名称入手, 尽量将异名函数化为同名函数.

说明:本题运用二倍角公式, 诱导公式等将异名三角函数化为同名三角函数, 将非统一的问题转化为统一的问题来解答.

六、遇一般 (角) 想到特殊 (角)

在三角函数的问题中, 所给出的角都是非特殊角, 但仔细观察非特殊角与特殊角总有一定的联系, 通过对角和函数名称合理转化为特殊角来解答.

说明:该题中注意到10°, 20°与特殊角30°的关系, 30°-20°=10°, 考虑利用拆分角的方法求解.

七、遇“1”想到恒等式的运用

说明:这里对1的代换很灵活, 分子部分的1用tan45°代换, 而分母部分的1并没有代换, 为使用公式的方便, 将系数1用tan45°代换, 可巧妙地化简.

八、遇特殊结构想到构造法

在解题中利用已知条件和数学知识, 通过观察, 联想, 构造出满足条件的数学对象, 使问题转化, 巧妙地获得解决.

说明:本题解法巧妙、简洁, 但对学生的能力要求较高, 要有过硬扎实的基本功, 此方法学生运用起来有一定困难

三角恒等 篇2

2018·全国卷Ⅱ·T6·解三角形

2018·全国卷Ⅱ·T15·三角恒等变换

2018·全国卷Ⅲ·T4·三角恒等变换

2018·全国卷Ⅲ·T9·解三角形

1.高考对此部分的考查一般以“二小”或“一大”的命题形式出现。

2.若无解答题,一般在选择题或填空题各有一题,主要考查三角恒等变换、解三角形,难度一般,一般出现在第4~9题或第13~15题位置上。

3.高考对本部分内容的考查主要从以下方面进行:

(1)利用各种三角函数公式进行求值与化简,其中降幂公式、辅助角公式是考查的重点。

(2)利用正、余弦定理进行边和角、面积的计算,三角形形状的判定以及有关范围的计算,常与三角恒等变换综合考查。

考向一

三角恒等变换

微考向1:三角函数的定义

【例1】(2018·北京高考)在平面直角坐标系中,,是圆x2+y2=1上的四段弧(如图),点P在其中一段上,角α以Ox为始边,OP为终边。若tanα

A.

B.

C.

D.

解析 设点P的坐标为(x,y),利用三角函数的定义可得0,所以P所在的圆弧是。故选C。

答案 C

当题设条件中出现直线与单位圆相交问题时,可根据三角函数的定义,求函数的解析式或者判断函数的图象,有时可以简化解题过程。

变|式|训|练

1.已知角α的终边经过点P(-x,-6),且cosα=-,则+=________。

解析 因为角α的终边经过点P(-x,-6),且cosα=-,所以cosα==-,即x=。所以P。所以sinα=-。所以tanα==,则+=-+=-。

答案 -

2.(2018·全国卷Ⅰ)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有两点A(1,a),B(2,b),且cos2α=,则|a-b|=()

A.

B.

C.

D.1

解析 由题意知cosα>0。因为cos2α=2cos2α-1=,所以cosα=,sinα=±,得|tanα|=。由题意知|tanα|=,所以|a-b|=。故选B。

答案 B

微考向2:三角函数求角

【例2】(1)已知α为锐角,若cos=,则cos=________。

(2)已知sinα=,sin(α-β)=-,α,β均为锐角,则角β等于()

A.

B.

C.

D.

解析(1)因为α为锐角,cos=>0,所以α+为锐角,sin=,而cos=cos=cos=sin2=2sincos=2××=。所以cos=。

(2)因为α,β均为锐角,所以-<α-β<。又sin(α-β)=-,所以cos(α-β)=,又sinα=,所以cosα=,所以sinβ=sin[α-(α-β)]=sinαcos(α-β)-cosαsin(α-β)=×-×=。所以β=,故选C。

答案(1)(2)C

(1)三角变换的关键在于对两角和与差的正弦、余弦、正切公式,二倍角公式,三角恒等变换公式的熟记和灵活应用,要善于观察各个角之间的联系,发现题目所给条件与恒等变换公式的联系,公式的使用过程要注意正确性,要特别注意公式中的符号和函数名的变换,防止出现张冠李戴的情况。

(2)求角问题要注意角的范围,要根据已知条件将所求角的范围尽量缩小,避免产生增解。

变|式|训|练

1.(2018·全国卷Ⅲ)若sina=,则cos2a=()

A.

B.

C.-

D.-

解析 cos2α=1-2sin2α=1-=。故选B。

答案 B

2.(2018·全国卷Ⅱ)已知sinα+cosβ=1,cosα+sinβ=0,则sin(α+β)=________。

解析 因为sinα+cosβ=1,cosα+sinβ=0,所以sin2α+cos2β+2sinαcosβ=1 ①,cos2α+sin2β+2cosαsinβ=0 ②,①+②得sin2α+cos2α+sin2β+cos2β+2(sinαcosβ+cosαsinβ)=1,所以sin(α+β)=-。

答案 -

考向二

解三角形

微考向1:利用正、余弦定理进行边角计算

【例3】(1)(2018·全国卷Ⅱ)在△ABC中,cos=,BC=1,AC=5,则AB=()

A.4

B.

C.

D.2

(2)(2018·陕西二模)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知=1-,且b=5,·=5,则△ABC的面积为________。

解析(1)因为cosC=2cos2-1=2×2-1=-,所以c2=a2+b2-2abcosC=1+25-2×1×5×=32,所以c=4。故选A。

(2)由=1-及正弦定理可得=1-化简可得b2+c2-a2=bc,由余弦定理可得cosA=,故A=。又·=5,即bccosA=5,故bc=10,所以△ABC的面积为bcsinA=。

答案(1)A(2)

利用正、余弦定理解三角形的思路

(1)解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则考虑两个定理都有可能用到。

(2)关于解三角形问题,一般要用到三角形的内角和定理,正弦、余弦定理及有关三角形的性质,常见的三角恒等变换方法和原则都适用,同时要注意“三统一”,即“统一角、统一函数、统一结构”。

变|式|训|练

1.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且=,则B=()

A.

B.

C.

D.

解析 由=⇒=⇒a2+c2-b2=ac⇒cosB==。因为0

答案 C

2.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c。若bsinA+acosB=0,且ac=4,则△ABC的面积为()

A.

B.3

C.2

D.4

解析 由bsinA+acosB=0,得sinBsinA+sinA·cosB=0,因为sinA≠0,所以tanB=-,所以B=120°,所以△ABC的面积为acsinB=×4×=3。故选B。

答案 B

微考向2:几何图形中的边角计算

【例4】如图,在四边形ABCD中,∠ABD=45°,∠ADB=30°,BC=1,DC=2,cos∠BCD=,则BD=________;三角形ABD的面积为________。

解析 在△BCD中,由余弦定理可得BD2=BC2+CD2-2BC·CD·cos∠BCD=1+4-2×1×2×=4,则BD=2。在△ABD中,∠BAD=180°-30°-45°=105°,sin105°=sin(45°+60°)=×+×=,由正弦定理可得AD===2(-1),则S△ABD=×2(-1)×2×sin30°=-1,故BD=2,△ABD的面积为-1。

答案 2 -1

几何图形中的边、角计算一般要把几何图形分解为若干三角形,在三角形中利用正、余弦定理解决。

变|式|训|练

(2018·成都诊断)如图,在直角梯形ABDE中,已知∠ABD=∠EDB=90°,C是BD上一点,AB=3-,∠ACB=15°,∠ECD=60°,∠EAC=45°,则线段DE的长度为________。

解析 易知∠ACE=105°,∠AEC=30°,在直角三角形ABC中,AC=,在三角形AEC中,=⇒CE=,在直角三角形CED中,DE=CEsin60°,所以DE=CEsin60°=×=×=6。

答案 6

微考向3:三角形中的最值与范围问题

【例5】(1)在锐角三角形ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若满足(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)sinC,且a=,则b2+c2的取值范围是()

A.(5,6]

B.(3,5)

C.(3,6]

D.[5,6]

(2)已知点O是△ABC的内心,∠BAC=60°,BC=1,则△BOC面积的最大值为________。

解析(1)因为(a-b)(sinA+sinB)=(c-b)sinC,所以由正弦定理可得(a-b)(a+b)=(c-b)c,可化为b2+c2-a2=bc,所以由余弦定理可得cosA===。因为A∈,所以A=,又因为a=,所以由正弦定理可得===2,所以b2+c2=(2sinB)2+2=3+2sin2B+sin2B=4+2sin。因为B∈,所以2B-∈,所以sin∈,所以b2+c2∈(5,6]。故选A。

(2)因为O是△ABC的内心,∠BAC=60°,所以∠BOC=180°-=120°,由余弦定理可得BC2=OC2+OB2-2OC·OB·cos120°,即OC2+OB2=1-OC·OB。又OC2+OB2≥2OC·OB(当且仅当OC=OB时,等号成立),所以OC·OB≤,所以S△BOC=OC·OB·sin120°≤,则△BOC面积的最大值为。

答案(1)A(2)

解三角形中的最值与范围问题主要有两种解决方法:一是利用基本不等式求得最大值或最小值;二是将所求式转化为只含有三角形某一个角的三角函数形式,结合角的范围确定所求式的范围。

变|式|训|练

在△ABC中,M是BC的中点,BM=2,AM=AB-AC,则△ABC的面积的最大值为()

A.2

B.2

C.3

D.3

解析 设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c。在△ABM中,由余弦定理得cosB=,在△ABC中,由余弦定理得cosB=,所以=,即b2+c2=4bc-8,所以cosA=,所以sinA=,所以S△ABC=bcsinA=,所以当bc=8时,S△ABC取得最大值2。故选B。

答案 B

1.(考向一)如图,角α的始边与x轴的非负半轴重合,终边与单位圆交于点A(x1,y1),角β=α+的终边与单位圆交于点B(x2,y2),记f(α)=y1-y2。若角α为锐角,则f(α)的取值范围是________。

解析 由题意可知y1=sinα,y2=sinβ=sin,所以f(α)=y1-y2=sinα-sin=sinα+sinα-cosα=sinα-cosα=sin。又因为α为锐角,即0<α<,所以-<α-<,所以-

答案

2.(考向一)已知tan(α+β)=,tan=,则的值为()

A.

B.

C.

D.

解析 tan(α+β)=,tan=,则==tan=tan===。故选D。

答案 D

3.(考向二)如图所示,在△ABC中,C=,BC=4,点D在边AC上,AD=DB,DE⊥AB,E为垂足,若DE=2,则cosA=()

A.

B.

C.

D.

解析 因为AD=DB,所以A=∠ABD,所以∠BDC=2A。设AD=BD=x。在△BCD中,由=,可得=①。在△AED中,由=,可得=②。联立①②可得=,解得cosA=。故选A。

答案 A

4.(考向二)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若a2+b2=2c2,则角C的取值范围是________。

解析 因为a2+b2=2c2≥2ab(当且仅当a=b时等号成立),所以c2≥ab,所以由余弦定理可得cosC==≥=,又因为C∈(0,π),所以C∈。

答案

5.(考向二)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若=sinC,且c=2,则a+b的最大值为________。

解析 因为=sinC,所以=sinC=2cosC,可得tanC=。由C∈(0,π),得C=,所以===4,所以a=4sinA,b=4sinB,则a+b=4sinA+4sin=4sin。因为A∈,所以A+∈,所以sin∈,所以a+b≤4,当A=时取等号。

三角恒等变换常用技巧 篇3

1. 变换函数名

对于含同角的三角函数式,常利用同角三角函数间的基本关系式及诱导公式,通过“切割化弦”“切割互化”“正余互化”等途径来减少或统一所需变换的式子中函数名的种类,这就是变换函数名法.它实质上是“归一”思想,通过同一和化归以有利于问题的解决或发现解题途径.

例1 求值:[sin50°(1+3tan10°).]

解 原式=[sin50°(1+3sin10°cos10°)]

[=sin50°(cos10°+3sin10°)cos10°]

[=2sin50°(cos60°cos10°+sin60°sin10°)cos10°]

[=2sin50°cos50°cos10°=sin100°cos10°=cos10°cos10°=1].

点拨 本例是“化弦”方法在解有关问题时的具体运用,主要利用切、割、弦之间的基本关系式.

2. 变换角的形式

常包含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.对于含不同角的三角函数式,常利用各角之间的数值关系,改变原角的形式,从而运用有关的公式进行变形,这种方法主要是角的拼凑.它应用广泛,方式灵活,如:

[α=(α+β)-β=(α-β)+β,]

[2α=(α+β)+(α-β)=(β+α)-(β-α),]

[α+β=2⋅α+β2,]

[α+β2=α-β2-α2-β]等.

例2 化简:[cos2α-sin2α2cotπ4+αcos2π4-α.]

分析 由于分子是一个平方差,分母中的角[π4+α+π4-α=π2],若注意到这两大特征,不难得到解题的切入点.

解 原式[=cos2α2tan(π4-α)cos2(π4-α)]

[=cos2α2sin(π4-α)cos(π4-α)]

[=cos2αsin(π2-2α)=cos2αcos2α=1].

点拨 (1)在二倍角公式中,两个角的倍数关系,不仅限于[2α]是[α]的二倍,要熟悉多种形式的两个角的倍数关系,同时还要注意[2α、π4+α、π4-α]三个角的内在联系,[cos2α=sin(π2±2α)][=2sin(π4±α)][cos(π4±α)]是常用的三角变换.(2)化简题一定要找准解题的突破口或切入点,其中的降次、消元、异角化同角是常用的化简技巧.当然本题还可化成角[α]处理.

例3 [cosα=17,sinα+β=-1114,][α∈-π2,0,][β∈π,3π2,][则cosβ=] .

分析 因为[β=(α+β)-α],所以求[cosβ]用余弦两个角差的公式.

解 由[α∈-π2,0,β∈π,3π2]知,

[α+β∈π2,3π2].

故[sinα=-437,cos(α+β)=-5314,]

[∴cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα]

[=39398.]

点拨 很多同学会将[sin(α+β)拆成][sinαcosβ][+cosαsinβ],再运用[sin2β+cos2β=1]去求,这样会给运算带来很大的麻烦,不如拼凑简捷.

3. 以式代值

利用特殊角的三角函数值以及含有1的三角公式,将原式中的1或其他特殊值用式子代换,往往有助于问题得到简便解决. 这其中以“1”的变换为最常见且最灵活.“1”可以看作是[sin2x+cos2x、][sec2x-tan2x、csc2x-cot2x、][tanxcotx、][secxcosx、][tan45°]等,根据解题的需要,适时地将“1”作某种变形,能获得较理想的解题方法.

例4 已知[tanα=2],求[sin2α+sinαcosα-][3cos2α].

分析 这里如果用[tanα=2]去求[sinα]、[cosα]必须考虑象限,还得解方程,太麻烦,但把分母看作是1=[sin2α+cos2α]运算就快捷得多.

解 [∵tanα=2,] [∴cosα≠0.]

[原式=sin2α+sinαcosα-3cos2αsin2α+cos2α=tan2α+tanα-3tan2α+1=22+2-322+1=35.]

点拨 此式之所以能用这种变换,更主要是分式上下均齐次,整理成[tanα]容易.

4. 三角函数次数的升降

根据题目和谐统一的要求对式子进行必要的升幂、降幂,也是三角恒等式的一种必要手段. 常用的降幂公式:[cos2α=1+cos2α2],[sin2α=1-cos2α2];升幂公式:[1+cos2α=2cos2α],[1-cos2α=2sin2α].

例5 化简[12-1212+12cos2α(α∈(3π2,2π))]..

分析 这里要开二次根式,而根号下式子次数为一次只能用缩角升幂公式.

解 [∵3π2<α<2π,]

[∴12-12cos2α=|cosα|=cosα].

又[∵3π4<α2<π,]

[∴12-12cosα=|cosα2|=cosα2].

[∴]原式=[sinα2].

点拨 公式变形:[1-cosα=2sin2α2、][1+cosα=][2cos2α2、][1±sinα=sinα2±cosα22]. 在1与正余弦同时出现及式中有根号形式经常用到.

例6 已知正实数[a、b]满足[acosπ5+bsinπ5acosπ5-bsinπ5][=tan8π15],求[ba]的值.

分析 从方程的观点考虑,如果给等式左边的分子、分母同时除以[a],则已知等式可化为关于[ba]的方程,从而可求出[ba]. 若注意到等式左边的分子、分母都具有[asinθ+bcosθ]的结构,可考虑引入辅助角求解.

解 方法一:由题设得[asinπ5+bacosπ5cosπ5-basinπ5=sin815πcos815π,]则[ba=sin815π⋅cosπ5-cos815π⋅sinπ5cos815π⋅cosπ5+sin815π⋅sinπ5=sin(815π-π5)cos(815π-π5)][=tanπ3=3].

方法二:因为[asinπ5+bcosπ5=a2+b2sin(π5+φ),]

[acosπ5-bsinπ5=a2+b2cos(π5+φ),]其中[tanφ][=ba],由题设得[tan(π5+φ)=tan][8π15.]

所以[π5+φ=kπ+815π],即[φ=kπ+π3,]

故[ba=tanφ=tan(kπ+π3)=tanπ3=3.]

方法三:原式可变形为[tanπ5+ba1-batanπ5=tan815π],

令[tanα=ba],则有[tanπ5+tanα1-tanα⋅tanπ5=tan(π5+α)]

[=tan815π],

[∴α+π5=kπ+815π(k∈Z)].

[∴α=kπ+π3,(k∈Z)].

故[tanα=tan(kπ+π3)=tanπ3=3,]即[ba=3].

点拨 以上解法中,方法一用了集中变量的思想,是一种基本解法;解法二通过模式联想,引入辅助角,技巧性较强;解法三利用了换元法,但实质上是综合了解法一和解法二的解法优点.

由高考谈三角恒等变换及应用 篇4

(1) 常用方法:

①直接应用公式进行降次、消项;②切割化弦, 齐次弦化切, 异名化同名, 异角化同角;③三角公式的逆用;④常数的变换等.

(2) 化简要求:

①能求出值的应求出值;②使三角函数种数尽量少;③使项数尽量少;④尽量使分母不含三角函数;⑤尽量使被开方数不含三角函数.

例1 (1995年全国理) 求sin220°+cos250°+sin20°cos50°的值.

undefined

例2 化简:

undefined

分析 若注意到化简式是开平方根, 2α是α的二倍, α是undefined的二倍以及其范围, 不难找到解题的突破口.

undefined

undefined

点评 在二倍角公式中, 两个角的倍数关系, 不仅限于2α是α的二倍, 要熟悉多种形式的两个角的倍数关系, 同时还要注意undefined三个角的内在联系和作用, undefined是常用的三角变换.

二、三角函数的求值类型有三类

(1) 给角求值:

一般所给出的角都是非特殊角, 要观察所给角与特殊角间的关系, 利用三角变换消去非特殊角, 转化为求特殊角的三角函数值问题.

(2) 给值求值:

给出某些角的三角函数式的值, 求另外一些角的三角函数值, 解题的关键在于“变角”, 把所求角用含已知角的式子表示, 求解时要注意角的范围的讨论.

(3) 给值求角:

实质上转化为“给值求值”问题, 由所得的所求角的函数值结合所求角的范围及函数的单调性求得角.

三、三角等式的证明

(1) 三角恒等式的证题思路是根据等式两端的特征, 通过三角恒等变换, 应用化繁为简、左右同一等方法, 使等式两端化“异”为“同”.

(2) 三角条件等式的证题思路是通过观察, 发现已知条件和待证等式间的关系, 采用代入法、消参法或分析法进行证明.

例3 已知tanα, tanβ是方程x2-5x+6=0的两个实根, 求2sin2 (α+β) -3sin (α+β) cos (α+β) +cos2 (α+β) 的值.

分析 由韦达定理可得到tanα+tanβ及tanα·tanβ的值, 进而可以求出tan (α+β) 的值, 再将所求值的三角函数式用tan (α+β) 表示便可知其值.

undefined

于是有undefined,

undefined

点评 好的解法来源于熟练地掌握知识的系统结构, 从而寻找解答本题的知识“最近发展区”.

参考文献

[1]数学课程标准[S].北京:人民教育出版社, 2003.

三角恒等 篇5

一、选择题(每小题5分,共40分)

1.cos 300°的值是()

1133A.B.-C.D 222

2π22.已知α∈(0,π),cosα=-tan 2α=()23

33A.B.-3或- 3

33CD3 3ππ3.下列函数中,周期为π,且在,上为增函数的是()42

ππA.y=sinxB.y=cosx- 22C.y=-sin(2x-π)D.y=cos(2x+π)

π4.将函数y=sin 2x+cos 2x的图像向左平移个单位长度,所得图像对应的函数解析式

4可以是()

A.y=cos 2x+sin 2xB.y=cos 2x-sin 2x

C.y=sin 2x-cos 2xD.y=sin xcos x

5.如图Z3-1所示的是函数y=Asin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)在一个周期内的图像,此函数的解析式是()

πA.y=2sin2x+ 3

2πB.y=2sin2x 3πC.y=2sinx- 23

πD.y=2sin2x- 3

π6.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)3cos(ωx+φ)(ω>0,|φ|<),其图像相邻的两条对称轴方2

π程为x=0与x=()2

A.f(x)的最小正周期为2π,且在(0,π)上为单调递增函数

B.f(x)的最小正周期为2π,且在(0,π)上为单调递减函数

πC.f(x)的最小正周期为π,且在0,上为单调递增函数 2

π

D.f(x)的最小正周期为π,且在0,上为单调递减函数

2

7.函数y=xsin x在[-π,π]上的图像是(图Z3-2

ππ

8.将函数f(x)=sin2x+的图像向右平移个单位长度后得到函数y=g(x)的图像,则

43g(x)的单调递增区间为()

π

A.2kπ-,2kπ+k(k∈Z)

63

π5π

B.2kπ,2kπ+(k∈Z)

36

ππ

C.kπkπ(k∈Z)

63

π5π

D.kπkπ(k∈Z)

66

二、填空题(每小题5分,共20分)

9.设α是第二象限角,P(x,4)为其终边上的一点,且cos α=x,则tan α=________.

10.在△ABC中,若2sin A=sin C,a=b,则角A=________.

π

11.在△ABC中,BC=2,AC=7,BABC的面积是________.

12.已知函数f(x)3sin 2x-cos 2x,x∈R,给出以下说法:

π

①函数f(x)的图像的对称轴是x=kπ+k∈Z;

7π

是函数f(x)的图像的一个对称中心;

12,0

π

1③函数f(x)在区间π

22

②点P

π

④将函数f(x)的图像向右平移g(x)=sin 2x-3cos 2x的图像.

2其中正确说法的序号是________.

三、解答题(共40分)

13.(13分)在△ABC中,若sin A=2sin B·cos C且sin2A=sin2B+sin2C,试判断△ABC的形状.

4.(13分)已知函数f(x)=sin(π-2x)+2 3cos2x,x∈R.π(1)求f;

6(2)求f(x)的最小正周期及单调递增区间.

→→

15.(14分)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2S△ABC=3 BA·BC.(1)求角B;

(2)若b=2,求a+c的取值范围.

专题综合训练(三)

1.A [解析] cos 300°=cos(360°-60°)=cos 60°=.π5π11π23

2.C [解析] 由cos(α+=-α=α=tan 2α=-.3212123

ππ

3.D [解析] 排除A,B;对于C,y=sin(π-2x)=sin 2x,在,上单调递减,排除

42

C.ππ

4.B [解析] y=sin 2x+cos 2x→y=sin 2x++cos 2(x+)=cos 2x-sin 2x.442ππ5ππ2

5.B [解析] T=+×2=π,ω==2,当x=-时,可得A=2,φ=.T1231212

22x+.∴y=2sin3

π

6.C [解析] 由其图像相邻的两条对称轴方程为x=0与x=,知周期T=π,排除A,2B.ππππ

f(x)=2sin2x+φ-,sinφ-=1,显然φ=-f(x)=2sin2x-=-2cos 2x,6332

π

在0,上为单调递增函数. 2π

7.A [解析] y=xsin x为偶函数,排除D.当x=±π时,y=0,排除C.当x=y>0,排除B.ππππππ

8.C [解析] g(x)=sin2x-+=sin2x,由-+2kπ≤2x-≤+2kπ(k∈Z)

262364

ππ

得单调递增区间为kπ-kπ(k∈Z).

63

9.- [解析] 因为α是第二象限角,所以x<0.又因为cos α=x3544

=-3,所以tan α.x3

πa2)2-a2π2

10.[解析] 因为c=2a,b=a,所以cos A==A=.4242a·2aπ3 311.[解析] 由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2AB·BC·7=AB2+4-2AB,23π1

所以AB-2AB-3=0,解得AB=3或AB=-1(舍去).所以△ABC的面积是S=·BC·sin

3=3×2×=.222

xx+16,解得x

ππ

12.①②④ [解析] f(x)=2sin2x-,将x=kπ∈Z)代入得到y=2,①正确;

365ππ11π

当x∈,π时,2x-,ymax=1,③错误.再依次验证②④正确.

6662

a2bc22213.解:由sinA=sinB+sinC得2R=(2+(2,2R2R

π

则a=b+c,即A=.a2+b2-c2a

由sin A=2sin B·cos C2×,则b=c.综上可知,该三角形为等腰直角三

b2ab

角形.

π

14.解:(1)f(x)=sin(π-2x)+2 3cos2x=sin 2x+3cos 2x3=2sin2x+3,3

πππ3

则f=2sin+3=2×+3=2 3.2633

2ππ

(2)f(x)=2sin2x+3的最小正周期T=π,23

πππ5ππ

又由2kπ-2x2kπ+kπ-≤x≤kπ∈Z),故函数f(x)的单调递增

23212125ππ

区间为kπ-,kπ+(k∈Z).

1212

15.解:(1)由已知得acsin B3accos B,π

则tan B=3,∵0

(2)方法一,由余弦定理得4=a+c-2accos,a+c2

则4=(a+c)-3ac≥(a+c)-3(当且仅当a=c时取等号),22

解得0b,则2

方法二,由正弦定理得a=sin A,csin C,33

2ππ444

∵A+C=,∴a+c(sin A+sin C)[sin A+sin(A+B)]=[sin A+sin(A+)]

33333π41313

=+sin Acos A)=4(+=4sin(A+.

222622πππ5ππ1

如何学习三角恒等变换 篇6

一、变形成[Asin(ωx+φ)+B]

例1求函数[y=23sinxcosx+2cos2x]的最小正周期.

分析 本题是求三角函数的最小正周期问题.联想与之相关的基础知识——我们会运用公式去求角为[ωx+φ”]的三角函数式的最小正周期,于是希望运用三角恒等变形把该式变形为[y=Asin(ωx+φ)+B](或[y=Acos(ωx+φ)+B])的形式.在这一思路引导下,重点观察其结构特点,发现可以用倍角公式及和角公式达到变形目的.

[y=23sinxcosx+2cos2x=3sin2x+cos2x+1=2sin(2x+π6)+1,]

于是[T=2π2=π.]

例2设[asinx+bcosx=0,Asin2x+Bcos2x=C][(a2+b2≠0)]. 证明:[2abA+(b2-a2)B+(a2+b2)C=0.]

分析 本题要证明的是一个条件等式.已知条件可看成是关于[x]的两个三角方程组成的方程组,理论上可由前式解出[x]后再代入后式得出求证不等式,但[x]不是特殊角,这样做计算量大,显然不可取!若由前式分别求出[sinx]、[cosx]后,再代入后式也可以,但在求解的过程中将会涉及到符号问题,这样处理也会比较麻烦.而如果将[asinx+bcosx]变形为[=a2+b2sin(x+φ)],则得[x=-φ+kπ(k∈Z)],然后求出[cos2x]和[sin2x]的值,代入后式即可.

另一方面,如果联想到[sin2x、cos2x]与[tanx]的关系(俗称万能置换公式),可由前式求得[tanx=-ba(a≠0)]([a=0]时另证),用万能公式求得[sin2x、cos2x]后代入后式也可得证.

对于在[asinx+bcosx=a2+b2sin(x][+φ)]变形中的辅助角[φ],我们还可以给定它的一般表达方式.

(1)当点[(a,b)∈Ι](第一象限,下同)时,[φ=arctanba];

(2)当点[(a,b)∈ΙΙ]时,[φ=π-arctanba];

(3)当点[(a,b)∈ΙΙΙ]时,[φ=π+arctanba];

(4)当点[(a,b)∈ΙV]时,[φ=π-arctanba].

二、角的转化

例3计算[cot10∘-4cos10∘]的值.

分析 本题是求具体角的两个三角函数值的差.形式虽然比较简单,但角度不是特殊角,并且其倍、半角也不是特殊角,同时也不能分拆成特殊角的和或差,所以既无法分别求得其值,又不能利用拆分角的方法通过运算(展开、抵消、合并)得出结果. 这种情况下,通常我们需设法将式子中存在的些许信息提炼加工,希望从中分析出“某些特征”与“内在联系”,于是我们想到了切化弦的方法.

[cot10∘-4cos10∘=cos10∘sin10∘-4cos10∘=cos10∘-4cos10∘sin10∘sin10∘]

[=cos10∘-4cos10∘sin10∘sin10∘=cos10∘-2sin20∘sin10∘.]

经过对上式的分析观察,发现式子中出现的两个角度之和恰为特殊角30°,于是我们想到拆角法:20°=30°-10°,

原式[=cos10∘-2sin(30∘-10∘)sin10∘]

[=cos10∘-2(12cos10∘-32sin10∘)sin10∘=3].

例4设[cos(α-β2)=-19,sin(α2-β)=23,]且[π2<α][<π,][0<β<π2],求[cos(α+β)]的值.

分析 本题是一道求值题.虽然从理论上说可以从已知的两个等式中解出[α、β]的值,然后代入求值,但实际操作几乎不可能.观察已知角和所求角,可作出[α+β2=(α-β2)-(α2-β)]的配凑角变换,然后利用余弦的差角公式求解.

[∵π2<α<π,0<β<π2],

[∴π4<α-β2<π,-π4<α2-β<π2].

[∴sin(α-β2)=1-cos2(α-β2)=1-181=459,]

[cos(α2-β)=1-sin2(α2-β)=53.]

[∴cosα+β2=cos[(α-β2)-(α2-β)]]

[=cos(α-β2)cos(α2-β)+sin(α-β2)sin(α2-β)]

[=7527],

故[cos(α+β)=2cos2(α+β)2-1=-239729.]

三、幂的变换

例4化简[sin2α+sin2β+2sinαsinβcos(α+β)].

分析 这是一道二元三角多项式的化简问题.从式子各项中所含基本三角函数的名称、幂次、角度及其组合关系看式子的结构特点:第三项比前两项角度复杂,组合关系也复杂,而前两项为单角正弦的平方,幂次具有特殊性. 由此可以产生出如下变形方向:从前两项幂次的特殊性入手,先降幂,再把角度朝第三项靠拢.

原式=[1-12(cos2α+cos2β)+2sinαsinβcos(α+β)]

=[1-cos(α+β)cos(α-β)+2sinαsinβcos(α+β)]

=[1-cos(α+β)[cos(α-β)-2sinαsinβ]]

=[1-cos(α+β)(cosαcosβ-sinαsinβ)]

=[1-cos2(α+β)=sin2(α+β)].

三角变换中的“升降次”运用其实是很常见的,最典型的操作当数正余弦二倍角公式的灵活运用,[cos2α=1+cos2α2,sin2α=1-cos2α2]是降次,反过来就是升次了.

四、公式的变形应用

例5求值:(1)[tan20∘+tan40∘+3tan20∘tan40∘;]

(2)[cos20∘cos40∘cos60∘cos80∘.]

分析 (1)本题是三角函数式的求值问题. 观察得知[20∘]与[40∘]的和为[60∘]的特殊角,因此可以考虑两角和的正切公式的变形用法:

[tanα+tanβ][=tan(α+β)(1-tanαtanβ)],

因而可得:

原式[=3(1-tan20∘tan40∘)+3tan20∘tan40∘]

[=3.]

(2)本题是三角函数式的求值问题. 题中[60∘]是特殊角,而[20∘]、[40∘]和[80∘]都不是特殊角,但它们之间存在两倍关系. 可以考虑正弦的二倍角公式的变形用法[cosα=sin2α2sinα]转化的公式形式,利用约分化简达到目的,得:

原式[=12⋅sin40∘2sin20∘⋅sin80∘2sin40∘⋅sin160∘2sin80∘]

[=116⋅sin160∘sin20∘=116.]

推广与延拓1. 其实对于角度之间存在两倍关系的余弦之积的一般形式:

[cosαcos2αcos22α⋯cos2nα],我们都可以采用相同的办法!

2. 我们其实还可以推导出如下公式:

[4sin60∘-θsinθsin60∘+θ=sin3θ];

[4cos60∘-θcosθcos60∘+θ=cos3θ].

反过来看就是三倍角公式!

五、和差代换

例6已知[△ABC]的三个内角[A、B、C]满足[A+C][=2B],且[1cosA+1cosC=-2cosB],求[cosA-C2]的值.

分析这是一道三角形中的求值题.我们可以对题给式子[1cosA+1cosC=-2cosB]的左边进行变形——通分、积化和差与和差化积,变形为关于([A-C])为整体的式子,然后求解. 但这需要我们对积化和差与和差化积比较熟悉!而我们如果利用推导该公式的过程中的相似方法——和差代换:对于实数[a、A、b,]如果它们满足[a+b=2A,]则可设[a=A-d,][b=A+d.] 许多三角问题,当含有或隐含着上述条件时,利用上述结论来解,往往能减少运算量,简化解题过程,从而提高解题速度,达到水到渠成的效果.

解在[△ABC]中,[A+B+C=π,]又[A+C=2B],则[B=π3],[A+C=2π3],从而已知条件可变为[1cosA+1cosC=-22.] (※)

设[A-C2=x],即[A-C=2x],

与[A+C=2π3]联立,得

[A=π3+x],[C=π3-x],

代入(※)式并整理,得

[42cos2x+2cosx-32=0,]

于是[cosx=22],或[cosx=-324.]

而[-π20,]

所以[cosx=22,]

故[cosA-C2=22].

诚然,三角恒等变形中还会涉及到其它各种方法,在此就不一一举例了. 最后,我们仍然引用教材前言中的观点作为最后的表达——通过对三角变换中所使用的公式的利用,“我们将在怎样预测变换目标,怎么选择变换公式,怎样设计变换途径等方面作出思考,这些都将帮助我们进一步提高推理能力和运算能力.”

巩固练习

1. 求[1+tan7∘+tan8∘-tan7∘tan8∘1-tan7∘-tan8∘-tan7∘tan8∘]的值.

2. 求[tan10∘-3csc40∘]的值.

3. 已知[sinα+sinβ+sinγ=0,][cosα+cosβ+][cosγ=0],则[cos(β-γ)]的值是.

4. 若[-π2≤x≤π2],则[f(x)=3sinx+cosx]的取值范围是.

5. [f(x)=cosx+cos(x+π3)]的最小值是.

6. 已知[α、β]均为锐角,[tanα=17,sinβ=1010],求[α+2β]的值.

7. 已知[sinθ+cosθ=15(θ∈(0,π))],求[cotA]的值.(要求用和差代换法)

8. 已知函数[f(x)=5sinxcosx-53cos2x+][523](其中[x∈R]).

(1)求函数[f(x)]的最小正周期;

(2)求函数[f(x)]的单调区间;

(3)求函数[f(x)]图象的对称轴和对称中心.

参考答案

1. [3]2. -13. [-12]4. [[-3,2]]

5. [-3]6. [π4]7. [-34]

8. (1)[π]

(2)函数的单调递增区间为[kπ-π12,kπ+5π12][(k∈Z)],函数的单调递减区间为[kπ+5π12,kπ+11π12][(k∈Z)]

(3)对称轴方程为[x=kπ2+5π12(k∈Z)]

三角恒等 篇7

关键词:三角函数,易错,成因分析

三角函数恒等变形是三角函数的重要内容, 它的学习情况决定了学生对三角函数知识的掌握程度。对高中生来说, 这部分内容虽然公式多, 但规律性较强, 掌握起来较容易。但在利用三角函数恒等变形知识解决问题时, 学生容易出现答案不完整等错误。本文主要对三角函数恒等变形中几种常见错误成因进行分析, 以提高学生学习效率。

一、忽视换元前后命题的等价性

换元法是解决复合函数以及某些方程问题的有效方法, 运用得当则能够极大地提高学生解决问题的能力。但是, 在三角函数的恒等变形中, 经常会出现忽视换元前后命题的等价性的错误情况。因此, 运用换元法解题时必须注意换元前后命题的等价性。

例1:已知方程cos2x+2sinx+2k-3=0在[0, 2π]内恰有两个实根, 求实数k的取值范围。

【错解】原方程可化为sin2x-sinx+1-k=0. (1) 要使方程 (1) 在[0, 2π]内恰有两个解, 令t=sinx, 则原方程化为t2-t+1-k=0. (2) 令△=1-4 (1-k) >0, 得k>, 所以所求k的取值范围为 (+∞) .

通过换元法, 把原方程转化为关于t的二次方程, 其方向正确, 但把方程 (1) 在[0, 2π]的两解问题, 转化为方程 (2) 的两解的问题, 这一过程并非等价, 其一是忽视了定义域的限制, 其二是忽视了方程sinx=t, -1≤t≤1解的多值性。

【正解】令t=sinx, 得f (t) =t2-t+1-k=0. (2) 由于f (t) 是开口向上, 对称轴t=的抛物线, 所以要使得原方程在[0, 2π]内恰有两个解, 须且只须方程 (2) 在 (-1, 0) ∪ (0, 1) 上有且只有一个实根。所以, 只须或△=0, 解得1

二、忽视定义域的改变而导致错误

三角函数问题中的给值求角问题, 必须关注已知角的取值范围和所求角的取值范围, 角的范围的扩大或缩小, 均可能导致解题失误。

例2:已知求f (x) 的最小正周期.福建莆田●刘明珠

【错解】原函数化简, 得f (x) =sin4x, 因此

研究复杂函数的周期性与单调性等问题, 首先需对所给函数进行必要化简, 但在化简过程中, 应关注函数的定义域是否发生改变。

【正解】原函数化简得f (x) =sin4x, 其中x≠, k缀Z, 所以T=π.

三、忽视角的关系导致失误

例3:已知, 求sinα的值.

学生容易及sin2α+cos2α=1, 通过解方程组得, 但其计算量过大, 容易出错。究其原因, 是对三角恒等变换公式的本质理解不透彻。三角函数的恒等变换过程的选择, 首先应考察角的和差倍半关系, 再考察其他特点。

四、忽视三角函数的有界性导致失误

例4:已知sinaαcosβ=, 求cosαsinβ的取值范围。

【错解】因为sin (α+β) =sinαcosβ+cosαsinβ=43+cosαsinβ, 结合-1荞sin (α+β) 荞1, 得-1荞43+cosαsinβ荞1, 所以-47荞cosαsinβ荞41.

实际上, , 因此所确定的范围是错误的, 原因是考虑问题不周到。题目中同时出现sinαcosβ和cosαcosβ, 学生易想到从考察sin (α+β) 和sin (α-β) 的关系入手, 但由于只使用部分公式已得出结论, 导致学生放松警惕而失误。

【正解】由以上分析可得, 同理由sin (α-β) =sinαcosβ-cosαsinβ, 可得.综上, cosαsinβ的取值范围是

五、忽视角的取值范围的作用而导致失误

例5:已知tanα=m, 其中m≠0, α, 求sinα的值.

通过同角关系, 消去cosα, 得到sinα的方程, 进而解方程回答问题, 其思路是正确的。但由于条件α不能确定sinα的符号, 但能确定cosα<0, 因此, 应根据角的范围选择公式和解题途径。

【正解】由tanα=m, 得sinα=mcosα, 代入sin2α+cos2α=1, 得cos2α=又因为α, 所以cosα=, 从而sinα=tanαcosα=

三角函数的恒等变形是三角函数的重要组成部分。由于三角函数的丰富性质, 以及运用公式进行恒等变形容易导致定义域发生变化, 所以导致解题失误。在三角函数的恒等变形中, 要做到真正恒等, 即保证变换前后的值的意义和范围都是一致的, 同时还需考虑公式的选择使用, 分析特殊情况, 做到化简为易。这要求学生深入探讨三角函数中的易错点、科学的思维方向, 切实提高自身数学学习能力。

参考文献

[1]李保炎.三角函数错解分析[J].中学数学, 2012 (1) .

三角恒等 篇8

一、角的和与差的公式运用

例1 设undefined, 求sin (α+β) 的值。

专家把脉:

变形思路: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。

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。

针对此题:构造undefined

对症下药:

undefined

undefined

二、公式变形的运用

例2 求证:undefined

专家把脉:

根据所求式子的结构特征及要求, 把已知式子变成公式的形式, 再进行变形的方法叫公式的变形及逆用法。比如对于两角和与差正切公式undefined, 可以变形为undefined, 即显示了两角正切乘积与正切和与差的关系, 若α±β 是特殊角, 可以直接找它们的关系。

对症下药:

undefined

故原等式成立。

三、公式的升幂与降幂

例3 (2004年浙江) 在△ABC中, 角A、B、C所对的边分别为a、b、c, 且undefined。

求undefined的值

专家把脉:

在三角变换中, 为了达到化繁就简的目的, 降幂、升幂是常用的手段, 如:undefined是两个最常见的降幂公式, 如:undefined是常见的升幂公式。

对症下药:

undefined

延伸训练: (2004天津) 已知undefined;

(1) 求tanα的值; (2) 求undefined的值。

四、向量作为载体的运用

例4 (2004福建) 设函数undefined, 其中undefined

(1) 若undefined, 且undefined, 求x ;

专家把脉:

以向量为平台考查平面向量的数量积及三角基本关系式, 考查运算能力和推理能力。这是高考中的一个热点。

对症下药:

解: (1) 依题意, undefined

undefined

五、函数综合的运用

例5 设函数undefined (其中ω>0, a∈R ) , 且f (x) 的图像在y轴右侧的第一个最低点的横坐标为undefined。

(1) 求ω的值

(2) f (x) 在区间undefined上的最小值为undefined, 求a的值。

专家把脉:

以三角函数式的化简为基础的函数综合题是高考题的热点, 每年必考, 一般是中档题, 题型既有选择、填空题, 也有解答题。主要解题方法是充分运用“异角化同角”、“同角三角函数关系”、“诱导公式”及“和、差、倍角”的三角函数公式解决问题。

对症下药:

undefined

依题意undefined

(2) 由 (1) 知undefined

又当undefined时, undefined

故undefined从而f (x) 在undefined上取最小值undefined

因此undefined, 解得undefined

平面向量与三角恒等变换 篇9

例1 已知向量[a=(cosα,sinα),b=(cosβ,][sinβ),|a-b|=255].

(1)求[cos(α-β)]的值;

(2)若[0<α<π2,-π2<β<0,且sinβ=-513,][求sinα]的值.

分析 本题的关键是[a-b=255].

解 (1)[∵a=(cosα,sinα),b=(cosβ,sinβ),]

[∴a-b=(cosα-cosβ,sinα-sinβ)].

又[|a-b|=255],

[∴(cosα-cosβ)2+(sinα-sinβ)2=255],

[∴2-2cos(α-β)=45,cos(α-β)=35].

(2)[∵0<α<π2,-π2<β<0,0<α-β<π],

又[cos(α-β)=35],[∴sin(α-β)=45],

又[sinβ=-513],[∴cosβ=1213],

[∴sinα=sin[(α-β)+β]=6365].

点拨 合理选用向量的数量积的运算法则构建相关等式,然后运用三角函数的和、差、半、倍角公式进行恒等变形,以期达到与题设条件或待求结论的相关式,找准时机代入求值或化简.

二、平面向量与解三角形

例2 已知向量[m= 1 , 1 ],向量[n]与向量[m]的夹角为[34π],且[m?n=-1.]

(1)求向量[n];

(2)若向量[n]与向量[q= 1 , 0 ]的夹角为[π2],向量[p=cosA , 2cos2C2],其中[A,B,C]为[ΔABC]的内角,且[A,B,C]依次成等差数列,求[n+p]的取值范围.

分析 本题应先翻译向量语言,这样,问题(1)就转化为解方程组,而问题(2)就化归为三角形中的三角函数了.

解 (1)设[n= x , y ],

又[m?n=-1],有[x+y=-1].①

[∵]向量[n]与向量[m]的夹角为[34π],

[∴m?n=m?n?cos34π=-1],

[∴n=1],则[x2+y2=1].②

由①②解得,[x=-1,y=0, 或 x=0,y=-1.]

[∴ n=-1 , 0 或 n=0 , -1].

(2)由[n]与[q]垂直知[n=0 , -1],

由[2B=A+C ]知,

[B=π3 , A+C=2π3 , 0

若[n=0 , -1],

则[n+p=cosA , 2cos2C2-1=cosA,cosC.]

[∴ n+p2=cos2A+cos2C]

[=1+cos2A2+1+cos2C2=1+12cos2A+π3.]

[∵ 0

[∴ -1cos2A+π3<12].

[∴ 121+12cos2A+π3<54 , ]

[即 n+p2∈12 , 54 , ∴n+p∈22 , 52].

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