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§1.3 三角函数的诱导公式(一)
学习目标 1.了解三角函数的诱导公式的意义和作用.2.理解诱导公式的推导过程.3.能运用有关诱导公式解决一些三角函数的求值、化简和证明问题.
设角α的终边与单位圆的交点为P,由三角函数定义知P点坐标为(cos α,sin α).
知识点一 诱导公式二
思考 角π+α的终边与角α的终边有什么关系?角π+α的终边与单位圆的交点P1(cos(π+α),sin(π+α))与点P(cos α,sin α)呢?它们的三角函数之间有什么关系?
答案 角π+α的终边与角α的终边关于原点对称,P1与P也关于原点对称,它们的三角函数关系如下:
诱导公式二
sin(π+α)=-sin α,
cos(π+α)=-cos α,
tan(π+α)=tan α.
知识点二 诱导公式三
思考 角-α的终边与角α的终边有什么关系?角-α的终边与单位圆的交点P2(cos(-α),sin(-α))与点P(cos α,sin α)有怎样的关系?它们的三角函数之间有什么关系?
答案 角-α的终边与角α的终边关于x轴对称,P2与P也关于x轴对称,它们的三角函数关系如下:
诱导公式三
sin(-α)=-sin α,
cos(-α)=cos α,
tan(-α)=-tan α.
知识点三 诱导公式四
思考 角π-α的终边与角α的终边有什么关系?角π-α的终边与单位圆的交点P3(cos(π-α),sin(π-α))与点P(cos α,sin α)有怎样的关系?它们的三角函数之间有什么关系?
答案 角π-α的终边与角α的终边关于y轴对称,P3与P也关于y轴对称,它们的三角函数关系如下:
诱导公式四
sin(π-α)=sin α,
cos(π-α)=-cos α,
tan(π-α)=-tan α.
梳理 公式一~四都叫做诱导公式,它们分别反映了2kπ+α(k∈Z),π+α,-α,π-α的三角函数值与α的三角函数之间的关系,这四组公式的共同特点是:
2kπ+α(k∈Z),π+α,-α,π-α的三角函数值等于α的同名函数值,前面加上一个把α看成锐角时原函数值的符号.简记为“函数名不变,符号看象限”.
1.诱导公式中角α是任意角.( × )
提示 正弦、余弦函数的诱导公式中,α为任意角,但是正切函数的诱导公式中,α的取值必须使公式中角的正切值有意义.
2.sin(α-π)=sin α.( × )
提示 sin(α-π)=sin[-(π-α)]=-sin(π-α)=-sin α.
3.cos π=-.( √ )
提示 cos =cos=-cos =-.
4.诱导公式对弧度制适用,对角度制不适用.( × )
提示 在角度制和弧度制下,公式都成立.
类型一 利用诱导公式求值
命题角度1 给角求值问题
例1 求下列各三角函数式的值:
(1)cos 210°;(2)sin ;(3)sin;(4)cos(-1 920°).
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
解 (1)cos 210°=cos(180°+30°)
=-cos 30°=-.
(2)sin=sin
=sin=sin
=sin=.
(3)sin=-sin
=-sin=-sin=sin=.
(4)cos(-1 920°)=cos 1 920°
=cos(5×360°+120°)
=cos 120°=cos(180°-60°)=-cos 60°=-.
反思与感悟 利用诱导公式求任意角三角函数值的步骤
(1)“负化正”:用公式一或三来转化.
(2)“大化小”:用公式一将角化为0°到360°间的角.
(3)“角化锐”:用公式二或四将大于90°的角转化为锐角.
(4)“锐求值”:得到锐角的三角函数后求值.
跟踪训练1 求下列各三角函数式的值:
(1)sin 1 320°;(2)cos;(3)tan(-945°).
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
解 (1)方法一 sin 1 320°=sin(3×360°+240°)
=sin 240°=sin(180°+60°)=-sin 60°=-.
方法二 sin 1 320°=sin(4×360°-120°)=sin(-120°)
=-sin(180°-60°)=-sin 60°=-.
(2)方法一 cos=cos=cos
=cos=-cos =-.
方法二 cos=cos
=cos=-cos=-.
(3)tan(-945°)=-tan 945°=-tan(225°+2×360°)
=-tan 225°=-tan(180°+45°)=-tan 45°=-1.
命题角度2 给值求值或给值求角问题
例2 (1)已知sin(π+θ)=-cos(2π-θ),|θ|<,则θ等于( )
A.- B.- C. D.
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
答案 D
解析 由sin(π+θ)=-cos(2π-θ),|θ|<,
可得-sin θ=-cos θ,|θ|<,
即tan θ=,|θ|<,∴θ=.
(2)已知cos=,求cos-sin2的值.
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
解 因为cos=cos
=-cos=-,
sin2=sin2=1-cos2
=1-2=,
所以cos-sin2=--=-.
反思与感悟 (1)解决条件求值问题的策略
①解决条件求值问题,首先要仔细观察条件与所求式之间的角、函数名称及有关运算之间的差异及联系.
②可以将已知式进行变形向所求式转化,或将所求式进行变形向已知式转化.
(2)对于给值求角问题,先通过化简已给的式子得出某个角的某种三角函数值,再结合特殊角的三角函数值逆向求角.
跟踪训练2 (2019·大同检测)已知sin β=,cos(α+β)=-1,则sin(α+2β)的值为( )
A.1 B.-1 C. D.-
考点 诱导公式二、三、四
题点 诱导公式二
答案 D
解析 由cos(α+β)=-1,得α+β=2kπ+π(k∈Z),
则α+2β=(α+β)+β=2kπ+π+β(k∈Z),
sin(α+2β)=sin(2kπ+π+β)=sin(π+β)
=-sin β=-.
类型二 利用诱导公式化简
例3 化简下列各式:
(1);
(2).
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
解 (1)原式=
==-=-tan α.
(2)原式=
==
==-1.
引申探究
若本例(1)改为:(n∈Z),请化简.
解 当n=2k时,
原式==-tan α;
当n=2k+1时,
原式==-tan α.
反思与感悟 三角函数式的化简方法
(1)利用诱导公式,将任意角的三角函数转化为锐角的三角函数.
(2)常用“切化弦”法,即表达式中的切函数通常化为弦函数.
(3)注意“1”的变式应用:如1=sin2α+cos2α=tan .
跟踪训练3 化简下列各式:
(1);
(2).
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
解 (1)原式=
==1.
(2)原式=
=
==.
1.已知tan α=4,则tan(π-α)等于( )
A.π-4 B.4 C.-4 D.4-π
考点 公式二、三、四
题点 公式四
答案 C
解析 tan(π-α)=-tan α=-4.
2.sin 585°的值为( )
A.- B. C.- D.
考点 公式二、三、四
题点 公式二
答案 A
解析 sin 585°=sin(360°+225°)=sin(180°+45°)
=-sin 45°=-.
3.(2019·牌头中学月考)利用诱导公式化简:
sin(π-x)=________,sin(π+x)=________.
考点 公式二、三、四
题点 公式四
答案 sin x -sin x
4.已知600°角的终边上有一点P(a,-3),则a的值为______.
考点 公式二、三、四
题点 公式二
答案 -
解析 tan 600°=tan(360°+240°)=tan(180°+60°)
=tan 60°=-=,即a=-.
5.化简:·sin(α-2π)·cos(2π-α).
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
解 原式=·[-sin(2π-α)]·cos(2π-α)
=·sin α·cos α=cos2α.
1.明确各诱导公式的作用
诱导公式
作用
公式一
将角转化为0~2π之间的角求值
公式二
将0~2π内的角转化为0~π之间的角求值
公式三
将负角转化为正角求值
公式四
将角转化为0~之间的角求值
2.诱导公式的记忆
这四组诱导公式的记忆口诀是“函数名不变,符号看象限”.其含义是诱导公式两边的函数名称一致,符号则是将α看成锐角时原角所在象限的三角函数值的符号,α看成锐角,只是公式记忆的方便,实际上α可以是任意角.
3.已知角求值问题,一般要利用诱导公式三和公式一,将负角化为正角,将大角化为0~2π之间的角,然后利用特殊角的三角函数求解.必须对一些特殊角的三角函数值熟记,做到“见角知值,见值知角”.
一、选择题
1.(2019·绍兴期末)cos(π+x)等于( )
A.cos x B.-cos x
C.sin x D.-sin x
考点 公式二、三、四
题点 公式二
答案 B
解析 由诱导公式得cos(π+x)=-cos x.
2.(2019·绵阳检测)已知sin=,则sin的值为( )
A. B.- C. D.-
考点 公式二、三、四
题点 公式四
答案 C
解析 sin=sin
=sin=.
3.已知sin(π+α)=,且α是第四象限角,则cos(α-2π)的值是( )
A.- B. C.- D.
考点 公式二、三、四
题点 公式二
答案 B
解析 因为sin(π+α)=,且sin(π+α)=-sin α,
所以sin α=-,
又因为α是第四象限角,
所以cos(α-2π)=cos α=
==.
4.(2019·天津一中期末)化简sin2(π+α)-cos(π+α)·cos(-α)+1的值为( )
A.1 B.2sin2α C.0 D.2
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
答案 D
解析 原式=(-sin α)2-(-cos α)·cos α+1=sin2α+cos2α+1=2.
5.记cos(-80°)=k,那么tan 100°等于( )
A. B.-
C. D.-
考点 公式二、三、四
题点 公式三
答案 B
解析 ∵cos(-80°)=k,∴cos 80°=k,
∴sin 80°=,则tan 80°=.
∴tan 100°=-tan 80°=-.
6.已知n为整数,化简所得的结果是( )
A.tan nα B.-tan nα
C.tan α D.-tan α
考点 公式二、三、四
题点 公式二
答案 C
解析 当n=2k,k∈Z时,=
==tan α;
当n=2k+1,k∈Z时,=
===tan α.故选C.
7.若sin(π-α)=log8,且α∈,则cos(π+α)的值为( )
A. B.-
C.± D.以上都不对
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
答案 B
解析 ∵sin(π-α)=sin α=2-2=-,
α∈,
∴cos(π+α)=-cos α=-
=- =-.
二、填空题
8.化简=________.
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
答案 1
解析 =
===1.
9.的值是________.
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
答案 -2
解析 原式=
=
=
===-2.
10.设f(x)=asin(πx+α)+bcos(πx+β),其中a,b,α,β为非零常数,若f(2 017)=-1,则f(2 018)=________.
考点 公式二、三、四
题点 公式二
答案 1
解析 ∵f(2 018)=asin(2 018π+α)+bcos(2 018π+β)
=asin(π+2 017π+α)+bcos(π+2 017π+β)
=-asin(2 017π+α)-bcos(2 017π+β)
=-f(2 017),
又f(2 017)=-1,∴f(2 018)=1.
11.已知a=tan,b=cos ,c=sin,则a,b,c的大小关系是________.
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
答案 b>a>c
新叶阅读答案解析 ∵a=-tan=-tan =-,
b=cos=cos =,
c=-sin=-sin=-,
∴b>a>c.
三、解答题
12.已知角α的终边经过单位圆上的点P.
(1)求sin α的值;
数学函数怎么学(2)求·的值.
有机化学试题及答案考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
解 (1)∵点P在单位圆上,
有机化学试题及答案∴由正弦的定义得sin α=-.
(2)原式=·==,
由余弦的定义得cos α=,故原式=.
有理数的加减混合运算四、探究与拓展
新教师听公开课13.已知f(x)=则f+f的值为________.
教科版五年级下册科学连线题考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
答案 -2
校本课程教材解析 因为f=sin
=sin=sin=;
数学函数怎么学f=f-1=f-2
数学试卷讲评教案=sin-2=--2=-,
所以f+f=-2.
14.已知f(α)=.
(1)化简f(α);
(2)若α是第三象限角,且sin(α-π)=,求f(α)的值;
(3)若α=-,求f(α)的值.
考点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
题点 同名诱导公式(二、三、四)的综合应用
解 (1)f(α)==-cos α.
(2)∵sin(α-π)=-sin α=,
∴sin α=-.又α是第三象限角,
∴cos α=-.∴f(α)=.
(3)∵-=-6×2π+,
∴f=-cos
=-cos =-cos =-.
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