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第三章 三角恒等变换
一、知识点总结
1、两角和与差的正弦、余弦和正切公式:
⑴;⑵;
⑶;⑷;
⑸ ();
⑹ ().
2、二倍角的正弦、余弦和正切公式:
⑴.
⑵
升幂公式
降幂公式,.
⑶.
3、
(后两个不用判断符号,更加好用)
4、合一变形把两个三角函数的和或差化为“一个三角函数,一个角,一次方”的 形式。,其中.
5.(1)积化和差公式
sin·cos=[sin(+)+sin(-)] cos·sin=[sin(+)-sin(-)]
cos·cos=[cos(+)+cos(-)] sin·sin= -[cos(+)-cos(-)]
(2)和差化积公式
sin+sin= sin-sin=
cos+cos= cos-cos= -
tan+ cot= tan- cot= -2cot2
1+cos= 1-cos=
1±sin=()2
6。(1)升幂公式
1+cos= 1-cos=
1±sin=()2 1=sin2+ cos2
sin=
(2)降幂公式
sin2 cos2
sin2+ cos2=1 sin·cos=
7、三角变换是运算化简的过程中运用较多的变换,提高三角变换能力,要学会创设条件,灵活运用三角公式,掌握运算,化简的方法和技能.常用的数学思想方法技巧如下:
(1)角的变换:在三角化简,求值,证明中,表达式中往往出现较多的相异角,可根据角与角之间的和差,倍半,互补,互余的关系,运用角的变换,沟通条件与结论中角的差异,使问题获解,对角的变形如:
①是的二倍;是的二倍;是的二倍;是的二倍;
②;问: ; ;
③;④;
⑤;等等
(2)函数名称变换:三角变形中,常常需要变函数名称为同名函数。如在三角函数中正余弦是基础,通常化切为弦,变异名为同名。
(3)常数代换:在三角函数运算,求值,证明中,有时需要将常数转化为三角函数值,例如常数“1”的代换变形有:
(4)幂的变换:降幂是三角变换时常用方法,对次数较高的三角函数式,一般采用降幂处理的方法。常用降幂公式有: ; 。降幂并非绝对,有时需要升幂,如对无理式常用升幂化为有理式,常用升幂公式有: ; ;
(5)公式变形:三角公式是变换的依据,应熟练掌握三角公式的顺用,逆用及变形应用。
如:; ;
;;
;;
; ;
;
= ;
= ;(其中 ;)
; ;
(6)三角函数式的化简运算通常从:“角、名、形、幂”四方面入手;
基本规则是:见切化弦,异角化同角,复角化单角,异名化同名,高次化低次,无理化有理,特殊值与特殊角的三角函数互化。
如: ;
。
;
;推广:
;推广:
二、基础训练
1.下列各式中,值为的是 A、 B、 C、 D、 (答:C);
2.已知,那么的值为____(答:);
3.的值是______(答:4);
4.已知,求的值(用a表示)甲求得的结果是,乙求得的结果是,对甲、乙求得的结果的正确性你的判断是______(答:甲、乙都对)
5.已知,,那么的值是_____(答:);
6.已知,且,,求的值(答:)
7.求值(答:1);
8.已知,求的值(答:)
9.已知A、B为锐角,且满足,则=_____(答:);
10.若,化简为_____(答:)
11.函数的单调递增区间为___________(答:)
12.化简:(答:)
13.若方程有实数解,则的取值范围是___________.(答:[-2,2]);
14.当函数取得最大值时,的值是______(答:);
15.如果是奇函数,则= (答:-2);
16.求值:________(答:32)
17.若且,,求的值(答:).
三、规范解题
1.. 已知α(,),β(0,),(α-)=,sin(+β)=,求sin(α+β)的值.
解:∵α-++β=α+β+
α∈() β∈(0,)
∴α-∈(0,) β+∈(,π)
∴sin(α-)= cos()=-
∴sin(α+β)=-cos[+(α+β)]
=-cos[(α-)+()]=
2..化简sin2·sin2+cos2cos2-cos2·cos2.
解 方法一 (复角→单角,从“角”入手)
原式=sin2·sin2+cos2·cos2-·(2cos2-1)·(2cos2-1)
=sin2·sin2+cos2·cos2-(4cos2·cos2-2cos2-2cos2+1)
=sin2·sin2-cos2·cos2+cos2+cos2-
=sin2·sin2+cos2·sin2+cos2-
=sin2+cos2-=1-=.
方法二 (从“名”入手,异名化同名)
原式=sin2·sin2+(1-sin2)·cos2-cos2·cos2
=cos2-sin2 (cos2-sin2)-cos2·cos2
=cos2-sin2·cos2-cos2·cos2
=cos2-cos2·
=-cos2·
=-cos2=.
方法三 (从“幂”入手,利用降幂公式先降次)
原式=·+·-cos2·cos2
=(1+cos2·cos2-cos2-cos2)+(1+cos2·cos2+cos2+cos2)-·cos2·cos2=.
方法四 (从“形”入手,利用配方法,先对二次项配方)
原式=(sin·sin-cos·cos)2+2sin·sin·cos·cos-cos2·cos2
=cos2(+)+sin2·sin2-cos2·cos2
=cos2(+)-·cos(2+2)
=cos2(+)- ·[2cos2(+)-1]=.
3.已知;
(1) 求的值; (2) 设,求sinα的值.
解:(1)∵
∴
(2)
∴
16sin22-4sinα-11=0 解得
∵ 故
4.已知sin2 2α+2α cosα-cos2α=1,α(0,),求sinα、tanα的值.
解:由已知得
sin22α+sin2αcosα-2cos2α=0
即(sin2α+2cosα) (sin2α-cosα)=0
cos2α(1+sinα) (2sinα-1)=0
∵α∈(0,) cosα≠0 sinα≠-1
∴2sinα=1 sinα= ∴tanα=
5.设向量,若,,求的值。
【解题思路】先进行向量计算,再找角的关系.
解析:
【导引】三角与向量是近几年高考的热门题型,这类题往往是先进行向量运算,再进行三角变换
6.已知<<<,
(Ⅰ)求的值.(Ⅱ)求.
【解题思路】由同角关系求出再求;又结合角的范围定角。
[解析](Ⅰ)由,得
∴,于是
(Ⅱ)由,得
又∵,∴
由得:
,所以
【导引】本题考察三角恒等变形的主要基本公式、三角函数值的符号,已知三角函数值求角以及计算能力。
7.已知函数
(Ⅰ)将函数化简成(,,)的形式;
(Ⅱ)求函数的值域.
本小题主要考查函数的定义域、值域和三角函数的性质等基本知识,考查三角恒等变换、代数式的化简变形和运算能力.
解:(Ⅰ)
=
(Ⅱ)由得
在上为减函数,在上为增函数,
又(当),
即
故g(x)的值域为
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