2017-2018学年高中数学人教A版必修四教学案：32+简单的三角恒等变换+Word版含答案【KS5U+高考】.doc

[核心必知]
1．预习教材，问题导入
根据以下提纲，预习教材P139～P142的内容，回答下列问题．
(1)α与是什么关系？
提示：倍角关系．
(2)如何用cos α表示sin2 ，cos2 和tan2 ？
提示：sin2＝，cos2＝，tan2＝.
2．归纳总结，核心必记
(1)半角公式

(2)三角恒等变换的特点
三角恒等变换常常寻找式子所包含的各个角之间的联系，并以此为依据选择可以联系它们的适当公式．
[问题思考]
(1)能用不含根号的形式用sin α，cos α表示tan 吗？
提示：tan_＝＝.
(2)如何用tan 表示sin α，cos α及tan α？
提示：sin_α＝2sin·cos＝＝._cos_α＝cos2_－sin2_＝＝.tan_α＝＝.
[课前反思]
(1)半角公式的有理形式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
(2)半角公式的无理形式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.

讲一讲
1．已知sin α＝－，π<α<，求sin，cos，tan的值．
[尝试解答]　∵π<α<，sin α＝－，
∴cos α＝－，且<<，
∴sin＝ ＝，
cos＝－ ＝－，
tan＝＝－2.

解决给值求值问题的思路方法
已知三角函数式的值，求其他三角函数式的值，一般思路为：
(1)先化简已知或所求式子；
(2)观察已知条件与所求式子之间的联系(从三角函数名及角入手)；
(3)将已知条件代入所求式子，化简求值．
练一练
1．已知sin－cos＝－，450°<α<540°，求tan的值．
解：由题意得＝，
即1－sin α＝，得sin α＝.
∵450°<α<540°，
∴cos α＝－，
∴tan＝
＝＝2.

讲一讲
2．化简：(180°<α<360°)．
[尝试解答]　原式＝

＝
＝.
又∵180°<α<360°，
∴90°<<180°，
∴cos<0，
∴原式＝＝cos α.

化简问题中的“三变”
(1)变角：三角变换时通常先寻找式子中各角之间的联系，通过拆、凑等手段消除角之间的差异，合理选择联系它们的公式．
(2)变名：观察三角函数种类的差异，尽量统一函数的名称，如统一为弦或统一为切．
(3)变式：观察式子的结构形式的差异，选择适当的变形途径．如升幂、降幂、配方、开方等．
练一练
2．化简：
(1)－；
(2)－2cos(α＋β)．
解：(1)原式＝－，
∵<θ<2π，∴<<π，
∴00.
∴原式＝－－
＝－2sin.
(2)∵2α＋β＝α＋(α＋β)，
∴原式＝
＝
＝＝.

讲一讲
3．(1)若π<α<，证明：＋＝
－cos ；
(2)已知sin α＝Asin(α＋β)，|A|>1，求证：tan(α＋β)＝.
[尝试解答]　(1)左边＝
＋

＝＋
因为π<α<，所以<<，
所以sin>0>cos.
所以左边
＝＋
＝＋
＝－cos＝右边．所以原等式成立．
(2)因为sin α＝sin[(α＋β)－β]
＝sin(α＋β)cos β－cos(α＋β)sin β，
所以sin α＝Asin(α＋β)化为sin(α＋β)cos β－cos(α＋β)·sin β＝Asin(α＋β)，
所以sin(α＋β)(cos β－A)＝cos(α＋β)sin β，
所以tan(α＋β)＝.

三角恒等式证明的常用方法
(1)执因索果法：证明的形式一般化繁为简；
(2)左右归一法：证明左右两边都等于同一个式子；
(3)拼凑法：针对题设和结论之间的差异，有针对性地变形，以消除它们之间的差异，简言之，即化异求同；
(4)比较法：设法证明“左边－右边＝0”或“左边/右边＝1”；
(5)分析法：从被证明的等式出发，逐步地探求使等式成立的条件，直到已知条件或明显的事实为止，就可以断定原等式成立．
练一练
3．求证：＝.
证明：左边
＝
＝
＝＝
＝＝
＝右边．
∴原等式成立．
——————————————[课堂归纳·感悟提升]———————————————
1．本节课的重点是半角公式，难点是半角公式的应用．
2．要掌握三角恒等变换的三个应用
(1)求值问题，见讲1；
(2)化简问题，见讲2；
(3)三角恒等式的证明，见讲3.
3．对半角公式的四点认识
(1)半角公式的正弦、余弦公式实际上是由二倍角公式变形得到的．
(2)半角公式给出了求的正弦、余弦、正切的另一种方式，即只需知道cos α的值及相应α的条件，便可求出sin，cos，tan.
(3)由于tan＝及tan＝不含被开方数，且不涉及符号问题，所以求解关于tan的题目时，使用相对方便，但需要注意该公式成立的条件．
(4)涉及函数的升降幂及角的二倍关系的题目，常用sin2 ＝，cos2 ＝求解．

课下能力提升(二十五)
[学业水平达标练]
题组1　求值问题
1．设5π<θ<6π，cos＝a，则sin＝(　　)
A. B.
C．－ D．－
解析：选D　∵∈，
∴sin＝－＝－ .
2．若f(x)＝2tan x－，则f的值是(　　)
A．－ B．8
C．4 D．－4
解析：选B　f(x)＝2tan x－
＝2tan x＋＝2(tan x＋)．
又tan＝＝，
∴原式＝2＝8.
3．已知cos θ＝－，且180°<θ<270°，求tan.
解：法一：∵180°<θ<270°，∴90°<<135°，∴tan<0，∴tan ＝－＝－＝－2.
法二：∵180°<θ<270°，∴sin θ<0，
∴sin θ＝－＝－＝－，
∴tan＝＝＝－2.
题组2　三角函数式的化简
4．化简的结果是(　　)
A．－cos 1 B．cos 1
C.cos 1 D．－cos 1
解析：选C　原式＝＝＝＝＝cos 1.
5．化简＋2sin2得(　　)
A．2＋sin α B．2＋sin
C．2 D．2＋sin
解析：选C　原式＝1＋2sincos＋1－cos[2(－)]＝2＋sin α－cos＝2＋sin α－sin α＝2.
题组3　三角恒等式的证明
6．求证：＝tan x.
证明：∵左边＝
＝sin x·＝＝tan x＝右边，
∴原式成立．
7．求证：2sin4x＋sin22x＋5cos4x－(cos 4x＋cos 2x)＝2(1＋cos2x)．
证明：左边＝2＋sin22x＋
5－(cos 4x＋cos 2x)
＝2×＋sin22x＋5×－(2cos22x－1＋cos 2x)
＝(2×＋＋)＋[2×(－)＋5×－cos 2x]＋(2×＋5×－×2cos22x)＋sin22x＝＋cos 2x＋cos22x＋sin22x
＝＋cos 2x＋
＝3＋cos 2x＝3＋(2cos2x－1)
＝2(1＋cos2x)＝右边．
∴原式成立．
[能力提升综合练]
1．函数f(x)＝cos2，x∈R，则f(x)(　　)
A．是奇函数
B．是偶函数
C．既是奇函数，也是偶函数
D．既不是奇函数，也不是偶函数
解析：选D　由cos 2x＝2cos2x－1，得f(x)＝cos2(x＋)＝
＝＋cos＝－，
所以该函数既不是奇函数，也不是偶函数．
2．设a＝cos 6°－sin 6°，b＝，c＝，则有(　　)
A．a>b>c B．a．若cos 2θ＋cos θ＝0，则sin 2θ＋sin θ＝________．
解析：由cos 2θ＋cos θ＝0得2cos2θ－1＋cos θ＝0，
所以cos θ＝－1或.
当cos θ＝－1时，有sin θ＝0；
当cos θ＝时，有sin θ＝±.
于是sin 2θ＋sin θ＝sin θ(2cos θ＋1)＝0或或－.
答案：0或±
5．设α为第四象限角，且＝，则tan 2α＝________．
解析：＝
＝＝2cos 2α＋1＝，
所以cos 2α＝，
又α是第四象限角，所以sin 2α＝－，tan 2α＝－.
答案：－
6．化简：
(1)2＋；
2) .
解：(1)原式＝
2＋
＝2＋
＝2|sin 4＋cos 4|＋2|cos 4|，
由于π<4<，
∴sin 4<0，cos 4<0，sin 4＋cos 4<0，
∴原式＝－2(sin 4＋cos 4)－2cos 4＝－2sin 4－4cos 4.
(2)∵<α<2π，∴<<π.
原式＝
＝ ＝
＝ ＝ ＝－cos.
7．设函数f(x)＝sin2ωx＋2sin ωx·cos ωx－cos2ωx＋λ(x∈R)的图象关于直线x＝π对称．其中ω，λ为常数，且ω∈.
(1)求函数f(x)的最小正周期；
(2)若y＝f(x)的图象经过点，求函数f(x)的值域．
解：(1)因为f(x)＝sin2ωx－cos2ωx＋2sin ωx·cos ωx＋λ
＝－cos 2ωx＋sin 2ωx＋λ
＝2sin＋λ .
由直线x＝π是y＝f(x)图象的一条对称轴，
可得sin＝±1.
所以2ωπ－＝kπ＋(k∈Z)，
即ω＝＋(k∈Z)．
又ω∈，k∈Z，所以k＝1，故ω＝.
所以f(x)的最小正周期是.
(2)由y＝f(x)的图象过点，得f＝0，
即λ＝－2sin＝－2sin＝－，
即λ＝－.
故f(x)＝2sin－，
函数f(x)的值域为[－2－，2－ ]．