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人教版高数必修四第3讲:诱导公式(教师版)

2024-07-16 来源:爱站旅游
导读人教版高数必修四第3讲:诱导公式(教师版)
诱导公式

1.理解四组诱导公式及其探究思路

2.学会利用四组诱导公式求解任意角的三角函数值,会进行简单 的化简与证明。

(一)诱导公式

诱导公式一: sin(2k)sin cos(2k)cos

tan(2k)tan (其中kZ)

诱导公式二: sin()-sin

cos()cos

tan()tan(其中kZ)

诱导公式三: sin()sin cos()-cos

tan()tan(其中kZ)

诱导公式四:sin()-sin cos()-cos tan()tan(其中kZ)

作用:实现正弦(切)函数和余弦(切)函数的互化。

1

口决:奇变偶不变,符号看象限.

奇偶指的是k2符号指的是前面三角函数的符号(由象限决定)中k的奇偶性;

类型一:利用诱导公式求值

例1 (直接应用) 求下列各三角函数值 (1)sin(16); (2)cos(945o). 316443sin(4)sinsin()sin. 333332oooooo解:(1)原式sin(2)原式cos945cos(2360225)cos225cos(18045)cos45

o2. 2点评:对于负角的三角函数求值,可先用诱导公式化为正角的三角函数.若转化得到的正角大于

360o,则再利用诱导公式化为(0o,360o)范围内的角的三角函数;若这时的角是(90o,360o)范围内

oo的角,再利用有关的诱导公式化为(0,90)范围内的角的三角函数.口诀:负化正,大化小,化到

锐角再求值.

1)

sincosooooo例2 (变式应用) 求sin(1200)cos1290cos(1020)sin(1050)tan945的值

练习:求sin10sin(260)cos100cos(170)的值. (答案:

oooo思路:负角三角函数正角三角函数0~360角三角函数锐角三角函数求值. 解:原式

2

oo点评:解决这类问题要注意观察角的特点,然后把角化为k360,180,360等形式,最后再利用诱导公式求解.

练习:求tan(ooo35463755. (答案:0) )sin()costan636613o提示:按口诀:“负化正,大化小,化到锐角再求值”进行求值即可.

o例3 (综合应用) 已知cos(75),且为第四象限角,求sin(105)的值.

导思:(1)角75与角105有什么关系? (2)sin(105)与sin(75)有什么关系?

(3)已知cos(75)如何求sin(75)?应注意什么问题?

o解:由题意知75为第三象限角,故sin(75)1cos(75)1() o2ooooooo132 2222oooo,故sin(105)sin[180(75)]sin(75). 33点评:本题主要考查诱导公式的灵活运用和同角三角函数的基本关系.本题的易错点是开平方运算中的符号问题,即75的范围的确定,应注意到已知条件cos(75)中的隐含信息.

练习:若cos(75)ooo131oo,且为第三象限角,求cos(15)sin(15)的值. 3 (答案:

122) 33类型二:利用诱导公式化简三角函数式

cos()2sin()cos(2). 例3(直接应用) 化简

5sin()2cos(解:原式22))sin(练习:化简:

sincossinsincossin2. cossin(6)cos(10)tan(); (答案:1)

cos()sin(8)tan(5)24)cos(n)(nZ). 3324(cos)sin()[(cos()]sincos 解:当n为奇数时,原式sin333333例4 (变式应用) 求值sin(2n 313. 2243

当n为偶数时,原式sin24cossin()cos()sin(cos) 333333 313(). 224点评:因为诱导公式对于加的奇数倍和偶数倍是不同的,故用诱导公式求值时,若遇到的整数倍,必须对整数分奇数和偶数进行讨论.

例5 (综合应用) 已知为第三象限角,且f() (1)化简f(); (2)若cos(sin()cos(2)tan().

sin()tan()31),求f()的值; 25o (3)若1860,求f()的值.

导思:(1)负角的三角函数如何化简?

(2)与、2有关的三角函数名称变不变?符号又该如何确定?

解:(1)由题意f()sin()cos(2)tan()sincos(tan)cos.

sin()tan()(sin)tan331),得cos()sin,故由题意得sin, 22522 故cos6,故f()6. 55(2)用诱导公式化简cos(ooo(3)因1860219030,故f(1860)cos(1860)cos(2190

oooo 30)sin30o1. 2

一、选择题

ππ1

1.已知sin(α-)=,则cos6+α的值为( ) 331A.

323C.

3[答案] B

π1α-= [解析] ∵sin33πππ

+α=cos+α-3 ∴cos62

1

B.-

323D.-

3



π1α-=-, =-sin33

4

故选B.

2.已知sin110°=a,则cos20°的值为( ) A.a C.1-a2 [答案] A

[解析] sin110°=sin(90°+20°)=cos20°=a.

3.已知点P(sin(π+θ),sin(-θ))在第三象限,则角θ所在的象限是( )

B.-a D.-1-a2

2A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限

[答案] A

[解析] sin(π+θ)=-sinθ, sin(3π2-θ)=sin[π+(π

2-θ)]

=-sin(π

2

-θ)=-cosθ,

∵点P在第三象限,∴-sinθ<0,-cosθ<0,∴sinθ>0,cosθ>0,∴θ是第一象限角.

sinπ2,则2+θ-cosπ-θ

4.已知tanθ=sinπ2-θ=( )

-sinπ-θA.2 B.-2 C.0 D.2

3

[答案] B

[解析] 原式=cosθ+cosθ2

cosθ-sinθ=1-tanθ ∵tanθ=2,∴原式=2

1-2

=-2,故选B.

cotπ5.化简sinθ-5π

2-θtan3π-θ··cos8π-θ+tan3θ-2πsin-θ-4πsin(-θ)的结果为( A.0 B.1 C.2 D.32

[答案] A

[解析] 原式=-sinθ-tanθ·tanθ-cotθ·cosθ

-sinθ-sinθ

=cosθ·(-tan2θ)(-cotθ)-sinθ=sinθ-sinθ=0.

5

)

4π25π5π

6.计算sin·cos·tan的值是( )

3643

A.-

4C.-3 4

3B.

4D.

3 4

[答案] A

4π25π5π

[解析] sin·cos·tan

364πππ

=sin(π+)·cos(4π+)·tan(π+) 364πππ

=-sin·cos·tan

364=-

333××1=-. 224

二、填空题

7.化简tan1°·tan2°·tan3°·…·tan89°=________. [答案] 1

[解析] ∵tank°·tan(90°-k°)=tank°·cotk°=1,

∴tan1°·tan2°…tan89°=(tan1°·tan89°)(tan2°·tan88°)…(tan44°·tan46°)·tan45°=1. πππ

-x+cos2x-+cot(19π-x),则φ=________. 8.设φ(x)=sin2223[答案] 1-

3 3

[解析] ∵φ(x)=cos2x+sin2x+cot(-x)=1-cotx, ππ3∴φ=1-cot=1-. 333三、解答题

9.已知角α终边上一点P(-4,3), π

cos+αsin-π-α

2求的值.

11π9πcos-αsin+α

22π

cos+αsin-π-α

2

[解析]

11π9πcos-αsin+α

22π

cos+αsin[-π+α]

2

ππ

cos[5π+-α]sin[4π++α]

22

6

π

-cos+αsinπ+α

2

= ππ-cos-αsin+α

22--sinα-sinα

==tanα,

-sinαcosα3

由题意得tanα=-. 4

π

cos+αsin-π-α

23∴=-. 11π9π4cos-αsin+α

22

_________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________

基础巩固

一、选择题 1.sin600°=( ) 1

A.-

2C.-3 2

1B.

2D.

3 2

[答案] C

[解析] sin600°=sin(360°+240°)=sin240° =sin(180°+60°)=-sin60°=-

3

. 2

2.已知角θ的终边过点(4,-3),则cos(π-θ)=( ) 4A.

53C.

5[答案] B

x4

[解析] 由题意,知cosθ==,

r54

∴cos(π-θ)=-cosθ=-. 5

3.设A、B、C是一个三角形的三个内角,则在①sin(A+B)-sinC;②cos(A+B)+cosC;③tan(A

7

4B.-

53D.-

5

π

+B)+tanC;④cot(A+B)-cotC(C≠),这四个式子中值为常数的有( )

2

A.1个 C.3个 [答案] C

[解析] ∵A+B+C=π,∴A+B=π-C. ∴sin(A+B)=sin(π-C)=sinC, cos(A+B)=cos(π-C)=-cosC, tan(A+B)=tan(π-C)=-tanC, cot(A+B)=cot(π-C)=-cotC,故选C. 原题四个式子中①②③式为常数. 4.下列各三角函数值: ①sin1 125°; 37π37π②tan·sin;

1212③sin3; tan3

B.2个 D.4个

④sin1-cos1.

其中为负值的个数是( ) A.1个 C.3个 [答案] B

[解析] 1 125°=1 080°+45°,则1 125°是第一象限的角,所以sin1 125°>0;因

37π13

=2π+π,1212

B.2个 D.4个

3737373737

则π是第三象限角,所以tanπ>0,sinπ<0,故tanπ·sinπ<0;因3弧度的角在第二象限,则1212121212sin3>0.tan3<0,故

sin3ππ

<0;因<1<,则sin1-cos1>0.∴②③为负数.因此选B. tan342

5.化简1+2sinπ-3cosπ+3的结果是( ) A.sin3-cos3 C.±(sin3-cos3) [答案] A [解析]

1+2sinπ-3cosπ+3

B.cos3-sin3 D.以上都不对

=1+2sin3-cos3

=cos3-sin32=|cos3-sin3|. π

∵<3<π,∴sin3>0>cos3. 2

∴原式=sin3-cos3.

8

6.记cos(-80°)=k,那么tan100°=( ) 1-k2A. kC.

k

1-k21-k2B.- kD.-

k

1-k2[答案] B

[解析] 解法一:∵cos(-80°)=k,∴cos80°=k,∴sin80°=1-k2, 1-k21-k2∴tan80°=,∴tan100°=-tan80°=-. kk解法二:由cos(-80°)=k,得cos80°=k>0,∴0又sin280°+cos280°=1,∴tan280°+1=2. cos80°1-k21-k21

∴tan80°=2-1=2.∴tan80°=. kkk

2

1-k2∴tan100°=-tan80°=-. k二、填空题

1

7.已知cos(π+α)=-,则tan(α-9π)=________.

2[答案] ±3

1

[解析] cos(π+α)=-cosα=-,

21

cosα=,∴tanα=±3,

2tan(α-9π)=-tan(9π-α) =-tan(π-α)=tanα=±3.

8.已知角α的终边上一点P(3a,4a),a<0,则cos(540°-α)=________. 3[答案]

5[解析] cosα=

3a3a3

==-,

59a2+16a25|a|

3

cos(540°-α)=cos(180°-α)=-cosα=.

5三、解答题

9.求下列三角函数式的值:

(1)sin(-840°)cos1 470°-cos(-420°)sin(-930°); (2)sin(-60°)+cos225°+tan135°.

[解析] (1)sin(-840°)·cos1470°-cos(-420°)sin(-930°) =-sin840°cos1 470°+cos420°sin930°

9

=-sin(2×360°+120°)cos(4×360°+30°)+cos(360°+60°)sin(2×360°+210°) =-sin120°cos30°+cos60°sin210°

=-sin(180°-60°)cos30°+cos60°sin(180°+30°)=-sin60°cos30°-cos60°sin30° =-

32×32-12×1

2

=-1. (2)原式=-sin60°+cos(180°+45°)+tan(180°-45°) =-3

2

-cos45°-tan45° =-322-2-1 =-

2+3+2

2

. 能力提升

一、选择题

1.已知sin(α-360°)-cos(180°-α)=m,则sin(180°+α)·cos(180°-α)等于( A.m2-12

B.m2+12

C.1-m22

D.-m2+12

[答案] A

[解析] sin(α-360°)-cos(180°-α)=m, ∴sinα+cosα=m, 而sin(180°+α)·cos(180°-α) =(-sinα)·(-cosα)=sinαcosα =sinα+cosα2-1m22=-12

. 2.若tan(7π+α)=a,则sinα-3π+cosπ-α

sin-α-cosπ+α的值为( )

A.a-1a+1 B.a+1a-1

C.-1 D.1

[答案] B

[解析] tan(7π+α)=tanα=a, 原式=-sinα-cosαsinα+cosα-sinα+cosα=sinα-cosα

=tanα+1a+1tanα-1=a-1

. 10

) sin[α+2n+1π]+sin[α-2n+1π]

3.化简(n∈Z)得到的结果是( )

sinα+2nπcosα-2nπA.0 C.2cscα [答案] B

-sinα-sinα

[解析] 原式==-2secα.

sinα·cosα

π1

-,0,则tan(2π-α)的值为( ) 4.已知sin(π-α)=log8,且α∈2425A.- 525C.±

5[答案] B

122-

[解析] ∵log8=log2322=-,∴sinα=-,

433π

-,0,∴cosα=又∵α∈2

25

-2=. 1-33

25B. 5D.

5 2B.-2secα D.2secα

2525

∴tanα=-,∴tan(2π-α)=-tanα=. 55二、填空题

π4π2π

-+2sin+3sin等于________. 5.sin333[答案] 0

πππ

π++3sinπ- [解析] 原式=-sin+2sin333πππ

=-sin-2sin+3sin=0.

333

tan-150°cos-570°cos-1 140°

6.求值:=________.

cot-240°sin-690°[答案]

3 2

-tan150°·cos570°·cos1 140°

[解析] 原式= cot240°·sin690°

-tan180°-30°·cos360°+180°+30°·cos3×360°+60°

cot180°+60°·sin720°-30°tan30°·-cos30°·cos60°

= cot60°·-sin30°331×-×3223==.

231

×-32

11

三、解答题

1

7.已知tan(π+α)=-,求下列各式的值.

22cosπ-α-3sinπ+α(1); 4cosα-2π+sin4π-α(2)sin(α-7π)·cos(α+5π).

11

[解析] tan(π+α)=-⇒tanα=-,

22-2cosα+3sinα-2+3tanα

(1)原式==

4cosα-sinα4-tanα1--2+3×27

==-. 19-4-2(2)原式=-sinα·(-cosα) =sinα·cosα=

sinα·cosαtanα

22=sinα+cosαtan2α+1

1

-22

==-.

5-12+1

2

cotα·cosπ+α·sin23π+α

8.化简:.

tanα·cos3-π-αcotα·-cosα·sin2π+α

[解析] 原式=

tanα·cos3π+αcotα·-cosα·-sinα2

= tanα·-cosα3cotα·-cosα·sin2α=

tanα·-cos3αcos2αsin2α

=2·2=1. sinαcosα

1

9.已知cos(75°+α)=,其中α为第三象限角,求cos(105°-α)+sin(α-105°)的值.

3[解析] ∵cos(105°-α)=cos[180°-(75°+α)] 1=-cos(75°+α)=-,

3

sin(α-105°)=-sin[180°-(75°+α)] =-sin(75°+α), 1∵cos(75°+α)=>0,

3

又∵α为第三象限角,∴α+75°为第四象限角, ∴sin(75°+α)=-1-cos275°+α

12

=-

12221-=-, 33

∴cos(105°-α)+sin(α-105°) 12222-1

=-+=. 333备选题目:

sin240

A. 3 2 B.1 2 C.

1 2 D.

3 2答案:A

sin120的值等于

A.

3311 B. C. D.

22227答案:C

.已知(,),且sincosA. 答案:A

,则=

95595995或B. 或C. 或D. 或 14 1414141414 1414

sin7= 6A.

1331B.C. D. 2 2 22

答案:D 已知sin5,是第一象限角,则cos(π)的值为( ) 13551212A. B. C. D.

13131313答案:C 已知cos答案:3,且为第二象限的角,则sin() . 54 5πcos()cos()12已知tan(3),则的值是 .

sin(π+)2cos(π)2答案:

13

1 3

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