- 2021-07-01 发布 |
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文档介绍
【数学】2019届一轮复习人教A版(文)第三章第6节简单的三角恒等变换学案
第六节简单的三角恒等变换 [考什么·怎么考] 三角函数式的化简是三角函数的基本考点之一,一般涉及诱导公式、两角和与差的公式、二倍角公式及三角函数的恒等变形,主要依据三角函数的有关公式进行适当的化简,属于基础题. 1.化简:=________. 解析:原式==2cos α. 答案:2cos α 2.化简:-2cos(α+β). 解:原式= = = = ==. [怎样快解·准解] 1.三角函数式的化简要遵循“三看”原则 2.三角函数式化简的方法 弦切互化,异名化同名,异角化同角,降幂或升幂. 在三角函数式的化简中“次降角升”和“次升角降”是基本的规律,根号中含有三角函数式时,一般需要升次. 三角函数式的求值是三角函数的基本考点,主要依据三角函数的有关公式进行适当的化简与求值,属于基础题.,常见的命题角度有:,(1)给角求值;,(2)给值求值;,(3)给值求角. [题点全练] 角度(一) 给角求值 1.(2018·新疆第二次适应性检测)的值是________. 解析:依题意得====2. 答案:2 [题型技法] 三角函数给角求值问题的解题策略 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,利用三角变换转化为求特殊角的三角函数值问题,另外此类问题也常通过代数变形(比如:正负项相消、分子分母相约等)的方式来求值. 角度(二) 给值求值 2.已知tan α=2. (1)求tan的值; (2)求的值. 解:(1)tan===-3. (2) = ===1. [题型技法] 解三角函数的给值求值问题的基本步骤 (1)先化简所求式子或所给条件; (2)观察已知条件与所求式子之间的联系; (3)将已知条件代入所求式子,化简求值. 角度(三) 给值求角 3.若sin 2α=,sin(β-α)=,且α∈,β∈,则α+β的值是( ) A. B. C.或 D.或 解析:选A ∵α∈,∴2α∈, ∵sin 2α=,∴2α∈. ∴α∈且cos 2α=-, 又∵sin(β-α)=,β∈, ∴β-α∈,cos(β-α)=-, ∴cos(α+β)=cos[(β-α)+2α] =cos(β-α)cos 2α-sin(β-α)sin 2α =×-×=, 又α+β∈,所以α+β=. [题型技法] 三角函数给值求角问题的解题策略 对于给值求角问题,通过先求角的某个三角函数值来求角,在选取函数时,遵循以下原则: (1)已知正切函数值,选正切函数. (2)已知正、余弦函数值,选正弦或余弦函数. 若角的范围是,选正弦或余弦函数皆可;若角的范围是(0,π),选余弦函数较好;若角的范围为,选正弦函数较好. [题“根”探求] 看个性 角度(一)“给角求值”的解题关键是两种变换:角的变换、结构变换; 角度(二)“给值求值”的解题关键在于“变角”,使相关角相同或具有某种关系; 角度(三)“给值求角”实质上也转化为角度(一)“给值求值” ,关键也是变角,把所求角用含已知角的式子表示,由所得的函数值结合该函数的单调性求角 找共性 研究三角函数式的求值问题,解题的关键都是找出条件中的角与结论中的角的联系,依据函数名称的变换特点,选择合适的公式求解 [冲关演练] 1.的值为( ) A.1 B.-1 C. D.- 解析:选D 原式===-. 2.已知2tan αsin α=3,α∈,则cos的值是( ) A.0 B. C.1 D. 解析:选A 由2tan αsin α=3,得=3, 即2cos2α+3cos α-2=0, ∴cos α=或cos α=-2(舍去). ∵-<α<0,∴sin α=-, ∴cos=cos αcos+sin αsin=0. 3.已知锐角α,β满足sin α=,cos β=,则α+β等于( ) A. B.或 C. D.2kπ+(k∈Z) 解析:选C 由sin α=,cos β=,且α,β为锐角,可知cos α=,sin β=, 故cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=×-×=,又0<α+β<π,故α+β= . 三角恒等变换的综合应用是高考的重点,考查时多与三角函数的图象与性质、平面向量、解三角形等知识综合命题,难度中等. [典题领悟] (2018·长春模拟)设函数f(x)=sin xcos x+cos2 x+a. (1)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间; (2)当x∈时,函数f(x)的最大值与最小值的和为,求实数a的值. [思维路径] 由题给条件想到利用恒等变换把函数化为f(x)=Asin(ωx+φ)+b的形式; 由第(1)问想到在ω>0的前提下,利用周期公式T=即可计算出函数f(x)的最小正周期,再利用-+2kπ≤ωx+φ≤+2kπ(k∈Z)解出这个不等式即为函数f(x)的单调递增区间; 由第(2)问想到由x∈计算出u=ωx+φ的取值范围,然后结合函数y=sin u的图象确定函数f(x)的最小值和最大值,列式求出a的值. 解:(1)因为f(x)=sin xcos x+cos2x+a =sin 2x+(1+cos 2x)+a =sin 2x+cos 2x+a+ =sin+a+. 所以函数f(x)的最小正周期T==π. 令-+2kπ≤2x+≤+2kπ(k∈Z), 解得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z), 故函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z). (2)因为-≤x≤,所以-≤2x+≤, 当2x+=-时,函数f(x)取得最小值, 即f(x)min=-+a+=a; 当2x+=时,函数f(x)取得最大值, 即f(x)max=1+a+=a+. 所以a+a+=,所以a=0. [解题师说] 三角恒等变换在研究三角函数性质中的2个注意点 (1)三角函数的性质问题,往往都要先化成f(x)=Asin(ωx+φ)+b的形式再求解.要注意在进行此步骤之前,如果函数解析式中出现α及其二倍角、半角或函数值的平方,应根据变换的难易程度去化简,往往要利用到二倍角公式、升幂或降幂公式,把解析式统一化成关于同一个角的三角函数式. (2)要正确理解三角函数的性质,关键是记住三角函数的图象,根据图象并结合整体代入的基本思想即可求三角函数的单调性、最值与周期. [冲关演练] 已知函数f(x)=5sin xcos x-5cos2x+(其中x∈R),求: (1)函数f(x)的单调区间; (2)函数f(x)图象的对称轴和对称中心. 解:(1)因为f(x)=sin 2x-(1+cos 2x)+=5=5sin, 由2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z), 得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z), 所以函数f(x)的单调增区间为(k∈Z). 由2kπ+≤2x-≤2kπ+(k∈Z), 得kπ+≤x≤kπ+(k∈Z), 所以函数f(x)的单调减区间为(k∈Z). (2)由2x-=kπ+(k∈Z),得x=+(k∈Z), 所以函数f(x)的对称轴方程为x=+(k∈Z). 由2x-=kπ(k∈Z),得x=+(k∈Z), 所以函数f(x)的对称中心为(k∈Z). (一)普通高中适用作业 A级——基础小题练熟练快 1.(2016·全国卷Ⅲ)若tan θ=-,则cos 2θ=( ) A.- B.- C. D. 解析:选D ∵cos 2θ==, 又∵tan θ=-,∴cos 2θ==. 2.化简:=( ) A.1 B. C. D.2 解析:选C 原式==== ,故选C. 3.函数f(x)=2sin2-cos 2x的最大值为( ) A.2 B.3 C.2+ D.2- 解析:选B f(x)=1-cos 2-cos 2x=sin 2x-cos 2x+1=2sin+1,可得f(x)的最大值是3. 4.已知sin=cos,则cos 2α=( ) A.1 B.-1 C. D.0 解析:选D ∵sin=cos, ∴cos α-sin α=cos α-sin α, 即sin α=-cos α, ∴tan α==-1, ∴cos 2α=cos2α-sin2α===0. 5.已知sin 2α=,0<α<,则 cos的值为( ) A. B.- C.± D. 解析:选D 因为sin 2α=,所以(sin α+cos α)2=1+sin 2α=.因为0<α<,所以sin α+cos α=. 所以 cos=×(cos α+sin α)=. 6.若sin(α-β)sin β-cos(α-β)cos β=,且α为第二象限角,则tan=( ) A.7 B. C.-7 D.- 解析:选B sin(α-β)sin β-cos(α-β)cos β=,即-cos(α-β+β)=-cos α=,即cos α=-.又α为第二象限角,∴tan α=-,∴tan==. 7.函数y=sin+cos 2x的最大值为________. 解析:因为y=sin+cos 2x =cos 2x-sin 2x+cos 2x =cos 2x-sin 2x=cos, 故最大值为. 答案: 8.在△ABC中,sin(C-A)=1,sin B=,则sin A=________. 解析:∵sin(C-A)=1,∴C-A=90°,即C=90°+A, ∵sinB=,∴sinB=sin(A+C)=sin(90°+2A)=cos 2A=,即1-2sin2A=,∴sin A=. 答案: 9.化简: ·=________. 解析:原式=· =·=·=. 答案: 10.已知方程x2+3ax+3a+1=0(a>1)的两根分别为tan α,tan β,且α,β∈,则α+β=________. 解析:由已知得tan α+tan β=-3a,tan αtan β=3a+1, ∴tan(α+β)==1. 又∵α,β∈,tan α+tan β=-3a<0,tan αtan β=3a+1>0,∴tan α<0,tan β<0,∴α,β∈, ∴α+β∈(-π,0),∴α+β=-. 答案:- B级——中档题目练通抓牢 1.在斜三角形ABC中,sin A=-cos Bcos C,且tan B·tan C=1-,则角A 的大小为( ) A. B. C. D. 解析:选A 由题意知,sin A=-cos B cos C=sin(B+C)=sin B cos C+cos B sin C, 在等式-cos B cos C=sin B cos C+cos B sin C两边同除以cos B cos C得tan B+tan C=-, 所以tan(B+C)==-1=-tan A, 即tan A=1,所以A=. 2.已知α∈R,sin α+2cos α=,则tan 2α=( ) A. B. C.- D.- 解析:选C 因为sin α+2cos α=,所以sin2α+4cos2α+4sin αcos α=(sin2α+cos2α),整理得3sin2α-3cos2α-8sin αcos α=0,则-3cos 2α=4sin 2α,所以tan 2α=-. 3.(2018·合肥质检)已知函数f(x)=sin4x+cos4x,x∈.若f(x1)查看更多