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文档介绍
【数学】2021届一轮复习人教A版(理)第四章第一讲 三角函数的基本概念、同角三角函数的基本关系与诱导公式学案
第四章 三角函数、解三角形 第一讲 三角函数的基本概念、同角三角函数的基本关系与诱导公式 1.[2020湖南耒阳二中模拟]给出下列命题: ①第二象限角大于第一象限角; ②不论是用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形的半径的大小无关; ③若sin α=sin β,则α与β的终边相同; ④若cos θ<0,则θ是第二或第三象限的角. 其中正确命题的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 2.[2020百校联考]已知点P(cos 300°,sin 300°)是角α终边上一点,则sin α - cos α=( ) A.32+12 B. - 32+12 C.32-12 D. - 32--12 3.[2019湖南衡阳三模]若sin α<0,则下列三角函数的值恒为负数的是( ) A.cos α B.tan α C.cosα2 D.tanα2 4.[2019全国卷Ⅰ,7,5分] tan 255°=( ) A. - 2 - 3 B. - 2+3 C.2 - 3 D.2+3 5.[2020山西大同高三调研]已知sin α+cos α=12,α∈(0,π),则1-tanα1+tanα=( ) A. - 7 B.7 C.3 D. - 3 6.[2019河南郑州三测]已知cos(2019π2+α)=12,α∈(π2,π),则cos α=( ) A.12 B. - 12 C. - 32 D.32 7.[2019北京,8,5分]如图4 - 1 - 1,A,B是半径为2的圆周上的定点,P为圆周上的动点,∠APB是锐角,大小为β.图中阴影区域的面积的最大值为( ) A.4β+4cos β B.4β+4sin β C.2β+2cos β D.2β+2sin β 8.[2018全国卷Ⅰ,11,5分]已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有两点A(1,a),B(2,b),且cos 2α=23,则|a - b|=( ) A.15 B.55 C.255 D.1 考法1三角函数定义的应用 1已知角α的终边上一点P( - 3,m)(m≠0),且sin α=2m4,则cos α= ,tan α= . 由sinα=2m4,结合三角函数的定义建立关于参数m的方程,求出m的值,再根据定义求cosα,tanα的值. 设P(x,y).由题设知x= - 3,y=m, 所以R2=OP2=( - 3)2+m2(O为原点),即R=3+m2, 所以sinα=mr=2m4=m22,所以R=3+m2=22, 即3+m2=8,解得m=±5. 当m=5时,cosα=-322= - 64,tanα= - 153; 当m= - 5时,cosα=-322= - 64,tanα=153. 2如图4 - 1 - 3,在平面直角坐标系xOy中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1),此时圆上一点P的位置在(0,0),圆在x轴上沿正向滚动.当圆滚动到圆心位于(2,1)时,OP的坐标为 . 求解本题的关键是确定点P转过的弧长,可借助三角函数的定义寻找点P的坐标,进而得OP的坐标. 如图4 - 1 - 4所示,设滚动后的圆的圆心为C,点P的坐标为(xP,yP),过点C作x轴的垂线,垂足为A,过点P作x轴的垂线与过点C所作y轴的垂线交于点B. 图4 - 1 - 4 因为圆心移动的距离为2,所以劣弧PA=2,即圆心角∠PCA=2,则∠PCB=2 - π2, 所以PB=sin(2 - π2)= - cos2,CB=cos(2 - π2)=sin2, 所以xP=2 - CB=2 - sin2,yP=1+PB=1 - cos2, 所以OP=(2 - sin2,1 - cos2). 1.(1)[2019四川攀枝花三诊]已知角θ=8π3,且角θ的终边经过点P(x,23),则x的值为( ) A.±2 B.2 C. - 2 D. - 4 (2)[2017北京,12,5分][理]在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sin α=13,则 sin β= . 考法2 同角三角函数关系的应用 命题角度1 公式的应用 3已知sinα+3cosα3cosα-sinα=5,则sin2α - sin αcos α= . 解法一 由已知可得sinα+3cosα=5(3cosα - sinα),即6sinα=12cosα,也就是sinα=2cosα, 代入sin2α+cos2α=1,得cos2α=15,(运用平方关系:sin2α+cos2α=1) 从而sin2α - sinαcosα=4cos2α - 2cos2α=2cos2α=25. 解法二 由已知可得sinα+3cosα3cosα-sinα=sinα+3cosαcosα3cosα-sinαcosα=tanα+33-tanα=5,(弦化切) 整理得tanα=2.从而sin2α - sinαcosα=sin2α-sinαcosαsin2α+cos2α=(利用sin2α+cos2α代换分母1) sin2α-sinαcosαcos2αsin2α+cos2αcos2α=tan2α-tanαtan2α+1=22-222+1=25. 命题角度2 sin α±cos α与sin αcos α关系的应用 4[2019四川成都二诊]已知α为第二象限角,且sin α+cos α=15,则cos α - sin α= A.75 B. - 75 C.±75 D. - 15 观察已知式sinα+cosα=15与待求式cosα - sinα的特征,可以求出sinαcosα的值,整体代入求解即可;或利用换元法,令cosα - sinα=t,结合已知条件和同角三角函数的基本关系求解;或根据sin2α+cos2α=1及sinα+cosα=15求出sinαcosα= - 1225,结合方程的根与系数的关系求出sinα,cosα的值,从而使问题得解. 解法一 (整体代入法)由sinα+cosα=15两边同时平方,得1+2sinαcosα=125,则2sinαcosα= - 2425, 所以(cosα - sinα)2=1 - 2sinαcosα=1+2425=4925.(配凑出关于sinαcos α的式子,整体代入) 因为α为第二象限角,所以cosα - sinα= - 75.(三角函数值的符号由角α所在的象限决定) 故选B. 解法二 (换元法)已知sinα+cosα=15, ① 令cosα - sinα=t. ②(整体换元) 由①2+②2,得2sin2α+2cos2α=125+t2,即2=125+t2,(利用同角三角函数的平方关系求值) 整理得t2=2 - 125=4925,解得t=±75. 因为α为第二象限角,所以cosα - sinα<0,故cosα - sinα= - 75.(检验,舍去不满足题意的值) 故选B. 解法三 (列方程法)由sinα+cosα=15两边同时平方,得1+2sinαcosα=125, 则2sinαcosα= - 2425,即sinαcosα= - 1225. 所以sinα,cosα是方程x2 - 15x - 1225=0的两根, 解方程得x1= - 35,x2=45. 因为α是第二象限角,所以sinα=45,cosα= - 35, 所以cosα - sinα= - 75.故选B. B 2.(1)[2017全国卷Ⅲ,4,5分]已知sin α - cos α=43,则sin 2α=( ) A. - 79 B. - 29 C.29 D.79 (2)[2016全国卷Ⅲ,5,5分][理]若tan α=34,则cos2α+2sin 2α=( ) A.6425 B.4825 C.1 D.1625 考法3诱导公式的应用 5(1)[2016四川,11,5分] sin 750°= . (2)已知cos(π6 - α)=33,则cos(5π6+α) - sin2(α - π6)=. (1)利用诱导公式及特殊角的三角函数值即可得出结论;(2)利用(π6 - α)+(5π6+α)=π和α - π6= - (π6 - α),将待求式中的角进行转化即可求解. (1)sin750°=sin(2×360°+30°)=sin30°=12. (2)因为cos(5π6+α)=cos[π - (π6 - α)]= - cos(π6 - α)= - 33, sin2(α - π6)=sin2[ - (π6 - α)]=sin2(π6 - α)=1 - cos2(π6 - α)=1 - (33)2=23, 所以cos(5π6+α) - sin2(α - π6)= - 33-23= - 2+33. 3.(1)[2017全国卷Ⅲ,6,5分]函数f (x)=15sin(x+π3)+cos(x - π6)的最大值为( ) A.65 B.1 C.35 D.15 (2)设f (α)=2sin(π+α)cos(π-α)-cos(π+α)1+sin2α+cos(3π2+α)-sin2(π2+α)(1+2sin α≠0),则f ( - 23π6)= . 考法4同角三角函数基本关系与诱导公式的综合应用 6 [2016全国卷Ⅰ,14,5分]已知θ是第四象限角,且sin(θ+π4)=35,则tan(θ - π4)= . 解法一 因为sin(θ+π4)=35,所以cos(θ - π4)=sin[π2+(θ - π4)]=sin(θ+π4)=35.因为θ为第四象限角,所以 - π2+2kπ<θ<2kπ,k∈Z,所以 - 3π4+2kπ<θ - π4<2kπ - π4,k∈Z,所以sin(θ - π4)= - 1-(35)2= - 45,所以tan(θ - π4)=sin(θ-π4)cos(θ-π4)= - 43. 解法二 因为θ是第四象限角,且sin(θ+π4)=35,所以θ+π4为第一象限角,所以cos(θ+π4)=45,所以tan(θ- π4)=sin(θ-π4)cos(θ-π4)=-cos[π2+(θ-π4)]sin[π2+(θ-π4)]= - cos(θ+π4)sin(θ+π4)= - 43. 4.已知tan α=2,则cos(52π+2α)=( ) A.35 B.45 C. - 35 D. - 45 易错三角函数求值时忽略隐含条件致错 7已知θ∈(0,π),sin θ+cos θ=3-12,则tan θ的值为 . 解法一 将sinθ+cosθ=3-12两边同时平方,得1+2sinθcosθ=1 - 32,即sinθcosθ= - 34,易知θ≠π2. 故sinθcosθ=sinθcosθsin2θ+cos2θ=tanθtan2θ+1= - 34, 解得tanθ= - 3或tanθ=- 33. ∵ θ∈(0,π),sinθcosθ= - 34<0,∴θ∈(π2,π).由sinθ+cosθ=3-12>0可知sinθ> - cosθ,即|sinθ|>|cosθ|,故θ∈(π2,3π4),则tanθ< - 1, ∴tanθ= - 3. 解法二 (本题若利用sinθ±cosθ与sinθcosθ之间的关系,就会得到更为便捷的解法) 由sinθ+cosθ=3-12 ①,得sinθcosθ= - 34<0, 又θ∈(0,π),∴sinθ>0,cosθ<0,∴sinθ - cosθ>0. 又(sinθ - cosθ)2=1 - 2sinθcosθ=1+32=(3+1)24, ∴sinθ - cosθ=3+12 ②. 联立①②,解得sinθ=32,cosθ=-12,∴tanθ= - 3. 素养探源 核心素养 考查途径 素养水平 逻辑推理 弦切互化,角的限制条件的挖掘,判断三角函数值的符号. 二 数学运算 求三角函数值. 一 易错警示 本题易错的地方是忽略对隐含条件“|sinθ|>|cosθ|”的挖掘,从而得到错误答案:tanθ= - 3或tanθ= - 33.有些关于三角函数的条件求值问题,表面上角的范围不受条件限制,实际上只要对已知式稍加变形,就会推出三角函数值间的限制关系,这种限制关系本身就隐含了角的取值范围.解题时,如果忽略了对已知条件中三角函数值间限制关系的挖掘,就很可能出错. 5.[2019安徽师大附中模拟]已知角α终边上一点P的坐标为(sinπ10,cos 9π 10),则角α是( ) A.π10 B.2π5 C. - π10 D. - 2π5 思想方法 分类讨论思想在三角函数化简求值中的应用 8在△ABC中,若sin(2π - A)= - 2sin(π - B),3cos A= - 2cos(π - B),则C= . 利用同角三角函数基本关系式的平方关系时,要对开方的结果进行分类讨论. 由已知得-sinA=-2sinB ①,3cosA=2cosB②, ①2+②2,得2cos2A=1,即cosA=±22. 当cosA=22时,cosB=32,又A,B是三角形的内角, 所以A=π4,B=π6,所以C=π - (A+B)=712π. 当cosA= - 22时,cosB= - 32,又A,B是三角形的内角,所以A=34π,B=56π不符合题意,舍去. 综上可得C=712π. 素养探源 核心素养 考查途径 素养水平 逻辑推理 利用同角三角函数的基本关系和诱导公式恒等变形,分类讨论. 二 数学运算 三角恒等变换,求角A,B和C. 二 解后反思 (1)本题在三角函数的化简求值过程中,应用了分类讨论思想,即使讨论的某种情况不符合题意,也不能省略讨论的步骤,需提升数学思维的严谨性. (2)求解三角形中的三角函数问题时,要注意隐含条件的挖掘以及三角形内角和定理的应用. 6.已知A=sin(kπ+α)sinα+cos(kπ+α)cosα(k∈Z),则A的值构成的集合是 . 1.A 举反例:第一象限角370°不小于第二象限角100°,故①错;易知②正确;由于sin π6=sin 5π6,但π6与5π6的终边不相同,故③错;当θ=π时,cos θ= - 1,此时θ既不是第二象限角,也不是第三象限角,故④错.综上可知只有②正确. 2.D 由点P(cos 300°,sin 300°)是角α终边上一点,可得sin α - cos α=sin 300° - cos 300°= - 32 - 12. 3.D 由sin α<0,得2kπ+π<α<2kπ+2π(k∈Z),故kπ+π2<α2查看更多