第5章 - - 三角函数 - Microsoft - Word - 文档(3)

2019-01-12 16:33

公式三:sin(-a)=-sina

cos(-a)=cosa tan(-a)=-tana

它说明角-a与角a的正弦值互为相反数,而它们的余弦值相等.这是因为,若设a的终边与单位圆交于点P(x,y),则-a的终边与单位圆的交点必为P'(x,-y).由正弦函数、余弦函数的定义,即可得

sina=y,cosa=x,

sin(-a)= -y,cos(-a)=x,

所以:sin(-a)= - sina, cos(-a)= cosa

公式二、三的获得主要借助于单位圆及正弦函数、余弦函数的定义.根据点P的坐标准确地确定点P'的坐标是关键,这里充分利用了对称的性质,事实上,在图1中,点P'与点P关于原点对称,而在图2中,点P'与点P关于x轴对称,直观的对称形象为我们准确写出P'的坐标铺平了道路,体现了数形结合这一数学思想的优越性. 公式四: 用弧度制可写成 sin(180°-a)=sina sin(π-a)=sina cos(180°-a)=-cosa cos(π-a)=-cosa tan(180°-a)=-tana tan(π-a)=-tana 公式五: 用弧度制可写成 sin(360°-a)=-sina sin(2π-a)=-sina cos(360°-a)=cosa cos(2π-a)=cosa tan(360°-a)=-tana tan(2π-a)=-tana

这两组公式均可由前面学过的诱导公式直接推出(公式四可由公式二、三推出,公式五可由公式一、三推出),体现了把未知问题化为已知问题处理这一化归的数学思想,公式的推导并不难,然而推导中的化归意识和策略是值得我们关注的.

公式六: 用弧度制可表示如下: sin(90°-a)=cosa sin???????=cosa ?2???????=sina ?2?cos(90°-a)=sina cos?tan(90°-a)=cota tan???????=cot a ?2?公式七: 用弧度制可表示如下: sin(90°+a)=cosa sin???????=cosa ?2???????=-sina ?2?cos(90°+a)=-sina cos?

11

tan(90°+a)=-cota tan???????=-cot a ?2?说明:诱导公式可概括为:奇变偶不变,符号看象限.

,-?,180°±?,360°-?的三角函数值,等于?的同名函数值,?+k2360°(k∈Z)

前面加上一个把?看成锐角时原函数的符号;90°±?,270°±?的三角函数值,等于?的相应余函数值,面加上一个把?看成锐角时原函数值的符号,奇变偶不变,指90°的奇数倍,90°的偶数倍;“把?看成锐角”是指?原本是任意角,这里只是把它视为锐角处理. 二、典型例题 【例1】填空题:

(1)sin23??cos2(   )?1; (2)(3)?cos2sin4?cos4??tan(   );

?2?(   ); (4)tan?2cos?=( ).

【解答】考查同角三角函数基本关系式,考查对“同角”的理解,例如:3?与3?是同角, ?2与

2?2是同角,???与???也是同角;考查同角三角函数基本关系式的变式,如:

22222sin??1?cos?,cos??1?sin?,1?sin??cos?,tan?2cos?=sin?,tan??1cot?,cot??1tan?.

8【例2】(1)若已知cot???17,求sin?,tan?,cot?的值;

(2)若已知cot?=-3,求tan?,sin?和cos?的值. 【解答】(1)由cot???2817及sin2??cos2??1

2217?8?8?得sin??1?????217?17?2?25?9172

∴sin?=?∵cos?=?1517

<0 ∴角?为第二或第三象限的角.

1517817若角?为第二象限角,则sin?=

15.

151817??,cot???? 8cos?8tan?15?1715若角?为第三象限角,则sin?=-.

17∴tan??sin?? 12

∴tan??sin?cos????15151817?,cot??? 88tan?15171517158故而,?为第二象限角时,即,sin?=.,tan?=-

158,cot?=?8815.

?为第三象限角时,sin?=-

1517,tan?=,cot?=

115?.

1?3(2)∵cot?=-3且tan?2 cot?=1 ∴tan??∵tan?=-<0 ∴角?是第二或第四象限角

31cot?

若?是第二象限角,由于cot?=

cos?sin???3,得cos?=-3 sin?

110又因sin2??cos2??10sin2?1 ∴sin??2,则sin??1010

∵cos?=-3sin? 又因 ∴cos?=?31010.

若?是第三象限角,则sin?=?1010,cos?=?310101010.

所以,?是第二象限角时,tan?=-

13,sin?=?,cos?=?31010;

?是第三象限角时,有tan?=-

13,sin?=?1010,cos?=?31010.

【评述】若已知正弦、余弦、正切或余切中的某一个三角函数值,但没有指定角所在的象限,要求另外三角函数时,可按角所在象限分别讨论,进行运算,这时有两组结果.

【例3】已知tan?=2,求值:

2sin??3cos?2(1) (2)sin??2sin?cos??1

3sin??2cos?2nis??3soc?2tan??3【解答】(1):=

3nis??2soc?3tan??2又∵tan?=2 ∴原式=

2?2?33?2?2=274

(2)sin??2sin?cos??1=

2sin??2sin?cos?1?1

?sin??2sin?cos?sin??cos?222?1

13

?tan??2tan?tan??122?1

又∵tan?=2 ∴原式=

2?2?22?122?1=135

cos?sin?12【评述】在已知tan?的值,若其变式,如:sin?=2 cos?,sin?-2 cos?=0,等条件,求形如可利用tan?=

msin??ncos?asin??bcos?cos?sin??(其中a,b,m,n均为实数,且a2b≠0)式子的值时,

mtan??natan??b将上式转化为进而求值;

2而针对形如asin2??bsin?cos??c ·cos?的式子,可将其分母为1的分式,运用

1=sin2??cos2?这一关系式,将其转化为关于tan?的关系式后求值. 【例4】(1)已知sin?cos?=

14,且

?4<?<?2,求sin?-cos?的值:

(2)已知sinθ+cosθ=2,所以tanθ+cotθ的值. 【解答】(1)因为所以

sin?-cos? =(sin??cos?)2?1422sin??2sin?cos??cos? ??4<?<?2,所以sin?>cos?即sin?-cos?>0.

1?2sin?cos?

由于sin?cos?=· =,所以sin?-cos?=1?2 4122

(2)因为sinθ+cosθ=

sin?cos??122,所以(sin??cos?)?1?2sin?cos??2,即

2

sin?cos?112因为tan??cot???cos?sin??sin??cos?sin?cos?22?1sin?cos?

所以tan??cot???2

【评述】解题过程中要注意问题的已知条件和结论,进而联想相关公式,由

sin??cos??1,

22可得到(sin??cos?)?2sin?cos??1,(sin??cos?)?2sin?cos??1,

22 14

· cos?,sin?-cos?三者知换言之由sin2??cos2??1搭桥,sin??cos?,sin?  其一,即可求基余两式,当然,在求值过程中勿忘讨论角的范围,以便确定符号.

【例5】化简下列各式: (1)1?sin2400?; (2)

1?2sin10?cos10?sin10??1?sin10?2

【解答】(1)1?sin2(360??40?) 400?=cos400?=cos400?=cos2=cos40?=cos40?;

1?2sin10?cos10?sin10??1?sin10??(sin10??cos10?)sin10??cos10?22(2)=

sin10??cos10??2sin10?cos10?sin10??=22222cos10?2

=sin10??cos10?sin10??cos10?cos10??sin10?sin10??cos10?=-1

【评述】本题考查化简二次根式,应力求将开方式化完全平方式,从二次根号下移出来,同时要注意确定移出式的符号,化简实际上是一种不指定答案的恒等变动,对化简的一般要求是:

①项数要最少;②次数要最低;③函数种类要最少;④分母不含根号;⑤尽量不含根式;⑥能求值的要求值. 【例6】求证:

cosx1?sinx?1?sinxcosx

【分析】就证明三角恒等式成立的一般情况而言,可以考虑从左边推到右边,也可以考虑从右边推到左边,一般本着化繁为简的原则;可以将左边、右边同时推向一个式子,利用该式子搭桥证明等式成立;有时可从某已知条件,公式等出发,推导出结论,不论采用何种方式,都要做到“紧盯目标,据果变形”. 【证明】证法一:左边?右边 ∵左边=

cosx1?sinx?cosx(1?sinx)(1?sinx)(1?sinx)1?sinxcosx?右边

?cosx(1?sinx)1?sin2x

?cosx(1?sinx)cosx2?∴等式成立

证法二:右边?左边 ∵右边=

1?sinxcosx2?(1?sinx)(1?sinx)cosx(1?sinx)cosx1?sinx?1?sin2xcosx(1?sinx)

?cosxcosx(1?sinx)??左边

∴等式成立

15


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