两角和与差及二倍角公式讲义
两角和与差及二倍角公式
一.【复习要求】
1.掌握两角和与差的正弦、余弦、正切公式,了解它们的内在联.
2.掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式.
2.能够利用两角和与差的公式、二倍角公式进行三角函数式的求值、化简和证明.
二、【知识回顾】
1.两角和与差的三角函数
sin()αβ+= ;sin()αβ-= ; cos()αβ+= ;cos()αβ-= ; tan()αβ+= ;tan()αβ-= ;
2.二倍角公式:在sin(),cos(),tan()αβαβαβ+++中令αβ=,可得相应的二倍角公式。
sin 2α= ;
cos2α= = = tan 2α= 。 3.降幂公式
2
sin
α= ; 2cos α= .
注意:二倍角公式具有“升幂缩角“作用,降幂公式具有“降幂扩角”作用
4.辅助角公式
证明:
)sin cos x x y x x =+=
sin sin cos )x x ??+
)x ?+
其中,
cos ?=
sin ?=
tan b
a
?=
且角?终边过点(,)a b 在使用时,不必死记结论,而重在这种收缩(合二为一)思想
如:sin cos αα+= ;sin cos αα-= 。
5.公式的使用技巧
(1)连续应用:sin()sin[()]sin()cos cos()sin αβγαβγαβγαβγ++=++=+++
(2)“1”的代换:22
sin cos 1αα+=,sin 1,tan
12
4
π
π
==
(3)收缩代换:sin cos y x x =+
=)x ?+,
(其中,a b 不能同时为0) (4)公式的变形:
tan tan tan()1tan tan αβ
αβαβ
++=-→tan()tan tan tan()tan tan αβαβαβαβ+=+++
tan tan tan()1tan tan αβ
αβαβ
--=
+→tan()tan tan tan()tan tan αβαβαβαβ-=---
如:tan 95tan 353tan 95tan 35--= 。
tan 70tan 503tan 70tan 50+-= 。
(5)角的变换(拆角与配角技巧)
22
α
α=?
, ()ααββ=+-, ()αββα=--, 1[()()]2
ααβαβ=
++-,
()4
4
ααπ
π
=+
-
,
()4
24π
π
π
αα+=
--,1
[()()]2
βαβαβ=+--, (6)二倍角公式的逆用及常见变形
二倍角的正用、逆用、变形应用是公式的三种主要使用方法,特别是二倍角的余弦公式,它在求值、化简、证明中有广泛的应用,解题时应根据不同的需要,灵活选取。 ①sin 2sin
cos
22
α
α
α=;②2
2
2
2
cos cos sin 12sin 2cos 12
2
2
2
α
α
α
α
α=-=-=-
③2
2tan
2tan 1tan 2
α
αα
=
-;④21sin 2(sin cos )ααα±=±;⑤22(sin cos )(sin cos )2αααα++-=
5.三角函数式的化简
(1)化简方法:①直接应用公式进行降次、消项;②化切为弦,异名化同名,异角化同角;③ 三
角公式的逆用等。④降幂或升幂
(2)化简要求:①能求出值的应求出值;②使三角函数种数尽量少;③使项数尽量少;
④尽量使分母不含三角函数;⑤尽量使被开方数不含三角函数。
6.三角函数的求值类型有三类
(1)给角求值: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
换消去非特殊角,转化为求特殊角的三角函数值问题;
(2)给值求值:给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角的三角函数值,解题的关键在于
“变角”,如2(),()()ααββααβαβ=+-=++-等,把所求角用含已知角的式子表示,求解时要注意角的范围的讨论;
(3)给值求角:实质上转化为“给值求值”问题,关键也在于“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所求角的范围或函数的单调性求得角。
7.三角等式的证明
(1)三角恒等式的证明
根据等式两端的特征,通过三角恒等变换,应用化繁为简、左右同一、转换命题等方法,使等式两端化“异”为“同”; (2)三角条件等式的证明
通过观察,发现已知条件和待证等式间的关系。若从结论开始,通过变形,将已知表达式代入得出结论,采用代入法;若从条件开始,化简条件,将其代入要证表达式中,通过约分抵消等消去某些项,从而得出结论,采用消参法;若这两种方法都证不出来,可采用分析法进行证明。
三.【例题精讲】 考点一、给角求值
例1. 求值:cos 20cos103sin10tan 702cos 40sin 20
+-
例2.求值:2
[2sin 50sin10(13tan10)]2sin 80++?
【反思归纳】对于给角求值问题,往往所给角都是非特殊角,解决这类问题的基本思路有: ①化为特殊角的三角函数值
②化为正负相消的项,消去求值 ③化分子、分母使之出现公约数进行约分而求值。
考点二、给值求值
例3.已知tan 222
απθπ=-<<,求
2
2cos sin 1
2
)
4
θ
θπ
θ--+的值.
例4.已知3335
0,cos(),sin()4
445413
π
π
ππβααβ<<<<
-=+=,求sin()αβ+的值
考点三、给值求角
例5.已知tan()1
1
,tan 27
αββ-==-,且,(0,)αβπ∈,求2αβ-的值.
考点四、三角函数式的化简与证明
例6.已知()1cos sin 1cos sin 1sin cos 1sin cos f x x x
x x x x
x x
=
+---+
---+,且2,2
x k k Z ππ
≠+
∈
(1) 化简()f x
(2) 是否存在x ,使tan ()2
x f x ?与
2
1tan 2sin x
x
+相等?若存在,求出x ;若不存在,说明理由。
例7.已知5sin 3sin(2)ααβ=-,求证:tan()4tan 0αββ-+=
【练习】
1. 已知tan 2α=,则
2
sin 2cos 21cos αα
α
-=+
2. 求值:tan 20tan 60tan 60tan10tan10tan 20++=
3. 在ABC ?中,已知3
cos()4
5
A π
+=
,则cos2A 的值为
4. (08年高考山东卷改编)已知43cos()sin 6
5π
αα-
+=
,则7sin()6
π
α+=
5. (07年高考江苏卷)若13
cos(),cos()55
αβαβ+=-=,则tan tan αβ?=
6. (08年江苏卷)如图,在平面直角坐标第xOy 中,以Ox 轴为始边作两
个锐角αβ、,它们的终边分别与单位圆相交于A 、B 两点,已知A 、B
的横坐标分别为
225
,
,
(1)求tan()αβ+的值; (2)求2αβ+的值
7. 已知αβ、为锐角,向量(cos ,sin )a αα=,(cos ,sin )b ββ=,11(,)22
c =-.
(1) 若2
31
,2a b a c -?=
?=,求角2βα-的值; (2) 若a b c =+,求tan α的值.
8. 若147
cos ,cos()1751
ααβ=+=-,且αβ、都是锐角,求cos β
9. (2010淮安调研,16)已知(cos ,sin )a αα=,(cos ,sin )b ββ=. (1) 若6
π
αβ-=
,求a b ?的值.
(2)若
4
,
58
a b
π
α
?==,求tan()
αβ
+的值.