1.3 三角函数的诱导公式(一)
学习目标 1.了解三角函数的诱导公式的意义和作用.2.理解诱导公式的推导过程.3.能运用有关诱导公式解决一些三角函数的求值、化简和证明问题.
设角α的终边与单位圆的交点为P,由三角函数定义知P点坐标为(cos α,sin α). 知识点一 诱导公式二
思考 角π+α的终边与角α的终边有什么关系?角π+α的终边与单位圆的交点
P1(cos(π+α),sin(π+α))与点P(cos α,sin α)呢?它们的三角函数之间有什么关
系?
答案 角π+α的终边与角α的终边关于原点对称,P1与P也关于原点对称,它们的三角函数关系如下: 诱导公式二
sin?π+α?=-sin α, cos?π+α?=-cos α, tan?π+α?=tan α. 知识点二 诱导公式三
思考 角-α的终边与角α的终边有什么关系?角-α的终边与单位圆的交点P2(cos(-α),sin(-α))与点P(cos α,sin α)有怎样的关系?它们的三角函数之间有什么关系? 答案 角-α的终边与角α的终边关于x轴对称,P2与P也关于x轴对称,它们的三角函数关系如下: 诱导公式三
sin?-α?=-sin α, cos?-α?=cos α, tan?-α?=-tan α. 知识点三 诱导公式四
思考 角π-α的终边与角α的终边有什么关系?角π-α的终边与单位圆的交点
P3(cos(π-α),sin(π-α))与点P(cos α,sin α)有怎样的关系?它们的三角函之间
有什么关系?
答案 角π-α的终边与角α的终边关于y轴对称,P3与P也关于y轴对称,它们的三角函数关系如下: 诱导公式四
sin(π-α)=sin α, cos(π-α)=-cos α, tan(π-α)=-tan α. 梳理 公式一~四都叫做诱导公式,它们分别反映了2kπ+α(k∈Z),π+α,-α,π-α的三角函数与α的三角函数之间的关系,这四组公式的共同特点是:
2kπ+α(k∈Z),π+α,-α,π-α的三角函数值等于α的同名函数值,前面加上一个把α看成锐角时原函数值的符号.简记为“函数名不变,符号看象限”.
类型一 利用诱导公式求值 命题角度1 给角求值问题 例1 求下列各三角函数式的值.
11π43π(1)cos 210°; (2)sin ;(3)sin(-); (4)cos(-1 920°).
46解 (1)cos 210°=cos(180°+30°) =-cos 30°=-
3. 2
11π3π(2)sin=sin(2π+) 443ππ
=sin=sin(π-) 44π2=sin=. 42
43π7π(3)sin(-)=-sin(6π+) 667πππ1
=-sin=-sin(π+)=sin=.
6662(4)cos(-1 920°)=cos 1 920° =cos(5×360°+120°)
=cos 120°=cos(180°-60°)=-cos 60°=-1
2. 反思与感悟 利用诱导公式求任意角三角函数值的步骤: (1)“负化正”:用公式一或三来转化.
(2)“大化小”:用公式一将角化为0°到360°间的角. (3)“角化锐”:用公式二或四将大于90°的角转化为锐角. (4)“锐求值”:得到锐角的三角函数后求值. 跟踪训练1 求下列各三角函数式的值.
(1)sin 1 320°; (2)cos??31π?-
6???
; (3)tan(-945°).
解 (1)方法一 sin 1 320°=sin(3×360°+240°) =sin 240°=sin(180°+60°)=-sin 60°=-3
2
. 方法二 sin 1 320°=sin(4×360°-120°)=sin(-120°) =-sin(180°-60°)=-sin 60°=-32
. (2)方法一 cos???-31π??=cos31π=cos??4π+7π6??6?6??
=cos(π+π6)=-cos π6=-32
. 方法二 cos??31π?=cos?-6π+5π?-6????6???
=cos???
π-π6???=-cosπ6=-32. (3)tan(-945°)=-tan 945°=-tan(225°+2×360°) =-tan 225°=-tan(180°+45°)=-tan 45°=-1. 命题角度2 给值求角问题
例2 已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π
2,则θ等于( A.-π6 B.-πππ3 C.6 D.3
答案 D
解析 由sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π2,
可得-sin θ=-3cos θ,|θ|<π
2
,
)
ππ
即tan θ=3,|θ|<,∴θ=.
23
反思与感悟 对于给值求角问题,先通过化简已给的式子得出某个角的某种三角函数值,再结合特殊角的三角函数值逆向求角.
跟踪训练2 已知sin(π-α)=-2sin(π+β),3cos(-α)=-2cos(π+β),0<α<π,0<β<π,求α,β.
?sin α=2sin β, ①
解 由题意,得?
?3cos α=2cos β. ②
①+②,得sinα+3cosα=2, 即sinα+3(1-sinα)=2, 122
∴sinα=,∴sin α=±.
22∵0<α<π,∴sin α=π3
∴α=或α=π.
44
2
, 2
2
2
2
2
2
2
π333
把α=,α=π分别代入②,得cos β=或cos β=-. 4422π5
又∵0<β<π,∴β=或β=π.
66ππ35
∴α=,β=或α=π,β=π.
4646类型二 利用诱导公式化简 例3 化简下列各式.
tan?2π-α?sin?-2π-α?cos?6π-α?
(1);
cos?α-π?sin?5π-α?(2)1+2sin 290°cos 430°
. sin 250°+cos 790°
sin?2π-α?
·sin?-α?cos?-α?
cos?2π-α?
解 (1)原式=
cos?π-α?sin?π-α?=
-sin α?-sin α?cos αsin α
=-=-tan α.
cos α?-cos α?sin αcos α
1+2sin?360°-70°?cos?360°+70°?
sin?180°+70°?+cos?720°+70°?
(2)原式==
1-2sin 70°cos 70°|cos 70°-sin 70°|
=
-sin 70°+cos 70°cos 70°-sin 70°
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