2023届高考数学二轮复习2-2三角恒等变换与解三角形学案(含解析)

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2023届高考数学二轮复习2-2三角恒等变换与解三角形学案(含解析)

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第二讲 三角恒等变换与解三角形——小题备考
微专题1 三角函数求值
常考常用结论
1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式
(1)sin (α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ.
(2)cos (α±β)=cosαcosβ sinαsinβ.
(3)tan (α±β)=.
2.二倍角的正弦、余弦、正切公式
(1)sin2α=2sinαcosα.
(2)cos2α=cos2α-sin2α=2cos2α-1=1-2sin2α.
(3)tan2α=.
3.常用公式
(1)降幂扩角公式:cos2α=,sin2α=.
(2)升幂公式:1+cos2α=2cos2α,1-cos2α=2sin2α.
(3)公式变形:tanα±tanβ=tan (α±β)(1 tanα·tanβ).
(4)辅助角公式:asinx+bcosx=sin (x+φ),其中sinφ=,cosφ=.
保分题
1.[2022·河北张家口一模]已知cosα=,0<α<,则sin (α+)=(  )
A.B.
C.-D.-
2.[2022·湖北武汉二模]设sin32°=k,则tan16°+=(  )
A.B.
C.2kD.k
3.[2022·山东烟台一模]若sinα=cos (α+),则tan2α的值为________.
提分题
例2
(1)[2022·山东淄博三模]已知α∈(-,0),且cos2α=sin (α+),则sin2α=(  )
A.-B.
C.-1D.1
(2)[2022·河北石家庄一模]已知角α∈(0,),tan=,则α=________.
听课笔记:
技法领悟
1.解决给角求值问题的关键是两种变换:一是角的变换,注意各角之间是否具有和差关系、互补(余)关系、倍半关系,从而选择相应公式进行转化,把非特殊角的三角函数相约或相消,从而转化为特殊角的三角函数;二是结构变换,在熟悉各种公式的结构特点、符号特征的基础上,结合所求式子的特点合理地进行变形.
2.给值求值的关键是找出已知式与待求式之间的联系及函数的差异,一般可以适当变换已知式,求得另外某些函数式的值,以备应用.同时也要注意变换待求式,便于将已知求得的函数值代入,从而达到解题的目的.
3.实质上是转化为“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区间求得角,有时要压缩角的取值范围.
巩固训练1
1.[2022·辽宁抚顺一模]已知sin (-α)=,则cos (2α-)的值是(  )
A.-B.
C.-D.
2.[2022·湖南师大附中三模]已知sin (α-)=(0<α<π),则sinα+cosα=________.
微专题2 解三角形
 
常考常用结论
1.正弦定理及其变形
在△ABC中,===2R(R为△ABC的外接圆半径).变形:a=2RsinA,sinA=,a∶b∶c=sinA∶sinB∶sinC等.
2.余弦定理及其变形
在△ABC中,a2=b2+c2-2bccosA;
变形:b2+c2-a2=2bccosA,cosA=.
3.三角形面积公式
S△ABC=absinC=bcsinA=acsinB.
4.三角形中的有关结论
(1)sinA=sin (B+C),cosA=-cos (B+C);
(2)A>B sinA>sinB,cosA保分题
1.[2022·广东广州一模]在△ABC中,若A=,B=,a=3,则b=(  )
A.4B.2
C.D.
2.[2022·北京通州一模]在△ABC中,已知cosA=,a=2,b=3,则c=(  )
A.1B.
C.2D.3
3.在△ABC中,sin2A=sinBsinC,若∠A=,则∠B的大小是(  )
A.B.
C.D.
提分题
例2
(1)[2022·山东临沂二模]我国古代数学家秦九韶在《数书九章》中记述了“三斜求积术”,即在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则△ABC的面积S=.根据此公式,若acosB+(b-c)cosA=0,且b2+c2-a2=,则△ABC的面积为(  )
A.B.
C.D.
(2)[2022·湖南衡阳二模]设a,b,c分别是△ABC的内角A,B,C的对边,已知(b+c)sin (A+C)=(a+c)(sinA-sinC),设D是BC边的中点,且△ABC的面积为1,则·()等于(  )
A.2B.2
C.-2D.-2
听课笔记:
技法领悟
1.正、余弦定理的适用条件
(1)“已知两角和一边”或“已知两边和其中一边的对角”应采用正弦定理.
(2)“已知两边和这两边的夹角”或“已知三角形的三边”应采用余弦定理.
2.三角形面积公式的应用原则
(1)对于面积公式S=absinC=acsinB=bcsinA,一般是已知哪一个角就使用含哪个角的公式.
(2)与面积有关的问题,一般要利用正弦定理或余弦定理进行边和角的互化.
巩固训练2
1.(多选)已知锐角△ABC,下列说法正确的是(  )
A.sinA+sinB+sinCB.tanA+tanB+tanC>0
C.sinA=,tanB=3,则AD.cosA+cosB<
2.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,若a=,b+c=3,向量m=(2cos2A+3,2),n=(2cosA,1),且m∥n.则△ABC的面积是________.
第二讲 三角恒等变换与解三角形
微专题1 三角函数求值
保分题
1.解析:由cos α=,0<α<,得sin α=,
所以sin (α+)=sin α+cos α==,故选B.
答案:B
2.解析:tan 16°+=


=.
故选A.
答案:A
3.解析:由sin α=cos (α+),
可得sin α=cos αcos -sin αsin =cos α-sin α,
则tan α=,tan 2α===.
答案:
提分题
[例1] 解析:(1)∵cos2α=sin (α+)=(sin α+cos α),
∴cos2α-sin2α=(cosα+sin α)(cos α-sin α)=(cos α+sin α),
∴(cos α+sin α)(cos α-sin α-)=0,
∴cos α+sin α=0或cos α-sin α=,
由cos α+sin α=0平方可得1+sin 2α=0,即sin 2α=-1,
由cos α-sin α=平方可得1-sin 2α=,即sin 2α=,
因为α∈(-,0),所以2α∈(-π,0),sin 2α<0,
综上,sin 2α=-1.
(2)∵tan =,
∴=,
∴sin (cos α+cos )=cos (sin α-sin ),
∴sin cos α+sin cos =cos sin α-cos sin ,
∴sin cos +cos sin =cos sin α-sin cos α,
∴sin =sin (α-),∵α∈(0,),∴α-∈(-)
∴=α-,则α==.
答案:(1)C (2)
[巩固训练1]
1.解析:cos (2α-)=cos (-2α)=cos [2(-α)]=1-2sin2(-α)=1-2×()2=.
答案:B
2.解析:由题意得α-∈(-),而sin(α-)=<,
故α-∈(0,),cos (α-)=,
故sin α+cos α=sin (α+)=cos (α-)=.
答案:
微专题2 解三角形
保分题
1.解析:在△ABC中,若A=,B=,a=3,由正弦定理=得:
b====2,
所以b=2.
答案:B
2.解析:因为在△ABC中,cos A=,a=2,b=3,
所以由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos A,
12=9+c2-6×c,得c2-2c-3=0,
解得c=3,或c=-1(舍去).
答案:D
3.解析:因为sin2A=sinB sin C,所以a2=bc,
由余弦定理可知a2=b2+c2-2bc cos =b2+c2-bc=bc,
即(b-c)2=0,得b=c,
所以△ABC是等边三角形,∠B=.
答案:C
提分题
[例2] 解析:(1)由正弦定理边角互化可知a cos B+(b-c)cos A=0化简为
sin A cos B+(sin B-sin C)cos A=0,
sin A cos B+sin B cos A=sin C cos A
即sin (A+B)=sin C=sin C cos A
∵sin C≠0,∴cos A=,
cos A== =,解得:bc=1,
根据面积公式可知S===.
(2)∵(b+c)sin (A+C)=(a+c)(sin A-sin C),
∴由正弦定理可得:(b+c)b=(a+c)(a-c),整理可得:b2+c2-a2=-bc,
∴由余弦定理可得:cos A=-,∴由A∈(0,π),可得:A=,
又ABC的面积为1,即bc sin =1,∴bc=4,
又·()=()·()
=2-2=
==-
=-·=-bc cos A=2.
答案:(1)A (2)B
[巩固训练2]
1.解析:对于A,取A=B=C=,则sin A+sin B+sin C>cos A+cos B+cos C,可知A错误;
对于B,由于△ABC是锐角三角形,故tan A>0,tan B>0,tan C>0,故tan A+tan B+tan C>0,故B正确;
对于C,锐角△ABC中,由sin A=知cos A=,
故tan A=,则tan A对于D,△ABC是锐角三角形,故A+B>,所以B>-A,故cos A+cos B即cos A+cos B<,即D正确.
答案:BCD
2.解析:因为m=(2cos 2A+3,2),n=(2cos A,1),m∥n;
所以4cos A=2cos 2A+3=4cos2A+1,解得cosA=;
cos A===,
即=,解得bc=2;
又cos A=,所以sin A=,
所以△ABC的面积为S=bc sin A=.
答案:

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