第四单元第3讲 两角和与差的正弦、余弦和正切公式 -2024年新高考数学一轮复习讲义之讲-练-测

资源下载
  1. 二一教育资源

第四单元第3讲 两角和与差的正弦、余弦和正切公式 -2024年新高考数学一轮复习讲义之讲-练-测

资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第四单元第3讲 两角和与差的正弦、余弦和正切公式

讲知识 讲方法

练题型 练真题
题型一:两角和与差的三角函数公式
题型二:两角和与差的三角函数公式的逆用与变形
题型三:三角函数公式中变“角”
题型四:三角函数公式中变“名”

测基础 测能力
单选4题 单选4题
多选2题 多选2题
填空2题 填空2题
解答3题 解答3题
一、【讲】
【讲知识】
1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式
(1)公式C(α-β):
cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β;
(2)公式C(α+β):
cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β;
(3)公式S(α-β):
sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β;
(4)公式S(α+β):
sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β;
(5)公式T(α-β):tan(α-β)=;
(6)公式T(α+β):tan(α+β)=.
2.辅助角公式
asin α+bcos α=sin(α+φ),其中sin φ=,cos φ=.
【讲方法】
1.使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征.
2.使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值.
3.运用两角和与差的三角函数公式时,不但要熟悉公式的正用,还要熟悉公式的逆用及变形应用,如tan α+tan β=tan(α+β)·(1-tan αtan β)和二倍角的余弦公式的多种变形等.公式的逆用和变形应用更能拓展思路,培养从正向思维向逆向思维转化的能力.
4.对asin x+bcos x化简时,辅助角φ的值如何求要清楚.
5.当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式;
6.当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,再应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.
7.常见的角变换:2α=(α+β)+(α-β),α=+,+α=-,α=(α+β)-β=(α-β)+β,+=等.
二、【练】
【练题型】
【题型一】两角和与差的三角函数公式
【典例1】已知cos α+cos=1,则cos等于(  )
A. B.
C. D.
【典例2】化简:①sin x+cos x= .
【典例3】已知sin α=,α∈,tan(π-β)=,则tan(α-β)的值为(  )
A.- B. C. D.-
【题型二】两角和与差的三角函数公式的逆用与变形
【典例1】若α+β=-,则(1+tan α)(1+tan β)= .
【典例2】已知α∈,tan α=sin 76°cos 46°-cos 76°sin 46°,则sin α等于(  )
A. B.- C. D.-
【典例3】(1+tan 20°)(1+tan 21°)(1+tan 24°)(1+tan 25°)= .
【题型三】三角函数公式中变“角”
【典例1】已知α,β∈,sin(α+β)=-,sin=,则cos=________.
【典例2】已知sin α=,sin(β-α)=-,α,β均为锐角,则β等于(  )
A. B. C. D.
【典例3】已知α,β∈,sin(α+β)=-,sin=,则cos= .
【题型四】三角函数公式中变“名”
【典例1】求值:-sin 10°.
【典例2】求4sin 20°+tan 20°的值为________.
【练真题】
【真题1】(2020·全国Ⅲ)已知sin θ+sin=1,则sin等于(  )
A. B. C. D.
【真题2】(2021·全国乙卷)cos2-cos2=(  )
A. B. C. D.
【真题3】(2021·全国甲卷)若α∈,tan 2α=,则tan α=(  )
A. B. C. D.
【真题4】(2018·全国Ⅱ)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)= .
【真题5】(2019·高考全国卷Ⅱ)已知α∈,2sin 2α=cos 2α+1,则sin α=(  )
A. B.
C. D.
【真题6】(2020·高考全国卷Ⅱ)若sin x=-,则cos 2x=____________.
【真题7】(2020·高考全国卷Ⅲ)已知2tan θ-tan =7,则tan θ=(  )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
【真题8】(2021·新高考Ⅰ卷)若tan θ=-2,则=(  )
A.- B.- C. D.
三、【测】
【测基础】
【单选题】
1. tan 105°等于(  )
A.2- B.-2-
C.-2 D.-
2. 已知点P(x,2)是角α终边上一点,且cos α=-,则cos等于(  )
A.- B.
C. D.
3. 等于(  )
A.1 B.
C. D.
4. 已知锐角α,β满足sin α=,cos β=,则α+β等于(  )
A. B.或
C. D.2kπ+(k∈Z)
【多选题】
5. 下列各式中,值为的是(  )
A.    B.tan 15°cos215°
C.cos2-sin2    D.
6. 下列四个选项中,化简正确的是(  )
A.cos(-15°)=
B.cos 15°cos 105°+sin 15°sin 105°=0
C.cos(α-35°)cos(25°+α)+sin(α-35°)·sin(25°+α)=
D.sin 14°cos 16°+sin 76°cos 74°=
【填空题】
7. 已知tan θ=2,则tan= .
8. 化简:sin(α+β)cos(γ-β)-cos(β+α)sin(β-γ)= .
【解答题】
9. 已知α,β∈,sin(α+β)=-,sin=,求cos.
10. 已知0<β<<α<π,且cos=-,sin=,求cos(α+β)的值.
11. 已知α,β均为锐角,且sin α=,tan(α-β)=-.
(1)求sin(α-β)的值;
(2)求cos β的值.
【测能力】
【单选题】
1. 已知α为第二象限角,且tan α+tan =2tan αtan -2,则sin=(  )
A.- B.
C.- D.
2. 公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,发现了黄金分割约为0.618,这一数值也可以表示为m=2sin 18°,若m2+n=4,则=(  )
A.8 B.4
C.2 D.1
3. 若cos2α-cos2β=a,则sin(α+β)sin(α-β)等于(  )
A.- B. C.-a D.a
4. 已知cos=2cos(π-α),则tan等于(  )
A.-3 B.
C.- D.3
【多选题】
5. 已知cos(α+β)=-,cos 2α=-,其中α,β为锐角,以下判断正确的是(  )
A.sin 2α= B.cos(α-β)=
C.cos αcos β= D.tan αtan β=
6. 已知α,β,γ∈,sin α+sin γ=sin β,cos β+cos γ=cos α,则下列说法正确的是(  )
A.cos(β-α)=
B.cos(β-α)=
C.β-α=-
D.β-α=
【填空题】
7. 已知coscos=,则sin4θ+cos4θ的值为________.
8. 已知0<α<,且sin α=,则tan=________;=________.
【解答题】
9. 已知角α的顶点与原点O重合,始边与x轴的非负半轴重合,它的终边过点P.
(1)求sin(α+π)的值;
(2)若角β满足sin(α+β)=,求cos β的值.
10. 已知cos=-,sin=,且<α<π,0<β<,求cos(α+β).
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,顶点在坐标原点,以x轴非负半轴为始边的锐角α与钝角β的终边与单位圆O分别交于A,B两点,x轴的非负半轴与单位圆O交于点M,已知S△OAM=,点B的纵坐标是.
(1)求cos(α-β)的值;
(2)求2α-β的值.
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第四单元第3讲 两角和与差的正弦、余弦和正切公式

讲知识 讲方法

练题型 练真题
题型一:两角和与差的三角函数公式
题型二:两角和与差的三角函数公式的逆用与变形
题型三:三角函数公式中变“角”
题型四:三角函数公式中变“名”

测基础 测能力
单选4题 单选4题
多选2题 多选2题
填空2题 填空2题
解答3题 解答3题
一、【讲】
【讲知识】
1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式
(1)公式C(α-β):
cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β;
(2)公式C(α+β):
cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β;
(3)公式S(α-β):
sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β;
(4)公式S(α+β):
sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β;
(5)公式T(α-β):tan(α-β)=;
(6)公式T(α+β):tan(α+β)=.
2.辅助角公式
asin α+bcos α=sin(α+φ),其中sin φ=,cos φ=.
【讲方法】
1.使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征.
2.使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值.
3.运用两角和与差的三角函数公式时,不但要熟悉公式的正用,还要熟悉公式的逆用及变形应用,如tan α+tan β=tan(α+β)·(1-tan αtan β)和二倍角的余弦公式的多种变形等.公式的逆用和变形应用更能拓展思路,培养从正向思维向逆向思维转化的能力.
4.对asin x+bcos x化简时,辅助角φ的值如何求要清楚.
5.当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式;
6.当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,再应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.
7.常见的角变换:2α=(α+β)+(α-β),α=+,+α=-,α=(α+β)-β=(α-β)+β,+=等.
二、【练】
【练题型】
【题型一】两角和与差的三角函数公式
【典例1】已知cos α+cos=1,则cos等于(  )
A. B.
C. D.
【解析】∵cos α+cos=1,
∴cos α+cos α+sin α=cos α+sin α

=cos=1,
∴cos=.
故选D.
【典例2】化简:①sin x+cos x= .
【解析】sin x+cos x=2
=2sin.
【典例3】已知sin α=,α∈,tan(π-β)=,则tan(α-β)的值为(  )
A.- B. C. D.-
【解析】∵α∈,
∴cos α=-,tan α=-,
又tan(π-β)=,
∴tan β=-,
∴tan(α-β)===-.
故选A.
【题型二】两角和与差的三角函数公式的逆用与变形
【典例1】若α+β=-,则(1+tan α)(1+tan β)= .
【解析】tan=tan(α+β)==1,所以1-tan αtan β=tan α+tan β,所以1+tan α+tan β+tan αtan β=2,即(1+tan α)·(1+tan β)=2.
【典例2】已知α∈,tan α=sin 76°cos 46°-cos 76°sin 46°,则sin α等于(  )
A. B.- C. D.-
【解析】由tan α=sin 76°cos 46°-cos 76°sin 46°=sin(76°-46°)=sin 30°=,
∵α∈,
∴α∈,
联立
解得sin α=.
故选A.
【典例3】(1+tan 20°)(1+tan 21°)(1+tan 24°)(1+tan 25°)= .
【解析】(1+tan 20°)(1+tan 25°)=1+tan 20°+tan 25°+tan 20°tan 25°=1+tan(20°+25°)(1-tan 20°tan 25°)+tan 20°tan 25°=2,同理可得(1+tan 21°)(1+tan 24°)=2,所以原式=4.
【题型三】三角函数公式中变“角”
【典例1】已知α,β∈,sin(α+β)=-,sin=,则cos=________.
【解析】由题意知,α+β∈,sin(α+β)=-<0,所以cos(α+β)=,因为β-∈,所以cos=-,cos=cos=cos(α+β)cos+sin(α+β)sin=-.
【典例2】已知sin α=,sin(β-α)=-,α,β均为锐角,则β等于(  )
A. B. C. D.
【解析】因为sin α=,sin(β-α)=-,且α,β均为锐角,所以cos α=,cos(β-α)=,所以sin β=sin[α+(β-α)]=sin α·cos(β-α)+cos αsin(β-α)=×+×==,所以β=.
故选C.
【典例3】已知α,β∈,sin(α+β)=-,sin=,则cos= .
【解析】由题意知,α+β∈,sin(α+β)=-<0,所以cos(α+β)=,
因为β-∈,
所以cos=-,
cos=cos
=cos(α+β)cos+sin(α+β)sin=-.
【题型四】三角函数公式中变“名”
【典例1】求值:-sin 10°.
【解析】原式=-sin 10°
=-sin 10°·
=-sin 10°·
=-2cos 10°=

===.
【典例2】求4sin 20°+tan 20°的值为________.
【解析】原式=4sin 20°+
==
==.
【练真题】
【真题1】(2020·全国Ⅲ)已知sin θ+sin=1,则sin等于(  )
A. B. C. D.
【解析】因为sin θ+sin
=sin+sin
=sincos -cossin +sincos +cossin
=2sincos =sin=1.
所以sin=.
故选B.
【真题2】(2021·全国乙卷)cos2-cos2=(  )
A. B. C. D.
【解析】因为cos=sin=sin ,所以cos2-cos2=cos2-sin2=cos=cos =.
故选D.
【真题3】(2021·全国甲卷)若α∈,tan 2α=,则tan α=(  )
A. B. C. D.
【解析】因为tan 2α==,且tan 2α=,
所以=,解得sin α=.
因为α∈,所以cos α =,tan α==.
故选A.
【真题4】(2018·全国Ⅱ)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)= .
【解析】∵sin α+cos β=1,①
cos α+sin β=0,②
∴①2+②2得1+2(sin αcos β+cos αsin β)+1=1,
∴sin αcos β+cos αsin β=-,
∴sin(α+β)=-.
【真题5】(2019·高考全国卷Ⅱ)已知α∈,2sin 2α=cos 2α+1,则sin α=(  )
A. B.
C. D.
【解析】由2sin 2α=cos 2α+1,得4sin αcos α=1-2sin2α+1,即2sin αcos α=1-sin2α.因为α∈,所以cos α=,
所以2sin α=1-sin2 α,
解得sin α=.
故选B.
【真题6】(2020·高考全国卷Ⅱ)若sin x=-,则cos 2x=____________.
【解析】因为sin x=-,所以由二倍角公式,得cos 2x=1-2sin2x=1-2×=.
【真题7】(2020·高考全国卷Ⅲ)已知2tan θ-tan =7,则tan θ=(  )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
【解析】由已知得2tan θ-=7,得tan θ=2.
故选D.
【真题8】(2021·新高考Ⅰ卷)若tan θ=-2,则=(  )
A.- B.- C. D.
【解析】因为tan θ=-2,
所以=
=sin θ(sin θ+cos θ)=
===.
故选C.
三、【测】
【测基础】
【单选题】
1. tan 105°等于(  )
A.2- B.-2-
C.-2 D.-
【解析】 tan 105°=tan(60°+45°)



==-2-.
故选B.
2. 已知点P(x,2)是角α终边上一点,且cos α=-,则cos等于(  )
A.- B.
C. D.
【解析】因为点P(x,2)是角α终边上一点,
则有cos α==,
而cos α=-,
于是得=-,解得x=-1,
则sin α==,
因此,cos=cos cos α-sin sin α
=×-×
=-,
所以cos=-.
故选A.
3. 等于(  )
A.1 B.
C. D.
【解析】



=.
故选B.
4. 已知锐角α,β满足sin α=,cos β=,则α+β等于(  )
A. B.或
C. D.2kπ+(k∈Z)
【解析】由sin α=,cos β=,
且α,β为锐角,
可知cos α=,sin β=,
故cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β
=×-×
=,
又0<α+β<π,故α+β=.
故选C.
【多选题】
5. 下列各式中,值为的是(  )
A.    B.tan 15°cos215°
C.cos2-sin2    D.
【解析】∵=tan 45°=,
tan 15°·cos215°=sin 15°cos 15°
=sin 30°=,
cos2-sin2=cos =,
=sin 30°=.
故选ACD.
6. 下列四个选项中,化简正确的是(  )
A.cos(-15°)=
B.cos 15°cos 105°+sin 15°sin 105°=0
C.cos(α-35°)cos(25°+α)+sin(α-35°)·sin(25°+α)=
D.sin 14°cos 16°+sin 76°cos 74°=
【解析】对于A,法一 原式=cos(30°-45°)=cos 30°·cos 45°+sin 30°sin 45°=×+×=,A错误.
法二 原式=cos 15°=cos(45°-30°)=cos 45°cos 30°+sin 45°sin 30°=×+×=.
对于B,原式=cos(15°-105°)=cos(-90°)=cos 90°=0,B正确.
对于C,原式=cos[(α-35°)-(25°+α)]=cos(-60°)=cos 60°=.
对于D,原式=cos 76°cos 16°+sin 76°sin 16°=cos(76°-16°)=cos 60°=.
故选BCD.
【填空题】
7. 已知tan θ=2,则tan= .
【解析】∵tan θ=2,∴tan====.
8. 化简:sin(α+β)cos(γ-β)-cos(β+α)sin(β-γ)= .
【解析】sin(α+β)cos(γ-β)-cos(β+α)sin(β-γ)
=sin(α+β)cos(β-γ)-cos(α+β)sin(β-γ)
=sin[(α+β)-(β-γ)]=sin(α+γ).
【解答题】
9. 已知α,β∈,sin(α+β)=-,sin=,求cos.
【解析】因为α,β∈,
所以<α+β<2π,
<β-<,
因为sin(α+β)=-,
sin=,
所以cos(α+β)=,
cos=-,
所以cos
=cos
=cos(α+β)cos+sin(α+β)sin
=×+×
=-.
10. 已知0<β<<α<π,且cos=-,sin=,求cos(α+β)的值.
【解析】∵0<β<<α<π,
∴-<-β<,
<α-<π,
∴cos==,
sin==,
∴cos=cos
=coscos+sinsin
=×+×
=,
∴cos(α+β)=2cos2-1=2×-1=-.
11. 已知α,β均为锐角,且sin α=,tan(α-β)=-.
(1)求sin(α-β)的值;
(2)求cos β的值.
【解析】(1)∵α,β∈,∴-<α-β<.
又∵tan(α-β)=-<0,
∴-<α-β<0.
∴sin(α-β)=-.
(2)由(1)可得,cos(α-β)=.
∵α为锐角,且sin α=,∴cos α=.
∴cos β=cos [α-(α-β)]
=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)
=×+×=.
【测能力】
【单选题】
1. 已知α为第二象限角,且tan α+tan =2tan αtan -2,则sin=(  )
A.- B.
C.- D.
【解析】tan α+tan =2tan αtan -2 =-2 tan=-2,因为α为第二象限角,所以sin=,cos=-,则sin=-sin=-sin=cossin -sin·cos =-.
故选C.
2. 公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,发现了黄金分割约为0.618,这一数值也可以表示为m=2sin 18°,若m2+n=4,则=(  )
A.8 B.4
C.2 D.1
【解析】因为m=2sin 18°,m2+n=4,
所以n=4-m2=4-4sin218°=4cos218°.
所以=====2.
故选C.
3. 若cos2α-cos2β=a,则sin(α+β)sin(α-β)等于(  )
A.- B. C.-a D.a
【解析】sin(α+β)sin(α-β)=(sin αcos β+cos αsin β)·(sin αcos β-cos αsin β)=sin2αcos2β-cos2αsin2β=(1-cos2α)cos2β-cos2α(1-cos2β)=cos2β-cos2α=-a.
故选C.
4. 已知cos=2cos(π-α),则tan等于(  )
A.-3 B.
C.- D.3
【解析】由cos=2cos(π-α)得
sin α=-2cos α,即tan α=-2,
∴tan=
==-.
故选C.
【多选题】
5. 已知cos(α+β)=-,cos 2α=-,其中α,β为锐角,以下判断正确的是(  )
A.sin 2α= B.cos(α-β)=
C.cos αcos β= D.tan αtan β=
【解析】因为cos(α+β)=-,
cos 2α=-,其中α,β为锐角,
所以sin 2α==,故A正确;
因为sin(α+β)=,
所以cos(α-β)=cos [2α-(α+β)]
=cos 2αcos(α+β)+sin 2αsin(α+β)
=×+×=,
故B错误;
cos αcos β=[cos(α+β)+cos(α-β)]
==,
故C正确;
sin αsin β=[cos(α-β)-cos(α+β)]
==,
所以tan αtan β=,故D错误.
故选AC.
6. 已知α,β,γ∈,sin α+sin γ=sin β,cos β+cos γ=cos α,则下列说法正确的是(  )
A.cos(β-α)=
B.cos(β-α)=
C.β-α=-
D.β-α=
【解析】由题意知,sin γ=sin β-sin α,
cos γ=cos α-cos β,
将两式分别平方后相加,
得1=(sin β-sin α)2+(cos α-cos β)2
=2-2(sin βsin α+cos βcos α),
∴cos(β-α)=,即选项A正确,B错误;
∵γ∈,
∴sin γ=sin β-sin α>0,
∴β>α,而α,β∈,
∴0<β-α<,
∴β-α=,
即选项D正确,C错误.
故选AD.
【填空题】
7. 已知coscos=,则sin4θ+cos4θ的值为________.
【解析】因为coscos

=(cos2θ-sin2θ)=cos 2θ=.
所以cos 2θ=.
故sin4θ+cos4θ=+=+=.
8. 已知0<α<,且sin α=,则tan=________;=________.
【解析】因为0<α<,且sin α=,所以cos α==,所以tan α==,
则tan=tan(α+)==7.

===.
【解答题】
9. 已知角α的顶点与原点O重合,始边与x轴的非负半轴重合,它的终边过点P.
(1)求sin(α+π)的值;
(2)若角β满足sin(α+β)=,求cos β的值.
【解析】(1)由角α的终边过点P,得sin α=-,所以sin(α+π)=-sin α=.
(2)由角α的终边过点P,得cos α=-,
由sin(α+β)=,得cos(α+β)=±.
由β=(α+β)-α得
cos β=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α,
所以cos β=-或cos β=.
10. 已知cos=-,sin=,且<α<π,0<β<,求cos(α+β).
【解析】由已知,得<α-<π,0<-β<,
∴sin=,cos=,
∴cos =cos
=coscos
+sinsin
=×+×=.
则cos(α+β)=2cos2-1=-.
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,顶点在坐标原点,以x轴非负半轴为始边的锐角α与钝角β的终边与单位圆O分别交于A,B两点,x轴的非负半轴与单位圆O交于点M,已知S△OAM=,点B的纵坐标是.
(1)求cos(α-β)的值;
(2)求2α-β的值.
【解析】(1)由题意知,|OA|=|OM|=1,因为S△OAM=|OA|·|OM|sin α=,所以sin α=,又α为锐角,所以cos α=.因为点B是钝角β的终边与单位圆O的交点,且点B的纵坐标是,所以sin β=,cos β=-,所以cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=×+×=-.
(2)因为sin α=,cos α=,cos(α-β)=-,sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β=×-×=-,所以sin(2α-β)=sin[α+(α-β)]=sin αcos(α-β)+cos αsin(α-β)=-,
因为α为锐角,
sin α=>,
所以α∈,所以2α∈,
又β∈,
所以2α-β∈,
所以2α-β=-.
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑

资源列表