资源简介 第4节 简单的三角恒等变换课标要求 1.会根据相关公式进行化简和求值. 2.会利用三角函数式的化简与求值解决一些简单的问题.考点一 三角函数式的化简例1 (1)的化简结果为( )A.-sin 20° B.-cos 20°C.cos 20° D.sin 20°(2)化简sinsin= . 答案 (1)C (2)2sin解析 (1)原式=+=|sin 20°-cos 20°|+=cos 20°-sin 20°+sin 20°=cos 20°.(2)sinsin=sinsin=cossin=2=2sin=2sin.感悟提升 1.三角函数式的化简要遵循“三看”原则:一看角,二看名,三看式子结构与特征.2.三角函数式的化简要注意观察条件中角之间的联系(和、差、倍、互余、互补等),寻找式子和三角函数公式之间的共同点.训练1 (1)2等于( )A.2cos 2 B.2sin 2C.4sin 2+2cos 2 D.2sin 2+4cos 2(2)化简的结果是( )A. B.tan 2αC. D.tan α答案 (1)B (2)B解析 (1)2=2=2=2|sin 2+cos 2|+2|cos 2|.∵<2<π,∴cos 2<0,∵sin 2+cos 2=sin<2+<π,∴sin 2+cos 2>0,∴原式=2(sin 2+cos 2)-2cos 2=2sin 2.(2)原式===tan 2α.考点二 三角函数式的求值角度1 给角求值例2 (1)(2026·南昌调研)等于( )A. B.C. D.1(2)tan 70°·cos 10°(tan 20°-1)= . 答案 (1)C (2)-1解析 (1)===cos 30°=.(2)tan 70°·cos 10°(tan 20°-1)=·cos 10°=×2sin(20°-30°)==-=-1.角度2 给值求值例3 (1)(2024·新高考Ⅱ卷)已知α为第一象限角,β为第三象限角,tan α+tan β=4,tan αtan β=+1,则sin(α+β)= . (2)(2023·新高考Ⅰ卷改编)已知sin(α-β)=,cos αsin β=,则cos(2α+2β)= . 答案 (1)- (2)解析 (1)由题知tan(α+β)===-2,即sin(α+β)=-2cos(α+β),又sin2(α+β)+cos2(α+β)=1,可得sin(α+β)=±.由2kπ<α<2kπ+,k∈Z,2mπ+π<β<2mπ+,m∈Z,得2(k+m)π+π<α+β<2(k+m)π+2π,k+m∈Z.又tan(α+β)<0,所以α+β是第四象限角,故sin(α+β)=-.(2)法一 依题意,得所以sin αcos β=,所以sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=,所以cos(2α+2β)=1-2sin2(α+β)=1-2×.法二(积化和差公式) 由条件,知cos αsin β=[sin(α+β)-sin(α-β)]=,解得sin(α+β)=,则cos(2α+2β)=cos 2(α+β)=1-2sin2(α+β)=1-2×.和差化积与积化和差1.教材母题 人教A必修一P225例8与P226练习T4,T5题给出了两组公式:(1)积化和差公式:①sin αcos β=[sin(α+β)+sin (α-β)],②cos αsin β=[sin(α+β)-sin (α-β)],③cos αcos β=[cos(α+β)+cos (α-β)],④sin αsin β=-[cos(α+β)-cos (α-β)].(2)和差化积公式:①sin θ+sin φ=2sincos,②sin θ-sin φ=2cossin,③cos θ+cos φ=2coscos,④cos θ-cos φ=-2sinsin.2.应用上述公式可实现三角函数式的积与和的相互转化.典例 (1)sin 20°+sin 40°-sin 80°= ; (2)(sin 20°-sin 40°)2+3sin 20°cos 50°= . 答案 (1)0 (2)解析 (1)sin 20°+sin 40°-sin 80°=2sin 30°·cos 10°-cos 10°=cos 10°-cos 10°=0.(2)(sin 20°-sin 40°)2+3sin 20°cos 50°=(-2cos 30°sin 10°)2+(sin 70°-sin 30°)=3sin210°+sin 70°-=(1-cos 20°)+sin 70°-=cos 20°+cos 20°-=.角度3 给值求角例4 已知α,β为锐角,tan α=,cos(α+β)=-,则2α+β的值为( )A. B.πC. D.答案 A解析 因为α,β为锐角,tan α=,cos(α+β)=-,所以sin α=,cos α=,sin(α+β)=,α∈,α+β∈,所以2α+β∈,则sin(2α+β)=sin[(α+β)+α]=sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α=××,所以2α+β=,故选A.感悟提升 1.给值求值问题一般是将待求式子化简整理,看需要求相关角的哪些三角函数值,然后根据角的范围求出相应角的三角函数值,代入即可.2.给角求值问题一般所给出的角都是非特殊角,从表面上来看是很难的,但仔细观察非特殊角与特殊角之间总有一定的关系,解题时,要利用观察得到的关系,结合公式转化为特殊角并且消除特殊角三角函数而得解.3.给值求角问题一般先求角的某一三角函数值,再求角的范围,最后确定角.遵照以下原则:(1)已知正切函数值,选正切函数;已知正、余弦函数值,选正弦或余弦函数;若角的范围是,选正、余弦皆可;(2)若角的范围是(0,π),选余弦较好;若角的范围为,选正弦较好.训练2 (1)(2026·深圳模拟)已知=3,则=( )A. B.C.2 D.3(2)(2025·九江模拟)已知cos,则sin等于( )A.- B.C.- D.答案 (1)C (2)C解析 (1)因为sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β,sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β,=3,所以sin αcos β+cos αsin β=3sin αcos β-3cos αsin β,即4cos αsin β=2sin αcos β,则=2.(2)法一 因为cos,所以sin=sin=cos=2cos2-1=2×-1=-.法二(换元法)令t=+α,则α=t-,cos t=,所以sin=sin=sin=cos 2t=2cos2t-1=-.考点三 三角恒等变换的综合应用例5 (2026·重庆调研)设f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(x)+g(x)=sin.(1)求函数f(x),g(x)的解析式;(2)设h(x)=f·g(x),x∈.当h(x)=时,求x的值.解 (1)∵f(x)+g(x)=sin=sin x+cos x, ①∵f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,∴f(-x)+g(-x)=sin(-x)+cos(-x),即-f(x)+g(x)=-sin x+cos x, ②联立①②,解得f(x)=sin x,g(x)=cos x.(2)∵h(x)=sin·cos x=sin xcos x+cos2x=sin 2x+(1+cos 2x)=sin,当h(x)=时,sin,得sin.∵0≤x≤,∴≤2x+≤,∴2x+,∴x=0或x=.感悟提升 1.进行三角恒等变换要抓住:变角、变函数名称、变结构,尤其是角之间的关系;注意公式的逆用和变形使用.2.形如y=asin x+bcos x化为y=·sin(x+φ),可进一步研究函数的性质.训练3 已知f(x)=sin+2sin·cos.(1)求f的值;(2)若锐角α满足f(α)=,求sin 2α的值.解 (1)由题意得f(x)=sin+2sincos=sin-2sincos=sin-2sincos=sinsin=sin 2xcos -cos 2xsin cos 2x=sin 2x+cos 2x=sin,故f=sin=0.(2)∵α∈,∴2α+∈,又∵f(α)=,∴f(α)=sin,又∵sin<,∴2α+∈,∴cos=-=-,∴sin 2α=sin=sincos -cossin=××.一、单选题1.(2026·咸阳模拟)已知α∈(0,π),cos(π-α)=-,则sin=( )A. B.C. D.答案 A解析 因为α∈(0,π),cos(π-α)=-,所以cos α=,所以α为锐角,则cos α=1-2sin2,解得sin.2.=( )A. B.1C. D.答案 A解析 .3.化简等于( )A.1 B.-1C.cos α D.-sin α答案 A解析 原式====1.4.已知,则tan 2α=( )A.- B.-C.± D.答案 A解析 因为,所以=tan α=,则tan 2α==-.5.(2026·齐齐哈尔模拟)已知cos,则sin等于( )A.- B.C. D.-答案 B解析 ∵cos,可得sin=-cos=-cos=1-2cos2=1-2×.6.(2026·秦皇岛模拟)已知tan(α-β)=-,tan,则cos 2α=( )A.- B.C.- D.答案 D解析 tan,解得tan β=-,又tan(α-β)==-,解得tan α=-,所以cos 2α=cos2α-sin2α=.7.已知cos(α-β)=,cos 2α=,α∈,β∈(0,π),且α<β,则α+β=( )A. B.C. D.答案 B解析 由题意得,α-β∈(-π,0),所以sin(α-β)=-,因为2α∈(0,π),cos 2α=>0,所以2α∈,所以α∈,所以α+β∈,sin 2α=,所以cos(α+β)=cos[2α-(α-β)]=cos 2αcos(α-β)+sin 2αsin(α-β)=××=-,又因为α+β∈,所以α+β=.二、多选题8.(2026·岳阳质检)计算下列各式,结果为的是( )A.sin 15°cos 15° B.cos215°-sin215°C. D.答案 BC解析 对于A,sin 15°cos 15°=sin 30°=,故A错误;对于B,cos215°-sin215°=cos 30°=,故B正确;对于C,,故C正确;对于D,=tan(45°+15°)=tan 60°=,故D错误.9.(2026·苏州质检)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=答案 AC解析 由题意,易得α+β∈,2α∈,所以sin 2α=,故A正确;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.三、填空题10.已知α∈,若sin+cos=0,则α= . 答案 解析 由sin+cos=-cos 2α+(cos α+sin α)=0,所以cos 2α=cos2α-sin2α=(cos α+sin α)(cos α-sin α)=(cos α+sin α),又α∈,所以cos α-sin α=,得cos,而α+∈,所以α+,得α=.11.(2026·青岛模拟)已知tan(2α-β)=,tan(α-β)=1,则tan= . 答案 -解析 由tan(2α-β)=,tan(α-β)=1,则tan α=tan[(2α-β)-(α-β)]==-,所以tan 2α==-,则tan==-.12.已知α,β均为锐角,cos α=,sin β=,则cos 2α= ,2α-β= . 答案 解析 因为cos α=,所以cos 2α=2cos2α-1=.又因为α,β均为锐角,sin β=,所以sin α=,cos β=,因此sin 2α=2sin αcos α=,所以sin(2α-β)=sin 2αcos β-cos 2αsin β=××.因为α为锐角,所以0<2α<π.又cos 2α>0,所以0<2α<,又β为锐角,所以-<2α-β<,又sin(2α-β)=,所以2α-β=.四、解答题13.(2026·天津模拟)已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx的最小正周期为4π.(1)求ω的值;(2)设α,β∈,f,f,求cos(α+β)的值.解 (1)由f(x)=sin ωx+cos ωx=2sin,又因为函数f(x)的最小正周期为4π,所以T==4π,解得ω=.(2)由(1)得f(x)=2sin,则f=2sin α=,则sin α=,又因为α,β∈,所以cos α=,又因为f=2sin,则cos β=,所以sin β=,所以cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=××.14.已知2sin α=2sin2-1.(1)求sin αcos α+cos 2α的值;(2)已知α∈(0,π),β∈,且tan2β-6tan β=1,求α+2β的值.解 (1)由已知得2sin α=-cos α,所以tan α=-.sin αcos α+cos 2α==.(2)由tan2β-6tan β=1,可得tan 2β==-,则tan(α+2β)===-1.因为β∈,所以2β∈(0,π),又tan 2β=->-,则2β∈,因为α∈(0,π),tan α=->-,则α∈,则α+2β∈,所以α+2β=.(共54张PPT)数学高考总复习第四章 三角函数、解三角形第4节 简单的三角恒等变换1.会根据相关公式进行化简和求值.2.会利用三角函数式的化简与求值解决一些简单的问题.课标要求内容索引考点聚焦突破0102课时对点精练考点聚焦突破01例1 (1)的化简结果为( )A.-sin 20° B.-cos 20°C.cos 20° D.sin 20°C原式=+=|sin 20°-cos 20°|+=cos 20°-sin 20°+sin 20°=cos 20°.考点一 三角函数式的化简(2)化简sinsin=________________. sinsin=sinsin=cossin=2=2sin=2sin.2sin感悟提升1.三角函数式的化简要遵循“三看”原则:一看角,二看名,三看式子结构与特征.2.三角函数式的化简要注意观察条件中角之间的联系(和、差、倍、互余、互补等),寻找式子和三角函数公式之间的共同点.训练1 (1)2等于( )A.2cos 2 B.2sin 2C.4sin 2+2cos 2 D.2sin 2+4cos 2B2=2=2=2|sin 2+cos 2|+2|cos 2|.∵<2<π,∴cos 2<0,∵sin 2+cos 2=sin<2+<π,∴sin 2+cos 2>0,∴原式=2(sin 2+cos 2)-2cos 2=2sin 2.(2)化简的结果是( )A. B.tan 2αC. D.tan α原式===tan 2α.B角度1 给角求值例2 (1)(2026·南昌调研)等于( )A. B.C. D.1C===cos 30°=.考点二 三角函数式的求值(2)tan 70°·cos 10°(tan 20°-1)=_________. -1tan 70°·cos 10°(tan 20°-1)=·cos 10°=×2sin(20°-30°)==-=-1.角度2 给值求值例3 (1)(2024·新高考Ⅱ卷)已知α为第一象限角,β为第三象限角,tan α+tan β=4,tan αtan β=+1,则sin(α+β)=____________. -由题知tan(α+β)===-2,即sin(α+β)=-2cos(α+β),又sin2(α+β)+cos2(α+β)=1,可得sin(α+β)=±.由2kπ<α<2kπ+,k∈Z,2mπ+π<β<2mπ+,m∈Z,得2(k+m)π+π<α+β<2(k+m)π+2π,k+m∈Z.又tan(α+β)<0,所以α+β是第四象限角,故sin(α+β)=-.(2)(2023·新高考Ⅰ卷改编)已知sin(α-β)=,cos αsin β=,则cos(2α+2β)=________. 法一 依题意,得所以sin αcos β=,所以sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=,所以cos(2α+2β)=1-2sin2(α+β)=1-2×.法二(积化和差公式) 由条件,知cos αsin β=[sin(α+β)-sin(α-β)]=,解得sin(α+β)=,则cos(2α+2β)=cos 2(α+β)=1-2sin2(α+β)=1-2×.1.教材母题 人教A必修一P225例8与P226练习T4,T5题给出了两组公式:(1)积化和差公式:①sin αcos β=[sin(α+β)+sin (α-β)],②cos αsin β=[sin(α+β)-sin (α-β)],③cos αcos β=[cos(α+β)+cos (α-β)],④sin αsin β=-[cos(α+β)-cos (α-β)].和差化积与积化和差 教考衔接(2)和差化积公式:①sin θ+sin φ=2sincos,②sin θ-sin φ=2cossin,③cos θ+cos φ=2coscos,④cos θ-cos φ=-2sinsin.2.应用上述公式可实现三角函数式的积与和的相互转化.典例 (1)sin 20°+sin 40°-sin 80°=____________; 0sin 20°+sin 40°-sin 80°=2sin 30°·cos 10°-cos 10°=cos 10°-cos 10°=0.(2)(sin 20°-sin 40°)2+3sin 20°cos 50°=____________. (sin 20°-sin 40°)2+3sin 20°cos 50°=(-2cos 30°sin 10°)2+(sin 70°-sin 30°)=3sin210°+sin 70°-=(1-cos 20°)+sin 70°-=cos 20°+cos 20°-=.角度3 给值求角例4 已知α,β为锐角,tan α=,cos(α+β)=-,则2α+β的值为( )A. B.πC. D.A因为α,β为锐角,tan α=,cos(α+β)=-,所以sin α=,cos α=,sin(α+β)=,α∈,α+β∈,所以2α+β∈,则sin(2α+β)=sin[(α+β)+α]=sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α=××,所以2α+β=,故选A.感悟提升1.给值求值问题一般是将待求式子化简整理,看需要求相关角的哪些三角函数值,然后根据角的范围求出相应角的三角函数值,代入即可.2.给角求值问题一般所给出的角都是非特殊角,从表面上来看是很难的,但仔细观察非特殊角与特殊角之间总有一定的关系,解题时,要利用观察得到的关系,结合公式转化为特殊角并且消除特殊角三角函数而得解.感悟提升3.给值求角问题一般先求角的某一三角函数值,再求角的范围,最后确定角.遵照以下原则:(1)已知正切函数值,选正切函数;已知正、余弦函数值,选正弦或余弦函数;若角的范围是,选正、余弦皆可;(2)若角的范围是(0,π),选余弦较好;若角的范围为,选正弦较好.训练2 (1)(2026·深圳模拟)已知=3,则=( )A. B.C.2 D.3C因为sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β,sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β,=3,所以sin αcos β+cos αsin β=3sin αcos β-3cos αsin β,即4cos αsin β=2sin αcos β,则=2.(2)(2025·九江模拟)已知cos,则sin等于( )A.- B.C.- D.C法一 因为cos,所以sin=sin=cos=2cos2-1=2×-1=-.法二(换元法)令t=+α,则α=t-,cos t=,所以sin=sin=sin=cos 2t=2cos2t-1=-.例5 (2026·重庆调研)设f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(x)+g(x)=sin.(1)求函数f(x),g(x)的解析式;考点三 三角恒等变换的综合应用∵f(x)+g(x)=sin=sin x+cos x, ①∵f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,∴f(-x)+g(-x)=sin(-x)+cos(-x),即-f(x)+g(x)=-sin x+cos x, ②联立①②,解得f(x)=sin x,g(x)=cos x.(2)设h(x)=f·g(x),x∈.当h(x)=时,求x的值.∵h(x)=sin·cos x=sin xcos x+cos2x=sin 2x+(1+cos 2x)=sin,当h(x)=时,sin,得sin.∵0≤x≤,∴≤2x+≤,∴2x+,∴x=0或x=.感悟提升1.进行三角恒等变换要抓住:变角、变函数名称、变结构,尤其是角之间的关系;注意公式的逆用和变形使用.2.形如y=asin x+bcos x化为y=·sin(x+φ),可进一步研究函数的性质.训练3 已知f(x)=sin+2sin·cos.(1)求f的值;由题意得f(x)=sin+2sincos=sin-2sincos=sin-2sincos=sinsin=sin 2xcos -cos 2xsin cos 2x=sin 2x+cos 2x=sin,故f=sin=0.(2)若锐角α满足f(α)=,求sin 2α的值.∵α∈,∴2α+∈,又∵f(α)=,∴f(α)=sin,又∵sin<,∴2α+∈,∴cos=-=-,∴sin 2α=sin=sincos -cossin=××.课时对点精练02一、单选题1.(2026·咸阳模拟)已知α∈(0,π),cos(π-α)=-,则sin=( )A. B.C. D.A因为α∈(0,π),cos(π-α)=-,所以cos α=,所以α为锐角,则cos α=1-2sin2,解得sin.2.=( )A. B.1C. D.A.3.化简等于( )A.1 B.-1C.cos α D.-sin αA原式====1.4.已知,则tan 2α=( )A.- B.-C.± D.A因为,所以=tan α=,则tan 2α==-.5.(2026·齐齐哈尔模拟)已知cos,则sin等于( )A.- B.C. D.-B∵cos,可得sin=-cos=-cos=1-2cos2=1-2×.6.(2026·秦皇岛模拟)已知tan(α-β)=-,tan,则cos 2α=( )A.- B.C.- D.Dtan,解得tan β=-,又tan(α-β)==-,解得tan α=-,所以cos 2α=cos2α-sin2α=.7.已知cos(α-β)=,cos 2α=,α∈,β∈(0,π),且α<β,则α+β=( )A. B.C. D.B由题意得,α-β∈(-π,0),所以sin(α-β)=-,因为2α∈(0,π),cos 2α=>0,所以2α∈,所以α∈,所以α+β∈,sin 2α=,所以cos(α+β)=cos[2α-(α-β)]=cos 2αcos(α-β)+sin 2αsin(α-β)=××=-,又因为α+β∈,所以α+β=.二、多选题8.(2026·岳阳质检)计算下列各式,结果为的是( )A.sin 15°cos 15° B.cos215°-sin215°C. D.BC对于A,sin 15°cos 15°=sin 30°=,故A错误;对于B,cos215°-sin215°=cos 30°=,故B正确;对于C,,故C正确;对于D,=tan(45°+15°)=tan 60°=,故D错误.9.(2026·苏州质检)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=AC由题意,易得α+β∈,2α∈,所以sin 2α=,故A正确;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.三、填空题10.已知α∈,若sin+cos=0,则α=____________. 由sin+cos=-cos 2α+(cos α+sin α)=0,所以cos 2α=cos2α-sin2α=(cos α+sin α)(cos α-sin α)=(cos α+sin α),又α∈,所以cos α-sin α=,得cos,而α+∈,所以α+,得α=.11.(2026·青岛模拟)已知tan(2α-β)=,tan(α-β)=1,则tan=_________. -由tan(2α-β)=,tan(α-β)=1,则tan α=tan[(2α-β)-(α-β)]==-,所以tan 2α==-,则tan==-.12.已知α,β均为锐角,cos α=,sin β=,则cos 2α=________,2α-β=________. 因为cos α=,所以cos 2α=2cos2α-1=.又因为α,β均为锐角,sin β=,所以sin α=,cos β=,因此sin 2α=2sin αcos α=,所以sin(2α-β)=sin 2αcos β-cos 2αsin β=××.因为α为锐角,所以0<2α<π.又cos 2α>0,所以0<2α<,又β为锐角,所以-<2α-β<,又sin(2α-β)=,所以2α-β=.四、解答题13.(2026·天津模拟)已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx的最小正周期为4π.(1)求ω的值;由f(x)=sin ωx+cos ωx=2sin,又因为函数f(x)的最小正周期为4π,所以T==4π,解得ω=.由(1)得f(x)=2sin,则f=2sin α=,则sin α=,又因为α,β∈,所以cos α=,又因为f=2sin,则cos β=,所以sin β=,所以cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=××.(2)设α,β∈,f,f,求cos(α+β)的值.14.已知2sin α=2sin2-1.(1)求sin αcos α+cos 2α的值;由已知得2sin α=-cos α,所以tan α=-.sin αcos α+cos 2α==.(2)已知α∈(0,π),β∈,且tan2β-6tan β=1,求α+2β的值.由tan2β-6tan β=1,可得tan 2β==-,则tan(α+2β)===-1.因为β∈,所以2β∈(0,π),又tan 2β=->-,则2β∈,因为α∈(0,π),tan α=->-,则α∈,则α+2β∈,所以α+2β=. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第4节 简单的三角恒等变换.docx 第4节 简单的三角恒等变换.pptx