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高中数学三角函数诱导 推理公式 习题大全

公式一:设α为任意角,终边相同的角的同一三角函数的值相等:sin(2kπ+α)=sinα(k∈Z)cos(2kπ+α)=cosα(k∈Z)tan(2kπ+α)=tanα(k∈Z)cot(2kπ+α)=cotα(k∈Z)公式二:设α为任意角,π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系:sin(π+α)=-sinαcos(π+α)=-cosαtan(π+α)=tanαcot (π+α)=cotα公式三:任意角α与-α的三角函数值之间的关系:sin(-α)=-sinαcos(-α)=cosαtan(-α)=-tanαcot (-α)=-cotα公式四:利用公式二和公式三可以得到π-α与α的三角函数值之间的关系:sin(π-α)=sinαcos(π-α)=-cosαtan(π-α)=-tanαcot (π-α)=-cotα公式五:利用公式一和公式三可以得到2π-α与α的三角函数值之间的关系:sin(2π-α)=-sinαcos(2π-α)=cosαtan(2π-α)=-tanαcot(2π-α)=-cotα公式六:π/2〒α及3π/2〒α与α的三角函数值之间的关系:sin(π/2+α)=cosαcos(π/2+α)=-sinαtan(π/2+α)=-cotαcot(π/2+α)=-tanαsin(π/2-α)=cosαcos(π/2-α)=sinαtan(π/2-α)=cotαcot(π/2-α)=tanαsin(3π/2+α)=-cosαcos(3π/2+α)=sinαtan(3π/2+α)=-cotαcot(3π/2+α)=-tanαsin(3π/2-α)=-cosαcos(3π/2-α)=-sinαtan(3π/2-α)=cotαcot(3π/2-α)=tanα(以上k∈Z)※规律总结※上面这些诱导公式可以概括为:对于π/2*k 〒α(k∈Z)的三角函数值,①当k是偶数时,得到α的同名函数值,即函数名不改变;②当k是奇数时,得到α相应的余函数值,即sin→cos;cos→sin;tan→cot,cot→→tan.(奇变偶不变)然后在前面加上把α看成锐角时原函数值的符号。

(符号看象限)例如:sin(2π-α)=sin(4〃π/2-α),k=4为偶数,所以取sinα。

当α是锐角时,2π-α∈(270°,360°),sin(2π-α)<0,符号为“-”。

所以sin(2π-α)=-sinα上述的记忆口诀是:奇变偶不变,符号看象限。

公式右边的符号为把α视为锐角时,角k〃360°+α(k∈Z),-α、180°〒α,360°-α所在象限的原三角函数值的符号可记忆水平诱导名不变;符号看象限。

两角和与差的三角函数公式sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβsin(α-β)=sinαcosβ-cos αsinβcos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβcos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβtan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanαtanβ)tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanα〃tanβ)二倍角公式二倍角的正弦、余弦和正切公式(升幂缩角公式)sin2α=2sinαcosαcos2α=cos^2(α)-sin^2(α)=2cos^2(α)-1=1-2sin^2(α)tan2α=2tanα/[1-tan^2(α)]半角公式半角的正弦、余弦和正切公式(降幂扩角公式)sin^2(α/2)=(1-cosα)/2 cos^2(α/2)=(1+cosα)/2 tan^2(α/2)=(1-cosα)/(1+cosα)另也有tan(α/2)=(1-cosα)/sinα=sinα/(1+cosα)三角函数的和差化积公式sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]〃cos[(α-β)/2]sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]〃sin[(α-β)/2]cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]〃cos[(α-β)/2]cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]〃sin[(α-β)/2]积化和差公式三角函数的积化和差公式sinα〃cosβ=0.5[sin(α+β)+sin(α-β)]cosα〃sinβ=0.5[sin(α+β)-sin(α-β)]cosα〃cosβ=0.5[cos(α+β)+cos(α-β)]sinα〃sinβ=-0.5[cos(α+β)-cos(α-β)]和差化积公式推导附推导:首先,我们知道sin(a+b)=sina*cosb+cosa*sinb,sin(a-b)=sina*cosb-cosa*sinb 我们把两式相加就得到sin(a+b)+sin(a-b)=2sina*cosb所以,sina*cosb=(sin(a+b)+sin(a-b))/2同理,若把两式相减,就得到cosa*sinb=(sin(a+b)-sin(a-b))/2同样的,我们还知道cos(a+b)=cosa*cosb-sina*sinb,cos(a-b)=cosa*cosb+sina*sinb所以,把两式相加,我们就可以得到cos(a+b)+cos(a-b)=2cosa*cosb 所以我们就得到,cosa*cosb=(cos(a+b)+cos(a-b))/2同理,两式相减我们就得到sina*sinb=-(cos(a+b)-cos(a-b))/2这样,我们就得到了积化和差的四个公式:sina*cosb=(sin(a+b)+sin(a-b))/2 cosa*sinb=(sin(a+b)-sin(a-b))/2cosa*cosb=(cos (a+b )+cos (a-b ))/2 sina*sinb=-(cos (a+b )-cos (a-b ))/2有了积化和差的四个公式以后,我们只需一个变形,就可以得到和差化积的四个公式。

我们把上述四个公式中的a+b 设为x ,a-b 设为y ,那么a=(x+y )/2,b=(x-y )/2把a ,b 分别用x ,y 表示就可以得到和差化积的四个公式:sinx+siny=2sin ((x+y )/2)*cos ((x-y )/2) sinx-siny=2cos ((x+y )/2)*sin ((x-y )/2)cosx+cosy=2cos ((x+y )/2)*cos ((x-y )/2) cosx-cosy=-2sin ((x+y )/2)*sin ((x-y )/2) 四.【典例解析】 题型1:象限角例1.已知角︒=45α;(1)在区间]0,720[︒︒-内找出所有与角α有相同终边的角β;(2)集合⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈︒+︒⨯==Z k k x x M ,451802|,⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈︒+︒⨯==Z k k x x N ,451804|那么两集合的关系是什么?解析:(1)所有与角α有相同终边的角可表示为:)(36045Z k k ∈︒⨯+︒, 则令 ︒≤︒⨯+︒≤︒-036045720k , 得 ︒-≤︒⨯≤︒-45360765k解得 36045360765-≤≤-k 从而2-=k 或1-=k代回︒-=675β或︒-=315β(2)因为{}Z k k x x M ∈︒⨯+==,45)12(|表示的是终边落在四个象限的平分线上的角的集合;而集合{}Z k k x x N ∈︒⨯+==,45)1(|表示终边落在坐标轴或四个象限平分线上的角的集合,从而:M N Ø。

点评:(1)从终边相同的角的表示入手分析问题,先表示出所有与角α有相同终边的角,然后列出一个关于k 的不等式,找出相应的整数k ,代回求出所求解;(2)可对整数k 的奇、偶数情况展开讨论。

例2.若sin θcos θ>0,则θ在( )A .第一、二象限B .第一、三象限C .第一、四象限D .第二、四象限解析:答案:B ;∵sin θcos θ>0,∴sin θ、cos θ同号。

当sin θ>0,cos θ>0时,θ在第一象限,当sin θ<0,cos θ<0时,θ在第三象限,因此,选B 。

例3.若A 、B 是锐角△ABC 的两个内角,则点P (cos B -sin A ,sin B -cos A )在( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限答案:B解析:∵A 、B 是锐角三角形的两个内角,∴A +B >90°,∴B >90°-A ,∴cos B <sin A ,sin B >cos A ,故选B 。

例4.已知“α是第三象限角,则3α是第几象限角?解法一:因为α是第三象限角,所以()Z k k k ∈+<<+ππαππ2322,∴()Z k k k ∈+<<+2323332ππαππ,∴当k=3m (m ∈Z )时,3α为第一象限角;当k= 3m +1(m ∈Z )时,3α为第三象限角,当k= 3m +2(m ∈Z )时,3α为第四象限角,故3α为第一、三、四象限角。

解法二:把各象限均分3等份,再从x 轴的正向的上方起依次将各区域标上I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,并依次循环一周,则α原来是第Ⅲ象限的符号所表示的区域即为3α的终边所在的区域。

由图可知,3α是第一、三、四象限角点评:已知角α的范围或所在的象限,求nα所在的象限是常考题之一,一般解法有直接法和几何法,其中几何法具体操作如下:把各象限均分n 等份,再从x 轴的正向的上方起,依次将各区域标上I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,并循环一周,则α原来是第几象限的符号所表示的区域即为nα(n ∈N *)的终边所在的区域。

题型2:三角函数定义例5.已知角α的终边过点(,2)(0)a a a ≠,求α的四个三角函数值。

解析:因为过点(,2)(0)a a a ≠,所以5||r a =,,2x a y a ==。

当22250sin 55||5y a a a r a aα>====时,; 5c o s 55x a ar aα===,2tan =α。

当22250sin 55||5y a a a r a aα<====--时,,5cos 55x a a r a α===--;2tan =α。

例6.已知角α的终边上一点(3,)P m -,且2sin 4mα=,求cos ,sin αα的值。

解析:由题设知3x =-,y m =,所以2222||(3)r OP m ==-+, 得23r m =+, 从而2sin 4m α=23mm r m==+, 解得0m =或216625m m =+⇒=±。

当0m =时,3,3r x ==-, cos 1,tan 0x yr xαα==-==; 当5m =时,22,3r x ==-, 615cos ,tan 43x y r x αα==-==-;当5m =-时,22,3r x ==-, 615cos ,tan 43x y r x αα==-==。

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