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第五章 三角函数
5.2 三角函数的概念
5.2.2 同角三角函数的基本关系
复习引入
提示:利用三角函数定义证明.
在初中我们已经知道,对于同一个锐角 ,存在关系式:
当角 推广到任意角后,关系式是否仍成立?
=tan
O
x
y
P(x,y)
B
设点P(x , y)是角 的终边与单位圆的交点.
过点P作x轴的垂线,交x轴于点B.
在直角三角形PBO中, ,
即 .
探索新知
同一个角α的正弦、余弦的平方和等于1,商等于角α的正切.
根据三角函数的定义,当α 时,有
同角三角函数的基本关系
同角三角函数的基本关系
商数关系
平方关系
变形
变形
题型一:利用同角三角函数关系式求值
例1 已知 ,且α是第三象限角,求sin α ,cos α的值.
又
②
解:
由 ,得
①
由①②得 ,即 ,
又α是第三象限角,
所以 .
题型探究
解题技巧
已知角α的某一种三角函数值,求角α的其余三角函数值时,要注意公式的合理选择,一般是先选用平方关系,再用商数关系.另外也要注意“1”的代换,如“ ”.
题型二: 三角函数式的化简
例2 若 ,化简: .
[思路探索]先化简根式,化切为弦,然后通分,再去掉根号.
解:
解题技巧
解答这类题目的关键在于公式的灵活运用,切实分析好同角三角函数间的关系,化简过程中常用的方法有:
(1) 化切为弦,即把非正、余弦的函数都化为正、余弦函数.从而减少函数名称,达到化简的目的.
(2) 对于含有根号的,常把根号下化成完全平方式,然后去根号达到化简的目的.
练习 求证: .
证明 方法一
[思路探索]利用 求证,也可用作差变形法求证.
证明 方法二
例3 若 ,且A是三角形的一个内角,求 的值.
解:
因为 ,所以A为锐角或钝角,
当A为锐角时, ,
当A为钝角时, ,
题型三: 三角函数式的求值
所以原式=6.
所以原式=
易错警示
疏漏讨论三角函数值的符号而导致错误.
由 说明A是锐角或钝角,那么cosA就有正、负之分,常见解法中忽视开放的符号而出现疏漏,上面解法就犯了此种错误.
使用开方关系 和 时,一定要注意正负号的选取,确定正负的依据是角α所在的象限,如果角α所在的象限是已知的,则按三角函数值在各个象限的符号来确定正负号;如果角α所在的象限是未知的,则需按象限进行讨论.
题型四:利用 与 的关系解题
例4 已知0<α<π, ,求tanα的值.
由 得 ,
解:
∴sin α>0,cos α<0,sin α-cos α>0,
解得 , ,所以 .
又0<α<π,
(1) sin α+cos α,sin α·cos α,sin α-cos α三个式子中,已知其中一个,可以求其他两个,即“知一求二”.它们的关系是(sin α-cos α) =1+2 sin α·cos α;
(2) 求sin α+cos α或sin α-cos α的值,要注意判断它们的符号.
解题技巧
(1)“同角”的概念与角的表达形式无关.
(2) 公式都必须在定义域允许的范围内成立.
解题的步骤:先确定角的终边位置,再根据基本关系式求值.若已知正弦或余弦,则先用平方关系,再用其他关系求值;若已知正切,则可构造方程组求值.
1.同角三角函数的基本关系
课堂小结
2.对于同一个角α,可以利用基本关系式,“知一求二”