人教A版(2019) 必修 第一册 第五章 三角函数 5.5.1 第1课时两角差的余弦公式(共打包5份)

文档属性

名称 人教A版(2019) 必修 第一册 第五章 三角函数 5.5.1 第1课时两角差的余弦公式(共打包5份)
格式 zip
文件大小 1.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-08-05 18:23:06

文档简介

(共38张PPT)
第五章
三角函数
cos αco β+sin αsin β
任意
综合应用 素养提升
随堂演练 对点落实
课 时 作 业(五十)
谢谢观看!
a终边
B终边
a-B终边
P
0
A(1,0)5.5.1 第1课时 两角差的余弦公式
知识点 两角差的余弦公式
[问题导引1] 如图所示,设单位圆与x轴的正半轴相交于点A(1,0),以x轴非负半轴为始边作角 α,β, α-β,它们的终边分别与单位圆相交于点P1,A1,P.
P1,A1,P点的坐标如何表示?AP与A1P1有什么关系?
提示: P1(cos α,sin α),A1(cos β,sin β),P(cos ( α-β),sin ( α-β)),AP=A1P1.
[问题导引2] 利用AP=A1P1,你能推导出什么结论?
提示: cos ( α-β)=cos αcos β+sin αsin β.
两角差的余弦公式
两角差的余弦公式 cos ( α-β)=cos__αcos_β+sin__αsin_β
简记符号 C( α-β)
使用条件 α,β都是任意角
[点拨] 
(1)公式的结构特征:
(2)公式中的 α,β都是任意角,既可以是一个角,也可以是几个角的组合.
求值:(1)cos (-15°);
(2)cos cos +cos sin .
解析: (1)cos (-15°)=cos 15°=cos(60°-45°)=cos 60°cos 45°+sin 60°sin 45°=×+×=.
(2)cos cos +cos sin
=cos cos +sin sin
=cos =cos =.
利用两角差的余弦公式求值的一般思路
(1)把非特殊角转化为特殊角的差,利用公式直接求解.
(2)在转化过程中,充分利用诱导公式,构造两角差的余弦公式的右边形式,然后逆用公式求值.
即时练1.cos 105°=________.
解析: 原式=cos (150°-45°)
=cos 150°cos 45°+sin 150°sin 45°
=-×+×
=.
答案: 
即时练2.求值:
(1)cos 75°cos 15°-sin 75°sin 195°;
(2)cos ( θ+21°)cos ( θ-24°)+sin ( θ+21°)sin ( θ-24°).
解析: (1)原式=cos 75°cos 15°-sin 75°sin (180°+15°)
=cos 75°cos 15°+sin 75°sin 15°
=cos (75°-15°)=cos 60°=.
(2)原式=cos [( θ+21°)-( θ-24°)]
=cos 45°=.
应用1 给值求值问题
(链接教材P216例2)
(1)已知sin α=, α∈,cos β=-,β∈,求cos ( α-β)的值.
(2)已知 α,β 为锐角,且cos α=,cos ( α+β)=-,求cos β 的值.
解析: (1)∵ α∈,sin α=,
∴cos α=-=-.
又β∈,cos β=-,
∴sin β=-=-.
∴cos ( α-β)=cos α cos β+sin αsin β
=×+×=.
(2)∵0< α,β<,∴0< α+β<π.
由cos ( α+β)=-,得sin ( α+β)===.
又∵cos α=,∴sin α=.
∴cos β=cos [( α+β)- α]=cos ( α+β)cos α+sin ( α+β)·sin α=×+×=.
解决三角函数的给值求值问题的关键点
(1)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;
(2)当“已知角”有一个时通常有两种思路:
①着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,利用诱导公式把“所求角”变成“已知角”;
②考虑把“所求角”表示为“已知角”与“特殊角”的和与差的形式.
即时练3.已知cos α=-, α∈(0,π),则cos (- α)=________.
解析: 因为 α∈(0,π),且cos α=-,所以sin α==,所以cos =cos cos α+sin sin α=×+×=.
答案: 
即时练4.已知sin =-,且π< α<π,求cos α的值.
解析: 因为< α<π,所以π< α+<2π,
所以cos ( α+)>0,
所以cos ===,
所以cos α=cos =cos cos +sin sin
=×+×=-.
应用2 给值求角问题
已知 α,β均为锐角,且sin α=,sin β=,求 α-β的值.
解析: ∵ α,β均为锐角,
∴cos α=,cos β=.
∴cos ( α-β)=cos αcos β+sin αsin β=×+×=.
又∵sin α>sin β,∴0<β< α<,
∴0< α-β<.
故 α-β=.
[一题多变]
(变条件)若本例中“sin α”变为“cos α”,“sin β”变为“cos β”,则 α-β=________.
解析: ∵ α,β均为锐角,∴sin α=,sin β=,
∴cos ( α-β)=cos αcos β+sin αsin β=×+×=.
又∵sin α∴-< α-β<0,
故 α-β=-.
答案: -
已知三角函数值求角的解题步骤
(1)确定角的范围,根据条件确定所求角的范围.
(2)求所求角的某个三角函数值.为防止增解最好选取在范围内单调的三角函数.
(3)结合三角函数值及角的范围求角.
[提醒] 由三角函数值求角时,易忽视角的范围,而得到错误答案.
即时练5.若cos (α-β)=,cos 2 α=, α,β均为锐角,且 α<β,求 α+β的值.
解析: ∵cos ( α-β)=,cos 2α=, α,β∈,且 α<β,∴ α-β∈,
2α∈(0,π),∴sin ( α-β)=-,sin 2α=,
∴cos ( α+β)=cos [2α-( α-β)]
=cos 2αcos ( α-β)+sin 2αsin ( α-β)
=×+×=-,
∵ α+β∈(0,π),∴ α+β=.
1.sin 14°cos 16°+sin 76°cos 74°的值是(  )
A. B. C.- D.-
B [sin 14°cos 16°+sin 76°cos 74°
=cos 76°cos 16°+sin 76°sin 16°
=cos (76°-16°)=cos 60°=,故选B.]
2.设角 θ的终边经过点(-3,4),则cos (θ-)等于(  )
A.- B. C. D.-
B [因为角 θ的终边经过点(-3,4),
所以sin θ=,cos θ=-,
所以cos ( θ-)=cos θcos +sin θ sin
=-×+×=,故选B.]
3.化简=________.
解析: 原式=
==.
答案: 
4.若x∈,且sin x=,求2cos +2cos x的值.
解析: 因为x∈,sin x=,
所以cos x=-.
所以2cos +2cos x
=2+2cos x
=2+2cos x
=sin x+cos x
=-=.
课时作业(五十) 两角差的余弦公式
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础达标]
1.若 α∈[0,π],sin sin +cos cos =0,则α的值是(  )
A. B. C. D.
D [因为cos cos +sin sin =0,所以cos =0,所以cos α=0.又 α∈[0,π],所以 α=,故选D.]
2.已知cos α=-, α∈,sin β=-,β是第三象限角,则cos (β- α)的值是(  )
A.- B. C. D.-
A [因为 α∈,所以sin α=,因为β是第三象限角,所以cos β=-,所以cos (β- α)=cos αcos β+sin αsin β=-.]
3.已知cos ( α-β)cos α+sin (α-β)sin α=-, β∈(π,),则sin β的值是(  )
A. B.- C.- D.
C [∵cos ( α-β)cos α+sin ( α-β)sin α=cos ( α-β- α)=cos (-β)=cos β=-,β∈(π,),
∴sin β=-=-.故选C.]
4.已知cos=-,则cos x+cos =(  )
A.- B.± C.-1 D.±1
C [cos x+cos =cos x+cos x+sin x=cos x+sin x==cos =-1.]
5.(多选)下列各式化简正确的是(  )
A.cos 80°cos 20°+sin 80°sin 20°=cos 60°
B.cos 15°=cos 45°cos 30°+sin 45°sin 30°
C.sin ( α+45°)sin α+cos ( α+45°)cos α=cos 45°
D.cos =cos α+sin α
ABC [根据两角差的余弦公式ABC都是正确的;而对于D,cos =cos αcos +sin αsin =cos α+sin α,故D的化简是错误的.]
6.cos ( α-35°)cos ( α+25°)+sin ( α-35°)sin ( α+25°)=________.
解析: 原式=cos [( α-35°)-( α+25°)]
=cos (-60°)=cos 60°=.
答案: 
7.已知cos =cos α,则tan α=________.
解析: cos =cos αcos +sin αsin =cos α+sin α=cos α,∴sin α=cos α,
∴=,即tan α=.
答案: 
8.在△ABC中,C=90°,AC=3,BC=4,则sin (A-B)的值是________.
解析: 在Rt△ABC中,AC=3,BC=4,所以AB=5,A>B,sin A=cos B=,cos A=sin B=,cos (A-B)=cos A cos B+sin A sin B=,
所以sin (A-B)==.
答案: 
9.若0< α<,-<β<0,cos α=,cos =,求cos 的值.
解析: 因为cos α=,0< α<,所以sin α=.
因为cos =,-<<0,所以sin =-,
所以cos =cos αcos +sin αsin
=×+×=-.
10.若cos ( α+β)=,sin ( α-β)=,且< α+β<2π,< α-β<π,求cos 2β的值.
解析: 因为cos ( α+β)=,且< α+β<2π,所以sin ( α+β)=-.
因为sin ( α-β)=,且< α-β<π,
所以cos ( α-β)=-.
所以cos 2β=cos [( α+β)-( α-β)]
=cos ( α+β)cos ( α-β)+sin ( α+β)sin ( α-β)
=×(-)+(-)×=-1.
[能力提升]
11.(多选)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=-
AC [由已知,得sin γ=sin β-sin α,cos γ=cos α-cos β.两式分别平方相加,得(sin β-sin α)2+(cos α-cos β)2=1.∴-2cos (β- α)=-1,∴cos (β- α)=,∴A正确,B错误.∵sin γ=sin β-sin α>0,∴β> α,∴β- α=,∴C正确,D错误,故选AC.]
12.已知 α∈,且cos =-,则
sin =________,cos α=________.
解析: ∵ α∈,
∴ α+∈,
∴sin = =,
∴cos α=cos
=cos cos +sin sin
=×+×=.
答案:  
13.化简:=________.
解析: 原式=

===.
答案: 
14.已知sin α+sin β=,cos α-cos β=.α,β∈, 求α+β.
解析: 因为sin α+sin β=,①
cos α-cos β=,②
①2+②2得
2+2(sin αsin β-cos αcos β)=1,
即cos (α+β)=.
因为0<α+β<π,
所以α+β=.
15.如图,在平面直角坐标系中,锐角 α和钝角β的终边分别与单位圆交于A,B两点.
(1)如图A,B两点的纵坐标分别为,,求cos α和sin β的值;
(2)在(1)的条件下,求cos (β- α)的值.
解析: (1)∵OA=1,OB=1,且点A,B的纵坐标分别为,,∴sin α=,sin β=,又∵ α为锐角,∴cos α==.
(2)∵β为钝角,∴由(1)知cos β=-=-,∴cos(β- α)=cos βcos α+sin βsin α=-×+×=.
16.已知 α,β为锐角且
=.
(1)求cos ( α-β)的值;
(2)若cos α=,求cos β的值.
解析: (1)∵=,
∴2-2(cos αcos β+sin αsin β)=,
∴cos ( α-β)=.
(2)∵cos α=,cos ( α-β)=, α,β为锐角,
∴sin α=,sin ( α-β)=±.
当sin ( α-β)=时,cos β=cos [ α-( α-β)]
=cos αcos ( α-β)+sin αsin ( α-β)=;
当sin ( α-β)=-时,
cos β=cos [ α-( α-β)]
=cos αcos ( α-β)+sin αsin ( α-β)=0.
∵β为锐角,∴cos β=.5.5.1 第1课时 两角差的余弦公式
知识点 两角差的余弦公式
[问题导引1] 如图所示,设单位圆与x轴的正半轴相交于点A(1,0),以x轴非负半轴为始边作角 α,β, α-β,它们的终边分别与单位圆相交于点P1,A1,P.
P1,A1,P点的坐标如何表示?AP与A1P1有什么关系?
提示: P1(cos α,sin α),A1(cos β,sin β),P(cos ( α-β),sin ( α-β)),AP=A1P1.
[问题导引2] 利用AP=A1P1,你能推导出什么结论?
提示: cos ( α-β)=cos αcos β+sin αsin β.
两角差的余弦公式
两角差的余弦公式 cos ( α-β)=cos__αcos_β+sin__αsin_β
简记符号 C( α-β)
使用条件 α,β都是任意角
[点拨] 
(1)公式的结构特征:
(2)公式中的 α,β都是任意角,既可以是一个角,也可以是几个角的组合.
求值:(1)cos (-15°);
(2)cos cos +cos sin .
利用两角差的余弦公式求值的一般思路
(1)把非特殊角转化为特殊角的差,利用公式直接求解.
(2)在转化过程中,充分利用诱导公式,构造两角差的余弦公式的右边形式,然后逆用公式求值.
即时练1.cos 105°=________.
即时练2.求值:
(1)cos 75°cos 15°-sin 75°sin 195°;
(2)cos ( θ+21°)cos ( θ-24°)+sin ( θ+21°)sin ( θ-24°).
应用1 给值求值问题
(链接教材P216例2)
(1)已知sin α=, α∈,cos β=-,β∈,求cos ( α-β)的值.
(2)已知 α,β 为锐角,且cos α=,cos ( α+β)=-,求cos β 的值.
解决三角函数的给值求值问题的关键点
(1)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;
(2)当“已知角”有一个时通常有两种思路:
①着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,利用诱导公式把“所求角”变成“已知角”;
②考虑把“所求角”表示为“已知角”与“特殊角”的和与差的形式.
即时练3.已知cos α=-, α∈(0,π),则cos (- α)=________.
即时练4.已知sin =-,且π< α<π,求cos α的值.
应用2 给值求角问题
已知 α,β均为锐角,且sin α=,sin β=,求 α-β的值.

[一题多变]
(变条件)若本例中“sin α”变为“cos α”,“sin β”变为“cos β”,则 α-β=________.
已知三角函数值求角的解题步骤
(1)确定角的范围,根据条件确定所求角的范围.
(2)求所求角的某个三角函数值.为防止增解最好选取在范围内单调的三角函数.
(3)结合三角函数值及角的范围求角.
[提醒] 由三角函数值求角时,易忽视角的范围,而得到错误答案.
即时练5.若cos (α-β)=,cos 2 α=, α,β均为锐角,且 α<β,求 α+β的值.
1.sin 14°cos 16°+sin 76°cos 74°的值是(  )
A. B. C.- D.-
2.设角 θ的终边经过点(-3,4),则cos (θ-)等于(  )
A.- B. C. D.-
3.化简=________.
4.若x∈,且sin x=,求2cos +2cos x的值.
课时作业(五十) 两角差的余弦公式
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.若 α∈ ,sin sin +cos cos =0,则α的值是(  )
A. B. C. D.
 
2.已知cos α=-, α∈,sin β=-,β是第三象限角,则cos (β- α)的值是(  )
A.- B. C. D.-
 
3.已知cos ( α-β)cos α+sin (α-β)sin α=-, β∈(π,),则sin β的值是(  )
A. B.- C.- D.
 
4.已知cos=-,则cos x+cos =(  )
A.- B.± C.-1 D.±1
 
5.(多选)下列各式化简正确的是(  )
A.cos 80°cos 20°+sin 80°sin 20°=cos 60°
B.cos 15°=cos 45°cos 30°+sin 45°sin 30°
C.sin ( α+45°)sin α+cos ( α+45°)cos α=cos 45°
D.cos =cos α+sin α
 
6.cos ( α-35°)cos ( α+25°)+sin ( α-35°)sin ( α+25°)=________.
=cos (-60°)=cos 60°=.
7.已知cos =cos α,则tan α=________.
8.在△ABC中,C=90°,AC=3,BC=4,则sin (A-B)的值是________.
9.若0< α<,-<β<0,cos α=,cos =,求cos 的值.
10.若cos ( α+β)=,sin ( α-β)=,且< α+β<2π,< α-β<π,求cos 2β的值.
11.(多选)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=-
 
12.已知 α∈,且cos =-,则
sin =________,cos α=________.
13.化简:=________.
14.已知sin α+sin β=,cos α-cos β=.α,β∈, 求α+β.
15.如图,在平面直角坐标系中,锐角 α和钝角β的终边分别与单位圆交于A,B两点.
(1)如图A,B两点的纵坐标分别为,,求cos α和sin β的值;
(2)在(1)的条件下,求cos (β- α)的值.课时作业(五十) 两角差的余弦公式
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础达标]
1.若 α∈[0,π],sin sin +cos cos =0,则α的值是(  )
A. B. C. D.
D [因为cos cos +sin sin =0,所以cos =0,所以cos α=0.又 α∈[0,π],所以 α=,故选D.]
2.已知cos α=-, α∈,sin β=-,β是第三象限角,则cos (β- α)的值是(  )
A.- B. C. D.-
A [因为 α∈,所以sin α=,因为β是第三象限角,所以cos β=-,所以cos (β- α)=cos αcos β+sin αsin β=-.]
3.已知cos ( α-β)cos α+sin (α-β)sin α=-, β∈(π,),则sin β的值是(  )
A. B.- C.- D.
C [∵cos ( α-β)cos α+sin ( α-β)sin α=cos ( α-β- α)=cos (-β)=cos β=-,β∈(π,),
∴sin β=-=-.故选C.]
4.已知cos=-,则cos x+cos =(  )
A.- B.± C.-1 D.±1
C [cos x+cos =cos x+cos x+sin x=cos x+sin x==cos =-1.]
5.(多选)下列各式化简正确的是(  )
A.cos 80°cos 20°+sin 80°sin 20°=cos 60°
B.cos 15°=cos 45°cos 30°+sin 45°sin 30°
C.sin ( α+45°)sin α+cos ( α+45°)cos α=cos 45°
D.cos =cos α+sin α
ABC [根据两角差的余弦公式ABC都是正确的;而对于D,cos =cos αcos +sin αsin =cos α+sin α,故D的化简是错误的.]
6.cos ( α-35°)cos ( α+25°)+sin ( α-35°)sin ( α+25°)=________.
解析: 原式=cos [( α-35°)-( α+25°)]
=cos (-60°)=cos 60°=.
答案: 
7.已知cos =cos α,则tan α=________.
解析: cos =cos αcos +sin αsin =cos α+sin α=cos α,∴sin α=cos α,
∴=,即tan α=.
答案: 
8.在△ABC中,C=90°,AC=3,BC=4,则sin (A-B)的值是________.
解析: 在Rt△ABC中,AC=3,BC=4,所以AB=5,A>B,sin A=cos B=,cos A=sin B=,cos (A-B)=cos A cos B+sin A sin B=,
所以sin (A-B)==.
答案: 
9.若0< α<,-<β<0,cos α=,cos =,求cos 的值.
解析: 因为cos α=,0< α<,所以sin α=.
因为cos =,-<<0,所以sin =-,
所以cos =cos αcos +sin αsin
=×+×=-.
10.若cos ( α+β)=,sin ( α-β)=,且< α+β<2π,< α-β<π,求cos 2β的值.
解析: 因为cos ( α+β)=,且< α+β<2π,所以sin ( α+β)=-.
因为sin ( α-β)=,且< α-β<π,
所以cos ( α-β)=-.
所以cos 2β=cos [( α+β)-( α-β)]
=cos ( α+β)cos ( α-β)+sin ( α+β)sin ( α-β)
=×(-)+(-)×=-1.
[能力提升]
11.(多选)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=-
AC [由已知,得sin γ=sin β-sin α,cos γ=cos α-cos β.两式分别平方相加,得(sin β-sin α)2+(cos α-cos β)2=1.∴-2cos (β- α)=-1,∴cos (β- α)=,∴A正确,B错误.∵sin γ=sin β-sin α>0,∴β> α,∴β- α=,∴C正确,D错误,故选AC.]
12.已知 α∈,且cos =-,则
sin =________,cos α=________.
解析: ∵ α∈,
∴ α+∈,
∴sin = =,
∴cos α=cos
=cos cos +sin sin
=×+×=.
答案:  
13.化简:=________.
解析: 原式=

===.
答案: 
14.已知sin α+sin β=,cos α-cos β=.α,β∈, 求α+β.
解析: 因为sin α+sin β=,①
cos α-cos β=,②
①2+②2得
2+2(sin αsin β-cos αcos β)=1,
即cos (α+β)=.
因为0<α+β<π,
所以α+β=.
15.如图,在平面直角坐标系中,锐角 α和钝角β的终边分别与单位圆交于A,B两点.
(1)如图A,B两点的纵坐标分别为,,求cos α和sin β的值;
(2)在(1)的条件下,求cos (β- α)的值.
解析: (1)∵OA=1,OB=1,且点A,B的纵坐标分别为,,∴sin α=,sin β=,又∵ α为锐角,∴cos α==.
(2)∵β为钝角,∴由(1)知cos β=-=-,∴cos(β- α)=cos βcos α+sin βsin α=-×+×=.
16.已知 α,β为锐角且
=.
(1)求cos ( α-β)的值;
(2)若cos α=,求cos β的值.
解析: (1)∵=,
∴2-2(cos αcos β+sin αsin β)=,
∴cos ( α-β)=.
(2)∵cos α=,cos ( α-β)=, α,β为锐角,
∴sin α=,sin ( α-β)=±.
当sin ( α-β)=时,cos β=cos [ α-( α-β)]
=cos αcos ( α-β)+sin αsin ( α-β)=;
当sin ( α-β)=-时,
cos β=cos [ α-( α-β)]
=cos αcos ( α-β)+sin αsin ( α-β)=0.
∵β为锐角,∴cos β=.课时作业(五十) 两角差的余弦公式
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.若 α∈ ,sin sin +cos cos =0,则α的值是(  )
A. B. C. D.
 
2.已知cos α=-, α∈,sin β=-,β是第三象限角,则cos (β- α)的值是(  )
A.- B. C. D.-
 
3.已知cos ( α-β)cos α+sin (α-β)sin α=-, β∈(π,),则sin β的值是(  )
A. B.- C.- D.
 
4.已知cos=-,则cos x+cos =(  )
A.- B.± C.-1 D.±1
 
5.(多选)下列各式化简正确的是(  )
A.cos 80°cos 20°+sin 80°sin 20°=cos 60°
B.cos 15°=cos 45°cos 30°+sin 45°sin 30°
C.sin ( α+45°)sin α+cos ( α+45°)cos α=cos 45°
D.cos =cos α+sin α
 
6.cos ( α-35°)cos ( α+25°)+sin ( α-35°)sin ( α+25°)=________.
=cos (-60°)=cos 60°=.
7.已知cos =cos α,则tan α=________.
8.在△ABC中,C=90°,AC=3,BC=4,则sin (A-B)的值是________.
9.若0< α<,-<β<0,cos α=,cos =,求cos 的值.
10.若cos ( α+β)=,sin ( α-β)=,且< α+β<2π,< α-β<π,求cos 2β的值.
11.(多选)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=-
 
12.已知 α∈,且cos =-,则
sin =________,cos α=________.
13.化简:=________.
14.已知sin α+sin β=,cos α-cos β=.α,β∈, 求α+β.
15.如图,在平面直角坐标系中,锐角 α和钝角β的终边分别与单位圆交于A,B两点.
(1)如图A,B两点的纵坐标分别为,,求cos α和sin β的值;
(2)在(1)的条件下,求cos (β- α)的值.