人教A版(2019) 必修 第一册 第五章 三角函数5.2.2同角三角函数的基本关系(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5.2.2同角三角函数的基本关系(共打包5份)
格式 zip
文件大小 1.9MB
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 18:27:46

文档简介

(共43张PPT)
第五章
三角函数
平方和
tan α

正切
综合应用 素养提升
随堂演练 对点落实
课 时 作 业(四十三)
谢谢观看!5.2.2 同角三角函数的基本关系
[学习目标] 1.理解同角三角函数的基本关系式sin2α+cos2α=1,=tan α.2.会用同角三角函数的基本关系式进行三角函数式的求值、化简和证明.
知识点 同角三角函数的基本关系
[问题导引] 观察下表,你能发现什么?
α 0
sin α 0 1
cos α 1 0
tan α 0 1 不存在
提示: 对于表格中的几个角,同一个角的正弦与余弦的比值等于正切(cos α≠0),正弦与余弦的平方和等于1.
1.基本关系
关系式 文字表述
平方关系 sin2α+cos2α=1 同一个角 α的正弦、余弦的平方和等于1
商数关系 =tan__α 同一个角 α的正弦、余弦的商等于角 α的正切
[点拨] (1)注意“同角”,这里“同角”有两层含义,一是“角相同”,二是对“任意”一个角(在使函数有意义的前提下)关系式都成立,即与角的表达形式无关,如sin23 α+cos23 α=1成立,但是sin2α+cos2β=1就不一定成立.
(2)sin2α是(sin α)2的简写,读作“sin α的平方”,不能将sin2α写成sin α2,前者是 α的正弦的平方,后者是 α2的正弦,两者是不同的,要弄清它们的区别,并能正确书写.
2.公式变形
sin2α+cos2α=1

tan α=
(链接教材P183例6)
(1)若 α是△ABC的一个内角,且cos α=-,求sin α,tan α的值;
(2)若tan α=-,求sin α的值.
解析: (1)因为 α是△ABC的一个内角,且cos α=-,所以< α<π.
所以sin α== =.
所以tan α===-.
(2)因为tan α=-<0,
所以 α是第二或第四象限角.
由可得sin2α=.
当 α是第二象限角时,sin α=;当 α是第四象限角时,sin α=-.
求三角函数值的方法
(1)已知sin θ(或cos θ)求tan θ常用以下方法求解.
(2)已知tan θ求sin θ(或cos θ)常用以下方法求解.
当角 θ的范围不确定且涉及开方时,常因三角函数值的符号问题而对角 θ分区间(象限)讨论.
即时练1.已知 α是第三象限角,且sin α=-,则3cos α+4tan α=(  )
A.- B.
C.- D.
A [因为 α是第三象限角,且sin α=-,
所以cos α=-
=-=-,所以tan α==,所以3cos α+4tan α= -2+=-.]
应用1 利用弦切互化求值
已知tan α=2.
(1)求的值;
(2)求2sin2α-sin αcos α+cos2α的值.
解析: (1)法一(代入法) ∵tan α=2,
∴=2,∴sin α=2cos α.
∴==-.
法二(弦化切) ∵tan α=2.
∴==
==-.
(2)2sin2α-sin α cos α+cos2α


==.
已知角 α的正切求关于sin α,cos α的齐次式的方法
(1)关于sin α,cos α的齐次式就是式子中的每一项都是关于sin α,cos α的式子且它们的次数之和相同,设为n次,将分子、分母同除以cos α的n次幂,其式子可化为关于tan α的式子,再代入求值.
(2)若无分母时,把分母看作1,并将1用sin2α+cos2α来代换,将分子、分母同除以cos2α,可化为关于tan α的式子,再代入求值.
即时练2.已知=,求下列各式的值:
(1);
(2)1-4sin θcos θ+2cos2θ.
解析: ∵=,∴=,解得tan θ=2.
(1)原式===1.
(2)原式=sin2θ-4sin θcos θ+3cos2θ===-.
应用2 利用sin α±cos α与sin αcos α的关系求值
(2021·江苏南通中学高一期末)设 α∈(0,π),sin α+cos α=,则cos2α-sin2α的值是(  )
A.       B.-
C.- D.或-
C [因为sin α+cos α=,所以1+2sin αcos α=,所以2sin αcos α=-.
又因为 α∈(0,π),所以sin α>0,cos α<0,
所以(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=,
所以sin α-cos α=,所以cos2α-sin2α=(cosα-sin α)(cos α+sin α)=-.
故选C.]
sin θ±cos θ,sin θcos θ三者的关系:
(1)对于三角函数式sin θ±cos θ,sin θcos θ之间的关系,通过(sin θ±cos θ)2=1±2sin θ·cos θ进行转化.
(2)若已知sin θ±cos θ,sin θcos θ中三者之一,利用方程思想进一步可以求得sin θ,cos θ的值,从而求出其余的三角函数值.
[提醒] 要注意sin θ±cos θ的符号的判定.
即时练3.若0< θ<π,sin θcos θ=-,求sin θ-cos θ.
解析: ∵0< θ<π,sin θcos θ=-<0.
∴sin θ>0,cos θ<0.∴sin θ-cos θ >0.
∴sin θ-cos θ==== =.
应用3 三角函数式的化简与证明
(链接教材P183例7)
(1)化简-.
(2)求证:sin θ(1+tan θ)+cos θ=+ .
解析: (1)-

===-2tan2α.
(2)证明:sin θ(1+tan θ)+cos θ
=sin θ+cos θ
=sin θ++cos θ+
=+
=+
=+,所以原等式成立.
1.三角函数式的化简技巧
(1)化切为弦,即把正切函数都化为正、余弦函数,从而减少函数名称,达到化繁为简的目的.
(2)对于含有根号的,常把根号里面的部分化成完全平方式,然后去根号达到化简的目的.
(3)对于化简含高次的三角函数式,往往借助于因式分解,或构造sin2α+cos2α=1,以降低函数次数,达到化简的目的.
2.证明三角恒等式常用的方法
(1)从一边开始,证得它等于另一边,一般是由比较复杂的一边开始化简到另一边,其依据是相等关系的传递性.
(2)左右归一法:即证明左右两边都等于同一个式子,其依据是等于同一个量的两个量相等.
(3)比较法:即证左边-右边=0或证=1.
(4)综合法:即由一个已知成立的等式(如公式等)恒等变形得到所要证明的等式,其依据是等价转化的思想.
即时练4.化简+(1+tan2α)cos2α.
解析:原式=+cos2α
=+·cos2α
=1+1=2.
即时练5.求证:(1-cos α)=sin α.
证明: 左边=(1-cos α)
=·(1-cos α)
===sin α.
所以左边=右边,原等式成立.
1.已知 α是第三象限角,且cos α=-,则sin α等于(  )
A. B.- C.- D.
B [由 α是第三象限角且cos α=-知,sin α=-=-=-.故选B.]
2.已知 α是第二象限角,tan α=-,则cos α=___________________.
解析: 因为tan α=-,所以sin α=-cos α.
又因为sin2α+cos2α=1,所以cos2α=1.所以cos2α=,又 α是第二象限角,所以cos α=-.
答案: -
3.已知cos α-sin α=-,则sin αcos α的值为_________________________.
解析: 由已知得(cos α-sin α)2=sin2α+cos2α-2sinαcos α=1-2sin αcos α,因为cos α-sin α=-,所以1-2sin αcos α=,解得sin αcos α=.
答案: 
4.若2sin α+cos α=0,求-的值.
解析: 2sin α+cos α=0,
所以tan α=-,
原式=

==-2tan2α=-.
课时作业(四十三) 同角三角函数的基本关系
(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.化简的结果是(  )
A.cos B.sin
C.-cos D.-sin
C [因为是第二象限角,所以cos <0.所以原式=-cos .故选C.]
2.已知cos α=-, α∈,sin β=-,β为第三象限角,则sin α·tan β等于(  )
A.- B. C. D.-
B [因为cos α=-, α∈,sin β=-,β是第三象限角,所以sin α= =,
cos β=-=-,
即tan β=,则sin α·tan β=.故选B.]
3.已知 θ是第三象限角,且sin4θ+cos4θ=,则sin θcos θ的值为(  )
A.   B.-   C.   D.-
A [由sin4θ+cos4θ=,得(sin2θ+cos2θ)2-2sin2θcos2θ=,
∴sin2θcos2θ=.∵ θ是第三象限角,∴sin θ<0,cos θ<0,∴sin θcos θ=.]
4.已知sin αcos α=,且< α<,则cos α-sin α的值是(  )
A. B.- C. D .-
B [因为< α<,所以sin α>cos α,cos α-sin α<0.所以cos α-sin α=-=-=-.]
5.(多选)若sin α=,且 α为锐角,则下列选项中正确的有(  )
A.tan α=       B.cos α=
C.sin α+cos α= D.sin α-cos α=-
AB [∵sin α=,且 α为锐角,∴cos α===,故B正确,∴tan α==,sin α+cos α=+=,sin α-cos α=-=,故A正确,C,D错误.故选AB.]
6.若sin θ=-,tan θ >0,则cos θ=________.
解析: 由已知条件可得角 θ的终边在第三象限,
∴cos θ=-=-=-.
答案: -
7.已知tan α=-,则的值是________.
解析: ===.
答案: 
8.化简(1+cos α)的结果是________.
解析: 原式=(1+cos α)====sin α.
答案: sin α
9.化简下列各式:
(1);
(2)tan α (其中 α是第二象限角).
解析: (1)=
===1.
(2)因为 α是第二象限角,
所以sin α>0,cos α<0.
故tan α=tan α
=tan α=·
=·=-1.
10.已知3sin α+4cos α=0.求
(1)sin αcos α;
(2)的值.
解析: (1)因为3sin α+4cos α=0,所以tan α=-,
所以sin αcos α====-.
(2)=====.
[能力提升]
11.已知 α是三角形的一个内角,且sin α+cos α=,那么这个三角形的形状为(  )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
B [因为sin α+cos α=,
所以(sin α+cos α)2=,
即1+2sin αcos α=,
所以sin αcos α=-<0,所以 α∈(,π).故选B.]
12.(多选)下列计算或化简结果正确的是(  )
A.=2
B.若sin θ·cos θ=,则tan θ+=2
C.若tan x=,则=1
D.若 α为第一象限角,则+=2
ABD [A正确,=·=2;B正确,tan θ+=+==2;C不正确,===2;D正确,∵ α为第一象限角,∴原式=+=2.综上,A、B、D正确,故选ABD.]
13.若tan α+=3,则sin αcos α=________,tan2α+=________.
解析: 因为tan α+==3,所以sin αcos α=,tan2α+=-2=9-2=7.
答案:  7
14.已知sin α,cos α是方程3x2-2x+a=0的两根,则a=________.
解析: 因为sin α,cos α是方程3x2-2x+a=0的两根,
所以sin α+cos α=,sin α·cos α=,1+2sin α·cos α=1+=,所以a=-.满足Δ=4-12a>0,故a=-.
答案: -
15.0解析: 由0,则==1,cos x<0, ===-1,由016.(1)分别计算cos4-sin4和cos2-sin2,cos的值.你有什么发现?
(2)计算cos4-sin4,cos2-sin2,cos的值,你有什么发现?
(3)证明x∈R,cos2x-sin2x=cos4x-sin4x.
解析: (1)cos4-sin4
==cos2-sin2
=-==cos.
(2)cos4-sin4=(cos2-sin2)=cos2-sin2=-=0=cos.
(3)证明:cos4x-sin4x=(cos2x+sin2x)(cos2x-sin2x)=cos2x-sin2x.5.2.2 同角三角函数的基本关系
[学习目标] 1.理解同角三角函数的基本关系式sin2α+cos2α=1,=tan α.2.会用同角三角函数的基本关系式进行三角函数式的求值、化简和证明.
知识点 同角三角函数的基本关系
[问题导引] 观察下表,你能发现什么?
α 0
sin α 0 1
cos α 1 0
tan α 0 1 不存在
提示: 对于表格中的几个角,同一个角的正弦与余弦的比值等于正切(cos α≠0),正弦与余弦的平方和等于1.
1.基本关系
关系式 文字表述
平方关系 sin2α+cos2α=1 同一个角 α的正弦、余弦的平方和等于1
商数关系 =tan__α 同一个角 α的正弦、余弦的商等于角 α的正切
[点拨] (1)注意“同角”,这里“同角”有两层含义,一是“角相同”,二是对“任意”一个角(在使函数有意义的前提下)关系式都成立,即与角的表达形式无关,如sin23 α+cos23 α=1成立,但是sin2α+cos2β=1就不一定成立.
(2)sin2α是(sin α)2的简写,读作“sin α的平方”,不能将sin2α写成sin α2,前者是 α的正弦的平方,后者是 α2的正弦,两者是不同的,要弄清它们的区别,并能正确书写.
2.公式变形
sin2α+cos2α=1

tan α=
(链接教材P183例6)
(1)若 α是△ABC的一个内角,且cos α=-,求sin α,tan α的值;
(2)若tan α=-,求sin α的值.
求三角函数值的方法
(1)已知sin θ(或cos θ)求tan θ常用以下方法求解.
(2)已知tan θ求sin θ(或cos θ)常用以下方法求解.
当角 θ的范围不确定且涉及开方时,常因三角函数值的符号问题而对角 θ分区间(象限)讨论.
即时练1.已知 α是第三象限角,且sin α=-,则3cos α+4tan α=(  )
A.- B.
C.- D.
应用1 利用弦切互化求值
已知tan α=2.
(1)求的值;
(2)求2sin2α-sin αcos α+cos2α的值.
已知角 α的正切求关于sin α,cos α的齐次式的方法
(1)关于sin α,cos α的齐次式就是式子中的每一项都是关于sin α,cos α的式子且它们的次数之和相同,设为n次,将分子、分母同除以cos α的n次幂,其式子可化为关于tan α的式子,再代入求值.
(2)若无分母时,把分母看作1,并将1用sin2α+cos2α来代换,将分子、分母同除以cos2α,可化为关于tan α的式子,再代入求值.
即时练2.已知=,求下列各式的值:
(1);
(2)1-4sin θcos θ+2cos2θ.
应用2 利用sin α±cos α与sin αcos α的关系求值
(2021·江苏南通中学高一期末)设 α∈(0,π),sin α+cos α=,则cos2α-sin2α的值是(  )
A.       B.-
C.- D.或-
sin θ±cos θ,sin θcos θ三者的关系:
(1)对于三角函数式sin θ±cos θ,sin θcos θ之间的关系,通过(sin θ±cos θ)2=1±2sin θ·cos θ进行转化.
(2)若已知sin θ±cos θ,sin θcos θ中三者之一,利用方程思想进一步可以求得sin θ,cos θ的值,从而求出其余的三角函数值.
[提醒] 要注意sin θ±cos θ的符号的判定.
即时练3.若0< θ<π,sin θcos θ=-,求sin θ-cos θ.
应用3 三角函数式的化简与证明
(链接教材P183例7)
(1)化简-.
(2)求证:sin θ(1+tan θ)+cos θ=+ .
1.三角函数式的化简技巧
(1)化切为弦,即把正切函数都化为正、余弦函数,从而减少函数名称,达到化繁为简的目的.
(2)对于含有根号的,常把根号里面的部分化成完全平方式,然后去根号达到化简的目的.
(3)对于化简含高次的三角函数式,往往借助于因式分解,或构造sin2α+cos2α=1,以降低函数次数,达到化简的目的.
2.证明三角恒等式常用的方法
(1)从一边开始,证得它等于另一边,一般是由比较复杂的一边开始化简到另一边,其依据是相等关系的传递性.
(2)左右归一法:即证明左右两边都等于同一个式子,其依据是等于同一个量的两个量相等.
(3)比较法:即证左边-右边=0或证=1.
(4)综合法:即由一个已知成立的等式(如公式等)恒等变形得到所要证明的等式,其依据是等价转化的思想.
即时练4.化简+(1+tan2α)cos2α.
1.已知 α是第三象限角,且cos α=-,则sin α等于(  )
A. B.- C.- D.
2.已知 α是第二象限角,tan α=-,则cos α=___________________.
3.已知cos α-sin α=-,则sin αcos α的值为_________________________.
4.若2sin α+cos α=0,求-的值.
课时作业(四十三) 同角三角函数的基本关系
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.化简的结果是(  )
A.cos B.sin
C.-cos D.-sin
 
2.已知cos α=-, α∈,sin β=-,β为第三象限角,则sin α·tan β等于(  )
A.- B. C. D.-
 
3.已知 θ是第三象限角,且sin4θ+cos4θ=,则sin θcos θ的值为(  )
A.   B.-   C.   D.-
 
4.已知sin αcos α=,且< α<,则cos α-sin α的值是(  )
A. B.- C. D .-
 
5.(多选)若sin α=,且 α为锐角,则下列选项中正确的有(  )
A.tan α=       B.cos α=
C.sin α+cos α= D.sin α-cos α=-
 
6.若sin θ=-,tan θ >0,则cos θ=________.
7.已知tan α=-,则的值是________.
8.化简(1+cos α)的结果是________.
9.化简下列各式:
(1);
(2)tan α (其中 α是第二象限角).
10.已知3sin α+4cos α=0.求
(1)sin αcos α;
(2)的值.
11.已知 α是三角形的一个内角,且sin α+cos α=,那么这个三角形的形状为(  )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
 
12.(多选)下列计算或化简结果正确的是(  )
A.=2
B.若sin θ·cos θ=,则tan θ+=2
C.若tan x=,则=1
D.若 α为第一象限角,则+=2
 
13.若tan α+=3,则sin αcos α=________,tan2α+=________.
14.已知sin α,cos α是方程3x2-2x+a=0的两根,则a=________.
15.016.(1)分别计算cos4-sin4和cos2-sin2,cos的值.你有什么发现?
(2)计算cos4-sin4,cos2-sin2,cos的值,你有什么发现?
(3)证明x∈R,cos2x-sin2x=cos4x-sin4x.课时作业(四十三) 同角三角函数的基本关系
(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.化简的结果是(  )
A.cos B.sin
C.-cos D.-sin
C [因为是第二象限角,所以cos <0.所以原式=-cos .故选C.]
2.已知cos α=-, α∈,sin β=-,β为第三象限角,则sin α·tan β等于(  )
A.- B. C. D.-
B [因为cos α=-, α∈,sin β=-,β是第三象限角,所以sin α= =,
cos β=-=-,
即tan β=,则sin α·tan β=.故选B.]
3.已知 θ是第三象限角,且sin4θ+cos4θ=,则sin θcos θ的值为(  )
A.   B.-   C.   D.-
A [由sin4θ+cos4θ=,得(sin2θ+cos2θ)2-2sin2θcos2θ=,
∴sin2θcos2θ=.∵ θ是第三象限角,∴sin θ<0,cos θ<0,∴sin θcos θ=.]
4.已知sin αcos α=,且< α<,则cos α-sin α的值是(  )
A. B.- C. D .-
B [因为< α<,所以sin α>cos α,cos α-sin α<0.所以cos α-sin α=-=-=-.]
5.(多选)若sin α=,且 α为锐角,则下列选项中正确的有(  )
A.tan α=       B.cos α=
C.sin α+cos α= D.sin α-cos α=-
AB [∵sin α=,且 α为锐角,∴cos α===,故B正确,∴tan α==,sin α+cos α=+=,sin α-cos α=-=,故A正确,C,D错误.故选AB.]
6.若sin θ=-,tan θ >0,则cos θ=________.
解析: 由已知条件可得角 θ的终边在第三象限,
∴cos θ=-=-=-.
答案: -
7.已知tan α=-,则的值是________.
解析: ===.
答案: 
8.化简(1+cos α)的结果是________.
解析: 原式=(1+cos α)====sin α.
答案: sin α
9.化简下列各式:
(1);
(2)tan α (其中 α是第二象限角).
解析: (1)=
===1.
(2)因为 α是第二象限角,
所以sin α>0,cos α<0.
故tan α=tan α
=tan α=·
=·=-1.
10.已知3sin α+4cos α=0.求
(1)sin αcos α;
(2)的值.
解析: (1)因为3sin α+4cos α=0,所以tan α=-,
所以sin αcos α====-.
(2)=====.
[能力提升]
11.已知 α是三角形的一个内角,且sin α+cos α=,那么这个三角形的形状为(  )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
B [因为sin α+cos α=,
所以(sin α+cos α)2=,
即1+2sin αcos α=,
所以sin αcos α=-<0,所以 α∈(,π).故选B.]
12.(多选)下列计算或化简结果正确的是(  )
A.=2
B.若sin θ·cos θ=,则tan θ+=2
C.若tan x=,则=1
D.若 α为第一象限角,则+=2
ABD [A正确,=·=2;B正确,tan θ+=+==2;C不正确,===2;D正确,∵ α为第一象限角,∴原式=+=2.综上,A、B、D正确,故选ABD.]
13.若tan α+=3,则sin αcos α=________,tan2α+=________.
解析: 因为tan α+==3,所以sin αcos α=,tan2α+=-2=9-2=7.
答案:  7
14.已知sin α,cos α是方程3x2-2x+a=0的两根,则a=________.
解析: 因为sin α,cos α是方程3x2-2x+a=0的两根,
所以sin α+cos α=,sin α·cos α=,1+2sin α·cos α=1+=,所以a=-.满足Δ=4-12a>0,故a=-.
答案: -
15.0解析: 由0,则==1,cos x<0, ===-1,由016.(1)分别计算cos4-sin4和cos2-sin2,cos的值.你有什么发现?
(2)计算cos4-sin4,cos2-sin2,cos的值,你有什么发现?
(3)证明x∈R,cos2x-sin2x=cos4x-sin4x.
解析: (1)cos4-sin4
==cos2-sin2
=-==cos.
(2)cos4-sin4=(cos2-sin2)=cos2-sin2=-=0=cos.
(3)证明:cos4x-sin4x=(cos2x+sin2x)(cos2x-sin2x)=cos2x-sin2x.课时作业(四十三) 同角三角函数的基本关系
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.化简的结果是(  )
A.cos B.sin
C.-cos D.-sin
 
2.已知cos α=-, α∈,sin β=-,β为第三象限角,则sin α·tan β等于(  )
A.- B. C. D.-
 
3.已知 θ是第三象限角,且sin4θ+cos4θ=,则sin θcos θ的值为(  )
A.   B.-   C.   D.-
 
4.已知sin αcos α=,且< α<,则cos α-sin α的值是(  )
A. B.- C. D .-
 
5.(多选)若sin α=,且 α为锐角,则下列选项中正确的有(  )
A.tan α=       B.cos α=
C.sin α+cos α= D.sin α-cos α=-
 
6.若sin θ=-,tan θ >0,则cos θ=________.
7.已知tan α=-,则的值是________.
8.化简(1+cos α)的结果是________.
9.化简下列各式:
(1);
(2)tan α (其中 α是第二象限角).
10.已知3sin α+4cos α=0.求
(1)sin αcos α;
(2)的值.
11.已知 α是三角形的一个内角,且sin α+cos α=,那么这个三角形的形状为(  )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
 
12.(多选)下列计算或化简结果正确的是(  )
A.=2
B.若sin θ·cos θ=,则tan θ+=2
C.若tan x=,则=1
D.若 α为第一象限角,则+=2
 
13.若tan α+=3,则sin αcos α=________,tan2α+=________.
14.已知sin α,cos α是方程3x2-2x+a=0的两根,则a=________.
15.016.(1)分别计算cos4-sin4和cos2-sin2,cos的值.你有什么发现?
(2)计算cos4-sin4,cos2-sin2,cos的值,你有什么发现?
(3)证明x∈R,cos2x-sin2x=cos4x-sin4x.