第一章 4.4 诱导公式与旋转(课件 学案 练习)高中数学 北师大版(2019)必修 第二册

文档属性

名称 第一章 4.4 诱导公式与旋转(课件 学案 练习)高中数学 北师大版(2019)必修 第二册
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文件大小 2.4MB
资源类型 教案
版本资源 北师大版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-10-08 22:08:00

文档简介

4.4 诱导公式与旋转
1.已知sin 25.3°=a,则cos 64.7°=(  )
A.a           B.-a
C.a2 D.
2.若sin(3π+α)=-,则cos=(  )
A.- B.
C. D.-
3.若sin(180°+α)+cos(90°+α)=-a,则cos(270°-α)+2sin(360°-α)的值是(  )
A.- B.-
C. D.
4.若cos=,则cos+sin(φ-π)的值为(  )
A.- B.
C.- D.
5.(多选)下列与cos的值相等的是(  )
A.sin(π-θ) B.sin(π+θ)
C.cos D.cos
6.(多选)若角A,B,C是△ABC的三个内角,则下列等式中一定成立的是(  )
A.cos(A+B)=cos C
B.sin(A+B)=sin C
C.cos =sin B
D.sin =cos
7.已知sin(π+α)=-,则cos=    .
8.若对任意x∈R,cos(x-φ)=sin x恒成立,则常数φ的一个取值为    .
9.已知sin(α-3π)=2cos(α-4π),则=    .
10.已知f(α)=.
(1)化简f(α);
(2)若cos(α-π)=,求f(α)的值.
11.已知cos(75°+α)=,则sin(α-15°)+cos(105°-α)的值是(  )
A. B.
C.- D.-
12.已知cos(-α)=,则sin(α-)=    .
13.化简:=    .
14.在平面直角坐标系xOy中,若角α的顶点为坐标原点,始边与x非负半轴重合,终边与单位圆交于点P(m,n),且cos=,α∈,求m的值.
15.已知f(x)=sin x+cos x,则下列结论正确的是(  )
A.f(x+π)=sin x+cos x
B.f(π-x)=sin x+cos x
C.f=sin x+cos x
D.f=sin x+cos x
16.是否存在角α,β,α∈(-,),β∈(0,π),使等式sin(3π-α)=cos(-β),cos(-α)=-cos(π+β)同时成立?若存在,求出α,β的值;若不存在,请说明理由.(注:对任意角α,有sin2α+cos2α=1成立.)
4.4 诱导公式与旋转
1.A cos 64.7°=cos(90°-25.3°)=sin 25.3°=a.
2.A ∵sin(3π+α)=-sin α=-,∴sin α=.∴cos=cos=-cos=-sin α=-.
3.B 由sin(180°+α)+cos(90°+α)=-a,得-sin α-sin α=-a,即sin α=.cos(270°-α)+2sin(360°-α)=-sin α-2sin α=-3sin α=-a.
4.D ∵cos=,∴sin φ=-,∴cos+sin(φ-π)=cos-sin(π-φ)=-sin φ-sin φ=-2sin φ=.
5.BD cos=cos=-cos=-sin θ;sin(π-θ)=sin θ;sin(π+θ)=-sin θ;cos=sin θ;cos=-sin θ.
6.BD 因为A+B+C=π,所以A+B=π-C,=,=,所以cos(A+B)=cos(π-C)=-cos C,sin(A+B)=sin(π-C)=sin C,cos =cos=sin ,sin =sin=cos .故选B、D.
7.- 解析:因为sin(π+α)=-sin α=-,所以sin α=.cos=cos=-sin α=-.
8.(答案不唯一) 解析:因为对任意x∈R,cos(x-φ)=sin[-(x-φ)]=sin(-x+φ)=sin(π-x)恒成立,所以-x+φ=π-x+2kπ,k∈Z,可得φ=2kπ+,k∈Z,所以当k=0时,可得φ=,常数φ的一个取值可以为.
9.- 解析:∵sin(α-3π)=2cos(α-4π),
∴-sin(3π-α)=2cos(4π-α),
∴-sin(π-α)=2cos(-α),
∴sin α=-2cos α且cos α≠0,∴原式====-.
10.解:(1)f(α)==-cos α.
(2)因为cos(α-π)=,
所以cos α=-,
所以f(α)=-cos α=.
11.D ∵cos(75°+α)=,∴sin(α-15°)+cos(105°-α)=sin[(α+75°)-90°]+cos[180°-(α+75°)]=-cos(75°+α)-cos(75°+α)=-.故选D.
12.- 解析:sin(α-)=sin[--(-α)]=-sin[+(-α)]
=-cos(-α)=-.
13.-cos α 解析:原式

==-cos α.
14.解:cos=cos
=cos=-cos
=-sin α=,即sin α=-.
又因为角α的终边与单位圆交于点P(m,n),所以
解得或
因为α∈,所以角α的终边在第三象限,故m=-.
15.D 由f(x+π)=sin(x+π)+cos(x+π)=-sin x-cos x,f(π-x)=sin(π-x)+cos(π-x)=sin x-cos x,f=sin+cos=cos x-sin x,f=sin+cos=cos x+sin x,故选D.
16.解:假设存在角α,β满足条件,
则由题可得
由①2+②2得sin2α+3cos2α=2.
由sin2α+cos2α=1,所以cos2α=,所以cos α=±.
因为α∈(-,),所以α=±.
当α=时,cos β=,因为0<β<π,所以β=;
当α=-时,cos β=,
因为0<β<π,
所以β=,此时①式不成立,故舍去.
所以存在α=,β=满足条件.
2 / 24.4 诱导公式与旋转
新课程标准解读 核心素养
1.能借助单位圆的旋转,利用定义推导出正弦函数、余弦函数的诱导公式 数学抽象
2.能够运用诱导公式,把任意角的正弦函数、余弦函数的化简、求值问题转化为锐角的正弦函数、余弦函数的化简、求值问题 数学运算、逻辑推理
  我们容易计算像0,,这样的角的三角函数值,对于求-α与+α的三角函数值,能否化为α的三角函数值计算?
【问题】 (1)-α与α的终边有什么关系?
(2)如何求+α的三角函数值?
                      
                      
                      
                      
知识点一 ±α的诱导公式
 对任意角α,有下列关系式成立:
sin=   ,cos=   .
sin=   ,cos=   .
提醒 ±α的诱导公式的记忆方法与口诀:①记忆方法,±α的正弦(余弦)函数值,分别等于α的余弦(正弦)函数值,前面加上一个把α看成锐角时原函数值的符号;②记忆口诀,“函数名改变,符号看象限”或“正变余,余变正,符号象限定”.
知识点二 正弦函数、余弦函数的诱导公式
  函数 角 正弦 余弦
α+2kπ(k∈Z) sin α cos α
α+π -sin α -cos α
-α -sin α cos α
π-α sin α -cos α
α-π -sin α -cos α
α+ cos α -sin α
-α cos α sin α
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)sin(90°+α)=-cos α.(  )
(2)cos=-sin α.(  )
(3)cos(180°+α)=sin(90°+α).(  )
(4)诱导公式中的角α只能是锐角.(  )
2.sin 95°+cos 175°=(  )
A.sin 5°       B.cos 5°
C.0 D.2sin 5°
3.若sin α=,则cos=    .
题型一 利用诱导公式化简
【例1】 化简:,其中k∈Z.
尝试解答
通性通法
用诱导公式进行化简时的注意点
(1)化简后项数尽可能的少;
(2)函数的种类尽可能的少;
(3)分母尽可能不含三角函数的符号;
(4)能求值的一定要求值.
【跟踪训练】
 化简:.
题型二 利用诱导公式求值
【例2】 (1)已知f(α)=
,则f的值为(  )
A.-   B.   C.-   D.
(2)已知sin=,则cos=    .
尝试解答
【母题探究】
 (变条件,变设问)将本例(2)的条件中“-”改为“+”,求cos的值.
通性通法
解决化简求值问题的策略
(1)对于三角函数式的化简求值问题,一般遵循诱导公式先行的原则,即先用诱导公式化简变形,达到角的统一,再进行三角函数名称转化,以保证三角函数名称最少;
(2)对于kπ±α和±α这两套诱导公式,切记运用前一套公式不变名,而后一套公式必须变名.
【跟踪训练】
1.已知sin=,则cos=(  )
A.        B.-
C. D.-
2.已知sin=,那么cos α=(  )
A.- B.-
C. D.
题型三 利用诱导公式证明恒等式
【例3】 求证:·sin(α-)cos(+α)=-cos2α.
尝试解答
通性通法
  利用诱导公式证明恒等式问题,关键在于公式的灵活应用,其证明的常用方法有:
(1)从一边开始,使得它等于另一边,一般由繁到简;
(2)左右归一法:即证明左右两边都等于同一个式子;
(3)针对题设与结论间的差异,有针对性地进行变形,以消除差异.
【跟踪训练】
已知A,B,C为△ABC的三个内角,求证:
cos(-)=sin(+)=cos(-).
1.若sin<0,且cos>0,则θ是(  )
A.第一象限角    B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
2.若cos(2π-α)=,则sin=(  )
A.-  B.-  C.  D.±
3.化简:sin(π+α)cos+cos·sin(π+α)=    .
4.求证:=sin θ.
4.4 诱导公式与旋转
【基础知识·重落实】
知识点一
cos α -sin α -cos α sin α
自我诊断
1.(1)× (2)× (3)× (4)×
2.C 原式=cos 5°-cos 5°=0.
3. 解析:cos=sin α=.
【典型例题·精研析】
【例1】 解:当k为偶数时,设k=2m(m∈Z),则原式


==1.
当k为奇数时,设k=2m+1(m∈Z).
仿上化简得:原式=1.
故原式=1.
跟踪训练
 解:∵sin(4π-α)=sin(-α)=-sin α,
cos=cos=cos=-sin α,
sin=sin=-sin α,
cos(π-α)=cos[4π-(+α)]=cos(+α)=-sin α,
∴原式===1.
【例2】 (1)B (2) 解析:(1)∵f(α)

==cos α,
∴f=cos
=cos=.
(2)cos=cos
=sin=.
母题探究
 解:cos=cos=-sin=-.
跟踪训练
1.D cos=cos=-sin=-.
2.C sin=sin=sin=cos α=.
【例3】 证明:左端=·
sin[-(-α)]·(-sin α)
=·[-sin(-α)](-sin α)
=·(-cos α)(-sin α)
=-cos2α=右端,故原式成立.
跟踪训练
 证明:cos(-)=sin[-(-)]=sin(+).
∵在△ABC中,A+B+C=π,
∴=-,
即=-,
∴cos(-)=cos[-(-)]=cos(-+)=cos(-),∴cos(-)=sin(+)=cos(-).
随堂检测
1.B 由于sin=cos θ<0,cos=sin θ>0,所以角θ的终边落在第二象限,故选B.
2.A ∵cos(2π-α)=,∴cos α=,∴sin=sin=-sin=-cos α=-.
3.0 解析:原式=-sin α·sin α+sin α·sin α=0.
4.证明:左边


=sin θ=右边.
∴原等式成立.
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4.4 诱导公式与旋转
新课程标准解读 核心素养
1.能借助单位圆的旋转,利用定义推导出正弦函数、
余弦函数的诱导公式 数学抽象
2.能够运用诱导公式,把任意角的正弦函数、余弦函
数的化简、求值问题转化为锐角的正弦函数、余弦函
数的化简、求值问题 数学运算、
逻辑推理
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
  我们容易计算像0, , 这样的角的三角函数值,对于求 -α
与 +α的三角函数值,能否化为α的三角函数值计算?
【问题】 (1) -α与α的终边有什么关系?
(2)如何求 +α的三角函数值?




知识点一  ±α的诱导公式
 对任意角α,有下列关系式成立:
sin = , cos = .
sin = , cos = .
cos α 
- sin α 
- cos α 
sin α 
提醒  ±α的诱导公式的记忆方法与口诀:①记忆方法, ±α的
正弦(余弦)函数值,分别等于α的余弦(正弦)函数值,前面加上
一个把α看成锐角时原函数值的符号;②记忆口诀,“函数名改变,
符号看象限”或“正变余,余变正,符号象限定”.
知识点二 正弦函数、余弦函数的诱导公式
  函数 角   正弦 余弦
α+2kπ(k∈Z) sin α cos α
α+π - sin α - cos α
-α - sin α cos α
π-α sin α - cos α
α-π - sin α - cos α
cos α - sin α
cos α sin α
1. 判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1) sin (90°+α)=- cos α. ( × )
(2) cos =- sin α. ( × )
(3) cos (180°+α)= sin (90°+α). ( × )
(4)诱导公式中的角α只能是锐角. ( × )
×
×
×
×
2. sin 95°+ cos 175°=(  )
A. sin 5° B. cos 5°
C. 0 D. 2 sin 5°
解析: 原式= cos 5°- cos 5°=0.
3. 若 sin α= ,则 cos = .
解析: cos = sin α= .
 
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 利用诱导公式化简
【例1】 化简: ,其中k∈Z.
解:当k为偶数时,设k=2m(m∈Z),则
原式=
= = =1.
当k为奇数时,设k=2m+1(m∈Z).
仿上化简得:原式=1.故原式=1.
通性通法
用诱导公式进行化简时的注意点
(1)化简后项数尽可能的少;
(2)函数的种类尽可能的少;
(3)分母尽可能不含三角函数的符号;
(4)能求值的一定要求值.
【跟踪训练】
 化简: .
解:∵ sin (4π-α)= sin (-α)=- sin α,
cos = cos = cos =- sin α, sin
= sin =- sin α,
cos ( π-α)= cos [4π-( +α)]= cos ( +α)=- sin
α,∴原式= = =1.
题型二 利用诱导公式求值
【例2】 (1)已知f(α)= ,则
f 的值为( B )
B
解析:∵f(α)=
= = cos α,
∴f = cos = cos = .
(2)已知 sin = ,则 cos =    .
解析:cos = cos
= sin = .
 
【母题探究】
(变条件,变设问)将本例(2)的条件中“-”改为“+”,求 cos
的值.
解: cos = cos
=- sin =- .
通性通法
解决化简求值问题的策略
(1)对于三角函数式的化简求值问题,一般遵循诱导公式先行的原
则,即先用诱导公式化简变形,达到角的统一,再进行三角函
数名称转化,以保证三角函数名称最少;
(2)对于kπ±α和 ±α这两套诱导公式,切记运用前一套公式不
变名,而后一套公式必须变名.
【跟踪训练】
1. 已知 sin = ,则 cos =(  )
解析:  cos = cos =- sin =- .
2. 已知 sin = ,那么 cos α=(  )
解析: sin = sin = sin = cos α= .
题型三 利用诱导公式证明恒等式
【例3】求证: · sin (α- ) cos ( +α)=- cos 2α.
证明:左端= · sin [-( -α)]·(- sin α)=
·[- sin ( -α)](- sin α)
= ·(- cos α)(- sin α)
=- cos 2α=右端,故原式成立.
通性通法
  利用诱导公式证明恒等式问题,关键在于公式的灵活应用,其证
明的常用方法有:
(1)从一边开始,使得它等于另一边,一般由繁到简;
(2)左右归一法:即证明左右两边都等于同一个式子;
(3)针对题设与结论间的差异,有针对性地进行变形,以消除差异.
【跟踪训练】
已知A,B,C为△ABC的三个内角,求证:
cos ( - )= sin ( + )= cos ( - ).
证明: cos ( - )= sin [ -( - )]= sin ( + ).
∵在△ABC中,A+B+C=π,
∴ = - ,即 = - ,
∴ cos ( - )= cos [ -( - )]= cos (- + )=
cos ( - ),
∴ cos ( - )= sin ( + )= cos ( - ).
1. 若 sin <0,且 cos >0,则θ是(  )
A. 第一象限角 B. 第二象限角
C. 第三象限角 D. 第四象限角
解析: 由于 sin = cos θ<0, cos = sin θ>
0,所以角θ的终边落在第二象限,故选B.
2. 若 cos (2π-α)= ,则 sin =(  )
解析: ∵ cos (2π-α)= ,∴ cos α= ,∴ sin
= sin =- sin =- cos α=- .
3. 化简: sin (π+α) cos + cos · sin (π+α)
= .
解析:原式=- sin α· sin α+ sin α· sin α=0.
0 
4. 求证: = sin θ.
证明:左边=
= = sin θ=右边.
∴原等式成立.
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 已知 sin 25.3°=a,则 cos 64.7°=(  )
A. a B. -a
C. a2
解析:  cos 64.7°= cos (90°-25.3°)= sin 25.3°=a.
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2. 若 sin (3π+α)=- ,则 cos =(  )
解析: ∵ sin (3π+α)=- sin α=- ,∴ sin α= .
∴ cos = cos =- cos =- sin α=- .
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3. 若 sin (180°+α)+ cos (90°+α)=-a,则 cos (270°
-α)+2 sin (360°-α)的值是(  )
解析: 由 sin (180°+α)+ cos (90°+α)=-a,得-
sin α- sin α=-a,即 sin α= . cos (270°-α)+2 sin
(360°-α)=- sin α-2 sin α=-3 sin α=- a.
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4. 若 cos = ,则 cos + sin (φ-π)的值为(  )
解析: ∵ cos = ,∴ sin φ=- ,∴ cos
+ sin (φ-π)= cos - sin (π-φ)=- sin φ- sin φ=
-2 sin φ= .
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5. (多选)下列与 cos 的值相等的是(  )
A. sin (π-θ) B. sin (π+θ)
解析:  cos = cos =- cos =-
sin θ; sin (π-θ)= sin θ; sin (π+θ)=- sin θ; cos
= sin θ; cos =- sin θ.
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6. (多选)若角A,B,C是△ABC的三个内角,则下列等式中一定
成立的是(  )
A. cos (A+B)= cos C
B. sin (A+B)= sin C
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解析: 因为A+B+C=π,所以A+B=π-C, =
, = ,所以 cos (A+B)= cos (π-C)=- cos
C, sin (A+B)= sin (π-C)= sin C, cos = cos
= sin , sin = sin = cos .故选B、D.
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7. 已知 sin (π+α)=- ,则 cos = .
解析:因为 sin (π+α)=- sin α=- ,所以 sin α= . cos
= cos =- sin α=- .
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8. 若对任意x∈R, cos (x-φ)= sin x恒成立,则常数φ的一个取
值为 .
解析:因为对任意x∈R, cos (x-φ)= sin [ -(x-φ)]
= sin ( -x+φ)= sin (π-x)恒成立,所以 -x+φ=π-x
+2kπ,k∈Z,可得φ=2kπ+ ,k∈Z,所以当k=0时,可得φ
= ,常数φ的一个取值可以为 .
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9. 已知 sin (α-3π)=2 cos (α-4π),则
= .
解析:∵ sin (α-3π)=2 cos (α-4π),∴- sin (3π-α)
=2 cos (4π-α),∴- sin (π-α)=2 cos (-α),∴ sin
α=-2 cos α且 cos α≠0,∴原式= =
= =- .
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10. 已知f(α)= .
(1)化简f(α);
解:f(α)= =- cos α.
(2)若 cos (α-π)= ,求f(α)的值.
解:因为 cos (α-π)= ,所以 cos α=- ,
所以f(α)=- cos α= .
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11. 已知 cos (75°+α)= ,则 sin (α-15°)+ cos (105°-
α)的值是(  )
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解析: ∵ cos (75°+α)= ,∴ sin (α-15°)+
cos (105°-α)= sin [(α+75°)-90°]+ cos
[180°-(α+75°)]=- cos (75°+α)- cos (75°
+α)=- .故选D.
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12. 已知 cos ( -α)= ,则 sin (α- )= .
解析: sin (α- )= sin [- -( -α)]=- sin [ +
( -α)]=- cos ( -α)=- .
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13. 化简: = .
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= =- cos α.
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14. 在平面直角坐标系xOy中,若角α的顶点为坐标原点,始边与x
非负半轴重合,终边与单位圆交于点P(m,n),且 cos
= ,α∈ ,求m的值.
解: cos = cos = cos =- cos
=- sin α= ,即 sin α=- .
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又因为角α的终边与单位圆交于点P(m,n),
所以解得或
因为α∈ ,所以角α的终边在第三象限,故m=- .
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15. 已知f(x)= sin x+ cos x,则下列结论正确的是(  )
A. f(x+π)= sin x+ cos x
B. f(π-x)= sin x+ cos x
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解析: 由f(x+π)= sin (x+π)+ cos (x+π)=- sin x
- cos x,f(π-x)= sin (π-x)+ cos (π-x)= sin x-
cos x,f = sin + cos = cos x- sin x,
f = sin + cos = cos x+ sin x,故选D.
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16. 是否存在角α,β,α∈(- , ),β∈(0,π),使等式
sin (3π-α)= cos ( -β), cos (-α)=- cos
(π+β)同时成立?若存在,求出α,β的值;若不存在,请说
明理由.(注:对任意角α,有 sin 2α+ cos 2α=1成立.)
解:假设存在角α,β满足条件,
则由题可得
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由①2+②2得 sin 2α+3 cos 2α=2.
由 sin 2α+ cos 2α=1,
所以 cos 2α= ,所以 cos α=± .
因为α∈(- , ),所以α=± .
当α= 时, cos β= ,因为0<β<π,所以β= ;
当α=- 时, cos β= ,
因为0<β<π,所以β= ,此时①式不成立,故舍去.
所以存在α= ,β= 满足条件.
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