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第八章 向量的数量积与三角恒等变换 8.2 三角恒等变换
1.理解两角差与和的余弦公式的推导过程.
2.熟记两角和与差的余弦公式的形式及符号特征,并能利用该公式进行求值,计算.
学习目标
前面我们学习了诱导公式,利用它们对三角函数式进行恒等变形,可以达到化简、求值或证明的目的.这种利用公式对三角函数式进行的恒等变形就是三角恒等变换.观察诱导公式,可以发现它们都是特殊角与任意角α的和(或差)的三角函数,如果把特殊角换为任意角β,那么任意角α与β的和(或差)的三角函数与α,β的三角函数会有什么关系呢?下面来研究这个问题.
引入
课时精练
一、两角和与差的余弦公式
二、给值求值
三、给值求角
课堂达标
内容索引
两角和与差的余弦公式
一
提示 A(cos α,sin α),B(cos β,sin β).
探究2 在上述公式中,若把β换成-β,又能得到什么关系式?
提示 cos(α+β)=cos[α-(-β)]=cos αcos(-β)+sin αsin(-β)=cos αcos β-sin αsin β.
两角和与差的余弦公式
知识梳理
公式 简记 使用范围 巧记
cos(α-β)=______________________ Cα-β α、β均为任意角 余余正正,符号相反
cos(α+β)=_______________________ Cα+β
cos αcos β+sin αsin β
cos αcos β-sin αsin β
例1
(2)sin 460°sin(-160°)+cos 560°cos(-280°);
原式=-sin 100°sin 160°+cos 200°cos 280°
=-sin 80°sin 20°-cos 20°cos 80°
=-(cos 80°cos 20°+sin 80°sin 20°)
=cos 60°cos 75°-sin 60°sin 75°
=cos(60°+75°)=cos 135°=-cos 45°
两角和与差的余弦公式常见题型及解法
(1)两特殊角和与差的余弦值,利用两角和与差的余弦公式直接展开求解.
(2)含有常数的式子,先将系数转化为特殊角的三角函数值,再利用两角和与差的余弦公式求解.
(3)求非特殊角的三角函数值,把非特殊角转化为两个特殊角的和与差,然后利用两角和与差的余弦公式求解.
思维升华
训练1
(3)cos 15°-sin 15°.
法一 原式=cos 15°-cos 75°
=cos(45°-30°)-cos(45°+30°)
=cos 45°cos 30°+sin 45°sin 30°-
(cos 45°cos 30°-sin 45°sin 30°)
给值求值
二
例2
本例中若把α,β为锐角改为α,β∈(0,π),求cos β的值.
迁移
∵α,β∈(0,π),∴α+β∈(0,2π),
思维升华
训练2
给值求角
三
例3
又∵β=(α+β)-α,
∴cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α
思维升华
给值求角的解题策略
(1)界定角的范围,根据条件确定所求角的范围.
(2)求所求角的某种三角函数值.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.
训练3
√
∴cos(α+β)=cos[2α+(β-α)]
=cos 2αcos(β-α)-sin 2αsin(β-α)
【课堂达标】
√
√
√
3.sin 40°cos 10°-sin 130°sin 10°=________.
sin 40°cos 10°-sin 130°sin 10°
=cos 50°cos 10°-sin 50°sin 10°
4.cos222.5°-sin222.5°=________.
cos222.5°-sin222.5°=cos 22.5°·cos 22.5°-sin 22.5°sin 22.5°
【课时精练】
√
1.(多选)下列各式化简正确的是
根据两角和与差的余弦公式,A,B,C均正确,
√
√
√
√
√
∵α,β为锐角,
∴cos(2π-β)=cos β=cos[(α+β)-α]
=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α
√
√
6.计算cos(α+120°)cos α-sin(α+120°)sin(-α)=________.
原式=cos(α+120°)cos α+sin(α+120°)sin α
√
11.现有甲、乙、丙、丁四人各拿着一个牌子,四个牌子依次写上sin 25°,cos 65°,cos 385°,sin 65°,现将四人任意均分为两组,先把每组的两个数相乘,再把两个积相加,则最后得到的数最大应为
A.cos 40° B.cos 45° C.cos 50° D.1
根据诱导公式可得cos 385°=cos 25°,
所以最后得到的结果有下列三种情形:sin 25°cos 65°+cos 25°sin 65°
=sin225°+cos225°=1,sin 25°cos 25°+cos 65°sin 65°
=cos 65°cos 25°+sin 25°sin 65°=cos 40°,
sin 25°sin 65°+cos 65°cos 25°=cos 40°.
而cos 40°<1,最后得到的数最大应为1.
√
由已知,得sin γ+sin α=sin β,cos α-cos γ=cos β,
√
√
两式分别平方相加,得(sin γ+sin α)2+(cos α-cos γ)2=1,
sin2γ+sin2α+2sin γsin α+cos2α+cos2γ-2cos αcos γ=1,
整理得2(sin γsin α-cos αcos γ)=-1,
同理,由sin β-sin γ=sin α,cos β+cos γ=cos α,两式分别平方相加,
由sin β-sin α=sin γ,cos α-cos β=cos γ,两式分别平方相加,
14.(多选)已知O为坐标原点,点P1(cos α,sin α),P2(cos β,sin β),P3(cos(α-β),sin(α-β)),A(1,0),则
√
√
√