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【精品提分练习】高考数学新增分大一轮新高考第四章 4.2 同角三角函数基本关系式及诱导公式

来源:个人技术集锦
审定部编版试题 §4.2 同角三角函数基本关系式及诱导公式

sin x

最新考纲 1.理解同角三角函数的基本关系式:sin2x+cos2x=1,=tan x.2.借助单位

cos xπ

圆中的三角函数线推导出±α,π±α的正弦、余弦、正切的诱导公式.

2

1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin2α+cos2α=1. πsin α

α≠+kπ,k∈Z. (2)商数关系:=tan α2cos α2.三角函数的诱导公式 公式 角 正弦 余弦 正切 口诀

概念方法微思考

1.使用平方关系求三角函数值时,怎样确定三角函数值的符号? 提示 根据角所在象限确定三角函数值的符号.

2.诱导公式记忆口诀:“奇变偶不变,符号看象限”中的奇、偶是何意义?

π

提示 所有诱导公式均可看作k·±α(k∈Z)和α的三角函数值之间的关系,口诀中的奇、偶

2指的是此处的k是奇数还是偶数.

一 2kπ+α(k∈Z) sin α cos α tan α 二 π+α -sin α -cos α tan α 三 -α -sin α cos α -tan α 四 π-α sin α -cos α -tan α 五 π-α 2cos α sin α 六 π+α 2cos α -sin α 函数名不变,符号看象限 函数名改变,符号看象限 欢迎您下载! 审定部编版试题

题组一 思考辨析

1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若α,β为锐角,则sin2α+cos2β=1.( × ) (2)若α∈R,则tan α=sin α

cos α

恒成立.( × )

(3)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.( × ) (4)若sin(kπ-α)=13(k∈Z),则sin α=1

3.( × )

题组二 教材改编 2.若sin α=5π

5,2

<α<π,则tan α= . 答案 -1

2 解析 ∵π

2

<α<π,

∴cos α=-1-sin2α=-25

5,

∴tan α=sin α1

cos α=-2

.

3.已知tan α=2,则sin α+cos α

sin α-cos α的值为 .

答案 3

解析 原式=tan α+12+1

tan α-1=2-1

=3.

cos4.化简α-π2sin5π·sin(α-π)·cos(2π-α)的结果为 .

2+α答案 -sin2α

解析 原式=sin α

·(-sin α)·cos α=-sin2cos αα.

题组三 易错自纠

5.已知sin θ+cos θ=4

π3,θ∈0,4,则sin θ-cos θ的值为 .答案 -2

3

欢迎您下载! 审定部编版试题 47

解析 ∵sin θ+cos θ=,∴sin θcos θ=.

318

π2

0,, 又∵(sin θ-cos θ)2=1-2sin θcos θ=,θ∈49∴sin θ-cos θ=-2

. 3

34

π+α=,则cos(π+α)= . 6.(2018·成都诊断)已知α为锐角,cos253

答案 - 5

34

π+α=sin α=,且α为锐角, 解析 ∵cos2533

∴cos α=,∴cos(π+α)=-cos α=-. 55

7.已知cos α=,-<α<0,则的值为 .

52tanα+πcos-αtan α答案

6 12

πcos2+α

π

解析 ∵-<α<0,

2∴sin α=-

1221-=-6, 55

∴tan α=-26. -sin α

则= cos α·tan αtanα+πcos-αtan αtan α·116

=-==. tan α2612

π+αcos2

题型一 同角三角函数基本关系式的应用

12

1.已知α是第四象限角,sin α=-,则tan α等于( )

13551212A.- B. C.- D.

131355答案 C

12解析 因为α是第四象限角,sin α=-,

135

所以cos α=1-sin2α=,

13

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审定部编版试题 sin α12

=-. cos α5

故tan α=

3

2.若tan α=,则cos2α+2sin 2α等于( )

4644816A. B. C.1 D. 252525答案 A

cos2α+2sin 2α1+4tan α6432

解析 tan α=,则cosα+2sin 2α===.

4cos2α+sin2α1+tan2α253.若角α的终边落在第三象限,则A.3 B.-3 C.1 D.-1 答案 B

解析 由角α的终边落在第三象限, 得sin α<0,cos α<0,

cos α2sin αcos α2sin α

故原式=+=+=-1-2

|cos α||sin α|-cos α-sin α=-3.

4.已知sin α-cos α=2,α∈(0,π),则tan α等于( ) A.-1 B.-答案 A

22

C. D.1 22

cos α2sin α

+的值为( )

1-sin2α1-cos2α

sin α-cos α=2,

解析 由2 2

sinα+cosα=1,

消去sin α,得2cos2α+22cos α+1=0, 即(2cos α+1)2=0,∴cos α=-3π

又α∈(0,π),∴α=,

4∴tan α=tan

=-1. 4

2. 2

思维升华 (1)利用sin2α+cos2α=1可实现正弦、余弦的互化,开方时要根据角α所在象限确sin α

定符号;利用=tan α可以实现角α的弦切互化.

cos α

(2)应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.

(3)注意公式逆用及变形应用:1=sin2α+cos2α,sin2α=1-cos2α,cos2α=1-sin2α.

欢迎您下载! 审定部编版试题 题型二 诱导公式的应用

sinkπ+αcoskπ+α

例1 (1)已知A=+(k∈Z),则A的值构成的集合是( )

sin αcos αA.{1,-1,2,-2} C.{2,-2} 答案 C

sin αcos α

解析 当k为偶数时,A=+=2;

sin αcos α-sin αcos α

当k为奇数时,A=-=-2.

sin αcos α

3πα-tanπ+αcos2π+αsin2

(2)(2018·太原质检)化简:= .

cos-α-3πsin-3π-α答案 -1

B.{-1,1}

D.{1,-1,0,2,-2}

α+πtan αcos αsin-2π+2

解析 原式= cos3π+α[-sin3π+α]

πtan αcos αsin2+αtan αcos αcos α

==

-cos αsin α-cos αsin αtan αcos αsin αcos α=-=-·=-1.

sin αcos αsin α思维升华 (1)诱导公式的两个应用

①求值:负化正,大化小,化到锐角为终了. ②化简:统一角,统一名,同角名少为终了. (2)含2π整数倍的诱导公式的应用

由终边相同的角的关系可知,在计算含有2π的整数倍的三角函数式中可直接将2π的整数倍去掉后再进行运算.如cos(5π-α)=cos(π-α)=-cos α. 跟踪训练1 (1)已知角α终边上一点P(-4,3),则 πsin-π-αcos2+α·

11π9π+α-α·cossin223

答案 - 4

的值为________.

-sin αsin α

解析 原式==tan α,

-sin αcos α3

根据三角函数的定义得tan α=-. 4

欢迎您下载! 审定部编版试题 2sinπ+αcosπ-α-cosπ+α23π

-(sin α≠0,1+2sin α≠0),则f63ππ

+α-sin2+α1+sin2α+cos22

(2)已知f(α)=

= . 答案

3

-2sin α-cos α+cos α

解析 ∵f(α)=

1+sin2α+sin α-cos2α2sin αcos α+cos αcos α1+2sin α1===, 22sinα+sin αsin α1+2sin αtan α23π111-=∴f===3. 623πππtan-6tan-4π+6tan 6题型三 同角三角函数基本关系式和诱导公式的综合应用

5π1ππ

+α=,且-π<α<-,则cos-α等于( ) 例2 (1)(2018·广州模拟)已知cos123122221122A. B. C.- D.-

3333答案 D

5πππ

+α+-α=, 解析 因为12122

ππ5ππ

-α=sin-12-α=sin+α. 所以cos12212



π7π5ππ

因为-π<α<-,所以-<α+<-. 21212125π1π5ππ+α=>0,所以-<α+<-, 又cos123212125π

所以sin12+α=- =-

5π1-cos212+α

12221-=-. 33

1

(2)已知-π5①求sin x-cos x的值; sin 2x+2sin2x②求的值.

1-tan x

1

解 ①由已知,得sin x+cos x=,

51

两边平方得sin2x+2sin xcos x+cos2x=,

2524

整理得2sin xcos x=-.

25

欢迎您下载! 审定部编版试题 49

∵(sin x-cos x)2=1-2sin xcos x=,

25由-π又sin xcos x=-<0,

25∴cos x>0,∴sin x-cos x<0, 7

故sin x-cos x=-.

5

sin 2x+2sin2x2sin xcos x+sin x②= sin x1-tan x

1-cos x2sin xcos xcos x+sin x= cos x-sin x241-×25524==-.

71755引申探究

本例(2)中若将条件“-π解 若025∴sin x>0,cos x<0,

7

∴sin x-cos x>0,故sin x-cos x=.

5

思维升华 (1)利用同角三角函数关系式和诱导公式求值或化简时,关键是寻求条件、结论间的联系,灵活使用公式进行变形. (2)注意角的范围对三角函数符号的影响.

跟踪训练2 (1)(2018·唐山模拟)已知角θ的终边在第三象限,tan 2θ=-22,则sin2θ+sin(3π-θ) cos(2π+θ)-2cos2θ等于( ) A.-2222

B. C.- D. 6633

答案 D

2tan θ

解析 由tan 2θ=-22可得tan 2θ==-22,

1-tan2θ即2tan2θ-tan θ-2=0, 解得tan θ=2或tan θ=-

2. 2

又角θ的终边在第三象限,故tan θ=2,

欢迎您下载! 审定部编版试题 故sin2θ+sin(3π-θ)cos(2π+θ)-2cos2θ =sin2θ+sin θcos θ-2cos2θ

sin2θ+sin θcos θ-2cos2θtan2θ+tan θ-2==

sin2θ+cos2θtan2θ+1

22+2-22

==.

322+1

(2)已知函数f(x)=asin(πx+α)+bcos(πx+β),且f(4)=3,则f(2 019)的值为( ) A.-1 B.1 C.3 D.-3 答案 D

解析 ∵f(4)=asin(4π+α)+bcos(4π+β) =asin α+bcos β=3,

∴f(2 019)=asin(2 019π+α)+bcos(2 019π+β) =asin(π+α)+bcos(π+β) =-(asin α+bcos β) =-3.

1.已知α是第四象限角,tan α=-5

12,则sin α等于( A.15 B.-15 C.5513 D.-13 答案 D

解析 因为tan α=-512,所以sin αcos α=-512,

所以cos α=-12

5

sin α,

代入sin2α+cos2α=1,解得sin α=±5

13

又α是第四象限角,所以sin α=-5

13.

2.已知α为锐角,且sin α=4

5,则cos(π+α)等于( )

A.-35 B.3445 C.-5 D.5 答案 A

)

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审定部编版试题 3

解析 ∵α为锐角,∴cos α=1-sin2α=,

53

∴cos(π+α)=-cos α=-.

5

π

3.(2018·大同质检)已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<,则θ等于( )

2A.-π6 B.-πππ3 C.6 D.3 答案 D

解析 ∵sin(π+θ)=-3cos(2π-θ), ∴-sin θ=-3cos θ,∴tan θ=3. 又∵|θ|<ππ2,∴θ=3

.

4.(2018·佛山质检)已知α∈π2,π,且cos α=-5

tan13,则α+π2cosα+π

等于( A.12121313

13 B.-13 C.12 D.-12 答案 C

解析 ∵α∈π2,π,且cos α=-5

13, ∴sin α=1-cos2α=12

13,

tanπcos α则α+2-sin α1cosα+π=-cos α=sin α=1312

. 5.已知tan θ=2,则sin2θ-sin θcos θ

2cos2θ的值为( )

A.12 B.1 C.-1

2 D.-1 答案 B

解析 ∵tan θ=2,

∴sin2θ-sin θcos θ2cos2θ=tan2θ-tan θ2=4-22

=1.

6.(2018·菏泽检测)已知sinπ2+α=35,α∈0,π

2,则sin(π+α)等于( A.35 B.-35 C.44

5 D.-5 答案 D

解析 由已知sinπ2+α=35,得cos α=3

5

, ) ) 欢迎您下载! 审定部编版试题 π40,,∴sin α=, ∵α∈254∴sin(π+α)=-sin α=-.

5π

7.若θ∈2,π,则A.sin θ-cos θ C.±(sin θ-cos θ) 答案 A 解析 因为3π

1-2sinπ+θsin2-θ

3π

1-2sinπ+θsin2-θ等于( )

B.cos θ-sin θ D.sin θ+cos θ

=1-2sin θcos θ=sin θ-cos θ2 =|sin θ-cos θ|,

π

又θ∈2,π,所以sin θ-cos θ>0, 所以原式=sin θ-cos θ.故选A.

8.(2018·湖南省岳阳一中模拟)已知sin x+cos x=A.-33

B. C.3 D.-3 33

3-1

,x∈(0,π),则tan x等于( ) 2

答案 D

解析 由题意可知sin x+cos x=+cos2x=1, 所以2sin xcos x=-tan x=-

32sin xcos x2tan x33,即2=-,得tan x=-或tan x=-3.当2=2223sinx+cosxtanx+1

3-14-23

,x∈(0,π),则(sin x+cos x)2=,因为sin2x24

3

时,sin x+cos x<0,不合题意,舍去,所以tan x=-3.故选D. 3

2

,则sin A=________. 3

9.在△ABC中,若tan A=答案

22 11

解析 因为tan A=

2

>0,所以A为锐角, 3

sin A2

由tan A==以及sin2A+cos2A=1,

cos A3可求得sin A=22. 11

445

-π的值是 . 10.(2018·唐山检测)sin π·cos π·tan336

欢迎您下载! 审定部编版试题 33

答案 -

4

ππ-π·-π-π π+·解析 原式=sincostan336πππ

-sin ·-cos ·-tan  =363=-

3333

×-×(-3)=-.

422

2sin αcos α-cos α+1π511.已知0<α<,若cos α-sin α=-,则的值为 .

251-tan α答案

5-9 5

5

,① 5

解析 因为cos α-sin α=-1

所以1-2sin αcos α=,

54

即2sin αcos α=.

5

49

所以(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=1+=. 55π

又0<α<,

2所以sin α+cos α>0. 35所以sin α+cos α=.②

5

255

由①②得sin α=,cos α=,tan α=2,

552sin αcos α-cos α+15-9

所以=.

51-tan α

sinkπ-αcos[k-1π-α]

12.已知k∈Z,化简:. sin[k+1π+α]coskπ+α解 当k=2n(n∈Z)时,

sin2nπ-αcos[2n-1π-α]原式=

sin[2n+1π+α]cos2nπ+αsin-α·cos-π-α=

sinπ+α·cos α-sin α-cos α==-1;

-sin α·cos α当k=2n+1(n∈Z)时,

sin[2n+1π-α]·cos[2n+1-1π-α]原式=

sin[2n+1+1π+α]·cos[2n+1π+α]sinπ-α·cos αsin α·cos α===-1. sin α·cosπ+αsin α-cos α

欢迎您下载! 审定部编版试题 综上,原式=-1.

13.若sin θ,cos θ是方程4x2+2mx+m=0的两根,则m的值为( ) A.1+5 C.1±5 答案 B

mm

解析 由题意知sin θ+cos θ=-,sin θcos θ=,

24又(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ, m2m

∴=1+, 42

解得m=1±5,又Δ=4m2-16m≥0, ∴m≤0或m≥4,∴m=1-5.

14.已知A,B为△ABC的两个内角,若sin(2π+A)=-2·sin(2π-B),3cos A=-2cos(π-B),则B= . π答案

6

B.1-5 D.-1-5

sin A=2sin B,

解析 由已知得

3cos A=2cos B,

223

化简得2cos2A=1,即cos A=±.当cos A=时,cos B=,又A,B是三角形内角,∴B

222π233π5π

=;当cos A=-时,cos B=-,又A,B是三角形内角,∴A=,B=,不合题62246π意,舍去,综上可知B=. 6

ππ

0,,且sin(π-α)=2cos-β.3cos(-α)=-2cos(π+β),求α,β. 15.已知α,β∈22

sin α=2sin β, ①

解 由已知可得

3cos α=2cos β, ②

1

∴sin2α+3cos2α=2,∴sin2α=,

2π2π0,,∴sin α=,α=. 又α∈224

欢迎您下载! 审定部编版试题 将α=π4代入①中得sin β=12

又β∈0,π2,∴β=π6,综上α=ππ4,β=6. 16.已知cosπ2-α+sinπ

2+β=1. 求cos232π+α+cos β-1的取值范围. 解 由已知得cos β=1-sin α.

∵-1≤cos β≤1,∴-1≤1-sin α≤1, 又-1≤sin α≤1,可得0≤sin α≤1,

∴cos23

2π+α+cos β-1=sin2α+1-sin α-1=sin2α-sin α =

sin α-1122-4.(*) 又0≤sin α≤1,

∴当sin α=12时,(*)式取得最小值-14

当sin α=0或sin α=1时,(*)式取得最大值0,故所求范围是-1

4,0

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