三角恒等变换经典例题
关于爱国的故事-荆轲刺秦王原文
三角恒等变换
5.
半角公式(符号的选择由
2
所在的象限确定)
1.
两角和与差的正弦、余弦、正切公式:
sin
a1cosa
(1)
si
n(
)sin
cos
co
s
sin
sin(
<
br>
)sin
cos
cos
sin
(1)
2
2
,
cos
a
1cosa
,
(2)
22(2)
cos(
)cos
cos<
br>
sin
sin
c
os(
)cos
cos
s
in
sin
tan
a
(3)
2
1cosasina1cosa
1cosa
1cosa<
br>
sina
(3)
tan(
)
tan
tan
1tan
tan<
br>
tan
tan
tan
1tan
tan
6. 万能公式:
(4)
tan(<
br>
)
tan
tan
1
tan
tan
tan
tan
tan
1tan
tan
2tan
1tan
2
2tan
(1)
sin
2
, (2)
cos
2
,(3)
tan
2
.
(7)
asin
bcos
=
a
2
b
2
sin
(
)
(其中,辅助角
所在象限由点
(a,b)
所在的象限决
1tan
2
2
1tan<
br>2
2
1tan
2
2
定,
si
n
b
,cos
a
2
b
2
,tan
b
,该法也叫合一变形).
a
2
b
2
a
a
7,辅角公式
asin
bcos
a
2
b
2<
br>sin(
)
其中
cos
(8) 1tan
a
1tan
tan(
4
)
1tan
1
tan
tan(
4
)
a
2
b
2
,sin
b
a
2
b
2
,
ysinx3cosx
1
2
(3)
2
(
1
2. 二倍角公式
1
2
(3)
2
sinx
3
1
2
(3)
2
cosx)
(1)
sin2a2sinacosa
(2)
co
s2acos
2
asin
2
a12sin
2
a2
cos
2
a1
2(
1
2
sinx
3
2
cosx)
2(sinxcos
cosxsin
)
2sin(x
)
tan2a
2tana
33
3
(3)
1tan
2
a
sin15cos75
62
,sin75cos15
62 3. 降幂公式:
10.
常见数据:
44
,
cos
2
a
1cos2a
(2)
sin
2
a
1cos2a
tan1523
,
tan7523
,
(1)
22
4. 升幂公式
(1)
1cos
2cos
2
2
(2)
1cos
2sin
2
专题四
三角恒等变形各类题
2
(3)
1sin
(sin
命题点1
和差公式的直接应用
2
cos
2
)
2
(4)
1sin
2
cos
2
1.(2015课标1,2)
sin20
0
cos10
0
cos160
0
sin10
0
( )
(5)<
br>sin
2sin
2
cos
2
A.
3
2
B.
3
11
2
C.
2
D.
2
1
如:比
2
.(2017江苏,5)若
tan(
1
4
)
6
,则
tan
=_____________ .
3.(2016·杭州模拟)已知sin α=
3
π
cos
2α
5
,α∈(
2
,π),则=________.
2sinα+
π
4
4.在△ABC中,若tan Atan
B=tan A+tan B+1,则cos C的值为( )
A.-
2
2
B.
211
2
C.
2
D.-
2
5.(2016·全国丙卷)若tan
α=
3
4
,则cos
2
α+2sin 2α等于( )
A.
64
25
B.
4816
25
C.1 D.
25
6.(2016·宁波期末考试)已知θ∈(0,
π
14
2cos
2
θ-1
4
),且sin θ-cos
θ=-
4
,则等于(
cos
π
4
+θ
A.
2
3
B.
4
3
C.
3
4
D.
3
2
7.(2017浙江高考模拟训练冲刺卷四,4)已知
s
in
4
2
5
,
cos
2
3
5
,则
属于(
A.第一象限
B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
命题点2 角的变换
8.设α、β都是锐角,且cos
α=
5
5
,sin(α+β)=
3
5
,则cos β等于(
)
A.
25
25
B.
25
5
C.
25
25
或
25
5
D.
55
5
或
25
9.已知cos(α-
π
6
)+sin α=
4
5
3,则sin(α+
7π
6
)的值是________.
10.设α为锐角
,若cos(α+
π
6
)=
4
5
,则sin(2α+
π
12
)的值为________.
11.(2016·浙江五校联考)已知3t
an
α
2
+tan
2
α
2
=1,sin
β=3sin(2α+β),则tan(α+β)等于(
A.
4
3
B.-
4
3
C.-
2
3
D.-3
命题点3 三角函数式的化简
12.(2013重庆,9)
4cos50
0
tan40
0
( )
A.2
B.
23
2
C.3
221
1+sin θ+cos
θsin
θ
-cos
θ
13.化简:
22
2+2cos θ
(0<θ<π);化简
2sin
2
2cos4
14.求值:
1+cos 20°
1
2sin 20°
-sin
10°(
tan 5°
-tan 5°).
)
2cos
4
x-2cos
2
x+
1
15.
化简:
2
2tan
π
π
=________.
4
-x
sin
2
4+x
sin
π+απ+α
)
16.(2017·嘉兴第一中学调研)若sin(π+α)=
3
2
-cos
2
5
,α是第三象限角,则
sin
π-απ-α
等于
2
-cos
2
A.
1
2
B.-
1
2
C.2 D.-2
命题点4 给值求值问题
17.(2017课标全国3文
,4)已知
sin
cos
4
3
,
则
sin2
( )
A.
7
9
B.
2
9
C.
2
9
D.
7
9
18.(2016·合肥联考)已知α,β为锐角,cos
α=
1
7
,sin(α+β)=
53
14
,则cos
β=________.
)
19.(2013浙江,6)已知
R<
br>,
sin
2cos
10
2
,则
tan2
( )
A.
43
3
B.
4
C.
3
4
4
D.
3
20.(2014江苏,15)已知
(
2
,
)
,
sin
5
5
2
(1)求
sin(
4
)
的值;(2)求
cos(
5
6
2
)
的值。
21.(2015·广东)已知tan α=2.
①求tan(α+
π
sin
2α
4
)的值;②求
sin
2
α+sin αcos α-cos
2α-1
的值.
命题点5 给值求角问题
22.
设α,β为钝角,且sin α=
5310
5
,cos
β=-
10
,则α+β的值为( )
A.
3π
4
B.
5π
4
C.
7π
4
D.
5π7π
4
或
4
23.已知α,β∈(0,π),且tan(α-β)=
11
2
,tan
β=-
7
,则2α-β的值为________.
24.(2014课标1,8)设
(0,
2
)
,
(0,
2
)
,且
tan
1sin
cos
,则( )
A.3
2
B.3
2
C.2
2
D.2
2
25.(2016·义乌检测)若sin 2α=
5
5
,sin(β-α)=
10
10
,且α∈[
π
4
,π],β∈[π,
3π
2
],则α+β的值是(
A.
7π
4
B.
5π5π7π3π
4
C.
4
或
4
D.
2
命题点6
三角恒等变换的应用
26.(2016·天津)已知函数f(x)=4tan xsin
<
br>π
2
-x
·cos
x-
π
3
-3.
(1)求f(x)的定义域与最
小正周期;(2)讨论f(x)在区间
-
π
4
,
π
4
上的单调性.
27.(2015·重庆)已知函数f(x)=sin
π
2
-x
sin x-3cos
2
x.
(1)求f(x)的最小正周期和最大值;
(2)讨论f(x)在
π2π
6
,
3
上的单调性.
堂测题组
专题
四 三角恒等变形
【A】
1.(2015·课标全国Ⅰ)sin 20°cos 10°-cos 160°sin
10°等于( )
A.-
3
2
B.
311
2
C.-
2
D.
2
2.(2016·全国甲卷)若cos
π
4
-α
=
3
5
,则sin 2α等于( )
A.
7
25
B.
1
5
C.-
1
5
D.-
7
25
3.(2016·富阳模拟)已知tan α=3,则
sin 2α
)
cos
2
α
的值等于( )
A.2 B.3
C.4 D.6
4.已知:
3
4
,
4
,
0,
4
,
且
cos
4
3<
br>5
,
cos
=_______.
专题
四 三角恒等变形
【B】
1.(2016·东北三省三校联考)已知sin α+cos α=
1
π
3
,则sin
2
(
4
-α)等于(
3
s
in
5
4
12
13
,则
)
11782
A. B. C. D.
1818
99
π
1
3π
2.(2016·绍兴高三教学质检)已知sin(-α)=,
则cos(2α+)等于( )
535
7117
A.- B.- C.
D.
9999
1
3.(2017·浙江九校联考)已知锐角α,β满足sin
α-cos α=,tan α+tan β+3tan αtan β=3,则α,
4.(2017浙江温州二模)已知函数.
6
β的大小关系是( )
A.α<
π
4
<β B.β<
π
4
<α
C.
ππ
4
<α<β D.
4
<β<α
4.
2cos10
0
sin20
0
sin70
0
的值
是( )
A.
1
3
2
B.
2
C.
2
D.
3
巩固作业
专题
四 三角恒等变形
1.(2017浙江ZDB联盟一模)已知
sin<
br>
1
3
,
0
,则
tan
__________,
sin
2
cos
2
__________.
2.已知0
<α<
π
4
sin2β-
π
2
·sinβ+π2
,sin
α=
5
,tan(α-β)=-
1
3
,则tan
β=________;
2cosβ+
π
=________.
4
3.(2016·合肥质检)已知cos(
π
6
+α)cos(
π
3
-α)=-
1
4
,α∈(
ππ
3
,<
br>2
).
(1)求sin 2α的值;
(2)求tan
α-
1
tan α
的值.
(1)求函数的最小正周期;
(2)若,,求的值.
5.已知函数f(x)sin(2x
6
)sin(2x
6
)cos2xa(aR,a为常数).
(1)求函数的最小正周期;(2)若
x[0,
2
]时,f(x)的最小值为2,求a的值.
6.已知函数
f(x)3sin
2
xsinxcosx
(1)求函数
f(x)
的最小正周期;(2)求函数
f(x)在x
<
br>
5
,
2
的值域.
(3)对称轴和对称
243
点
4
第三章测试
(时间:120分钟,满分:150分)
一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60
分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是
10.y=cosx(cosx+sinx)的值域是(
)
A.[-2,2] B.
1+2
C.
1-21+2
2
,
2
2
,2
13
-,
D.
22
2cos10°-sin20°
11.的值
是( )
符合题目要求的)
1.sin105°cos105°的值为( )
A.
1
4
B.-
1
4
C.
3
4
D.-
3
4
2.若sin2α=
1
4
,
π
4
<α<
π
2
,则co
sα-sinα的值是( )
A.
3
B.-
3
C.
3
D.-
3
2244
3.已知180°<α<
270°,且sin(270°+α)=
4
5
,则tan
α
2
=( )
A.3 B.2 C.-2 D.-3
4.在△ABC中,∠A=15°,则 3sinA-cos(B+C)的值为( )
A.2 B.
23
2
C.
2
D. 2
5.已知tanθ=
11
3
,则cos
2
θ+<
br>2
sin2θ等于( )
A.-
6
5
B.-
4
5
C.
4
5
D.
6
5
6.在△ABC中,已知sinAcosA=sinBcosB,则△ABC是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.等腰直角三角形D.等腰三角形或直角三角形
7
.设a=
2
2
(sin17°+cos17°),b=2cos
2
1
3°-1,c=
3
2
,则( )
A.c8.三角形ABC中,若∠C>90°,则tanA·tanB与1的大小关系为( )
A.tanA·tanB>1 B. tanA·tanB<1
C.tanA·tanB=1 D.不能确定
9.函数f(x)=sin
2
<
br>ππ
x+
4
-sin
2
<
br>
x-
4
是( )
A.周期为π的奇函数
B.周期为π的偶函数
C.周期为2π的奇函数 D.周期为2π的偶函数
sin70°
A.
1
2
B.
3
2
C.3 D.2
12.若α,β为锐角,c
os(α+β)=
123
13
,cos(2α+β)=
5
,则cos
α的值为( )
A.
56
65
B.
16
65
C.
5616
65
或
65
D.以上都不对
二、填空题(本大题共4小题,每题5分,共20分.将答案填在题中横线上)
13.已知α,β为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tanα=________.
14.已知cos2α=
1
3
,则sin
4
α+cos4
α=________,
15.
sinα+30°+cosα+60°
2cosα
=________.
16.关于函数f(x)=cos(2x-π
3
)+cos(2x+
π
6
),则下列命题:
①y=f(x)的最大值为2;
②y=f(x)最小正周期是π;
③y=f(x)
在区间
π13π
24
,
24
上是减函数;
④将函数y=2cos2x的图象向右平移
π
24
个单位
后,将与已知函数的图象重合.
其中正确命题的序号是________.
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17
.(10分)已知向量m=
cosα-
2
3
,-1
,n=(sinx,1),m与n为共线向量,且α∈
-
π
2
,0
.
(1)求sinα+cosα的值;
(2)求
sin2α
sinα-cosα
的值.
5
(1)求值:
sin6
5
o
+sin15
o
sin10
o
.
sin25<
br>o
-cos15
o
cos80
o
;
(2)已知sin
2cos
0
,求
cos2
<
br>sin2
1cos
2
的值.
19.(本题满分12分)已知向量
a=(cos2x,sin2x),b=(3,1),函数f(x)=a·b+m.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)当x∈[0,
π
2
]时,f(x)的最小值为5,求m的值.
20.(12分)已知向量a=
cos
3x
2
,sin
3x
2
,b=
cos
x
2
,-sinx
2
,c=(3,-1),其中x∈R.
(1)当a⊥b时,求x值的集合;
(2)求|a-c|的最大值.
2
1.已知函数f(x)=
1
2
sin2xsinφ+cos
2
xco
sφ-
1
2
sin
π
2
+φ
(0<φ<π),其图象过点
π
6
,1
2
.
(1)求φ的值;
(2)将函数y=f
(x)的图象上各点的横坐标缩短到原来的
1
2
,纵坐标不变,得到函数y=g(x)
的图象,求
函数g(x)在
0,
π
4
上的最大值和最小值.
2
2.(12分)已知函数f(x)=sin(π-ωx)cosωx+cos
2
ωx(ω>0)
的最小正周期为π.
(1)求ω的值;
(2)将函数y=f(x)的图象上各点的横坐标缩
短到原来的
1
2
,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,
求函数g(x
)在区间
0,
π
16
上的最小值
.
6
18
三角恒等变换答案
1,B 2,B
3,D 4,A 5,D 6,D 7,A 8,B 9,A 1 0,C 11,C 12, A
13,1 14,
5
9
15,
1
2
16, ①②③④
17,解 (1)∵m与n为共线向
量,∴
cosα-
2
3
×1-(
-1)×sinα=0,
即sinα+cosα=
2
3
.(2)∵1+si
n2α=(sinα+cosα)
2
=
2
9
,∴sin2α=-7
9
.
∴(sinα-cosα)
2
=1-sin2α=16
9
.又∵α∈
π
-
2
,0<
br>
,∴sinα-cosα<0.
∴sinα-cosα=-
4
3
.
∴
sin2α7
sinα-cosα
=
12
.
sin(8
0
0
15
0
)sin15
0
18,证明 解:(1)原
式
sin10
0
sin(15
0
10
0
)cos15
0
cos80
0
sin80
0
cos15
0
sin15
0
cos10
0
cos
15
0
sin15
0
23
.
(2)由
sin
2cos
0
,得
sin
2
cos
,又
cos
0
,则
tan
2
,
所以
cos2
sin2
cos
2
sin
2
1cos
2
2sin
cos
sin
2
2cos
2
1tan
2
2tan
1(2)
2
2(2
tan
2
2
)1
(2)
2
2
6
.
19,[解] (1)由题意,知f(x)=3cos2x+sin2x+m=2sin(2x+
π
3
)+m.
∴f(x)的最小正周期T=π.
(2)由(1)
知,f(x)=2sin(2x+
π
3
)+m,当x∈[0,
πππ
4π
2
]时,2x+
3
∈[
3
,
3
].
∴当2x+
π
3
=
4π
3
时,f(x)有最小值为
-3+m.
又∵f(x)的最小值为5,∴-3+m=5,即m=5+3.
20解 (1)
由a⊥b得a·b=0,即cos
3xx3xx
2
cos
2
-sin
2
sin
2
=0,
则cos2x=0,得x=
kπ
+
π
(k∈Z),∴x值的集合是
x
kπ
π
x=
24
2
+
4
,k∈Z
.
(2)|a-c|2
=
cos
3x
2
-3
2
+
sin
3x
2
+1
2
=cos
2
3x
2
-23cos
3
x
2
+3+sin
2
3x3x
2
+2sin
2+1
=5+2sin
3x
2
-23cos
3x
3x<
br>π
2
=5+4sin
2
-
3
,
则|a-c|
2
的最大值为9.∴|a-c|的最大值为3.
21,解:(1)因为f(x)=
11
π
2
sin2xsinφ+c
os
2
xcosφ-
2
sin
2
+φ
(0<φ<π),
所以f(x)=
1
2
si
n2xsinφ+
1+cos2x
2
cosφ-
1
2
cos
φ=
1
2
sin2xsinφ+
1
2
cos2xcosφ
=
1
2
(sin2xsinφ+cos2xcosφ),=
1
2
cos(2x-φ).
又函数图象过点
π
6,
1
2
,所以
11
ππ
2
=
2
cos
2×
6
-φ
,即cos
3
-φ
=1.
又0<φ<π,∴φ=
π
3
.
(2)由(1)知f(x)=
1
2
cos
2x-
π
3
.
将f(x)图象上所有点的横坐标缩短到原来的
11
2
,纵坐
标不变,变为g(x)=
2
cos
4x-
π
3
.
∵0≤x≤
πππ2π
4
,∴-
3
≤4x-
3
≤
3
.
当4x-
π
3=0,即x=
π
12
时,g(x)有最大值
1
2
; <
br>当4x-
π
3
=
2π
3
,即x=
π
1
4
时,g(x)有最小值-
4
.
22,解
(1)因为f(x)=sin(π-ωx)cosωx+cos
2
ωx.
所以f(x
)=sinωxcosωx+
1+cos2ωx
2
=
1
2
s
in2ωx+
1
2
cos2ωx+
1
2
=
2
2
sin
2ωx+
π
4
+
1
2
.
由于ω>0,依题意得
2π
2ω
=π.所以ω=1.
(2)由(1
)知f(x)=
2
2
sin
π
2x+
+
1
2
.所以g(x)=f(2x)=
2
4<
br>2
sin
4x+
π
4
+
1
2
.
当0≤x≤
π
16
,
π<
br>4
≤4x+
π
4
≤
π
2
.所以
2<
br>2
≤sin
4x+
π
4
<
br>≤1.
因此1≤g(x)≤
1+2
2
.故g(x)在区间
0,
π
16
上的最小值为1.
7