以下是关于高一数学三角函数互求的一些绝招和基础题要点:
一、同角三角函数的基本关系
1. 平方关系
$\sin^{2}\alpha+\cos^{2}\alpha = 1$,这个关系可以用于已知一个角的正弦值求余弦值,或者反之。
例如,已知$\sin\alpha=\frac{3}{5}$,且$\alpha$是第一象限角,根据$\cos\alpha=\pm\sqrt{1 \sin^{2}\alpha}$,因为$\alpha$在第一象限,所以$\cos\alpha=\sqrt{(\frac{3}{5})^{2}}=\frac{4}{5}$。
2. 商数关系
$\tan\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}$,它可以实现正弦、余弦与正切之间的互化。
比如,已知$\cos\alpha \frac{4}{5}$,$\sin\alpha=\frac{3}{5}$,则$\tan\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}\frac{3}{4}$。
二、诱导公式
1. 公式总结
对于形如$\sin(k\cdot90^{\circ}\pm\alpha)$和$\cos(k\cdot90^{\circ}\pm\alpha)$($k\in Z$)的诱导公式,可以用“奇变偶不变,符号看象限”来记忆。
“奇变偶不变”:当$k$为奇数时,函数名改变(正弦变余弦,余弦变正弦等);当$k$为偶数时,函数名不变。
“符号看象限”:将$\alpha$看成锐角,看原函数在$k\cdot90^{\circ}\pm\alpha$所在象限的符号。
2. 应用示例
计算$\sin(180^{\circ}+\alpha)$,这里$k = 2$(偶数),函数名不变,把$\alpha$看成锐角,$180^{\circ}+\alpha$在第三象限,正弦在第三象限为负,所以$\sin(180^{\circ}+\alpha)\sin\alpha$。
三、基础题类型及解法
1. 求值题
已知一个三角函数值求其他三角函数值
例:已知$\tan\alpha = 2$,求$\sin\alpha$和$\cos\alpha$。
解:由$\tan\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}=2$,即$\sin\alpha = 2\cos\alpha$。又因为$\sin^{2}\alpha+\cos^{2}\alpha = 1$,将$\sin\alpha = 2\cos\alpha$代入可得:$(2\cos\alpha)^{2}+\cos^{2}\alpha=1$,$4\cos^{2}\alpha+\cos^{2}\alpha = 1$,$5\cos^{2}\alpha=1$,$\cos\alpha=\pm\frac{\sqrt{5}}{5}$。当$\cos\alpha=\frac{\sqrt{5}}{5}$时,$\sin\alpha = 2\cos\alpha=\frac{2\sqrt{5}}{5}$;当$\cos\alpha\frac{\sqrt{5}}{5}$时,$\sin\alpha\frac{2\sqrt{5}}{5}$。
利用诱导公式求值
例:计算$\cos150^{\circ})$。
解:根据诱导公式$\cos\alpha)=\cos\alpha$,所以$\cos150^{\circ})=\cos150^{\circ}$。又因为$\cos150^{\circ}=\cos(180^{\circ} 30^{\circ})\cos30^{\circ}\frac{\sqrt{3}}{2}$。
2. 化简题
化简$\frac{\sin(\p\alpha)\cos(\pi+\alpha)}{\tan\alpha)\cos(\frac{3\pi}{2\alpha)}$。
解:根据诱导公式,$\sin(\p\alpha)=\sin\alpha$,$\cos(\pi+\alpha)\cos\alpha$,$\tan\alpha)\tan\alpha$,$\cos(\frac{3\pi}{2\alpha)\sin\alpha$。
原式$=\frac{\sin\alpha\cos\alpha)}{\tan\alpha)\sin\alpha)}=\frac\sin\alpha\cos\alpha}{\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}\cdot\sin\alpha}\cos^{2}\alpha$。
3. 证明题
证明$\frac{\sin\alpha}{1 \cos\alpha}=\frac{1+\cos\alpha}{\sin\alpha}$。
证明:要证$\frac{\sin\alpha}{1 \cos\alpha}=\frac{1+\cos\alpha}{\sin\alpha}$,只需证$\sin^{2}\alpha=(1 \cos\alpha)(1+\cos\alpha)$。
根据平方差公式$(1 \cos\alpha)(1+\cos\alpha)=\cos^{2}\alpha$,又因为$\sin^{2}\alpha+\cos^{2}\alpha = 1$,即$\sin^{2}\alpha=\cos^{2}\alpha$,所以等式成立。
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