三角函数π/2转化_数学一轮复习20,同角三角函数基本关系式与诱导公式

【考试要求】

1.理解同角三角函数的基本关系式:sin2α+cos2α=1,=tan α;

2.能利用定义推导出诱导公式.

【知识梳理】

1.同角三角函数的基本关系

(1)平方关系:sin2α+cos2α=1.

(2)商数关系:=tan α.

2.三角函数的诱导公式

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【微点提醒】

1.同角三角函数关系式的常用变形

(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α;sin α=tan α·cos α.

2.诱导公式的记忆口诀

“奇变偶不变,符号看象限”,其中的奇、偶是指的奇数倍和偶数倍,变与不变指函数名称的变化.

3.在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号.

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【考点聚焦】

考点一 同角三角函数基本关系式

角度1 公式的直接运用

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【规律方法】 1.同角三角函数关系的用途:根据已知角的一个三角函数值求解另外的三角函数值,对三角函数式进行变换.(1)利用sin2α+cos2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化.(2)利用=tan α可以实现角α的弦切互化.

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.

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考点二 诱导公式的应用

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【规律方法】 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.

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考点三 同角三角函数基本关系式与诱导公式的综合应用

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【规律方法】 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.(1)注意角的范围对三角函数值符号的影响,开方时先判断三角函数值的符号;

(2)熟记一些常见互补的角、互余的角,如-α与+α互余等

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【反思与感悟】

1.同角三角函数基本关系可用于统一函数;诱导公式主要用于统一角,其主要作用是进行三角函数的求值、化简和证明.

2.三角函数求值、化简的常用方法:(1)弦切互化法:主要利用公式tan x=进行切化弦或弦化切,如,asin2x+bsin xcos x+ccos2x等类型可进行弦化切.

(2)和积转换法:如利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化.

(3)巧用“1”的变换:1=sin2θ+cos2θ=cos2θ(1+tan2θ)=sin2θ(1+)=tan 等.

【易错防范】

1.利用诱导公式进行化简求值时,可利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数,其步骤:去负—脱周—化锐.

特别注意函数名称和符号的确定.

2.注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.

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### 三角函数转换公式的概述 三角函数转换公式是一类用于简化复杂表达式或将不形式的三角函数相互转化的重要工具。这些公式广泛应用于物理学、工程学以及计算机科学等领域。 #### 基本概念分类 三角函数转换公式可以分为多个类别,其中包括但不限于两和差公式、倍公式、半公式以及诱导公式等。对于特定度 \( n\pi/2 \pm \alpha \),其核心思想在于通过一系列规则将其化简为仅含 \( \alpha \) 的简单形式[^1]。 #### 具体公式解析 以下是几个常见的三角函数转换公式及其应用: ##### 1. 两和差公式和差公式描述了两个任意度之和或差对应的正弦、余弦及正切值的关系。具体如下: \[ \sin(\alpha \pm \beta) = \sin\alpha\cos\beta \pm \cos\alpha\sin\beta \] \[ \cos(\alpha \pm \beta) = \cos\alpha\cos\beta \mp \sin\alpha\sin\beta \] \[ \tan(\alpha \pm \beta) = \frac{\tan\alpha \pm \tan\beta}{1 \mp \tan\alpha\tan\beta} \][^2] ##### 2. 诱导公式 诱导公式主要用于处理形如 \( k\cdot\pi/2 \pm \alpha \) 的特殊度。其中的关键原则是“不变,符号看象限”。这意味着当 \( k \) 是数时,需将原始函数替换为其对应余函数;而当 \( k \) 是数时,则保持原样[^3]。 例如, - 当 \( k=1 \): \[ \sin(k\pi/2+\alpha) = \cos\alpha,\quad \cos(k\pi/2+\alpha)=-\sin\alpha \] - 当 \( k=2 \): \[ \sin(k\pi/2+\alpha) = -\sin\alpha,\quad \cos(k\pi/2+\alpha)=-\cos\alpha \] 此外,在某些情况下还需要考虑反三角函数的相关性质。比如给定条件下的反正切反余切关系可表示为: \[ x>0:\ arctan(x)=arctan(1/x),\quad arccot(x)\text{ 类似 }.\ ][^4] #### 示例代码实现 下面提供一段 Python 实现部分常见三角函数计算的小程序作为补充说明: ```python import math def trig_transform(alpha_degrees, operation='simplify'): alpha_radians = math.radians(alpha_degrees) sin_alpha = math.sin(alpha_radians) cos_alpha = math.cos(alpha_radians) if operation == 'sum': beta = float(input("Enter another angle (in degrees) to add with alpha: ")) beta_rad = math.radians(beta) result_sin_sum = math.sin(alpha_radians + beta_rad) result_cos_sum = math.cos(alpha_radians + beta_rad) return f"Sum results: Sin({alpha_degrees}°+{beta})={result_sin_sum}, Cos(...)={result_cos_sum}" elif operation == 'induce_odd_k': induced_sin = cos_alpha induced_cos = -sin_alpha return f"For odd k*pi/2+alpha -> New values are Sine:{induced_sin:.4f}, Cosine:{induced_cos:.4f}" print(trig_transform(45)) # Example usage. ```
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