第四章  三角函数
 §4.4 二倍角的正弦、余弦、正切

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟

    一、复习目标
    掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式;
    能正确运用三角公式,进行简单的三角函数式的化简、求值和恒等式证明.

    二、重点难点
    重点:二倍角的正弦、余弦、正切公式及应用.

    难点:正确运用三角公式,进行简单的三角函数式的化简、求值和恒等式证明.

    三、特别提示
  1、公式的正用、逆用、变形用,是公式的三种主要使用方法,特别对二倍角的余弦公式,其变形公式在求值、化简、证明中有广泛的应用`cos^2alpha=(1+cos2alpha)/2`,`sin^2alpha=(1-cos2alpha)/2`称为降幂公式,而把`1-cos2alpha=2sin^2alpha`,`1+cos2alpha``=``2cos^2alpha`称为升幂公式.
    2、当`alpha=pi/2+kpi(k∈ZZ)`时,`tanalpha`的值不存在,但`tan2alpha`的值是存在的,这时`tan2alpha`=`tan2(pi/2+kpi)`=`tan(pi+2kpi)`=`tanpi`=0.

  3、要熟悉角的拆拼、变换的技巧,倍角与半角的相对性,如:`2alpha=(alpha+beta)+(alpha-beta)`,`alpha=(alpha+beta)-beta=(alpha-beta)+beta`,`alpha/3`是`(2alpha)/3`的半角,`alpha/2`是`(2alpha)/4`的倍角等.

    知识梳理
  1、在两角和的三角函数公式`S_((alpha+beta))、C_((alpha+beta))、T_((alpha+beta))`中,当`alpha=beta`时就可得到二倍角的三角函数公式`S_(2alpha)`、`C_(2alpha)`、`T_(2alpha)`,即`sin2alpha=2sinalphasosalpha`,`cos2alpha=cos^2alpha-sin^2alpha`,`tan2alpha=(2tanalpha)/(1-tan^2alpha)`,在公式`S_(2alpha)、C_(2alpha)`中角`alpha`没有限制,在`T_(2alpha)`中,只有当`alpha!=kpi+pi/2(kinZZ)`时公式成立.
  2、余弦二倍角公式有三种形式,即`cos2alpha=cos^2alpha-sin^2alpha=2cos^2alpha-1=1-2sin^2alpha`,由此可得变形公式`sin^2alpha``=``(1-cos2alpha)/2`,`cos^2alpha=(1+cos2alpha)/2`,它的双向应用分别起到缩角升幂和扩角降幂的作用.
 

    应用举例
    一、应用特点
    1、运用二倍角公式求值
    2、运用二倍角公式化简
    3、运用二倍角公式证明三角恒等式

    二、案例示范
    (回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范)

    1、已知`alphain(pi/2,pi)`,且`sinalpha=3/5`.
    (1)求`cos(alpha-pi/4)`的值;

    (2)求`sin^2alpha/2+(sin4alphacos2alpha)/(1+cos4alpha)`的值.

    提示 示范  

    2、化简`(cos2alpha)/(2cot(pi/4+alpha)cos^2(pi/4-alpha))`
    提示 示范  

    3、已知`alpha、beta∈(0,pi/2)`,`3sin^2alpha+2sin^2beta=1`,`3sin2alpha-2sin2beta=0`,求证:`alpha+2beta=pi/2`.
    提示 示范  

    实践体验
    (在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高)

    1、`△ABC`中`cos(pi/4+A)=5/13`,求`cos2A`的值
    提示 示范  

    2、已知`cos(pi/4+x)=3/5,(7pi)/12<x<(7pi)/4`,求`(sin2x+2sin^2x)/(1-tanx)`的值.
    提示 示范  

    拓展探究
    如图所示,有一块以点`O`为圆心的半圆形空地,要在这块空地上划出一个内接矩形`ABCD`辟为绿地,使其一边`AD`落在圆的直径上,另两点`B、C`落在半圆的圆周上.已知半圆的半径长为`a`,如何选择关于点`O`对称的点`A`、`D`的位置,可以使矩形`ABCD`的面积最大?

                                                     

    提示 示范  

 

    基础训练
    参考答案

 
    提高训练
    参考答案

    学习感悟
    1、公式的熟练与准确应用,要依靠理解内涵,明确联系应用,练习尝试,不可机械记忆.
    2、要重视对遇到的问题中角、函数名及其整体结构的分析,提高公式选择的恰当性,有利于缩短运算程序,提高学习效率.
    3、角的变换体现出将未知转化为已知的思想方法,这是解决三角中关于角的变换问题常用的数学方法之一.

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