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5.2 三角函数的公式及应用（精讲）
一．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
3.公式变形：
sin2α＝1－cos2α＝(1＋cos α)(1－cos α)；
cos2α＝1－sin2α＝(1＋sin α)(1－sin α)；
(sin α±cos α)2＝1±2sin αcos α．
sin α＝tan αcos α．二．三角函数的诱导公式
1.公式
公式 一 二 三 四 五 六
2kπ＋
角 π＋α －α π－α －α ＋α
α(k∈Z)
正弦 sin α －sinα －sinα sinα cosα cosα
余弦 cos α －cosα cosα －cosα sinα －sinα
正切 tan α tanα －tanα －tanα
口诀 奇变偶不变，符号看象限
2.诱导公式的记忆口诀
奇变偶不变，符号看象限.“奇”“偶”指的是“k·＋αk∈Z”中的k是奇数还是偶数．
“变”与“不变”是指函数的名称的变化．
“符号看象限”指的是在“k·＋α(k∈Z)”中，将α看成锐角时，“k·＋α(k∈Z)”的终边所在的象限．
三．两角和与差的余弦、正弦、正切公式
1．cos(α－β)＝cosαcosβ＋sinαsinβ
2．cos(α＋β)＝cosαcosβ－sinαsinβ
3．sin(α－β)＝sinαcosβ－cosαsinβ
4．sin(α＋β)＝sinαcosβ＋cosαsinβ
5．tan(α－β)＝
6．tan(α＋β)＝
四．二倍角公式
1．基本公式
(1)sin 2α＝2sinαcosα；
(2)cos 2α＝cos2α－sin2α＝2cos2α－1＝1－2sin2α；
(3)tan 2α＝．
2．公式变形
(1)降幂公式：cos2α＝；sin2α＝；sin αcos α＝sin 2α；
(2)升幂公式：cos 2α＝2cos2α－1＝1－2sin2α；1＋sin α＝2；1－sin α＝2．
（3）tan α±tan β＝tan(α±β)(1∓tan αtan β)
五．积化和差与和差化积公式
1．积化和差公式
2．和差化积公式sin α＋sin β＝2sin cos sin α－sin β＝2cos sin
cos α＋cos β＝2cos cos cos α－cos β＝－2sin sin
一．常见的弦化切的结构形式
1.sinα、cos α的一次齐次分式，解决此类问题时，用分子分母同时除以cos α，将其转化为关于tan α的
式子，进而求解．
2.sin α，cos α的二次齐次式(如a sin 2α＋b sin αcos α＋c cos2α)，解决此类问题时，将原式看成分
母是1的表达式，把1换成“sin2α＋cos 2α”，然后用分子分母同时除以cos 2α将其转化为关于tan α的式
子，进而求解．
二．弦的和差积形式
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.
三．诱导公式
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.
四．角的变换（角的拼凑）
1.当“已知角”有两个时，“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式；
2.当“已知角”有一个时，此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系，再应用诱导公式把
“所求角”变成“已知角”．
3.常见的互余关系有－α与＋α，＋α与－α，＋α与－α等，
常见的互补关系有－θ与＋θ，＋θ与－θ，＋θ与－θ等.
常用拆角、拼角技巧：例如，2α＝(α＋β)＋(α－β)；α＝(α＋β)－β＝(α－β)＋β；
β＝－＝(α＋2β)－(α＋β)；α－β＝(α－γ)＋(γ－β)；＋α＝－等．
五．三角函数式化简
弦切互化，异名化同名，异角化同角，降幂或升幂．在三角函数式的化简中“次降角升”和“次升角降”
是基本的规律，根号中含有三角函数式时，一般需要升次．
六．证明三角函数恒等式
1.如果需证的三角函数恒等式中只含同角三角函数，则可以从变化函数入手，即尽量把等式中所含三角函
数都化为正弦和余弦或全部化为某一函数，虽然能达到最终目标，但这种方法不一定最简单；
2.如果需证的三角函数恒等式中含有不同角的三角函数，则宜从角的简化入手，尽量化复角为单角，或者
减少不同角，以便能使用某一公式进行变形；
3.在证明三角函数恒等式中，“1”出现的频率较高，则可把“1”代换为sin2α＋cos2α或tan 45°等．
考法一 同角三角函数公式的知一求二【例1-1】（2023春·湖南邵阳·高三统考学业考试）已知 是第二象限角， ，则
（ ）
A． B． C． D．
【例1-2】（2023云南）已知α是三角形的内角，且tan α＝－，则sin α＋cos α的值为________．
【一隅三反】
1．（2023广东揭阳）α是第四象限角，tan α＝－，则sin α等于( )
A． B．－ C． D．－
2．（2023安徽）(多选)若sin α＝，且α为锐角，则下列选项中正确的有( )
A．tanα＝ B．cos α＝
C．sin α＋cos α＝ D．sin α－cos α＝－
考法二 弦切互换
【例2-1】（2023·宁夏石嘴山·石嘴山市第三中学校考模拟预测）已知 ，则
__________.
【例2-2】（2023·河北·统考模拟预测）已知 ，则 ______.
【例2-3】（2023·江西赣州·统考二模）已知 为锐角，满足 ，则
________．【一隅三反】
1．（2023·广西·校联考模拟预测）已知 ，则 （ ）
A． B． C． D．
2．（2023·辽宁锦州·统考模拟预测）已知直线 的倾斜角为 ，则 （ ）
A．-3 B． C． D．
3．（2023·陕西西安·校考模拟预测）已知 ，则 的值是__________．
考法三 弦的和积转化
【例3-1】（2023·黑龙江大庆·大庆实验中学校考模拟预测）已知 ， ，则下列结论
不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【例3-2】（2023·全国·高三专题练习）已知 ，且 ，则 的值为
（ ）
A． B． C． D．
【一隅三反】1．（2023·山西·校联考模拟预测）已知 ，则 （ ）
A． B． C． D．
2．（2023·浙江金华·浙江金华第一中学校考模拟预测）（多选）已知 ， ，则（
）
A． B．
C． D．
3．（2023·北京）已知 ，且 ，则用 表示 的值为
___________.
考法四 诱导公式
【例4-1】（2023·海南） __________.
【例4-2】（2022·北京·人大附中）若 ，则
（ ）
A． B． C． D．
【例4-3】（2022·陕西·西安中学）已知 ，则 _______．【一隅三反】
1．（2022·山东·烟台二中）已知角 的顶点在原点，始边与x轴的非负半轴重合，终边经过点 ，
则 等于（ ）
A． B． C． D．
2．(多选)下列化简正确的是( )
A．tan(π＋1)＝tan 1 B．＝cos α
C．＝tan α D．＝1
3．（2022·黑龙江·铁力市第一中学校高三开学考试（理））已知角 的终边经过点 ，则
（ ）
A． B． C．3 D．9
考法五 和差倍角公式的运用
【例5-1】（2023·吉林延边·统考二模）下列化简不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【例5-2】化简：(1)sin －cos ；(2)cos 15°＋sin 15°；(3)－；(4)3sin x＋3cos x.【一隅三反】
1．（2020·湖北武汉·武汉市第一中学校考二模）计算 的结果为
（ ）
A． B． C． D．
2．（2023·甘肃张掖·统考模拟预测） （ ）
A． B． C． D．
3．（2022·江苏南通）（多选）下列等式成立的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2021·江苏·常州市第一中学）（多选）下列命题中正确的是（ ）
A． 的值等于
B．若 ，则
C．
D．考法六 角的拼凑
【例6-1】（2023·广东深圳·统考模拟预测）已知 ，则 的值为（ ）
A． B． C． D．
【例6-2】（2023·四川·校联考模拟预测）若 为锐角，且 ，则 （ ）
A． B． C． D．
【例6-3】（2023·河南·校联考模拟预测）已知 ，则 （ ）
A． B． C． D．
【例6-4】（2022·湖南）若 ，则
（ ）
A． B．
C． D．
【一隅三反】
1．（2023·陕西西安·长安一中校考二模）已知 ，则 （ ）A． B． C．- D．
2．（2023·河北·统考模拟预测）已知 ，则 （ ）
A． B． C． D．
3．（2023·海南·校联考模拟预测）已知 ，则 （ ）
A． B． C． D．
4．（2023·江西·校联考二模）已知 ，则 （ ）
A． B． C． D．
5．（2022·全国·高三课时练习）已知 ， ，且 ， ，求
=
考法七 简单三角恒等变换
【例7-1】（2023·山西吕梁·统考三模）已知 ，则 的近似值为（ ）
A． B． C． D．【例7-2】（2023春·湖北孝感·高三校联考阶段练习）若两个锐角 ， 满足 ，
则 ______.
【一隅三反】
1．（2023·湖北武汉·武汉二中校联考模拟预测） （ ）
A． B． C． D．6
2．（2023·湖南长沙·长郡中学校考模拟预测）若 ，则 （ ）
A．0 B． C．1 D．
3．（2023·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考模拟预测）已知 ，则
（ ）
A． B．－1 C． D．
4．（2023·广东肇庆·统考二模）若 ，则 __________.
