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课时规范练 25 简单的三角恒等变换
基础巩固练
π 7π
1.(2025·安徽模拟)sin2 -sin2 =( )
12 12
√3 1
A. B.
2 2
1 √3
C.- D.-
2 2
3 5
2.(2024·江苏苏州期中)已知α,β都是锐角,cos α= ,sin(α-β)= ,则cos β=( )
5 13
16 33
A. B.
65 65
56 63
C. D.
65 65
cos40°
3.(2024·湖北荆州模拟)化简: =( )
cos25°√1-cos50°
A.√2 B.2√2
C.√3 D.√3-1
2√5 √10
4.(2024·浙江期末)已知α,β为钝角,且cos α=- ,sin β= ,则α+β=( )
5 10
π 5π 3π 7π
A. B. C. D.
4 4 4 4
3 √2sin8°+cos53°
5.(2024·山西吕梁模拟)已知sin 37°≈ ,则 的近似值为( )
5 √2cos8°-sin53°
3 4 3√2 4√2
A. B. C. D.
4 3 4 3
α
6.(多选题)当tan 有意义时,下列等式恒成立的是( )
2
α sinα
A.tan =
2 1+cosα
α 1+cosα
B.tan =
2 sinα
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2tan
C.sin α= 2
α
1+tan2
2
α
1-tan2
D.cos α= 2
α
1+tan2
2
7π
7.(2024·广东揭阳模拟)已知sin α- cos α=1,则sin( -2α)的值为 .
√3
6
sin2x+cos2x-2sin(π-x)cos(π+x)
8.(13分)已知函数f(x)= .
9π 13π
sin( -x)-cos( +x)
2 2
π
(1)求f( )的值;
12
√2
(2)已知f(α)= ,求sin 2α的值.
3
综合提升练
sin20°
9.(2025·山东烟台开学考试)若sin(α-20°)= ,则cos(2α+140°)=( )
tan20°-√3
1 1
A. B.-
8 8
7 7
C.- D.
8 8
cosα 1+sinα π
10.(2024·江苏无锡模拟)已知tan β= ,tan(α+β)= ,若β∈(0, ),则β=( )
1-sinα cosα 2
π π
A. B.
12 6
π π
C. D.
4 3
√1-sinθ
11.(多选题)设θ的终边在第二象限,则 的值可能为( )
θ θ
cos -sin
2 2
A.1 B.-1
C.-2 D.2
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12.(2024·安徽铜陵模拟)已知非零实数m,n满足msin α+ncos α=tan (mcos α-nsin α),当
8
π n
α= 时, = .
8 m
π α α √6
13.(13分)(2024·北京东城模拟)已知α∈( ,π),且sin +cos = .
2 2 2 2
(1)求cos α的值;
3 π
(2)若sin(α-β)=- ,β∈( ,π),求cos β的值.
5 2
π π
14.(15分)(2024·江苏镇江模拟)已知a=(2cos x,2 sin(x+ )),b=(cos x,-cos(x+ )),记
√3
6 6
f(x)=a·b,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
x 1 π 2π
(2)若f( 0)= ,x ∈( , ),求cos 2x .
0 0
2 3 3 3
创新应用练
π
4tan
15.(2025·安徽灵璧模拟)已知 12 cos α·sin(β+π)=1,则tan(β-α)=( )
π 3
1+tan2
12
√3
A. B.
√3
3
2√3
C.1 D.
3
答案:
π 7π π π π π π π √3
1.D 解析 由题意可得,sin2 -sin2 =sin2 -sin2( + )=sin2 -cos2 =-cos =- .故选
12 12 12 2 12 12 12 6 2
D.
π π π 4 12
2.C 解析 因为α,β∈(0, ),所以α-β∈(- , ),所以sin α= ,cos(α-β)= ,所以cos β=cos[α-(α-
2 2 2 5 13
3 12 4 5 56
β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)= × + × = . 故选C.
5 13 5 13 65
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3.A 解析 = =
cos25°√1-cos50° cos25°√1-(1-2sin225°)
sin50° 2sin50°
= =√2.
√2cos25°sin25° √2sin50°
2√5 √10 √5 3√10 π
4.D 解析 由于α,β为钝角,且cos α=- ,sin β= ,所以sin α= ,cos β=- ,且α∈(
5 10 5 10 2
π 2√5 3√10
,π),β∈( ,π),所以α+β∈(π,2π),所以cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=- ×(- )-
2 5 10
√5 √10 √2 7π
× = ,所以α+β= .故选D.
5 10 2 4
3 4
5.B 解析 因为sin 37°≈ ,所以cos 37°=√1-sin237°≈ ,
5 5
√2
sin8°+ cos53°
所以√2sin8°+cos53°
=
2
=
sin(53°-45°)+sin45°cos53°
√2cos8°-sin53° √2 cos(53°-45°)-sin45°sin53°
cos8°- sin53°
2
sin53°cos45°-cos53°sin45°+sin45°cos53°
= =
cos53°cos45°+sin53°sin45°-sin45°sin53°
4
sin53° sin(90°-37°) cos37° 5 4
= = ≈ = .
cos53° cos(90°-37°) sin37° 3 3
5
α α α
sin 2sin cos
6.ACD 解析 tanα 2 2 2 sinα ,故A成立;
= = =
2 α α 1+cosα
cos 2cos2
2 2
α α 1+cosα α 1+cosα
当α=2kπ(k∈Z),即 =kπ(k∈Z)时,sin α=0,tan =0,故 无意义,即tan = 不成立;
2 2 sinα 2 sinα
α α α
当α≠2kπ(k∈Z)且tan 有意义时, ≠kπ(k∈Z),故sin ≠0,则tan
2 2 2
α α
sin 2sin2
α 2 2 1-cosα 1+cosα,综上,tanα 1+cosα,故B不成立;
= = = ≠ ≠
2 α α α sinα sinα 2 sinα
cos 2sin cos
2 2 2
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2sin cos 2tan
sin α= 2 2 2 ,故C成立;
=
α α α
sin2 +cos2 1+tan2
2 2 2
α α α
cos2 -sin2 1-tan2
cos α= 2 2 2 ,故D成立.故选ACD.
=
α α α
sin2 +cos2 1+tan2
2 2 2
1 1 √3 π π 1
7. 解析 已知sin α-√3cos α=1,则2( sin α- cos α)=2sin(α- )=1,所以sin(α- )= ,令β=α-
2 2 2 3 3 2
π π 1 7π 7π 2π π 1
,则α=β+ ,即sin β= ,所以sin( -2α)=sin( -2β- )=sin( -2β)=cos 2β=1-2sin2β= .
3 3 2 6 6 3 2 2
sin2x+cos2x+2sinxcosx (sinx+cosx)2 π
8.解 (1)f(x)= = =sin x+cos x=√2sin(x+ ).
cosx+sinx sinx+cosx 4
π π π π √6
所以f( )=√2sin( + )=√2sin = .
12 12 4 3 2
√2 π 1
(2)由f(α)= ,得sin(α+ )= .
3 4 3
π π π 1 7
所以sin 2α=-cos( +2α)=-cos[2(α+ )]=-[1-2sin2(α+ )]=-(1-2× )=- .
2 4 4 9 9
9.C 解析 根据题意,sin(α-20°)=
1
sin40°
sin20° sin20°cos20° sin20°cos20° sin20°cos20° sin20°cos20° 2
= = = = =
tan20°-√3 sin20°-√3cos20° 1 √3 2sin(-40°) -2sin40° -2sin40°
2( sin20°- cos20°)
2 2
1
=- ,
4
1 7
cos(2α+140°)=cos[2(α-20°)+180°]=-cos[2(α-20°)]=-[1-2sin2(α-20°)]=-[1-2×(- )2]=-
.
4 8
故选C.
tan(α+β)-tanβ
10.C 解析 tan α=tan(α+β-β)= ,
1+tan(α+β)tanβ
cosα 1+sinα
因为tan β= ,tan(α+β)= ,
1-sinα cosα
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-
所以tan α= cosα 1-sinα = cosα(1-sinα) ,
1+sinα cosα cosα·(1-sinα)+cosα·(1+sinα)
1+ ·
cosα 1-sinα cosα(1-sinα)
(1+sinα)·(1-sinα)-cosα·cosα 1-sin2α-cos2α
所以tan α= = .
cosα·(1-sinα)+cosα·(1+sinα) 2cosα
因为sin2α+cos2α=1,所以tan α=0,所以α=kπ,k∈Z,当k为奇数时,cos α=-1,sin α=0,当k为偶数
cosα π π
时,cos α=1,sin α=0,因为tan β= ,所以tan β=±1,因为β∈(0, ),所以β= .
1-sinα 2 4
11.AB 解析 ∵θ的终边在第二象限,
π
∴2kπ+ <θ<2kπ+π,k∈Z,
2
√ θ θ θ θ
√1-sinθ sin2 +cos2 -2sin cos
∴kπ+ π < θ 0, √1-sinθ 2 2=-1,当2kπ+5π θ
< = <
4 2 2 2 2 θ θ θ θ 4 2
cos -sin cos -sin
2 2 2 2
θ θ
cos -sin
<2kπ+3π,k∈Z时,sinθ-cosθ<0, √1-sinθ 2 2=1.故选AB.
=
2 2 2 θ θ θ θ
cos -sin cos -sin
2 2 2 2
3π π π π
sin sin( - ) cos
12.1 解析 tan3π 8 2 8 8 1 ,即tan3πtanπ=1.
= = = =
8 3π π π π π 8 8
cos cos( - ) sin tan
8 2 8 8 8
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tan -tan
tan(3π π)= 8 8 ,
−
8 8 3π π
1+tan tan
8 8
3π π
tan -tan
即 8 8 =tanπ=1,
3π π 4
1+tan tan
8 8
3π π 3π π
所以tan -tan =1+tan tan =2.
8 8 8 8
π π π 3π π π
当α= 时,msin +ncos =tan (m·cos -nsin ),
8 8 8 8 8 8
π π 3π π π 3π
等式两边同时除以cos 得,mtan +n=tan (m-ntan ),整理得mtan +n=mtan -n,2n=m(tan
8 8 8 8 8 8
3π π
3π -tan π ),所以 tan -tan =1.
n 8 8
8 8 =
m 2
α α √6 1 π
13.解 (1)因为sin +cos = ,两边同时平方,得sin α= .又 <α<π,所以cos α=-√1-sin2α =-
2 2 2 2 2
√3
.
2
π π
(2)因为 <α<π, <β<π,
2 2
π π
所以- <α-β< .
2 2
3 4
又由sin(α-β)=- ,得cos(α-β)=
.
5 5
所以cos β=cos[α-(α-β)]
=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β)
√3 4 1 3 4√3+3
=- × + ×(- )=- .
2 5 2 5 10
14.解 (1)因为f(x)=a·b
π π
=2cos2x-2 sin(x+ )cos(x+ )
√3
6 6
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=1+cos 2x- sin(2x+ )
√3
3
√3 3
=1+cos 2x- sin 2x- cos 2x
2 2
√3 1
=- sin 2x- cos 2x+1
2 2
π
=-sin(2x+ )+1,
6
2π
所以f(x)的最小正周期T= =π.
2
x π 1 π 2 π 2π π π 5π
(2)因为f( 0)=-sin(x
0
+ )+1= ,可得sin(x
0
+ )= ,又因为x
0
∈( , ),则x
0
+ ∈( , ),则
2 6 3 6 3 3 3 6 2 6
π √ π √5
cos(x 0 + )=- 1-sin2 (x + ) =- ,
6 0 6 3
π π π 4√5 π π π 1
则sin 2(x + )=2sin(x + )·cos(x + )=- ,cos 2(x + )=cos2(x + )-sin2(x + )= ,
0 0 0 0 0 0
6 6 6 9 6 6 6 9
π π π π π π 1 1 4√5
可得cos 2x =cos[2(x + )- ]=cos 2(x + )cos +sin 2(x + )sin = × +(- )
0 0 0 0
6 3 6 3 6 3 9 2 9
√3 1-4√15
× = ,
2 18
1-4√15
所以cos 2x 0 = .
18
π π π π
4tan 4sin cos 4tan
15.B 解析 因为 12 12 12 =2sinπ=1,由 12 cos αsin(β+π)=1可得
=
π π π 6 π 3
1+tan2 cos2 +sin2 1+tan2
12 12 12 12
π π π π
cos αsin(β+ )=1,又因为-1≤cos α≤1,-1≤sin(β+ )≤1,若cos α=1,sin(β+ )=1,则α=2k π,β=
1
3 3 3 6
π π π
+2k π,k ,k ∈Z,可得β-α=( +2k π)-2k π= +2(k -k )π,k ,k ∈Z,所以tan(β-α)=tan [ +2(k -
2 1 2 2 1 2 1 1 2 2
6 6 6
π √3 π 7π
k )π]=tan = ,k ,k ∈Z;若cos α=-1,sin(β+ )=-1,则α=2k π+π,β= +2k π,k ,k ∈Z,可得β-α=(
1 1 2 3 4 3 4
6 3 3 6
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+2k π)-(2k π+π)= +2(k -k )π,k ,k ∈Z,所以tan(β-α)=tan[ +2(k -k )π]=tan = ,k ,k ∈Z.综
4 3 4 3 3 4 4 3 3 4
6 6 6 6 3
√3
上,tan(β-α)= .故选B
3
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永不过期
17.
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