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  • 反三角函数的性质应用

    日期:2003-08-28  地址:  作者:
      

    一.基础知识自测题:

    1.sin(arccosx)=; tg(arcsinx)=; sin(arctgx)=.

    2.sin(arcsin)=; arccos(cos)=; arcsin(cos)=.

    3.tg{arcsin[cos(arcctg(-))]}=.

    4.cos[arctg+arccos(-)]=.

    5.sin[arctg(-)]=; cos(2arcsin)+cos(2arccos)=.

    6.arcsin[sin(-5)]+arctg(tg10)= 5-π .

    7.sin(2arctg)+tg(arcsin)=.

    8.cos{arcsin(sinx)+arccos[cos(x)]}= 0 .

    二.基本要求:

    1.对反三角函数施以三角运算,实质是求三角函数值,通常是利用反三角函数的意义,用辅助角表示反三角函数,同时给定角的范围,然后化成三角函数的运算。而对于反三角函数的多层运算,一般由内到外逐层化简;

    2.求反三角函数的值的实质是求角,应注意求角的三个步骤:①讨论角的范围,确定在这个范围内不同的角有不同的三角函数值;② 求这个角的一个三角函数值;③ 求出相应的角;

    3.反三角函数的等式证明,一般必须证明两点:①等式两端的角的同名三角函数值相等;② 等式两端的角在所取的三角函数的同一单调区间内;

    例一.已知函数f (x)=arcsin(sinx), g(x)=cos(2arccosx),求证:f (x)是奇函数,g(x)是偶函数。

    证明:函数f (x)的定义域是R,f (-x)=arcsin[sin(-x)]=arcsin(-sinx)=-f (x),

    f (x)是奇函数;

    函数g(x)的定义域是[-1, 1], g(-x)=cos[2arccos(-x)]=cos[2(π-arccosx)]=cos(2arccosx)=f (x).

    ∴ g(x)是偶函数。

    例二.求函数y=arccos(x2x)的单调递增区间。

    解:由-1≤x2x≤1, 解得x,

    ux2x=(x)2, 则当x∈[, ]时, u单调递减,且u∈[-1, 1]时,y=arccosu单调递减, ∴当x∈[, ]时, yf (x)单调递增。

    例三.计算:(1) tg(arcsin+arccos); (2) sin(arcctg).

    解:(1) tg(arcsin+arccos)=tg()=.

    (2) sin(arcctg)=sin(·)=.

    例四.求值:(1) tg[2arcsin(-)-arccos]; (2) sin(2arctg)+cos(2arctg2).

    解:(1) arcsin(-)=-,设arccos=β,则cosβ=,β∈(0, ), sinβ=,tg,

    ∴原式=tg(-)=-tg()=-=-(8+5).

    (2) 设arctg=α,arctg2=β, α,β∈(0, ), 且tgα=, tgβ=2,

    因此sin(2arctg)=sin2α=, cos(2arctg2)=cos2β==-,

    ∴原式==-.

    例五.求值:(1) arcsin[sin(-)]; (2)arccos(cos);

    (3) arcsin[cos(+α)]+arccos[sin(π+α)], 其中0<α<.

    解:(1) sin(-)=-sin=sin, ∴arcsin[sin(-)]=arcsin(sin)=.

    (2) arccos(cos)=arccos[cos(π+)]=arccoscos.

    (3) ∵0<α<, ∴ cos(+α)=-sinα=sin(-α), sin(π+α)=cos(+α),

    ∴原式=arcsin[sin(-α)]+arccos[cos(+α)]=-α++α=.

    例六.求证:sin{arccos[tg(arcsinx)]}=.

    证明:设arcsinx=α, α∈[-, ], sinα=x, cosα=, tgα=,

    ∴ arccos[tg(arcsinx)]=arccos, 设arccos=β, β∈[0, π],

    cosβ=, sinβ=,

    ∴ sin{arccos[tg(arcsinx)]}=.

    例七.求值:(1) tg[arcsin(-)]; (2) arcsin-arctg.

    解:(1)设arcsin(-)=α, α∈(-, 0), 且sinα=-, ∴ cosα=,

    tg[arcsin(-)]=tg=-.

    (2) 设arcsin=α,α∈(0, ),且sinα=, cosα=,

    arctg=β, β∈(0, ), 且tgβ=, sinβ=, cosβ=,

    又α-β∈(-, ), ∴ sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ=,

    ∴α-β=, 即arcsin-arctg.

    例八.已知arcsin<arccos(1-x),求x的取值范围。

    解:由,解得, ∴ 0≤x≤2,

    当0≤x≤1时, arcsin∈(0, ), arccos(1-x)∈(0, ), ∴ 原式可化为

    arcsin<arcsin, ∴ <, 解得 0<x≤1,

    当1<x≤2时, arcsin∈(0, ), arccos(1-x)∈(, π), 恒有arcsin<arccos(1-x),

    综上可得,不等式的解集是{x| 0<x≤2}.

    例九.设x1, x2是方程x2-sin·x+cos=0的两个实根,且α=arctgx1, β=arctgx2,求α+β.

    解:由韦达定理可得x1x2= sin, x1x2= cos,

    ∴ tg(α+β)==tg,

    x1x2= sin>0, x1x2= cos<0, 故正根的绝对值大于负根的绝对值,

    ∴α+β∈(0, ), ∴α+β=.

    例十.若(x+1)(y+1)=2,求arctgx+arctgy的值。

    解:∵ (x+1)(y+1)=2, ∴xyxy+1=2, ∴ xy=1-xy,

    设arctgx=α, arctgy=β, 则tgα=x, tgβ=y, ∴ tg(α+β)= =1,

    又α,β∈(-, ), ∴ α+β∈(-π, π), α+β=或α+β=-.

    三.基本技能训练题:

    1.当 x>0 时, arctgx=arcctg, 当 x<0 时, arctgx= arcctg-π.

    2.比较大小:arccos(-) >  arcctg(-).

    3.sin(arccos+arccos)=.

    4.已知cos2α=,α∈(0, ), sinβ=-,β∈(π, ), 则α+β=.
    四.试题精选:

    (一) 选择题:

    1.若arcsin(sinx)=x,则x的取值范围是(B)。

    (A)-1≤x≤1  (B)-x  (C)0≤x≤1  (D)0≤x

    2.2arcsin=(D)。

    (A)arcsin  (B)arccos  (C)-arccos  (D)π-arctg

    3.若arctg(-3)+arcctgx,则x的值是(B)。

    (A)  (B)-  (C)2  (D)-2

    4.下列各式中,其值为正的是(B)。

    (A)aecsin(-)-arccos(-)  (B)arccos(-)-arccos(-)

    (C)arctg-arctg    (D)arctg(-3)-arctg(-1.7)

    5.cos2(arcsin)的值是(A)。

    (A)  (B)  (C)  (D)

    6.若arcsin(-)=-arccosx,则x等于(C)。

    (A)  (B)-  (C)  (D)-

    7.若arctg(1-x)+arctg(1+x)=,则x等于(C)。

    (A)  (B)-  (C)±  (D)±1

    8.当x∈[-1, 0]时, 下列关系式中正确的是(C)。

    (A)π-arccos(-x)=arcsin  (B)π-arcsin(-x)=arccos


    (C)π-arccosx=arcsin  (D)π-arcsinx=arccos

    9.函数y=arccos(cosx) (x∈[-, ])的图象是(A)。

         (A)       (B)        (C)       (D)

    10.若0<α<,则arcsin[cos(+α)]+arccos[sin(π+α)]等于(A)。

    (A)  (B)-  (C)-2α  (D)--2α

    (二) 填空题:

    11.cos[arccos(-)+arccos]= -1 .

    12.arccos[sin(-)]=.

    13.arcsin+2arctg.

    14.sin[2arccos(-)]=.

    15.arctg()=.

    (三) 解答题:

    16.求arcsin+arccos的值。

    解:设α=arcsin, α∈(0, ), sinα=, cosα=,

    β= arccos, β∈(0, ), cosβ=, sinβ=,

    ∴ α+β∈(0, π), cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ=,

    ∴ arcsin+arccos.

    17.求tg(arcsin)的值。

    解:设arcsin=α, α∈(0, ), sinα=, cosα=,

    ∴ tg. tg(arcsin)=.

    18.求函数y=cos(2arcsinx)+2sin(arcsinx)的最值。

    解:设α=arcsinxx∈[-1, 1], sinα=x, cos2α=1-2sin2α=1-2x2,

    y=1-2x2+2x=-2(x)2,

    x时, y取得最大值为,当x=-1时, y取得最小值-3.

    19.求证:sin[arcctg()-arctg()]=tg2.

    证明:设arctg()=θ,则arcctg()=-θ,且tgθ=,

    sin(-2θ)=cos2θ== tg2.


    Tags:应用 性质 三角函数
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