本题导读
本题主要考查三角函数的定义域、三角恒等变换以及同角三角函数关系。第一问通过分母不为 0 的条件求出函数的定义域;第二问通过化简函数解析式,再结合已知切值与象限确定对应的正弦、余弦值,代入化简后的式子求值。
📌【题干】
Question
(2006年北京卷(理)) 已知函数 。 (1)求 的定义域; (2)设 是第四象限的角,且 ,求 的值。
🔍【思路分析】
破题导航
第(1)问:分式有意义的充要条件是分母不为 0,即 ,结合余弦函数的零点位置写出集合。 函数解析式化简:在做第(2)问前,优先展开分子中的 ,利用两角差的正弦公式化简分子,寻找分子与分母 的约分关系,以达到简化计算的目的。 第(2)问:由 在第四象限且 ,利用同角三角函数平方关系求出 与 的确切值,代入化简后的 进行求值。
✅【答案】
Success
✍【详细解析】
Abstract
(1)解:求 的定义域
要使函数 有意义,必须满足分母不为 0: 解得:
故函数 的定义域为:
核心步骤:函数 的恒等变形化简
首先利用两角差的正弦公式展开分子中的 :
将上式代入分子中得:
利用二倍角公式 和 代入上式:
提公因式 :
代回原函数 的表达式中,在定义域内约去分母 :
(2)解:设 是第四象限的角,求 的值
由上一步化简可知:
因为 , 且 是第四象限的角,由同角三角函数基本关系及象限符号(第四象限内正弦为负,余弦为正)可得:
将 和 的值代入化简后的 中:
故 的值是 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:分式型三角函数定义域、二倍角公式逆向化简、同角三角函数弦切互化。
- 核心方法:因式分解约分消元法。
- 避坑指南:一是第一问写定义域必须写成集合或区间形式,不能直接写成不等式;二是第二问切忌将原始的 强行代入未化简的含 的繁琐分式中计算,这样会导致两倍角符号判定极为冗长且容易出错。先化简解析式,再代值是处理三角解答题的黄金准则。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源: 本题源于人教A版必修第二册“三角恒等变换”章节中关于倍角公式与两角和差公式综合应用的经典高考解答题。 结论推广: 对于分式结构 ,其分子可以通过“拼凑 ”和倍角公式恒等变形为 ,在各类三角函数大题的约分化简中具有极高的复现率。
🔗【关联脉络】
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