本题导读

本题考查反三角函数定义,以及两角差的余弦公式。

📌【题干】

Question

(1989年全国卷(理)) 的值等于 ()

A.         B.         C.         D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 角度换元: 设 , 。原式转化为求 的值。
  2. 确定三角函数值与象限: - 根据反正弦函数的值域 ,由 可知 在第四象限,从而求出 。
    • 根据反余弦函数的值域 ,由 可知 在第二象限,从而求出 。
  3. 公式展开计算: 利用两角差的余弦公式 代入求值。

✅【答案】

Success

A

✍【详细解析】

Abstract

设 , 。

由反三角函数的定义可知: 因为 ,所以 (第四象限),则 :

同理: 因为 ,所以 (第二象限),则 :

原式可化为 ,利用两角差的余弦公式展开得:

将求得的各三角函数值代入:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点: 反三角函数的定义域与值域限定,两角差的余弦公式。
  2. 核心方法: * 换元思想: 牢记“反三角函数本质是个角”,通过设 将复杂的反三角解析式剥离为易处理的初等三角函数。
  3. 避坑指南: * 忽视反三角函数的值域。确定 和 的符号时,必须严格通过 与 判定,错判符号会导致结果算成 。
    • 错记两角差的余弦公式。注意 展开中间是加号()而不是减号()。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题属于反三角函数与三角恒等变换交汇的经典大题,旨在深化对反函数多值性压缩(即单值主值区间)的深刻理解,在微积分积分学(如三角代换积分法)中是极重要的化简基本功。
  2. 结论推广: 观察本题的数值可以发现一个有趣的几何巧合:因为 且 ,结合区间性质,实际上有 等关系。其实若进一步诱导化简,由于 , ,可看出 且 ,这意味着两角在单位圆上关于原点对称,即 (或相差 的奇数倍)。因此,其差的余弦值 具有必然性。

🔗【关联脉络】

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