本题导读

本题考查两角和与差的正弦、余弦公式、同角三角函数的基本关系(平方关系)。核心在于拆角/拼角法(把 拆为 )、精确讨论定号法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(1992年全国卷(理)) 已知 , , .求 的值.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 构造目标角:观察已知角 、 与目标角 的逻辑关联,利用加减消元法可以构造出恒等式: 由此可知, 。
  2. 定号求配套三角值:
    • 已知 ,需要精确判定 的范围以求出 的正负号;
    • 已知 ,需要精确判定 的范围以求出 的正负号。
  3. 公式展开计算:利用两角和的正弦公式 展开并代入数值。

✅【答案】

Success

✍【详细解析】

Abstract

解: 第一步:精确判定角的范围并确定三角函数值

由已知条件,角度范围满足:

  1. 判定 的范围与求值: 因为 ,两式相减可得: 即 是第一象限的锐角。 因此, 。

    由同角三角函数平方关系:

  2. 判定 的范围与求值: 因为 且 ,将两式不等式相加得: 即 是第三象限的角。 因此,其余弦值必为负,即 。

    由同角三角函数平方关系:

第二步:利用拼角技巧展开计算

根据角的拆分与组合特征,有:

利用两角和的正弦公式将其展开:

将前面求得和已知的各三角函数值代入上式中:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:两角和的正弦公式( 的拆分),同角三角函数平方关系在非标准区间内的开方定号。
  2. 核心方法:拼角法。在三角恒等变换中,诸如 或 是极其高频且经典的拆角结构。
  3. 避坑指南:范围讨论不够严密导致定号错误。本题的最大丢分点在于求 时。许多考生仅根据 认为角可能在第三象限也可能在第四象限,从而轻率地写出 ,导致最后算解出两个互为干扰的答案。必须严格通过将已知不等式相加得出 ,从而完美剔除第四象限的正数解。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于三角恒等变换板块的大题常客。直接取材于高中数学必修教材中“两角和与差的三角公式”一节的课后综合应用例题。
  2. 结论推广:该模型的同类题型变体通常是求 、 或 。无论目标求什么,其解题内核都必须先走“范围缩放判定单象限 平方公式求齐四项三角值”的标准化流程。

🔗【关联脉络】

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