本题导读

本题考查三角函数的降幂公式与倍角公式、积化和差公式。核心在于降幂扩角法、积化和差化简法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(1995年全国卷(理)) 求 的值.

🔍【思路分析】

破题导航

消除二次项(降幂):式中含有 和 。利用降幂公式 和 将其化为一次的二倍角形式(即 和 )。 转换乘积项(积化和差):式中的交叉乘积项 可利用积化和差公式 转化为和差形式,或者先利用诱导公式化为同名函数再处理。 统一角度与名称:将所有项转化为以余弦(或正弦)表示的单项,利用特殊角及互补、互余关系进行抵消和化简。

✅【答案】

Success

✍【详细解析】

Abstract

设所求式子为 。

应用降幂公式处理二次项

处理乘积项 利用诱导公式,将 转化为 ,再利用倍角公式或积化和差: 根据积化和差公式 :

代入原式合并化简 将上述各项代入 中:

利用和差化积公式处理括号内的 : 由于 ,上式可化为:

根据诱导公式,。 将此结果代回 的表达式中:

答: 的值为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:非特殊角的三角恒等变换,核心公式链为“降幂公式 积化和差/和差化积 诱导公式”。 核心方法:降幂统一法。凡是遇到非特殊角的单项平方组合,首选策略是通过二倍角降幂公式消除平方,将其转化为线性的角度关系。 避坑指南:

  • 积化和差与和差化积公式中的系数(如 或 )极易记混或漏写,运算时需反复核对。
  • 注意正负号的变换,特别是在处理 的和差化积时,公式自带负号:。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:本题属于三角求值板块的代表性题目,考查逻辑与常规的教材恒等变形推导完全一致。其高等数学背景可关联到复数域下的欧拉公式展开。 结论推广: 本题可推广为关于特殊角度关系的通用恒等式。若两角 满足 或其相关组合,具有如下性质: 对于式子 , 利用上述相同的步骤进行全参化推导,可证得该式子的值与 的取值无关,恒等于常数 。 本题验证:令 ,则 ,直接契合本题结构,结果即为 。该结论常用于复杂三角多项式的客观题快速秒杀。

🔗【关联脉络】

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