本题导读

本题考查三角函数的诱导公式,以及两角和与差的余弦公式。

📌【题干】

Question

(2004年重庆卷(理)) ()

A.       B.       C.       D.

🔍【思路分析】

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  1. 运用诱导公式统一角结构:观察题干中的四个角 。可以发现它们都可以通过与 或 (或 的整数倍)建立联系,转化为互余或互补的锐角关系。例如以 或 为基准进行统一。
  2. 逆用两角和差公式:将各变项转换为同一基准角的正弦与余弦乘积形式,其代数特征极像 ,直接合并求解。

✅【答案】

Success

B

✍【详细解析】

Abstract

为了揭示四个大角之间的内在规律,我们利用三角函数的诱导公式,将所有项统一向第一象限的锐角 (或与之互余的 )实施平移转换:

  • 对第一项 进行转换:
  • 对第二项 进行转换: 为保持角度基准整齐,选用 的变形: 也可以直接变换到 的视角。我们统一采用以 和 为参照:
    为了使四个角的目标基准更整齐,可以统一使用关于 和 互余关系:

将上述四项化简结果代入原待求式中,注意符号相乘相消:

为了便于套用公式,提取负号进行整体代数变形:

逆用两角和的余弦公式 :

根据诱导公式求特殊角的余弦值: 因此,最终化简结果为:

故选 B

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:各象限大角利用大纲诱导公式向第一象限锐角的平移变换;两角和差余弦通式的逆用变形。
  2. 核心方法:诱导公式角变换法、和差公式逆向整体合并法。
  3. 避坑指南:
    • 变换过程中正负号判定失误:在化简形如 (第三象限,正弦为负)和 (第三象限,正弦为负)等大角时,必须严格套用“奇变偶不变,符号看象限”的法则。两个负项相乘,负负得正,极易因为粗心把符号算错。
    • 错套两角差的余弦公式:注意括号内部是减号 ,逆向合并时对应的应当是两角和的余弦公式,防止错用成两角差。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题是考查三角恒等变形(齐次三角代数系统)的大纲经典选择题第五题,属于中低难度常规题。
  2. 结论推广: 本题涉及的化简模型属于通用的齐次正余弦正交控制模型。一般地,对于满足特殊代数差值的角,形如 的代数式,通过正交齐次变换,均可完整等价映射为独立参数的单余弦运算 的离散表达。

🔗【关联脉络】

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