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三角恒等变换 · 练习

先独立作答,再分别展开答案和逐步解析。标为“示例”的题已经在讲解中出现,复测请选择不同的题。

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10 道题。先独立作答,答案和解析默认收起。

第 1 题 基础 · 示例(讲解中已出现)

用两角和公式求cos75°。

查看答案

0.2560.252

查看逐步解析与易错点
  1. cos75°=cos(45°+30°)=cos45°cos30°−sin45°sin30°=(√6−√2)/4。

    为什么这样做

    余弦和角公式的交叉项取减号,45°和30°的数值由特殊直角三角形得到。

易错与反例

  • cos(α+β)不是cosα+cosβ。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:三角恒等变换。一道题出错只提供候选线索。

第 2 题 基础 · 示例(讲解中已出现)

α为第二象限角,sinα=3/5。依次求sin2α、cos2α。

查看答案

(2425,725)

查看逐步解析与易错点
  1. 由象限与平方关系得cosα=−4/5;sin2α=2×(3/5)×(−4/5)=−24/25,cos2α=16/25−9/25=7/25。

    为什么这样做

    先恢复带符号的余弦,再使用倍角公式;不能在平方根处丢掉象限条件。

易错与反例

  • sin2α是sin(2α),不是2sinα。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:三角恒等变换 · 二次根式。一道题出错只提供候选线索。

第 3 题 提高 · 示例(讲解中已出现)

化简 sin2x/(1+cos2x),并写出等式成立的范围。

查看答案

等于tanx,范围为x≠π/2+kπ(k为整数)。

查看逐步解析与易错点
  1. 分子为2sinx cosx,分母为2cos²x。原式要求cosx≠0,此时可约去一个cosx,得到sinx/cosx=tanx。

    为什么这样做

    约分只在公因式非零时合法;本题原式与tanx的定义域恰好相同。

易错与反例

  • 不能在cosx=0的点使用这个分式恒等式。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:三角恒等变换 · 分式与分式方程。一道题出错只提供候选线索。

第 4 题 基础 · 独立练习

用和角公式求tan75°。

查看答案

2+3

查看逐步解析与易错点
  1. tan(45°+30°)=(1+1/√3)/(1−1/√3)=(√3+1)/(√3−1)=2+√3。

    为什么这样做

    两个正切均有意义且分母不为0,最后用平方差有理化。

易错与反例

  • 正切和角分母中的符号是减号。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:三角恒等变换 · 二次根式。一道题出错只提供候选线索。

第 5 题 基础 · 独立练习

cos²20°−sin²20°等于哪一个?

  • A.

    cos40°

  • B.

    sin40°

  • C.

    cos20°

  • D.

    sin20°

查看答案

A

查看逐步解析与易错点
  1. 由cos2α=cos²α−sin²α,取α=20°,得到cos40°。

    为什么这样做

    识别两个平方之差对应余弦倍角。

易错与反例

  • 它不是cos²(20°−20°),也不是两个角度相减。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:三角恒等变换。一道题出错只提供候选线索。

第 6 题 提高 · 独立练习

3sinx+4cosx 在实数范围内的最大值。

查看答案

5

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  1. 取角φ使cosφ=3/5、sinφ=4/5,则原式=5sin(x+φ)≤5;当x+φ=π/2+2kπ时取到5。

    为什么这样做

    和角公式把两个同频函数合并成一个正弦;必须说明取等确实可达。

易错与反例

  • 把最大值写成3+4=7,忽略了sinx与cosx不能同时为1。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:三角恒等变换 · 三角函数的图象与性质。一道题出错只提供候选线索。

第 7 题 提高 · 独立练习

已知tanx=2,依次求sin2x、cos2x。

查看答案

(45,35)

查看逐步解析与易错点
  1. cosx≠0。将倍角式分子分母同除cos²x,得到sin2x=2tanx/(1+tan²x)=4/5,cos2x=(1−tan²x)/(1+tan²x)=−3/5。

    为什么这样做

    用sin²x+cos²x=1补成比式;给定正切已保证除以cos²x合法。

易错与反例

  • tanx相同的角可差π,但它们的倍角相差2π,所以这里结果仍唯一。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

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第 8 题 提高 · 独立练习

只要tan(α+β)有意义,就一定能代入正切和角公式的右边吗?给出反例。

查看答案

不一定。α=π/2、β=−π/4时左边tan(π/4)=1有意义,但tanα无定义。

查看逐步解析与易错点
  1. 右边除了要求和角正切存在,还要求tanα、tanβ各自有意义,且1−tanαtanβ非零。所给反例不满足第一个要求。

    为什么这样做

    两个写法的各个中间运算都需有定义,不能由最终和角有意义推断所有分项有意义。

易错与反例

  • 恒等公式带有适用范围,不能当作在每个实数参数处都可计算的代换。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

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第 9 题 基础 · 独立复测

用和角公式求sin75°。

查看答案

0.256+0.252

查看逐步解析与易错点
  1. sin(45°+30°)=sin45°cos30°+cos45°sin30°=(√6+√2)/4。

    为什么这样做

    正弦和角公式含两个交叉项,这里相加。

易错与反例

  • 不能把余弦和角中的减号照搬到正弦和角。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

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第 10 题 提高 · 独立复测

化简 (1cos2x)/sin2x,保留原式的全部定义域限制。

查看答案

等于tanx,但须保留x≠kπ/2(k为整数)。

查看逐步解析与易错点
  1. 分子为2sin²x,分母为2sinx cosx。原式要求sinx与cosx都非零,约分后得到tanx,但不能补回sinx=0的点。

    为什么这样做

    化简式可能在原来没有意义的点有值,等价使用必须保留原定义域。

易错与反例

  • x=0时tanx有值0,原分式却为0/0,因此不能仅写正切的自然定义域。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:三角恒等变换 · 分式与分式方程。一道题出错只提供候选线索。