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某同学在一次研究性学习中发现,以下四个式子的值都等于同一个常数.(1)sin212°+sin248°+sin12°sin48°(2)sin215°+sin245°+sin15°sin45°(3)sin2(-12°)+sin272°+sin(-12°)sin72°(4)sin2(-15°)+

题目详情
某同学在一次研究性学习中发现,以下四个式子的值都等于同一个常数.
(1)sin212°+sin248°+sin12°sin48°
(2)sin215°+sin245°+sin15°sin45°
(3)sin2(-12°)+sin272°+sin(-12°)sin72°
(4)sin2(-15°)+sin275°+sin(-15°)sin75°
(Ⅰ)试从上述四个式子中选择一个,求出这个常数
(Ⅱ) 根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广成三角恒等式,并证明你的结论.

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▼优质解答
答案和解析
(Ⅰ)选择(2),计算如下:
sin2215°+cos2215°-sin15°cos15°=1-
1
2
sin30°=
3
4
,故这个常数为
3
4

(Ⅱ)根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广,得到三角恒等式sin2α+cos2(30°-α)-sinαcos(30°-α)=
3
4

证明:sin2α+cos2(30°-α)-sinαcos(30°-α)
=sin2α+(
3
2
cosα+
1
2
sinα)2-sinα(cos30°cosα+sin30°sinα)
=sin2α+
3
4
cos2α+
1
4
sin2α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
1
2
111222sin30°=
3
4
,故这个常数为
3
4

(Ⅱ)根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广,得到三角恒等式sin2α+cos2(30°-α)-sinαcos(30°-α)=
3
4

证明:sin2α+cos2(30°-α)-sinαcos(30°-α)
=sin2α+(
3
2
cosα+
1
2
sinα)2-sinα(cos30°cosα+sin30°sinα)
=sin2α+
3
4
cos2α+
1
4
sin2α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
3
4
333444,故这个常数为
3
4

(Ⅱ)根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广,得到三角恒等式sin2α+cos2(30°-α)-sinαcos(30°-α)=
3
4

证明:sin2α+cos2(30°-α)-sinαcos(30°-α)
=sin2α+(
3
2
cosα+
1
2
sinα)2-sinα(cos30°cosα+sin30°sinα)
=sin2α+
3
4
cos2α+
1
4
sin2α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
3
4
333444.
(Ⅱ)根据(Ⅰ)的计算结果,将该同学的发现推广,得到三角恒等式sin22α+cos22(30°-α)-sinαcos(30°-α)=
3
4

证明:sin2α+cos2(30°-α)-sinαcos(30°-α)
=sin2α+(
3
2
cosα+
1
2
sinα)2-sinα(cos30°cosα+sin30°sinα)
=sin2α+
3
4
cos2α+
1
4
sin2α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
3
4
333444.
证明:sin22α+cos22(30°-α)-sinαcos(30°-α)
=sin22α+(
3
2
cosα+
1
2
sinα)2-sinα(cos30°cosα+sin30°sinα)
=sin2α+
3
4
cos2α+
1
4
sin2α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
(
3
2
3
3
3
3
33222cosα+
1
2
111222sinα)2-sinα(cos30°cosα+sin30°sinα)
=sin2α+
3
4
cos2α+
1
4
sin2α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
2-sinα(cos30°cosα+sin30°sinα)
=sin22α+
3
4
cos2α+
1
4
sin2α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
3
4
333444cos22α+
1
4
sin2α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
1
4
111444sin22α+
3
2
sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
3
2
3
3
3
3
33222sinαcosα-
3
2
sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
3
2
3
3
3
3
33222sinαcosα-
1
2
sin2α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
1
2
111222sin22α=
3
4
sin2α+
3
4
cos2α=
3
4
3
4
333444sin22α+
3
4
cos2α=
3
4
3
4
333444cos22α=
3
4
3
4
333444.