题目内容

已知α,β∈R,写出用cosα,cosβ,sinα,sinβ表示cos(α-β)的关系等式,并证明这个关系等式.
分析:结论:cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ.证明:如图所示,
OA
=(cosα,sinα),
OB
=(cosβ,sinβ),利用两个向量的数量积的定义,两个向量的数量积公式可得
cos<
OA
OB
>=cosαcosβ+sinαsinβ,再由 α-β=<
OA
OB
>+2kπ,或α-β=-<
OA
OB
>+2kπ,可证得结论成立.
解答:解:cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ.-----(2分)
证明:如图,在平面直角坐标系xoy内作单位圆O,以Ox为始边作角α、β,它们的终边与单位圆的交点分别为A,B.
OA
=(cosα,sinα),
OB
=(cosβ,sinβ),
由向量数量积的定义,有
OA
OB
=|
OA
|•|
OB
|
cos<
OA
OB
>=cos<
OA
OB
>,
由向量数量积的坐标表示,有
OA
OB
=cosαcosβ+sinαsinβ.
于是cos<
OA
OB
>=cosαcosβ+sinαsinβ. ①------(7分)
对于任意的α、β,总可选取适当的整数k,使得 α-β=<
OA
OB
>+2kπ,或α-β=-<
OA
OB
>+2kπ,
故对于任意的α、β,总有 cos(α-β)=cos<
OA
OB
>成立,带入①式得,
对 α、β∈R,总有cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ  成立.------(12分)
点评:本题主要考查两角差的余弦公式及其证明方法,两个向量的数量积的定义,两个向量的数量积公式的应用,终边相同的角,属于中档题.
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