题目
证明(1+cscθ)(1-sinθ)=cotθcosθ
证明(1+cscθ)(1-sinθ)=cotθcosθ
题目解答
答案
(1+cscθ)(1-sinθ)=(1+1/sinθ)(1-sinθ)=1-sinθ+1/sinθ-1
=1/sinθ-sinθ=(1-sin²θ)/sinθ=cos²θ/sinθ
=cotθcosθ
=1/sinθ-sinθ=(1-sin²θ)/sinθ=cos²θ/sinθ
=cotθcosθ
解析
本题考查三角函数的恒等变换,解题思路是先将余割函数$\csc\theta$转化为$\frac{1}{\sin\theta}$,然后对式子进行化简,再利用三角函数的平方关系$\sin^{2}\theta+\cos^{2}\theta = 1$进一步化简,最后将化简结果转化为$\cot\theta\cos\theta$的形式。
- 将$\csc\theta$转化为$\frac{1}{\sin\theta}$:
已知原式为$(1 + \csc\theta)(1 - \sin\theta)$,因为$\csc\theta=\frac{1}{\sin\theta}$,所以原式可化为$(1+\frac{1}{\sin\theta})(1 - \sin\theta)$。 - 展开式子:
根据多项式乘法法则$(a+b)(c - d)=ac - ad+bc - bd$,对$(1+\frac{1}{\sin\theta})(1 - \sin\theta)$进行展开,可得:
$(1+\frac{1}{\sin\theta})(1 - \sin\theta)=1\times1-1\times\sin\theta+\frac{1}{\sin\theta}\times1-\frac{1}{\sin\theta}\times\sin\theta=1 - \sin\theta+\frac{1}{\sin\theta}-1$ - 合并同类项:
$1 - \sin\theta+\frac{1}{\sin\theta}-1=\frac{1}{\sin\theta}-\sin\theta$ - 通分:
为了将$\frac{1}{\sin\theta}-\sin\theta$化为同分母的式子,给$\sin\theta$的分子分母同时乘以$\sin\theta$,可得:
$\frac{1}{\sin\theta}-\sin\theta=\frac{1}{\sin\theta}-\frac{\sin^{2}\theta}{\sin\theta}=\frac{1 - \sin^{2}\theta}{\sin\theta}$ - 利用平方关系化简:
根据三角函数的平方关系$\sin^{2}\theta+\cos^{2}\theta = 1$,可得$1 - \sin^{2}\theta=\cos^{2}\theta$,所以$\frac{1 - \sin^{2}\theta}{\sin\theta}=\frac{\cos^{2}\theta}{\sin\theta}$。 - 将式子转化为$\cot\theta\cos\theta$的形式:
因为$\cot\theta=\frac{\cos\theta}{\sin\theta}$,所以$\frac{\cos^{2}\theta}{\sin\theta}=\frac{\cos\theta}{\sin\theta}\times\cos\theta=\cot\theta\cos\theta$。