Question

（1）证明两角和的余弦公式C_α+β：cos（α+β）=cosαcosβ-sinαsinβ；
（2）已知△ABC的面积S=，，且，求cosC．

Answer 1

解：（1）如图，在直角坐标系xOy内做单位圆O，并作出角α、β与-β，使角α的始边为Ox，交⊙O于点P₁，终边交⊙O于P₂；角β的始边为OP₂，终边交⊙O于P₃；角-β的始边为OP₁，终边交⊙O于P₄．
则P₁（1，0），P₂（cosα，sinα），
P₃（cos（α+β），sin（α+β）），P₄（cos（-β），sin（-β）） …（4分）
由P₁P₃=P₂P₄及两点间的距离公式，得
[cos（α+β）-1]²+sin²（α+β）=[cos（-β）-cosα]²+[sin（-β）-sinα]²…（6分）
展开并整理得：2-2cos（α+β）=2-2（cosαcosβ-sinαsinβ）
∴cos（α+β）=cosαcosβ-sinαsinβ．…（8分）
（2）由题意，设△ABC的角B、C的对边分别为b、c
则S=bcsinA=＞0，•=bccosA=3＞0
∴A∈（0，），cosA=3sinA
又sin²A+cos²A=1，
∴sinA=，cosA=…（10分）
由题意，cosB=，sinB=…（11分）
∴cos（A+B）=cosAcosB-sinAsinB=，
故cosC=cos[π-（A+B）]=-cos（A+B）=-…（14分）
分析：（1）如图，在直角坐标系xOy内做单位圆O，并作出角α、β与-β，使角α的始边为Ox，交⊙O于点P₁，终边交⊙O于P₂；角β的始边为OP₂，终边交⊙O于P₃；角-β的始边为OP₁，终边交⊙O于P₄．可得P₁，P₂，P₃，P₄的坐标，利用P₁P₃=P₂P₄及两点间的距离公式，即可证得结论．
（2）由S=bcsinA=＞0，•=bccosA=3可求得sinA=，cosA=，又cosB=，可求得sinB=，利用两角和的余弦即可求得cosC．
点评：本题考查两角和与差的余弦函数，考查平面向量数量积的运算，利用任意角的三角函数的定义证明两角和的余弦公式C_α+β是难点，属于中档题．