12.(5分)在平面直角坐标系 xOy 中,角 $\alpha$ 与角 $\beta$ 均以 Ox 为始边,它们的终边关于 $y$ 轴对称,若 $\sin \alpha=\frac{1}{3}$ ,则 $\cos (\alpha-\beta)=$ $\_\_\_\_$ $-\frac{7}{9}$ .
(5分)在平面直角坐标系 xOy 中,角 α 与角 β 均…——2017 高考数学第 12 题答案解析
2017_北京卷 (2017·理)
完整解析 · 逐步详解
【考点】GP:两角和与差的三角函数.
【专题】11:计算题;33:函数思想;4R:转化法;56:三角函数的求值.
**方法一**:根据教的对称得到 $\sin \alpha=\sin \beta=\frac{1}{3}, \cos \alpha=-\cos \beta$ ,以及两角差的余弦公式即可求出
**方法二**:分 $\alpha$ 在第一象限,或第二象限,根据同角的三角函数的关系以及两角差的余弦公式即可求出
【解答】解:方法一:∵ 角 $\alpha$ 与角 $\beta$ 均以 Ox 为始边,它们的终边关于 y 轴对称,
$\therefore \sin \alpha=\sin \beta=\frac{1}{3}, \quad \cos \alpha=-\cos \beta$ ,
$\therefore \cos (\alpha-\beta)=\cos \alpha \cos \beta+\sin \alpha \sin \beta=-\cos ^{2} \alpha+\sin ^{2} \alpha=2 \sin ^{2} \alpha-1=\frac{2}{9}-1=-\frac{7}{9}$
**方法二**:$\because \sin \alpha=\frac{1}{3}$ ,
当 $\alpha$ 在第一象限时, $\cos \alpha=\frac{2 \sqrt{2}}{3}$ ,
$\because \alpha, \beta$ 角的终边关于 y 轴对称,
$\therefore \beta$ 在第二象限时, $\sin \beta=\sin \alpha=\frac{1}{3}, \cos \beta=-\cos \alpha=-\frac{2 \sqrt{2}}{3}$ ,
$\therefore \cos (\alpha-\beta)=\cos \alpha \cos \beta+\sin \alpha \sin \beta=-\frac{2 \sqrt{2}}{3} \times \frac{2 \sqrt{2}}{3}+\frac{1}{3} \times \frac{1}{3}=-\frac{7}{9}$
$\because \quad \because \sin \alpha=\frac{1}{3}$,
当 $\alpha$ 在第二象限时, $\cos \alpha=-\frac{2 \sqrt{2}}{3}$ ,
$\because \alpha, \beta$ 角的终边关于 y 轴对称,
$\therefore \beta$ 在第一象限时, $\sin \beta=\sin \alpha=\frac{1}{3}, \cos \beta=-\cos \alpha=\frac{2 \sqrt{2}}{3}$ ,
$\therefore \cos (\alpha-\beta)=\cos \alpha \cos \beta+\sin \alpha \sin \beta=-\frac{2 \sqrt{2}}{3} \times \frac{2 \sqrt{2}}{3}+\frac{1}{3} \times \frac{1}{3}=-\frac{7}{9}$
综上所述 $\cos (\alpha-\beta)=-\frac{7}{9}$ ,
故答案为:$-\frac{7}{9}$
【点评】本题考查了两角差的余弦公式,以及同角的三角函数的关系,需要分类讨论,属于基础题