证明: (1)2sin⁡(π+α)cos⁡(π−α)=sin⁡2α;       (2)(sin⁡x+cos⁡x)2=1+sin⁡2x;(3)1+2cos⁡2θ−cos⁡2θ=2;                   (4)1−cos⁡2αsin⁡α=2sin⁡α;(5)1−cos⁡2A1+cos⁡2A=tan⁡2A;                     (6)1−sin⁡80∘=cos⁡40∘−sin⁡40∘.(1)2\sin(\pi+\alpha)\cos(\pi-\alpha)=\sin 2\alpha;\:\:\:\:\:\:\:(2){\left(\sin x+\cos x\right)}^{2}=1+\sin 2x;(3)1+2\cos^{2}\theta-\cos 2\theta=2;\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:(4)\dfrac{1-\cos 2\alpha}{\sin\alpha}=2\sin\alpha;(5)\dfrac{1-\cos 2A}{1+\cos 2A}=\tan^{2}A;\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:(6)\sqrt{1-\sin 80^{\circ}}=\cos 40^{\circ}-\sin 40^{\circ}.

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完整解法

(1)

1. 应用诱导公式化简左边的三角函数

根据诱导公式,有:
sin⁡(π+α)=−sin⁡α\sin(\pi+\alpha) = -\sin\alpha
cos⁡(π−α)=−cos⁡α\cos(\pi-\alpha) = -\cos\alpha

2. 代入左边并利用二倍角公式推出右边

将化简结果代入左边:
左边=2(−sin⁡α)(−cos⁡α)=2sin⁡αcos⁡α\text{左边} = 2(-\sin\alpha)(-\cos\alpha) = 2\sin\alpha\cos\alpha
根据正弦的二倍角公式, 2sin⁡αcos⁡α=sin⁡2α2\sin\alpha\cos\alpha = \sin 2\alpha,
故 左边=右边\text{左边} = \text{右边},命题得证。

答案

证明见解析。

(2)

1. 展开左边的完全平方式

展开左边表达式:
左边=(sin⁡x+cos⁡x)2=sin⁡2x+2sin⁡xcos⁡x+cos⁡2x\text{左边} = (\sin x + \cos x)^2 = \sin^2 x + 2\sin x\cos x + \cos^2 x

2. 利用同角基本关系和二倍角公式化简

因为 sin⁡2x+cos⁡2x=1\sin^2 x + \cos^2 x = 1,且 2sin⁡xcos⁡x=sin⁡2x2\sin x\cos x = \sin 2x,代入得:
左边=(sin⁡2x+cos⁡2x)+2sin⁡xcos⁡x=1+sin⁡2x=右边\text{左边} = (\sin^2 x + \cos^2 x) + 2\sin x\cos x = 1 + \sin 2x = \text{右边}
命题得证。

答案

证明见解析。

(3)

1. 代入余弦二倍角公式化简左边

根据余弦二倍角公式,cos⁡2θ=2cos⁡2θ−1\cos 2\theta = 2\cos^2\theta - 1。
代入左边得:
左边=1+2cos⁡2θ−(2cos⁡2θ−1)\text{左边} = 1 + 2\cos^2\theta - (2\cos^2\theta - 1)

2. 去括号并合并同类项

左边=1+2cos⁡2θ−2cos⁡2θ+1=2=右边\text{左边} = 1 + 2\cos^2\theta - 2\cos^2\theta + 1 = 2 = \text{右边}
命题得证。

答案

证明见解析。

(4)

1. 利用二倍角公式化简分子

因为 cos⁡2α=1−2sin⁡2α\cos 2\alpha = 1 - 2\sin^2\alpha,所以分子 1−cos⁡2α=2sin⁡2α1 - \cos 2\alpha = 2\sin^2\alpha。

2. 代入左边并约分得到右边

将分子代入左边得:
左边=2sin⁡2αsin⁡α=2sin⁡α=右边\text{左边} = \frac{2\sin^2\alpha}{\sin\alpha} = 2\sin\alpha = \text{右边}
命题得证。

答案

证明见解析。

(5)

1. 利用二倍角变形公式化简分子与分母

由余弦二倍角公式,有:
1−cos⁡2A=2sin⁡2A1 - \cos 2A = 2\sin^2 A
1+cos⁡2A=2cos⁡2A1 + \cos 2A = 2\cos^2 A

2. 代入分式并结合正切定义得出右边

代入左边表达式得:
左边=2sin⁡2A2cos⁡2A=sin⁡2Acos⁡2A=(sin⁡Acos⁡A)2=tan⁡2A=右边\text{左边} = \frac{2\sin^2 A}{2\cos^2 A} = \frac{\sin^2 A}{\cos^2 A} = \left(\frac{\sin A}{\cos A}\right)^2 = \tan^2 A = \text{右边}
命题得证。

答案

证明见解析。

(6)

1. 将根号内部化简为完全平方式

利用 1=cos⁡240∘+sin⁡240∘1 = \cos^2 40^\circ + \sin^2 40^\circ 以及二倍角公式 sin⁡80∘=2sin⁡40∘cos⁡40∘\sin 80^\circ = 2\sin 40^\circ\cos 40^\circ,可得:
1−sin⁡80∘=cos⁡240∘−2cos⁡40∘sin⁡40∘+sin⁡240∘=(cos⁡40∘−sin⁡40∘)21 - \sin 80^\circ = \cos^2 40^\circ - 2\cos 40^\circ\sin 40^\circ + \sin^2 40^\circ = (\cos 40^\circ - \sin 40^\circ)^2

2. 开平方并根据三角函数值的大小关系去绝对值

代入左边得:
左边=(cos⁡40∘−sin⁡40∘)2=∣cos⁡40∘−sin⁡40∘∣\text{左边} = \sqrt{(\cos 40^\circ - \sin 40^\circ)^2} = |\cos 40^\circ - \sin 40^\circ|
因为 0∘<40∘<45∘0^\circ < 40^\circ < 45^\circ,在该范围内余弦值大于正弦值,即 cos⁡40∘>sin⁡40∘\cos 40^\circ > \sin 40^\circ,
所以 cos⁡40∘−sin⁡40∘>0\cos 40^\circ - \sin 40^\circ > 0。
因此:
左边=cos⁡40∘−sin⁡40∘=右边\text{左边} = \cos 40^\circ - \sin 40^\circ = \text{右边}
命题得证。

答案

证明见解析。

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