已知f(α)=sin⁡(α−π2)cos⁡(3π2−α)tan⁡(π+α)cos⁡(π2+α)sin⁡(2π−α)tan⁡(−α−π)sin⁡(−α−π)f(α)= \dfrac {\sin (α- \dfrac {π}{2})\cos ( \dfrac {3π}{2}-α)\tan (π+α)\cos ( \dfrac {π}{2}+α)}{\sin (2π-α)\tan (-α-π)\sin (-α-π)}. (1)化简f(α)f(α); (2)若α=−31π3α=- \dfrac {31π}{3},求f(α)f(α)的值.

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完整解法

(1)

1. 利用诱导公式化简分子中的各项

对于分子中的各项,根据诱导公式有:
sin⁡(α−π2)=−sin⁡(π2−α)=−cos⁡α\sin \left(\alpha- \dfrac {\pi}{2}\right) = -\sin\left(\dfrac{\pi}{2}-\alpha\right) = -\cos\alpha
cos⁡(3π2−α)=−sin⁡α\cos\left(\dfrac{3\pi}{2}-\alpha\right) = -\sin\alpha
tan⁡(π+α)=tan⁡α\tan(\pi+\alpha) = \tan\alpha
cos⁡(π2+α)=−sin⁡α\cos\left(\dfrac{\pi}{2}+\alpha\right) = -\sin\alpha

2. 利用诱导公式化简分母中的各项

对于分母中的各项,根据诱导公式有:
sin⁡(2π−α)=−sin⁡α\sin(2\pi-\alpha) = -\sin\alpha
tan⁡(−α−π)=−tan⁡(π+α)=−tan⁡α\tan(-\alpha-\pi) = -\tan(\pi+\alpha) = -\tan\alpha
sin⁡(−α−π)=−sin⁡(π+α)=sin⁡α\sin(-\alpha-\pi) = -\sin(\pi+\alpha) = \sin\alpha

3. 代入原式化简得到最简结果

将化简后的各项代入原式得:
f(α)=(−cos⁡α)⋅(−sin⁡α)⋅tan⁡α⋅(−sin⁡α)(−sin⁡α)⋅(−tan⁡α)⋅sin⁡α=−cos⁡αsin⁡2αtan⁡αsin⁡2αtan⁡α=−cos⁡αf(\alpha) = \dfrac {(-\cos \alpha) \cdot (-\sin \alpha) \cdot \tan \alpha \cdot (-\sin \alpha)}{(-\sin \alpha) \cdot (-\tan \alpha) \cdot \sin \alpha} = \dfrac{-\cos\alpha \sin^2\alpha \tan\alpha}{\sin^2\alpha \tan\alpha} = -\cos\alpha

答案

f(α)=−cos⁡αf(\alpha) = -\cos\alpha

(2)

1. 利用第(1)问的简化结论代入角度

由第(1)问已得 f(α)=−cos⁡αf(\alpha) = -\cos\alpha.
将 α=−31π3\alpha = -\dfrac{31\pi}{3} 代入,得:

ight)$$

2. 利用诱导公式和周期性化简角度

因为 −31π3=−5×2π−π3-\dfrac{31\pi}{3} = -5 \times 2\pi - \dfrac{\pi}{3},
所以根据余弦函数的周期性,有:
cos⁡(−31π3)=cos⁡(−5×2π−π3)=cos⁡(−π3)=cos⁡π3\cos\left(-\dfrac{31\pi}{3}\right) = \cos\left(-5\times 2\pi - \dfrac{\pi}{3}\right) = \cos\left(-\dfrac{\pi}{3}\right) = \cos\dfrac{\pi}{3}

3. 计算特殊角三角函数值求得最终结果

因为 cos⁡π3=12\cos\dfrac{\pi}{3} = \dfrac{1}{2},
所以 f(−31π3)=−cos⁡π3=−12f\left(-\dfrac{31\pi}{3}\right) = -\cos\dfrac{\pi}{3} = -\dfrac{1}{2}.
即 f(α)f(\alpha) 的值为 −12-\dfrac{1}{2}.

答案

−12-\dfrac{1}{2}

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