一、三角函数
三角函数是高中数学中基本初等函数之一. 是每年高考的必考内容.
(1)主要知识
1. 弧度制: 角.
2. 扇形的周长、面积公式:扇形的半径为,圆心角的弧度数是,则:
扇形的周长= 扇形的弧长:,扇形的面积:.
3. 终边相同的角的表示:所有与角终边相同的角,连同角在内,构成角的集合是: 终边相同的角的同名三角函数值相等.
4. 三角函数定义:设角是任意角,角的终边上任意一点P的坐标,
,那么.
5.三角函数线
如图(I)~(IV),设任意角的顶点在原点,始边与轴的正半轴重合且与单位圆交于点,终边与单位圆交于点,过点作垂直轴于点,过点作轴垂线与角的终边或其延长线交于点,则有向线段分别称为角的正弦线、余弦线、正切线,即正弦线:;余弦线:;正切线:.正弦线、余弦线、正切线统称为三角函数线.
6. 诱导公式:
组数 | 一 | 二 | 三 | 四 | 五 | 六 |
角 | ||||||
正弦 | ||||||
余弦 | ||||||
三角函数诱导公式推导正切 | ||||||
口诀 | 函数名不变符号看象限 | 函数名改变符号看象限 | ||||
三角函数值在各个象限的符号:全正,正弦,两切,余弦.
7. 同角三角函数的基本关系:,.
8. 和、差、倍公式
,
9. 函数的基本性质
函数 | y=sin x | y=cos x | y=tan x |
定义域 | R | R | {x|x≠kπ+,k∈Z} |
图象 | |||
值域 | [-1,1] | [-1,1] | R |
对称性 | 对称轴:x=kπ+(k∈Z) | 对称轴:x=kπ(k∈Z) | 无对称轴 |
对称中心 | (kπ,0)(k∈Z) | ||
周期 | 2π | 2π | π |
单调性 | 单调增区间 单调减区间 | 单调增区间 单调减区间 | 单调增区间 |
奇偶性 | 奇 | 偶 | 奇 |
10. 图象变换的两种途径
先相位变换后周期变换
.
、先周期变换后相位变换
.
11.三角函数式的化简常用方法:
直用公式,逆用公式,变用公式,切割化弦,异名化同名,异角化同角,高次化低次.
12.三角函数式的证明常用方法:
活用公式,化繁为简,左右归一,变更等式,高次化低,化异为同,异角化同角,异名化同名.
三角条件等式的证题思路是通过观察,发现已知条件和待证等式间的关系,采用代入法、消
参法或分析法进行证明.
13. 三角函数的求值类型有三类:
给角求值:一般所给出的角都是非特殊角,要观察所给角与特殊角间的关系,利用三角变换消去非特殊角,转化为求特殊角的三角函数值问题.
给值求值:给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角的三角函数值,解题的关键在于“变角”,如等,把所求角用含已知角的式子表示,求解时要注意角的范围的讨论.
给值求角:实质上转化为“给值求值”问题,由所得的所求角的函数值结合所求角的范围及函数的单调性求得角.
常用的角的变换:;;
;;
; ;
14.几种常见函数的最值的求法
或型,利用或,注意对字母的讨论.
型:引进辅助角化成,再利用或求解.
型:利用转化,再配方后求二次函数的最值,应注意的约束.
能用三角函数定义求解的数学问题一般有两种题型,一类是知道角α的终边上一点的坐标;另一类是与单位圆有关.利用三角函数定义可以求三角函数值、参数值、判断角的象限.
一、求三角函数值
例1. 已知角α的终边上一点P(-,m)(m≠0), 且sin α=,求cos α, tan α的值.
【解析】由题设知x=-,y=m,
所以r2=|OP|2=2+m2(O为原点),r=.
所以sin α===,
所以r==2,
即3+m2=8,解得m=±.
所以m=时,r=2,x=-,y=,
所以cos α==-, tan α=-;
当m=-时,r=2,x=-,y=-,
所以cos α==-, tan α=.
点评:利用三角函数的定义求一个角的三角函数值,需确定三个量:角的终边上任意一个异于原点的点的横坐标x、纵坐标y、该点到原点的距离r.若题目中已知角的终边在一条直线上,此时注意在终边上任取一点有两种情况(点所在象限不同).
例2.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,角α的终边与单位圆交于点A,点A的纵坐标为,则cos α=____.
【解析】因为A点纵坐标yA=,且A点在第二象限,又因为圆O为单位圆,所以A点横坐标xA=-,由三角函数的定义可得cos α=-.
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