三角函数
一、任意角、弧度制及任意角的三角函数
1.任意角
(1)角的概念的推广
①按旋转方向不同分为正角、负角、零角.
正角:按逆时针方向旋转形成的角任意角负角:按顺时针方向旋转形成的角
零角:不作任何旋转形成的角②按终边位置不同分为象限角和轴线角.
角的顶点与原点重合,角的始边与x轴的非负半轴重合,终边落在第几象限,则称为第几象限角.
第二象限角的集合为k36090k360180,k
第三象限角的集合为k360180k360270,k 第四象限角的集合为k360270k360360,k 终边在x轴上的角的集合为k180,k
终边在y轴上的角的集合为k18090,k 终边在坐标轴上的角的集合为k90,k
第一象限角的集合为k360k36090,k
(2)终边与角α相同的角可写成α+k·360°(k∈Z).终边与角相同的角的集合为
k360,k
(3)弧度制
①1弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角. ②弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度.
③半径为r的圆的圆心角所对弧的长为l,则角的弧度数的绝对值是④若扇形的圆心角为l r为弧度制,半径为r,弧长为l,周长为C,面积为S,则
11lr,C2rl,Slrr2.
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2.任意角的三角函数定义
设α是一个任意角,角α的终边上任意一点P(x,y),它与原点的距离为rrx2y2,那么角
yxy
α的正弦、余弦、正切分别是:sin α=,cos α=,tan α=.(三角函数值在各象限的符号规rrx
律概括为:一全正、二正弦、三正切、四余弦)
3.特殊角的三角函数值
角度 函数 角a的弧度 sina cosa tana 0 0 0 1 0 30 π/6 1/2 √3/2 √3/3 45 π/4 √2/2 √2/2 1 60 π/3 √3/2 1/2 √3 90 π/2 1 0 120 2π/3 √3/2 -1/2 -√3 135 3π/4 √2/2 -√2/2 -1 150 5π/6 1/2 -√3/2 -√3/3 180 π 0 -1 0 270 3π/2 -1 0 360 2π 0 1 0 二、同角三角函数的基本关系与诱导公式 A.基础梳理
1.同角三角函数的基本关系
(1)平方关系:sin2α+cos2α=1;(在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意
判断符号)
sin α(2)商数关系:=tan α. (3)倒数关系:tancot1
cos α2.诱导公式
公式一:sin(α+2kπ)=sin α,cos(α+2kπ)=cos_α,tan(2k)tan 其中k∈Z. 公式二:sin(π+α)=-sin_α,cos(π+α)=-cos_α,tan(π+α)=tan α. 公式三:sin(π-α)=sin α,cos(π-α)=-cos_α,tantan. 公式四:sin(-α)=-sin_α,cos(-α)=cos_α,tantan. ππ
-α=cos_α,cos-α=sin α. 公式五:sin22ππ
+α=cos_α,cos+α=-sin_α. 公式六:sin22
π
诱导公式可概括为k·±α的各三角函数值的化简公式.口诀:奇变偶不变,符号看象限.其中的奇、
2π
偶是指的奇数倍和偶数倍,变与不变是指函数名称的变化.若是奇数倍,则函数名称要变(正弦变
2
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π
余弦,余弦变正弦);若是偶数倍,则函数名称不变,符号看象限是指:把α看成锐角时,根据k·....2±α在哪个象限判断原三角函数值的符号,最后作为结果符号. ...
B.方法与要点 一个口诀
1、诱导公式的记忆口诀为:奇变偶不变,符号看象限. 2、四种方法
在求值与化简时,常用方法有:
sin α(1)弦切互化法:主要利用公式tan α=cos α化成正、余弦.
(2)和积转换法:利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化. (sincos、sincos、sincos三个式子知一可求二) (3)巧用“1”的变换:1=sin2θ+cos2θ= sin
π=tan4 2asinbcosatanbakb
msinncosmtannmkn(4)齐次式化切法:已知tank,则三、三角函数的图像与性质
学习目标:
1会求三角函数的定义域、值域
2会求三角函数的周期 :定义法,公式法,图像法(如ysinx与ycosx的周期是)。 3会判断三角函数奇偶性 4会求三角函数单调区间
5知道三角函数图像的对称中心,对称轴
6 知道yAsin(x),yAcos(x),yAtan(x)的简单性质 (一) 知识要点梳理
1、正弦函数和余弦函数的图象:正弦函数ysinx和余弦函数ycosx图象的作图方法:五点法:先取横坐标分别为0,
2,,3,2的五点,再用光滑的曲线把这五点连接起来,就得到正弦曲线2和余弦曲线在一个周期内的图象。
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y=sinx-4-7-32-52-2-3-2-2y1-1y-52--2-32-2o3222523724x
y=cosx-3-4-721-1o2322523724x
2、正弦函数ysinx(xR)、余弦函数ycosx(xR)的性质: (1)定义域:都是R。 (2)值域:都是1,1, 对ysinx,当x2k最小值-1;
对ycosx,当x2kkZ时,y取最大值1,当x2kkZ时,y取最小值-1。
(3)周期性:ysinx,ycosx的最小正周期都是2; (4)奇偶性与对称性:
①正弦函数ysinx(xR)是奇函数,对称中心是k,0kZ,对称轴是直线
2kZ时,y取最大值
1;当x2k3kZ时,y取2xk2kZ;
②余弦函数ycosx(xR)是偶函数,对称中心是k,0kZ,对称轴是直线2(正(余)弦型函数的对称轴为过最高点或最低点且垂直于x轴的直线,对称中心为xkkZ;
图象与x轴的交点)。 (5)单调性:
3ysinx在2k,2kkZ上单调递增,在2k,2kkZ单调
2222递减;
ycosx在2k,2kkZ上单调递增,在2k,2kkZ上单调递减。特别提
醒,别忘了kZ!
3、正切函数ytanx的图象和性质: (1)定义域:{x|x2k,kZ}。
(2)值域是R,无最大值也无最小值;
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(3)奇偶性与对称性:是奇函数,对称中心是k,0kZ,特别提醒:正(余)切型函数的对2称中心有两类:一类是图象与x轴的交点,另一类是渐近线与x轴的交点,但无对称轴,这是与正
弦、余弦函数的不同之处。 (4)单调性:正切函数在开区间k,kkZ内都是增函数。但要注意在整个定义
22域上不具有单调性。
4、正弦、余弦、正切函数的图像和性质 性 质 函 数 ysinx ycosx ytanx 图象 定义域 值域 R R xxk,k 2R 1,1 当x2k时,1,1 k当x2kk时, 2ymax1;当ymax1;当x2k 最值 x2k2 k时,ymin1. 既无最大值也无最小值 k时,ymin1. 周期性 奇偶性 2 2 奇函数 奇函数 偶函数 在2k,2k 22单调性 在2k,2kk上是增函数;k上是增函数;在 2k,2k 3 2k,2k22在k,k在 22k上是减函数. k上是增函数. 5 / 11
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k上是减函数. 对称中心k,0k 对称性 对xk对称中心对称中心称轴2k k,0k 2对称轴xkk k,0k 2无对称轴 5、研究函数yAsin(x)性质的方法:类比于研究ysinx的性质,只需将yAsin(x)中的x看成ysinx中的x。
函数y=Asin(x+)(A>0,>0)的性质。 (1)定义域:R (2)值域:[-A, A] (3)周期性:T2
||①f(x)Asin(x)和f(x)Acos(x)的最小正周期都是T②f(x)Atan(x)的最小正周期都是T2。 ||。 ||(4)单调性:函数y=Asin(x+)(A>0,>0)的
≤x+≤2k+,k∈z解得; 223单调减区间可由2k+≤x+≤2k+,k∈z解得。
22在求yAsin(x)的单调区间时,要特别注意A和的符号,通过诱导公式先将化正。
如函数ysin(2x)的递减区间是______
3单调增区间可由2k-(答:
解析:y=,所以求y的递减区
间即是求的递增区间,由得
,所以y的递减区间是
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四、函数yAsinx的图像和三角函数模型的简单应用
一、 知识要点
1、 几个物理量: ①振幅:;②周期:⑤初相:.
2、 函数yAsin(x)表达式的确定:A由最值确定;由周期确定;由图象上的特殊点确
定.
函数ysinx,当
2;③频率:f1;④相位:x;2xx1时,取得最小值为ymin ;当xx2时,取得最大值为
ymax,则
11x2x1x1x2ymaxyminymaxymin22,,2.
3、函数yAsin(x)图象的画法:①“五点法”――设Xx,令X=0,,,23,22求出相应的x值,计算得出五点的坐标,描点后得出图象;②图象变换法:这是作函数简图常用方法。
4、函数y=sinx的图象经变换可得到yAsinx>0的图象
左(右) 横坐标 纵坐标 ysinx 伸(缩)A倍 ysinx
伸(缩)倍
1平移 纵坐标 yAsinx 伸(缩)A倍
左(右) 平移 横坐标 ysinx 纵坐标 1伸(缩)A倍 伸(缩)倍
y=sinx y=sinx左(右)ysinx 纵坐标 横坐标 yAsinx平移 伸(缩)A倍 伸(缩)倍 横坐标 yAsinx yAsinx伸(缩)Ay=sinx 倍
纵坐标
伸(缩)1yAsinx 倍
左(右) 平移 左(右) yAsinx 横坐标 平移 伸(缩)1倍
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5、函数yAsin(x)b的图象与ysinx图象间的关系:①函数ysinx的图象向左(>0)或向右(<0)平移||个单位得ysinx的图象;②函数ysinx图象的纵坐标不变,横坐标变为原来的
1,得到函数ysinx的图象;③函数ysinx图
象的横坐标不变,纵坐标变为原来的A倍,得到函数yAsin(x)的图象;④函数(b0)或向下(b0)平移|b|个单位,得到yAsinxbyAsin(x)图象向上的图象。
要特别注意,若由ysinx得到ysinx的图象,则向左或向右平移应平移|单位,
π
如要得到函数y=sin(2x- )的图象,只需将函数y=sin2x的图象( )
3
ππ
(A)向左平移 个单位 (B)向右平移 个单位
33
ππ
(C)向左平移 个单位 (D)向右平移 个单位
66
6、函数y=Acos(x+)和y=Atan(x+)的性质和图象的变换与y=Asin(x+)类似。
|个三角恒等变换
1、两角和与差的正弦、余弦和正切公式:
⑴coscoscossinsin;⑵coscoscossinsin; ⑶sinsincoscossin;⑷sinsincoscossin; ⑸tantantan (tantantan1tantan);
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⑹tantantan (tantantan1tantan).
1tantan ;
如
tan20otan40o3tan20otan40o(答案:3 )
2、二倍角的正弦、余弦和正切公式:
⑴sin22sincos.1sin2sin2cos22sincos(sincos)2 如
cos2
5π 12
+cos2
π 12
+cos
5π 12
cos
π 12
的值等于 ;
5
(答案: )
4⑵cos2cos2sin22cos2112sin2
升幂公式1cos22cos2,1cos22sin2 降幂公式cos2 ⑶tan22tan.
1tan23、二弦归一把两个三角函数的和或差化为一个三角函数:asinbcosabsin,
221cos21cos22,sin. 22其中tanb. a4、三角变换时运算化简的过程中运用较多的变换,灵活运用三角公式,掌握运算化简的方法.常用的方法技巧如下:
(1)角的变换:在三角化简,求值,证明中,表达式中往往出现较多的异角,可根据角与角之间的和差,倍半,互补,互余的关系,寻找条件与结论中角的关系,运用角的变换,使问题获解,对角的变形如:
的二倍;是的二倍; 224ooooo ;cos ; ②1545306045;问:sin1212()()③;④;4242()()()();等等.
44①2是的二倍;4是2的二倍;是如[1]tan⑤
21,tan,则tan . 54449 / 11
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(答案:
3 ) 2244π3π
[2]若cos(α+β)= ,cos(α-β)=- ,且 <α-β<π, <α+β<2π,则cos2α=_____,
5522cos2β=_____.
7
(答案:- ,-1)
25[3]已知(答案:
sincos21,tan, 则tan2 ;
1cos231 ) 8(2)函数名称变换:三角变形中,常常需要变函数名称为同名函数。如在三角函数中正余弦是基
础,通常化切为弦,变异名为同名(二弦归一)。
如sin50o(13tan10o) ;
13oo2cos10sin102sin30o10o2sin40ocos40osin80o22cos10o3sin10oooo解析:原式=sin50sin501oooocos10ocos10osin50cos10cos10cos10cos10
(3)常数代换:在三角函数运算,求值,证明中,有时需要将常数转化为三角函数值,例如常数“1”的代换变形有:
1sincossin90tan45
(4)幂的变换:降幂是三角变换时常用方法,对次数较高的三角函数式,一般采用降幂处理的方法。常用降幂公式有: ; 。有时需要升幂,常用升幂公式
有: ; .如对无理式1cos常用升幂化为有理式. (5)公式变形:三角公式是变换的依据,应熟练掌握三角公式的顺用,逆用及变形应用。 如
:
22oocoscossinsin=____________;
sincoscossin=____________;
__;1tantan___________; tantan__________tantan____________;1tantan___________;
sincos____________;2sincos____________; 22cos2sin2____________;2cos21____________;2sin21____________;
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1cos ;1cos ;
2tan ;1tan2 ; asinbcos ;(其中tan ;)
(6)三角函数式的化简运算基本规则:复角化单角,异角化同角,见切化弦,二弦归一,高次化
低次,特殊值与特殊角的三角函数互化。
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