四、三角函数:
一、角的概念和弧度制:
(1)在直角坐标系内讨论角:
角的顶点在原点,始边在轴的正半轴上,角的终边在第几象限,就说过角是第几象限的角。若角的终边在坐标轴上,就说这个角不属于任何象限,它叫象限界角。
(2)①与角终边相同的角的集合:
与角终边在同一条直线上的角的集合: ;
与角终边关于轴对称的角的集合: ;
与角终边关于轴对称的角的集合: ;
与角终边关于轴对称的角的集合: ;
②一些特殊角集合的表示:
终边在坐标轴上角的集合: ;
终边在一、三象限的平分线上角的集合: ;
终边在二、四象限的平分线上角的集合: ;
终边在四个象限的平分线上角的集合: ;
(3)区间角的表示:
①象限角:第一象限角: ;第三象限角: ;
第一、三象限角: ;
②写出图中所表示的区间角:③④⑤⑥
(4)正确理解角:
要正确理解“间的角”= ;
“第一象限的角”= ;“锐角”= ;
“小于的角”= ;
(5)由的终边所在的象限,通过 来判断所在的象限。
(6)弧度制:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零;任一
已知角的弧度数的绝对值,其中为以角作为圆心角时所对圆弧的长,为圆的半径。
(7)弧长公式: ;半径公式: ;扇形面积公式: ;
二、任意角的三角函数:
(1)任意角的三角函数定义:
以角的顶点为坐标原点,始边为轴正半轴建立直角坐标系,在角的终边上任取一个异于原点的点,点到原点的距离记为,则 ; ; ; ; ; ;
如:角的终边上一点,则 。
(2)在图中画出角的正弦线、余弦线、正切线;
比较,,,的大小关系: 。
(3)特殊角的三角函数值:
0
sin
cos
三、同角三角函数的关系与诱导公式:
(1)同角三角函数的关系
平方关系是 , , ;
倒数关系是 , , ;
商式关系是 , 。
作用:已知某角的一个三角函数值,求它的其余各三角函数值。
(2)诱导公式:
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
诱导公式可用概括为: , 。
作用:求任意角的三角函数值。
(3)同角三角函数的关系与诱导公式的运用:
①已知某角的一个三角函数值,求它的其余各三角函数值。
注意:用平方关系,有两个结果,一般可通过已知角所在的象限加以取舍,或分象限加以讨论。
②求任意角的三角函数值。
步骤:
③已知三角函数值求角:注意:所得的解不是唯一的,而是有无数多个.
步骤: ①确定角所在的象限;
②如函数值为正,先求出对应的锐角;如函数值为负,先求出与其绝对值对应的锐角;
③根据角所在的象限,得出间的角——如果适合已知条件的角在第二限;则它是;如果在第三或第四象限,则它是或;
④如果要求适合条件的所有角,再利用终边相同的角的表达式写出适合条件的所有角的集合。
如,则 , ; ;_________。
注意:巧用勾股数求三角函数值可提高解题速度:(3,4,5);(6,8,10);(5,12,13);(8,15,17);
四、三角函数公式:
三倍角公式:;;
五、三角恒等变换:三角变换是运算化简的过程中运用较多的变换,提高三角变换能力,要学会创设条件,灵活运用三角公式,掌握运算,化简的方法和技能.常用的数学思想方法技巧如下:
(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相异角,可根据角与角之间的和差,倍半,互补,互余的关系,运用角的变换,沟通条件与结论中角的差异,使问题获解,对角的变形如:
①是的二倍;是的二倍;是的二倍;是的二倍;是的二倍;是的二倍;是的二倍。
②;问: ; ;
③;④;⑤;等等
(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、割为弦,变异名为同名。
(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:
(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: ; 。降幂并非绝对,有时需要升幂,如对无理式常用升幂化为有理式,常用升幂公式有: ; ;
(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:; ;
;;
;;
; ;
;
= ;
= ;
(其中 ;)
; ;
(6)三角函数式的化简运算通常从:“角、名、形、幂”四方面入手;
基本规则是:切割化弦,异角化同角,复角化单角,异名化同名,高次化低次,无理化有理,和积互化,特殊值与特殊角的三角函数互化。
如: ; ;
;
;推广:
;推广:
六、三角函数的图象和性质:
(1)正弦函数、余弦函数及正切函数的性质:
图 象
作法: ;
定义域
值域
最值(指出此时的值)
最大值
最小值
周期
奇偶性
对称性
对称轴
中心
单调性
增区间
减区间
(2)与
①可由怎样变化得到:
(a)先平移后伸缩:
(b)先伸缩后平移:
注意:对于由三角函数图象求的解析式的问题:即确定;
:可由得到,在图象中,相邻的最大值和最小值间的距离为周期的;相邻的最大值或最小值与零点间的距离为周期的。
:可运用得到,其中为最大值左侧和原点最近的第一个零点的横坐标。
②与的性质:
定义域
值域
最值(指出此时的值)
最大值
最小值
周期
奇偶性
对称性
对称轴
中心
单调性
增区间
减区间
如:函数的单调增区间为 ;
函数的单调增区间为 ;
函数的单调减区间为 ;
③函数的最大值是 ,最小值是 ,周期是 ,频率是 ,相位是 ,初相是 ;其图象的对称轴是直线 ,点 是该图象的对称中心。
七、与三角有关的值域与最值问题(运用三角函数的有界性):如:
①配方法(转化为同名同角函数的二次三项式),
如:求函数的值域。
②降幂(转化为一个角的三角函数形式),
如:求函数的最大值与最小值。
③解不等式(等号一边化成一个角的三角函数形式,利用正余弦的有界性解不等式),
如:求函数的值域。
④数形结合(联想到解析几何中圆与椭圆的参数方程),
如:求函数的值域。
⑤判别式法(运用万能公式,构造成关于(可设为)的以为参数的二次函数),
如:求函数的值域。
⑥换元法:如:设,求函数的最值。
注意:熟悉之间的换算,在具体运用中还要注意、的符号问题:(可借助单位圆)
。 。
。 。
⑦利用函数的单调性:如:设,求函数的最小值。
⑧分类讨论(对含参数的三角函数的值域最值问题,需要对参数进行讨论),
如:设,(1)用表示的最大值;(2)当时,求的值。
⑨基本不等式法:如:求函数的最大值。
八、重要的结论:
(1)特殊函数的周期:
①, ;②, ;
③若函数的最小正周期是,为非零常数,则的最小正周期是 ;的最小正周期是 ;的最小正周期是 。
④函数的最小正周期是两个函数与的最小正周期的最小公倍数。
如:求的最小正周期。
九、解斜三角形:
(1)正弦定理: = = =(为 )
(2)余弦定理: ; ; ;
(3)求角公式: ; ; ;
注意:正余弦定理适用的题型:
(一)余弦定理适用的题型:
①已知三边,求三个角;
②已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角;
(二)正弦定理适用的题型:
①已知两角和任一边,求其他两边和一角;
②已知两边和一边的对角,求第三边和其他两个角;(解常不唯一)
(4)三角形解的个数:
已知两边和其一边的对角解三角形,有两解、一解、无解三种情况:
(一)为锐角:
①无解 ②一解 ③两解 ④一解
(二)为直角或钝角:
① 无解;
② 一解;
亦可以用下面的方法来解题:
①先计算
②若且,有唯一解,且
若由
(5)面积公式: = =
其中,、分别为的外接圆和内切圆的半径。
(6)三角形中常用的结论:
①任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边。
②边角之间的不等式关系:
③;;
④ ; ;⑤ ; ;
⑥ ; ;
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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