资源描述
三角函数、解三角形
一、任意角和弧度制及任意角的三角函数
1.任意角的概念
(1)我们把角的概念推广到任意角,任意角包括正角、负角、零角.
①正角:按__逆时针__方向旋转形成的角.
②负角:按__顺时针__方向旋转形成的角.
③零角:如果一条射线__没有作任何旋转__,我们称它形成了一个零角.
(2)终边相同角:与α终边相同的角可表示为:{β|β=α+2kπ,k∈Z},或{β|β=α+k·360°,k∈Z}.
(3)象限角:角α的终边落在__第几象限__就称α为第几象限的角,终边落在坐标轴上的角不属于任何象限.
象限角
轴线角
2.弧度制
(1)1度的角:__把圆周分成360份,每一份所对的圆心角叫1°的角__.
(2)1弧度的角:__弧长等于半径的圆弧所对的圆心角叫1弧度的角__.
(3)角度与弧度的换算:
360°=__2π__rad,1°=____rad,1rad=(____)≈57°18′.
(4)若扇形的半径为r,圆心角的弧度数为α,则此扇形的弧长l=__|α|·r__,面积S=__|α|r2__=__lr__.
3.任意角的三角函数定义
(1)设α是一个任意角,α的终边上任意一点(非顶点)P的坐标是(x,y),它与原点的距离为r,则sinα=____,cosα=____,tanα=____.
(2)三角函数在各象限的符号是:
sinα
cosα
tanα
Ⅰ
__+__
__+__
__+__
Ⅱ
__+__
__-__
__-__
Ⅲ
__-__
__-__
__+__
Ⅳ
__-__
__+__
__-__
记忆口诀:一全正,二正弦,三正切,四余弦.
(3)三角函数线可以看作是三角函数的几何表示.正弦线的起点都在x轴上,余弦线的起点都是原点,正切线的起点都是(1,0).如图中有向线段MP,OM,AT分别叫做角α的__正弦__线、__余弦__线和__正切__线.
4.终边相同的角的三角函数
sin(α+k·2π)=__sinα__,
cos(α+k·2π)=__cosα__,
tan(α+k·2π)=__tanα__(其中k∈Z),
即终边相同的角的同一三角函数的值相等.
重要结论
1.终边相同的角不一定相等,相等角的终边一定相同,在书写与角α终边相同的角时,单位必须一致.
2.确定(k∈N*)的终边位置的方法
(1)讨论法:
①用终边相同角的形式表示出角α的范围.
②写出的范围.
③根据k的可能取值讨论确定的终边所在位置.
(2)等分象限角的方法:已知角α是第m(m=1,2,3,4)象限角,求是第几象限角.
①等分:将每个象限分成k等份.
②标注:从x轴正半轴开始,按照逆时针方向顺次循环标上1,2,3,4,直至回到x轴正半轴.
③选答:出现数字m的区域,即为所在的象限.
如判断象限问题可采用等分象限法.
二、同角三角函数的基本关系式与诱导公式
1.同角三角函数的基本关系式
(1)平方关系:__sin2x+cos2x=1__. (2)商数关系:__=tanx__.
2.三角函数的诱导公式
组数
一
二
三
四
五
六
角
2kπ+α(k∈Z)
π+α
-α
π-α
-α
+α
正弦
sinα
__-sinα__
__-sinα__
__sinα__
__cosα__
__cosα__
余弦
cosα
__-cosα__
__cosα__
__-cosα__
__sinα__
__-sinα__
正切
tanα
__tanα__
__-tanα__
__-tanα__
重要结论
1.同角三角函数基本关系式的变形应用:如sinx=tanx·cosx,tan2x+1=,(sinx+cosx)2=1+2sinxcosx等.
2.特殊角的三角函数值表
角α
0°
30°
45°
60°
90°
120°
150°
180°
270°
角α的弧度数
0
π
sinα
0
1
0
-1
cosα
1
0
-
-
-1
0
tanα
0
1
-
-
0
3.诱导公式的记忆口诀
“奇变偶不变,符号看象限”.“奇”与“偶”指的是诱导公式k·+α中的整数k是奇数还是偶数.“变”与“不变”是指函数的名称的变化,若k是奇数,则正、余弦互变;若k为偶数,则函数名称不变.“符号看象限”指的是在k·+α中,将α看成锐角时k·+α所在的象限.
4.sinx+cosx、sinx-cosx、sinxcosx之间的关系
sinx+cosx、sinx-cosx、sinxcosx之间的关系为(sinx+cosx)2=1+2sinxcosx,(sinx-cosx)2=1-2sinxcosx,(sinx+cosx)2+(sinx-cosx)2=2.
因此已知上述三个代数式中的任意一个代数式的值,便可求其余两个代数式的值.
三、两角和与差的三角函数 二倍角公式
1.两角和与差的正弦、余弦和正切公式
2.二倍角的正弦、余弦、正切公式
(1)sin2α=__2sinαcosα__;
(2)cos2α=__cos2α-sin2α__=__2cos2α__-1=1-__2sin2α__;
(3)tan2α=____(α≠+且α≠kπ+,k∈Z).
3.半角公式(不要求记忆)
(1)sin=±;
(2)cos=±;
(3)tan=±==.
重要结论
1.降幂公式:cos2α=,sin2α=.
2.升幂公式:1+cos2α=2cos2α,1-cos2α=2sin2α.
3.公式变形:tanα±tanβ=tan(α±β)(1∓tanα·tanβ).
=tan(-α);=tan(+α)
cosα=,sin2α=,cos2α=,1±sin2α=(sinα±cosx)2.
4.辅助角(“二合一”)公式:
asinα+bcosα=sin(α+φ),
其中cosφ=____,sinφ=____.
5.三角形中的三角函数问题
在三角形中,常用的角的变形结论有:A+B=π-C;2A+2B+2C=2π;++=.
三角函数的结论有:sin(A+B)=sinC,cos(A+B)=-cosC,tan(A+B)=-tanC,sin=cos,cos=sin.
A>B⇔sinA>sinB⇔cosA<cosB.
四、三角函数的图象与性质
1.周期函数的定义及周期的概念
(1)对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做__周期函数__.非零常数T叫做这个函数的__周期__.如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小__正周期__.(2)正弦函数、余弦函数都是周期函数,__2kπ(k∈Z,k≠0)__都是它们的周期,最小正周期是__2π__.
2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质
函数
y=sinx
y=cosx
y=tanx
图象
定义域
x∈R
x∈R
x∈R,且x≠+kπ,k∈Z
值域
__{y|-1≤y≤1}__
__{y|-1≤y≤1}__
__R__
单调性
在__ [-+2kπ,+2kπ] __,k∈Z上递增;
在__ [+2kπ,+2kπ] __,k∈Z上递减
在__ [(2k-1)π,2kπ] __,k∈Z上递增;
在__ [2kπ,(2k+1)π] __,k∈Z上递减
在(-+kπ,+kπ),k∈Z上递增
最值
x=__+2kπ(k∈Z)__ 时,ymax=1;x=__-+2kπ(k∈Z)__ 时,ymin=-1
x=__2kπ(k∈Z)__ 时,ymax=1;x=__π+2kπ(k∈Z)__ 时,ymin=-1
无最值
奇偶性
__奇__
__偶__
__奇__
对称性
对称中心
__(kπ,0),k∈Z__
__, k∈Z __
(,0),k∈Z__
对称轴
__x=kπ+,k∈Z__
__x=kπ,k∈Z__
无对称轴
最小正周期
__2π__
__2π__
__π__
重要结论
1.函数y=sinx,x∈[0,2π]的五点作图法的五个关键点是__(0,0)__、__(,1)__、__(π,0)__、__(,-1)__、__(2π,0)__.
函数y=cosx,x∈[0,2π]的五点作图法的五个关健点是__(0,1)__、__(,0)__、__(π,-1)__、__(,0)__、__(2π,1)__.
2.函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为T=,函数y=tan(ωx+φ)的最小正周期为T=.
3.正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是半周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是周期.而正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半周期.
4.三角函数中奇函数一般可化为y=Asinωx或y=Atanωx的形式,而偶函数一般可化为y=Acosωx+b的形式.
五、函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用
1.五点法画函数y=Asin(ωx+φ)(A>0)的图象
(1)列表:
X=ω·x+φ
0
π
2π
x
__-__
__-__
__-__
__-__
__-__
sinx
0
1
0
-1
0
y
__0__
__A__
__0__
__-A__
__0__
(2)描点:__(-,0)__,__(-,A)__,(-,0),(-,-A)__,(-,0)__.
(3)连线:把这5个点用光滑曲线顺次连接,就得到y=Asin(ωx+φ)在区间长度为一个周期内的图象.
(4)扩展:将所得图象,按周期向两侧扩展可得y=Asin(ωx+φ)在R上的图象
2.由函数y=sinx的图象变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的步骤
3.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,x∈[0,+∞)的物理意义
(1)振幅为A. (2)周期T=____.
(3)频率f=____=____. (4)相位是__ωx+φ__. (5)初相是φ.
重要结论
1.函数y=Asin(ωx+φ)的单调区间的“长度 ”为.
2.“五点法”作图中的五个点:①y=Asin(ωx+φ),两个最值点,三个零点;②y=Acos(ωx+φ),两个零点,三个最值点.3.正弦曲线y=sinx向左平移个单位即得余弦曲线y=cosx.
六、正弦定理、余弦定理
1.正弦定理和余弦定理
定理
正弦定理
余弦定理
内容
__==__=2R(其中R是△ABC外接圆的半径)
a2=__b2+c2-2bccosA__
b2=__a2+c2-2accosB__
c2=__a2+b2-2abcosC__
常见变形
①a=__2RsinA__,b=__2RsinB__,c=__2RsinC__;
②sinA=____,sinB=____,sinC=____;
③abc=__sinAsinBsinC__
④asinB=bsinA,bsinC=csinB,asinC=csinA
cosA=____;
cosB=____;
cosC=____
解决解斜三角形的问题
(1)已知两角和任一边,求另一角和其他两条边;
(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边和其他两角
(1)已知三边,求各角;
(2)已知两边一角,求第三边和其他两个角
2.在△ABC中,已知a,b和A时,解的情况如下
A为锐角
A为钝角或直角
图形
关系式
a< bsinA
a=bsinA
bsinA< a<b
a≥b
a>b
a≤b
解的个数
无解
一解
两解
一解
一解
无解
3.三角形常用面积公式
(1)S=a·ha(ha表示a边上的高).
(2)S=absinC=acsinB=bcsinA.
(3)S=r(a+b+c)(r为内切圆半径).
重要结论
在△ABC中,常有以下结论
1.∠A+∠B+∠C=π.
2.在三角形中大边对大角,大角对大边.
3.任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
4.sin(A+B)=sinC;cos(A+B)=-cosC;tan(A+B)=-tanC;sin=cos,cos=sin.
5.tanA+tanB+tanC=tanA·tanB·tanC.
6.∠A>∠B⇔a>b⇔sinA>sinB⇔cosA<cosB.
7.三角形式的余弦定理sin2A=sin2B+sin2C-2sinBsinCcosA,
sin2B=sin2A+sin2C-2sinAsinCcosB,
sin2C=sin2A+sin2B-2sinAsinBcosC.
8.若A为最大的角,则A∈[,π);若A为最小的角,则A∈(0,];若A、B、C成等差数列,则B=.
9.三角形形状的判定方法
(1)通过正弦定理和余弦定理,化边为角(如a=2RsinA,a2+b2-c2=2abcosC等),利用三角变换得出三角形内角之间的关系进行判断.此时注意一些常见的三角等式所体现的内角关系,如sinA=sinB⇔A=B;sin(A-B)=0⇔A=B;sin2A=sin2B⇔A=B或A+B=等.
(2)利用正弦定理、余弦定理化角为边,如sinA=,cosA=等,通过代数恒等变换,求出三条边之间的关系进行判断.
(3)注意无论是化边还是化角,在化简过程中出现公因式不要约掉,否则会有漏掉一种形状的可能.
展开阅读全文