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高中数学三角函数基础知识点及答案
1、角的概念的推广:平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所的图形。按逆时针方向旋转所形成的角叫正角,按顺时针方向旋转所形成的角叫负角,一条射线没有作任何旋转时,称它形成一个零角。射线的起始位置称为始边,终止位置称为终边。
2、象限角的概念:在直角坐标系中,使角的顶点与原点重合,角的始边与轴的非负半轴重合,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限的角。如果角的终边在坐标轴上,就认为这个角不属于任何象限。
3. 终边相同的角的表示:
(1)终边与终边相同(的终边在终边所在射线上),注意:相等的角的终边一定相同,终边相同的角不一定相等.如与角的终边相同,且绝对值最小的角的度数是___,合___弧度。
弧度:一周的弧度数为2πr/r=2π,360°角=2π弧度,因此,1弧度约为57.3°,即57°17'44.806'',1°为π/180弧度,近似值为0.01745弧度,周角为2π弧度,平角(即180°角)为π弧度,直角为π/2弧度。(答:;)
(2)终边与终边共线(的终边在终边所在直线上) .
(3)终边与终边关于轴对称.
(4)终边与终边关于轴对称.
(5)终边与终边关于原点对称.
(6)终边在轴上的角可表示为:;终边在轴上的角可表示为:;终边在坐标轴上的角可表示为:.
如的终边与的终边关于直线对称,则=____________。
(答:)
4、与的终边关系:由“两等分各象限、一二三四”确定.如若是第二象限角,则是第_____象限角
(答:一、三)
5.弧长公式:,扇形面积公式:,1弧度(1rad). 如已知扇形AOB的周长是6cm,该扇形的中心角是1弧度,求该扇形的面积。
(答:2)
6、任意角的三角函数的定义:设是任意一个角,P是的终边上的任意一点(异于原点),它与原点的距离是,那么,,,,。三角函数值只与角的大小有关,而与终边上点P的位置无关。如
(1)已知角的终边经过点P(5,-12),则的值为__。
(答:);
(2)设是第三、四象限角,,则的取值范围是_______
(答:(-1,);
(3)若,试判断的符号
(答:负)
7.三角函数线的特征是:正弦线MP“站在轴上(起点在轴上)”、余弦线OM“躺在轴上(起点是原点)”、正切线AT“站在点处(起点是)”.三角函数线的重要应用是比较三角函数值的大小和解三角不等式。如
(1)若,则的大小关系为_____
(答:);
(2)若为锐角,则的大小关系为_______
(答:);
(3)函数的定义域是_______
(答:)
8.特殊角的三角函数值:
30°
45°
60°
0°
90°
180°
270°
15°
75°
0
1
0
-1
1
0
-1
0
1
0
0
2-
2+
1
0
0
2+
2-
9. 同角三角函数的基本关系式:
(1)平方关系:
(2)倒数关系:sincsc=1,cossec=1,tancot=1,
(3)商数关系:
同角三角函数的基本关系式的主要应用是,已知一个角的三角函数值,求此角的其它三角函数值。在运用平方关系解题时,要根据已知角的范围和三角函数的取值,尽可能地压缩角的范围,以便进行定号;在具体求三角函数值时,一般不需用同角三角函数的基本关系式,而是先根据角的范围确定三角函数值的符号,再利用解直角三角形求出此三角函数值的绝对值。如
(1)函数的值的符号为____
(答:大于0);
(2)若,则使成立的的取值范围是____
(答:);
(3)已知,,则=____
(答:);
(4)已知,则=___;=____
(答:;);
(5)已知,则等于
A、 B、 C、 D、
(答:B);
(6)已知,则的值为______
(答:-1)。
10.三角函数诱导公式()的本质是:奇变偶不变(对而言,指取奇数或偶数),符号看象限(看原函数,同时可把看成是锐角).诱导公式的应用是求任意角的三角函数值,其一般步骤:(1)负角变正角,再写成2k+,;(2)转化为锐角三角函数。如
(1)的值为________
(答:);
(2)已知,则______,若为第二象限角,则________。
(答:;)
随堂练习
例1 已知角的终边上一点P(- ,m),且sinθ= m,求cosθ与tanθ的值.
分析 已知角的终边上点的坐标,求角的三角函数值,应联想到运用三角函数的定义解题,由P的坐标可知,需求出m的值,从而应寻求m的方程.
解 由题意知r= ,则sinθ= = .
又∵sinθ= m, ∴ = m. ∴m=0,m=±.
当m=0时,cosθ= -1 , tanθ=0 ;
当m= 时,cosθ= - , tanθ= - ;
当m= - 时,cosθ= - ,tanθ= .
点评 已知一个角的终边上一点的坐标,求其三角函数值,往往运用定义法(三角函数的定义)解决.
例2 已知集合E={θ|cosθ<sinθ,0≤θ≤2π},F={θ|tanθ<sinθ},求集合E∩F.
分析 对于三角不等式,可运用三角函数线解之.
解 E={θ| <θ<}, F ={θ| <θ<π,或<θ<2π},
∴E∩F={θ|<θ<π}.
例1 化简 .
分析 式中含有较多角和较多三角函数名称,若能减少它们的个数,则式子可望简化.
解 原式= =
= =1 .
点评 将不同角化同角,不同名的三角函数化成同名的三角函数是三角变换中常用的方法.
例2 若sinθcosθ= ,θ∈( ,),求cosθ-sinθ的值.
分析 已知式为sinθ、cosθ的二次式,欲求式为sinθ、cosθ的一次式,为了运用条件,须将cosθ-sinθ进行平方.
解 (cosθ-sinθ)2=cos2θ+sin2θ-2sinθcosθ=1- = .
∵θ∈( ,),∴ cosθ<sinθ.
∴cosθ-sinθ= - .
变式1 条件同例, 求cosθ+sinθ的值.
变式2 已知cosθ-sinθ= - , 求sinθcosθ,sinθ+cosθ的值.
点评 sinθcosθ,cosθ+sinθ,cosθ-sinθ三者关系紧密,由其中之一,可求其余之二.
例3 已知tanθ=3.求cos2θ+sinθcosθ的值.
分析 因为cos2θ+sinθcosθ是关于sinθ、cosθ的二次齐次式,所以可转化成tanθ的式子.
解 原式=cos2θ+sinθcosθ= = = .
点评 1.关于cosθ、sinθ的齐次式可转化成tanθ的式子.
2.注意1的作用:1=sin 2θ+cos2θ等.
例1 已知sinα-sinβ=- ,cosα-cosβ=,求cos(α-β)的值 .
分析 由于cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ的右边是关于sinα、cosα、sinβ、cosβ的二次式,而已知条件是关于sinα、sinβ、cosα、cosβ的一次式,所以将已知式两边平方.
解 ∵sinα-sinβ=-, ① cosα-cosβ= , ②
①2 +②2 ,得2-2cos(α-β)= .
∴cos(α-β)= .
点评 审题中要善于寻找已知和欲求的差异,设法消除差异.
例2 求 的值 .
分析 式中含有两个角,故需先化简.注意到10°=30°-20°,由于30°的三角函数值已知,则可将两个角化成一个角.
解 ∵10°=30°-20°,
∴原式=
= = =.
点评 化异角为同角,是三角变换中常用的方法.
例1 求下列各式的值
(1)tan10°+tan50°+ tan10°tan50°;
(2) .
(1)解 原式=tan(10°+50°)(1-tan10°tan50°)+tan10°tan50°=.
(2)分析 式中含有多个函数名称,故需减少函数名称的个数,进行切割化弦.
解 原式= =
=
=
点评 (1)要注意公式的变形运用和逆向运用,注意公式tanA+tanB=tan(A+B)(1-tanAtanB),asinx+bsinx=sin(x+φ)的运用;(2)在三角变换中,切割化弦是常用的变换方法.
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