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三角函数专题讲义
一、终边相同的角:
1、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、象限角:第一象限角: ;
第三象限角: ;
第一、三象限角: ;
4、正确理解角:
“间的角”= ; “第一象限的角”= ;
“锐角”= ; “小于的角”= ;
例1、已知0°<θ<360°,且θ角的7倍角的终边和θ角终边重合,求θ.
例2、已知集合A={第一象限角},B={锐角},C={小于90°的角},下列四个命题:
①A=B=C ②AC ③CA ④A∩C=B,其中正确的命题个数为 ;
例3、若角α是第三象限角,则角的终边在 ,2α角的终边在 .
二、弧度制
1、弧度与角度的互化:
2、弧长公式: ;扇形面积公式: ;
例4、圆的半径变为原来的3倍,而所对弧长不变,则该弧所对圆心角是原来圆弧所对圆心角的 倍.
例5、已知扇形的周长为20 cm,当它的半径和圆心角各取什么值时,才能使扇形的面积最大?最大面积是多少?
例6、如下图,圆周上点A依逆时针方向做匀速圆周运动.已知A点1分钟转过θ(0<θ<π)角,2分钟到达第三象限,14分钟后回到原来的位置,求θ.
三、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,角的终边与单位圆的交点为,
则 ; ;
定义拓展: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 ; ; ;
2、各象限角的各种三角函数值正负符号:一全二正弦,三切四余弦
例7、角的终边上一点,则 。
例8、试写出所有终边在直线上的角的集合并指出上述集合中-1800~1800之间的角.
例9、sin2cos3tan4的值 ( )
(A)大于0 (B)小于0 (C)等于0 (D)不确定
例10、在△ABC中,若cosAcosBcosC<0,则△ABC是( )
(A)锐角 (B)直角(C)钝角 (D)锐角或钝角
例11、若sinθ·cosθ>0, 则θ是第 象限的角;
2、在单位圆中画出角的正弦线、余弦线、正切线;
x
y
O
a
x
y
O
a
x
y
O
a
y
O
a
例12、比较,,,的大小关系: 。
四、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 商式关系是
例13、已知sinαcosα=,且<α<,则cosα-sinα的值为
例14、已知=,则tanα的值是
例15、若tanθ=,π<θ<π,则sinθ·cosθ的值
例16、若α是三角形的一个内角,且sinα+cosα=,则为
例17、已知tanα=2,则2sin2α-3sinαcosα-2cos2α= ;
例18、设是第二象限角,则=
例19、化简(α为第四象限角)= ;
例20、sinx= ,cosx=,x∈(,π),求tanx
例21、已知关于的方程的两根为和:
(1)求的值; (2)求的值.
2、诱导公式:
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
: , , ;
诱导公式可用概括为: , 。
例22、已知sin(π+α)=,且α是第四象限角,则cos(α-2π)的值是
例23、= . 化简= .
例24、sin2(-x)+sin2(+x)= .
例25、是否存在角α、β,α∈(-,),β∈(0,π),使等式sin(3π-α)=cos(-β),
cos (-α)=—cos(π+β)同时成立?若存在,求出α、β的值;若不存在,请说明理由.
五、三角恒等变形
1、两角和与差的正弦、余弦和正切公式:
⑴ ;
⑵ ;
⑶ ;
⑷ ;
⑸
(变形:);
⑹
(变形:).
2、二倍角的正弦、余弦和正切公式:
⑴ ;
(变形: ; )
⑵ = =
(变形:,);
⑶.
3、化一公式:,其中.
例26、化简:=
例27、已知tanα,tanβ是方程两根,且α,β,则α+β等于( )
(A) (B)或 (C)或 (D)
例28、 ( )
例29、求下列各式的值:⑴ ; ⑵tan17°+tan28°+tan17°tan28°
例30、 已知锐角a,b满足cosa=,cos(a+b)=,求cosb.
例31、已知,(1)求的值;(2)求的值
例32、 已知∈,∈且sin(+)=,cos=-.求sin.
例33、化简sin2·sin2+cos2cos2-cos2·cos2.
六、三角函数的图象和性质
1、正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质:
函
数
性
质
图象
定义域
值域
最值
当 时,;
当时,.
当时,
;
当
时,.
既无最大值也无最小值
周期性
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
单调性
在
上是增函数;
在
上是减函数.
在上是增函数;
在
上是减函数.
在
上是增函数.
对称性
对称中心
对称轴
对称中心
对称轴
对称中心
无对称轴
2、三角函数的图像变换
(1)先相位后周期:
函数的图象上所有点向左(右)平移个单位长度,得到函数的图象;再将函数的图象上所有点的横坐标伸长(缩短)到原来的倍(纵坐标不变),得到函数的图象;再将函数的图象上所有点的纵坐标伸长(缩短)到原来的倍(横坐标不变),得到函数的图象.
(2)先周期后相位:
函数的图象上所有点的横坐标伸长(缩短)到原来的倍(纵坐标不变),得到函数的图象;再将函数的图象上所有点向左(右)平移个单位长度,得到函数的图象;再将函数的图象上所有点的纵坐标伸长(缩短)到原来的倍(横坐标不变),得到函数的图象.
3、函数的性质:
①振幅:;②周期:;③频率:;④相位:;⑤ 初相:.
例34、 对于函数y=sin(π-x),下面说法中正确的是 ( )
(A) 函数是周期为π的奇函数 (B) 函数是周期为π的偶函数
(C) 函数是周期为2π的奇函数 (D) 函数是周期为2π的偶函数
例35、函数值sin1,sin2,sin3,sin4的大小顺序是
例36、函数y=2cosx(0≤x≤2π)的图象和直线y=2围成一个封闭的平面图形,则这个封闭图形的面积是( )
(A) 4 (B)8 (C)2π (D)4π
例37、.函数y=cosx的图象向左平移个单位,横坐标缩小到原来的,纵坐标扩大到原来的3倍,所得的函数图象解析式为 ( )
(A) y=3cos(x+) (B) y=3cos(2x+) (C) y=3cos(2x+) (D) y=cos(x+)
例38、要得到函数的图像。可以由诱导公式先把它变成( ) 然后由的图像先向 平移 个单位,再把各点的纵坐标不变,横坐标变为原来的 倍,最后把各点的横坐标不变,纵坐标变为原来的 倍, 就可以得到的图像.
例39、函数部分图象如图所示,则函数为( )
A. B.
C. D.
例40、已知f(x)=5sinxcosx-cos2x+(x∈R)
⑴求f(x)的最小正周期;⑵求f(x)单调区间;⑶求f(x)图象的对称轴,对称中心。
例41、已知函数f(x)=cos+2sin·sin.
(1)求函数f(x)的最小正周期和图象的对称轴方程;(2)求函数f(x)在区间上的值域.
七、解三角形
1、内角和定理:三角形三角和为.()
2、正弦定理:(R为三角形外接圆的半径).
注意正弦定理的一些变式:;
;;
3、余弦定理:.
4、三角形面积公式:(其中为三角形内切圆半径).
例42、(1)已知△ABC中,a=4,b=4,A=30°,求角B,C 以及边c的值
(2)中,,,求边的长
例43、在中,若,判断的形状
例44、在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,并且a2=b(b+c).
(1)求证:A=2B;(2)若a=b,判断△ABC的形状.
例45、 在△ABC中,a、b、c分别表示三个内角A、B、C的对边,如果(a2+b2)sin(A-B) =(a2-b2)sin(A+B),判断三角形的形状.
例46、 在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知a+b=5,c=,
且4sin2-cos2C=.(1)求角C的大小;(2)求△ABC的面积.
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