一、任意角和弧度制及任意的三角函数。
1.任意角
(1)角的分类
任意角按旋转方向可以分为正角、负角、零角。
(2)象限角
第一象限角的集合{x│k*360°<x<k*360°+90°,k∈Z}
第二象限角的集合{x│k*360°+90°<x<k*360°+180°,k∈Z}
第三象限角的集合{x│k*360°+180°<x<k*360°+270°,k∈Z}
第四象限角的集合{x│k*360°+270°<x<k*360°+360°,k∈Z}
终边在x轴上的角的集合{x│x=k*180°,k∈Z}
终边在x轴上的角的集合{x│x=k*180°+90°,k∈Z}
(3)角的度量
A、角的度量制有:角度制、弧度制
B、换算关系:1°=∏/180°rad,1rad=57.30°
2、任意角的三角函数
三角函数 正弦 余弦 正切
定 设a是一个任意角,它的终边与单位圆交于p(x、y),那么
义 y叫做a的正弦, x叫做a的余弦, y/x叫做a的正切 记作sina 记作cosx 记作tana
各 I + + +
象II + - -
限III - - +
符IV - + -
号 【口诀:一全正,二正弦,三正切,四余弦都为正值】
3.同角三角函数的基本关系
(1)平方关系:(sina)^2+(cosa)^2=1
(2)商数关系:sinx/cosx=tanx(x≠k∏+∏/2,k∈Z)
二、三角函数的诱导公式
1、下列各角的终边和角a的终边有何种关系
角 2k∏+a(k∈Z) ∏+a -a
与a角 sin( 2k∏+a)=a sin(∏+a)= -sina sin(-a)= -sina 终边的 cos( 2k∏+a)=a cos(∏+a)= -cosa cos(-a)=cosa 关系 tan( 2k∏+a)=a tan(∏+a)=tana tan(-a)= -tana 角 ∏-a ∏/2 -a ∏/2 +a
与a角 sin( ∏-a)=sina sin(∏/2-a)= cosa sin(-∏/2 +a)= cosa 终边的 cos( ∏-a)= -cosa cos(∏/2-a)= sina cos(-∏/2 +a)= -sina 关系 tan( ∏-a)= -tana
2、六组诱导公式
组数 一 二 三 四 五 六
角 2k∏+a(k∈Z) ∏+a -a ∏-a ∏/2-a ∏/2 +a 正弦 sina -sina -sina sina cosa cosa
余弦 cosa -cosa cosa -cosa sina -sina 正切 tana tana -tana -tana …… ……
口诀 【 函数名不变,符号看象限 】 【函数名改变,符号看象限】
三、三角函数的图像与性质
1、周期函数
(1)周期函数的定义
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、正切函数的性质
函数 y=sinx y=cosx y=tanx
定义域 x∈R x∈R x∈R且x≠∏/2+k∏,k∈Z 值域 [-1,1] [-1,1] R
单调性 在[-∏/2+2k∏, 在[-∏+2k∏, 2k∏] 在[-∏/2+k∏,∏/2+k∏] ∏/2+2k∏] 上递增k∈Z 上递增k∈Z
上递增,k∈Z
在[∏/2+2k∏, 在[2k∏, 2k∏+∏]
3∏/2+2k∏] 上递减k∈Z
上递减,k∈Z
最值 x=∏/2+2k∏时 x=2k∏时 无
ymax=1( k∈Z) ymax=1( k∈Z) 最
x=3∏/2+2k∏时 x=2k∏+∏时 值
ymax=-1( k∈Z) ymax=-1( k∈Z)
奇偶性 奇 偶 奇
对称中心 (k∏ ,0) (k∏+∏/2,0) (k∏/2,0)
对称轴 x=k∏+∏/2,k∈Z x=k∏,k∈Z ……
周期 2∏ 2∏ ∏
四、函数y=Axsin(ωx+ν)的图像及三角函数模型的简单应用
1相关概念
y=Axsin(ωx+v)(A>0,ω>0),x∈[0,+∞)表示一个振动量时
振幅:A
周期:T=2∏/ω
频率:f=1/T
相位:ωx+V
初相:V
2、用五点法画y=Axsin(ωx+v)一周期内的简图
利用五点法,如下表所示
x -V/ω (2∏-V)/ω (∏-V)/ω (3∏/2-V)/ω
ωx+V 0 ∏/2 ∏ 3∏/2
y=Axsin(ωx+v) 0 A 0 -A 0
五、两角和与差的正弦、余弦和正切公式
1、两角和与差的正弦、余弦和正切公式
C(a-B):cos(a-B)=cosacosB+sinasinB
C(a+B):cos(a+B)=cosacosB-sinasinB
S(a-B):sin(a-B)=sinacosB-cosasinB
S(a+B):sin(a+B)=sinacosB+cosasinB
T(a+B):tan(a+B)=(tana+tanB)/(1-tanatanB)
T(a-B):tan(a-B)=(tana-tanB)/(1+tanatanB)
2、二倍角的正弦、余弦、正切公式
S(2a):sin(2a)=2sinacosa
C(2a):cos(2a)=1-2(sina)^2=2(cosa)^2-1=(cosa)^2-(sina)^2
T(2a)=2tana/[1-(tana)^2]
3、公式的逆用及有关变形 (2∏-V)/ω2∏
tana±tanB=tan(a±+B)(1-(+)tanatanB)
sinacosa=1/2*sin2
1+sin2a=(sina+cosa)^2
1-sin2a=(sina-cosa)^2
sina+cosa=√2sin(a±∏/4)
(sina)^2=(1-cos2a)/2
(cosa)^2=(1+cos2a)/2
(tan)^2=(1-cosa)/(1+cosa)
4、角的变换
a=(a+B)-B
B=(a+B)-a
2a=(a+B)+(a-B)
2B=(a+B)-(a-B)
2两角和与差的三角函数:
cos(α+β)=cosα2cosβ-sinα2sinβ
cos(α-β)=cosα2cosβ+sinα2sinβ
sin(α±β)=sinα2cosβ±cosα2sinβ
tan(α+β)=(tanα+tanβ)/(1-tanα2tanβ)
tan(α-β)=(tanα-tanβ)/(1+tanα2tanβ)
2辅助角公式:
Asinα+Bcosα=(A^2+B^2)^(1/2)sin(α+t),其中
sint=B/(A^2+B^2)^(1/2)
cost=A/(A^2+B^2)^(1/2)
2倍角公式:
sin(2α)=2sinα2cosα=2/(tanα+cotα)
cos(2α)=cos^2(α)-sin^2(α)=2cos^2(α)-1=1-2sin^2(α)
tan(2α)=2tanα/[1-tan^2(α)]
2三倍角公式:
sin(3α)=3sinα-4sin^3(α)
cos(3α)=4cos^3(α)-3cosα
2半角公式:
sin(α/2)=±√((1-cosα)/2)
cos(α/2)=±√((1+cosα)/2)
tan(α/2)=±√((1-cosα)/(1+cosα))=sinα/(1+cosα)=(1-cosα)/sinα
2降幂公式
sin^2(α)=(1-cos(2α))/2=versin(2α)/2
cos^2(α)=(1+cos(2α))/2=vercos(2α)/2
tan^2(α)=(1-cos(2α))/(1+cos(2α))
2万能公式:
sinα=2tan(α/2)/[1+tan^2(α/2)]
cosα=[1-tan^2(α/2)]/[1+tan^2(α/2)]
tanα=2tan(α/2)/[1-tan^2(α/2)]
2积化和差公式:
sinα2cosβ=(1/2)[sin(α+β)+sin(α-β)]
cosα2sinβ=(1/2)[sin(α+β)-sin(α-β)]
cosα2cosβ=(1/2)[cos(α+β)+cos(α-β)]
sinα2sinβ=-(1/2)[cos(α+β)-cos(α-β)]
2和差化积公式:
sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]cos[(α-β)/2]
sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]sin[(α-β)/2]
cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]cos[(α-β)/2]
cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]sin[(α-β)/2]
2其他:
sinα+sin(α+2π/n)+sin(α+2π*2/n)+sin(α+2π*3/n)+……+sin[α+2π*(n-1)/n]=0 cosα+cos(α+2π/n)+cos(α+2π*2/n)+cos(α+2π*3/n)+……+cos[α+2π*(n-1)/n]=0 以及
sin^2(α)+sin^2(α-2π/3)+sin^2(α+2π/3)=3/2
tanAtanBtan(A+B)+tanA+tanB-tan(A+B)=0
三角函数
3、弧长公式:. 扇形面积公式:
5、三角函数在各象限的符号:(一全二正弦,三切四余弦)
“一全正;二正弦;三两切;四余弦”。意思:第一象限内任何一个角的四种三角函数值都是“+”; 第二象限内只有正弦是“+”,其余全部是“-”; 第三象限内只有正切和余切是“+”,其余全部是“-”; 第四象限内只有余弦是“+”,其余全部是“-”。
7. 三角函数的定义域:
8、同角三角函数的基本关系式:
9、诱导公式:
“奇变偶不变,符号看象限” “奇、偶”指的是π/2的倍数的奇偶,“变与不变”指的是三角函数的名称的变化:“变”是指正弦变余弦,正切变余切。(反之亦然成立)“符号看象限”的含义是:把角α看做锐角,不考虑α角所在象限,看n·(π/2)±α是第几象限角,从而得到等式右边是正号还是负号。
sin(π/2+α)=cosα
cos(π/2+α)=-sinα
tan(π/2+α)=-cotα
cot(π/2+α)=-tanα
sec(π/2+α)=-cscα
csc(π/2+α)=secα
三角函数的公式:(一)基本关系
(二)角与角之间的互换
公式组一 公式组二
公式组三 公式组四
,,,.
10. 正弦、余弦、正切、余切函数的图象的性质:
注意:①与的单调性正好相反;与的单调性也同样相反.一般地,若在上递增(减),则在上递减(增).
②与的周期是.
③或()的周期.
的周期为2(,如图,翻折无效).
⑤当·;·.
⑥与是同一函数,而是偶函数,则
.
⑦函数在上为增函数.(×) [只能在某个单调区间单调递增. 若在整个定义域,为增函数,同样也是错误的].
⑧定义域关于原点对称是具有奇偶性的必要不充分条件.(奇偶性的两个条件:一是定义域关于原点对称(奇偶都要),二是满足奇偶性条件,偶函数:,奇函数:)
奇偶性的单调性:奇同偶反. 例如:是奇函数,是非奇非偶.(定义域不关于原点对称)
奇函数特有性质:若的定义域,则一定有.(的定义域,则无此性质)
⑨不是周期函数;为周期函数();
是周期函数(如图);为周期函数();
的周期为(如图),并非所有周期函数都有最小正周期,例如:
.
⑩ 有.
三角函数的图象变换有振幅变换、周期变换和相位变换等.
函数y=Asin(ωx+φ)的振幅|A|,周期,频率,相位初相(即当x=0时的相位).(当A>0,ω>0 时以上公式可去绝对值符号),
由y=sinx的图象上的点的横坐标保持不变,纵坐标伸长(当|A|>1)或缩短(当0<|A|<1)到原来的|A|倍,得到y=Asinx的图象,叫做振幅变换或叫沿y轴的伸缩变换.(用y/A替换y)
由y=sinx的图象上的点的纵坐标保持不变,横坐标伸长(0<|ω|<1)或缩短(|ω|>1)到原来的倍,得到y=sinω x的图象,叫做周期变换或叫做沿x轴的伸缩变换.(用ωx替换x)
由y=sinx的图象上所有的点向左(当φ>0)或向右(当φ<0)平行移动|φ|个单位,得到y=sin(x+φ)的图象,叫做相位变换或叫做沿x轴方向的平移.(用x+φ替换x)
由y=sinx的图象上所有的点向上(当b>0)或向下(当b<0)平行移动|b|个单位,得到y=sinx+b的图象叫做沿y轴方向的平移.(用y+(-b)替换y)
由y=sinx的图象利用图象变换作函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)(x∈R)的图象,要特别注意:当周期变换和相位变换的先后顺序不同时,原图象延x轴量伸缩量的区别。
4、反三角函数:
函数y=sinx,的反函数叫做反正弦函数,记作y=arcsinx,它的定义域是[-1,1],值域是.
函数y=cosx,(x∈[0,π])的反应函数叫做反余弦函数,记作y=arccosx,它的定义域是[-1,1],值域是[0,π].
函数y=tanx,的反函数叫做反正切函数,记作y=arctanx,它的定义域是(-∞,+∞),值域是.
函数y=ctgx,[x∈(0,π)]的反函数叫做反余切函数,记作y=arcctgx,它的定义域是(-∞,+∞),值域是(0,π).
一、反三角函数.
1. 反三角函数:⑴反正弦函数是奇函数,故,(一定要注明定义域,若,没有与一一对应,故无反函数)
注:,,.
⑵反余弦函数非奇非偶,但有,.
注:①,,.
②是偶函数,非奇非偶,而和为奇函数.
⑶反正切函数:,定义域,值域(),是奇函数,
,.
注:,.
⑷反余切函数:,定义域,值域(),是非奇非偶.
,.
注:①,.
②与互为奇函数,同理为奇而与非奇非偶但满足.
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