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三角函数 三角恒等变换知识点总结
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x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:{?|??3600k??,k?Z}或{?|??2k???,k?Z}
与?角终边在同一条直线上的角的集合: ;
与?角终边关于x轴对称的角的集合: ;
与?角终边关于y轴对称的角的集合: ;
与?角终边关于y?x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:
(4)正确理解角:
要正确理解“0~90间的角”;
“第一象限的角”= ;“锐角”= ;
“小于90的角”;
(5)由?的终边所在的象限,通过 来判断
来判断?
3ooo?2所在的象限。 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|?|?l
r,其中l为以角?作为圆心角时所对圆弧的长,
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r为圆的半径。注意钟表指针所转过的角是负角。
(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x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P(x,y),点P到原点的距离记为r,则sin?? ;cos?? ;
tan??cot??sec??;csc??;
如:角?的终边上一点(a,?3a),则cos??2sin??注意r>0 (2)在图中画出角?的正弦线、余弦线、正切线;
比较x?(0,
?
2
),sinx,tanx,x的大小关系:。
(3)特殊角的三角函数值:
三、同角三角函数的关系与诱导公式:
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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:
2k?????:, ?????: , , ; ????:; ?????:; 2?????:, ?????: , , ; 2
?
2
3?
2
3?
2????: , , ; ????: , , ; ????: , , ; 诱导公式可用概括为:
?3?2K?±?,-?,±?,?±?,±?的三角函数
奇变偶不变,符号看象限 ?的三角函数 22
作用:“去负——脱周——化锐”,是对三角函数式进行角变换的基本思路.即利用三角函数的奇偶性将负角的三角函数变为正角的三角函数——去负;利用三角函数的周期性将任意角的三角函数化为角度在区间[0o,360o)或[0o,180o)内的三角函数——脱周;利用诱导公式将上述三角函数化为锐角三角函数——化锐.
(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:
公式二、
四、五、
六、七、
八、九
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.
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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?1;如函数值为负,先求出与其绝对值对
应的锐角?1;
③根据角?所在的象限,得出0~2?间的角——如果适合已知条件的角在第二限;
则它是???1;如果在第三或第四象限,则它是???1或2???1;
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。
?? ,cos?? ;sin(如tan??m,则sin
cot(15?
2??)?_________。 3?2??)?;
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、三角函数图像和性质
1.周期函数定义
定义 对于函数f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,f(x?T)?f(x)都成立,那么就把函数f(x)叫做周期函数,不为零的常数T
叫做这个函数的周期.
请你判断下列函数的周期
y?sinx y?cosx y?|cosx| y?cos|x| y?|sinx| y=tan x y=tan |x| y=|tan x| y?sin|x|
例 求函数f(x)=3sin (
于1
k5x??3)(k?0)的周期。并求最小的正整数k,使他的周期不大
注意
理解函数周期这个概念,要注意不是所有的周期函数都有最小正周期,如常函数
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f(x)=c(c为常数)是周期函数,其周期是异于零的实数,但没有最小正周期.
结论:如函数f(x?k)?f(x?k)对于任意的x?R,那么函数f(x)的周期T=2k;
如函数f(x?k)?f(k?x)对于任意的x?R,那么函数f(x)的对称轴是x?(x?k)?(k?x)
2?k
2.图像
3、图像的平移
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对函数y=Asin(ωx+?)+k (A>0, 0, ≠0, k≠0),其图象的基本变换有: ....ω.>...?........(1)振幅变换(纵向伸缩变换):是由A的变化引起的.A>1,伸长;A<1,缩短. (2)周期变换(横向伸缩变换):是由ω的变化引起的.ω>1,缩短;ω<1,伸长. (3)相位变换(横向平移变换):是由φ的变化引起的.?>0,左移;?<0,右移. (4)上下平移(纵向平移变换): 是由k的变化引起的.k>0, 上移;k<0,下移
四、三角函数公式:
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三倍角公式:sin3??3sin??4sin3?;cos3??4cos3??3cos?;
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:
①2?是?的二倍;4?是2?的二倍;?是
倍;?3?2的二倍;?2是?4的二倍;3?是3?2的二是?6的二倍;?
2?2?是?
4
o??的二倍。 ②15o?45?30oo?60o?45o?30
2;问:sin
?
4?12? ;cos?12? ; ③??(???)??;④?
4????
2?(??); ⑤2??(???)?(???)?(?
4??)?(?
4??);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:
1?sin2??cos2??sec2??tan2??tan?cot??sin90o?tan45o
(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?cos?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。
1?tan?1?tan??_____________?______________; 如:; 1?tan?1?tan?
tan??tan??__________
tan??tan??____________;1?tan?tan??____________;1?tan?tan??___________; _;
2tan??;1?tan2??
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tan20o?tan40o?3tan20tan40oo?
sin??cos?? = ;
asin??bcos?? = ;
(其中tan??;)
1?cos?? ;1?cos?? ;
(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:sin50o(1?3tan10)? ;tan??cot?? ; o
?2?4?co?; coco999
cos
cos?72?
7?cos3?77?cos5?77?;推广: ? ?cos4??cos6?
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高中数学第四章-三角函数
考试内容:
数学探索©版权所有www.delve.cn角的概念的推广.弧度制.
数学探索©版权所有www.delve.cn任意角的三角函数.单位圆中的三角函数线.同角三角函数的基本关系式.正弦、余弦的诱导公式.
数学探索©版权所有www.delve.cn两角和与差的正弦、余弦、正切.二倍角的正弦、余弦、正切.
数学探索©版权所有www.delve.cn正弦函数、余弦函数的图像和性质.周期函数.函数y=Asin(ωx+φ)的图像.正切函数的图像和性质.已知三角函数值求角.
数学探索©版权所有www.delve.cn正弦定理.余弦定理.斜三角形解法.
数学探索©版权所有www.delve.cn考试要求:
数学探索©版权所有www.delve.cn(1)理解任意角的概念、弧度的意义能正确地进行弧度与角度的换算.
数学探索©版权所有www.delve.cn(2)掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义;了解余切、正割、余割的定义;掌握同角三角函数的基本关系式;掌握正弦、余弦的诱导公式;了解周期函数与最小正周期的意义.
数学探索©版权所有www.delve.cn(3)掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式;掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式.
数学探索©版权所有www.delve.cn(4)能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明.
数学探索©版权所有www.delve.cn(5)理解正弦函数、余弦函数、正切函数的图像和性质,会用“五点法”画正弦函数、余弦函数和函数y=Asin(ωx+φ)的简图,理解A.ω、φ的物理意义.
数学探索©版权所有www.delve.cn(6)会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsinx\arc-cosx\arctanx表示.
数学探索©版权所有www.delve.cn(7)掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形.
数学探索©版权所有www.delve.cn(8)“同角三角函数基本关系式:sin2α+cos2α=1,sinα/cosα=tanα,tanα?cosα=1”.
§04. 三角函数 知识要点
1. ①与(0°≤<360°)终边相同的角的集合(角与角的终边重合):
②终边在x轴上的角的集合:
③终边在y轴上的角的集合:
④终边在坐标轴上的角的集合:
⑤终边在y=x轴上的角的集合:
⑥终边在轴上的角的集合:
⑦若角与角的终边关于x轴对称,则角与角的关系:
⑧若角与角的终边关于y轴对称,则角与角的关系:
⑨若角与角的终边在一条直线上,则角与角的关系:
⑩角与角的终边互相垂直,则角与角的关系:
2. 角度与弧度的互换关系:360°=2 180°= 1°=0.01745 1=57.30°=57°18′
注意: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.
、弧度与角度互换公式: 1rad=°≈57.30°=57°18ˊ. 1°=≈0.01745(rad)
3、弧长公式:. 扇形面积公式:
4、三角函数:设是一个任意角,在的终边上任取(异于原点的)一点P(x,y)P与原点的距离为r,则 ; ; ; ; ;. .
5、三角函数在各象限的符号:(一全二正弦,三切四余弦)
6、三角函数线
正弦线:MP; 余弦线:OM; 正切线: AT.
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”
三角函数的公式:(一)基本关系
公式组二 公式组三
公式组四 公式组五 公式组六
(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 公式组五
,,,.
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).
④的对称轴方程是(),对称中心();的对称轴方程是(),对称中心();的对称中心().
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.
11、三角函数图象的作法:
1)、几何法:
2)、描点法及其特例——五点作图法(正、余弦曲线),三点二线作图法(正、余切曲线).
3)、利用图象变换作三角函数图象.
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).
II. 竞赛知识要点
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.
⑵ 正弦、余弦、正切、余切函数的解集:
的取值范围 解集 的取值范围 解集
①的解集 ②的解集
>1 >1
=1 =1
<1 <1
③的解集: ③的解集:
二、三角恒等式.
组一
组二
组三三角函数不等式
<< 在上是减函数
若,则
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