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高中数学必修4课本知识点

第一章 三角函数一、基本概念 (1)任意角①正角:按逆时针方向旋转的角 ②负角:按顺时针方向旋转的角 ③零角:不做任何旋转形成的角 (2)任意角的大小 ①角度制设角α的顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合,若030=α,则终边 在其上的角的集合为{}Z k k ∈⋅+=,3603000ββ终边在x 轴上的角的集合为{}180,k k αα=⋅∈Z 终边在y 轴上的角的集合为{}18090,k k αα=⋅+∈Z 终边在坐标轴上的角的集合为{}90,k k αα=⋅∈Z与角α终边相同的角的集合为{}360,k k ββα=⋅+∈Z②弧度制弧度制是角度的另一种表示方法.概念:把长度等于半径长的弧所对应的圆心角叫做1弧度的角.单位:rad . 有概念可得:<1>角度制和弧度制单位换算:π1801=rad ,则1801π=︒<2>设α是半径是r 的圆,弧长为l 所对应的圆心角. 则rl=α ③角度制和弧度制单位换算 π1801=rad ,则1801π=︒常见的角度制和弧度制的转化:(4)象限角(任意角的归类)设角α的顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合,终边落在第几象限, 则称α为第几象限角.第一象限角的集合为{}36036090,k k k αα⋅<<⋅+∈Z 第二象限角的集合为{}36090360180,k k k α⋅+<⋅+∈Z第三象限角的集合为{}360180360270,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z 第四象限角的集合为{}360270360360,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z二、三角函数 (1)求三角函数值设α是任意角,它的终边与圆心在原点的圆交于点()y x P ,,那么 22sin y x y +=α、22cos y x x +=α、xy=αtan ① 特例:若原始单位圆,则y =αsin 、x =αcos 、xy =αtan ② 终点在y 轴的角的正切值不存在 ③ 1cos sin22=+αα、αααcos sin tan =(★★★★★) ④ 终边相同的角的同一三角函数值相等. 即()απαs i n 2s i n=⋅+k 、()απαcos 2cos =⋅+k 、()απαtan tan =⋅+k 其中z k ∈⑤ 三角函数在各象限的符号:(2)三角函数图像与性质 1) 正弦函数图像 <1>图像来源 ①描点法(略)②平移、拉伸A 、sin y x =的图象上所有点向左(右)平移ϕ个单位长度,得到函数()sin y x ϕ=+的图象;再将函数()sin y x ϕ=+的图象上所有点的横坐标伸长(缩短)到原来的1ω倍(纵坐标不变),得到函数()sin y x ωϕ=+的图象;再将函数()sin y x ωϕ=+的图象上所有点的纵坐标伸长(缩短)到原来的A 倍(横坐标不变),得到函数()sin y x ωϕ=A +的图象B 、sin y x =的图象上所有点的横坐标伸长(缩短)到原来的1ω倍(纵坐标不变),得到函数sin y x ω=的图象;再将函数sin y x ω=的图象上所有点向左(右)平移ϕω个单位长度,得到函数()sin y x ωϕ=+的图象;再将函数()sin y x ωϕ=+的图象上所有点的纵坐标伸长(缩短)到原来的A 倍(横坐标不变),得到函数()sin y x ωϕ=A +的图象<2>图像性质函数()()sin 0,0y x ωϕω=A +A >>的性质: A 、.振幅:A ;B 、周期:2πωT =;C 、.频率:12f ωπ==T ;D 、相位:x ωϕ+; E 、初相:ϕF 、函数()()0,0cos >>+=w A wx A y ϕ,1x 、2x 为相邻的取得函数最大值与 函数最小值的自变量的取值,则()max min 12y y A =-,()21122x x x x T=-< <3>诱导公式A 、()()Z k x k x ∈=+sin 2sin π:函数x sin 图像周期性B 、()x x sin sin -=+π:函数x sin 图像在任意相距π的两个自变量所对应的 函数值互为相反数C 、()ααsin sin -=-:函数x sin 图像关于原点对称,或者函数x sin 图像在 互为相反数的两个自变量所对应的函数值也互为相反数D 、()ααπsin sin =-:函数x sin 图像关于2π=x 对称2)余弦函数<1>余弦函数图像来源(略) ①描点法(五点法) ②平移旋转 <2>图像性质函数()()0,0cos >>+=w A wx A y ϕ的性质: A 、.振幅:A ;B 、周期:2πωT =;C 、.频率:12f ωπ==T ;D 、相位:x ωϕ+; E 、初相:ϕF 、函数()()0,0cos >>+=w A wx A y ϕ,1x 、2x 为相邻的取得函数最大值与 函数最小值的自变量的取值,则()max min 12y y A =-,()21122x x x x T=-<<3>诱导公式A 、()()Z k x k x ∈=+cos 2cos π:函数x cos 图像周期性B 、()x x cos cos -=+π:函数x cos 图像在任意相距π的 两个自变量所对应 的函数值相反C 、()ααcos cos =-:函数x cos 图像关于y 轴对称,或函数x cos 图像在互为 相反数的两个自变量所对应的函数值相等D 、()ααπcos cos -=-:函数x cos 图像关于⎪⎭⎫⎝⎛0,2π对称 3)正切函数 <1>诱导公式A 、()()Z k x k x ∈=+tan tan π:函数x tan 图像周期性B 、()ααtan tan -=-:函数x tan 图像关于原点对称,或函数x tan 图像在互 为相反数的两个自变量所对应的函数值也互为相反数C 、()ααπtan tan -=-:函数x tan 图像关于⎪⎭⎫⎝⎛0,2π对称 4)正弦函数与余弦函数关系: <1>诱导公式A 、函数x cos 是由x sin 向左平移而来的,即x x cos 2sin =⎪⎭⎫⎝⎛+π B 、x x cos 2sin =⎪⎭⎫⎝⎛-π函数x cos 与x sin 的图像关于4π=x 对称5) 三角函数表格:,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭(3)三角函数的诱导公式()()1sin 2sin k παα+=,()cos 2cos k παα+=,()()tan 2tan k k παα+=∈Z .()()2sin sin παα+=-,()cos cos παα+=-,()tan tan παα+=. ()()3sin sin αα-=-,()cos cos αα-=,()tan tan αα-=-.()()4sin sin παα-=,()cos cos παα-=-,()tan tan παα-=-.()5sin cos 2παα⎛⎫-=⎪⎝⎭,cos sin 2παα⎛⎫-= ⎪⎝⎭.()6sin cos 2παα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,cos sin 2παα⎛⎫+=- ⎪⎝⎭.小结:① 图像中w 的作用是压缩或者伸长,影响的是周期、单调区间;ϕ的作用是平移,影响的是奇偶性;A 的作用是纵向拉伸,影响的是最值、值域。

② 一般地,函数()()0.0sin >>+=w A wx A y ϕ的图像,可以看成是由下面的方法得到的:先画出x y sin =的图像;再把正弦曲线向左(右)平移ϕ个单位长度,得到函数()ϕ+=x y sin 的图像;然后使曲线上各点的横坐标变为原来的w1倍,得到函数()ϕ+=wx y sin 的图像;最后把曲线上各点的纵坐标变为原来的A 倍,这时的曲线就是函数()ϕ+=wx A y sin 的图像。

③ ()ϕ+=wx A y sin x y sin =由平移拉伸而来,但是用此方法画()ϕ+=wx A y sin 图 像较繁琐. 方法是“五点(画图法)”!原因就是说任何()ϕ+=wx A y sin 的图像都可以由x y sin =平移,压缩,拉伸而来的,所以说x y sin =的一个周期中的五个点对应到()ϕ+=wx A y sin 的五个点也是一个周期,0>w 注定单调性也是一致的④A 是振幅,ϕ+wx 是相位,ϕ是初相,周期w T π2=,频率π21wT f ==第二章 平面向量一、基本概念向量:既有大小,又有方向的量有向线段的三要素:起点、方向、长度. 零向量:长度为0的向量.单位向量:长度等于1个单位的向量.平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量. 零向量与任一向量平行.相等向量:长度相等且方向相同的向量. 二、向量的运算(1)向量的加法①三角形法则的特点:首尾相连 ②平行四边形法则的特点:共起点 ③三角形不等式:a b a b a b-≤+≤+当a ,b 不共线时,b a b a b a +<+<- 当a ,b 同向时,b a b a +=+ 当a ,b 反向时,ba b a -=-④运算性质: A 、交换律:a b b a +=+B 、结合律:()()a b c a b c ++=++ C 、00a a a +=+=⑤坐标运算:设()11,a x y =,()22,b x y =,则()1212,a b x x y y +=++ (2) 向量的减法:①三角形法则的特点:共起点,连终点,方向指向被减向量. ②转化成加法()b a b a -+=- 注:-=③坐标运算:设()11,a x y =,()22,b x y =, 则()1212,a b x x y y -=--(3) 向量的数乘:①()()a a λμμλ=、()a a a μλμλ+=+、()b a b a λλλ+=+、()()()a a a -=-=-λλλ、()b a b a λλλ-=- a a λλ=②当0>λ时,a λ的方向与a 的方向相同;当0<λ时,a λ的方向与a 的方向相 反;当0=λ时,=a λ ⑧向量共线定理:向量()0≠a a 与b共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使a b λ=.设()11,a x y =,baCBAa b C C -=A -AB =B()22,b x y =,其中0b ≠,则当且仅当12210x y x y -=时,向量a 、()0b b ≠ 共线⑨坐标运算:设(),a x y =,则()(),,a x y x y λλλλ==(4) 平面向量基本定理:如果1e 、2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a , 有且只有一对实数1λ、2λ,使1122a e e λλ=+.(不共线的向量1e 、2e 作为这一 平面内所有向量的一组基底) (5) 分点坐标公式:设点P 是线段12P P 上的一点,1P 、2P 的坐标分别是()11,x y ,()22,x y ,当12λP P =PP 时,点P 的坐标是1212,11x x y y λλλλ++⎛⎫⎪++⎝⎭时,1=λ就为中点公式) (6) 平面向量的数量积:①()cos 0,0,0180a b a b a b θθ⋅=≠≠≤≤ 零向量与任一向量的数量积为0.②性质:设a 和b 都是非零向量,则0a b a b ⊥⇔⋅=设a 与b 同向时,a b a b ⋅=、22a a a a ⋅==或a a a =⋅ 设a 与b 反向时,a b a b⋅=-a b a b ⋅≤当且仅当a 、b 是共线向量时满足等号成立③运算律:a b b a ⋅=⋅、()()()a b a b a b λλλ⋅=⋅=⋅、()a b c a c b c+⋅=⋅+⋅()()夹角是,2222θθ+=++=+()()夹角是,2222θθ-=+-=-④坐标运算:设两个非零向量()11,a x y =,()22,b x y =,则1212a b x x y y ⋅=+ 设(),a x y =,则222a x y =+,或2a x y =+设()11,a x y =,()22,b x y =,则12120a b x x y y ⊥⇔+=设a 、b 都是非零向量,()11,a x y =,()22,b x y =,θ是a 与b 的夹角, 则121cos a b a bx θ⋅==+.第三章 三角恒等变换一、两角和与差的正弦、余弦和正切公式:⑴()cos cos cos sin sin αβαβαβ-=+;⑵()cos cos cos sin sin αβαβαβ+=-⑶()sinsin cos cos sin αβαβαβ-=-;⑷()sin sin cos cos sin αβαβαβ+=+⑸()tan tan tan1tan tan αβαβαβ--=+ ⇒()()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ-=-+⑹()tan tan tan1tan tan αβαβαβ++=- ⇒()()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ+=+-、 (7)()()βαβαβαcos sin 2sin sin =-++2cos2sin2sin sin ϕθϕθϕθ-+=+⇒ (8)()()βαβαβαsin cos 2sin sin =--+2sin 2cos 2sin sin ϕθϕθϕθ-+=-⇒二、二倍角的正弦、余弦和正切公式:sin22sin cos ααα=222)cos (sin cos sin 2cos sin 2sin 1ααααααα±=±+=±⇒ 2222cos2cossin 2cos 112sin ααααα=-=-=-⇒升幂公式2sin 2cos 1,2cos2cos 122αααα=-=+αααcos 1cos 12tan 2+-=⇒⇒降幂公式2cos 21cos 2αα+=,21cos 2sin 2αα-=ααα2cos 12cos 1tan 2+-=⇒ 22tan tan 21tan ααα=-.三、四、合一变形(★★★★)2tan 12tan 1 cos ;2tan 12tan2sin :222αααααα万能公式+-=+=(1)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+x b a bx b a a b a x b x a cos sin cos sin 222222 ()x x b a cos sin cos sin 22ϕϕ++= ()ϕ++=x b a sin 22⎪⎭⎫ ⎝⎛=a b ϕtan (2)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+x b a bx b a a b a x b x a cos sin cos sin 222222 ()x x b a cos cos sin sin 22ϕϕ++= ()ϕ-+=x b a cos 22⎪⎭⎫ ⎝⎛=b a ϕtan例1、(课本例题,19P )已知53sin -=α,求αcos 、αtan 的值 目的:已知某角的正切、正弦、余弦三者之一,快速求其余两个解析一:因为053sin <-=α,且1sin -≠α,所以α是第三或第四象限 由于1cos sin 22=+αα得:2516sin 1cos 22=-=αα若α是第三象限角,则54cos -=α,435453cos sin tan =--==ααα若α是第四象限角,则54cos =α,435453cos sin tan -=-==ααα解析二:联立方程组⎪⎩⎪⎨⎧==+αααααcos sin tan 1cos sin 22即是⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==⎪⎭⎫ ⎝⎛-+αααcos 53tan 153cos 22 则可得:54cos -=α、43tan =α或54cos =α、43tan -=α 思路:此题若是一道选择题,用方法一、方法二太繁琐! 方法:①我们先判断α是第三或第四象限②若α是第三象限角,则0cos <α、0tan >α. 我们心里可以假设一个直角三角形,假设一个角是α,因为53sin -=α. 所以α的对边是3, 斜边是5. 有勾股定理可得邻边是4,故54cos =α、43tan =α,然后判断符号即可得到54cos -=α、43tan =α或54cos =α、43tan -=α例2、(课本练习20P 、证明22P )目的:快速应用1cos sin22=+αα、αααcos sin tan =进行恒等变形 (1)()αααααααα222222244cos sin 21cos sin2cos sin cos sin -=-+=+()()αααααααα22222244cos sin cos sin cos sin cos sin -=-+=- (2)()2sin cos cos sin 21x x x x -=-(3)x x x x x x sin cos sin cos tan 1tan 1+-=+-、1tan 1tan cos sin cos sin -+=-+x x x x x x 、 ()()()()()()xx x x x x x x x x 2222cos sin 1sin 1sin 1sin 1sin 1sin 1sin 1sin 1sin 1+=-+=+-++=-+ (4)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-x x x x x x x x x x 2222222222cos cos 1sin 1cos 1sin sin cos sin sin tan x x x x x 22222tan sin cos sin sin =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 例3、(课本例题26P 、27P )(1)证明:x x cos 23sin -=⎪⎭⎫⎝⎛-π (2)化简()()()()()⎪⎭⎫⎝⎛+----⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛++-x x x x x x x x 29sin sin 3sin cos 211cos 2cos cos 2sin ππππππππ目的:灵活应用三角函数的诱导公式(1)解析① 第一步,利用x y sin =图像上任意相差π的两个自变量所对应的函数 值互为相反数,即是⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎭⎫⎝⎛-x x 2sin 23sin ππ 第二步,利用x y sin = x y cos =关于4π=x 对称得x x cos 2sin =⎪⎭⎫⎝⎛-π,故x x cos 23sin -=⎪⎭⎫⎝⎛-π ② 第一步,利用x y sin =图像上任意相差π的两个自变量所对应的函数 值互为相反数,即是⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎭⎫⎝⎛-x x 2sin 23sin ππ 第二步,利用x y sin = 图像是由x y cos =图像平移而来的,故()x x -=⎪⎭⎫⎝⎛-cos 2sin π 第三步 x y cos =的图像关于y 轴对称故()x x cos cos =-故x x cos 23sin -=⎪⎭⎫⎝⎛-π (2)解析:()()x x x sin sin 2sin -=-=-π ()x x cos cos -=+π()x x x sin sin 2cos -=+=⎪⎭⎫⎝⎛+ππ x x x x sin 2cos 23cos 211cos -=⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛-πππ ()()x x x cos cos cos -=--=-π()()()()x x x x x sin sin sin sin 3sin =--=--=-=-ππ ()()()x x x x sin sin sin sin =--=--=--π x x x cos 2sin 29sin =⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎭⎫⎝⎛+ππ 思考:奇变偶不变,符号看象限!小结:(1)对于此类型题,我们的方法一般式:周期性、半周期、函数平移或奇 偶性(2)思考:奇变偶不变,符号看象限(理解记忆!)例4、(课本探究31P )你能根据诱导公式,以正弦函数的图像为基础,通过适当的图像变形 得到余弦函数的图像吗?目的:用正余弦函数图像来解释诱导公式x x cos 2sin =⎪⎭⎫⎝⎛+π的含义,一变我 们能灵活应用公式! 解析:x x cos 2sin =⎪⎭⎫⎝⎛+π告诉我们:正弦函数x y sin =的自变量取值比余弦 函数x y cos =自变量取值大2π时,函数值相等,即是:正弦函数是由 余弦函数向右平移而来的 小结:思考其他诱导公式的含义!例5、(课本思考33P )你能否从函数图像变换的角度,利用函数[]π2,0,sin ∈=x x y 的图像 来得到[]π2,0,sin 1∈+=x x y 的图像?同样的,能否从函数[]π2,0,cos ∈=x x y 的图像得到函数[]π2,0,cos ∈-=x x y 的图像? 目的:函数的平移、对称、旋转解析:[]π2,0,sin 1∈+=x x y 图像是由[]π2,0,sin ∈=x x y 的图像向上平移1个单位 长度而来的,理由:相等的自变量取值,[]π2,0,sin 1∈+=x x y 的函数值总比 []π2,0,sin ∈=x x y 的函数值大1函数[]π2,0,cos ∈-=x x y 的图像是由函数[]π2,0,cos ∈=x x y 的图像关于 x 轴对称而来的,理由:相等的自变量取值,[]π2,0,cos ∈-=x x y 的函数值与 []π2,0,cos ∈=x x y 的函数值互为相反数思考:如何求函数平移、对称、旋转(特例关于原点对称),比如说:已知函数是奇函 数,且已知0>x 时的函数表达式,求0<x 时的函数表达式? 例6、(课本思考35P )求下列函数的周期:R x x y ∈=,cos 3、R x x y ∈=,2sin 、 R x x y ∈⎪⎭⎫ ⎝⎛-=,621sin 2π,并从中你归纳这些函数的周期与解析式中的哪些量有关目的:利用周期函数的概念(或函数平移旋转对称)求三角函数的周期 解析一:R x x y ∈⎪⎭⎫⎝⎛-=,621sin 2π,设周期是πk ,则()⎪⎭⎫ ⎝⎛-+621sin 2ππk x⎪⎭⎫⎝⎛-=621sin 2πx ,整理得⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-621sin 22621sin 2πππx k x ,则可知4=k ,即:原函数的周期是π4 解析二:R x x y ∈⎪⎭⎫⎝⎛-=,621sin 2π图像是由函数R x x y ∈=,sin 先向右平移6π得到函数R x x y ∈⎪⎭⎫⎝⎛-=,6sin π的图像,然后由R x x y ∈⎪⎭⎫ ⎝⎛-=,6sin π的图像水 平拉伸2倍得到函数R x x y ∈⎪⎭⎫⎝⎛-=,621sin π的图像,最后将函数R x x y ∈⎪⎭⎫⎝⎛-=,621sin π的图像竖直拉伸2倍得到⎪⎭⎫ ⎝⎛-=621sin 2πx y ,R x ∈图像已知R x x y ∈=,sin 的周期是π2,因为R x x y ∈⎪⎭⎫⎝⎛-=,6sin π是由函数 R x x y ∈=,sin 平移而来的,所以说周期仍是π2;R x x y ∈⎪⎭⎫⎝⎛-=,621sin π的图像是由R x x y ∈⎪⎭⎫⎝⎛-=,6sin π水平拉伸2倍而来,故周期增大为 ππ4212==T ;⎪⎭⎫ ⎝⎛-=621sin 2πx y R x ∈是由R x x y ∈⎪⎭⎫ ⎝⎛-=,6sin π图 像纵向拉伸,胡周期不变,综合上述可知:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=621sin 2πx y R x ∈的周期是ππ4212==T 即:()ϕ+=wx A y sin 周期为wT π2=,既可以推广到 如果函数()x f y =的周期是T ,那么函数()wx f y =的周期是wT例7、(课本例题39P )求函数[]πππ2,2,321sin -∈⎪⎭⎫⎝⎛+=x x y 的单调递增区间目的:由已知函数的单调性求复合函数的单调性、三角函数的“五点作图法” 解析一:令321π+=x z ,函数z y sin =的单调增区间是⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-ππππk k 22,22由ππππk z k 2222+≤≤+-,解得:ππππk x k 43435+≤≤+- 当且仅当0=k 时[]ππππ2,2335-∈⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤-x x ,满足定义域取 值范围,故函数[]πππ2,2,321sin -∈⎪⎭⎫⎝⎛+=x x y 的单调递增区间是:⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤-335ππx x 解析二:利用“五点作图法”(描点法)画图,由函数图像进行单调性判断:故函数[]πππ2,2,321sin -∈⎪⎭⎫⎝⎛+=x x y 的单调递增区间是:⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤-335ππx x 例8、(课本例题39P )利用三角函数单调性,比较下列各组数的大小: (1)⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-10sin 18sin ππ与 (2)⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-417cos 523cos ππ与 目的:用函数单调性比大小解析:利用三角函数的单调性比较同名三角函数的大小,可以先利用诱导公式将已知 角化为同一单调区间内的角,然后比较大小 例9、(课本例题44P )求函数⎪⎭⎫⎝⎛+=32tan ππx y 的定义域、周期和单调区间目的:求正切函数的定义域、周期、单调区间 解析:正切函数与正、余弦函数的区别:(1)正切函数定义域不是全体实数,而正、余弦函数的定义域是全体实数 (2)正切函数只有单调递增区间,没有单调递减区间!而正、余弦函数既有单 调递增区间,又有单调递减区间 (3)正切函数的周期为wT π=,正、余弦函数的周期为wT π2=理由:函数x y tan =周期是π,函数x y sin =、x y cos =周期均是π2 小结:(1)三角函数周期两种求法:三角函数概念;公式法(2)三角函数单调性的两种求法:复合函数求单调性;五点作图法(描点法) 例10、(课本习题A10,46P )已知函数()x f 是以2为最小正周期的周期函数,且[]2,0∈x 时,()()21-=x x f ,求()3f 、⎪⎭⎫⎝⎛27f 的值目的:利用周期函数的性质,由已知区间的函数表达式求未知区间的函数表达式 解析:略方法:仿照下面此题方法一致,多思考!(课本必修一习题1.3,39P )已知函数()x f 是定义在R 上的奇函数,当0≥x 时,()()x x x f +=1,画出函数()x f 的图像,求出函数解析式解析一:因为函数()x f 是定义在R 上的奇函数,所以函数在0<x 的图像上的坐标点关于原点对称后的坐标点满足()()x x x f +=1我们可以设0<x 图像上的 坐标点为()()x f x ,,则关于原点对称后的点的坐标为()()x f x --,,因为 ()()x f x --,满足()()x x x f +=1,可得:()()[]x x x x x f -=-+-=-21,即:()2x x x f -=此方法利用函数图象上点的特征来寻找到关于x 与()x f 的一个等式,通过化简即可得到()x f 解析二:找规律例11、(课本习题B3,47P )已知函数()x f 的图像如图所示,试回答下列问题(1)求函数的周期(2)画出函数()1+=x f y 的图像(3)你能写出函数()x f y =的解析式 目的:函数的平移 解析:(1)周期:2(2)()1+=x f y 函数图像是由()x f y =向左平移一个单位长度而来的 (3)11<≤-x 时,()x x f = 31<≤x 时,()2-=x x f 53<≤x ,()4-=x x f1212+<≤-n x n 时,()z n n x x f ∈-=,2 例12、(课本练习56P ,3)函数⎪⎭⎫⎝⎛-=421sin 32πx y 的振幅、周期和频率各是多少?它的图 像与正弦曲线有什么关系?目的:知道三角函数振幅、周期、频率、单调性、定义域怎么求得,并能利用平移 拉伸(压缩)来画函数的图像 解析:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=421sin 32πx y 是由x y sin =先向右平移4π,然后横坐标变为原来的 2倍,纵坐标缩短为原来的32倍 或⎪⎭⎫⎝⎛-=421sin 32πx y 是由x y sin =先横坐标变为原来的2倍,然后向右 平移2π,最后纵坐标缩短为原来的32倍 小结:⎪⎭⎫⎝⎛-=421sin 32πx y 图像形成的两种方法,先平移后压缩;或者先压缩后平 移,两种方法,但是一种思路例1、(课本探究82P )数的加法满足交换律和结合律,即对于任意R b a ∈,,有+=+ ()()c b a c b a ++=++,任意a 、b 的加法是否也满足交换律和结合律?请 画图进行探索目的:向量加法交换律和结合律的理解! 解析:由向量加法的三角形法则可知:+=+=、()++=++= 即是:+=+、()()++=++ 例2、(课本探究85P )向量是否有减法?如何理解向量减法?我们知道,减去一个数等于加 上这个数的相反数,向量的减法是否也有类似的法则? 目的:向量减法和加法的灵活转化 解析:()-=-+=例3、(课本探究87P )已知非零向量,作出++和()()()a a a -+-+-,你能说明它 们的几何含义吗?(课本思考88P )你能解释上述运算律的几何意义吗? 目的:理解向量数乘的几何含义解析:①()()a a λμμλ=、()a a a μλμλ+=+、 ()()()a a a -=-=-λλλaa λλ=,上述四个纯粹是很好理解,解析略()b a b a λλλ+=+、()b a b a λλλ-=-理解:此两个先画图,利用相似即可理解②当0>λ时,a λ的方向与a 的方向相同;当0<λ时,a λ的方向与a 的方 向相反;当0=λ时,=a λ理解:λ的正负代表方向,大小代表向量长度伸长或压缩例4、(课本例题89P )如图所示,已知任意两个非零向量b a ,,试做+=、2+=、3+=,你能判断A 、B 、C 三点的位置关系吗?为什么? 目的:利用向量判断三点是否在一条直线上解析:假设A 、B 、C 三点在一条直线上,必定满足λ=()()b b a b a OA OB AB =+-+=-=2 ()()b b a b a OB OC BC =+-+=-=23存在=,此时1=λ例5、(课本例题89P )如图所示,平行四边形ABCD 的两条对角线相交于点M ,且=、 =,你能用,表示,,,吗?目的:利用平面内两个非零向量表示平面内其它向量(向量间的关系),特例:若这两 个向量长度均为1,夹角为︒90,即是平面直角坐标系 解析:利用向量的加减法 ()()b a AD AB AC CA MA +-=+-=-==21212121 ()+=-=21MD MB ,自行求解例6、(课本思考96P )已知()11,y x =、()22,y x =你能得出+、-、λ的坐标吗目的:理解向量的坐标表示解析:设j i ,是与x 轴、y 轴相同的两个单位向量,故()j y i x y x 1111,+==、 ()j y i x y x 2222,+==,故()()()21212121,y y x x j y y i x x ++=+++=+ ()()()21212121,y y x x j y y i x x b a --=-+-=- ()j y i x j y i x a 1111λλλλ+=+=、例7、(课本思考98P )已知()11,y x a =、()22,y x b =,其中≠,我们知道,b a ,向量共线,则存在实数λ,使λ=.那么如何用坐标表示两个共线向量? 目的:用坐标表示两个共线向量解析一:()j y i x y x 1111,+==、()j y i x y x 2222,+==,由λ=可得:()j y i x j y i x j y i x 222211λλλ+=+=+,即是⎩⎨⎧==2121y y x x λλ消去λ后得:01221=-y x y x也就是说,当且仅当01221=-y x y x 时,向量,(0≠b )共线 解析二:若,向量共线,则有△AA 1A 2相似于△B 1BB 2 故可得:2121y y x x =,即是 01221=-y x y x例8、(课本例题99P )设点P 是线段21P P上的一点,21,P P 的坐标分别是()()2211,,,y x y x (1)当点P 是线段21P P上的中点,求P 的坐标 (2)当点P 是线段21P P上的三等分点时,求P 的坐标 目的:理解分点坐标公式解析一:(1)由向量的线线运算可知()⎪⎭⎫⎝⎛++=+=2,221212121y y x x OP 故,点P 的坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛++2,22121y y x x (2)点P 存在两种情况:2121PP =或212= 若2121PP =,则2111131P P OP P P OP OP +=+= ⎪⎭⎫⎝⎛++=32,322121y y x x 同理可得:若212PP PP =,则⎪⎭⎫⎝⎛++=32,322121y y x x 解析二:(1)设点P 的坐标为()00,y x ,则由21PP P P =可得: ()()02021010,,x x y y x x y y --=-- 则可得:2210x x x +=、2210y y y +=(2)根据(1)中的方法可求得解析三:(1)直接利用中点坐标公式即可得:点P 的坐标为⎪⎭⎫⎝⎛++2,22121y y x x (2)点P 存在两种情况:2121PP =或212= 若2121PP PP =,P 点的横坐标为32321121x x x x x +=-+,纵坐标 为3221y y +同理可得:若212=,则点P 的坐标为⎪⎭⎫⎝⎛++32,322121y y x x 小结:(1)对于此题,解析一中OP 向量的坐标表示即为P 的坐标,故只要求出向 量OP 即可;解析二利用解方程的思维,寻找关于P 的横纵坐标的方程,解 出未知数即可;解析三利用初中所学的平面图形的相似原理(2)对于一般学生来说,或许最容易想到的是解析二,解析二中应用的是 平行向量的关系;对于思路活跃的学生而言,一般想到的是解析三;很少有 人能想到解析一,但是解析一给我们提供了思路:OP 向量的坐标表示即为P的坐标,故只要求出向量OP 即可 (3)分点坐标公式:(课本探究100P )设点P 是线段12P P 上的一点,1P 、2P 的坐标分别是()11,x y ,()22,x y ,当12λP P =PP 时,点P 的坐标是1212,11x x y y λλλλ++⎛⎫⎪++⎝⎭时,1=λ就为中点 坐标公式例9、(课本探究106P )已知非零向量()11,y x a =、()22,y x b =,怎么用b a ,向量的坐标表 示⋅目的:理解向量坐标的含义,并能进行()a b c a c b c +⋅=⋅+⋅的运算 解析:略小结:(1)向量坐标含义:()j y i x y x 1111,+== (2)()a b c a c b c +⋅=⋅+⋅ (3)110cos 222===⋅⋅=i i i i思考:设a 、b 都是非零向量,()11,a x y =,()22,b x y =,θ是a 与b 的夹角, 则121cos a b a bx θ⋅==+应用这个公式我们可以求平面内直线间的夹角. 在以后的学习中,我们会接触空间向量例10、(解三角形)已知一个三角形ABC ,试着寻找AB 、AC 、BC 、cosA 之间的关系目的:平面向量应用:研究三角形边角之间的关系解析:()22222A -+⋅-=-=若令AB=c 、AC=b 、BC=a ,则a2=b 2+c 2-2bccosA小结:此内容是必修五第一章的内容,在此处是完全可以理解的例11、(课本探究124P )如何用角βα,的正弦、余弦值来表示()βα-cos 目的:平面向量应用:证明两角差的余弦公式解析:在平面直角坐标系xoy 内做单位圆O ,以Ox 为始边作角βα,,它们的终边与单位圆O 的交点分别是A,B ,则()ααs i n ,co s =、()ββsin ,cos =βαβαcos sin sin cos +=⋅、且θθcos cos ==⋅,故: 因为θβπα++=k 2或θβπα-+=k 2,于是θπβα±=-k 2,所以 ()βαβαθπsin sin cos cos 2cos +=±k ,整理得: ()βαβαβαsin sin cos cos cos +=-延伸:(1)()βαβαβαsin sin cos cos cos +=-,则()()[]=--=+βαβαcos cos ()()βαβαβαβαsin sin cos cos sin sin cos cos -=-+-(2)()βαπβαπβαπβαsin 2sin cos 2cos 2cos sin ⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+ βαβαsin cos cos sin +=(3)()()()βαβαβαβαβαsin cos cos sin sin cos cos sin sin -=-+-=-()αβπαβπαβπβαsin 2sin cos 2cos 2cos sin ⎪⎭⎫⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=- αββαcos sin cos sin -= (4)()()()βαβαβαβαβαtan tan 1tan tan cos sin tan -+=++=+ (5)()()()βαβαβαβαβαtan tan 1tan tan cos sin tan +-=--=-(6)sin22sin cos ααα=2222cos2cos sin 2cos 112sin ααααα=-=-=-22tan tan 21tan ααα=-例12、(课本例题140P )求函数x x y cos 3sin +=函数的周期、最大值和最小值 目的:学会灵活运用合一公式解析:通过三角变换,我们把形如x b x a y cos sin +=的函数转化为形如 ()ϕ+=wx A y sin 的函数使得问题得到简化,这个过程蕴含了化归思想!⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=+=3sin 2cos 3sin sin 3cos 2cos 23sin 212cos 3sin πππx x x x x x x y ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=+=3cos 2cos 6cos sin 6sin 2cos 23sin 212cos 3sin πππx x x x x x x y 故周期是π2,最大值是2,最小值时2-(1)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+x b a bx b a a b a x b x a cos sin cos sin 222222()x x b a cos sin cos sin 22ϕϕ++= ()ϕ++=x b a sin 22⎪⎭⎫ ⎝⎛=a b ϕtan (2)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+x b a bx b a a b a x b x a cos sin cos sin 222222 ()x x b a cos cos sin sin 22ϕϕ++= ()ϕ-+=x b a cos 22⎪⎭⎫ ⎝⎛=b a ϕtan。

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