三角函数知识点1.特殊角的三角函数值:(1)平方关系:222222sin cos 1,1tan sec ,1cot csc αααααα+=+=+= (2)倒数关系:sin αcsc α=1,cos αsec α=1,tan αcot α=1,(3)商数关系:sin cos tan ,cot cos sin αααααα==)3、两角和与差的正弦、余弦、正切公式及倍角公式:()sin sin cos cos sin sin 22sin cos 令αβαβαβαβααα=±=±−−−→=()()2222222cos cos cos sin sin cos 2cos sin 2cos 112sin tan tan 1+cos2tan cos 1tan tan 21cos2sin 22tan tan 21tan 令 = = αβαβαβαβααααααβααβααβααααα=±=−−−→=-↓=-=-±±=⇒-↓=-(1)巧变角(已知角与特殊角的变换、已知角与目标角的变换、角与其倍角的变换、两角与其和差角的变换. 如()()ααββαββ=+-=-+,2()()ααβαβ=++-,2()()αβαβα=+--,22αβαβ++=⋅,()()222αββααβ+=---等), (2)三角函数次数的降升(降幂公式:21cos 2cos 2αα+=,21cos 2sin 2αα-=与升幂公式:21cos 22cos αα+=,21cos 22sin αα-=)。
如(;(3)常值变换主要指“1”的变换(221sin cos x x =+22sec tan tan cot x x x x =-=⋅tan sin 42ππ===等),.。
(4)周期性:①sin y x =、cos y x =的最小正周期都是2π;②()sin()f x A x ωϕ=+和()cos()f x A x ωϕ=+的最小正周期都是2||T πω=。
如 (5)单调性:()sin 2,222y x k k k Z ππππ⎡⎤=-+∈⎢⎥⎣⎦在上单调递增,在()32,222k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦单调递减;cos y x =在[]()2,2k k k Z πππ+∈上单调递减,在[]()2,22k k k Z ππππ++∈上单调递增。
特别提醒,别忘了k Z ∈!(6)、形如sin()y A x ωϕ=+的函数:1几个物理量:A ―振幅;1f T=―频率(周期的倒数);x ωϕ+―相位;ϕ―初相;2函数sin()y A x ωϕ=+表达式的确定:A由周期确定;ϕ由图象上的特殊点确()sin()(0,0f x A x A ωϕω=+>>,||)2πϕ<()f x =_____(答:15()2sin()23f x x π=+);3函数sin()y A x ωϕ=+图象的画法:①“五点法”――设X x ωϕ=+,令X =0,3,,,222ππππ求出相应的x 值,计算得出五点的坐标,描点后得出图象;②图象变换法:这是作函数简图常用方法。
4函数sin()y A x k ωϕ=++的图象与sin y x =图象间的关系:①函数sin y x =的图象纵坐标不变,横坐标向左(ϕ>0)或向右(ϕ<0)平移||ϕ个单位得()sin y x ϕ=+的图象;②函数()sin y x ϕ=+图象的纵坐标不变,横坐标变为原来的1ω,得到函数()sin y x ωϕ=+的图象;③函数()sin y x ωϕ=+图象的横坐标不变,纵坐标变为原来的A倍,得到函数sin()y A x ωϕ=+的图象;④函数sin()y A x ωϕ=+图象的横坐标不变,纵坐标向上(0k >)或向下(0k <),得到()sin y A x k ωϕ=++的图象。
要特别注意,若由()sin y x ω=得到()sin y x ωϕ=+的图象,则向左或向右平移应平移||ϕω个单位,如 (1)函数2sin(2)14y x π=--的图象经过怎样的变换才能得到sin y x =的图象?(答:2sin(2)14y x π=--向上平移1个单位得2sin(2)4y x π=-的图象,再向左平移8π个单位得2sin 2y x =的图象,横坐标扩大到原来的2倍得2sin y x =的图象,最后将纵坐标缩小到原来的12即得sin y x =的图象);★★2.正、余弦定理:在ABC ∆中有: ①正弦定理:2sin sin sin a b cR A B C===(R 为ABC ∆外接圆半径) 2sin 2sin 2sin a R A b R B c R C =⎧⎪=⎨⎪=⎩ ⇒ sin 2sin 2sin 2a A R b B R c C R ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩注意变形应用 ②面积公式:111sin sin sin 222ABC S abs C ac B bc A ∆=== ③余弦定理: 2222222222cos 2cos 2cos a b c bc A b a c ac B c a b ab C⎧=+-⎪=+-⎨⎪=+-⎩ ⇒ 222222222cos 2cos 2cos 2b c a A bc a c b B ac a b c C ab ⎧+-=⎪⎪+-⎪=⎨⎪⎪+-=⎪⎩★★★1、正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质:sin y x =cos y x = tan y x =函 数 性 质三角函数例题讲解例1 已知角的终边上一点P (-3 ,m ),且sin θ=2 4m ,求cos θ与tan θ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=3+m 2 ,则sin θ=mr = m3+m 2.又∵sin θ=24m , ∴ m3+m 2= 24 m . ∴m=0,m=±5 .当m=0时,cos θ= -1 , tan θ=0 ;当m= 5 时,cos θ= - 6 4, tan θ= -153; 当m= -5 时,cos θ= -6 4,tan θ=153.例2 设θ是第二象限角,且满足|sin θ2|= -sin θ2 ,θ2是哪个象限的角?解 ∵θ是第二象限角, ∴2k π+ π2<θ<2k π+3π2 ,k ∈Z .∴k π+ π4<θ2<k π+ 3π4,k ∈Z .∴θ2是第一象限或第三象限角. ①又∵|sin θ2|= -sin θ2 , ∴sin θ2<0. ∴ θ2是第三、第四象限的角. ②由①、②知, θ2是第三象限角.第2课 同角三角函数的关系及诱导公式 【讲练平台】例1 化简 sin(2π-α)tan(π+α)cot(-α-π)cos(π-α)tan(3π-α).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= (-sin α)tan α[-cot(α+π) ] (-cos α)tan(π-α) = (-sin α)tan α(-cot α)(-cos α)(-tan α)= sin α·cos αsin αcos α=1 .例2 若sin θcos θ= 18 ,θ∈(π4 ,π2),求cos θ-sin θ的值.分析 已知式为sin θ、cos θ的二次式,欲求式为sin θ、cos θ的一次式,为了运用条件,须将cos θ-sin θ进行平方.解(cos θ-sin θ)2=cos 2θ+sin 2θ-2sin θcos θ=1-14 = 34. ∵θ∈(π4 ,π2),∴ cos θ<sin θ.∴cos θ-sin θ= - 3 2.变式1 条件同例, 求cos θ+sin θ的值.变式2 已知cos θ-sin θ= - 32, 求sin θcos θ,sin θ+cos θ的值.例3 已知tan θ=3.求cos 2θ+sin θcos θ的值.分析 因为cos 2θ+sin θcos θ是关于sin θ、cos θ的二次齐次式,所以可转化成tan θ的式子. 解 原式=cos 2θ+sin θcos θ= cos 2θ+sin θcos θ cos 2θ+sin 2θ = 1+tan θ 1+tan 2θ = 25 .第3课 两角和与两角差的三角函数(一)例1 已知sin α-sin β=- 13 ,cos α-cos β=12,求cos(α-β)的值 .分析 由于cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β的右边是关于sin α、cos α、sin β、cos β的二次式,而已知条件是关于sin α、sin β、cos α、cos β的一次式,所以将已知式两边平方.解 ∵sin α-sin β=-13, ① cos α-cos β= 12 , ②①2+②2,得2-2cos(α-β)= 1336.∴cos(α-β)=7259. 例2 求 2cos10°-sin20°cos20°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=2cos(30°-20°)-sin20° cos20°= 2(cos30°cos20°+sin30°sin20°)-sin20° cos20°= 3 cos30° cos20°=3 .点评 化异角为同角,是三角变换中常用的方法. 例3 已知:sin(α+β)=-2sin β.求证:tan α=3tan(α+β).分析 已知式中含有角2α+β和β,而欲求式中含有角α和α+β,所以要设法将已知式中的角转化成欲求式中的角.解 ∵2α+β=(α+β)+α,β=(α+β)-α, ∴sin [(α+β)+α]=-2sin [(α+β)-α].∴sin(α+β)cos α+cos(α+β)sin α=-2sin(α+β)cos α+2cos(α+β)sin α. 若cos(α+β)≠0 ,cos α≠0,则3tan(α+β)=tan α.点评 审题中要仔细分析角与角之间的关系,善于运用整体思想解题,此题中将α+β看成一个整体第4课 两角和与两角差的三角函数(二) 【讲练平台】例1 求下列各式的值 (1)tan10°+tan50°+ 3 tan10°tan50°;(2)(3 tan12°-3)csc12° 4cos 212°-2.(1)解 原式=tan(10°+50°)(1-tan10°tan50°)+3 tan10°tan50°=3 .(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=(3 ·sin12°cos12°-3)1sin12°2 cos24° =︒︒-︒24cos 212sin 312cos 3=︒︒-︒=︒︒︒︒-︒48sin 21)12cos 2312sin 21(3224cos 12cos 12sin 212cos 312sin 3=.3448sin )6012sin(34-=︒︒-︒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=22b a +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.第5课 三角函数的图象与性质(一) 例1 (1)函数y=xx sin 21)tan 1lg(--的定义域为(2)若α、β为锐角,sin α<cos β,则α、β满足 (C )A .α>βB .α<βC .α+β<π2D . α+β>π2分析 (1)函数的定义域为⎩⎨⎧>>0.2sinx -10,tanx -1 (*) 的解集,由于y=tanx 的最小正周期为π,y=sinx 的最小正周期为2π, 所以原函数的周期为2π,应结合三角函数y=tanx 和y=sinx 的图象先求出(-π2, 3π2)上满足(*)的x 的范围,再据周期性易得所求定义域为{x |2k π-π2<x <2k π+π6 ,或2k π+ 5π6< x <2k π+5π4,k ∈Z} .分析(2)sin α、cos β不同名,故将不同名函数转化成同名函数, cos β转化成sin(π2 -β),运用y=sinx 在[0,π2]的单调性,便知答案为C .例4 已知函数f(x)=5sinxcosx -53cos 2x+235 (x ∈R) . (1)求f(x)的单调增区间;(2)求f(x)图象的对称轴、对称中心. 分析 函数表达式较复杂,需先化简. 解 f(x)= 52sin2x -53×1+cos2x 2+235 =5sin(2x -π3).(1)由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,得[k π-π12 ,k π+5π12](k ∈Z )为f(x)的单调增区间. (2)令2x - π3=k π+π2,得x= k 2π+5π12 (k ∈Z ),则x= k 2π+5π12(k ∈Z )为函数y=f(x)图象的对称轴所在直线的方程,令2x -π3 =k π,得x=k 2π+π6(k ∈Z ),∴ y=f(x)图象的对称中心为点(k 2π+π6,0)(k ∈Z ).第6课 三角函数的图象与性质(二)例2 右图为某三角函数图像的一段 (1)试用y=Asin (ωx+φ)型函数表示其解析式;(2)求这个函数关于直线x=2π对称的函数解析式. 解:(1)T= 13π3- π3=4π. ∴ω=2πT = 12.又A=3,由图象可知 所给曲线是由y=3sin x 2沿x 轴向右平移 π3而得到的. ∴解析式为 y=3sin 12 (x -π3). (2)设(x ,y)为y=3sin(12 x -π6)关于直线x=2π对称的图像上的任意一点,则该点关于直线x=2π的对称点应为(4π-x ,y),故与y=3sin(12 x -π6)关于直线x=2π对称的函数解析式是y=3sin [12(4π-x)- π6]=-3sin(12 x +π6). xy13π3 ππ3 3 -3 O点评 y=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象由y=sin ωx 的图象向左平移(φ>0)或向右平移(φ<0)|φ|ω个单位.特别要注意不能搞错平移的方向和平移的单位数量.求一个函数的图象关于一条直线对称图象的函数解析式时,要注意解几知识的运用.例3 已知函数y=12cos 2x+ 3 2sinxcosx+1 (x ∈R). (1)当y 取得最大值时,求自变量x 的集合;(2)该函数图象可由y=sinx(x ∈R)的图象经过怎样的平移和伸缩变换得到?解 (1)y= 12·1+cos2x 2 + 3 2·12 sin2x +1= 12sin(2x+π6)+ 54. 当2x+π6 =2k π+π2 ,即x=k π+π6,k ∈Z 时,y max = 74. (2)由y=sinx 图象左移π6个单位,再将图象上各点横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),其次将图象上各点纵坐标缩短到原来的12(横坐标不变),最后把图象向上平移 54个单位即可. 第7课 三角函数的最值例1 求函数f(x)=sin 2x+2sinxcosx+3cos 2x 的最大值,并求出此时x 的值.分析 由于f (x )的表达式较复杂,需进行化简.解 y=sin 2x+cos 2x+sin2x+1+cos2x=sin2x+cos2x+2= 2 sin(2x+π4)+2 当2x+π4=2k π+π2, 即x=k π+π8 (k ∈Z)时,y max = 2 +2 .点评 要熟练掌握y=asinx+bcosx 类型的三角函数最值的求法,asinx+bcosx=a 2+b 2 sin (x+φ).例2 若θ∈[-π12, π12],求函数y=cos(π4+θ)+sin2θ的最小值.分析 在函数表达式中,含有两个角和两个三角函数名称,若能化成含有一个角和一个三角函数名称的式子,则问题可得到简化.解 y=cos(π4+θ)-cos [2(θ+π4)]=cos(π4+θ)-[2cos 2(θ+π4)-1] =-2cos 2(θ+π4)+cos(π4+θ)+1 =-2[cos 2(θ+π4)-12cos(θ+π4)]+1 =-2[cos(θ+π4)-14]2+98. ∵θ∈[-π12, π12], ∴θ+π4∈[π6,π3]. ∴12≤cos(θ+π4)≤ 3 2, ∴y 最小值 = 3 -12 . 例3 试求函数y=sinx+cosx+2sinxcosx+2的最大值和最小值.分析 由于sinx+cosx 与sinxcosx 可以相互表示,所以令sinx+cosx=t ,则原三角函数的最值问题转化成y=at 2+bt+c 在某区间上的最值问题.解 令t=sinx+cosx ,则y=t+t 2+1=(t+12)2+34,且t ∈[- 2 , 2 ], ∴y min =34 ,y max =3+ 2 .点评 注意sinx+cosx 与sinxcosx 的关系,运用换元法将原三角函数的最值问题转化成y=at 2+bt+c 在某个区间上的最值问题.第8课 解斜三角形.例2 在△ABC 中,已知acosA=bcosB ,判断△ABC 的形状.分析 欲判断△ABC 的形状,需将已知式变形.式中既含有边也含有角,直接变形难以进行,若将三角函数换成边,则可进行代数变形,或将边换成三角函数,则可进行三角变换.解 方法一:由余弦定理,得 a ·(b 2+c 2—a 22bc )=b ·(a 2+c 2—b 22ac), ∴a 2c 2-a 4-b 2c 2+b 4=0 .∴(a 2-b 2)(c 2-a 2-b 2)=0 .∴a 2-b 2=0,或c 2-a 2-b 2=0.∴a=b ,或c 2=a 2+b 2.∴△ABC 是等腰三角形或直角三角形.方法二:由acosA=bcosB ,得 2RsinAcosA=2RsinBcosB .∴sin2A=sin2B . ∴2A=2B ,或2A=π-2B .∴A=B ,或A+B=π2. ∴△ABC 为等腰三角形或直角三角形1 .设锐角ABC ∆的内角A B C ,,的对边分别为a b c ,,,2sin a b A =. (Ⅰ)求B 的大小;(Ⅱ)求cos sin A C +的取值范围.【解析】:(Ⅰ)由2sin a b A =,根据正弦定理得sin 2sin sin A B A =,所以1sin 2B =, 由ABC ∆为锐角三角形得π6B =. (Ⅱ)cos sin cos sin AC A A π⎛⎫+=+π-- ⎪6⎝⎭ cos sin 6A A π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭1cos cos sin 22A A A =++3A π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.。