三角函数一、任意角、弧度制及任意角的三角函数1.任意角(1)角的概念的推广①按旋转方向不同分为正角、负角、零角.⎧⎪⎨⎪⎩正角:按逆时针方向旋转形成的角任意角负角:按顺时针方向旋转形成的角零角:不作任何旋转形成的角②按终边位置不同分为象限角和轴线角.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 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(2)终边与角α相同的角可写成α+k ·360°(k ∈Z ).终边与角α相同的角的集合为{}360,k k ββα=⋅+∈Z (3)弧度制①1弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角. ②弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度.③半径为r 的圆的圆心角α所对弧的长为l ,则角α的弧度数的绝对值是lrα= ④若扇形的圆心角为()αα为弧度制,半径为r ,弧长为l ,周长为C ,面积为S ,则l r α=,2C r l =+,21122S lr r α==.2.任意角的三角函数定义设α是一个任意角,角α的终边上任意一点P (x ,y ),它与原点的距离为(r r =,那么角α的正弦、余弦、正切分别是:sin α=y r ,cos α=x r ,tan α=y x.(三角函数值在各象限的符号规律概括为:一全正、二正弦、三正切、四余弦)3.特殊角的三角函数值A.基础梳理1.同角三角函数的基本关系(1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1;(在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号) (2)商数关系:sin αcos α=tan α. (3)倒数关系:1cot tan =⋅αα 2.诱导公式公式一:sin(α+2k π)=sin α,cos(α+2k π)=cos_α,απαtan )2tan(=+k 其中k ∈Z . 公式二:sin(π+α)=-sin_α,cos(π+α)=-cos_α,tan(π+α)=tan α. 公式三:sin(π-α)=sin α,cos(π-α)=-cos_α,()tan tan παα-=-. 公式四:sin(-α)=-sin_α,cos(-α)=cos_α,()tan tan αα-=-. 公式五:sin ⎝⎛⎭⎫π2-α=cos_α,cos ⎝⎛⎭⎫π2-α=sin α. 公式六:sin ⎝⎛⎭⎫π2+α=cos_α,cos ⎝⎛⎭⎫π2+α=-sin_α. 诱导公式可概括为k ·π2±α的各三角函数值的化简公式.口诀:奇变偶不变,符号看象限.其中的奇、偶是指π2的奇数倍和偶数倍,变与不变是指函数名称的变化.若是奇数倍,则函数名称要变(正弦变余弦,余弦变正弦);若是偶数倍,则函数名称不变,符号看象限是指:把α看成锐角....时,根据k ·π2±α在哪个象限判断原.三角..函数值的符号,最后作为结果符号.B.方法与要点 一个口诀1、诱导公式的记忆口诀为:奇变偶不变,符号看象限.2、四种方法在求值与化简时,常用方法有:(1)弦切互化法:主要利用公式tan α=sin αcos α化成正、余弦.(2)和积转换法:利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化. (ααcos sin +、ααcos sin -、ααcos sin 三个式子知一可求二)(3)巧用“1”的变换:1=sin 2θ+cos 2θ= sin2π=tan π4 (4)齐次式化切法:已知k =αtan ,则nmk bak n m b a n m b a ++=++=++ααααααtan tan cos sin cos sin 三、三角函数的图像与性质学习目标:1会求三角函数的定义域、值域2会求三角函数的周期 :定义法,公式法,图像法(如x y sin =与x y cos =的周期是π)。
3会判断三角函数奇偶性 4会求三角函数单调区间5知道三角函数图像的对称中心,对称轴6 知道sin()y A x ωϕ=+,cos()y A x ωϕ=+,tan()y A x ωϕ=+的简单性质 (一) 知识要点梳理1、正弦函数和余弦函数的图象:正弦函数sin y x =和余弦函数cos y x =图象的作图方法:五点法:先取横坐标分别为0,3,,,222ππππ的五点,再用光滑的曲线把这五点连接起来,就得到正弦曲线和余弦曲线在一个周期内的图象。
2、正弦函数sin ()y x x R =∈、余弦函数cos ()y x x R =∈的性质: (1)定义域:都是R 。
(2)值域:都是[]1,1-,对sin y x =,当()22x k k Z ππ=+∈时,y 取最大值1;当()322x k k Z ππ=+∈时,y 取最小值-1;对cos y x =,当()2x k k Z π=∈时,y 取最大值1,当()2x k k Z ππ=+∈时,y 取最小值-1。
(3)周期性:sin y x =,cos y x =的最小正周期都是2π;(4)奇偶性与对称性:①正弦函数sin ()y x x R =∈是奇函数,对称中心是()(),0k k Z π∈,对称轴是直线()2x k k Z ππ=+∈;②余弦函数cos ()y x x R =∈是偶函数,对称中心是(),02k k Z ππ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,对称轴是直线()x k k Z π=∈;(正(余)弦型函数的对称轴为过最高点或最低点且垂直于x 轴的直线,对称中心为图象与x 轴的交点)。
(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-+∈上单调递增,在[]()2,2k k k Z πππ+∈上单调递减。
特别提醒,别忘了k Z ∈! 3、正切函数tan y x =的图象和性质: (1)定义域:{|,}2x x k k Z ππ≠+∈。
(2)值域是R ,无最大值也无最小值; (3)奇偶性与对称性:是奇函数,对称中心是,02k π⎛⎫⎪⎝⎭()k Z ∈,特别提醒:正(余)切型函数的对称中心有两类:一类是图象与x 轴的交点,另一类是渐近线与x 轴的交点,但无对称轴,这是与正弦、余弦函数的不同之处。
(4)单调性:正切函数在开区间(),22k k k Z ππππ⎛⎫-++∈ ⎪⎝⎭内都是增函数。
但要注意在整个定义域上不具有单调性。
4sin y x = cos y x =tan y x =图象定义域 R R,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭值域[]1,1-[]1,1-R最值当22x k ππ=+()k ∈Z 时,max 1y =;当22x k ππ=- ()k ∈Z 时,min 1y =-.当()2x k k π=∈Z 时,max 1y =;当2x k ππ=+()k ∈Z 时,min 1y =-.既无最大值也无最小值周期性2π 2π π 奇偶性奇函数偶函数奇函数单调性在2,222k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦()k ∈Z 上是增函数;在32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦()k ∈Z 上是减函数.在[]()2,2k k k πππ-∈Z 上是增函数;在[]2,2k k πππ+()k ∈Z 上是减函数.在,22k k ππππ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭()k ∈Z 上是增函数.函数性质5、研究函数sin()y A x ωϕ=+性质的方法:类比于研究sin y x =的性质,只需将sin()y A x ωϕ=+中的x ωϕ+看成sin y x =中的x 。
函数y =Asin (ωx +ϕ)(A >0,ω>0)的性质。
(1)定义域:R (2)值域:[-A, A] (3)周期性:2||T πω=①()sin()f x A x ωϕ=+和()cos()f x A x ωϕ=+的最小正周期都是2||T πω=。
②()tan()f x A x ωϕ=+的最小正周期都是||T πω=。
(4)单调性:函数y =Asin (ωx +ϕ)(A >0,ω>0)的单调增区间可由2k π-2π≤ωx +ϕ≤2k π+2π,k ∈z 解得;单调减区间可由2k π+2π≤ωx +ϕ≤2k π+32π,k ∈z 解得。
在求sin()y A x ωϕ=+的单调区间时,要特别注意A 和ω的符号,通过诱导公式先将ω化正。
如函数23y sin(x )π=-+的递减区间是______(答:解析:y=,所以求y 的递减区间即是求的递增区间,由得,所以y 的递减区间是四、函数()sin y A x =ω+ϕ的图像和三角函数模型的简单应用一、知识要点1、 几个物理量: ①振幅:A ;②周期:2πωT =;③频率:12f ωπ==T ;④相位:x ωϕ+;⑤初相:ϕ. 2、 函数sin()y A x ωϕ=+表达式的确定:A 由最值确定;ω由周期确定;ϕ由图象上的特殊点确定.函数()sin y x ωϕ=A ++B ,当1x x =时,取得最小值为min y ;当2x x =时,取得最大值为maxy ,则()max min 12y y A =-,()max min 12y y B =+,()21122x x x x T =-<.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,纵坐标伸(缩)A 倍 sin y x ω=(sin x φ=+A y sin =y=sinxx A y ωsin =()ϕ+=x A y sin 横坐标 伸(缩)ω1倍 ()sin y A x ωϕ=+ (ω=x y sin A y sin =(ω=x y sin (sin y A x =+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y =sin x 的图象经变换可得到()sin y A x =ω+ϕ()0>ω的图象5、函数sin()y A x b ωϕ=++的图象与sin y x =图象间的关系:①函数sin y x =的图象向左(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=+图象向上(0b >)或向下(0b <)平移||b 个单位,得到()sin y A x b ωϕ=++的图象。