高中数学必修4第一章三角函数知识点总结文献编辑者——周俞江⎧⎪⎨⎪⎩正角:按逆时针方向旋转形成的角1、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、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 3、与角α终边相同的角的集合为{}360,k k ββα=⋅+∈Z 4、已知α是第几象限角,确定()*n nα∈N 所在象限的方法:先把各象限均分n 等份,再从x 轴的正半轴的上方起,依次将各区域标上一、二、三、四,则α原来是第几象限 对应的标号即为nα终边所落在的区域.“唯一让你变得与众不同的天赋是持续不断的忍耐和坚持”等分角所在象限的判断方法,在解决这类问题时,我们既可以采用常规的代数法,也可以利用数形结合思想,采用图示法巧妙对nα角所在的象限做出正确判断。
一、代数法就是利用已知条件写出α的围,由此确定n α角的围,再根据nα角的围确定所在的象限;【例1】已知α为第一象限角,求2α角所在的象限。
解:∵ α为第一项限角∴90360360+⨯⨯k k <<α )(Z k ∈451802180+⨯⨯k k <<α)(Z k ∈若k 为偶数时:则)(2Z n n k ∈=,则453602360+⨯⨯n n <<α)(Z n ∈∴ 2α角是第一象限角; 若k 为奇数时: 则)(12Z n n k∈+=,则)(2253602180360Z n n n ∈+⨯+⨯ <<α∴ 2α角是第三象限角; 因此,2α角是第一象限或第三象限角【例2】已知α为第二项限角,求2α角所在的象限。
解:∵ α为第二项限角∴180********+⨯<<+⨯k k α )(Z k ∈90180245180+⨯<<+⨯k k α)(Z k ∈若k 为偶数时:)(2Z n n k ∈=,则 90360245360+⨯<<+⨯n n α)(Z n ∈∴ 2α角是第一象限角;若k 为奇数时:)(12Z n n k ∈+=,则)(2703602225360Z n n n ∈+⨯<<+⨯ α∴ 2α角是第三象限角; 因此,2α角是第一象限或第三象限角 二、图示法就是在平面直角坐标系中,将坐标系的每个象限n 等分,通过“标号”、“选号”和“定象限”几个步骤最后确定nα角所在的象限;【例3】已知α为第三项限角,求3α解:第一步:因为要求3α角所在的象限,所以画出直角坐标系,如图1所示,把每个象限等分三等份;第二步:标号,如图所示,从靠近x 轴非负半轴的第一项限区域开始,按逆时针方向,在图中依次标上1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4;第三步:因为α为第三项限角,所以在图中将数字3的围画出,可用阴影表示; 第四步:定象限,阴影部分在哪一部分,3α角的终边就在那个象限; 由以上步骤可知,α为第三项限角,3α角为第一、第三或第四象限角。
【例4】已知α为第四项限角,求2α解:第一步:因为要求2α角所在的象限,所以画出直角坐标系, (图2) 如图2所示,把每个象限等分二等份;第二步:标号,如图所示,从靠近x 轴非负半轴的第一象限区域开始,按逆时针方向,在图中依次标上1,2,3,4,1,2,3,4;第三步:因为α为第四项限角,所以在图中将数字4的围画出,可用阴影表示; 第四步:定象限,阴影部分在哪一部分,2α角的终边就在那个象限;5、长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度.6、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l rα=. 7、弧度制与角度制的换算公式:2360π=,1180π=,180157.3π⎛⎫=≈⎪⎝⎭.8、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==.9、设α是一个任意大小的角,α的终边上任意一点P 的坐标是(),x y ,它与原点的距离是()220r r x y =+>,则sin yr α=,cos x r α=,()tan 0y x xα=≠.若在单位圆中,则有y =αsin ,x =αcos ,xy=αtan 。
10、三角函数在各象限的符号:第一象限全为正,第二象限正弦为正,第三象限正切为正,第四象限余弦为正.“一全正;二正弦;三正切;四余弦”。
这十二字口诀的意思就是说:第一象限任何一个角的四种三角函数值都是“+”;第二象限只有正弦是“+”,其余全部是“-”;第三象限只有正切和余切是“+”,其余全部是“-”;第四象限只有余弦是“+”,其余全部是“-”。
11、三角函数线:sin α=MP ,cos α=OM ,tan α=AT 12、同角三角函数的基本关系:()221sin cos 1αα+=()2222sin1cos ,cos 1sin αααα=-=-;()sin 2tan cos ααα= sin sin tan cos ,cos tan αααααα⎛⎫== ⎪⎝⎭. 13、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-=-.口诀:函数名不变,符号看象限.(注意:这里都是以“π”“πk 2”开始的)()5sin cos 2παα⎛⎫-=⎪⎝⎭,cos sin 2παα⎛⎫-= ⎪⎝⎭. ()6sin cos 2παα⎛⎫+=⎪⎝⎭,cossin 2παα⎛⎫+=- ⎪⎝⎭.以上两个口诀可以合二为一“奇变偶不变,符号看象限”(其中奇偶是“2”的奇数倍还是偶数倍),对于太大的角,可以先化小在利用“奇变偶不变,符号看象限”。
诱导公式记忆口诀:“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,余弦变正弦”。
(反之亦然成立)“符号看象限”的含义是:把角α看做锐角,不管α是多大的角,都必须“看成锐角”,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。
14、函数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. 函数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. 函数)sin(φ+=wx A y 的性质: ①振幅:A ;②周期:WT π2=;③频率:π21w T f ==;④相位:x ωϕ+;⑤初相:ϕ.“终有一天,你会特别感今天努力的你”15、正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质:a sin0 1 0 -1 0 a cos1-11sin y x =cos y x = tan y x =图象定义域R x ∈ R x ∈,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭值域∈y []1,1- ∈y []1,1-∈y R最值当2π=x +πk 2)(Z k ∈时,max 1y =;当2-π=x +πk 2)(Z k ∈时, min 1y =-.当()2x k k π=∈Z 时,max 1y =;当=x π+πk 2)(Z k ∈时,min 1y =-.既无最大值也无最小值。