第七章 函数及其有关概念一、角的概念:1、正角、负角、零角:逆时针方向旋转的角叫做正角,顺时针方向的叫做负角;当射线没有旋转时,我们把它叫做零角。
2、象限角:角的终边落在象限内的角,根据角终边所在的象限把象限角分为:第一象限角、第二象限角、第三象限角、第四象限角。
3、轴线角:角的终边落在坐标轴上的角。
终边在x 轴上的角的集合: {}Z k k ∈⨯=,180| ββ;终边在y 轴上的角的集合: {}Z k k ∈+⨯=,90180| ββ;终边在坐标轴上的角的集合:{}Z k k ∈⨯=,90| ββ。
4、终边相同的角:与α终边相同的角2x k απ=+。
5、与α终边反向的角: (21)x k απ=++;终边在y=x 轴上的角的集合:{}Z k k ∈+⨯=,45180| ββ ;终边在x y -=轴上的角的集合:{}Z k k ∈-⨯=,45180| ββ6、若角α与角β的终边在一条直线上,则角α与角β的关系:βα+=k 1807、成特殊关系的两角:(1)若角α与角β的终边关于x 轴对称,则角α与角β的关系:βα-=k 360;(2)若角α与角β的终边关于y 轴对称,则角α与角β的关系:βα-+= 180360k ;(3)若角α与角β的终边互相垂直,则角α与角β的关系: 90360±+=βαk 二、弧度制:lRα=角度与弧度的换算公式: 360°=2π 180°=π 1°=0.01745 1=57.30°=57°18′弧长公式:R l θ= ; 扇形面积:S=α22121r r l =⋅任意角三角函数: (一)任意角的三角函数定义:三角函数 定义域=)(x f sinx {}R x x ∈| =)(x f cosx {}R x x ∈|=)(x f tanx ⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠∈Z k k x R x x ,21|ππ且=)(x f cotx {}Z k k x R x x ∈≠∈,|π且=)(x f secx ⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠∈Z k k x R x x ,21|ππ且=)(x f cscx{}Z k k x R x x ∈≠∈,|π且(二)三角函数在各象限内的符号规律:正弦函数余弦函数正切函数(三)常用三角函数的图像和性质:图像:(1)正弦函数:(2)余弦函数:(3)正切函数:(4)余切函数:性质:定义域 RR值域R R 周期性 奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数奇函数对称性图象关于坐标原点对称图象关于 轴对称 图象关于坐标原点对称 图象关于原点对称单调性在区间上单调递增; 在区间上单调递减。
在区间上单调递增; 在区间上单调递减。
在区间上单调递增。
在区间上单调递减。
(四)同角三角函数关系式:(1)乘积关系:1csc sin =⋅αα,1sec cos =⋅αα,1cot tan =⋅αα (2)商数关系:αααtan cos sin = αααcot sin cos = (3)平方关系:1cos sin 22=+αα,αα22sec tan 1=+,αα22csc cot 1=+ (五)诱导公式:(2kπα+)的本质是:奇变偶不变(对k 而言,指k 取奇数或偶数),符号看象限(看原函数,同时可把α看成是锐角).sin(πα-)=sin α,cos(πα-)=-cos α,tan(πα-)=-tan α sin(πα+)=-sin α,cos(πα+)=-cos α,tan(πα+)=tan α sin(α-)=-sin α,cos(α-)=cos α,tan(α-)=-tan αsin(2πα-)=-sin α,cos(2πα-)=cos α,tan(2πα-)=-tan αsin(2k πα+)=sin α,cos(2k πα+)=cos α,tan(2k πα+)=tan α,()k Z ∈sin(2πα-)=cos α,cos(2πα-)=sin αsin(2πα+)=cos α,cos(2πα+)=-sin α(六)和角公式:βαβαβαsin sin cos cos )cos(-=+;βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(-+=+βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=- ;βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(+-=-βαβαβαsin cos cos sin )sin(+=+βαβαβαsin cos cos sin )sin(-=-(七)倍角与半角公式:αααcos sin 22sin =;2cos 12sin αα-±= ααααα2222sin 211cos 2sin cos 2cos -=-=-=;2cos 12cos αα+±= ααα2tan 1tan 22tan -=;1cos sin 1cos tan 21cos 1cos sin ααααααα--=±==++(八)万能公式:2tan12tan 2sin 2ααα+=;2tan12tan 1cos 22ααα+-=;2tan 12tan2tan 2ααα-=(九)三角函数的积化和差与和差化积:()()()()()()()()1sin cos sin sin 21cos sin sin sin 21cos cos cos cos 21sin sin cos cos 2αβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦=+--⎡⎤⎣⎦=++-⎡⎤⎣⎦=-+--⎡⎤⎣⎦sin sin 2sincos22αβαβαβ+-+=sin sin 2cossin22αβαβαβ+--=cos cos 2sinsin22αβαβαβ+--=-(十)辅助角公式:)cos sin (cos sin 222222ααααba b ba ab a b a ++++=+(十一)正弦函数图象的变换:()()αωαωω+=−−−→−+=−−−→−=−−−→−=x A y x y x y x y sin sin sin sin 振幅变换平移变换横伸缩变换四、常见结论: 1.x y sin =与x y cos =的周期是π。
2.)sin(ϕω+=x y 或)cos(ϕω+=x y (0≠ω)的周期ωπ2=T 。
3.2tanxy=的周期为2π.。
4.)sin(ϕω+=x y 的对称轴方程是2ππ+=k x (Z k ∈),对称中心(0,πk );)cos(ϕω+=x y 的对称轴方程是πk x =(Z k ∈),对称中心(0,21ππ+k );)tan(ϕω+=x y 的对称中心(0,2πk )。
5.当αtan ·,1tan =β)(2Z k k ∈+=+ππβα;当αtan ·tan 1,β=-()2k k Z παβπ-=+∈。
6.函数x y tan =在R 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,x y tan =为增函数,同样也是错误的。
7.奇函数特有性质:若x ∈0的定义域,则)(x f 一定有0)0(=f 。
(x ∉0的定义域,则无此性质)。
8. x y sin =不是周期函数;x y sin =为周期函数(π=T );x y cos =是周期函数(如图);x y cos =为周期函数(π=T );212cos +=x y 的周期为π(如图),并非所有周期函数都有最小正周期,例如:五、形如sin()y A x ωϕ=+的函数的性质: (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 由最值确定;ω由周期确定;ϕ由图象上的特殊点确定,如()sin()(0,0f x A x A ωϕω=+>>,||)2πϕ<的图象如图所示,则()f x =(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▲yxy=cos |x|图象▲1/2yxy=|cos2x +1/2|图象23题图2π9YX-223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。
六、解三角形—正弦定理与余弦定理:1、正弦定理:在任一个三角形中,各边和它所对角的正弦之比相等,这个比值是三角形外接圆的半径,即 A a s i n =B b sin =Ccsin =2R (R 为△ABC 外接圆半径),如下图所示:正弦定理的推广:(1)sin sin a A b B =,sin sin b B c C =,sin sin c C a A=(2)2sin sin a b R A B +=+,2sin sin b cR B C +=+,2sin sin c a R C A +=+,2sin sin sin a b cR A B C++=++(和比性质)(3)2sin sin a bR A B-=-(a 和b 不相等)(差比性质) 2、余弦定理:A bc c b a cos 2222-+=⇔bc a c b A 2cos 222-+=B ca a c b cos 2222-+=⇔ca b a c B 2cos 222-+=C ab b a c cos 2222-+=⇔ab c b a C 2cos 222-+=3、面积公式:111sin ()222a S ah ab C r a bc ===++(其中r 为三角形内切圆半径).如ABC ∆中,若C B A B A 22222sin sin cos cos sin =-,判断ABC ∆的形状(答:直角三角形)。