【知识网络】《三角函数》应用一、任意角的概念与弧度制1、将沿 x 轴正向的射线,围绕原点旋转所形成的图形称作角. 逆时针旋转为正角,顺时针旋转为负角,不旋转为零角2、同终边的角可表示为{=+ k 360︒}(k ∈ Z )x 轴上角:{= k 180 }(k ∈ Z ) y 轴上角:{= 90 + k 180 }(k ∈ Z )3、第一象限角:{0 + k 360︒ << 90 + k 360︒}(k ∈ Z )第二象限角:{90 + k 360︒ << 180 + k 360︒}(k ∈ Z )第三象限角:{180 + k 360︒ << 270 + k 360︒}(k ∈ Z )第四象限角:{270 + k 360︒ << 360 + k 360︒}(k ∈ Z )4、区分第一象限角、锐角以及小于90 的角 第一象限角:{0 + k 360︒ << 90 + k 360︒}(k ∈ Z )锐角:{0 << 90 }小于90 的角:{< 90 }5、若为第二象限角,那么 为第几象限角?2+ 2k ≤≤ + 2k+ k ≤ ≤ + k24 2 2弧长公式同角三角函数 的基本关系式诱导 公式应用计算与化简 证明恒等式应用任意角的概念角度制与 弧度制 任意角的 三角函数三角函数的 图像和性质应用已知三角函 数值求角和角公式应用倍角公式应用差角公式应用x 2 + y 2 , k = 0,≤≤ k = 1, 5 ≤≤34 2 42所以 在第一、三象限26、弧度制:弧长等于半径时,所对的圆心角为1弧度的圆心角,记作1rad .7、角度与弧度的转化:1︒ = 180 ≈ 0.017451 = 180︒ ≈ 57.30︒ = 57︒18'角度 0︒ 30︒ 45︒ 60︒90120︒ 135︒ 150︒ 180︒ 360︒ 弧度6432233 45 629、弧长与面积计算公式 弧长: l =⨯ R ;面积: S = 1 l ⨯ R =1⨯ R 2 ,注意:这里的均为弧度制.2 2二、任意角的三角函数 yxy 1、正弦: sin= ;余弦cos = r ;正切tan=rx其中( x , y ) 为角终边上任意点坐标, r = .2、三角函数值对应表:度0 30 45 60 90 120 135 150 180 270︒360 弧度6432233 45 63 22sin1 22 23 213 2 2 2 1 21cos 13 22 21 2- 1 2-2 2- 3 2-1 01tan3313无- 3-1- 3 30 无 0 ,y TPoAMx (Ⅰ)yT Mo AxP(Ⅲ)yoM AxP T(Ⅳ)3、三角函数在各象限中的符号口诀:一全正,二正弦,三正切,四余弦.(简记为“全 s t c ”)sin tan cos第一象限:.x > 0, y > 0 第二象限:.x < 0, y > 0 第三象限:.x < 0, y < 0 第四象限:.x > 0, y < 0 sin α > 0,cos α > 0,tan α > 0, sin α >0,cosα < 0,tan α < 0, sin α < 0,cos α < 0,tan α > 0, sin α < 0,cos α > 0,tan α < 0,4、三角函数线设任意角的顶点在原点O ,始边与 x 轴非负半轴重合,终边与单位圆相交与 P (x , y ) , 过 P 作 x 轴的垂线,垂足为 M ;过点 A (1, 0) 作单位圆的切线,它与角的终边或其反向延长线交于点 T.由四个图看出:当角的终边不在坐标轴上时,有向线段OM = x , MP = y ,于是有sin= y = y = y = MP , cos = x = x= x = OM r 1 r 1 , tan = y = MP = AT= AT .x OM OA我们就分别称有向线段 MP , OM , AT 为正弦线、余弦线、正切线。
y PA Mox (Ⅱ)T⎩ ⎩5、同角三角函数基本关系式sin 2+ cos 2= 1tan=sin⇒ tan cot = 1cos(sin + cos )2 = 1+ 2 s in cos(sin - cos )2 = 1- 2 s in cos( sin+ cos , sin - cos , sin • cos,三式之间可以互相表示)6、诱导公式n+口诀:奇变偶不变,符号看象限(所谓奇偶指的是 2中整数 n 的奇偶性,把看作锐角)⎧ n ⎧ nn ⎪(-1)2 sin , n 为偶数 n ⎪(-1)2co s , n 为偶数sin( 2 +) = ⎨ n -1 ; co s( 2 +) = ⎨ . n +1 ⎪(-1) 2 co s , n 为奇数 ⎪(-1) 2sin , n 为奇数①.公式(一):与+ 2k, (k ∈ Z )sin(+ 2k ) = sin; cos(+ 2k ) = cos; tan(+ 2k ) = tan②.公式(二):与-sin (-) = -sin ; cos (-) = cos; tan (-) = - tan③.公式(三):与+sin (+) = -sin; cos (+) = -cos ; tan (+) = tan ④.公式(四):与- sin (-) = sin ; cos (-) = -cos; tan (-) = - tan⑤.公式(五):与 +2sin ⎛+⎫ = cos ; cos ⎛+⎫ = -sin ;⎪ ⎪ ⎝ 2 ⎭ ⎝ 2 ⎭⑥.公式(六):与 -2sin ⎛-⎫ = cos ; cos ⎛-⎫ = sin ;⎪ ⎪ ⎝ 2⎭⎝ 2⎭3 ⑦.公式(七):与 +2sin ⎛ 3+⎫ = -cos ; cos ⎛ 3+⎫ = sin ;2 ⎪ 2 ⎪ ⎝ ⎭⑧.公式(八):与⎝ ⎭3-21sin⎛3-⎫=-cos;cos⎛3-⎫=-sin;2 ⎪ 2 ⎪⎝⎭⎝⎭三、三角函数的图像与性质1、将函数y =sin x 的图象上所有的点,向左(右)平移个单位长度,得到函数y =sin (x +)的图象;再将函数y = sin (x +)的图象上所有点的横坐标伸长(缩短)到原来的倍(纵坐标不变),得到函数y = sin (x +) 的图象;再将函数y=sin(x+)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y =A sin (x +)的图象。
2、函数y =A sin (x +)(A > 0,> 0)的性质:2①振幅:A ;②周期:T =;③频率:f=1=;④相位:x +;⑤初相:。
T 23、周期函数:一般地,对于函数f (x),如果存在一个非零常数T ,使得定义域内的每一个x 值,都满足f (x +T )=f (x),那么函数f (x)就叫做周期函数,T 叫做该函数的周期.k4、⑴ y =A sin(x +) 对称轴:令x +=k+ ,得x =2+-2k-对称中心:x+=k,得 x=(k-∈Z ) ;,,0)(kk-⑵ y =A cos(x +) 对称轴:令x+=k,得x=;k对称中心:x+=k+⑶周期公式:,得x =2+-2 ,(k+-2 ,0)(k ∈Z ) ;2①函数y =A sin(x +) 及y =A c os(x +) 的周期T =(A、ω、为常数,且A≠0).②函数 y =A t an(x +)的周期T = (A、ω、为常数,且A≠0).5函数性质y = sin x y = cos x y = tan x图像定义域R R⎧⎫⎨x x ≠k+2, k ∈Z ⎬⎩⎭值域[-1,1] [-1,1] R最值当x= 2k+(k ∈Z )时,2ymax=1;当x= 2k-(k ∈Z )时,2ymin=-1.当x =2k(k ∈Z)时,ymax=1;当 x = 2k+(k ∈Z )时,y min=-1.既无最大值也无最小值周期性22奇偶性奇函数偶函数奇函数单调性⎡⎤在⎢⎣-2+2k,2+2k⎥⎦(k ∈Z)上是增函数;⎡3⎤在⎢⎣2+2k,2+2k⎥⎦(k ∈Z)上是减函数.在[-+ 2k,2k](k ∈Z )上是增函数;在[2k, 2k+](k ∈Z )上是减函数.⎛⎫在 k-, k+⎪⎝ 2 2 ⎭(k ∈Z )上是增函数.对称性对称中心(k, 0)(k ∈Z )对称轴x =k+(k ∈Z )2对称中心⎛k+0⎫(k ∈Z ), ⎪⎝ 2 ⎭对称轴 x =k(k ∈Z )⎛k⎫对称中心 , 0⎪(k ∈Z )⎝2 ⎭无对称轴6.五点法作y=A sin(x+)的简图,设t =x +,取0、再描点作图。
、、23、2来求相应x 的值以及对应的 y 值27.y =A sin(ωx +ϕ)的的图像8.函数的变换:(1)函数的平移变换①y =f (x) →y =f (x ±a)(a > 0) 将 y =f (x) 图像沿x 轴向左(右)平移a 个单位(左加右减)②y =f (x) →y =f (x) ±b(b > 0) 将 y =f (x) 图像沿y 轴向上(下)平移b 个单位(上加下减)(2)函数的伸缩变换:1① y = f (x) →y = f (wx)(w > 0) 将 y = f (x) 图像纵坐标不变,横坐标缩到原来的倍(w > 1 缩短,w0 <w < 1伸长)② y = f (x) →y =Af (x)( A > 0) 将 y = f (x) 图像横坐标不变,纵坐标伸长到原来的 A 倍(A > 1 伸长,0 <A < 1缩短)(3)函数的对称变换:① y = f (x) →y = f (-x) ) 将 y = f (x) 图像绕y 轴翻折 180°(整体翻折)(对三角函数来说:图像关于x 轴对称)② y = f (x) →y =-f (x) 将y = f (x) 图像绕x 轴翻折 180°(整体翻折)(对三角函数来说:图像关于y 轴对称)③y = f (x) →y = f ( x )将 y = f (x) 图像在y 轴右侧保留,并把右侧图像绕y 轴翻折到左侧(偶函数局部翻折)④y =f (x) →y =f (x) 保留 y =f (x) 在x 轴上方图像,x 轴下方图像绕x 轴翻折上去(局部翻动)四、三角恒等变换1 - cos a2 1 + cos a 2 1. 两角和与差的正弦、余弦、正切公式: (1) s in(+ ) = sin cos + s incos(2) s in(- ) = sin cos - s in cos(3) c os(+ ) = cos cos - sin sin(4) c os(- ) = cos cos + sin sin(5) t an(+ ) =(6) t an(- ) =tan + tan ⇒1 - tan tantan - tan ⇒1 + tan tantan + tan = tan (+ )(1- tan tan)tan - tan = tan (-)(1+ tantan)(7) a s in+ b c os = +) (其 中 ,辅 助 角 所 在 象 限 由 点(a , b ) 所 在 的 象 限 决 定 ,sin = = t an = ba ,该法也叫合一变形).(8)1+ tan1- tan tan( 4 +) 1- tan1+ tan tan( 4-)2. 二倍角公式(1) sin 2a = 2sin a cos a(2) cos 2a = cos 2 a - sin 2 a = 1 - 2sin 2 a = 2cos 2 a - 1(3) (3)tan 2a =2 tan a1 - tan2 a3. 降幂公式:cos 2 a =1 + cos 2a(1)2 4. 升幂公式(2)sin 2 a = 1 - cos 2a2(1)1+ cos = 2 cos 22(2)1- cos = 2 sin 22 (3)1± sin = (sin ± cos 2 2 (4)1 = s in 2+ cos 2(5) s in= 2 s in cos 2 25. 半角公式(符号的选择由 所在的象限确定)2(1) sin a= ± ,2(2) cos a= ± ,2a 2 +b 2 a 2 + b 2 a 2 + b 2= = 2)12 + ( 3)2 1 + cos a 2)(3) tan a = ± 2= sin a 1 + cos a = 1 - cos a sin a6. 万能公式: 2 tan1- tan 2(1) sin=2 , (2) cos= 2 , 1+ t an 2 2 2 t an(3) tan= 2 . 1- tan 221+ tan 227. 三角变换:三角变换是运算化简过程中运用较多的变换,提高三角变换能力,要学会创设条件,灵活运用三角公式,掌握运算、 化简的方法技能。