高中数学第四章-三角函数
考试内容:
角的概念的推广.弧度制.
任意角的三角函数.单位圆中的三角函数线.同角三角函数的基本关系式. 正弦、余弦的诱导公式. 两角和与差的正弦、余弦、正切.二倍角的正弦、余弦、正切.
正弦函数、余弦函数的图像和性质.周期函数.函数y=Asin(ωx+φ) 的图像.正切函数的图像和性质.已知三角函数值求角.
正弦定理.余弦定理.斜三角形解法.
考试要求:
(1)理解任意角的概念、弧度的意义能正确地进行弧度与角度的换算.
(2)掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义;了解余切、正割、余割的定义;掌握同角三角函数的基本关系式;掌握正弦、余弦的诱导公式;了解周期函数与最小正周期的意义.
(3)掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式;掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式. (4)能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明.
(5)理解正弦函数、余弦函数、正切函数的图像和性质,会用“五点法”画正弦函数、余弦函数和函数y=Asin(ωx+φ) 的简图,理解A. ω、φ的物理意义.
(6)会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsinx\arc-cosx\arctanx表示. (7)掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形. (8)“同角三角函数基本关系式:sin2α+cos2α=1,sin α/cosα=tanα,tan α•cos α=1”.
§04. 三角函数 知识要点
1. ①与α(0°≤α<360°)终边相同的角的集合(角α与角β的终边重合):β|β=k ⨯360 +α, k ∈Z
{}
②终边在x 轴上的角的集合: β|β=k ⨯180, k ∈Z ③终边在y 轴上的角的集合:β|β=k ⨯180+90, k ∈Z ④终边在坐标轴上的角的集合:β|β=k ⨯90 , k ∈Z ⑤终边在y =x 轴上的角的集合:β|β=k ⨯180 +45 , k ∈Z ⑥终边在y =-x 轴上的角的集合:β|β=k ⨯180 -45 , k ∈Z
{
}
{
}
{}
{}
{}
SIN \COS 1、2、3、4表示第一、二、三、四象限一半所在区域
⑦若角α与角β的终边关于x 轴对称,则角α与角β的关系:α=360 k -β ⑧若角α与角β的终边关于y 轴对称,则角α与角β的关系:α=360 k +180 -β ⑨若角α与角β的终边在一条直线上,则角α与角β的关系:α=180 k +β ⑩角α与角β的终边互相垂直,则角α与角β的关系:α=360 k +β±90 2. 角度与弧度的互换关系:360°=2π 180°=π 1°=0.01745 1=57.30°=57°18′ 注意:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零.
、弧度与角度互换公式: 1rad =180°≈57.30°=57°18ˊ. 1°=π≈0.01745(rad )
π
180
3、弧长公式:l =|α|⋅r . 扇形面积公式:s 扇形=
11
lr =|α|⋅r 2 22
4、三角函数:设α是一个任意角,在α的终边上任取(异于(x,y )P 与原点的距离为r ,则 sin α=y ;
cos α=r r r x
cot α=; sec α=;. csc α=.
x y y
原点的)一点P
tan α=
y
x
;
5、三角函数在各象限的符号:(一全二正弦,三切四余弦)
正弦、余割
余弦、正割
正切、余切
6、三角函数线
正弦线:MP; 余弦线:OM; 正切线: AT.
7. 三角函数的定义域:
16. 几个重要结论:(3) 若 o
2
cos α
c o s α
=c o t αs i n α
8、同角三角函数的基本关系式:sin α=tan α
α⋅c o s α=1 tan α⋅cot α=1 csc α⋅sin α=1 s e c
sin 2α+cos 2α=1 sec 2α-tan 2α=1 csc 2α-cot 2α=1
9、诱导公式:
把
k π ±α的三角函数化为α的三角函数,概括为:
2
“奇变偶不变,符号看象限” 三角函数的公式:(一)基本关系
公式组一公式组二 公式组三
sin x sin(2k π+x ) =sin x s i n -(x ) =-s i n x sin x ·csc x =1tan x =sin 2x +cos2x =1cos x
cos(2k π+x ) =cos x c o s -(x ) =c o s x
cos x 2 2
cos x ·sec x =1x =sin x
1+tanx =secx tan(2k π+x ) =tan x t a n -(x ) =-t a n x tan x ·cot x =1 1+cot2x =csc2x cot(2k π+x ) =cot x c o t -(x ) =-c o x t
公式组四 公式组五 公式组六 sin(π+x ) =-sin x s i n 2π(-x ) =-s i n x s i n π(-x ) =s i n x cos(π+x ) =-cos x c o s 2π(-x ) =c o s x c o s πtan(π+x ) =tan x t a n 2π(-x ) =-t a n x (-x ) =-c o s x
t a n π(-x ) =-t a n x
cot(π+x ) =cot x c o t 2π(-x ) =-c o x t c o πt (-x ) =-c o x t (二)角与角之间的互换
公式组一 公式组二
cos(α+β) =cos αcos β-sin αsin β s i n
2α=2s i n αc o αs cos(α-β) =cos αcos β+sin αsin β c o s 2
α=c o 2s α-s i 2n α=2c o 2s α-1=1-2s i 2n α sin(α+β) =sin αcos β+cos αsin β tan 2α=
2tan α1-tan 2
α
sin(α-β) =sin αcos β-cos αsin β s i α
=±-c o αs
2
2
tan(α+β) =
tan α+tan β1-tan αtan β cos α2=±1+cos α
2
tan(α-β) =
tan α-tan β1+tan αtan β tan α-cos αsin α1-cos α
2=±1+cos α=1+cos α=
sin α
公式组三 公式组四 公式组五
2tan
αsin αcos β=1
2[sin (α+β)+sin (α-β)]cos(1π-αsin α=2 cos αsin β=1[sin (α+β)-sin (α-2) =sin α1+tan 2α2β)]
12sin(βπ-α) =cos αcos =12cos α2
[cos (α+β)+cos (α-β)]
1-tan
2αcos α=
21tan(1π-α) =cot α sin αsin β=-2[cos (α+β)-cos (α-β)]21+tan 22sin α+sin β=2sin α+βcos α-βcos(1π+α) =-sin α2tan
αsin α-sin β=2cos α2+βα2-β
2
2sin 2tan(1π+α) =tan α=
cos α+cos β=2cos α+βcos α-β2-cot α1-tan 2α2cos α-cos β=-2sin α2+βα2-βsin(1π+α) =cos α2sin 2
2sin 15 =cos 75 =
6-2, 6+2, tan 15 =cot 75 =2-, tan 75 =cot 15 =24
sin 75 =cos 15 =4
+3.
10. 正弦、余弦、正切、余切函数的图象的性质:
y =f (x ) 在[a , b ]上递增(减),则y =-f (x ) 在[a , b ]上递减(增).
②y =sin x 与y =cos x 的周期是π.
ωx +ϕ) 或y =cos(ωx +ϕ) (ω≠0)的周期T =③y =sin(
2π
.
x
y =tan 的周期为2π(T =π⇒T =2π,如图,翻折无效).
2ωx +ϕ) 的对称轴方程是x =k π+④y =sin(
π
2
(c s (k ∈Z ),对称中心(k π, 0);y =o ωx +ϕ) 的对称轴方程是
x =k π(k ∈Z ),对称中心(k π+1π, 0);
2
y =a n t (ωx +ϕ) 的对称中心(
π
2
k π
, 0). 2
(k ∈Z ) .
y =cos 2x −原点对称−−−→y =-cos(-2x ) =-cos 2x
tan β=1, α+β=k π+⑤当tan α·
π
2
tan β=-1, α-β=k π+(k ∈Z ) ;tan α·
π⎫⑥y =cos x 与y =sin ⎛ x ++2k π⎪是同一函数, 而y =(ωx +ϕ) 是偶函数,则
2⎝⎭
1
y =(ωx +ϕ) =sin(ωx +k π+π) =±cos(ωx ) .
2
⑦函数y =tan x 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,y =tan x 为增
函数,同样也是错误的].
⑧定义域关于原点对称是f (x ) 具有奇偶性的必要不充分条件. (奇偶性的两个条件:一是定义域关于原点对称(奇偶都要),二是满足奇偶性条件,偶函数:f (-x ) =f (x ) ,奇函数:f (-x ) =-f (x ) ) 1
奇偶性的单调性:奇同偶反. 例如:y =tan x 是奇函数,y =tan(x +π) 是非奇非偶. (定义域不关于原点
3对称)
奇函数特有性质:若0∈x 的定义域,则f (x ) 一定有f (0) =0. (0∉x 的定义域,则无此性质)
⑨y =sin x 不是周期函数;y =sin x 为周期函数(T =π)
;y =cos x 为周期函数(T =y =x 是周期函数(如图)
1,并非所有周期函数都有最小正周期,例如: y =cos 2x +的周期为π(如图)
2
y =|c o 2s x +21/|图象
y =f (x ) =5=f (x +k ), k ∈R .
⑩y =a cos α+b sin β=a 2+b 2sin(α+ϕ) +cos ϕ=
11、三角函数图象的作法: 1)、几何法:
b
有a 2+b 2≥y . a
2)、描点法及其特例——五点作图法(正、余弦曲线),三点二线作图法(正、余切曲线). 3)、利用图象变换作三角函数图象.
三角函数的图象变换有振幅变换、周期变换和相位变换等.
函数y =Asin (ωx +φ)的振幅|A|,周期T =2π,频率f =1=|ω|,相位ωx +ϕ; 初相ϕ(即当x =0
|ω|
T
2π
时的相位).(当A >0,ω>0 时以上公式可去绝对值符号),
由y =sinx 的图象上的点的横坐标保持不变,纵坐标伸长(当|A|>1)或缩短(当0<|A|<1)到原来的|A|倍,得到y =Asinx 的图象,叫做振幅变换或叫沿y 轴的伸缩变换.(用y/A替换y )
由y =sinx 的图象上的点的纵坐标保持不变,横坐标伸长(0<|ω|<1)或缩短(|ω|>1)到原来的|1|
ω
倍,得到y =sin ω x 的图象,叫做周期变换或叫做沿x 轴的伸缩变换.(用ωx 替换x)
由y =sinx 的图象上所有的点向左(当φ>0)或向右(当φ<0)平行移动|φ|个单位,得到y =sin (x +φ)的图象,叫做相位变换或叫做沿x 轴方向的平移.(用x +φ替换x)
由y =sinx 的图象上所有的点向上(当b >0)或向下(当b <0)平行移动|b |个单位,得到y =sinx +b 的图象叫做沿y 轴方向的平移.(用y+(-b)替换y )
由y =sinx 的图象利用图象变换作函数y =Asin (ωx +φ)(A >0,ω>0)(x ∈R )的图象,要特别注意:当周期变换和相位变换的先后顺序不同时,原图象延x 轴量伸缩量的区别。 4、反三角函数:
函数y =sin x ,记作y =arcsin x ,它的定义域是[-1,1],值域是⎡-π π⎤.⎛⎡ππ⎤⎫的反函数叫做反正弦函数, x ∈-⎪
⎝
⎪⎢⎣22⎥⎦⎭
⎢
⎣
22⎥⎦
函数y =cos x ,(x ∈[0,π])的反应函数叫做反余弦函数,记作y =arccos x ,它的定义域是[-1,1],
值域是[0,π].
函数y =tan x ,⎛值域是⎛-ππ⎫.
⎝⎪22⎭
⎛ππ⎫⎫的反函数叫做反正切函数,记作 ⎪⎪ x ∈ -22⎭⎪⎝⎝⎭
y =arctan x ,它的定义域是(-∞,+∞),
函数y =ctg x ,[x ∈(0,π)]的反函数叫做反余切函数,记作y =arcctg x ,它的定义域是(-∞,+∞),值域是(0,π).
II. 竞赛知识要点
一、反三角函数.
1. 反三角函数:⑪反正弦函数y =arcsin x 是奇函数,故arcsin(-x ) =-arcsin x ,x ∈[-1, 1](一定要注明定义域,若x ∈(-∞, +∞),没有x 与y 一一对应,故y =sin x 无反函数)
注:sin(arcsinx ) =x ,x ∈[-1, 1],arcsin x ∈⎡-π, π⎤.
⎢22⎥⎣⎦
⑫反余弦函数y =arccos x 非奇非偶,但有arccos(-x ) +arccos(x ) =π+2k π,x ∈[-1, 1]. 注:①cos(arccosx ) =x ,x ∈[-1, 1],arccos x ∈[0, π].
②y =cos x 是偶函数,y =arccos x 非奇非偶,而y =sin x 和y =arcsin x 为奇函数. ⑬反正切函数:y =arctan x ,定义域(-∞, +∞) ,值域(-
arctan(-x ) =-arctan x ,x ∈(-∞, +∞) .
ππ
22,
),y =n a t c r a x 是奇函数,
注:tan(arctanx ) =x ,x ∈(-∞, +∞) .
⑭反余切函数:y =arc cot x ,定义域(-∞, +∞) ,值域(-
ππ
a r o t c ,y =c , )
22
x 是非奇非偶.
arc cot(-x ) +arc cot(x ) =π+2k π,x ∈(-∞, +∞) . 注:①cot(arc cot x ) =x ,x ∈(-∞, +∞) .
1-x ) 互为奇函数,y =arctan x 同理为奇而y =arccos x 与y =arc cot x 非奇非偶但满②y =arcsin x 与y =arcsin(
足arccos(-x ) +arccos x =π+2k π, x ∈[-1, 1]arc cot x +arc cot(-x ) =π+2k π, x ∈[-1, 1].
⑫ 正弦、余弦、正切、余切函数的解集:
a 的取值范围 解集 a 的取值范围 解集 ①sin x =a 的解集 ②cos x =a 的解集
a
>1 ∅ =1 {x |x =2k π+arcsin a , k ∈Z } <1 x |x =k π+(-1)k arcsin a , k ∈Z
a
a
>1 ∅
a
=1 {x |x =2k π+arccos a , k ∈Z }
a
{}
a
<1 {x |x =k π±arccos a , k ∈Z }
③tan x =a 的解集:{x |x =k π+arctan a , k ∈Z } ③c o x t =a 的解集:{x |x =k π+arc c o a t , k ∈Z } 二、三角恒等式.
sin 2n +1α组一 n
cos αcos 2αcos 4α... cos 2α=n +1
2sin α
sin 3α=3sin α-4sin 3αcos 3α=4cos 3α-3cos α
sin 2α-sin 2β=sin (α+β)sin (α-β)=cos 2β-cos 2α
组二
∏n
cos α
k
=cos
α
cos
α
k =1
2
2
4
cos
α
8
cos
α
2
n
=
sin α2n sin
2n
∑
n
cos(x +kd ) =cos x +cos(x +d ) + +cos(x +nd ) =
sin((n +1) d ) cos(x +nd ) k =0sin d
∑n
sin(x +kd ) =sin x +sin(x +d ) + +sin(x +nd ) =
sin((n +1) d ) sin(x +nd )
k =0
sin d
tan(α+β+γ) =
tan α+tan β+tan γ-tan αtan βtan γ
1-tan αtan β-tan βtan γ-tan γtan α
组三 三角函数不等式
sin x <x <tan x , x ∈(0,
π
2
) f (x ) =
sin x
x
在(0, π) 上是减函数 若A +B +C =π,则x 2+y 2+z 2≥2yz cos A +2xz cos B +2xy cos C
高中数学第四章-三角函数
考试内容:
角的概念的推广.弧度制.
任意角的三角函数.单位圆中的三角函数线.同角三角函数的基本关系式. 正弦、余弦的诱导公式. 两角和与差的正弦、余弦、正切.二倍角的正弦、余弦、正切.
正弦函数、余弦函数的图像和性质.周期函数.函数y=Asin(ωx+φ) 的图像.正切函数的图像和性质.已知三角函数值求角.
正弦定理.余弦定理.斜三角形解法.
考试要求:
(1)理解任意角的概念、弧度的意义能正确地进行弧度与角度的换算.
(2)掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义;了解余切、正割、余割的定义;掌握同角三角函数的基本关系式;掌握正弦、余弦的诱导公式;了解周期函数与最小正周期的意义.
(3)掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式;掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式. (4)能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明.
(5)理解正弦函数、余弦函数、正切函数的图像和性质,会用“五点法”画正弦函数、余弦函数和函数y=Asin(ωx+φ) 的简图,理解A. ω、φ的物理意义.
(6)会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsinx\arc-cosx\arctanx表示. (7)掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形. (8)“同角三角函数基本关系式:sin2α+cos2α=1,sin α/cosα=tanα,tan α•cos α=1”.
§04. 三角函数 知识要点
1. ①与α(0°≤α<360°)终边相同的角的集合(角α与角β的终边重合):β|β=k ⨯360 +α, k ∈Z
{}
②终边在x 轴上的角的集合: β|β=k ⨯180, k ∈Z ③终边在y 轴上的角的集合:β|β=k ⨯180+90, k ∈Z ④终边在坐标轴上的角的集合:β|β=k ⨯90 , k ∈Z ⑤终边在y =x 轴上的角的集合:β|β=k ⨯180 +45 , k ∈Z ⑥终边在y =-x 轴上的角的集合:β|β=k ⨯180 -45 , k ∈Z
{
}
{
}
{}
{}
{}
SIN \COS 1、2、3、4表示第一、二、三、四象限一半所在区域
⑦若角α与角β的终边关于x 轴对称,则角α与角β的关系:α=360 k -β ⑧若角α与角β的终边关于y 轴对称,则角α与角β的关系:α=360 k +180 -β ⑨若角α与角β的终边在一条直线上,则角α与角β的关系:α=180 k +β ⑩角α与角β的终边互相垂直,则角α与角β的关系:α=360 k +β±90 2. 角度与弧度的互换关系:360°=2π 180°=π 1°=0.01745 1=57.30°=57°18′ 注意:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零.
、弧度与角度互换公式: 1rad =180°≈57.30°=57°18ˊ. 1°=π≈0.01745(rad )
π
180
3、弧长公式:l =|α|⋅r . 扇形面积公式:s 扇形=
11
lr =|α|⋅r 2 22
4、三角函数:设α是一个任意角,在α的终边上任取(异于(x,y )P 与原点的距离为r ,则 sin α=y ;
cos α=r r r x
cot α=; sec α=;. csc α=.
x y y
原点的)一点P
tan α=
y
x
;
5、三角函数在各象限的符号:(一全二正弦,三切四余弦)
正弦、余割
余弦、正割
正切、余切
6、三角函数线
正弦线:MP; 余弦线:OM; 正切线: AT.
7. 三角函数的定义域:
16. 几个重要结论:(3) 若 o
2
cos α
c o s α
=c o t αs i n α
8、同角三角函数的基本关系式:sin α=tan α
α⋅c o s α=1 tan α⋅cot α=1 csc α⋅sin α=1 s e c
sin 2α+cos 2α=1 sec 2α-tan 2α=1 csc 2α-cot 2α=1
9、诱导公式:
把
k π ±α的三角函数化为α的三角函数,概括为:
2
“奇变偶不变,符号看象限” 三角函数的公式:(一)基本关系
公式组一公式组二 公式组三
sin x sin(2k π+x ) =sin x s i n -(x ) =-s i n x sin x ·csc x =1tan x =sin 2x +cos2x =1cos x
cos(2k π+x ) =cos x c o s -(x ) =c o s x
cos x 2 2
cos x ·sec x =1x =sin x
1+tanx =secx tan(2k π+x ) =tan x t a n -(x ) =-t a n x tan x ·cot x =1 1+cot2x =csc2x cot(2k π+x ) =cot x c o t -(x ) =-c o x t
公式组四 公式组五 公式组六 sin(π+x ) =-sin x s i n 2π(-x ) =-s i n x s i n π(-x ) =s i n x cos(π+x ) =-cos x c o s 2π(-x ) =c o s x c o s πtan(π+x ) =tan x t a n 2π(-x ) =-t a n x (-x ) =-c o s x
t a n π(-x ) =-t a n x
cot(π+x ) =cot x c o t 2π(-x ) =-c o x t c o πt (-x ) =-c o x t (二)角与角之间的互换
公式组一 公式组二
cos(α+β) =cos αcos β-sin αsin β s i n
2α=2s i n αc o αs cos(α-β) =cos αcos β+sin αsin β c o s 2
α=c o 2s α-s i 2n α=2c o 2s α-1=1-2s i 2n α sin(α+β) =sin αcos β+cos αsin β tan 2α=
2tan α1-tan 2
α
sin(α-β) =sin αcos β-cos αsin β s i α
=±-c o αs
2
2
tan(α+β) =
tan α+tan β1-tan αtan β cos α2=±1+cos α
2
tan(α-β) =
tan α-tan β1+tan αtan β tan α-cos αsin α1-cos α
2=±1+cos α=1+cos α=
sin α
公式组三 公式组四 公式组五
2tan
αsin αcos β=1
2[sin (α+β)+sin (α-β)]cos(1π-αsin α=2 cos αsin β=1[sin (α+β)-sin (α-2) =sin α1+tan 2α2β)]
12sin(βπ-α) =cos αcos =12cos α2
[cos (α+β)+cos (α-β)]
1-tan
2αcos α=
21tan(1π-α) =cot α sin αsin β=-2[cos (α+β)-cos (α-β)]21+tan 22sin α+sin β=2sin α+βcos α-βcos(1π+α) =-sin α2tan
αsin α-sin β=2cos α2+βα2-β
2
2sin 2tan(1π+α) =tan α=
cos α+cos β=2cos α+βcos α-β2-cot α1-tan 2α2cos α-cos β=-2sin α2+βα2-βsin(1π+α) =cos α2sin 2
2sin 15 =cos 75 =
6-2, 6+2, tan 15 =cot 75 =2-, tan 75 =cot 15 =24
sin 75 =cos 15 =4
+3.
10. 正弦、余弦、正切、余切函数的图象的性质:
y =f (x ) 在[a , b ]上递增(减),则y =-f (x ) 在[a , b ]上递减(增).
②y =sin x 与y =cos x 的周期是π.
ωx +ϕ) 或y =cos(ωx +ϕ) (ω≠0)的周期T =③y =sin(
2π
.
x
y =tan 的周期为2π(T =π⇒T =2π,如图,翻折无效).
2ωx +ϕ) 的对称轴方程是x =k π+④y =sin(
π
2
(c s (k ∈Z ),对称中心(k π, 0);y =o ωx +ϕ) 的对称轴方程是
x =k π(k ∈Z ),对称中心(k π+1π, 0);
2
y =a n t (ωx +ϕ) 的对称中心(
π
2
k π
, 0). 2
(k ∈Z ) .
y =cos 2x −原点对称−−−→y =-cos(-2x ) =-cos 2x
tan β=1, α+β=k π+⑤当tan α·
π
2
tan β=-1, α-β=k π+(k ∈Z ) ;tan α·
π⎫⑥y =cos x 与y =sin ⎛ x ++2k π⎪是同一函数, 而y =(ωx +ϕ) 是偶函数,则
2⎝⎭
1
y =(ωx +ϕ) =sin(ωx +k π+π) =±cos(ωx ) .
2
⑦函数y =tan x 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,y =tan x 为增
函数,同样也是错误的].
⑧定义域关于原点对称是f (x ) 具有奇偶性的必要不充分条件. (奇偶性的两个条件:一是定义域关于原点对称(奇偶都要),二是满足奇偶性条件,偶函数:f (-x ) =f (x ) ,奇函数:f (-x ) =-f (x ) ) 1
奇偶性的单调性:奇同偶反. 例如:y =tan x 是奇函数,y =tan(x +π) 是非奇非偶. (定义域不关于原点
3对称)
奇函数特有性质:若0∈x 的定义域,则f (x ) 一定有f (0) =0. (0∉x 的定义域,则无此性质)
⑨y =sin x 不是周期函数;y =sin x 为周期函数(T =π)
;y =cos x 为周期函数(T =y =x 是周期函数(如图)
1,并非所有周期函数都有最小正周期,例如: y =cos 2x +的周期为π(如图)
2
y =|c o 2s x +21/|图象
y =f (x ) =5=f (x +k ), k ∈R .
⑩y =a cos α+b sin β=a 2+b 2sin(α+ϕ) +cos ϕ=
11、三角函数图象的作法: 1)、几何法:
b
有a 2+b 2≥y . a
2)、描点法及其特例——五点作图法(正、余弦曲线),三点二线作图法(正、余切曲线). 3)、利用图象变换作三角函数图象.
三角函数的图象变换有振幅变换、周期变换和相位变换等.
函数y =Asin (ωx +φ)的振幅|A|,周期T =2π,频率f =1=|ω|,相位ωx +ϕ; 初相ϕ(即当x =0
|ω|
T
2π
时的相位).(当A >0,ω>0 时以上公式可去绝对值符号),
由y =sinx 的图象上的点的横坐标保持不变,纵坐标伸长(当|A|>1)或缩短(当0<|A|<1)到原来的|A|倍,得到y =Asinx 的图象,叫做振幅变换或叫沿y 轴的伸缩变换.(用y/A替换y )
由y =sinx 的图象上的点的纵坐标保持不变,横坐标伸长(0<|ω|<1)或缩短(|ω|>1)到原来的|1|
ω
倍,得到y =sin ω x 的图象,叫做周期变换或叫做沿x 轴的伸缩变换.(用ωx 替换x)
由y =sinx 的图象上所有的点向左(当φ>0)或向右(当φ<0)平行移动|φ|个单位,得到y =sin (x +φ)的图象,叫做相位变换或叫做沿x 轴方向的平移.(用x +φ替换x)
由y =sinx 的图象上所有的点向上(当b >0)或向下(当b <0)平行移动|b |个单位,得到y =sinx +b 的图象叫做沿y 轴方向的平移.(用y+(-b)替换y )
由y =sinx 的图象利用图象变换作函数y =Asin (ωx +φ)(A >0,ω>0)(x ∈R )的图象,要特别注意:当周期变换和相位变换的先后顺序不同时,原图象延x 轴量伸缩量的区别。 4、反三角函数:
函数y =sin x ,记作y =arcsin x ,它的定义域是[-1,1],值域是⎡-π π⎤.⎛⎡ππ⎤⎫的反函数叫做反正弦函数, x ∈-⎪
⎝
⎪⎢⎣22⎥⎦⎭
⎢
⎣
22⎥⎦
函数y =cos x ,(x ∈[0,π])的反应函数叫做反余弦函数,记作y =arccos x ,它的定义域是[-1,1],
值域是[0,π].
函数y =tan x ,⎛值域是⎛-ππ⎫.
⎝⎪22⎭
⎛ππ⎫⎫的反函数叫做反正切函数,记作 ⎪⎪ x ∈ -22⎭⎪⎝⎝⎭
y =arctan x ,它的定义域是(-∞,+∞),
函数y =ctg x ,[x ∈(0,π)]的反函数叫做反余切函数,记作y =arcctg x ,它的定义域是(-∞,+∞),值域是(0,π).
II. 竞赛知识要点
一、反三角函数.
1. 反三角函数:⑪反正弦函数y =arcsin x 是奇函数,故arcsin(-x ) =-arcsin x ,x ∈[-1, 1](一定要注明定义域,若x ∈(-∞, +∞),没有x 与y 一一对应,故y =sin x 无反函数)
注:sin(arcsinx ) =x ,x ∈[-1, 1],arcsin x ∈⎡-π, π⎤.
⎢22⎥⎣⎦
⑫反余弦函数y =arccos x 非奇非偶,但有arccos(-x ) +arccos(x ) =π+2k π,x ∈[-1, 1]. 注:①cos(arccosx ) =x ,x ∈[-1, 1],arccos x ∈[0, π].
②y =cos x 是偶函数,y =arccos x 非奇非偶,而y =sin x 和y =arcsin x 为奇函数. ⑬反正切函数:y =arctan x ,定义域(-∞, +∞) ,值域(-
arctan(-x ) =-arctan x ,x ∈(-∞, +∞) .
ππ
22,
),y =n a t c r a x 是奇函数,
注:tan(arctanx ) =x ,x ∈(-∞, +∞) .
⑭反余切函数:y =arc cot x ,定义域(-∞, +∞) ,值域(-
ππ
a r o t c ,y =c , )
22
x 是非奇非偶.
arc cot(-x ) +arc cot(x ) =π+2k π,x ∈(-∞, +∞) . 注:①cot(arc cot x ) =x ,x ∈(-∞, +∞) .
1-x ) 互为奇函数,y =arctan x 同理为奇而y =arccos x 与y =arc cot x 非奇非偶但满②y =arcsin x 与y =arcsin(
足arccos(-x ) +arccos x =π+2k π, x ∈[-1, 1]arc cot x +arc cot(-x ) =π+2k π, x ∈[-1, 1].
⑫ 正弦、余弦、正切、余切函数的解集:
a 的取值范围 解集 a 的取值范围 解集 ①sin x =a 的解集 ②cos x =a 的解集
a
>1 ∅ =1 {x |x =2k π+arcsin a , k ∈Z } <1 x |x =k π+(-1)k arcsin a , k ∈Z
a
a
>1 ∅
a
=1 {x |x =2k π+arccos a , k ∈Z }
a
{}
a
<1 {x |x =k π±arccos a , k ∈Z }
③tan x =a 的解集:{x |x =k π+arctan a , k ∈Z } ③c o x t =a 的解集:{x |x =k π+arc c o a t , k ∈Z } 二、三角恒等式.
sin 2n +1α组一 n
cos αcos 2αcos 4α... cos 2α=n +1
2sin α
sin 3α=3sin α-4sin 3αcos 3α=4cos 3α-3cos α
sin 2α-sin 2β=sin (α+β)sin (α-β)=cos 2β-cos 2α
组二
∏n
cos α
k
=cos
α
cos
α
k =1
2
2
4
cos
α
8
cos
α
2
n
=
sin α2n sin
2n
∑
n
cos(x +kd ) =cos x +cos(x +d ) + +cos(x +nd ) =
sin((n +1) d ) cos(x +nd ) k =0sin d
∑n
sin(x +kd ) =sin x +sin(x +d ) + +sin(x +nd ) =
sin((n +1) d ) sin(x +nd )
k =0
sin d
tan(α+β+γ) =
tan α+tan β+tan γ-tan αtan βtan γ
1-tan αtan β-tan βtan γ-tan γtan α
组三 三角函数不等式
sin x <x <tan x , x ∈(0,
π
2
) f (x ) =
sin x
x
在(0, π) 上是减函数 若A +B +C =π,则x 2+y 2+z 2≥2yz cos A +2xz cos B +2xy cos C