數學必修4第一章前四節知識點

2021-03-04 09:29:05 字數 5014 閱讀 8025

1.11、「旋轉」形成角,

一條射線由原來的位置oa,繞著它的端點o按逆時針方向旋轉到另一位置ob,就形成角α.旋轉開始時的射線oa叫做角α的始邊,旋轉終止的射線ob叫做角α的終邊,射線的端點o叫做角α的頂點.

2、「正角」、「負角」與「0°角」

我們把按逆時針方向旋轉所形成的角叫做正角,把按順時針方向旋轉所形成的角叫做負角,

3.「象限角」

角的頂點與原點重合,角的始邊與軸的非負半軸重合,終邊落在第幾象限,則稱為第幾象限角.

第一象限角的集合為

第二象限角的集合為

第三象限角的集合為

第四象限角的集合為

終邊在軸上的角的集合為

終邊在軸上的角的集合為

終邊在座標軸上的角的集合為

3、與角終邊相同的角的集合為

1.弧度角的定義:長度等於半徑長的弧所對的圓心角稱為1弧度的角,它的單位是rad讀作弧度,這種用「弧度」做單位來度量角的制度叫做弧度制.

2.平角、周角的弧度數:平角= rad、周角=2 rad

3.正角的弧度數是正數,負角的弧度數是負數,零角的弧度數是0.

4.角的弧度數的絕對值 (為弧長,為半徑)

二.角度制與弧度制的換算:

1.∵ 360=2 rad ∴180= rad; ∴ 1=

2.用弧度制表示弧長及扇形面積,公式:

① 弧長公式:,由公式: 比公式簡單

弧長等於弧所對的圓心角(的弧度數)的絕對值與半徑的積。

②扇形面積公式 ,其中是扇形弧長,是圓的半徑。

1.2任意角的三角函式:

(1)確立任意角α在直角座標系中的位置;

(2)在其終邊上任取一點p(x,y),設點p到原點的距離為r,op =r(r≠0),根據三角形的相似知識得:,,,由此得,,

(3)任意角三角函式定義:正弦函式;余弦函式;正切函式;餘切函式;正割函式;餘割函式.

叫做角α的余弦,記作cosα ,即cosα=; 叫做角α的正弦,記作sinα,即sinα=;

叫做角α的正切,記作tanα,即tanα=;角α的其他三種函式:

角α的正割:secα==;角α的餘割: =;角α的餘切: =

角是「任意角」,當β=2kπ+α(k∈z)時,β與α的同名三角函式值應該是相等的,即凡是終邊相同的角的三角函式值都相等

二.三角函式值的符號:

1.角是「任意角」, 由三角函式定義可知,而x, y的正負是隨象限的變化而不同,故三角函式的符號應由象限確定.

2.三角函式在各象限內的符號規律:

第一象限:∴sin0, cos0, tan0, cot0, sec0, csc0

第二象限: ∴sin0, cos0, tan0, cot0, sec0, csc0

第三象限: ∴sin0, cos0, tan0, cot0, sec0, csc0

第四象限: ∴sin0, cos0, tan0, cot0, sec0, csc0

二.幾何表示法:

1.單位圓的概念:

以原點為圓心,單位長為半徑的圓稱為單位圓.

單位圓是三角函式線建立的基石,離開單位圓就談不上三角函式線,因此單位圓概念的建立是前提。單位圓的概念要著重理解「乙個單位」的含義。

2.三角函式線:

在平面直角座標系內,作單位圓,設任意角α的頂點在原點,始邊與x軸的非負半軸重合,終邊與單位圓相交於點p(x,y),x軸的正半軸與單位圓相交於a(1,0),過p作x軸的垂線,垂足為m;過a作單位圓的切線,這條切線必平行於y軸,設它與角α的終邊或其反向延長線交於點t.

顯然,線段om的長度為|x|,線段mp的長度為|y|,它們都只能取非負值.

當角α的終邊不在座標軸上時,我們可以把om、mp都看作帶有方向的線段。

這兩條與單位圓有關的有向線段mp、om分別叫做角α的正弦線、余弦線。

單位圓中的三角函式線是用軸上的向量表示的,要明確軸上向量是既有大小又有方向的線段,用軸上向量的數量表示三角函式值,其長度表示三角函式的絕對值,其方向表示三角函式的正負號。

3.注意事項:

(1)當角α的終邊在y軸上時,余弦線變成乙個點,正切線不存在.;

(2)當角α的終邊在x軸上時,正弦線、正切線都變成點.;

(3)正弦線、余弦線、正切線都是與單位圓有關的有向線段,所以作某角的三角函式線時,一定要先作單位圓.;

(4)線段有兩個端點,在用字母表示正弦線、余弦線、正切線時,要先寫起點字母,再寫終點字母,不能顛倒;或者說,含原點的線段,以原點為起點,不含原點的線段,以此線段與x軸的公共點為起點;

(5)三種有向線段的正負與座標軸正反方向一致,三種有向線段的數量與三種三角函式值相同。

正弦線、余弦線、正切線統稱為三角函式線.

1.3二.同角三角函式的基本關係式:

;是兩個最基本的關係式。還可以推出其它若干關係式。

二.角α與α+k · 2π(k∈z)的三角函式間的關係:

公式(一)

;; (其中k∈z)

誘導公式(一)的作用:把絕對值大於360的任意角的正弦、余弦、正切的三角函式值轉化為絕對值小於360角的正弦、余弦、正切三角函式值。

三.角α與-α的三角函式間的關係:

公式(二);;

;(其中k∈z)

它說明角-與角的正弦值互為相反數,而它們的余弦值相等.

四.角α與α+(2k+1)π (k∈z)的三角函式間的關係:

公式(三)

可以看出:

.公式(四)

;;;;

;;;四組誘導公式的作用:

任意乙個角都可以表示為的形式。這樣由前面的公式就可以把任意角的三角函式求值問題轉化為0到之間角的三角函式求值問題。

知識點1:正弦函式余弦函式的圖象

(1)函式y=sinx的圖象

第一步:在直角座標系的x軸上任取一點,以為圓心作單位圓,從這個圓與x軸的交點a起把圓分成n(這裡n=12)等份.把x軸上從0到2π這一段分成n(這裡n=12)等份.

(預備:取自變數x值—弧度制下角與實數的對應).

第二步:在單位圓中畫出對應於角,,,…,2π的正弦線正弦線(等價於「列表」 ).把角x的正弦線向右平行移動,使得正弦線的起點與x軸上相應的點x重合,則正弦線的終點就是正弦函式圖象上的點(等價於「描點」 ).

第三步:連線.用光滑曲線把這些正弦線的終點鏈結起來,就得到正弦函式y=sinx,x∈[0,2π]的圖象.

根據終邊相同的同名三角函式值相等,把上述圖象沿著x軸向右和向左連續地平行移動,每次移動的距離為2π,就得到y=sinx,x∈r的圖象.

把角x的正弦線平行移動,使得正弦線的起點與x軸上相應的點x重合,則正弦線的終點的軌跡就是正弦函式y=sinx的圖象.

(2)余弦函式y=cosx的圖象

用幾何法作余弦函式的圖象,可以用「反射法」將角x的余弦線「豎立」[把座標軸向下平移,過作與x軸的正半軸成角的直線,又過余弦線a的終點a作x軸的垂線,它與前面所作的直線交於a′,那麼a與aa′長度相等且方向同時為正,我們就把余弦線a「豎立」起來成為aa′,用同樣的方法,將其它的余弦線也都「豎立」起來.再將它們平移,使起點與x軸上相應的點x重合,則終點就是余弦函式圖象上的點.]

也可以用「旋轉法」把角的余弦線「豎立」(把角x 的余弦線o1m按逆時針方向旋轉到o1m1位置,則o1m1與o1m長度相等,方向相同.)根據誘導公式,還可以把正弦函式x=sinx的圖象向左平移單位即得余弦函式y=cosx的圖象.

(1) 正切函式y=tanx的影象:

知識點2:五點法作圖

用五點法作正弦函式和余弦函式的簡圖(描點法):

正弦函式y=sinx,x∈[0,2π]的圖象中,五個關鍵點是:

(0,0) (,1) (,0) (,-1) (2,0)

余弦函式y=cosx x[0,2]的五個點關鍵是

(0,1) (,0) (,-1) (,0) (2,1)

只要這五個點描出後,圖象的形狀就基本確定了.因此在精確度不太高時,常採用五點法作正弦函式和余弦函式的簡圖,要求熟練掌握.

知識點3:奇偶性

請同學們觀察正、余弦函式的圖形,說出函式圖象有怎樣的對稱性?其特點是什麼?

(1)余弦函式

當自變數取一對相反數時,函式y取同一值。

例如:f(-)=,f()=,即f(-)=f();……

由於cos(-x)=cosx ∴f(-x)= f(x).

以上情況反映在圖象上就是:如果點(x,y)是函式y=cosx的圖象上的任一點,那麼,與它關於y軸的對稱點(-x,y)也在函式y=cosx的圖象上,這時,我們說函式y=cosx是偶函式。

定義:一般地,如果對於函式f(x)的定義域內任意乙個x,都有f(-x)= f(x),那麼函式f(x)就叫做偶函式。

例如:函式f(x)=x2+1, f(x)=x4-2等都是偶函式。

(2)正弦函式

觀察函式y=sinx的圖象,當自變數取一對相反數時,它們對應的函式值有什麼關係?

這個事實反映在圖象上,說明函式的圖象有怎樣的對稱性呢?函式的圖象關於原點對稱。

也就是說,如果點(x,y)是函式y=sinx的圖象上任一點,那麼與它關於原點對稱的點(-x,-y)也在函式y=sinx的圖象上,這時,我們說函式y=sinx是奇函式。

定義:一般地,如果對於函式f(x)的定義域內任意乙個x,都有 f(-x)=-f(x) ,那麼函式f(x)就叫做奇函式。

例如:函式y=x, y= 都是奇函式。

如果函式f(x)是奇函式或偶函式,那麼我們就說函式f(x)具有奇偶性。

注意:從函式奇偶性的定義可以看出,具有奇偶性的函式:

(1)其定義域關於原點對稱;

(2)f(-x)= f(x)或f(-x)=- f(x)必有一成立。因此,判斷某一函式的奇偶性時。

首先看其定義域是否關於原點對稱,若對稱,再計算f(-x),看是等於f(x)還是等於- f(x),然後下結論;若定義域關於原點不對稱,則函式沒有奇偶性。

知識點4:.單調性

從y=sinx,x∈[-]的圖象上可看出:

當x∈[-,]時,曲線逐漸上公升,sinx的值由-1增大到1.

當x∈[,]時,曲線逐漸下降,sinx的值由1減小到-1.

結合上述週期性可知:

正弦函式在每乙個閉區間[-+2kπ,+2kπ](k∈z)上都是增函式,其值從-1增大到1;在每乙個閉區間[+2kπ,+2kπ](k∈z)上都是減函式,其值從1減小到-1.

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