高考複習講義之三角函式基礎知識及典型例題

2022-09-08 20:21:02 字數 3791 閱讀 6087

一、角的推廣及象限角

1、角的概念,正角、零角及負角

2、象限角

(1) 各象限角的表示:

(2) 軸線角的表示:

3、終邊相同的角

(1)所有與角α終邊相同的角,連同角α在內,可構成乙個集合

(2)終邊相同的角的同一三角函式的值相等,即

sin(α+k·2其中k∈z);

cos(α+k·2其中k∈z);

tan(α+k·2其中k∈z).

例2 已知α是第一象限的角,求2α、、所在的象限。(p8)(直接法、八卦圖法)

二、弧度制

1、弧度制與角度制的互化 (p12例7)

1=rad=0.01745rad1rad=()=57.3°

2、弧長及扇形的面積公式

l=|α|·r,s=lr=|α|r2,其中l為扇形弧長,α為圓心角,r為扇形半徑.

例1 已知扇形的周長是6 cm,面積是2 cm2,則扇形的圓心角的弧度數是(  )

a.1或4 b.1c.4d.8

解:設扇形的半徑和弧長分別為r,l,則易得,解得或,故扇形的圓心角的弧度數是1或4.

[例2] 已知一扇形的圓心角是α,所在圓的半徑是r.

(1)若α=60°,r=10 cm,求扇形的弧長及該弧所在的弓形面積.

(2)若扇形的周長是一定值c(c>0),當α為多少弧度時,該扇形有最大面積

解 (1)設弧長為l,弓形面積為s弓,

∵α=60°=,r=10,∴l=π(cm),

s弓=s扇-s△=·π·10-·102·sin=50 (cm2).

(2)∵扇形周長c=2r+l=2r+αr,

∴r=,

∴s扇=α·r2=α2=α·=·≤.

∴當α=,即α=2(α=-2捨去)時,扇形面積有最大值.

即時訓練: 已知扇形oab的圓心角為4弧度,其面積為2平方厘公尺,求扇形周長和弦ab的長

解:設的長為l,oa=r,

∵s扇形=lr,∴ lr=2①

又由已知=4②

由①②得r=1,l=4,

∴扇形的周長為l+2r=4+2×1=6(cm).

如右圖,作oh⊥ab於h,

則ab=2ah=2rsin

=2rsin(π-2)=2sin2(cm).

三、三角函式的定義及應用

1、定義

已知p(x,y)是角α終邊上任一點,|op|=r,則

各象限角的三角函式值的符號可用口訣:一全正,二正弦,三正切,四余弦來判斷.

[例1] 已知角α的終邊在直線3x+4y=0上,求sinα,cosα,tanα的值

解 ∵角α的終邊在直線3x+4y=0上,

∴在角α的終邊上任取一點p(4t,-3t)(t≠0),

則x=4t,y=-3t.

r===5|t|,

當t>0時,r=5t,sinα===-,

cosα===,tanα===-;

當t<0時,r=-5t,sinα===,

cosα===-,tanα===-.

例2 (2013山東模擬)若角的終邊過p(-4t,3t)(t),則2sin+cos的值是p15例2)

即時訓練: 已知角α的終邊上一點的座標為(sin,cos),則角α的最小正值為(  )

abcd.

2、三角函式線

圖中有向線段mp、om、at分別表示正弦線、余弦線和正切線。

例1.已知角α的余弦線是單位長度的有向線段,那麼角α的終邊在( a )

a.x軸上b.y軸上

c.直線y=x上d.直線y=-x上

例2 已知點p(sinα-cosα,tanα)在第一象限,則在[0,2π]內α的取值範圍是________.

解:由已知得, 解得

答案:(,)∪(π,)

(畫三角函式線求解)

即時訓練: 已知角α的終邊上一點的座標為(sin,cos),則角α的最小正值為(  )

ab.cd.

解: ∵sin<0,cos>0,

∴點(sin,cos)落在第二象限,

又∵tan故選a.

3、三角函式符號的判定

例1 判斷下列三角函式值得符號

(1) sin(-670°)cos20122) sin4cos4

(3) 判斷下列各式中角α的終邊所在的象限.

①sinα·tanα<0;

②tanα>0且sinα+cosα>0.

即時訓練:

(1)若sinθ·cosθ<0,則θ在第________象限.

(2)若α是第一象限角,則sin2α,cos2α,sin,cos,tan中一定為正值的有________個.

解析:(1)∵sinθ·cosθ<0,故sinθ,cosθ異號,顯然θ只有在第

二、四象限才符合要求.

(2)由α是第一象限角,得2kπ<α<2kπ+,k∈z,

∴4kπ<2α<4kπ+π,故2α是第一或第二象限角或在y軸的正半軸上,顯然sin2α>0;

同理可知是第一或第三象限角,此時tan>0一定成立.

綜上,一定為正值的有2個.

四、 正弦、余弦函式的誘導公式—「奇變偶不變,符號看象限」

[例1] 設k為整數,化簡.

解 解法一:當k為偶數時,設k=2m,m∈z.

原式====-1

當k為奇數時,設k=2m+1(m∈z).

同理可得:原式=-1,∴原式=-1.

解法二:由(kπ-α)+(kπ+α)=2kπ,[(k-1)π-α]+[(k+1)π+α]=2kπ.

得sin(kπ-α)=-sin(kπ+α),cos[(k-1)π-α]

=cos[(k+1)π+α]=-cos(kπ+α)

sin[(k+1)π+α]=-sin(kπ+α),

∴原式==-1.

例 2 p17例9

即時訓練:

已知α是第三象限角,且f(α)=;

(1)化簡f(α);

(2)若cos(α-)=,求f(α)的值.

解:(1) f(α)==-cosα.

(2)∵cos(α-)=cos(-3·+α)=-sinα,∴sinα=-,

∵α為第三象限角,∴cosα=-=-,∴f(α)=.

五、同角三角函式關係和誘導公式的綜合應用

[例1] 已知sin(3π+α)=2sin(+α),求下列各式的值.

(12)sin2α+sin2α.

∵sin(3π+α)=2sin(+α)

∴-sinα=-2cosα.∴sinα=2cosα,即tanα=2.

解法一:(直接代入):

(1)原式==-.

(2)原式===.

解法二:(同除轉化):

(1)原式===-.

(2)原式=sin2α+2sinαcosα===.

[例2] 已知-(1)求sinx-cosx的值;

(2)求的值

解: (1)由sinx+cosx=知1+2sinxcosx=,即2sinxcosx=-.

又-0,∴(sinx-cosx)2=1-2sinxcosx=.又sinx-cosx<0,∴sinx-cosx=-;

(2)由知sinx=-,cosx=,

因此tanx=-.∴

====-.

即時訓練:

已知α是三角形的內角,若sinα+cosα=,求tanα的值

解:由sinα+cosα=兩邊平方,得1+2sinαcosα=,

∴2sinαcosα=-<0.

∵α是三角形內角,sinα>0,從而cosα<0,

∴<α<π.

(sinα-cosα)2=1-2sinαcosα=1+=,

∴sinα-cosα=

由得∴tanα==-.

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