三角函数和反三角函数(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第二章 三角、反三角函数一、考纲要求1.理解任意角的概念、弧度的意义,能正确进行弧度和角度的互换。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,理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,求值和恒等式的证明。5.了解正弦函数、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(wx+)的简图,理解A、w、的物理意义。6.会由已知三角函数值求角
2、,并会用符号arcsinx、arccosx、arctgx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,能利用计算器解决三角形的计算问题。8.理解反三角函数的概念,能由反三角函数的图像得出反三角函数的性质,能运用反三角函数的定义、性质解决一些简单问题。9.能够熟练地写出最简单的三角方程的解集。二、知识结构1.角的概念的推广:(1)定义:一条射线OA由原来的位置OA,绕着它的端点O按一定方向旋转到另一位置OB,就形成了角。其中射线OA叫角的始边,射线OB叫角的终边,O叫角的顶点。(2)正角、零角、负角:由始边的旋转方向而定。(3)象限角:由角的终边所在位置确定。第一象限角:2k2k
3、+,kZ第二象限角:2k+2k+,kZ第三象限角:2k+2k+,kZ第四象限角:2k+ 2k+2,kZ(4)终边相同的角:一般地,所有与角终边相同的角,连同角在内(而且只有这样的角),可以表示为k360+,kZ。(5)特殊角的集合:终边在坐标轴上的角的集合,kZ终边在一、三象限角平分线上角的集合k+,kZ终边在二、四象限角平分线上角的集合k-,kZ终边在四个象限角平分线上角的集合k-,kZ2.弧度制:(1)定义:用“弧度”做单位来度量角的制度,叫做弧度制。(2)角度与弧度的互化:1弧度,1弧度()(3)两个公式:(R为圆弧半径,为圆心角弧度数)。弧长公式:l=R扇形面积公式:S=lR=R23.
4、周期函数:(1)定义:对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得x取定义域内的任意值时,都有f(x+T)=f(x),那么函数y=f(x)叫做周期函数,其中非零常数T叫做这个函数的一个周期,如果T中存在一个最小的正数,则这个最小正数叫做这个函数的最小正周期。(2)几个常见结论:如果T是函数y=f(x)的一个周期,那么kT(kZ,且k0)也是y=f(x)的周期。 (1)如果T是函数y=f(x)的一个周期,那么也是y=f(wx)(w0)的周期。一个周期函数不一定有最小正周期,如常函数y=f(x)=c。4.三角函数定义:(1)定义:设是一个任意大小的角,P(x,y)是角终边上任意一点,它与原点
5、的距离PO=r,那么角的正弦、余弦、正切、余切、正割、余弦分别是sin=,cos=,tg=,ctg=,Sec=,csc= (如图(1)。(2)六个三角函数值在每个象限的符号:(如图(2)(3)同角三角函数的基本关系式:倒数关系:sincsc=1,cossec=1,tgctg=1商数关系:tg=,ctg=平方关系:sin2+cos2=1,1+tg2=sec2,1+ctg2=csc2(4)诱导公式:2k+-+2-+正弦sin-sinsin-sin-sincoscos余弦coscos-cos-coscossin-sin正切tg-tg-tgtg-tgctg-ctg余切ctg-ctg-ctgctg-ct
6、gtg-tg上述公式可以总结为:奇变偶不变,符号看象限。5.已知三角函数值求角6.三角函数的图象和性质:(1)三角函数线:如图(3),sin=MP,cos=OM,tg=AT,ctg=BS(2)三角函数的图像和性质:函数y=sinxy=cosxy=tgxy=ctgx图象定义域RRxxR且xk+,kZxxR且xk,kZ值域-1,1x=2k+ 时ymax=1x=2k- 时ymin=-1-1,1x=2k时ymax=1x=2k+时ymin=-1R无最大值无最小值R无最大值无最小值周期性周期为2周期为2周期为周期为奇偶性奇函数偶函数奇函数奇函数单调性在2k-,2k+ 上都是增函数;在2k+ ,2k+上都是
7、减函数(kZ)在2k-,2k上都是增函数;在2k,2k+上都是减函数(kZ)在(k-,k+)内都是增函数(kZ)在(k,k+)内都是减函数(kZ)7.函数y=Asin(wx+)的图像:函数y=Asin(wx+)的图像可以通过下列两种方式得到: 0,图像左移(1)y=sinx y=sin(x+) 0,图像右移 w1,横坐标缩短为原来的倍 y=sin(wx+) 0w1,横坐标伸长为原来的倍 A1,纵坐标伸长为原来的A倍 y=Asin(wx+) 0A1,纵坐标缩短为原来的A倍 w1,横坐标缩短为原来的倍(2)y=sinx 0w1,横坐标伸长为原来的倍 0,图像左移y=sin(wx) 0,图像右移 A
8、1,纵坐标伸长为原来A倍y=sin(wx+) y=Asin(wx+) 0A1,纵坐标缩短为原来A倍8.两角和与差的三角函数:(1)常用公式:两角和与差的公式:sin()sincoscossin,cos()=coscossinsin,tg()=倍角公式:sin2=2sincos,cos2=cos2-sin2=2cos2-1=1-2sin2,tg2=.半角公式:sin=,cos=,tg=.积化和差公式:sincos=sin(+)+sin(-),cossin= sin(+)-sin(-)coscos= cos(+)+cos(-),sinsin=- cos(+)-cos(-)和差化积公式:sin+si
9、n=2sincos,sin-sin=2cossin cos+cos=2coscos ,cos-cos=-2sinsin 万能公式:sin=,cos=,tg=(2)各公式间的内在联系:(3)应注意的几个问题:凡使公式中某个式子没有意义的角,都不适合公式。灵活理解各公式间的和差倍半的关系。在半角公式中,根号前的符号由半角所在像限来决定。常具的变形公式有:cos=,sin2=,cos2=,tg+tgtg(+)(1-tgtg).asin+bcos=sin(+).(其中所在位置由a,b的符号确定,的值由tg=确定)。9.解斜三角形:在解三角形时,常用定理及公式如下表:名称公式变形内角和定理A+B+C=+
10、-,2A+2B2-C余弦定理a2=b2+c2-2bccosAb2=a2+c2-2accosBc2=a2+b2-2abcosCcosA=cosB=cosC正弦定理=2RR为ABC的外接圆半径a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinCsinA=,sinB=,sinC=射影定理acosB+bcosA=cacosC+cosA=bbcosC+ccosB=a面积公式S=aha=bhb=chcS=absinC=acsinB=bcsinAS=S=(P= (a+b+c)S= (a+b+c)r(r为ABC内切圆半径)sinA=sinB=sinC=10.反三角函数:名称反正弦函数反余弦函数反正切函数反余切
11、函数定义y=sinx(x-, 的反函数,叫做反正弦函数,记作x=arsinyy=cosx(x0,)的反函数,叫做反余弦函数,记作x=arccosyy=tgx(x(- , )的反函数,叫做反正切函数,记作x=arctgyy=ctgx(x(0,)的反函数,叫做反余切函数,记作x=arcctgy理解arcsinx表示属于-,且正弦值等于x的角arccosx表示属于0,且余弦值等于x的角arctgx表示属于(-,),且正切值等于x的角arcctgx表示属于(0,)且余切值等于x的角图像性质定义域-1,1-1,1(-,+)(-,+)值域-,0,(-,)(0,)单调性在-1,1上是增函数在-1,1上是减函
12、数在(-,+)上是增数在(-,+)上是减函数奇偶性arcsin(-x)=-arcsinxarccos(-x)=-arccosxarctg(-x)=-arctgxarcctg(-x)=-arcctgx周期性都不是同期函数恒等式sin(arcsinx)=x(x-1,1)arcsin(sinx)=x(x-,)cos(arccosx)=x(x-1,1) arccos(cosx)=x(x0,)tg(arctgx)=x(xR)arctg(tgx)=x(x(-,))ctg(arcctgx)=x(xR)arcctg(ctgx)=x(x(0,)互余恒等式arcsinx+arccosx=(x-1,1)arctgx
13、+arcctgx=(XR)11.三角方程:(1) 最简单三角方程的解集:方程方程的解集sinx=aa1a=1xx=2k+arcsina,kza1xx=k+(-1)karcsina,kzcosx=aa1a=1xx=2k+arccosa,kza1xx=2karccosa,kztgx=axx=k+arctga,kzctgx=axx=k+arcctga,kz(2)简单三角方程:转化为最简单三角方程。三、知识点、能力点提示三角函数是中学数学的主要内容之一,也是每年高考的必考内容,其主要内容由以下三部分构成:三角函数的定义,图像和性质;三角恒等变形;反三角函数。在高考中,第二部分为主要内容,进行重点考查,
14、当然也不放弃前后两部的考查,对近几年高考试题进行分析后,可以看出:对三角函数的考查主要有两种方式:单独考查三角函数或与其它学科综合考查,前一部分通常是容易题或中等题,而后一部分有一定难度。下面对常见考点作简单分析:1.角、三角函数定义的考点:这是对三角基础知识的直接考查,一般不会单独成题,更多地是结合其它方面的内容(如:三角恒等变形,三角函数性质等)对多个知识点作综合考查。2.三角函数图像的考查:通常有三种方式:由图像到解析式:由图像到性质;图像的应用。3.三角函数性质的考查(1)定义域和值域:(2)周期性:通常结合恒等变形考查如何求三角函数的最小正周期,或考查与周期性相关的问题,如:设f(x
15、)是(-,+)上的奇函数,f(x+2)=-f(x),当0x1时,f(x)=x,则f(7.5)=( )(3)单调性:通常以处理最值问题的形式出现,总与恒等变形联系在一起,一般地二次函数,对数函数等的最值问题相结合。4.三角恒等变形:以化简、求值、证明等各种题型出现,以题中通常考查和、差、倍、半各公式的运用,大题中通常考查和积互化公式的运用,这是三角函数的重要内容。5.反三角函数:对这部分的考查多属于容易题或中档题,重点是反三角函数的定义和性质。6.代数、三角、解几、立几,不等式等的综合考查。进行三角恒等变形是处在三角问题最常用的技能,下面分析几种常见的解题思路:1.角的变换:观察各角之间的和、差
16、、倍、半关系,减少角的种类,化异角为同角。2.函数名的变换:观察、比较题设与结论之间,等号的左右两边的函数名差异,化异名为同名。3.常数的变换:常用方式有1=sin2+cos2=sec2-tg2=tg,=sin等。4.次数的变化:常用方式是升次或降次:主要公式是二倍角的余弦公式及其逆向使用。5.结构变化:对条件,结论的结构施行调整,或重新分组,或移项,或变除为乘,或求差等6.和积互化:这既是一种基本技能,也是一种常见解题思路,且应用比较广泛。7.综合运用上述各种方式。例1 sin600的值是( )A. B.- C. D.- 解:sin600=sin(360+240)=sin240=sin(18
17、0+60)=-sin60=-应选D.例2 已知sin+cos=,(0,),则ctg的值是_.解:sin+cos=(sin+cos)2=()2sincos=-.sin和cos是方程t2-t-=0,即方程25t2-5t-12=0的两根.25t2-5t-12=(5t+3)(5t-4)=0的两根为t1=,t2=-.(0.) sin0.sin= ,从而cos=-,ctg=.=-.应填- .例3 tg20+tg40+tg20tg40的值是_.解:=tg60=tg(20+40)=,tg20+tg40= (1-tg20tg40).原式=(1-tg20tg40)+ tg20tg40).=应填.例4 求值:cos
18、cos=_.解:coscos=(cos+cos)= (-+0)=-.例5 关于函数f(x)=4sin(2x+) (xR),有下列命题:由f(x1)=f(x2)=0可得x1-x2必是的整数倍;y=f(x)的表达可以改写为y=4cos(2x-);y=f(x)的图像关于点(- ,0)对称;y=f(x)的图像关于直线x=-对称;其中正确命题的序号是_.(注:把你认为正确的命题序号都填上)解:分别讨论四个命题.令4sin(2x+)=0,得2x+=k (kZ),x=- (kZ),设x1=-,x2=- ,k1k2,k1,k2Z,则f(x1)=f(x2)=0,但x1-x2=(k1-k2),当k1-k2为奇数时
19、,x1-x2不是的整数倍命题不正确.y=f(x)=4sin(2x+)=4cos-(2x+)=4cos(-2x+)=4cos(2x-)命题正确根据2x+02X-Y040-40作出y=f(x)=4sin(2x+)的草图,如图由图知,f(x)的图像关于点(-,0)对称,命题正确由图知,y=f(x)的图像不关于直线x=-对称命题不正确应填、例6 函数y=sin(x-)cosx的最小值是_.解:利用积化和差公式(注:今后高考试卷中会印写公式),得y=sin(2x-)+sin(-)= sin(2x-)-.sin(2x- )-1,1,ymin=-.应填-.例7 y= +sin2x,则y的最小值是_.解:利用
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