2020年高考数学(文)二轮专项复习专题03三角函数与解三角形12259.pdf
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1、 1 专题 03 三角函数与解三角形 三角函数是一种重要的基本初等函数,它是描述周期现象的一个重要函数模型,可以加深对函数的概念和性质的理解和运用其主要内容包括:三角函数的概念、三角变换、三角函数、解三角形等四部分 在掌握同角三角函数的基本关系式、诱导公式、两角和与两角差、二倍角的正弦、余弦、正切公式的基础上,能进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明;理解并能正确解决正弦函数、余弦函数、正切函数的图象和性质问题;运用三角公式和正弦定理、余弦定理解斜三角形重点考查相关的数学思想方法,如方程的思想、数形结合、换元法等 31 三角函数的概念【知识要点】1角扩充到任意角:通过旋转和弧度制使得三角函
2、数成为以实数为自变量的函数 2弧度 rad 以及度与弧度的互化:3.57)180(rad1,180;rl 3三角函数的定义:在平面直角坐标系中,任意角的顶点在原点,始边在 x 轴正半轴上,终边上任意一点 P(x,y),OPr(r0),则;cos;sinrxryxytan 4三角函数的定义域与值域:函数 定义域 值域 ysinx R 1,1 ycosx R 1,1 ytanx,2|Z kkxx R 5三角函数线:正弦线MP,余弦线OM,正切线AT 6同角三角函数基本关系式:cossintan,1cossin22 7诱导公式:任意角的三角函数与角2,等的三角函数之间的关系,可以统一为“k2”形式,
3、记忆规律为“将看作锐角,符号看象限,(函数名)奇变偶 2 不变”【复习要求】1会用弧度表示角的大小,能进行弧度制与角度制的互化;会表示终边相同的角;会象限角的表示方法 2根据三角函数定义,熟练掌握三角函数在各个象限中的符号,牢记特殊角的三角函数值,3会根据三角函数定义,求任意角的三个三角函数值 4理解并熟练掌握同角三角函数关系式和诱导公式【例题分析】例 1 (1)已知角的终边经过点 A(1,2),求 sin,cos,tan的值;(2)设角的终边上一点),3(yP,且1312sin,求 y 的值和 tan 解:(1)5|OAr,所以.2tan,55cos,55252sinxyrxry(2),13
4、123sin,3|22yyyOPr 得13123022yyy,解得.3236tan,6xyy【评析】利用三角函数的定义求某一角三角函数值应熟练掌握,同时应关注其中变量的符号 例 2 (1)判断下列各式的符号:sin330cos(260)tan225 sin(3)cos4(2)已知 cos0 且 tan0,那么角是()A第一象限角 B第二象限角 C第三象限角 D第四象限角(3)已知是第二象限角,求角2,2的终边所处的位置 解:如图 311,图 312(1)330是第四象限角,sin3300;260是第二象限角,cos(260)0;225是第三象限角,tan2250;所以 sin330cos(26
5、0)tan2250.3 是第三象限角,sin(3)0;5 是第四象限角,cos50,所以 sin(3)cos50 或:3357.3171.9,为第三象限角;5557.3286.5,是第四象限角【评析】角的终边所处的象限可以通过在坐标系中逆时针、顺时针两个方向旋转进行判断,图 311,图 312 两个坐标系应予以重视 3 (2)cos0,所以角终边在第二或第三象限或在 x 轴负半轴上 tan0,所以角终边在第二或第四象限中,所以角终边在第二象限中,选 B.【评析】角的终边在各个象限中时角的函数值的符号应熟练掌握,(3)分析:容易误认为2是第一象限角,其错误原因为认为第二象限角的范围是),2(是第
6、二象限角,所以 2k22k,(kZ),所以,224kk)(Zk如下图 313,可得2是第一象限或第三象限角,又 4k24k2,2是第三象限或第四象限角或终边落在 y 轴负半轴的角 【评析】处理角的象限问题常用方法(1)利用旋转成角,结合图 311,图 312,从角度制和弧度制两个角度处理;(2)遇到弧度制问题也可以由)180(rad157.3化为角度处理;(3)在考虑角的终边位置时,应注意考虑终边在坐标轴上的情况(4)对于象限角和轴上角的表示方法应很熟练 如第一象限角:)(,222Zkkk,注意防止20的错误写法 例 3 (1)已知 tan3,且为第三象限角,求 sin,cos的值;(2)已知
7、31cos,求 sintan的值;(3)已知 tan2,求值:cossincossin2;sin2sincos 解:(1)因为为第三象限角,所以 sin0,cos0 4 1cossin3cossin22,得到.1010cos10103sin(2)因为031cos,且不等于1,所以为第二或第三象限角,当为第二象限角时,sin0,,22cossintan,322cos1sin2 所以324tansin 当为第三象限角时,sin0,,22cossintan,322cos1sin2 所以324tansin 综上所述:当为第二象限角时,324tansin,当为第三象限角时,324tansin【评析】已知
8、一个角的某一个三角函数值,求其余的三角函数值的步骤:(1)先定所给角的范围:根据所给角的函数值的符号进行判断(2)利用同角三角函数的基本关系式,求其余的三角函数值(注意所求函数值的符号)(3)当角的范围不确定时,应对角的范围进行分类讨论(3)(法一):因为 tan2,所以.cos2sin,2cossin 原式1cos3cos3coscos2coscos4,原式(2cos)2(2cos)cos2cos2,因为1cossincos2sin22,得到51cos2,所以52cossinsin2(法二):原式,112141tan1tan21cossin1cossin2 原式5214241tantanta
9、ncossincossinsin22222【评析】已知一个角的正切值,求含正弦、余弦的齐次式的值:5(1)可以利用cossintan将切化弦,使得问题得以解决;(2)1 的灵活运用,也可以利用 sin2cos21,cossintan,将弦化为切 例 4 求值:(1)tan2010_;(2)619sin(_;(3)2cos()3sin()23sin()cos()2sin(解:(1)tan2010tan(1800210)tan210tan(18030)3330tan(2)216sin)6sin()63sin(619sin)619sin(或:216sin)6sin()63sin()619sin(【评
10、析】“将看做锐角,符号看象限,(函数名)奇变偶不变”,6226,可以看出是2的2 倍(偶数倍),借助图 312 看出6 为第二象限角,正弦值为正(3)原式)2cos()sin()2(sin)cos(sin sin1sincoscossinsin)2sin(cossin【分析】2323,将看做锐角,借助图 312 看出23为第三象限角,正弦值为负,2的3倍(奇数倍),改变函数名,变为余弦,所以可得cos)23sin(,同理可得sin)2cos(,所以原式cscsin1sinsincos)cos(sin.【评析】诱导公式重在理解它的本质规律,对于“将看做锐角,符号看象限,(函数名)奇变偶不变”要灵
11、活运用,否则容易陷入公式的包围,给诱导公式的应用带来麻烦 例 5 已知角的终边经过点)5sin,5cos(,则的值为()A5 B54 C)(,5Zkk D)(,254Zkk 解:因为05sin,05cos,所以点)5sin,5cos(在第二象限中,由三角函数定义得,6 5tan5cos5sintanxy,因为角的终边在第二象限,所以)254tan(54tan)5tan(tank,所以,)(,254Zkk,选 D 例 6 化简下列各式:(1)若为第四象限角,化简2sin1tan (2)化简2tan1cos(3)化简)4cos(4sin21 解:(1)原式|cos|cossin|cos|tanco
12、stan2,因为为第四象限角,所以 cos0,原式sincoscossin,(2)原式|cos|coscos1coscossincoscoscossin1cos222222 当为第二、三象限角或终边在 x 轴负半轴上时,cos0,所以原式1coscos,当为第一、四象限角或终边在 x 轴正半轴上时,cos0,所以原式1coscos.(3)原式|4cos4sin|)4cos4(sin4cos4sin212.4 弧度属于第三象限角,所以 sin40,cos40,所以原式(sin4cos4)sin4cos4【评析】利用同角三角函数关系式化简的基本原则和方法:(1)函数名称有弦有切:切化弦;(2)分式
13、化简:分式化整式;(3)根式化简:无理化有理(被开方式凑平方),运用|2xx,注意对符号的分析讨论;(4)注意公式(sincos)212sincos1sin2的应用 例 7 扇形的周长为定值 L,问它的圆心角(0)取何值时,扇形的面积 S 最大?并求出最大值 解:设扇形的半径为)20(Lrr,则周长 Lr2r(0)所以44214421)2(21212,22222222LLLrrSLr 因为844244,当且仅当4,即2(0,)时等号成立 7 此时16812122LLS,所以,当2 时,S 的最大值为162L.练习 31 一、选择题 1已知32cos,角终边上一点 P(2,t),则 t 的值为(
14、)A5 B5 C55 D55 2“tan1”是“Zkk,42”的()A充分而不必要条件 B必要不而充分条件 C充要条件 D既不充分也不必要条件 3已知点 P(sincos,tan)在第一象限,则在0,2上角的取值范围是()A)45,()43,2(B)45,()2,4(C)23,45()43,2(D),43()2,4(4化简170cos10sin21()Asin10cos10 Bsin10cos10 Ccos10sin10 Dsin10cos10 二、填空题 5已知角,满足关系20;,则的取值范围是_ 6扇形的周长为 16,圆心角为 2 弧度,则扇形的面积为_ 7若23,sinm,则 tan()
15、_ 8已知:24,81cossin,则 cossin_ 三、解答题 9已知 tan2,且 cos()0,求(1)sincos的值 (2)2cossin22的值 10已知21tan,求值:(1)cossincos2sin;(2)cos22sincos 8 11化简tan1tancossin)1cos()1sin()cos()sin(2kkkk 32 三角变换【知识要点】1两角和与差的正弦、余弦、正切公式 sin()sincoscossin;sin()sincoscossin;cos()coscossinsin;cos()coscossinsin;tantan1tantan)tan(;tantan
16、1tantan)tan(2正弦、余弦、正切的二倍角公式 sin22sincos:cos2cos2sin212sin22cos21;2tan1tan22tan【复习要求】1牢记两角和、差、倍的正弦、余弦、正切公式,并熟练应用;2掌握三角变换的通法和一般规律;3熟练掌握三角函数求值问题【例题分析】例 1 (1)求值 sin75_;(2)设54sin),2(,则)4cos(_;(3)已知角2的终边经过点(1,2),则)4tan(的值为_;(4)求值15tan115tan1_ 解:(1)30sin45cos30cos45sin)3045sin(75sin222322 21426 (2)因为53cos,
17、54sin),2(所以,1027)5453(22sin22cos22)4cos(9(3)由三角函数定义得,342tan12tan2tan,22tan2,所以71tan1tan1tan4tan14tantan)4tan(.(4)3330tan)1545tan(15tan45tan115tan45tan15tan115tan1 3330tan)1545tan(15tan45tan115tan45tan15tan115tan1o【评析】两角的和、差、二倍等基本三角公式应该熟练掌握,灵活运用,这是处理三角问题尤其是三角变换的基础和核心注意tan1tan1)4tan(和tan1tan1)4tan(运用
18、例 2 求值:(1)12sin12cos3_;(2)cos43cos77sin43cos167_;(3)37tan23tan337tan23tano_ 解:(1)原式)12sin3cos12cos3(sin2)12sin2112cos23(2 24sin2)123sin(2.【评 析】辅 助角 公 式:,cos),sin(cossin2222baaxbaxbxa 22sinbab应 熟 练 掌 握,另 外 本 题 还 可 变 形 为)12sin2112cos23(2 12cos6(cos2.24cos2)126cos(2)12sin6sin(2)分析所给的角有如下关系:7743120,1679
19、077,原式cos43cos77sin43cos(9077)cos43cos77sin43sin77 cos(4377)cos12021(3)分析所给的角有如下关系:372360,函数名均为正切,而且出现两角正切的和tanatan与两角正切的积tantan,所有均指向公式tantan1tantan)tan(10,337tan23tan137tan23tan)3723tan(60tan,37tan23tan3337tan23tan 337tan23tan337tan23tano【评析】三角变换的一般规律:看角的关系、看函数名称、看运算结构以上题目是给角求值问题,应首看角的关系:先从所给角的关系入
20、手,观察所给角的和、差、倍是否为特殊角,然后看包含的函数名称,以及所给三角式的结构,结合三角公式,找到题目的突破口 公式tantan1tantan)tan(的变形 tantantan()(1tantan)应予以灵活运用 例 3 41)tan(,52)tan(,则 tan2_;(2)已知1312)4sin(,53)sin(),43(,,求)4cos(的值 解:(1)分析所给的两个已知角,和所求的角 2之间有关系()()2,)()tan(2tanaaa1813415214152)tan()tan(1)tan()tan(,(2),43(,,)43,2(4),2,23(,又53)sin(,54)cos
21、(;1312)4sin(,135)4cos()4sin()sin()4cos()cos()4()cos()4cos(65561312)53()135(54.【评析】此类题目重在考察所给已知角与所求角之间的运算关系,主要是指看两角之间的和、差、倍的关系,如2)(,4)4()(,)()(等,找到它们的关系可以简化运算,同时在求三角函数值时应关注函数值的符号 例 4 如图,在平面直角坐标系 xOy 中,以 Ox 轴为始边做两个锐角,它们的终边分别与单位圆相交于 A,B 两点,已知 A,B 的横坐标分别为552,102.11 ()求 tan()的值;()求2的值 解:由三角函数定义可得552cos,1
22、02cos,又因为,为锐角,所以55sin,1027sin,因此 tan7,21tan()3tantan1tantan)tan(;()34tan1tan22tan2,所以12tantan12tantan)2tan(,为锐角,432,2320【评析】将三角函数的定义、两角和的正切、二倍角的正切公式结合在一起进行考查,要求基础知识掌握牢固,灵活运用;根据三角函数值求角,注意所求角的取值范围 例 5 化简(1)12cos2sin22sin22cos2;(2).2sin3)4cos()4cos(2xxx 解:(1)原式)4sin(2sincoscossinsincoscossin2cos22(2)法一
23、:原式xxxxx2sin3)sin22cos22)(sin22cos22(2 xxx2sin3sincos22)62sin(2)2sin232cos21(22sin32cosxxxxx 法二:,2)4()4(xx 原式xxx2sin3)4cos()4(2cos2 xxxxx2sin3)22sin(2sin3)4cos()4sin(2 12)62sin(22sin32cosxxx【评析】在进行三角变换时,应从三个角度:角的关系、函数的名称、所给运算式的结构全面入手,注意二倍角的变式(降幂升角)和辅助角公式的应用,此类变换是处理三角问题的基础 例 6 (1)已知为第二象限角,且415sin,求12
24、cos2sin)4sin(的值(2)已知323cossin32cos62xxx,求 sin2x 的值 解:(1)因为为第二象限角,且415sin,所以41cos,原式.2cos42)cos(sincos2)cos(sin221)1cos2(cossin2)cos(sin222【评析】此类题目为给值求值问题,从分析已知和所求的三角式关系入手,如角的关系,另一个特征是往往先对所求的三角式进行整理化简,可降低运算量(2)因为32sin32cos32sin322cos16xxxx 3233)62cos(323)2sin212cos23(32xxx 所以0)62sin(,1)62cos(xx 216si
25、n)62cos(6cos)62sin(6)62sin(2sinxxxx【评析】在进行三角变换时,应从三个角度:角的关系、函数的名称、所给运算式的结构全面入手,注意二倍角的变式(降幂升角)22cos1sin,22cos1cos22和辅助角公式的应用,此类变换是处理三角问题的基础,因为处理三角函数图象性质问题时往往先进行三角变换 练习 32 一、选择题 1已知53sin),2(,则)4tan(等于()A71 B7 C71 D7 2cos24cos54sin24cos144()A23 B21 C23 D21 3o30sin1()13 Asin15cos15 Bsin15cos15 Csin15cos
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- 2020 年高 数学 二轮 专项 复习 专题 03 三角函数 三角形 12259
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