新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总.pdf
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1、第五章 三角函数5.1任意角和弧度制.-1-5.1.1任意角.-1-5.1.2弧度制.-7-5.2三角函数的概念.-13-5.2.1三角函数的概念.-13-5.2.2同角三角函数的基本关系.-21-5.3诱 导公式(1).-27-5.3诱 导公式(2).-33-5.4三角函数的图象与性质.-39-5.4.1正弦函数、余弦函数的图象.-39-5.4.2正弦函数、余弦函数的性质(1).-45-5.4.2正弦函数、余弦函数的性质(2).-51-5.4.3正切函数的性质与图象.-57-5.5三角恒等变换.-74-5.5.1两角和与差的正弦、余弦和正切公式.-74-5.5.2简单的三角恒等变换.-79-
2、5.6函数 yAsin(x).-85-5.7三角函数的应用.-99-5.15.1任意角和弧度制任意角和弧度制5.1.15.1.1任意角任意角知识点一角的概念O 上的点 P 以 A 为起点做逆时针方向的旋转 如何刻画点 P 的位置变化呢?知识梳理(1)角的概念角定义描述角可以看成是平面内一条射线绕着它的端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形其中 O 为顶点,OA 为始边,OB 为终边表示记法角 或,或简记为(2)角的分类按旋转方向可将角分为如下三类:新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第1页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点
3、易错点解题方法提炼汇总-第1页类型定义图示正角按逆时针方向旋转形成的角负角按顺时针方向旋转形成的角零角一条射线没有做任何旋转称它形成了一个零角(3)相等角与相反角把角的概念推广到了任意角(any angle),包括正角、负角和零角设角 由射线 OA 绕端点 O 旋转而成,角 由射线 OA绕端点 O旋转而成如果它们的旋转方向相同且旋转量相等,那么就称.设,是任意两个角我们规定,把角 的终边旋转角,这时终边所对应的角是.把射钱 OA 绕端点 O 按不同方向旋转相同的量所成的两个角叫做互为相反角角 的相反角记为.知识点二象限角角的顶点与原点重合,角的始边与 x 轴的非半轴重合,如何借助象限来定义角?
4、知识梳理角的顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合那么,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限角分别为第一象限角、第二象限角、第三象限角、第四象限角如果角的终边在坐标轴上,那么就认为这个角不属于任何一个象限知识点三终边相同的角30与 390、330的终边有什么关系?知识梳理所有与角 终边相同的角,连同角 在内,可构成一个集合 S|k360,kZ Z,即任一与角 终边相同的角,都可以表示成角 与整数个周角的和解题方法探究解题方法探究探究一任意角的概念例 1(1)下列说法正确的有_(填序号)新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第2页新教材人教
5、A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第2页零角的始边和终边重合始边和终边重合的角是零角如图,若射线 OA 为角的始边,OB 为角的终边,则AOB45;若射线OB 为角的始边,OA 为角的终边,则BOA45.绝对值最小的角是零角(2)经过 5 小时 25 分钟,时钟的分针和时针各转多少度?解析(1)根据角的概念知正确,不正确,因为 360角的始边和终边也重合(2)时针走一周用 12 小时,即 12 小时转360,那么时针每小时应转30,5而 5 小时 25 分钟为 512小时,而分针每小时转360,所以,时针转过的角度为55(512)30162.5;分针转过的
6、角度为5123601 950.答案(1)(2)见解析求解任意角问题的步骤(1)定方向:明确该角是由顺时针方向还是逆时针方向旋转形成的,由逆时针方向旋转形成的角为正角,否则为负角(2)定大小:根据旋转角度的绝对量确定角的大小探究二象限角与终边相同的角例 2教材 P170例 1、例 2 拓展探究(1)与2 010终边相同的最小正角是_(2)下列各角分别是第几象限角?请写出与下列各角终边相同的角 的集合 S,并求出 S 中适合不等式360360的元素60;21.(3)写出终边在 x 轴上的角的集合解析(1)因为2 0106360150,新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点
7、解题方法提炼汇总-第3页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第3页所以与2 010终边相同的最小正角是 150.(2)60是第一象限角,S|60k360,kZ Z,S 中适合360360的元素是:60(1)360300;60036060.21是第四 象限角,S|21k360,kZ Z,S 中适合360360的元素是:21036021;211360339.(3)终边在 x 轴的非负半轴的角的集合S1|k360,kZ Z终边在 x 轴的非正半轴的角的集合S2|k360180,kZ Z终边在 x 轴上的角的集合SS1S2|k360,kZ Z|k36018
8、0,kZ Z|2k180,kZ Z|2k180180,kZ Z|2k180,kZ Z|(2k1)180,kZ Z|n180,nZ Z答案(1)150(2)(3)见解析1.判断 是第几象限角的三个步骤第一步,将 写成 k360(kZ,Z,0360)的形式第二步,判断 的终边所在的象限第三步,根据 的终边所在的象限,即可确定 的终边所在的象限象限角第一象限角第二象限角象限角 的集合表示|k360k36090,kZ Z|k36090k360180,kZ Z第三象限角|k360180k360270,kZ Z|k360270k360360,kZ Z第四象限角2求解给定范围内终边相同的角的方法新教材人教A
9、版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第4页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第4页先写出与角 终边相同的角,即:k360(kZ Z),根据给定的范围建立关于 k 的不等式,解出 k 的范围,再根据 kZ Z 确定.3已知角的终边所在直线或射线求角的集合方法先写出 0360内的射线所在的角的集合,再将各个集合进行合并探究三区域角的写法例 3(1)如图,已知角 的终边在图中阴影部分所表示的区域内(包括边界),用集合表示角 的取值范围为_(2)写出角的终边落在图中阴影区域内的角的集合(包括边界)解析(1)若角 的终边落
10、在 OA 上,则 60360k,kZ Z.若角 的终边落在 OB 上,则 30360k,kZ Z.所以角 的终边在图中阴影区域内时,60360k30360k,kZ Z.故角 的取值范围为|60360k30360k,kZ Z(2)在 0360范围内,4590或 225270,所以 S1|45k36090k360,kZ Z,|452k180902k180,kZ Z,S2|225k360270k360,kZ Z|45(2k1)18090(2k1)180,kZ Z,所以 S1S2|45n18090n180,nZ Z答案(1)|60360k30360k,kZ Z(2)见解析新教材人教A版高中数学必修第一
11、册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第5页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第5页由角的终边的范围求角的集合的步骤(1)写出临界处终边所对应的角,一般在 0360内找一个(2)按照所给的范围写出角的范围(3)每个临界角都加上 360k,即得范围内的角的集合易错点归纳易错点归纳一、“分”角所在象限的判定方法“分封制”已知角 所在象限,要确定角n所在象限,有两种方法:(1)用不等式表示出角n的范围,然后对 n 的取值分情况讨论:被 n 整除,被 n除余 1,被 n 除余 2,被 n 除余 n1,从而得出结论(2)作出各个象限的从原点出
12、发的 n 等分射线,它们与坐标轴把周角分成 4n 个区域从 x 轴非负半轴起,按逆时针方向把这 4n 个区域依次循环标上 1,2,3,4.标号为几的区域,就是根据角 终边所在的象限确定角n的终边所落在的区域如此,角n所在的象限就可以由标号区域所在的象限直观地看出典例若 是第一象限角,3是第几象限角?解析k360k36090,kZ Z,k1203k12030(kZ Z)法一(分类讨论):当 k3n(nZ Z)时,n3603n36030(nZ Z),是第一象限角;3当 k3n1(nZ Z)时,n3601203n360150(nZ Z),3是第二象限角;当 k3n2(nZ Z)时,n3602403n
13、360270(nZ Z),3是第三象限角新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第6页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第6页综上可知:3是第一、二或第三象限角法二(几何法):如图,先将各象限分成 3 等份,再从 x 轴的非负半轴的上方起,依次将各区域标上 1,2,3,4,则标有 1 的区域即为3终边所落在区域,故3为第一、二或第三象限角二、角的终边与角的终边旋转方向不明致错典例写出角的终边落在 OA、OB 之间的阴影的角的集合解析由 OA 逆时针旋转到 OB,角是由小变大OA 表示角的终边为 k3602
14、10.则 OB 的终边为 k360300阴影中的角的集合为|360210k360300,kZ Z纠错心得此题易错为将角的终边随意写一个角的形式不考虑角的旋转方向,如写为k360210,k36060写区域角时,务必要明确角的旋转方向,才能写对角的边界5.1.25.1.2弧度制弧度制知识点一角度制与弧度制设 n,OPr,点 P 所形成的圆弧 PP1的长为 l.由初中所学知识可知 lnrll确定,r的值变化吗?180,于是rn180.如果 n新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第7页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法
15、提炼汇总-第7页知识梳理(1)度量角的单位制单位制角度制内容1周角的360为 1 度角,记作 1;用度作为单位来度量角的单位制叫角度制弧度制(2)弧度数一般地,正角的弧度数是一个正数,负角的弧度数是一个负数,零角的弧度数是 0.如果半径为 r 的圆的圆心角 所对的弧长为 l,那么,角 的弧度数的绝对l值是|r.这里,的正负由角 的终边的旋转方向决定(3)弧度制与角度制的换算公式角度化弧度3602 rad180 rad1180rad0.017 45 rad(4)角的集合与实数集 R R 的关系弧度化角度2 rad360 rad1801801 rad()57.30规定长度等于半径长的圆弧所对的圆心
16、角叫做 1 弧度的角,以弧度为单位来度量角的单位制叫做弧度制;在弧度制下,1 弧度记作 1 rad角的概念推广后,在弧度制下,角的集合与实数集 R R 之间建立起一一对应的关系:每一个角都有唯一的一个实数(等于这个角的弧度数)与它对应;反过来,每一个实数也都有唯一的一个角(即弧度数等于这个实数的角)与它对应,如图新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第8页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第8页知识点二扇形的弧长、面积初中学的扇形的弧长公式、扇形面积公式,改为弧度制如何表示?知识梳理扇形的弧长及面积公式
17、n设扇形的半径为 R,弧长为 l,(02)为其圆心角,其中 180,则度量单位类别扇形的弧长扇形的面积解题方法探究解题方法探究探究一角度与弧度之间的互化例 1(1)将下列各角进行角度与弧度的互化(角度精确到 0.01):1151117,26,39,4855;1611(2)把下列各角化为 2k(02,kZ Z)的形式:3,315,7;2(3)在 0720中找出与5终边相同的角1111解析(1)177180282.86;51151126618015 330;180399515.66;1948558551804.164(2)343;3153604524;113727.弧度制lR11S2lR2R2角度
18、制nRl180nR2S360新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第9页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第9页22(3)5518072,2与5终边相同的角为 72k360(kZ Z)当 k0 时,72;当 k1 时,432.2在 0720中与5终边相同的角为 72,432.1进行角度与弧度的互化时,抓住关系式 rad180是关键,由它可以得到:180度数180弧度数,弧度数()度数2特殊角的弧度数与度数对应值要熟记:角度弧度角度弧度探究二用弧度制表示角例 2用弧度表示终边落在如图(1)(2)所示的阴影
19、部分内(不包括边界)的角的集合002107630622554454240436032703290230053120233157413534330116150563602180解析对于题图(1),225角的终边可以看作是135角的终边,化为弧度,3即4,60角的终边即3的终边,3所求集合2k42k3,kZ Z.新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第10页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第10页对于题图(2),同理可得,所求集合为2k 2k,kZ Z62.2k 2k,kZ Z62k6k2,kZ Z首先写
20、出终边所在的角的形式,再根据旋转方向写出所在区域的角的集合,注意单位要统一,注意虚实边探究三扇形的弧长、面积公式的应用例 3教材 P174例 6 拓展探究(1)已知扇形的周长为 4 cm,当它的半径为_,圆心角为_弧度时,扇形面积最大,这个最大面积是_解析设扇形的圆心角为,半径为 r,则42r|r4,|r2.1S扇形2|r22rr2(r1)21.当 r1 时,(S扇形)max1,此时|2.答案1 cm21 cm25(2)求半径为 2,圆心角为3的圆弧的长度5解析半径 R2,圆心角 3,10弧长 l|R3.(3)已知扇形的周长为 10 cm,面积为 4 cm2,求扇形圆心角的弧度数解析设扇形的半
21、径为 r,弧长为 l,所对圆心角为(02,不符合,舍去;l21当 r4 时,l2,此时 r42(rad)1所求圆心角的弧度数为2rad.求扇形的弧长和面积的解题技巧11(1)记公式:弧长公式为:l|R.面积公式为 S2lR2|R2(其中 l 是扇形的弧长,是扇形圆心角的弧度数)(2)找关键:涉及扇形的半径、周长、弧长、圆心角、面积等的计算问题,关键是分析题目中已知哪些量、求哪些量,然后灵活运用弧长公式、扇形面积公式直接求解或列方程(组)求解易错点归纳易错点归纳一、弧度的实际应用生活实际中的“旋转”量都可以用“弧度”来解释,甚至要比用“度”方便典例已知相互啮合的两个齿轮,大轮有 48 齿,小轮有
22、 20 齿(1)当大轮转动一周时,求小轮转动的角度;(2)如果大轮的转速为 180 r/min(转/分),小轮的半径为 10.5 cm,那么小轮周上一点每 1 s 转过的弧长是多少?解析设大齿轮的半径为 R,小齿轮的半径为 r.根据题意设大齿轮的周长 L48.小齿轮的周长 l20.2R48R48故2r20,即r20.(1)当大轮转动一周时,小轮转动的角度为,r2R,新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第12页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第12页R4824r22025.(2)大轮的转速 v13 r
23、/s,48故小轮的转速 v2203,481 s 转过的弧长为203210.5151.2(cm)二、角度制与弧度制混用典例把角570化为 2k(02)的形式为()1A36C3k30B41505D46解析5702360150,5化为弧度为46.答案D纠错心得(1)3 不是 2k 的形式,实际上解答本类题时要时刻注意其形式为 2k 的形式,其中 的范围也有限制故 A,C 错(2)同一表达式中角度与弧度不能混用,实际上这是最易出错的位置,在做题时要时刻谨慎以防出错,故 B 错5.25.2三角函数的概念三角函数的概念5.2.15.2.1三角函数的概念三角函数的概念知识点一三角函数的定义如图所示,以单位圆
24、的圆心O 为原点,以射线OA 为 x 轴的非负半轴,建立直角坐标系,点 A 的坐标为(1,0),点 P 的坐标为(x,y)射线 OA 从 x 轴的非负半轴开始,绕点 O 按逆时针方向旋转角,终止位置为 OP.新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第13页新教材人教A版高中数学必修第一册第五章三角函数 知识点考点易错点解题方法提炼汇总-第13页2当 6时,点 P 的坐标是什么?当 2或3时,点P 的坐标又是什么?它们是唯一确定的吗?知识梳理(1)利用单位圆定义任意角的三角函数设 是一个任意角,R R,它的终边 OP 与单位圆相交于点 P(x,y)把点
25、P 的纵坐标 y 叫做 的正弦函数(sine function),记作 sin,即 ysin_;把点 P 的横坐标 x 叫做 的余弦函数(cosine function),记作 cos,即 xcos;yy把点 P 的纵坐标与横坐标的比值x叫做 的正切,记作 tan,即xtan(x0)称为正切函数(tangent function)我们将正弦函数、余弦函数和正切函数统称为三角函数(trigonometricfunction),通常将它们记为:正弦函数 ysin_x,xR R;余弦函数 ycos x,xR R;正切函数 ytan x,x2k(kZ Z)(2)利用角 终边上一点的坐标定义三角函数如图
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