三角函数图像及性质教师版

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page 1 of 16 三角函数 一、三角函数的基本概念和同角三角函数关系

(一)知识内容 1. 角的概念的推广 ⑴角:一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形.其中顶点,始边,终边称为角的三要素.角可以是任意大小的. ⑵角按其旋转方向可分为:正角,零角,负角. ①正角:习惯上规定,按照逆时针方向旋转而成的角叫做正角; ②负角:按照顺时针方向旋转而成的角叫做负角; ③零角:当射线没有旋转时,我们也把它看成一个角,叫做零角. ⑶在直角坐标系中讨论角: ①角的顶点在原点,始边在x轴的非负半轴上,角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限角. ②若角的终边在坐标轴上,就说这个角不属于任何象限,它叫轴线角. 2.终边相同的角的集合:设表示任意角,所有与终边相同的角,包括本身构成一个集合,这个集合可记为360,ZSkk.集合S的每一个元素都与的终边相同,当0k时,对应元素为. 3.弧度制和弧度制与角度制的换算

⑴角度制:把圆周360等分,其中1份所对的圆心角是1度,用度作单位来度量角的制度叫做角度制. 一些特殊角的度数与弧度数的对应表: 度数 0 15° 30 45 60 75° 90 120 135 150

弧度 0 π12 π6 π4 π3 5π12 π

2 2π3 3π4 5π6

度数 180 210° 225° 240° 270 300° 315° 330° 360

弧度 π 7π6 5π4 4π3 3π2 5π3 7π4 11π6 2π

板块一:任意角的概念与弧度制 page 2 of 16

⑵1弧度的角:长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角. 规定:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零.任一已知角的弧

度数的绝对值lr,这种以“弧度”作为单位来度量角的制度叫做弧度制.

(3)弧长公式:Rl;扇形面积公式:RlRS21212。

(4)弧度与角度的换算:180πrad,1801rad57.305718π 板块二:任意角的三角函数 (一)知识内容 1.三角函数定义 在直角坐标系中,设是一个任意角,终边上任意一点P(除了原点)的坐标为(,)xy,它与原点的距离为2222(||||0)rrxyxy,那么

⑴比值yr叫做的正弦,记作sin,即sinyr; ⑵比值xr叫做的余弦,记作cos,即cosxr; ⑶比值yx叫做的正切,记作tan,即tanyx; ⑷比值xy叫做的余切,记作cot,即cotxy; ⑷比值rx叫做的正割,记作sec,即secrx; ⑸比值ry叫做的余割,记作csc,即cscry. 2.三角函数的定义域、值域 函数 定义域 值域 siny R [1,1]

cosy R [1,1] page 3 of 16

tany π|π,2kkZ R

3.三角函数的符号 由三角函数的定义,以及各象限内点的坐标的符号,我们可以得知:

⑴正弦值yr对于第一、二象限为正(0,0yr),对于第三、四象限为负(0,0yr);

⑵余弦值xr对于第一、四象限为正(0,0xr),对于第二、三象限为负(0,0xr); ⑶正切值yx对于第一、三象限为正(,xy同号),对于第二、四象限为负(,xy异号). 可以用下图表示:

说明:若终边落在轴线上,则可用定义求出三角函数值. 4.同角三角函数的基本关系式:

平方关系:22sincos1xx,22sectan1xx,22csccot1xx 商数关系:sintancosxxx,coscotsinxxx

倒数关系:111sec,csc,tancoscoscotxxxxxx 6.诱导公式:(奇变偶不变,符号看象限):

sin()=sinα,cos()=-cosα,tan()=-tanα; sin()=-sinα,cos()=-cosα,tan()=tanα; sin()=-sinα,cos()=cosα,tan()=-tanα; sin(2)=-sinα,cos(2)=cosα,tan(2)=-tanα; sin(k2)=sinα,cos(k2)=cosα,tan(k2)=tanα )(Zk; sin(2)=cosα,cos(2)=sinα; sin(2)=cosα,cos(2)=-sinα。

4.三角函数式的化简与三角恒等式的证明是个难点,需要学生熟悉并灵活运用所学的公式与知识,一般情况下,化简的基本思路是:减少角的种数,减少三角函数的种数,适当配凑和拆分,统一切割化弦等等. page 4 of 16

二、三角函数的图象与性质 (一)知识内容 ⑴单位圆:

半径等于单位长的圆叫做单位圆.设单位圆的圆心与坐标原点重合,则单位圆与x轴交点分别为(1,0)A,(1,0)A,而与y轴的交点分别为(0,1)B,(0,1)B.由三角函数的定义可知,点P的坐标为(cos,sin),即(cos,sin)P.其中cosOM,sinON.

NB'(0,-1)

A'(-1,0)

P(cos,sin)A(1,0)

B(0,1)

MO

y

x

T'

T(1,tan)

xy

OA(1,0)

这就是说,角的余弦和正弦分别等于角终边与单位圆交点的横坐标和纵坐标.过点(1,0)A作单位圆的切线,它与角的终边或其反向延长线交与点T(或T),则tanAT(或AT). ⑵有向线段:

坐标轴是规定了方向的直线,那么与之平行的线段亦可规定方向.具有方向的线段叫做有向线段. 规定:与坐标轴方向一致时为正,与坐标方向相反时为负. ⑶三角函数线的定义:

设任意角的顶点在原点O,始边与x轴非负半轴重合,终边与单位圆相交于点P(,)xy,过P作x

轴的垂线,垂足为M;过点(1,0)A作单位圆的切线,它与角的终边或其反向延长线交与点T.

我们就分别称有向线段MP,OM,AT为正弦线、余弦线、正切线.

板块一:任意角的概念与弧度制 page 5 of 16

(一) 知识内容 1.三角函数的图象

2.函数sin0,0,yAxAxR的图象的作法――五点法 ①确定函数的最小正周期2πT; ②令x=0、π2、π、3π2、2π,得x、1π()2、1(π)、13π()2、1(2π),于是得到五个关键点(,0)、1π((),1)2、1((π),0)、13π((),1)2、1((2π),0); ③描点作图,先作出函数在一个周期内的图象,然后根据函数的周期性,把函数在一个周期内的图象向左、右扩展,得到函数sin0,0,yAxAxR的图象. 3. 5、正弦型函数)sin(xAy的图象变换方法如下: (1)先平移后伸缩: xysin的图象个单位长度)平移)或向左(向右(00得)(xysin的图象

(纵坐标不变))到原来的)或缩短(横坐标伸长(1110得)(xysin的图象

倍(横坐标不变))为原来的)或缩短(纵坐标伸长(A101AA得)sin(xAy的图象

个单位长度)平移)或向上(向下(kkk00得kxAy)(sin的图象。

(2)先伸缩后平移:

yxO

2-

-2

y=sinxx

-2

-

O

y

2x

y=cosx

-/2/23/2

-3/2

-O

yxy=tanx

板块一:三角函数的图象 page 6 of 16

xysin的图象倍(横坐标不变))为原来的)或缩短(纵坐标伸长(A101AA得xAysin的图象 (纵坐标不变))到原来的)或缩短(横坐标伸长(1110得)sin(xAy的图象

个单位长度)平移)或向左(向右(00得)sin(xAy的图象

个单位长度)平移)或向上(向下(kkk00得kxAy)(sin的图象。

当函数sin()yAx表示一个振动量时:A叫做振幅;T叫做周期;1T叫做频率;x叫做相位,叫做初相.

(一)知识内容 1.函数图象平移基本结论小结如下: 上加下减,左加右减 1()()yfxyfx各点横坐标变成原来的倍

()()yfxAyfx1各点纵坐标变成原来的倍

A

()()xyfxyfx绕轴翻折

板块二:三角函数图象变换

()(yfxyfx绕y轴翻折