2014《步步高》高考数学第一轮复习04_任意角、弧度制及任意角的三角函数
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第01节 任意角和弧度制及任意角的三角函数【考纲解读】考 点 考纲内容5年统计分析预测 1.任意角的概念、弧度制了解角、角度制与弧度制的概念,掌握弧度与角度的换算.无1.三角函数的定义;2.扇形的面积、弧长及圆心角.3.备考重点: (1) 理解三角函数的定义;(2) 掌握扇形的弧长及面积计算公式.2.三角函数的定义 理解正弦函数、余弦函数、正切函数的定义.无【知识清单】1.象限角及终边相同的角 1.任意角、角的分类:①按旋转方向不同分为正角、负角、零角. ②按终边位置不同分为象限角和轴线角. (2)终边相同的角:终边与角α相同的角可写成α+k ·360°(k ∈Z ). 2.弧度制:①1弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.②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,|α|=l r,l 是以角α作为圆心角时所对圆弧的长,r 为半径.③用“弧度”做单位来度量角的制度叫做弧度制.比值l r与所取的r 的大小无关,仅与角的大小有关.3.弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度. 对点练习:下列与9π4的终边相同的角的表达式中正确的是( )A.2k π+45°(k ∈Z )B.k ·360°+94π(k ∈Z )C.k ·360°-315°(k ∈Z )D.kπ+5π4(k ∈Z )【答案】C.确.2.三角函数的定义1.任意角的三角函数定义:设α是一个任意角,角α的终边与单位圆交于点P (x ,y ),那么角α的正弦、余弦、正切分别是:sin α=y ,cos α=x ,tan α=y x,它们都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数.2.三角函数在各象限内的符号口诀是:一全正、二正弦、三正切、四余弦 3.三角函数线设角α的顶点在坐标原点,始边与x 轴非负半轴重合,终边与单位圆相交于点P ,过P 作PM 垂直于x 轴于M .由三角函数的定义知,点P 的坐标为(cos_α,sin_α),即P (cos_α,sin_α),其中cos α=OM ,sin α=MP ,单位圆与x 轴的正半轴交于点A ,单位圆在A 点的切线与α的终边或其反向延长线相交于点T ,则tan α=AT .我们把有向线段OM 、MP 、AT 叫做α的余弦线、正弦线、正切线.三角函数线有向线段MP 为正弦线有向线段OM 为余弦线有向线段AT 为正切线对点练习:【河南省林州一中2017-2018上学期开学】已知角α终边经过点3122P ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,则cos α=( ) A.123312±【答案】B【解析】由于31,2r OP x ===,所以由三角函数的定义可得3cos 2x r α==,应选答案B.3. 扇形的弧长及面积公式弧长公式:l =|α|r ,扇形面积公式:S 扇形=12lr =12|α|r 2.对点练习:已知一扇形的圆心角为α,半径为R ,弧长为l. (1)若α=60°,R =10 cm ,求扇形的弧长l ;(2)已知扇形的周长为10 cm ,面积是4 cm 2,求扇形的圆心角;(3)若扇形周长为20 cm ,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大? 【答案】(1) 10π3(cm).(2)圆心角为12.(3)l =10,α=2.【解析】(1)α=60°=π3 rad ,∴l =α·R=π3×10=10π3(cm).【考点深度剖析】高考对任意角三角函数定义的考查要求较低,均是以小题的形式进行考查,一般难度不大,要求学生深刻认识利用坐标法定义任意角三角函数的背景和目的.纵观近几年的高考试题,主要考查以下两个方面:一是直接利用任意角三角函数的定义求其三角函数值;二是根据任意角三角函数的定义确定终边上一点的坐标.【重点难点突破】考点1 象限角及终边相同的角 【1-1】已知角α=45°,(1)在-720°~0°范围内找出所有与角α终边相同的角β;(2)设集合M=18045,,N=18045,24k k x x k x x k ⎧⎫⎧⎫=⨯+∈=⨯+∈⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭Z Z o o o o ,判断两集合的关系.【答案】(1)β=-675°或β=-315°.(2)M N ⊆. 【解析】(1)所有与角α有相同终边的角可表示为:β=45°+k ×360°(k ∈Z ),则令-720°≤45°+k ×360°<0°,得-765°≤k ×360°<-45°,解得-765360≤k <-45360,从而k =-2或k =-1,代入得β=-675°或β=-315°.(2)因为M ={x |x =(2k +1)×45°,k ∈Z }表示的是终边落在四个象限的平分线上的角的集合; 而集合N ={x |x =(k +1)×45°,k ∈Z }表示终边落在坐标轴或四个象限平分线上的角的集合,从而M N ⊆.【1-2】若sin 0θ>且sin 20θ>,则角θ的终边所在象限是( ) A .第一象限 B .第二象限C .第三象限 D .第四象限【答案】A【1-3】终边在直线y =3x 上的角的集合为________. 【答案】{α|α=k π+π3,k ∈Z }【解析】终边在直线y =3x 上的角的集合为{α|α=k π+π3,k ∈Z }.【1-4】若角α是第二象限角,试确定α2,2α的终边所在位置.【答案】角α2的终边在第三象限或第四象限或y 轴的负半轴上,2α的终边在第一象限或第三象限.【解析】∵角α是第二象限角,∴ 22,2k k k Z ππαππ+<<+∈,(1)4242,k k k Z ππαππ+<<+∈,∴ 角α2的终边在第三象限或第四象限或y 轴的负半轴上.综上所述,2的终边在第一象限或第三象限. 【领悟技法】1.对与角α终边相同的角的一般形式α+k ·360°(k ∈Z )的理解;(1)k ∈Z;(2)α任意角;(3)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同.2.利用终边相同角的集合可以求适合某些条件的角,方法是先写出与这个角的终边相同的所有角的集合,然后通过对集合中的参数k 赋值来求得所需角3.已知角α的终边位置,确定形如kα,π±α等形式的角终边的方法:先表示角α的范围,再写出kα、π±α等形式的角范围,然后就k 的可能取值讨论所求角的终边位置 【触类旁通】【变式一】如图,质点P 在半径为2的圆周上逆时针运动,其初始位置为P 0(2,-2),角速度为1,那么点P 到x 轴距离d 关于时间t 的函数图象大致为( )【答案】C当t =0时,d =2,排除A 、D ;当t =π4时,d =0,排除B.考点2 三角函数的定义【2-1】已知角α的终边经过点P (m ,-3),且cos α=-45,则m 等于( )A .-114 B.114 C .-4 D .4【答案】C【解析】由题意可知,cos α=m m 2+9=-45, 又m <0,解得m =-4.【2-2】已知角α的终边与单位圆的交点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ,32,则tan α=( ) A. 3B .± 3 C.33D .±33【答案】B【解析】由|OP |2=x 2+34=1,得x =±12,tan α=± 3.【2-3】已知角α的终边上有一点P (t ,t 2+1)(t >0),则tan α的最小值为( ) A .1 B .2 C.12D. 2【答案】B【解析】根据已知条件得tan α=t 2+1t =t +1t≥2,当且仅当t =1时,tan α取得最小值2.【2-4】已知角α的终边上一点P 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫sin 2π3,cos 2π3,则角α的最小正值为( )A.5π6B.2π3C.5π3D.11π6 【答案】D【领悟技法】1.已知角α终边上一点P 的坐标,则可先求出点P 到原点的距离r ,然后利用三角函数的定义求解.2.已知角α的终边所在的直线方程,则可先设出终边上一点的坐标,求出此点到原点的距离,然后利用三角函数的定义求解相关的问题.若直线的倾斜角为特殊角,也可直接写出角α的三角函数值. 【触类旁通】【变式一】已知角α的终边经过点(3a -9,a +2),且cos α≤0,sin α>0,则实数a 的取值范围是( ) A .(-2,3] B .(-2,3) C .[-2,3)D .[-2,3]【答案】A【解析】 ∵cos α≤0,sin α>0,∴角α的终边落在第二象限或y 轴的正半轴上.∴⎩⎪⎨⎪⎧3a -9≤0,a +2>0,∴-2<a ≤3.故选A.【变式二】已知角α的终边在直线y =-3x 上,求10sin α+3cos α的值.【答案】0【解析】设α终边上任一点为P (k ,-3k ), 则r =k 2+-3k2=10|k |.当k >0时,r =10k , ∴sin α=-3k10k=-310,1cos α=10 k k =10,∴10sin α+3cos α=-310+310=0;当k <0时,r =-10k , ∴sin α=-3k -10k =310,1cos α=-10k k=-10,∴10sin α+3cos α=310-310=0.综上,10sin α+3cos α=0.考点3 扇形的弧长及面积公式【3-1】【2018届黑龙江省齐齐哈尔八中8月月考】若扇形的圆心角120α=o ,弦长12AB cm =,则弧长l =__________ cm . 【答案】833π 【解析】画出图形,如图所示.设扇形的半径为rcm ,由sin60°=6r,得r=43cm , ∴l=n πr 180=2π3×43= 833π cm. 【3-2】已知扇形周长为40,当它的半径和圆心角取何值时,才使扇形面积最大? 【答案】 当r =10,θ=2时,扇形面积最大【领悟技法】(1)弧度制下l =|α|·r ,S =12lr ,此时α为弧度.在角度制下,弧长l =n πr180,扇形面积S =n πr 2360,此时n 为角度,它们之间有着必然的联系.(2)在解决弧长、面积及弓形面积时要注意合理应用圆心角所在的三角形.【触类旁通】【变式一】一段圆弧的长度等于其圆内接正三角形的边长,则其圆心角的弧度数为( ) A.π3 B.2π3 C. 3 D. 2 【答案】C【变式二】一扇形的圆心角为120°,则此扇形的面积与其内切圆的面积之比为________. 【答案】(7+43)∶9【解析】设扇形半径为R ,内切圆半径为r .则(R -r )sin 60°=r , 即R =1+233r .又S 扇=12|α|R 2=12×2π3×R 2=π3R 2=7+439πr 2,∴S 扇πr 2=7+439. 【易错试题常警惕】易错典例:已知角α的终边过点(,2)m m ,0m ≠,求角α的的正弦值、余弦值. 易错分析:学生在做题时容易遗忘0m <的情况. 正确解析:当0m <时,2555,sin ,cos r m αα=-=-=-; 当0m >时,2555,sin ,cos r m αα=-== 温馨提醒:本题主要考察了三角函数的定义以及分类讨论思想方法,这也是高考考查的一个重点.【学科素养提升之思想方法篇】数形结合百般好,隔裂分家万事休——数形结合思想我国著名数学家华罗庚曾说过:"数形结合百般好,隔裂分家万事休。
高考数学一轮复习---任意角和弧度制及任意角的三角函数一、基础知识 1.角的概念的推广(1)定义:角可以看成平面内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.(2)分类⎩⎪⎨⎪⎧按旋转方向不同分为正角、负角、零角.按终边位置不同分为象限角和轴线角.(3)终边相同的角:所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S ={β|β=α+2k π,k ∈Z }. 终边相同的角不一定相等,但相等的角其终边一定相同. 2.弧度制的定义和公式(1)定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度记作rad. (2)公式:有关角度与弧度的两个注意点(1)角度与弧度的换算的关键是π=180°,在同一个式子中,采用的度量制度必须一致,不可混用. (2)利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度. 3.任意角的三角函数(1)定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),那么sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx (x ≠0). (2)几何表示:三角函数线可以看作是三角函数的几何表示.正弦线的起点都在x 轴上,余弦线的起点都是原点,正切线的起点都是(1,0).如图中有向线段MP ,OM ,AT 分别叫做角α的正弦线、余弦线和正切线.二、常用结论汇总 (1)一个口诀三角函数值在各象限的符号:一全正、二正弦、三正切、四余弦. (2)三角函数定义的推广设点P (x ,y )是角α终边上任意一点且不与原点重合,r =|OP |,则sin α=y r ,cos α=x r ,tan α=yx (x ≠0).(3)象限角(4)轴线角三、考点解析考点一 象限角及终边相同的角 例、(1)若角α是第二象限角,则α2是( )A .第一象限角B .第二象限角C .第一或第三象限角D .第二或第四象限角 (2)终边在直线y =3x 上,且在[-2π,2π)内的角α的集合为________. 跟踪训练1.集合},4{Z k k k ∈+≤≤ππαπα中的角所表示的范围(阴影部分)是( )2.在-720°~0°范围内所有与45°终边相同的角为________.考点二 三角函数的定义典例、已知角α的终边经过点P (-x ,-6),且cos α=-513,则1sin α+1tan α=________.[解题技法]用定义法求三角函数值的2种类型及解题方法:(1)已知角α终边上一点P 的坐标,则可先求出点P 到原点的距离r ,然后用三角函数的定义求解. (2)已知角α的终边所在的直线方程,则可先设出终边上一点的坐标,求出此点到原点的距离,然后用三角函数的定义来求解.跟踪训练1.已知角α的终边经过点(3,-4),则sin α+1cos α=( )A .-15 B.3715 C.3720 D.13152.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的正半轴重合,终边在直线y =2x 上,则cos 2θ=( ) A .-45 B .-35 C .35 D .45考点三 三角函数值符号的判定例、若sin αtan α<0,且cos αtan α<0,则角α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[解题技法]三角函数值符号及角所在象限的判断:三角函数在各个象限的符号与角的终边上的点的坐标密切相关.sin θ在一、二象限为正,cos θ在一、四象限为正,tan θ在一、三象限为正.学习时首先把取正值的象限记清楚,其余的象限就是负的,如sin θ在一、二象限为正,那么在三、四象限就是负的.值得一提的是:三角函数的正负有时还要考虑坐标轴上的角,如sin π2=1>0,cos π=-1<0. 跟踪训练1.下列各选项中正确的是( )A .sin 300°>0B .cos(-305°)<0C .tan ⎪⎭⎫⎝⎛-322π>0 D .sin 10<0 2.已知点P (cos α,tan α)在第三象限,则角α的终边在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限课后作业1.已知扇形的面积为2,扇形圆心角的弧度数是4,则扇形的周长为( ) A .2 B .4 C .6 D .82.已知角α(0°≤α<360°)终边上一点的坐标为(sin 150°,cos 150°),则α=( ) A .150° B .135° C .300° D .60°3.若角α的顶点为坐标原点,始边在x 轴的非负半轴上,终边在直线y =-3x 上,则角α的取值集合是( )A.},32{Z k k ∈-=ππαα B.},322{Z k k ∈+=ππαα C.},32{Z k k ∈-=ππαα D.},3{Z k k ∈-=ππαα4.已知角α的终边经过点(3a -9,a +2),且cos α≤0,sin α>0,则实数a 的取值范围是( ) A .(-2,3] B .(-2,3) C .[-2,3) D .[-2,3]5.在平面直角坐标系xOy 中,α为第二象限角,P (-3,y )为其终边上一点,且sin α=2y4,则y 的值为( )A.3 B .-5 C.5 D.3或56.已知角α=2k π-π5(k ∈Z ),若角θ与角α的终边相同,则y =sin θ|sin θ|+cos θ|cos θ|+tan θ|tan θ|的值为( )A .1B .-1C .3D .-3 7.已知一个扇形的圆心角为3π4,面积为3π2,则此扇形的半径为________.8.在平面直角坐标系xOy 中,60°角终边上一点P 的坐标为(1,m ),则实数m 的值为________. 9.若α=1 560°,角θ与α终边相同,且-360°<θ<360°,则θ=________.10.在直角坐标系xOy 中,O 为坐标原点,A (3,1),将点A 绕O 逆时针旋转90°到B 点,则B 点坐标为__________.11.已知1|sin α|=-1sin α,且lg(cos α)有意义.(1)试判断角α所在的象限;(2)若角α的终边上一点M ⎪⎭⎫ ⎝⎛m ,53,且|OM |=1(O 为坐标原点),求m 的值及sin α的值.12.已知α为第三象限角.(1)求角α2终边所在的象限;(2)试判断 tan α2sin α2cos α2的符号.提高训练1.若-3π4<α<-π2,从单位圆中的三角函数线观察sin α,cos α,tan α的大小是( )A .sin α<tan α<cos αB .cos α<sin α<tan αC .sin α<cos α<tan αD .tan α<sin α<cos α 2.已知角θ的终边过点P (-4a,3a )(a ≠0).(1)求sin θ+cos θ的值;(2)试判断cos(sin θ)·sin(cos θ)的符号.。
高考一轮复习专题——三角函数第1讲 任意角、弧度制及任意角的三角函数基础梳理1.任意角 (1)角的概念的推广①按旋转方向不同分为正角、负角、零角. ②按终边位置不同分为象限角和轴线角. (2)终边相同的角终边与角α相同的角可写成α+k ·360°(k ∈Z ). (3)弧度制①1弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角. ②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, |α|=l r,l 是以角α作为圆心角时所对圆弧的长,r 为半径.③用“弧度”做单位来度量角的制度叫做弧度制,比值lr 与所取的r 的大小无关,仅与角的大小有关.④弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度. ⑤弧长公式:l =|α|r ,扇形面积公式:S 扇形=12lr =12|α|r 2.2.任意角的三角函数定义设α是一个任意角,角α的终边上任意一点P (x ,y ),它与原点的距离为r (r >0),那么角α的正弦、余弦、正切分别是:sin α=yr ,cos α=x r,tan α=y x,它们都是以角为自变量,以比值为函数值的函数. 3.三角函数线设角α的顶点在坐标原点,始边与x 轴非负半轴重合,终边与单位圆相交于点P ,过P 作PM 垂直于x 轴于M ,则点M 是点P 在x 轴上的正射影.由三角函数的定义知,点P 的坐标为(cos_α,sin_α),即P (cos_α,sin_α),其中cos α=OM ,sin α=MP ,单位圆与x 轴的正半轴交于点A ,单位圆在A 点的切线与α的终边或其反向延长线相交于点T ,则tan α=AT .我们把有向线段OM 、MP 、AT 叫做α的余弦线、正弦线、正切线.三角函数线有向线段MP 为正弦线有向线段OM 为余弦线有向线段AT为正切线一条规律三角函数值在各象限的符号规律概括为:一全正、二正弦、三正切、四余弦. (2)终边落在x 轴上的角的集合{β|β=kπ,k ∈Z };终边落在y 轴上的角的集合⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+=Z k k ,2ππββ;终边落在坐标轴上的角的集合可以表示为⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈=Z k k ,2πββ. 两个技巧(1)在利用三角函数定义时,点P 可取终边上任一点,如有可能则取终边与单位圆的交点,|OP |=r 一定是正值.(2)在解简单的三角不等式时,利用单位圆及三角函数线是一个小技巧. 三个注意(1)注意易混概念的区别:第一象限角、锐角、小于90°的角是概念不同的三类角,第一类是象限角,第二类、第三类是区间角.(2)角度制与弧度制可利用180°=π rad 进行互化,在同一个式子中,采用的度量制度必须一致,不可混用.(3)注意熟记0°~360°间特殊角的弧度表示,以方便解题.双基自测1.(人教A版教材习题改编)下列与9π4的终边相同的角的表达式是( ).A.2kπ+45°(k∈Z) B.k·360°+94π(k∈Z)C.k·360°-315°(k∈Z) D.kπ+5π4(k∈Z)2.若α=k·180°+45°(k∈Z),则α在( ).A.第一或第三象限B.第一或第二象限C.第二或第四象限D.第三或第四象限3.若sin α<0且tan α>0,则α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4.已知角α的终边过点(-1,2),则cos α的值为( ).A.-55B.255C.-255D.-125.(2011·江西)已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x轴非负半轴,若P(4,y)是角θ终边上一点,且sin θ=-255,则y=________.考向一角的集合表示及象限角的判定【例1】►(1)写出终边在直线y=3x上的角的集合;(2)若角θ的终边与6π7角的终边相同,求在[0,2π)内终边与θ3角的终边相同的角;(3)已知角α是第二象限角,试确定2α、α2所在的象限.【训练1】角α与角β的终边互为反向延长线,则( ).A.α=-βB.α=180°+βC.α=k·360°+β(k∈Z)D .α=k ·360°±180°+β(k ∈Z )考向二 三角函数的定义【例2】►已知角θ的终边经过点P (-3,m )(m ≠0)且sin θ=24m ,试判断角θ所在的象限,并求cos θ和tan θ的值.【训练2】(2011·课标全国)已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边在直线y =2x 上,则cos 2θ=( ). A .-45 B .-35 C.35 D.45考向三 弧度制的应用【例3】►已知半径为10的圆O 中,弦AB 的长为10. (1)求弦AB 所对的圆心角α的大小;(2)求α所在的扇形的弧长l 及弧所在的弓形的面积S .【训练3】已知扇形周长为40,当它的半径和圆心角取何值时,才使扇形面积最大?考向四 三角函数线及其应用【例4】►在单位圆中画出适合下列条件的角α的终边的范围.并由此写出角α的集合: (1)sin α≥32; (2)cos α≤-12.【训练4】求下列函数的定义域:(1)y =2cos x -1; (2)y =lg(3-4sin 2x ). 解 (1)∵2cos x -1≥0,∴cos x ≥12.重点突破——如何利用三角函数的定义求三角函数值【问题研究】三角函数的定义:设α是任意角,其终边上任一点P (不与原点重合)的坐标为(x ,y ),它到原点的距离是r (r =x 2+y 2>0),则sin α=yr、cosα=x r 、tan α=yx 分别是α的正弦、余弦、正切,它们都是以角为自变量,以比值为函数值的函数,这样的函数称为三角函数,这里x ,y 的符号由α终边所在象限确定,r 的符号始终为正,应用定义法解题时,要注意符号,防止出现错误.三角函数的定义在解决问题中应用广泛,并且有时可以简化解题过程.【解决方案】利用三角函数的定义求三角函数值时,首先要根据定义正确地求得x ,y ,r 的值;然后对于含参数问题要注意分类讨论.【示例】►(本题满分12分)(2011·龙岩月考)已知角α终边经过点P (x ,-2)(x ≠0),且cos α=36x ,求sin α、tan α的值.【试一试】已知角α的终边在直线3x +4y =0上,求sin α+cos α+45tan α.第2讲 同角三角函数的基本关系与诱导公式基础梳理1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1; (2)商数关系:sin αcos α=tan α.2.诱导公式公式一:sin(α+2k π)=sin α,cos(α+2k π)=cos α,其中k ∈Z .公式二:sin(π+α)=-sin α,cos(π+α)=-cos α, tan(π+α)=tan α.公式三:sin(-α)=-sin α,cos(-α)=cos α. 公式四:sin(π-α)=sin α,cos(π-α)=-cos α. 公式五:sin )2(απ-=cos α,cos )2(απ-=sin α.公式六:sin )2(απ+=cos α,cos )2(απ+=-sin α. 诱导公式可概括为k ·π2±α的各三角函数值的化简公式.记忆规律是:奇变偶不变,符号看象限.其中的奇、偶是指π2的奇数倍和偶数倍,变与不变是指函数名称的变化.若是奇数倍,则函数名称变为相应的余名函数;若是偶数倍,则函数名称不变,符号看象限是指把α看成锐角时原函数值的符号作为结果的符号.一个口诀诱导公式的记忆口诀为:奇变偶不变,符号看象限.三种方法在求值与化简时,常用方法有: (1)弦切互化法:主要利用公式tan α=sin αcos α化成正、余弦.(2)和积转换法:利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化.(3)巧用“1”的变换:1=sin 2θ+cos 2θ=cos 2θ(1+tan 2θ)=tan π4=…. 三个防范(1)利用诱导公式进行化简求值时,先利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数,其步骤:去负-脱周-化锐. 特别注意函数名称和符号的确定.(2)在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号. (3)注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.双基自测1.(人教A 版教材习题改编)已知sin(π+α)=12,则cos α的值为( ).A .±12 B.12 C.32 D .±322.(2012·杭州调研)点A (sin 2 011°,cos 2 011°)在直角坐标平面上位于( ). A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限3.已知cos α=45,α∈(0,π),则tan α的值等于( ).A.43B.34 C .±43 D .±344.cos )417(π--sin )417(π-的值是( ). A. 2 B .- 2 C .0 D.225.已知α是第二象限角,tan α=-12,则cos α=________.考向一 利用诱导公式化简、求值【例1】►已知)tan()2sin()2cos()sin()(απαπαπαπα++--=f ,求【训练1】已知角α终边上一点P (-4,3),则的值为________.考向二 同角三角函数关系的应用)3(πf )29sin()211cos()sin()2cos(απαπαπαπ+---+【例2】►(2011·长沙调研)已知tan α=2. 求:(1)2sin α-3cos α4sin α-9cos α;(2)4sin 2α-3sin αcos α-5cos 2α.【训练2】已知sin α+3cos α3cos α-sin α=5.则sin 2α-sin αcos α=________.考向三 三角形中的诱导公式【例3】►在△ABC 中,sin A +cos A =2,3cos A =-2cos(π-B ),求△ABC 的三个内角.【训练3】若将例3的已知条件“sin A +cos A =2”改为“sin(2π-A )=-2sin(π-B )”其余条件不变,求△ABC 的三个内角.重点突破——忽视题设的隐含条件致误【问题诊断】涉及到角的终边、函数符号和同角函数关系问题时,应深挖隐含条件,处理好开方、平方关系,避免出现增解与漏解的错误.,【防范措施】一要考虑题设中的角的范围;二要考虑题设中的隐含条件 【示例】►若sin θ,cos θ是关于x 的方程5x 2-x +a =0(a 是常数)的两根,θ∈(0,π),求cos 2θ的值.【试一试】已知sin θ+cos θ=713,θ∈(0,π),求tan θ.第3讲 三角函数的图象与性质基础梳理1.“五点法”描图(1)y =sin x 的图象在[0,2π]上的五个关键点的坐标为(0,0),)1,2(π,(π,0),)1,23(-π,(2π,0).(2)y =cos x 的图象在[0,2π]上的五个关键点的坐标为(0,1),)0,2(π,(π,-1),)0,23(π,(2π,1).2.三角函数的图象和性质定义域R R {x|x≠kπ+π2,k∈Z}图象值域[-1,1][-1,1]R对称性对称轴:x=kπ+π2(k∈Z)对称中心:(kπ,0)(k∈Z)对称轴:x=kπ(k∈Z)对称中心:错误!无对称轴对称中心:)0,2(πk(k∈Z)周期2π2ππ单调性单调增区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-22,22ππππkk(k∈Z);单调减区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡++ππππ232,22kk(k∈Z)单调增区间[2kπ-π,2kπ](k∈Z);单调减区间[2kπ,2kπ+π](k∈Z)单调增区间)2,2(ππππ+-kk(k∈Z)奇偶性奇偶奇两条性质(1)周期性函数y=A sin(ωx+φ)和y=A cos(ωx+φ)的最小正周期为2π|ω|,y=tan(ωx+φ)的最小正周期为π|ω|.(2)奇偶性三角函数中奇函数一般可化为y =A sin ωx 或y =A tan ωx ,而偶函数一般可化为y =A cos ωx +b 的形式.三种方法求三角函数值域(最值)的方法: (1)利用sin x 、cos x 的有界性;(2)形式复杂的函数应化为y =A sin(ωx +φ)+k 的形式逐步分析ωx +φ的范围,根据正弦函数单调性写出函数的值域;(3)换元法:把sin x 或cos x 看作一个整体,可化为求函数在区间上的值域(最值)问题.双基自测1.(人教A 版教材习题改编)函数y =cos )3(π+x ,x ∈R ( ).A .是奇函数B .是偶函数C .既不是奇函数也不是偶函数D .既是奇函数又是偶函数2.函数y =tan )4(x -π的定义域为( ).A.⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈-≠Z k k x x ,4ππB.⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈-≠Z k k x x ,42ππC.⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠Z k k x x ,4ππD.⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠Z k k x x ,42ππ3.(2011·全国新课标)设函数f (x )=sin(ωx +φ)+cos(ωx +φ)(20πϕω<,>)的最小正周期为π,且f (-x )=f (x ),则( ). A .f (x )在)2,0(π单调递减B .f (x )在)43,4(ππ单调递减C .f (x )在)2,0(π单调递增D .f (x )在)43,4(ππ单调递增4.y =sin )4(π-x 的图象的一个对称中心是( ).A .(-π,0) B.)0,43(π-C.)0,23(π D.)0,2(π5.(2011·合肥三模)函数f (x )=cos )62(π+x 的最小正周期为________.考向一 三角函数的定义域与值域【例1】►(1)求函数y =lg sin 2x +9-x 2的定义域. (2)求函数y =cos 2x +sin x (4π≤x )的最大值与最小值.【训练1】(1)求函数y =sin x -cos x 的定义域.(2)已知函数f (x )=cos )32(π-x +2sin )4(π-x ·sin )4(π+x ,求函数f (x )在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡-2,12ππ上的最大值与最小值.考向二 三角函数的奇偶性与周期性【例2】►(2011·大同模拟)函数y =2cos 2)4(π-x -1是( ).A .最小正周期为π的奇函数B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为π2的奇函数D .最小正周期为π2的偶函数 【训练2】已知函数f (x )=(sin x -cos x )sin x ,x ∈R ,则f (x )的最小正周期是________.考向三 三角函数的单调性【例3】►已知f (x )=sin x +sin )2(x -π,x ∈[0,π],求f (x )的单调递增区间.【训练3】函数f (x )=sin )32(π+-x 的单调减区间为______.考向四 三角函数的对称性【例4】►(1)函数y =cos )32(π+x 图象的对称轴方程可能是( ).A .x =-π6B .x =-π12C .x =π6D .x =π12【训练4】(1)函数y =2sin(3x +φ)(2πϕ<)的一条对称轴为x =π12,则φ=________.(2)函数y =cos(3x +φ)的图象关于原点成中心对称图形.则φ=________.重点突破——利用三角函数的性质求解参数问题含有参数的三角函数问题,一般属于逆向型思维问题,难度相对较大一些.正确利用三角函数的性质解答此类问题,是以熟练掌握三角函数的各条性质为前提的,解答时通常将方程的思想与待定系数法相结合.下面就利用三角函数性质求解参数问题进行策略性的分类解析. 一、根据三角函数的单调性求解参数【示例】►(2011·镇江三校模拟)已知函数f (x )=sin )3(πω+x (ω>0)的单调递增区间为⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-12,125ππππk k (k ∈Z ),单调递减区间为⎥⎦⎤⎢⎣⎡++127,12ππππk k (k ∈Z ),则ω的值为________.二、根据三角函数的奇偶性求解参数【示例】► (2011·泉州模拟)已知f (x )=cos(3x +φ)-3sin(3x +φ)为偶函数,则φ可以取的一个值为( ). A.π6 B.π3 C .-π6 D .-π3▲根据三角函数的周期性求解参数【示例】► (2011·合肥模拟)若函数y =sin ωx ·sin )2(πω+x (ω>0)的最小正周期为π7,则ω=________.▲根据三角函数的最值求参数【示例】► (2011·洛阳模拟)若函数f(x)=a sin x-b cos x在x=π3处有最小值-2,则常数a、b的值是( ).A.a=-1,b= 3 B.a=1,b=- 3C.a=3,b=-1 D.a=-3,b=1第4讲正弦型函数y=A sin(ωx+φ)的图象及应用基础梳理1.用五点法画y=A sin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个特征点如下表所示x 0-φωπ2-φωπ-φω3π2-φω2π-φωωx+φ0π2π3π22πy=A sin(ωx+φ)0 A 0-A 0 2.函数y=sin x的图象变换得到y=A sin(ωx+φ)的图象的步骤3.图象的对称性函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象是轴对称也是中心对称图形,具体如下:(1)函数y =A sin(ωx +φ)的图象关于直线x =x k (其中 ωx k +φ=k π+π2,k∈Z )成轴对称图形.(2)函数y =A sin(ωx +φ)的图象关于点(x k,0)(其中ωx k +φ=k π,k ∈Z )成中心对称图形. 一种方法在由图象求三角函数解析式时,若最大值为M ,最小值为m ,则A =M -m 2,k =M +m 2,ω由周期T 确定,即由2πω=T 求出,φ由特殊点确定.一个区别由y =sin x 的图象变换到y =A sin (ωx +φ)的图象,两种变换的区别:先相位变换再周期变换(伸缩变换),平移的量是|φ|个单位;而先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移的量是|φ|ω(ω>0)个单位.原因在于相位变换和周期变换都是针对x 而言,即x 本身加减多少值,而不是依赖于ωx 加减多少值. 两个注意作正弦型函数y =A sin(ωx +φ)的图象时应注意: (1)首先要确定函数的定义域;(2)对于具有周期性的函数,应先求出周期,作图象时只要作出一个周期的图象,就可根据周期性作出整个函数的图象.双基自测1.(人教A 版教材习题改编)y =2sin )42(π-x 的振幅、频率和初相分别为( ). A .2,1π,-π4 B .2,12π,-π4 C .2,1π,-π8D .2,12π,-π82.已知简谐运动f (x )=A sin(ωx +φ)(2πϕ<)的部分图象如图所示,则该简谐运动的最小正周期T 和初相φ分别为( ). A .T =6π,φ=π6B .T =6π,φ=π3C .T =6,φ=π6D .T =6,φ=π33.函数y =cos x (x ∈R )的图象向左平移π2个单位后,得到函数y =g (x )的图象,则g (x )的解析式应为( ).A .-sin xB .sin xC .-cos xD .cos x4.设ω>0,函数y =sin )3(πω+x +2的图象向右平移4π3个单位后与原图象重合,则ω的最小值是( ). A.23 B.43 C.32D .35.(2011·重庆六校联考)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω=________.考向一 作函数y =A sin(ωx +φ)的图象【例1】►设函数f (x )=cos(ωx +φ)(02-0<<,>ϕπω)的最小正周期为π,且)4(πf =32.(1)求ω和φ的值;(2)在给定坐标系中作出函数f (x )在[0,π]上的图象.【训练1】已知函数f (x )=3sin )421(π-x ,x ∈R .(1)画出函数f (x )在长度为一个周期的闭区间上的简图; (2)将函数y =sin x 的图象作怎样的变换可得到f (x )的图象?考向二 求函数y =A sin(ωx +φ)的解析式【例2】►(2011·江苏)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω,φ为常数,A >0,ω>0)的部分图象如图所示,则f (0)的值是________.【训练2】已知函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,|φ|<π2,ω>0)的图象的一部分如图所示. (1)求f (x )的表达式; (2)试写出f (x )的对称轴方程.考向三 函数y =A sin(ωx +φ)的图象与性质的综合应用【例3】►(2012·西安模拟)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ),x ∈R (其中A >0,ω>0,0<φ<π2)的图象与x 轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为π2,且图象上的一个最低点为M )2,32(-π. (1)求f (x )的解析式;(2)当x ∈⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,12ππ时,求f (x )的值域.【训练3】(2011·南京模拟)已知函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象过点P )0,12(π,图象上与点P 最近的一个最高点是Q )5,3(π.(1)求函数的解析式; (2)求函数f (x )的递增区间.重点突破——怎样求解三角函数的最值问题【问题研究】(1)求三角函数的最值是高考的一个热点.在求解中,一定要注意其定义域,否则容易产生错误.(2)主要题型:①求已知三角函数的值域(或最值);②根据三角函数的值域(或最值)求相关的参数;③三角函数的值域(或最值)作为工具解决其他与范围相关的问题.【解决方案】①形如y =a sin x +b cos x +c 的三角函数,可通过引入辅助角Φ(2222sin ,cos b a b b a a +=+=φφ),将原式化为y =a 2+b 2·sin(x +φ)+c的形式后,再求值域(或最值);②形如y =a sin 2x +b sin x +c 的三角函数,可先设t =sin x ,将原式化为二次函数y =at 2+bt +c 的形式,进而在t ∈[-1,1]上求值域(或最值);③形如y =a sin x cos x +b (sin x ±cos x )+c 的三角函数,可先设t =sin x ±cos x ,将原式化为二次函数y =±12a (t 2-1)+bt +c 的形式,进而在闭区间t ∈[-2,2]上求最值.【示例】►(本题满分12分)(2011·北京)已知函数f (x )=4cos x sin )6(π+x -1.(1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡-4,6ππ上的最大值和最小值.【试一试】是否存在实数a ,使得函数y =sin 2x +a cos x +58a -32在闭区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π上的最大值是1?若存在,求出对应的a 值?若不存在,试说明理由.第5讲 两角和与差的正弦、余弦和正切基础梳理1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)C (α-β):cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β; (2)C (α+β):cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β; (3)S (α+β):sin(α+β)=sin αcos β+cos_αsin β; (4)S (α-β):sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β; (5)T (α+β):tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β;(6)T (α-β):tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)S 2α:sin 2α=2sin_αcos_α;(2)C 2α:cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α; (3)T 2α:tan 2α=2tan α1-tan 2α.3.有关公式的逆用、变形等(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan_αtan_β); (2)cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2; (3)1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2, sin α±cos α=2sin )4(πα±.4.函数f (α)=a cos α+b sin α(a ,b 为常数),可以化为f (α)=a 2+b 2sin(α+φ)或f (α)=a 2+b 2cos(α-φ),其中φ可由a ,b 的值唯一确定.两个技巧(1)拆角、拼角技巧:2α=(α+β)+(α-β);α=(α+β)-β;β=α+β2-α-β2;α-β2=)2(βα+-)2(βα+.(2)化简技巧:切化弦、“1”的代换等.三个变化(1)变角:目的是沟通题设条件与结论中所涉及的角,其手法通常是“配凑”. (2)变名:通过变换函数名称达到减少函数种类的目的,其手法通常有“切化弦”、“升幂与降幂”等.(3)变式:根据式子的结构特征进行变形,使其更贴近某个公式或某个期待的目标,其手法通常有:“常值代换”、“逆用变用公式”、“通分约分”、“分解与组合”、“配方与平方”等.双基自测1.(人教A 版教材习题改编)下列各式的值为14的是( ).A .2cos 2 π12-1 B .1-2sin 275° C.2tan 22.5°1-tan 222.5°D .sin 15°cos 15° 2.(2011·福建)若tan α=3,则sin 2αcos 2α的值等于( ).A .2B .3C .4D .6 3.已知sin α=23,则cos(π-2α)等于( ).A .-53 B .-19 C.19 D.534.(2011·辽宁)设sin )4(θπ+=13,则sin 2θ=( ).A .-79B .-19 C.19 D.795.tan 20°+tan 40°+3tan 20° tan 40°=________.考向一 三角函数式的化简【例1】►化简)4(sin )4tan(221cos 2cos 2224x x x x +-+-ππ.【训练1】化简:ααααα2sin )1cos )(sin 1cos (sin +--+.考向二 三角函数式的求值【例2】►已知0<β<π2<α<π,且cos )2(βα-=-19,sin )2(βα-=23,求cos(α+β)的值.【训练2】已知α,β∈)2,0(π,sin α=45,tan(α-β)=-13,求cos β的值.考向三 三角函数的求角问题【例3】►已知cos α=17,cos(α-β)=1314,且0<β<α<π2,求β.【训练3】已知α,β∈)2,2(ππ-,且tan α,tan β是方程x 2+33x +4=0的两个根,求α+β的值.考向四 三角函数的综合应用【例4】►(2010·北京)已知函数f (x )=2cos 2x +sin 2x .(1)求f )3(π的值;(2)求f (x )的最大值和最小值.【训练4】已知函数f (x )=2sin(π-x )cos x . (1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡-2,6ππ上的最大值和最小值.重点突破——三角函数求值、求角问题策略面对有关三角函数的求值、化简和证明,许多考生一筹莫展,而三角恒等变换更是三角函数的求值、求角问题中的难点和重点,其难点在于:其一,如何牢固记忆众多公式,其二,如何根据三角函数的形式去选择合适的求值、求角方法. 一、给值求值一般是给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角的三角函数值,解题的关键在于“变角”,如α=(α+β)-β,2α=(α+β)+(α-β)等,把所求角用含已知角的式子表示,求解时要注意角的范围的讨论.【示例】► (2011·江苏)已知tan )4(π+x =2,则tan x tan 2x 的值为________.二、给值求角“给值求角”:实质上也转化为“给值求值”,关键也是变角,把所求角用含已知角的式子表示,由所得的函数值结合该函数的单调区间求得角.【示例】► (2011·南昌月考)已知tan(α-β)=12,tan β=-17,且α,β∈(0,π),求2α-β的值.▲三角恒等变换与向量的综合问题两角和与差的正弦、余弦、正切公式作为解题工具,是每年高考的必考内容,常在选择题中以条件求值的形式考查.近几年该部分内容与向量的综合问题常出现在解答题中,并且成为高考的一个新考查方向.【示例】► (2011·温州一模)已知向量a =(sin θ,-2)与b =(1,cos θ)互相垂直,其中θ∈)2,0(π.(1)求sin θ和cos θ的值;(2)若5cos(θ-φ)=35cos φ,0<φ<π2,求cos φ的值.第6讲正弦定理和余弦定理基础梳理1.正弦定理:asin A =bsin B=csin C=2R,其中R是三角形外接圆的半径.由正弦定理可以变形为:(1)a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C;(2)a=2R sin_A,b=2R sin_B,c=2R sin_C;(3)sin A=a2R,sin B=b2R,sin C=c2R等形式,以解决不同的三角形问题.2.余弦定理:a2=b2+c2-2bc cos A,b2=a2+c2-2ac cos B,c2=a2+b2-2ab cos C.余弦定理可以变形为:cos A=b2+c2-a22bc,cos B=a2+c2-b22ac,cos C=a2+b2-c22ab.3.S△ABC=12ab sin C=12bc sin A=12ac sin B=abc4R=12(a+b+c)·r(R是三角形外接圆半径,r是三角形内切圆的半径),并可由此计算R,r.4.已知两边和其中一边的对角,解三角形时,注意解的情况.如已知a,b,A,则A为锐角A为钝角或直角图形关系式a<b sin A a=b sin Ab sin A<a<ba≥b a>b a≤b解的个数无解一解两解一解一解无解一条规律在三角形中,大角对大边,大边对大角;大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即在△ABC中,A>B⇔a>b⇔sin A>sin B.两类问题在解三角形时,正弦定理可解决两类问题:(1)已知两角及任一边,求其它边或角;(2)已知两边及一边的对角,求其它边或角.情况(2)中结果可能有一解、两解、无解,应注意区分.余弦定理可解决两类问题:(1)已知两边及夹角求第三边和其他两角;(2)已知三边,求各角.两种途径根据所给条件确定三角形的形状,主要有两种途径:(1)化边为角;(2)化角为边,并常用正弦(余弦)定理实施边、角转换.双基自测1.(人教A版教材习题改编)在△ABC中,A=60°,B=75°,a=10,则c等于( ).A.5 2 B.10 2C.1063D.5 62.在△ABC中,若sin Aa=cos Bb,则B的值为( ).A.30° B.45° C.60° D.90°3.(2011·郑州联考)在△ABC中,a=3,b=1,c=2,则A等于( ). A.30° B.45° C.60° D.75°4.在△ABC中,a=32,b=23,cos C=13,则△ABC的面积为( ).A.3 3 B.2 3 C.4 3 D. 35.已知△ABC三边满足a2+b2=c2-3ab,则此三角形的最大内角为________.考向一利用正弦定理解三角形【例1】►在△ABC中,a=3,b=2,B=45°.求角A,C和边c.【训练1】(2011·北京)在△ABC中,若b=5,∠B=π4,tan A=2,则sin A=________;a=________.考向二利用余弦定理解三角形【例2】►在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,且cos Bcos C=-b2a+c.(1)求角B的大小;(2)若b=13,a+c=4,求△ABC的面积.【训练2】(2011·桂林模拟)已知A,B,C为△ABC的三个内角,其所对的边分别为a,b,c,且2cos2A2+cos A=0.(1)求角A的值;(2)若a=23,b+c=4,求△ABC的面积.考向三 利用正、余弦定理判断三角形形状【例3】►在△ABC 中,若(a 2+b 2)sin(A -B )=(a 2-b 2)sin C ,试判断△ABC 的形状.【训练3】在△ABC 中,若a cos A =b cos B =c cos C ;则△ABC 是( ). A .直角三角形B .等边三角形C .钝角三角形D .等腰直角三角形考向四 正、余弦定理的综合应用【例3】►在△ABC 中,内角A ,B ,C 对边的边长分别是a ,b ,c ,已知c =2,C =π3. (1)若△ABC 的面积等于3,求a ,b ;(2)若sin C +sin(B -A )=2sin 2A ,求△ABC 的面积.【训练4】(2011·北京西城一模)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b,c,且cos B=45,b=2.(1)当A=30°时,求a的值;(2)当△ABC的面积为3时,求a+c的值.重点突破——忽视三角形中的边角条件致错【问题诊断】考查解三角形的题在高考中一般难度不大,但稍不注意,会出现“会而不对,对而不全”的情况,其主要原因就是忽视三角形中的边角条件., 【防范措施】解三角函数的求值问题时,估算是一个重要步骤,估算时应考虑三角形中的边角条件.【示例】►(2011·安徽)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C所对的边长,a=3,b=2,1+2cos(B+C)=0,求边BC上的高.【试一试】(2011·辽宁)△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,a sin A sin B+b cos2A=2a.(1)求b a ;(2)若c2=b2+3a2,求B.第7讲正弦定理、余弦定理应用举例基础梳理1.用正弦定理和余弦定理解三角形的常见题型测量距离问题、高度问题、角度问题、计算面积问题、航海问题、物理问题等.2.实际问题中的常用角(1)仰角和俯角在视线和水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫仰角,在水平线下方的角叫俯角(如图(1)).(2)方位角指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B点的方位角为α(如图(2)).(3)方向角:相对于某正方向的水平角,如南偏东30°,北偏西45°,西偏东60°等.(4)坡度:坡面与水平面所成的二面角的度数.一个步骤解三角形应用题的一般步骤:(1)阅读理解题意,弄清问题的实际背景,明确已知与未知,理清量与量之间的关系.(2)根据题意画出示意图,将实际问题抽象成解三角形问题的模型.(3)根据题意选择正弦定理或余弦定理求解.(4)将三角形问题还原为实际问题,注意实际问题中的有关单位问题、近似计算的要求等.两种情形解三角形应用题常有以下两种情形(1)实际问题经抽象概括后,已知量与未知量全部集中在一个三角形中,可用正弦定理或余弦定理求解.(2)实际问题经抽象概括后,已知量与未知量涉及到两个或两个以上的三角形,这时需作出这些三角形,先解够条件的三角形,然后逐步求解其他三角形,有时需设出未知量,从几个三角形中列出方程(组),解方程(组)得出所要求的解.双基自测1.(人教A版教材习题改编)如图,设A,B两点在河的两岸,一测量者在A所在的同侧河岸边选定一点C,测出AC的距离为50 m,∠ACB=45°,∠CAB=105°后,就可以计算出A,B两点的距离为( ).A.50 2 m B.50 3 m C.25 2 m D.2522m2.从A处望B处的仰角为α,从B处望A处的俯角为β,则α,β的关系为( ). A.α>β B.α=βC.α+β=90° D.α+β=180°3.若点A在点C的北偏东30°,点B在点C的南偏东60°,且AC=BC,则点A 在点B的( ).A.北偏东15° B.北偏西15°C.北偏东10°D.北偏西10°4.一船向正北航行,看见正西方向相距10海里的两个灯塔恰好与它在一条直线上,继续航行半小时后,看见一灯塔在船的南偏西60°,另一灯塔在船的南偏西75°,则这艘船的速度是每小时( ).A.5海里B.53海里C.10海里D.103海里5.海上有A,B,C三个小岛,测得A,B两岛相距10海里,∠BAC=60°,∠ABC =75°,则B,C间的距离是________海里.考向一测量距离问题【例1】►如图所示,为了测量河对岸A,B两点间的距离,在这岸定一基线CD,现已测出CD=a和∠ACD=60°,∠BCD=30°,∠BDC=105°,∠ADC=60°,试求AB的长.【训练1】如图,A,B,C,D都在同一个与水平面垂直的平面内,B、D为两岛上的两座灯塔的塔顶,测量船于水面A处测得B点和D点的仰角分别为75°,30°,于水面C处测得B点和D点的仰角均为60°,AC=0.1 km.试探究图中B、D间距离与另外哪两点间距离相等,然后求B,D的距离.考向二测量高度问题【例2】►如图,山脚下有一小塔AB,在塔底B测得山顶C的仰角为60°,在山顶C测得塔顶A的俯角为45°,已知塔高AB=20 m,求山高CD.【训练2】如图所示,测量河对岸的塔高AB时,可以选与塔底B在同一水平面内的两个测点C与D,现测得∠BCD=α,∠BDC=β,CD=s,并在点C测得塔顶A的仰角为θ,求塔高AB.考向三正、余弦定理在平面几何中的综合应用【例3】►如图所示,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=5,AC=9,∠BCA=30°,∠ADB=45°,求BD的长.【训练3】如图,在△ABC中,已知∠B=45°,D是BC边上的一点,AD=10,AC=14,DC=6,求AB的长.重点突破——如何运用解三角形知识解决实际问【问题研究】1.解三角形实际应用问题的一般步骤是:审题——建模准确地画出图形——求解——检验作答;2.三角形应用题常见的类型:①实际问题经抽象概括后,已知量与未知量全部集中在一个三角形中,可用正弦定理或余弦定理解之;②实际问题经抽象概括后,已知量与未知量涉及两个三角形,这时需按顺序逐步在两个三角形中求出问题的解;③实际问题经抽象概括后,涉及的三角形只有一个,但由题目已知条件解此三角形需连续使用正弦定理或余弦定理.【解决方案】航海、测量问题利用的就是目标在不同时刻的位置数据,这些数据反映在坐标系中就构成了一些三角形,根据这些三角形就可以确定目标在一定的时间内的运动距离,因此解题的关键就是通过这些三角形中的已知数据把测量目标归入到一个可解三角形中.【示例】►(本题满分12分)如图,甲船以每小时302海里的速度向正北方航行,乙船按固定方向匀速直线航行.当甲船位于A1处时,乙船位于甲船的北偏西105°方向的B1处,此时两船相距20海里,当甲船航行20分钟到达A2处时,乙船航行到甲船的北偏西120°方向的B2处,此时两船相距102海里.问:乙船每小时航行多少海里?【试一试】如图所示,位于A处的信息中心获悉:在其正东方向相距40海里的B处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°、相距20海里的C处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向即沿直线CB前往B处救援,求cos θ.。
卜人入州八九几市潮王学校第1讲任意角、弧度制及任意角的三角函数【2021年高考会这样考】1.考察三角函数的定义及应用.2.考察三角函数值符号确实定.【复习指导】从近几年的高考试题看,这局部的高考试题大多为教材例题或者习题的变形与创新,因此学习中要立足根底,抓好对局部概念的理解.根底梳理1.任意角(1)角的概念的推广①按旋转方向不同分为正角、负角、零角.②按终边位置不同分为象限角和轴线角.(2)终边一样的角终边与角α一样的角可写成α+k·360°(k∈Z).(3)弧度制①1弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.②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,|α|=,l是以角α作为圆心角时所对圆弧的长,r为半径.③用“弧度〞做单位来度量角的制度叫做弧度制,比值与所取的r的大小无关,仅与角的大小有关.④弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度.⑤弧长公式:l=|α|r,扇形面积公式:S扇形=lr=|α|r2.2.任意角的三角函数定义设α是一个任意角,角α的终边上任意一点P(x,y),它与原点的间隔为r(r>0),那么角α的正弦、余弦、正切分别是:sinα=,cosα=,tanα=,它们都是以角为自变量,以比值为函数值的函数.3.三角函数线设角α的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合,终边与单位圆相交于点P,过P作PM垂直于x轴于M,那么点M是点P在x 轴上的正射影.由三角函数的定义知,点P的坐标为(cos_α,sin_α),即P(cos_α,sin_α),其中cosα=OM,sinα=MP,单位圆与x轴的正半轴交于点A,单位圆在A点的切线与α的终边或者其反向延长线相交于点T,那么tanα=AT.我们把有向线段OM、MP、AT叫做α的余弦线、正弦线、正切线.三角函数线有向线段MP为正弦线有向线段OM为余弦线有向线段AT为正切线三角函数值在各象限的符号规律概括为:一全正、二正弦、三正切、四余弦.(2)终边落在x轴上的角的集合{β|β=kπ,k∈Z};终边落在y轴上的角的集合;终边落在坐标轴上的角的集合可以表示为.两个技巧(1)在利用三角函数定义时,点P可取终边上任一点,如有可能那么取终边与单位圆的交点,|OP|=r一定是正值.(2)在解简单的三角不等式时,利用单位圆及三角函数线是一个小技巧.三个注意(1)注意易混概念的区别:第一象限角、锐角、小于90°的角是概念不同的三类角,第一类是象限角,第二类、第三类是区间角.(2)角度制与弧度制可利用180°=πrad进展互化,在同一个式子中,采用的度量制度必须一致,不可混用.(3)注意熟记0°~360°间特殊角的弧度表示,以方便解题.双基自测1.(A教材习题改编)以下与的终边一样的角的表达式中正确的选项是().A.2kπ+45°(k∈Z) B.k·360°+π(k∈Z)C.k·360°-315°(k∈Z) D.kπ+(k∈Z)解析与的终边一样的角可以写成2kπ+π(k∈Z),但是角度制与弧度制不能混用,所以只有答案C正确.答案C2.假设α=k·180°+45°(k∈Z),那么α在().A.第一或者第三象限B.第一或者第二象限C.第二或者第四象限D.第三或者第四象限解析当k=2m+1(m∈Z)时,α=2m·180°+225°=m·360°+225°,故α为第三象限角;当k=2m(m∈Z)时,α=m·360°+45°,故α为第一象限角.答案A3.假设sinα<0且tanα>0,那么α是().A.第一象限角B.第二象限角C.第三象限角D.第四象限角解析由sinα<0知α是第三、四象限或者y轴非正半轴上的角,由tanα>0知α是第一、三象限角.∴α是第三象限角.答案C4.角α的终边过点(-1,2),那么cosα的值是().A.-B.C.-D.-解析由三角函数的定义可知,r=,cosα==-.答案A5.(2021·)角θ的顶点为坐标原点,始边为x轴非负半轴,假设P(4,y)是角θ终边上一点,且sinθ=-,那么y=________.解析根据正弦值为负数且不为-1,判断角在第三、四象限,再加上横坐标为正,断定该角为第四象限角,∴y<0,sinθ==-⇒y=-8.答案-8考向一角的集合表示及象限角的断定【例1】►(1)写出终边在直线y=x上的角的集合;(2)假设角θ的终边与角的终边一样,求在[0,2π)内终边与角的终边一样的角;(3)角α是第二象限角,试确定2α、所在的象限.[审题视点]利用终边一样的角进展表示及判断.解(1)在(0,π)内终边在直线y=x上的角是,∴终边在直线y=x上的角的集合为.(2)∵θ=+2kπ(k∈Z),∴=+(k∈Z).依题意0≤+<2π⇒-≤k<,k∈Z.∴k=0,1,2,即在[0,2π)内终边与一样的角为,,.(3)∵α是第二象限角,∴k·360°+90°<α<k·360°+180°,k∈Z.∴2k·360°+180°<2α<2k·360°+360°,k∈Z.∴2α是第三、第四象限角或者角的终边在y轴非正半轴上.∵k·180°+45°<<k·180°+90°,k∈Z,当k=2m(m∈Z)时,m·360°+45°<<m·360°+90°;当k=2m+1(m∈Z)时,m·360°+225°<<m·360°+270°;∴为第一或者第三象限角.(1)相等的角终边一定一样,但终边一样的角却不一定相等,终边一样的角有无数个,它们之间相差360°的整数倍.(2)角的集合的表示形式不是唯一的,如:终边在y轴非正半轴上的角的集合可以表示为,也可以表示为.【训练1】角α与角β的终边互为反向延长线,那么().A.α=-βB.α=180°+βC.α=k·360°+β(k∈Z)D.α=k·360°±180°+β(k∈Z)解析对于角α与角β的终边互为反向延长线,那么α-β=k·360°±180°(k∈Z).∴α=k·360°±180°+β(k∈Z).答案D考向二三角函数的定义【例2】►角θ的终边经过点P(-,m)(m≠0)且sinθ=m,试判断角θ所在的象限,并求cosθ和tanθ的值.[审题视点]根据三角函数定义求m,再求cosθ和tanθ.解由题意得,r=,∴=m,∵m≠0,∴m=±,故角θ是第二或者第三象限角.当m=时,r=2,点P的坐标为(-,),角θ是第二象限角,∴cosθ===-,tanθ===-.当m=-时,r=2,点P的坐标为(-,-),角θ是第三象限角.∴cosθ===-,tan===.任意角的三角函数值仅与角α的终边位置有关,而与角α终边上点P的位置无关.假设角α已经给出,那么无论点P选择在α终边上的什么位置,角α的三角函数值都是确定的.【训练2】(2021·课标全国)角θ的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边在直线y=2x上,那么cos2θ=().A.-B.-C.D.解析取终边上一点(a,2a),a≠0,根据任意角的三角函数定义,可得cosθ=±,故cos2θ=2cos2θ-1=-.答案B考向三弧度制的应用【例3】►半径为10的圆O中,弦AB的长为10.(1)求弦AB所对的圆心角α的大小;(2)求α所在的扇形的弧长l及弧所在的弓形的面积S.[审题视点](1)由条件可得△AOB是等边三角形,可得圆心角α的值;(2)利用弧长公式可求得弧长,再利用扇形面积公式可得扇形面积,从而可求弓形的面积.解(1)由⊙O的半径r=10=AB,知△AOB是等边三角形,∴α=∠AOB=60°=.(2)由(1)可知α=,r=10,∴弧长l=α·r=×10=,∴S扇形=lr=××10=,而S△AOB=·AB·=×10×=,∴S=S扇形-S△AOB=50.弧度制下的扇形的弧长与面积公式,比角度制下的扇形的弧长与面积公式要简洁得多,用起来也方便得多.因此,我们要纯熟地掌握弧度制下扇形的弧长与面积公式.【训练3】扇形周长为40,当它的半径和圆心角取何值时,才使扇形面积最大?解设圆心角是θ,半径是r,那么2r+rθ=40,S=lr=r(40-2r)=r(20-r)≤2=100.当且仅当r=20-r,即r=10时,S max=100.∴当r=10,θ=2时,扇形面积最大,即半径为10,圆心角为2弧度时,扇形面积最大.考向四三角函数线及其应用【例4】►在单位圆中画出适宜以下条件的角α的终边的范围.并由此写出角α的集合:(1)sinα≥;(2)cosα≤-.[审题视点]作出满足sinα=,cosα=-的角的终边,然后根据条件确定角α终边的范围.解(1)作直线y=交单位圆于A、B两点,连接OA、OB,那么OA与OB围成的区域(图中阴影局部)即为角α的终边的范围,故满足条件的角α的集合为.(2)作直线x=-交单位圆于C、D两点,连接OC、OD,那么OC与OD围成的区域(图中阴影局部)即为角α终边的范围,故满足条件的角α的集合为.利用单位圆解三角不等式(组)的一般步骤是:(1)用边界值定出角的终边位置;(2)根据不等式(组)定出角的范围;(3)求交集,找单位圆中公一共的局部;(4)写出角的表达式.【训练4】求以下函数的定义域:(1)y=;(2)y=lg(3-4sin2x).解(1)∵2cos x-1≥0,∴cos x≥.由三角函数线画出x满足条件的终边范围(如图阴影局部所示).∴定义域为(k∈Z).(2)∵3-4sin2x>0,∴sin2x<,∴-<sin x<.利用三角函数线画出x满足条件的终边范围(如图阴影局部所示),∴定义域为(k∈Z).标准解答7——如何利用三角函数的定义求三角函数值【问题研究】三角函数的定义:设α是任意角,其终边上任一点P(不与原点重合)的坐标为(x,y),它到原点的间隔是r(r=>0),那么sinα=、cosα=、tanα=分别是α的正弦、余弦、正切,它们都是以角为自变量,以比值为函数值的函数,这样的函数称为三角函数,这里x,y的符号由α终边所在象限确定,r的符号始终为正,应用定义法解题时,要注意符号,防止出现错误.三角函数的定义在解决问题中应用广泛,并且有时可以简化解题过程.【解决方案】利用三角函数的定义求三角函数值时,首先要根据定义正确地求得x,y,r的值;然后对于含参数问题要注意分类讨论.【例如】►(此题总分值是12分)(2021·月考)角α终边经过点P(x,-)(x≠0),且cosα=x,求sinα、tanα的值.只要确定了r的值即可确定角α经过的点P的坐标,即确定角α所在的象限,并可以根据三角函数的定义求出所要求的值.[解答示范]∵P(x,-)(x≠0),∴P到原点的间隔r=,(2分)又cosα=x,∴cosα==x,∵x≠0,∴x=±,∴r=2.(6分)当x=时,P点坐标为(,-),由三角函数定义,有sinα=-,tanα=-;(9分)当x=-时,P点坐标为(-,-),∴sinα=-,tanα=.(12分)当角的终边经过的点不固定时,需要进展分类讨论,特别是当角的终边在过坐标原点的一条直线上时,在根据三角函数定义求解三角函数值时,就要把这条直线看做两条射线,分别求解,实际上这时求的是两个角的三角函数值,这两个角相差2kπ+π(k∈Z),当求出了一种情况后也可以根据诱导公式求另一种情况.【试一试】角α的终边在直线3x+4y=0上,求sinα+cosα+tanα.[尝试解答]取直线3x+4y=0上的点P1(4,-3),那么|OP1|=5,那么sinα=-,cosα=,tanα=-,故sinα+cosα+tanα=-++×=-;取直线3x+4y=0上的点P2(-4,3),那么sinα=,cosα=-,tanα=-.故sinα+cosα+tanα=-+×=-.综上,sinα+cosα+tanα的值是-或者-.。
任意角、弧度制及任意角的三角函数2014高考会这样考 1.考查三角函数的定义及应用;2.考查三角函数的符号;3.考查弧长公式、扇形面积公式.复习备考要这样做 1.理解任意角的概念,会在坐标系中表示及识别角;2.掌握三角函数的定义,这是三角函数的基石.1. 角的概念(1)任意角:①定义:角可以看成平面内的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;②分类:角按旋转方向分为正角、负角和零角.(2)所有与角α终边相同的角,连同角α在内,构成的角的集合是S ={β|β=k ·360°+α,k ∈Z }. (3)象限角:使角的顶点与坐标原点重合,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;如果角的终边在坐标轴上,那么这个角不属于任何一个象限. 2. 弧度制(1)定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,正角的弧度数是正数,负角的弧度数是负数,零角的弧度数是零.(2)角度制和弧度制的互化:180°=π rad,1°=π180 rad,1 rad =⎝⎛⎭⎫180π°. (3)扇形的弧长公式:l =|α|·r ,扇形的面积公式:S =12lr =12|α|·r 2.3. 任意角的三角函数任意角α的终边与单位圆交于点P (x ,y )时,sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx .三个三角函数的初步性质如下表:4. 如下图,设角α的终边与单位圆交于点P ,过P 作PM ⊥x 轴,垂足为M ,过A (1,0)作单位圆的切线与α的终边或终边的反向延长线相交于点T .(Ⅱ)(Ⅲ) (Ⅳ)为正弦线;有向线段OM 为余弦线;有向线段[1. 对角概念的理解要准确(1)不少同学往往容易把“小于90°的角”等同于“锐角”,把“0°~90°的角”等同于“第一象限的角”.其实锐角的集合是{α|0°<α<90°},第一象限角的集合为{α|k ·360°<α<k ·360°+90°,k ∈Z }. (2)终边相同的角不一定相等,相等的角终边一定相同,终边相同的角的同一三角函数值相等. 2. 对三角函数的理解要透彻三角函数也是一种函数,它可以看成是从一个角(弧度制)的集合到一个比值的集合的函数,也可以看成是以实数为自变量的函数,定义域为使比值有意义的角的范围.如tan α=yx 有意义的条件是角α终边上任一点P (x ,y )的横坐标不等于零,也就是角α的终边不能与y 轴重合,故正切函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α≠k π+π2,k ∈Z .3. 三角函数线是三角函数的几何表示(1)正弦线、正切线的方向同纵轴一致,向上为正,向下为负. (2)余弦线的方向同横轴一致,向右为正,向左为负.(3)当角α的终边在x 轴上时,点T 与点A 重合,此时正切线变成了一个点,当角α的终边在y 轴上时,点T 不存在,即正切线不存在.(4)在“数”的角度认识任意角的三角函数的基础上,还可以从图形角度考察任意角的三角函数,即用有向线段表示三角函数值,这是三角函数与其他基本初等函数不同的地方.1. 若点P 在角2π3的终边上,且|OP |=2,则点P 的坐标是________.答案 (-1,3) 解析 ∵x =|OP |cos 2π3=2×⎝⎛⎭⎫-12=-1, y =|OP |sin2π3= 3.∴点P 的坐标为(-1,3).2. (2011·江西)已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x 轴的正半轴,若P (4,y )是角θ终边上一点,且sin θ=-255,则y =________.答案 -8 解析 因为sin θ=y 42+y2=-255, 所以y <0,且y 2=64,所以y =-8.3. 下列与9π4的终边相同的角的表达式中正确的是( )A .2k π+45° (k ∈Z )B .k ·360°+94π (k ∈Z )C .k ·360°-315°(k ∈Z )D .k π+5π4(k ∈Z )答案 C解析 与9π4的终边相同的角可以写成2k π+94π (k ∈Z ),但是角度制与弧度制不能混用,所以只有答案C 正确.4. 已知cos θ·tan θ<0,那么角θ是( )A .第一或第二象限角B .第二或第三象限角C .第三或第四象限角D .第一或第四象限角答案 C解析 若cos θ>0,tan θ<0,则θ在第四象限; 若cos θ<0,tan θ>0,则θ在第三象限,∴选C.5. 已知扇形的周长是6 cm ,面积是2 cm 2,则扇形的圆心角的弧度数是( )A .1B .4C .1或4D .2或4 答案 C解析 设此扇形的半径为r ,弧长为l , 则⎩⎪⎨⎪⎧2r +l =6,12rl =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ r =1,l =4或⎩⎪⎨⎪⎧r =2,l =2.从而α=l r =41=4或α=l r =22=1.题型一 角的有关问题例1 (1)写出终边在直线y =3x 上的角的集合;(2)若角θ的终边与67π角的终边相同,求在[0,2π)内终边与θ3角的终边相同的角;(3)已知角α是第一象限角,试确定2α、α2所在的象限.思维启迪:利用终边相同的角进行表示或判断;根据角的定义可以把角放在坐标系中确定所在象限. 解 (1)终边在直线y =3x 上的角的集合为{α|α=k π+π3,k ∈Z }.(2)所有与67π角终边相同的角的集合是{θ|θ=67π+2k π,k ∈Z },∴所有与θ3角终边相同的角可表示为θ3=27π+23k π,k ∈Z . ∴在[0,2π)内终边与θ3角终边相同的角有27π,2021π,3421π.(3)∵2k π<α<2k π+π2,k ∈Z ,∴4k π<2α<4k π+π,k π<α2<k π+π4,k ∈Z .∴2α在第一或第二象限或终边在y 轴非负半轴上,α2角终边在第一或第三象限.探究提高 所有与α角终边相同的角(连同角α在内),可以表示为β=k ·360°+α,k ∈Z ;在确定α角所在象限时,有时需要对整数k 的奇、偶情况进行讨论.已知角α=45°,(1)在区间[-720°,0°]内找出所有与角α有相同终边的角β; (2)设集合M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x =k 2×180°+45°,k ∈Z , N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x =k 4×180°+45°,k ∈Z ,那么两集合的关系是什么? 解 (1)所有与角α有相同终边的角可表示为 β=45°+k ×360°(k ∈Z ), 则令-720°≤45°+k ×360°≤0°, 得-765°≤k ×360°≤-45°,解得-765360≤k ≤-45360,从而k =-2或k =-1,代入得β=-675°或β=-315°.(2)因为M ={x |x =(2k +1)×45°,k ∈Z }表示的是终边落在四个象限的平分线上的角的集合; 而集合N ={x |x =(k +1)×45°,k ∈Z }表示终边落在坐标轴或四个象限平分线上的角的集合,从而:M N .题型二 三角函数的定义例2 已知角α的终边经过点P (x ,-2) (x ≠0),且cos α=36x ,求sin α+1tan α的值.思维启迪:先根据任意角的三角函数的定义求x ,再求sin α+1tan α的值. 解 ∵P (x ,-2) (x ≠0), ∴点P 到原点的距离r =x 2+2. 又cos α=36x ,∴cos α=x x 2+2=36x . ∵x ≠0,∴x =±10.∴r =2 3.当x =10时,P 点坐标为(10,-2), 由三角函数的定义,有sin α=-223=-66,1tan α=10-2=-5,∴sin α+1tan α=-66-5=-65+66;当x =-10时,同理可求得sin α+1tan α=65-66. 探究提高 任意角的三角函数值与终边所在的位置有关,与点在终边上的位置无关,故要首先判定P 点所在的象限,确定r ,最后根据定义求解.已知角α的终边在直线3x +4y =0上,求sin α,cos α,tan α的值.解 ∵角α的终边在直线3x +4y =0上, ∴在角α的终边上任取一点P (4t ,-3t ) (t ≠0), 则x =4t ,y =-3t ,r =x 2+y 2=(4t )2+(-3t )2=5|t |, 当t >0时,r =5t ,sin α=y r =-3t 5t =-35,cos α=x r =4t 5t =45,tan α=y x =-3t 4t =-34;当t <0时,r =-5t ,sin α=y r =-3t -5t =35,cos α=x r =4t -5t =-45,tan α=y x =-3t 4t =-34.综上可知,sin α=-35,cos α=45,tan α=-34或sin α=35,cos α=-45,tan α=-34.题型三 三角函数线、三角函数值的符号例3 (1)若θ是第二象限角,试判断sin (cos θ)cos (sin 2θ)的符号;(2)已知cos α≤-12,求角α的集合.思维启迪:由θ所在象限,可以确定sin θ、cos θ的符号;解三角不等式,可以利用三角函数线. 解 (1)∵2k π+π2<θ<2k π+π (k ∈Z ),∴-1<cos θ<0,4k π+π<2θ<4k π+2π (k ∈Z ), -1≤sin 2θ<0,∴sin(cos θ)<0,cos(sin 2θ)>0. ∴sin (cos θ)cos (sin 2θ)<0.∴sin (cos θ)cos (sin 2θ)的符号是负号.(2)作直线x =-12交单位圆于C 、D 两点,连接OC 、OD ,则OC 与OD围成的区域(图中阴影部分)即为角α终边的范围,故满足条件的角α的集合为{α|2k π+23π≤α≤2k π+43π,k ∈Z }.探究提高 (1)熟练掌握三角函数在各象限的符号. (2)利用单位圆解三角不等式(组)的一般步骤: ①用边界值定出角的终边位置; ②根据不等式(组)定出角的范围; ③求交集,找单位圆中公共的部分; ④写出角的表达式.(1)y =sin x -32的定义域为________. (2)已知sin 2θ<0,且|cos θ|=-cos θ,则点P (tan θ,cos θ)在第几象限? (1)答案 {x |2k π+π3≤x ≤2k π+23π,k ∈Z }解析 ∵sin x ≥32,作直线y =32交单位圆于A 、B 两点,连接OA 、 OB ,则OA 与OB 围成的区域(图中阴影部分)即为角α的终边的范围, 故满足条件的角α的集合为 {x |2k π+π3≤x ≤2k π+23π,k ∈Z }.(2)解 方法一 由sin 2θ<0,得2k π+π<2θ<2k π+2π (k ∈Z ),k π+π2<θ<k π+π (k ∈Z ).当k 为奇数时,θ的终边在第四象限; 当k 为偶数时,θ的终边在第二象限.又因cos θ≤0,所以θ的终边在左半坐标平面(包括y 轴),所以θ的终边在第二象限. 所以tan θ<0,cos θ<0,点P 在第三象限. 方法二 由|cos θ|=-cos θ知cos θ≤0,① 又sin 2θ<0,即2sin θcos θ<0②由①②可推出⎩⎨⎧sin θ>0cos θ<0因此θ在第二象限,P (tan θ,cos θ)在第三象限. 题型四 扇形的弧长、面积公式的应用例4 已知一扇形的圆心角为α (α>0),所在圆的半径为R .(1)若α=60°,R =10 cm ,求扇形的弧长及该弧所在的弓形的面积;(2)若扇形的周长是一定值C (C >0),当α为多少弧度时,该扇形有最大面积? 思维启迪:(1)弓形面积可用扇形面积与三角形面积相减得到;(2)建立关于α的函数. 解 (1)设弧长为l ,弓形面积为S 弓,则 α=60°=π3,R =10,l =π3×10=10π3 (cm),S 弓=S 扇-S △=12×10π3×10-12×102×sin π3=503π-5032=50⎝⎛⎭⎫π3-32 (cm 2). (2)扇形周长C =2R +l =2R +αR ,∴R =C 2+α,∴S 扇=12α·R 2=12α·⎝⎛⎭⎫C 2+α2=C 22α·14+4α+α2=C 22·14+α+4α≤C 216. 当且仅当α2=4,即α=2时,扇形面积有最大值C 216.探究提高 (1)在弧度制下,计算扇形的面积和弧长比在角度制下更方便、简捷.(2)从扇形面积出发,在弧度制下使问题转化为关于α的不等式或利用二次函数求最值的方法确定相应最值.(3)记住下列公式:①l =αR ;②S =12lR ;③S =12αR 2.其中R 是扇形的半径,l 是弧长,α(0<α<2π)为圆心角,S 是扇形面积.(1)一个半径为r 的扇形,若它的周长等于弧所在的半圆的长,那么扇形的圆心角是多少弧度?扇形的面积是多少?(2)一扇形的周长为20 cm ;当扇形的圆心角α等于多少弧度时,这个扇形的面积最大? 解 (1)设扇形的圆心角为θ rad ,则扇形的周长是2r +rθ. 依题意:2r +rθ=πr ,∴θ=(π-2)rad. ∴扇形的面积S =12r 2θ=12(π-2)r 2.(2)设扇形的半径为r ,弧长为l , 则l +2r =20,即l =20-2r (0<r <10).∴扇形的面积S =12lr =12(20-2r )r=-r 2+10r =-(r -5)2+25. ∴当r =5时,S 有最大值25, 此时l =10,α=lr=2 rad.因此,当α=2 rad 时,扇形的面积取最大值.数形结合思想在三角函数线中的应用典例:(12分)(1)求函数y =lg(3-4sin 2x )的定义域;(2)设θ是第二象限角,试比较sin θ2,cos θ2,tan θ2的大小.审题视角 (1)求定义域,就是求使3-4sin 2x >0的x 的范围.用三角函数线求解. (2)比较大小,可以从以下几个角度观察:①θ是第二象限角,θ2是第几象限角?首先应予以确定.②sin θ2,cos θ2,tan θ2不能求出确定值,但可以画出三角函数线.③借助三角函数线比较大小. 规范解答解 (1)∵3-4sin 2x >0,∴sin 2x <34,∴-32<sin x <32.[2分] 利用三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图阴影部分所示), ∴x ∈⎝⎛⎭⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z ).[4分] (2)∵θ是第二象限角,∴π2+2k π<θ<π+2k π,k ∈Z , ∴π4+k π<θ2<π2+k π,k ∈Z , ∴θ2是第一或第三象限的角.[6分] (如图阴影部分),结合单位圆上的三角函数线可得: ①当θ2是第一象限角时,sin θ2=AB ,cos θ2=OA ,tan θ2=CT ,从而得,cos θ2<sin θ2<tan θ2;[8分]②当θ2是第三象限角时,sin θ2=EF ,cos θ2=OE ,tan θ2=CT ,得sin θ2<cos θ2<tan θ2.[10分]综上可得,当θ2在第一象限时,cos θ2<sin θ2<tan θ2;当θ2在第三象限时,sin θ2<cos θ2<tan θ2.[12分] 温馨提醒 1.第(1)小题的实质是解一个简单的三角不等式,可以用三角函数图象,也可以用三角函数线.用三角函数线更方便.2.第(2)小题比较大小,由于没有给出具体的角度,所以用图形可以更直观的表示.3.本题易错点:①不能确定θ2所在的象限;②想不到应用三角函数线.原因在于概念理解不透,方法不够灵活.方法与技巧1.在利用三角函数定义时,点P 可取终边上任一点,如有可能则取终边与单位圆的交点.|OP |=r 一定是正值.2.三角函数符号是重点,也是难点,在理解的基础上可借助口诀:一全正,二正弦,三正切,四余弦. 3.在解简单的三角不等式时,利用单位圆及三角函数线是一个小技巧. 失误与防范1.注意易混概念的区别:第一象限角、锐角、小于90°的角是概念不同的三类角.第一类是象限角,第二、第三类是区间角.2.角度制与弧度制可利用180°=π rad 进行互化,在同一个式子中,采用的度量制度必须一致,不可混用.3.注意熟记0°~360°间特殊角的弧度表示.A 组 专项基础训练(时间:35分钟,满分:57分)一、选择题(每小题5分,共20分)1. 角α的终边过点P (-1,2),则sin α等于( )A.55B.255C .-55D .-255答案 B解析 由三角函数的定义, 得sin α=2(-1)2+22=255. 2. 若α是第三象限角,则下列各式中不成立的是( )A .sin α+cos α<0B .tan α-sin α<0C .cos α-tan α<0D .tan αsin α<0答案 B解析 在第三象限,sin α<0,cos α<0,tan α>0,则可排除A 、C 、D ,故选B. 3. 已知扇形的面积为2,扇形圆心角的弧度数是4,则扇形的周长为( )A .2B .4C .6D .8答案 C解析 设扇形的半径为R ,则12R 2|α|=2,∴R 2=1,∴R =1,∴扇形的周长为2R +|α|·R =2+4=6,故选C. 4. 有下列命题:①终边相同的角的同名三角函数的值相等; ②终边不同的角的同名三角函数的值不等; ③若sin α>0,则α是第一、二象限的角;④若α是第二象限的角,且P (x ,y )是其终边上一点,则cos α=-x x 2+y 2. 其中正确的命题的个数是( )A .1B .2C .3D .4答案 A解析 ①正确,②不正确,∵sin π3=sin 2π3,而π3与2π3角的终边不相同.③不正确.sin α>0,α的终边也可能在y 轴的非负半轴上.④不正确.在三角函数的定义中,cos α=x r =xx 2+y 2,不论角α在平面直角坐标系的任何位置,结论都成立.二、填空题(每小题5分,共15分)5. 已知点P (tan α,cos α)在第三象限,则角α的终边在第________象限.答案 二解析 点P 在第三象限,∴tan α<0,cos α<0. ∴α在第二象限.6. 设α为第二象限角,其终边上一点为P (m ,5),且cos α=24m ,则sin α的值为________. 答案104解析 设P (m ,5)到原点O 的距离为r , 则m r =cos α=24m , ∴r =22,sin α=5r =522=104. 7. 函数y =sin x +12-cos x 的定义域是____________________. 答案 ⎣⎡⎦⎤π3+2k π,π+2k π(k ∈Z )解析 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ sin x ≥0,12-cos x ≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧sin x ≥0,cos x ≤12. ∴x 的取值范围为π3+2k π≤x ≤π+2k π,k ∈Z .三、解答题(共22分)8. (10分)已知角θ的终边经过点P (-3,m ) (m ≠0)且sin θ=24m ,试判断角θ所在的象限,并求cos θ和tan θ的值.解 由题意,得r =3+m 2, 所以sin θ=m 3+m 2=24m . 因为m ≠0,所以m =±5,故角θ是第二或第三象限角.当m =5时,r =22,点P 的坐标为(-3,5),角θ是第二象限角, 所以cos θ=x r =-322=-64,tan θ=y x =5-3=-153;当m =-5时,r =22,点P 的坐标为(-3,-5),角θ是第三象限角, 所以cos θ=x r =-322=-64,tan θ=y x =-5-3=153.9. (12分)一个扇形OAB 的面积是1 cm 2,它的周长是4 cm ,求圆心角的弧度数和弦长AB .解 设圆的半径为r cm ,弧长为l cm ,则⎩⎪⎨⎪⎧12lr =1,l +2r =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧r =1,l =2.∴圆心角α=lr=2.如图,过O 作OH ⊥AB 于H ,则∠AOH =1弧度. ∴AH =1·sin 1=sin 1(cm),∴AB =2sin 1(cm).B 组 专项能力提升(时间:25分钟,满分:43分)一、选择题(每小题5分,共15分)1. 已知角α的终边过点P (-8m ,-6sin 30°),且cos α=-45,则m 的值为( )A .-12B.12C .-32D.32答案 B解析 ∵r =64m 2+9,∴cos α=-8m64m 2+9=-45,∴m >0,∴4m 264m 2+9=125,即m =12. 2. 已知点P ⎝⎛⎭⎫sin 3π4,cos 3π4落在角θ的终边上,且θ∈[0,2π),则θ的值为 ( )A.π4B.3π4C.5π4D.7π4答案 D 解析 由sin3π4>0,cos 3π4<0知角θ是第四象限的角, ∵tan θ=cos3π4sin3π4=-1,θ∈[0,2π),∴θ=7π4.3. 给出下列命题:①第二象限角大于第一象限角;②三角形的内角是第一象限角或第二象限角;③不论是用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形的半径的大小无关; ④若sin α=sin β,则α与β的终边相同; ⑤若cos θ<0,则θ是第二或第三象限的角.其中正确命题的个数是 ( )A .1B .2C .3D .4答案 A解析 由于第一象限角370°不小于第二象限角100°,故①错;当三角形的内角为90°时,其既不是第一象限角,也不是第二象限角,故②错;③正确;由于sin π6=sin 5π6,但π6与5π6的终边不相同,故④错;当cos θ=-1,θ=π时既不是第二象限角,又不是第三象限角,故⑤错.综上可知只有③正确.二、填空题(每小题5分,共15分)4. 已知角α的顶点在原点,始边与x 轴正半轴重合,点P (-4m ,3m ) (m >0)是α终边上一点,则2sinα+cos α=________. 答案 25解析 由条件可求得r =5m ,所以sin α=35,cos α=-45,所以2sin α+cos α=25.5. 函数y =2cos x -1的定义域为________.答案⎣⎡⎦⎤2k π-π3,2k π+π3(k ∈Z ) 解析 ∵2cos x -1≥0, ∴cos x ≥12.由三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图阴影所示). ∴x ∈⎣⎡⎦⎤2k π-π3,2k π+π3(k ∈Z ). 6. 一扇形的圆心角为120°,则此扇形的面积与其内切圆的面积之比为__________.答案 (7+43)∶9解析 设扇形半径为R ,内切圆半径为r . 则(R -r )sin 60°=r ,即R =⎝⎛⎭⎫1+233r .又S 扇=12αR 2=12×2π3×R 2=π3R 2=7+439πr 2,∴S 扇πr 2=7+439. 三、解答题7. (13分)已知sin α<0,tan α>0.(1)求α角的集合;(2)求α2终边所在的象限;(3)试判断tan α2sin α2cos α2的符号.解 (1)由sin α<0,知α在第三、四象限或y 轴的负半轴上; 由tan α>0,知α在第一、三象限, 故α角在第三象限,其集合为 {α|(2k +1)π<α<2k π+3π2,k ∈Z }.(2)由(2k +1)π<α<2k π+3π2,得k π+π2<α2<k π+3π4,k ∈Z ,故α2终边在第二、四象限. (3)当α2在第二象限时,tan α2<0,sin α2>0,cos α2<0,所以tan α2sin α2cos α2取正号;当α2在第四象限时,tan α2<0,sin α2<0,cos α2>0, 所以tan α2sin α2cos α2也取正号.因此,tan α2sin α2cos α2取正号.。