高考数学总复习基础知识与典型例题04三角函数

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数学基础知识与典型例题第四章三角函数三角函数相关知识关系表角的概念1.①与α(0°≤α<360°)终边相同的角的集合(角α与角β的终边重合):{}Zkk∈+⨯=,360|αββ ;②终边在x轴上的角的集合:{}Zkk∈⨯=,180|ββ;③终边在y轴上的角的集合:{}Zkk∈+⨯=,90180|ββ;④终边在坐标轴上的角的集合:{}Zkk∈⨯=,90|ββ.2. 角度与弧度的互换关系:360°=2π180°=π1°=0.01745 1=57.30°=57°18′注意: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,熟记特殊角的弧度制.3.弧度制下,扇形弧长公式12rα=,扇形面积公式211||22S R Rα==,其中α为弧所对圆心角的弧度数。

例1.已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长为( )()2A()sin2B2()sin1C()2sin1D例 2. 已知α为第三象限角,则2α所在的象限是( )(A)第一或第二象限(B)第二或第三象限(C)第一或第三象限(D)第二或第四象限三角函数的定义1.三角函数定义:利用直角坐标系,可以把直角三角形中的三角函数推广到任意角的三角数.在α终边上任取一点(,)P x y(与原点不重合),记22||r OP x y==+,则sin yrα=,cos xrα=,tan yxα=,cot xyα=。

注: ⑴三角函数值只与角α的终边的位置有关,由角α的大小唯一确定,∴三角函数是以角为自变量,以比值为函数值的函数.⑵根据三角函数定义可以推出一些三角公式:①诱导公式:即2kπαα±→或902kαα±→之间函数值关系()k Z∈,其规律是“奇变偶不变,符号看象限”;如sin(270)α-=cosα-②同角三角函数关系式:平方关系,倒数关系,商数关系.⑶重视用定义解题.⑷三角函数线是通过有向线段直观地表示出角的各种三角函数值的一种图示方法.如单位圆;;MP OM AT正弦线:余弦线:正切线:2. 各象限角的各种三角函数值符号:一全二正弦,三切四余弦例 3.已知角α的终边经过P(4,-3),求2sinα+cosα的值.例 4.若α是第三象限角,且cos cos22θθ=-,则2θ是( )()A第一象限角()B第二象限角()C第三象限角()D第四象限角例5.若cos0,θ>sin20,θ<且θ则角的终边所在象限是()(A)第一象限(B)第二象限(C)第三象限(D)第四象限sinyrα=cosxrα=tan yxα=,cotxyα=(纵坐标y的符号) (横坐标x的符号)三角函数公式三角函数的公式:(一)基本关系公式组二(k Z∈)sin(2)sin,cos(2)costan(2)tan,cot(2)cotk x x k x xk x x k x xππππ+=+=+=+=公式组三sin()sin tan()tancos()cos cot()cotx x x xx x x x-=--=--=-=-公式组四公式组五xxxxxxxxcot)cot(tan)tan(cos)cos(sin)sin(=+=+-=+-=+ππππxxxxxxxxcot)2cot(tan)2tan(cos)2cos(sin)2sin(-=--=-=--=-ππππ公式组六sin()sin tan()tancos()cos cot()cotx x x xx x x xππππ-=-=--=--=-(二)两角和与差公式公式组一βαβαβαsinsincoscos)cos(-=+βαβαβαsinsincoscos)cos(+=-βαβαβαsincoscossin)sin(+=+βαβαβαsincoscossin)sin(-=-βαβαβαtantan1tantan)tan(-+=+βαβαβαtantan1tantan)tan(+-=-公式组二: αααcossin22sin=ααααα2222sin211cos2sincos2cos-=-=-=ααα2tan1tan22tan-=2cos12sinαα-±=2cos12cosαα+±=,1cos sin1costan21cos1cos sinααααααα--=±==++公式组三1cos()sin2παα-=,1cos()sin2παα+=-,1sin()cos2παα-=1sin()cos2παα+=,1tan()cot2παα-=,1tan()cot2παα+=-常用数据:例 6.化简:440sin12-例7.已知tanα,tanβ是方程23340x x++=两根,且α,β)2,2(ππ-∈,则α+β等于( )(A)π-32(B)π-32或3π(C)3π-或π32(D)3π例8.︒+︒15cot15tan的值是()(A)2 (B)2+3(C)4 (D)33430456090、、、的三角函数值62sin15cos754-==,42615cos75sin+==3275cot15tan-==,3215cot75tan+==三角函数公式注: ⑴以上公式务必要知道其推导思路,从而清晰地“看出”它们之间的联系,它们的变化形式.如tan()(1tan tan)tan tanαβαβαβ+-=+221cos1coscos,sin2222αααα+-==等.从而可做到:正用、逆用、变形用自如使用各公式.⑵三角变换公式除用来化简三角函数式外,还为研究三角函数图象及性质做准备.⑶三角函数恒等变形的基本策略。

①常值代换:特别是用“1”的代换,如1=cos2θ+sin2θ=tanx·cotx=tan45°等。

②项的分拆与角的配凑。

如分拆项:222222sin2cos(sin cos)cos1cosx x x x x x+=++=+;配凑角(常用角变换):2()()ααβαβ=++-、2()()βαβαβ=+--、22αβαβα+-=+、22αβαββ+-=-、()ααββ=+-等.③降次与升次。

即倍角公式降次与半角公式升次。

④化弦(切)法。

将三角函数利用同角三角函数基本关系化成弦(切)。

⑤引入辅助角。

asinθ+bcosθ=22ba+sin(θ+ϕ),这里辅助角ϕ所在象限由a、b的符号确定,ϕ角的值由tanϕ=ab确定。

例9. 设)2,0(πα∈,若,53sin=α则)4cos(2πα+=()(A)57(B)51(C)27(D)4例10.sin163sin223+sin253sin313=( )1()2A-1()2B3()2C-3()2D例11. 求下列各式的值:⑴75tan175tan1-+;⑵tan17︒+tan28︒+tan17︒tan28︒例12.已知α为锐角,且1tan2α=,求sin2cos sinsin2cos2ααααα-的值.三角函数公例13. 已知α为第二象限角,且sinα=,415求12cos2sin)4sin(+++ααπα的值.例14. 已知21)4tan(=+απ,(1)求αtan的值;(2)求αα2cos1cos2sin2+-a的值王新敞(A)]3,0[π(B)]127,12[ππ (C) ]65,3[ππ(D)],65[ππ 例24.函数22cos()()363y x x πππ=-≤≤的最小值是( )()2A - ()3B - ()1C - ()1D三角函数例25. 为了得到函数)62sin(π-=x y 的图象,可以将函数x y 2cos =的图象( ) (A)向右平移6π个单位长度 (B)向右平移3π个单位长度 (C)向左平移6π个单位长度 (D)向左平移3π个单位长度例26. 若函数)sin()(ϕω+=x x f 的图象(部分)如图所示,则ϕω和的取值是( )(A)3,1πϕω== (B)3,1πϕω-== (C)6,21πϕω== (D)6,21πϕω-==例27. 函数f x x x x ()cos sin cos =-223的最小正周期是_____.例28.将函数sin y x =的图象上各点的横坐标扩大为原来的2倍,纵坐标不变,再把所得图象上所有点向左平移3π个单位,所得图象的解析式是__________________.例29. 函数sin 3cos y x x =+在区间[0,2π]的最小值为______.例30.函数)(2cos 21cos )(R x x x x f ∈-=的最大值等于 .例31. 已知⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2,0πx ,求函数)125cos()12cos(x x y +--=ππ的值域例32.已知函数12()log (sin cos )f x x x =-⑴求它的定义域和值域; ⑵求它的单调区间;⑶判断它的奇偶性; ⑷判断它的周期性. 三角函数例33. 已知f (x )=5sin x cos x -35cos 2x +325(x ∈R ) ⑴求f (x )的最小正周期;⑵求f (x )单调区间; ⑶求f (x )图象的对称轴,对称中心。

例34. 求函数f (x )=121log cos()34x π+的单调递增区间反三角函数反三角函数符号的运用: arcsin ,22a ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦、[]arccos 0,a π∈、arc tan (,)22a ππ∈- 注意:反三角数符号只表示...这个范围的角,其他范围的角需要用诱导公式变到这个范围. 例35.适合13sin ,,32x x ππ⎡⎤=-∈⎢⎥⎣⎦的角x 是( )1()arcsin()3A - 1()arcsin 3B - 1()2arcsin()3C π+- 1()arcsin()3D π--例1.C 例2.D 例3. 由定义 :5=r ,sin α=-53,cos α=54,∴2sin α+cos α=-52 例4.B 解:∵(21)(21)2k k ππθπ+<<++)(Z k ∈,∴4322ππθππ+<<+k k )(Z k ∈,则2θ是第二或第四象限角,又∵cos cos 22θθ=-,∴cos 02θ<,则2θ是第二或第三象限角,∴2θ必为第二象限角例5.D 例6. 解:原式 80cos 80cos 80sin 1)80360(sin 1222==-=+-=例7. A 例8.C 例9.B 例10.B例11. 解:⑴原式=3120tan )7545tan(75tan 45tan 175tan 45tan -==+=-+; ⑵∵28tan 17tan 128tan 17tan )2817tan(-+=+ ,∴tan17︒+tan28︒=tan(17︒+28︒)(1-tan17︒tan28︒)=1-tan17︒tan28︒∴原式=1- tan17︒tan28︒+ tan17︒tan28︒=1例12.解:∵1tan 2α=,α为锐角,∴cos α2sin 2cos sin sin (2cos 1)1sin 2cos22sin cos cos22cos ααααααααααα--==例13.解:αααααααπα2cos 2cos sin 2)cos (sin 2212cos 2sin )4sin(++=+++.)cos (sin cos 4)cos (sin 2ααααα++=当α为第二象限角,且415sin =α时,41cos ,0cos sin -=≠+ααα,所以12cos 2sin )4sin(+++ααπα=.2cos 42-=α例14. 解(1):由21tan 1tan 1tan 4tan 1tan 4tan )4tan(=-+=-+=+αααπαπαπ,解得31tan -=α (2)1cos 21cos cos sin 22cos 1cos 2sin 222-+-=+-ααααααα65213121tan cos 2cos sin 2-=--=-=-=αααα 例15. 解:sin 2cos ,tan 2ααα=∴=∴⑴sin 4cos tan 4215sin 2cos 5tan 2126αααααα---===-++⑵5614241tan tan 2tan cos sin cos sin 2sin cos sin 2sin 222222=++=+αα+α=α+ααα+α=αα+α 例16.解:∵1625)cos (sin 2=α-α∴1625cos sin 21=αα-,329cos sin -=αα∴例17. 解:∵cos α=53,∴sin α=54,又∵cos(α+β)=135-<0 ,∴α+β为钝角, ∴sin(α+β)=1312, ∴cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=653354131253135=⋅+⋅-(角变换技巧)例18. 解:43tan 1tan 22tan 2-=α-α=α ,∴1tan 2tan 1tan 2tan )2tan(-=βα-β+α=β+α,又∵tan2α < 0,tan β < 0 ,∴π<α<π2223,02<β<π-, ∴π<β+α<π22,∴2α + β = 47π例19. 解:∵C = π - (A + B) ,∴cosC = - cos(A + B) 又∵A ∈(0, π),∴sinA = 1312而sinB =53,显然sinA > sinB ∴A > B,即B 必为锐角 , ∴ cosB = 54,∴cosC = - cos(A + B) = sinAsinB -cosAcosB =651654135531312=⨯-⨯例20. 解:原方程变形为:2cos 2x - sin x + a = 0 即 2 - 2sin 2x - sin x + a = 0,∴817)41(sin 22sin sin 222-+=-+=x x x a ,∵- 1≤sin x ≤1 ,∴81741sin m in-=-=a x 时,当; 11sin m ax ==a x 时,当, ∴a 的取值范围是[1,817-] 例21.B 例22.C 例23.C 例24.D 例25.B 例26.C 例27.π例28.sin()26x y π=+例29.1例30.34例31.解: 5cos()cos()cos()12123y x x x πππ=--+=-,∵0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴633x πππ--≤≤,∴1cos(),132x π⎡⎤-∈⎢⎥⎣⎦ ,∴函数y 的值域是⎣例32. 解(1)x 必须满足sin x -cos x >0,利用单位圆中的三角函数线及52244k x k ππππ+<<+,k ∈Z ∴ 函数定义域为)45k 2,4k 2(π+ππ+π,k ∈Z ∵ sin cos )4x x x π--∴当x ∈5(2,2)44k k ππππ++时,0sin()14x π<-≤∴ 0sin cos x x <- 121log 2y =-≥∴ 函数值域为[+∞-,21)(3)∵()f x 定义域在数轴上对应的点关于原点不对称,∴()f x 不具备奇偶性 (4)∵ f(x+2π)=f(x)∴ 函数f(x)最小正周期为2π注;利用单位圆中的三角函数线可知,以Ⅰ、Ⅱ象限角平分线为标准,可区分sin x -cos x 的符号;以Ⅱ、Ⅲ象限角平分线为标准,可区分sin x +cos x 的符号例33. (1)T=π(2)增区间[k π-12π,k π+125π],减区间[k π+]1211k ,125π+ππ(3)对称中心(62k π+π,0),对称轴π+π=1252k x ,k ∈Z例34. 解:∵f (x )=121log cos()34x π+令431π+=x t ,∴y=t cos log 21,t 是x 的增函数,又∵0<21<1,∴当y=t cos log 21为单调递增时,cost 为单调递减 且cost>0,∴2k π≤t<2k π+2π(k ∈Z),∴2k π≤431π+x <2k π+2π (k ∈Z) ,6k π-43π≤x<6k π+43π (k ∈Z),∴f (x )=)431cos(log 21π+x 的单调递减区间是[6k π-43π,6k π+43π) (k ∈Z) 例35.D 例36. 解:arctan2 = α, arctan3 = β ,则tan α = 2, tan β = 3,且24π<α<π,24π<β<π,∴132132tan tan 1tan tan )tan(-=⨯-+=βα-β+α=β+α,而π<β+α<π2,∴α + β = 43π,又arctan1 = 4π,∴3arctan 2arctan 1arctan ++= π。