【命题探究】2014版高考数学知识点讲座:考点14三角函数的概念、同角三角函数的基本关系和诱导公式(解析版)
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一.考纲目标
理解任意角的概念、弧度的意义;掌握任意角的三角函数的定义、同角三角函数的关系式与诱导公式;了解周期函数和最小正周期的意义;能化简三角函数式;掌握同角三角函数的基本关系式.
二.知识梳理
1.角和终边相同:
2.几种终边在特殊位置时对应角的集合为:
角的终边所在位置
角的集合
X轴正半轴
Y轴正半轴
X轴负半轴
Y轴负半轴
X轴
Y轴
坐标轴
3.弧度制定义:我们把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫1弧度角角度制与弧度制的互化: 1弧度
4.弧长公式: (是圆心角的弧度数)
5.扇形面积公式:
6.三角函数的定义:以角的顶点为坐标原点,始边为x轴正半轴建立直角坐标系,在角的终边上任取一个异于原点的点,点P到原点的距离记为,那么; ; ;
7.三角函数的符号:
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
sin
+
+
-
-
cos
+
-
-
+
tan
+
-
+
-
8.特殊角的三角函数值:
0
sin
0
1
0
cos
1
0
0
tan
0
1
∞
0
∞
9.三角函数的定义域、值域:
函 数
定 义 域
值 域
10.诱导公式:可用十个字概括为“奇变偶不变,符号看象限”.
诱导公式一:,,其中
诱导公式二: ;
诱导公式三: ;
诱导公式四:;
诱导公式五:;
-
sin
-sin
sin
-sin
-sin
sin
cos
cos
cos
-cos
-cos
cos
cos
sin
(1)要化的角的形式为(为常整数);
(2)记忆方法:“函数名不变,符号看象限”
11.商数关系:
12.平方关系:
三.考点逐个突破
1.角的终边问题
例1. 若角是第二象限角,则
(1)是哪个象限角? (2)是哪个象限角?
分析:()
解:(1)因为角是第二象限角,所以
则
当是偶数时,设,
则
可知在第一象限;
当是奇数时,设,
则
可知在第三象限;
综上述,角是第二象限角,则是第一象限角或第三象限角;
(2)因为
可知角的终边应在第三象限或第四象限或Y轴的负半轴上
例2. 已知“是第三象限角,则是第几象限角?
分析 由是第三象限角,可得到角的范围,进而可得到的取值范围,再根据范围确定其象限即可.也可用几何法来确定所在的象限
解法一: 因为是第三象限角,所以
∴
∴当k=3m(m∈Z)时,为第一象限角;
当k= 3m+1(m∈Z)时,为第三象限角,
当k= 3m+2(m∈Z)时,为第四象限角
故为第一、三、四象限角
解法二: 把各象限均分3等份,再从x轴的正向的上方起依次将各区域标上I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,并依次循环一周,则原来是第Ⅲ象限的符号所表示的区域即为的终边所在的区域
由图可知,是第一、三、四象限角
小结:已知角的范围或所在的象限,求所在的象限是常考题之一,一般解法有直接法和几何法,其中几何法具体操作如下:
把各象限均分n等份,再从x轴的正向的上方起,依次将各区域标上I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,并循环一周,则原来是第几象限的符号所表示的区域即为 (n∈N*)的终边所在的区域
2.扇形、弧度、弧长、面积问题
例3. 一个半径为的扇形,若它的周长等于弧所在的半圆的长,则扇形的圆心角是多少弧度?多少度?扇形的面积是多少?
解:设扇形的圆心角是,因为扇形的弧长,
所以扇形的周长是
依题意知: ,解得
转化为角度度制为
它的面积为:
3.根据定义求三角函数值
例4.已知角的终边过点,求的六个三角函数值.
解:因为过点,所以,
当;
;;
当
;
4.根据三角函数值的正负判断角所在的象限
例5. 若sin>0,试确定所在的象限.
分析一:首先确定sin与cos的符号,再判断所在的象限.
解析一:由sin>0知.
由(1)知在第一象限,由(2)知在第三象限,
所以在第一或第三象限.
分析二:先化简关系式再确定的范围.
解析二:由sin>0有>0,即sin2>0,
所以,
当k=2n(n∈Z)时,为第一象限,当k=2n+1(n∈Z)时,为第三象限
故,为第一或第三象限.
分析三:因判断所在的象限,故本题可以用特殊值(各个象限各取一个)来判断.
解析三:若令=代入sin>0,可以验证知,
只有=满足条件,所以为第一或第三象限.
5.运用诱导公式化简
例6.化简:
(1);
(2)
解:(1)原式
(2)原式
例7. 化简
解:①当时,原式
②当时,原式
点评:关键抓住题中的整数是表示的整数倍与公式一中的整数有区别,所以必须把分成奇数和偶数两种类型,分别加以讨论.
6.运用同角三角函数的基本关系化简
例8.化简
解:原式
例9.化简
解:原式
例10.已知:,求的值
解:∵,
∴原式
点评:第二步到第三步应用了“弦化切”的技巧,即分子、分母同除以一个不为零的,得到一个只含的教简单的三角函数式
例11.已知,
求(1);(2)的值
解:(1);
(2)
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