内容正文:
专题3.1 三角函数
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 5
考点一:角的概念推广 5
考点二:任意角三角函数 8
考点三:同角三角函数的基本关系 11
考点四:诱导公式 15
【考纲要求】
1. 了解正角、负角和零角的含义;了解角所在象限的判定 方法;了解终边相同的角的概念及判定方法。
2. 了解弧度的定义及弧度制;理解角度制与弧度制的互化,了 解弧度制下的弧长公式和扇形面积公式。
3. 了解任意角的三角函数:理解任意角的三角函数的定义,理解给定角的三角函数的符号,掌握特殊角的三角函数值。
4. 理解同角三角函数的平方关系和商数关系。
5. 掌握诱导公式。
【考向预测】
主要以选择题、填空题的形式来考查同角三角函数的关系和正弦、余弦函数的基本性质,以解答题的形式来考查解三角形的相关知识。
【知识导图】
【知识清单】
1. 角的有关概念
1. 角的概念的推广
(1) 角是一条射线绕着它的端点在平面内旋转而形成的图形.
(2)角的分类
按旋转方向可分为正角(逆时针旋转)、 (没有旋转)和 (顺时针旋转).
若角的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,则按终边落的位置可分为象限角(终边落在象限内)和界限角(终边落在坐标轴上).
(3)象限角和界限角的表示法
第一象限角:{α |k·360°<a<k·360°+90°,k∈Z};
第二象限角:
第三象限角:
第四象限角:
与 y 轴重合的角:
与x 轴重合的角:{α | α=k·180°,k∈Z}.
2.与角α终边相同的角的集合为
2.扇形的弧长和面积
1.弧度制的定义
长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,用弧度作为单位来度量角的制度叫做弧度制.它的单位符号是rad,读作弧度。
2.角度与弧度的互化
360°= rad,180°= rad,1°=
3.扇形的弧长与面积公式
弧长公式:l =_______或 (n为圆心角的度数)
面积公式:或
3.任意角三角函数的概念
1.设α是一个任意角,使它的顶点与坐标原点重合,角α的始边与x 轴的非负半轴重合,设角α的终边上任意一点P(除顶点外)的坐标是(x,y),它到原点的距离是,那么角α的三角函数的定义如下表:
2.三角函数值的符号
① 各象限角的三角函数值的正负号的口诀:“一全正,二正弦,三正切,四余弦”
②终边相同的同名三角函数的值相等,即sin(α+2kπ)=________,其中k∈Z.
公式作用:大化小,负化正.
③特殊角三角函数值如下表
4. 诱导公式
1. 同名三角函数的诱导公式,记忆口诀:“函数名不变,符号看想先”.设α为锐角。
(1) 第一象限角的诱导公式
,其中k∈Z
(2) 第二象限角的诱导公式
(3) 第三象限角的诱导公式
(4) 第四象限角的诱导公式
2. 互余两角三角函数的诱导公式
,其中α为锐角。
【考点分类剖析】
考点一:角的概念推广
典例分析
例1.角是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【答案】C
【分析】直接由任意角、象限角的定义即可得解.
【详解】,故角是第三象限角.
故选:C.
例2.下列命题中,正确的是( )
A.第一象限的角必是锐角 B.终边重合的角必相等
C.相等角的终边位置必重合 D.不相等的角其终边位置必不重合
【答案】C
【分析】根据终边相同的角和象限角的定义,举反例或直接进行判断可得最后结果.
【详解】对于A,的终边在第一象限,但不是锐角,故A错误;
对于B,和的终边相同,但两角不等,故B错误;
对于C,相等角的终边位置必重合,C正确;
对于D,和不相等,和的终边相同,故D错误;
故选:C.
例3.在内,与角终边相同的角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由终边相同的角的定义计算即可得.
【详解】,而其它项对应角都不满足.
故选:B.
例4.将下列角度与弧度进行互化:
(1);(2);(3);(4).
【答案】(1);(2);(3);(4).
【分析】(1)(2)(3)(4)利用弧度与角度的关系进行转化即可.
【详解】(1);
(2);
(3);
(4).
例5.(1)在直径为20cm的圆中,圆心角为,求弧长.
(2)弧长为,圆心角为135°的扇形,求半径和面积.
【答案】(1);(2)4;
【分析】(1)根据弧长公式计算即可.
(2)根据扇形面积公式计算即可.
【详解】(1)由弧长公式可得,
弧长为.
(2)因为,
所以扇形的半径为,面积为.
变式探究
1.已知:①,②,③,④,其中是第一象限角的为 (填序号).
【答案】④
【分析】利用终边相同的角转化到靠近角,再进行判断.
【详解】对于①:因为,所以为第二象限角;
对于②:因为,所以为第四象限角;
对于③:因为,所以为第三象限角;
对于④:因为,所以为第一象限角.
故答案为:④.
2.找出与下列各角的终边重合的角,并判别下列各角是第几象限的角:
(1);
(2).
【答案】(1)与角的终边重合,第四象限角;
(2)与角的终边重合,第二象限角.
【分析】(1)(2)将给定角写成,即可求解得答案.
【详解】(1),且,
所以角与角的终边重合,它是第四象限角.
(2),且,
所以角与角的终边重合,它是第二象限角.
3.一个扇形的所在的圆的半径为5,该扇形的弧长为5
(1)求该扇形的面积;
(2)求该扇形中心角的弧度数.
【答案】(1);(2)1.
【解析】(1)根据扇形面积公式直接计算;(2)根据扇形弧度数公式计算求值.
【详解】解:(1) ,,;
(2)
【点睛】本题考查弧度制,扇形面积,重点考查基本公式,属于基础题型.
4.将下列角度与弧度进行互化:
(1); (2); (3); (4);(5)
【答案】(1)15330°(2)(3)(4)(5)690°
【分析】根据角度与弧度制的转化公式即可逐一求解
【详解】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
考点二:任意角三角函数
典例分析
例1.已知角的终边经过点,则 , , .
【答案】 /-0.5 / /
【分析】根据三角函数的定义求得正确答案.
【详解】因为,所以,
由三角函数的定义知,,.
故答案为:;;
例2.若角的顶点为坐标原点,始边在轴正半轴上,且,则的终边在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】结合且,根据三角函数的定义即可判断.
【详解】因为,所以的终边在第三、四象限或轴负半轴上,
因为,所以的终边在第一、三象限,所以的终边在第三象限.
故选:C
例3.求下列各角的正弦、余弦和正切.
(1)0;
(2);
(3)
【答案】(1)
(2)
(3) ,0,的正切不存在.
【分析】在角的终边上取一特殊点,由三角函数的定义即可求得答案.
【详解】(1)角0的终边在x轴正半轴上,在x轴的正半轴上取点,
所以,因此.
(2)角的终边在x轴负半轴上,在x轴的负半轴上取点,
所以,因此.
(3)角的终边在y轴负半轴上,在y轴的负半轴上取点,
所以,因此,,的正切值不存在.
变式探究
1.为终边上一点,则 .
【答案】/0.8
【分析】由余弦的定义可直接求解.
【详解】.
故答案为:.
2.如图已知角的终边经过点,求的正弦、余弦和正切值.
【答案】,,.
【分析】根据三角函数的定义即可求解.
【详解】由题意可得,,则,
所以,,.
3.下列函数值其结果为负值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】判断选项所给的角是第几象限角,根据三角函数值在各个象限的符合即可得结果.
【详解】,所以为第一象限角,故,故不符合题意;
,所以为第四象限角,故,故不符合题意;
,所以为第二象限角,故,故符合题意;
,所以为第二象限角,故,故不符合题意;
故选:.
4.确定下列正弦、余弦、正切值的符号:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】利用诱导公式以及三角函数的象限符号即可求解.
【详解】(1)因为是第二象限角,所以;
(2)因为,即是第三象限角,所以;
(3)因为,即是第四象限角,所以.
5.求值:(1)sin 180°+cos 90°+tan 0°;
(2).
【答案】(1) 0;(2).
【分析】(1)根据特殊角的三角函数值即可求解.
(2)利用诱导公式以及特殊角的三角函数值即可求解.
【详解】(1)sin 180°+cos 90°+tan 0°=0+0+0=0.
(2)
=
= .
【点睛】本题考查了特殊角的三角函数值、诱导公式,需熟记公式以及特殊角的三角函数值,属于基础题.
考点三:同角三角函数的基本关系
典例分析
例1.若是第二象限角,且,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角函数的基本关系式,准确计算,即可求解.
【详解】因为若是第二象限角,且 ,
所以.
故选:D.
例2.已知是第二象限角,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由α是第二象限角可得,再由同角三角函数的基本关系,即可得答案.
【详解】任意角的三角函数
∵,∴,
,是第二象限角∴.
故选:A
例3.已知,求.
【答案】
【分析】利用同角三角函数的商数关系计算正、余弦齐次式.
【详解】已知,则.
例4.已知,求下列各式的值,
(1);(2).
【答案】(1)-1;(2)
【分析】(1)由题意可得,将原式化为含的表达式,代入可得答案;
(2)将原式化为含的表达式,代入可得答案.
【详解】解:由题意得:,可得,
可得(1);
(2)
【点睛】本题主要考查三角恒等变化,相对简单,得出代入各式子是解题的关键.
例5.已知和是关于x的方程的两实根,且.
(1)求m的值;
(2)求.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据韦达定理及同角关系式化简即得;
(2)由题可得,然后根据同角关系式将弦化切,计算即可求得.
【详解】(1)由题可知,
又,
得.
(2)因为且,
则且,而,
解得(舍)或.综上,.
变式探究
1.若为第三象限角,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据同角三角函数的关系求解即可.
【详解】由题意,.
故选:D
2.已知,且为第二象限角,则= ;= .
【答案】 ;
【分析】根据角的范围可得正余弦的符号,利用同角三角函数关系可求得结果.
【详解】为第二象限角 ,
由得:
本题正确结果:;
【点睛】本题考查同角三角函数值的求解,易错点是忽略角的范围,造成符号求解错误.
3.已知,求的值.
【答案】
【分析】分子分母同时除以即可.
【详解】由于有意义,则,
对表达式分子分母同时除以,
则
4.已知,计算:
(1)
(2)
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据可知,则分式上下同时乘以,整理可得,代入可得答案;(2)分式上下同时乘以,整理可得,代入可得答案.
【详解】解: 解:(1)∵ ∴
∴原式===
(2)原式=
5.已知,,求的值.
【答案】
【分析】两边平方得到,进而求出,
结合角的范围和得到,从而求出答案.
【详解】两边平方得,
即,故,
,
又,,故,,
故.
考点四:诱导公式
典例分析
例1.计算:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)1
(2)
(3)
【分析】利用诱导公式以及特殊角的三角函数值即可求解;
【详解】(1)解:原式
;
(2)解:原式
.
(3)解:原式
.
例2.化简:.
【答案】
【分析】根据三角函数的诱导公式,即可求解.
【详解】根据三角函数诱导公式,可得:
.
变式探究
1.求值:
(1);
(2);
(3);
(4),求.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】利用三角函数诱导公式计算即可.
【详解】(1);
(2);
(3);
(4),∴.
2.已知,求的值.
【答案】3
【分析】根据题意,由诱导公式化简,化为正切的齐次式,代入计算,即可求解.
【详解】原式.
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专题3.1 三角函数
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 5
考点一:角的概念推广 5
考点二:任意角三角函数 6
考点三:同角三角函数的基本关系 7
考点四:诱导公式 8
【考纲要求】
1. 了解正角、负角和零角的含义;了解角所在象限的判定 方法;了解终边相同的角的概念及判定方法。
2. 了解弧度的定义及弧度制;理解角度制与弧度制的互化,了 解弧度制下的弧长公式和扇形面积公式。
3. 了解任意角的三角函数:理解任意角的三角函数的定义,理解给定角的三角函数的符号,掌握特殊角的三角函数值。
4. 理解同角三角函数的平方关系和商数关系。
5. 掌握诱导公式。
【考向预测】
主要以选择题、填空题的形式来考查同角三角函数的关系和正弦、余弦函数的基本性质,以解答题的形式来考查解三角形的相关知识。
【知识导图】
【知识清单】
1. 角的有关概念
1. 角的概念的推广
(1) 角是一条射线绕着它的端点在平面内旋转而形成的图形.
(2)角的分类
按旋转方向可分为正角(逆时针旋转)、 (没有旋转)和 (顺时针旋转).
若角的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,则按终边落的位置可分为象限角(终边落在象限内)和界限角(终边落在坐标轴上).
(3)象限角和界限角的表示法
第一象限角:{α |k·360°<a<k·360°+90°,k∈Z};
第二象限角:
第三象限角:
第四象限角:
与 y 轴重合的角:
与x 轴重合的角:{α | α=k·180°,k∈Z}.
2.与角α终边相同的角的集合为
2.扇形的弧长和面积
1.弧度制的定义
长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,用弧度作为单位来度量角的制度叫做弧度制.它的单位符号是rad,读作弧度。
2.角度与弧度的互化
360°= rad,180°= rad,1°=
3.扇形的弧长与面积公式
弧长公式:l =_______或 (n为圆心角的度数)
面积公式:或
3.任意角三角函数的概念
1.设α是一个任意角,使它的顶点与坐标原点重合,角α的始边与x 轴的非负半轴重合,设角α的终边上任意一点P(除顶点外)的坐标是(x,y),它到原点的距离是,那么角α的三角函数的定义如下表:
2.三角函数值的符号
① 各象限角的三角函数值的正负号的口诀:“一全正,二正弦,三正切,四余弦”
②终边相同的同名三角函数的值相等,即sin(α+2kπ)=________,其中k∈Z.
公式作用:大化小,负化正.
③特殊角三角函数值如下表
4. 诱导公式
1. 同名三角函数的诱导公式,记忆口诀:“函数名不变,符号看想先”.设α为锐角。
(1) 第一象限角的诱导公式
,其中k∈Z
(2) 第二象限角的诱导公式
(3) 第三象限角的诱导公式
(4) 第四象限角的诱导公式
2. 互余两角三角函数的诱导公式
,其中α为锐角。
【考点分类剖析】
考点一:角的概念推广
典例分析
例1.角是( )
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2.下列命题中,正确的是( )
A.第一象限的角必是锐角 B.终边重合的角必相等
C.相等角的终边位置必重合 D.不相等的角其终边位置必不重合
例3.在内,与角终边相同的角是( )
A. B. C. D.
例4.将下列角度与弧度进行互化:
(1);(2);(3);(4).
例5.(1)在直径为20cm的圆中,圆心角为,求弧长.
(2)弧长为,圆心角为135°的扇形,求半径和面积.
变式探究
1.已知:①,②,③,④,其中是第一象限角的为 (填序号).
2.找出与下列各角的终边重合的角,并判别下列各角是第几象限的角:
(1);
(2).
3.一个扇形的所在的圆的半径为5,该扇形的弧长为5
(1)求该扇形的面积;
(2)求该扇形中心角的弧度数.
4.将下列角度与弧度进行互化:
(1); (2); (3); (4);(5)
考点二:任意角三角函数
典例分析
例1.已知角的终边经过点,则 , , .
例2.若角的顶点为坐标原点,始边在轴正半轴上,且,则的终边在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
例3.求下列各角的正弦、余弦和正切.
(1)0;(2);(3)
变式探究
1.为终边上一点,则 .
2.如图已知角的终边经过点,求的正弦、余弦和正切值.
3.下列函数值其结果为负值的是( )
A. B.
C. D.
4.确定下列正弦、余弦、正切值的符号:
(1);(2);(3).
5.求值:(1)sin 180°+cos 90°+tan 0°;
(2).
考点三:同角三角函数的基本关系
典例分析
例1.若是第二象限角,且,则等于( )
A. B. C. D.
例2.已知是第二象限角,,则等于( )
A. B. C. D.
例3.已知,求.
例4.已知,求下列各式的值,
(1);(2).
例5.已知和是关于x的方程的两实根,且.
(1)求m的值;
(2)求.
变式探究
1.若为第三象限角,且,则( )
A. B. C. D.
2.已知,且为第二象限角,则= ;= .
3.已知,求的值.
4.已知,计算:
(1)
(2)
5.已知,,求的值.
考点四:诱导公式
典例分析
例1.计算:
(1);
(2);
(3).
例2.化简:.
变式探究
1.求值:
(1);
(2);
(3);
(4),求.
2.已知,求的值.
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