内容正文:
一、任意角三角函数的定义
利用定义求三角函数值的两种方法
1.先由直线与单位圆相交求出交点坐标,再利用正弦、余弦、正切函数的定义,求出相应的三角函数值.
2.取角α的终边上任意一点P(a,b)(原点除外),则对应的角α的正弦值sin α=,余弦值cos α=,正切值tan α=.当角α的终边上点的坐标以参数形式给出时,要根据问题的实际情况对参数进行分类讨论.
(1)已知α的终边在直线y=2x上,那么+tan α=____________.
(2)已知角α的终边经过点P(3m-9,m+2),若m=2,求5sin α+3tan α的值;
(1)[解析] 设α终边上任一点P(x,y)(x≠0),则y=2x,
所以+tan α=+=+2=5.
[答案] 5
(2)[解析] 若m=2,则P(-3,4),
所以x=-3,y=4,r=5,
所以sin α=,cos α=-,tan α=-,
故5sin α+3tan α=5×+3×=4-4=0.
二、三角函数的图象题点多探 多维探究
1.用“五点法”作函数y=A sin (ωx+φ)图象的步骤
第一步:列表,由ωx+φ=0,,π,,2π先求出x,再由ωx+φ的值求出y的值.
x
-
-
-
-
-
ωx+φ
0
π
π
2π
y
0
A
0
-A
0
第二步:在同一坐标系中描出各点.
第三步:用光滑曲线连接这些点,进而成图象.
2.由图象或部分图象确定解析式y=A sin (ωx+φ)中的参数
(1)A:由最大值、最小值来确定A.
(2)ω:通过求周期T来确定ω.
(3)φ:利用已知点列方程求出.
角度1 利用“五点法”作三角函数的图象
已知f(x)=1+sin ,画出f(x)在x∈上的图象.
[解析] (1)∵x∈,
∴2x-∈.
列表:
x
-
-
-
2x-
-
-π
-
0
f(x)
2
1
1-
1
1+
2
(2)描点,连线,如图所示.
角度2 由三角函数的图象确定其解析式
函数f(x)=3sin 的部分图象如图所示.
(1)写出f(x)的最小正周期及图中x0,y0的值;
(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.
[解析] (1)f(x)的最小正周期为π,x0=,y0=3.
(2)因为x∈,所以2x+∈,于是,当2x+=0,即x=-时,f(x)取得最大值0;
当2x+=-,即x=-时,f(x)取得最小值-3.
[反思感悟] 研究y=A sin (ωx+φ)的单调性、最值问题,把ωx+φ看作一个整体来解决.
三、三角函数的图象变换
由函数y=sin x的图象通过变换得到函数y=A sin (ωx+φ)的图象的两种方法为先平移后伸缩和先伸缩后平移.
如图是函数y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,x∈R)在区间上的图象.为了得到这个函数的图象,只要将y=sin x(x∈R)的图象上所有的点( )
A.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标变为原来的倍,纵坐标不变
B.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变
C.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标变为原来的倍,纵坐标不变
D.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变
[解析] 由题图象知A=1,T=-=π,所以ω==2.所以f(x)=sin (2x+φ),又图象过点,由五点法知+φ=π,所以φ=,所以y=sin .故将函数y=sin x的图象先向左平移个单位后,再把所得图象上各点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),可得函数y=sin 的图象.
[答案] A
四、数形结合思想在三角函数中的应用
数形结合思想贯穿了三角函数的始终,对于与方程解有关的问题以及在研究y=A sin (ωx+φ)的性质和由性质研究图象时,常利用数形结合思想.
如果关于x的方程sin2x-(2+a)sinx+2a=0在x∈上有两个实数根,求实数a的取值范围.
[解析] sin2x-(2+a)sinx+2a=0,
即(sin x-2)(sin x-a)=0.
∵sin x-2≠0,∴sin x=a,
∴此题转化为求在x∈上,sin x=a有两个实数根时a的取值范围.由y=sin x,x∈与y=a的图象(图略)知≤a<1.故实数a的取值范围是.
平移变换中的误区
[典例] 把函数y=sin 的图象向左平移个单位长度,再把所得图象上各点的横坐标变为原来的2倍,则所得函数的解析式为( )
A.y=sin B.y=sin
C.y=sin D.y=sin
[解析] 把函数y=sin 的图象向左平移个单位长度,
可得y=sin 的图象,
即函数解析式为
y=sin ,
再把所得图象上各点的横坐标变为原来的2倍,
可得y=sin 的图象.
[答案] D
[纠错心得] (1)在解答过程中,若对伸缩变换理解不到位,对横坐标扩大或缩小为原来的倍数把握不准,则易出现对x的系数缩小或扩大的倍数造成失误,会出现y=sin 等类似的错误答案.
(2)图象的左右平移是针对x而言的.图象的伸缩变换即周期变换,在变换中纵坐标不变,横坐标变为原来的倍.
三角函数性质的综合问题
[典例] (13分)设函数f(x)=sin .
(1)求函数f(x)的最小正周期T,并求出函数f(x)的单调递增区间;
(2)求在[0,3π)内使f(x)取到最大值的所有x的和.
[规范解答] (1)f(x)=sin ,
故T=π.由2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),得kπ-π≤x≤kπ+,所以单调递增区间为(k∈Z).(6分)
(2)令f(x)=1,即sin =1,
则2x+=2kπ+(k∈Z).
于是x=kπ+(k∈Z),∵0≤x<3π,且k∈Z, (8分)
∴k=0,1,2,则++=. (11分)
∴在[0,3π)内使f(x)取到最大值的所有x的和为π. (13分)
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