内容正文:
1.4 正弦函数和余弦函数的概念及其性质
课程标准
学习目标
(1)借助单位圆理解任意角的正(余)弦函数定义,利用定义解决相关问题;
(2)会利用单位圆研究正弦、余弦函数的基本性质,并解决相关问题;
(3)借助正弦函数、余弦函数的定义理解并掌握正弦、余弦函数值在各象限内的符号;
(4)了解三角函数的诱导公式的意义和作用,理解诱导公式的推导过程.
(1)会利用任意角的正弦函数、余弦函数的定义求函数值;
(2)能求正(余)弦函数的单调性、最小正周期、最值等,了解正(余)弦函数值的符号;
(3)借助单位圆的对称性,利用三角函数的定义推导出诱导公式与旋转;
(4)掌握诱导公式并能灵活运用,能进行简单的三角函数式的化简、求值与证明.
知识点01 任意角的正弦函数和余弦函数
1、利用单位圆定义任意角的正弦函数和与余弦函数
如图,在直角坐标系中,给定任意角,作单位圆,角的终边与单位圆的交点为,点P的纵坐标、横坐标都是唯一确定的.把点P的纵坐标叫作角的正弦值,把点P的横坐标叫作角的余弦值,于是,在弧度意义下,对于,称为任意角的正弦函数,为任意角的余弦函数.
2、利用角的终边上的一点的坐标定义正弦函数和余弦函数
(1)定义:设角终边上除原点外的一点,则,,其中.
(2)要点提醒:
①对任意一个给定的角,它只有唯一的一条终边,从而终边与单位圆只有唯一的交点,所以它对应的正弦值和余弦值都是唯一确定的.
②角的三角函数值与点在终边上的位置无关.
③根据正弦函数、余弦函数的定义,我们可以得到.
3、特殊角的正弦函数值、余弦函数值
0
0
1
0
-1
0
1
0
-1
0
1
【即学即练1】在平面直角坐标系中,已知,,那么角的终边与单位圆的交点坐标为 .
【即学即练2】(24-25高一上·北京朝阳·期末)在平面直角坐标系中,角以为始边,终边经过点,则( )
A. B. C. D.
知识点02 正弦函数、余弦函数的基本性质
1、单位圆与正(余)弦函数的基本性质
函数
性质
定义域
值域
最值
当时,;
当时,
当时,;
当时,
周期性
周期函数,最小正周期为
单调性
在区间上单调递增
在区间上单调递减
在区间上单调递增
在区间上单调递减
2、正弦函数、余弦函数值在各象限的符号
根据正弦函数、余弦函数的定义和各象限内点的横、纵坐标的符号,可以得到正弦函数值、余弦函数值在每个象限的符号,如图所示.
【总结】口诀概括为:一全正、二正弦、三全负、四余弦.
【即学即练3】在内,函数和都是增函数的区间是 .
【即学即练4】(23-24高一下·北京海淀·期中)若且,则的终边在所在象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
知识点03 诱导公式与对称
1、角与的正弦函数、余弦函数关系
终边关系
图示
角与角的终边关于x轴对称
公式
,
性质
是奇函数,是偶函数
2、角与的正弦函数、余弦函数关系
终边关系
图示
角与角的终边关于原点对称角与角的终边关于原点对称
公式
,
,
3、角与的正弦函数、余弦函数关系
终边关系
图示
角与角的终边关于y轴对称
公式
,
【即学即练5】(24-25高一上·广西·月考)的值是( )
A. B. C. D.
【即学即练6】(24-25高一上·四川成都·月考)化简的结果是( )
A. B. C. D.
知识点04 诱导公式与旋转
图示
公式
,
,
【总结】诱导公式可以统一概括为“k·±α(k∈Z)”.当k为偶数时,函数名不改变;当k为奇数时,函数名改变,然后前面加一个把α视为锐角时原函数值的符号.记忆口诀为“奇变偶不变,符号看象限”.
【即学即练7】(23-24高一下·江西景德镇·期中)已知角α的终边上有一点,则=( )
A. B. C. D.
【即学即练8】(24-25高一上·云南玉溪·月考),那么( )
A. B. C. D.
难点1:求终边在已知直线上的角的三角函数值
1、先利用直线与单位圆相交求出交点坐标,再利用正弦函数、余弦函数的定义求出相应的三角函数值.
2、注意到角的终边为射线,应分两种情况处理,取射线上任意一点,则对应角的正弦值为,余弦值为.
【示例1】已知角的终边在直线上,则的值为( )
A. B. C.0 D.
【示例2】(23-24高二上·云南大理·开学考试)已知角的终边落在直线上,则的值为( )
A. B. C. D.
难点2:利用单位圆解三角函数不等式
求三角函数不等式常转化为以下两种类型
1、求解形如,的不等式的具体方法为:
(1)如图,画出单位圆;
(2)在轴上截取,过点作轴的垂线,交单位圆于,两点,作射线,;
(3)写出以射线与为终边的角;
(4)图中阴影部分(包括边界)为满足不等式的角的终边的范围,空白部分(包括边界)为满足不等式的角的终边的范围.
2、求解形如,的不等式的具体方法为:
(1)如图,画出单位圆;
(2)在轴上截取,过点作轴的垂线,交单位圆于,两点,作射线,;
(3)写出以射线与为终边的角;
(4)图中阴影部分(包括边界)为满足不等式的角的终边的范围,空白部分(包括边界)为满足不等式的角的终边的范围.
【示例3】(1)已知,求:满足条件的角的取值范围;
(2)已知,求:满足条件的角的取值范围;
【示例4】利用单位圆,求适合下列条件的角α的集合.
(1); (2).
难点3:三角函数中的诱导公式
设是的三个内角,则有,所以,,,.
【注意】已知三角形中两个内角的余弦值或正弦值相等,则这两个内角相等,即在三角形中,若或,则.
【示例5】(24-25高一上·江苏南京·月考)(多选)在中,下列等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【示例6】(23-24高一上·新疆伊犁·月考)(多选)在中,下列关系不成立的是( )
A. B.
C. D.
【题型1:单位圆法求正(余)弦函数值】
例1.(24-25高一上·广东深圳·月考)已知角的终边与单位圆的交点为,则的值为( )
A. B. C. D.
变式1-1.(24-25高一上·江苏无锡·月考)已知角的始边为x轴的非负半轴,终边与单位圆的交点,则( )
A. B. C. D.
变式1-2.(24-25高一上·天津南开·期末)如图所示,在平面直角坐标系中,角的终边与单位圆交于点A,且点A的纵坐标为,则的值为( )
A. B. C. D.
变式1-3.(24-25高一上·河北石家庄·月考)已知角的顶点在原点,始边与轴的非负半轴重合,终边在第三象限且与单位圆交于点,则( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
单位圆法求三角函数的值,先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用三角函数的定义求出相应的三角函数值.
【题型2:坐标法求正(余)弦函数值】
例2.(24-25高一上·河北衡水·月考)已知角α的顶点为坐标原点,始边为x轴非负半轴,终边经过点,则( )
A. B. C. D.
变式2-1.(24-25高一上·福建福州·月考)(多选)若角的终边上有一点,则的值可以是( )
A. B. C. D.
变式2-2.(24-25高一上·湖南长沙·期末)已知角的顶点为坐标原点,始边为轴的非负半轴,若角终边上有一点,且,则( )
A.1 B. C. D.2
变式2-3.(24-25高一上·江苏扬州·月考)已知角终边经过点,且,则的值为 .
【方法技巧与总结】
已知角终边上任意一点的坐标求三角函数值的方法
1、在角的终边上任选一点,求出点到原点的距离为,则,.
2、当角的终边上点的坐标以参数形式给出时,注意要根据条件对参数符号进行讨论.
【题型3:正(余)弦函数基本性质的应用】
例3.(24-25高一上·甘肃·期末)( )
A. B. C. D.
变式3-1.函数的最大值为 .
变式3-2.(23-24高一下·河南驻马店·月考)函数和在下列哪个区间上都是单调递减的( )
A. B. C. D.
变式3-3.(23-24高一上·山东济宁·期末)若函数是定义在上的任意奇函数,则下列函数一定为偶函数的是( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
1、利用正弦函数、余弦函数的周期性求值的方法
正弦函数、余弦函数的最小正周期都是2π,从而2kπ(k∈Z,k≠0)都是它们的周期,即sin(2kπ+α)=sinα, cos(2kπ+α)=cosα,k∈Z.先借助正弦函数、余弦函数的周期性,把已知角转化为[0,2π)范围内的角,然后求值,熟记特殊角的三角函数值是解题的基础.
2、判断正弦函数、余弦函数在给定具体区间内的单调性时,要在全部单调区间的前提下,对k取特殊值后,与该给定区间求交集,即为所求单调区间,要注意不能遗漏.
【题型4:正(余)弦函数值在各象限的符号】
例4.(23-24高一下·北京·月考)已知角终边上有一点,则为( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
变式4-1.(23-24高一上·河北保定·期中)已知角终边上有一点,则是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
变式4-2.(24-25高一上·云南玉溪·月考)已知,则角的终边位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
变式4-3.(23-24高一上·广东惠州·月考)已知角的终边位于第二象限,则点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【方法技巧与总结】
判断角的终边所在象限的相关结论
1、若正弦函数值为正,则角的终边在第一或第二象限或y轴的正半轴上;若正弦函数值为负,则角的终边在第三或第四象限或y轴的负半轴上.
2、若余弦函数值为正,则角的终边在第一或第四象限或x轴的正半轴上;若余弦函数值为负,则角的终边在第二或第三象限或x轴的负半轴上.
【题型5:利用诱导公式求值】
例5.(24-25高三上·湖北·期中)已知,则的值为( )
A. B. C. D.
变式5-1.(24-25高一上·江苏盐城·月考)已知,则的值等于( )
A. B. C. D.
变式5-2.(23-24高一上·天津·月考)的值为 .
变式5-3.(24-25高一上·山东青岛·月考)若是第三象限角,且,求的值
【方法技巧与总结】
利用诱导公式求任意角三角函数值的步骤
(1)“负化正”:用公式一或三来转化.
(2)“大化小”:用公式一将角化为0°到360°间的角.
(3)“角化锐”:用公式二或四将大于90°的角转化为锐角.
(4)“锐求值”:得到锐角的三角函数后求值.
【题型6:利用诱导公式化简】
例6.求证:.
变式6-1.求证:.
变式6-2.(1)若为第二象限角,且,求的值.
(2)化简:.
变式6-3.化简:
(1);
(2).
【方法技巧与总结】
用诱导公式进行化简时的注意点:
(1)化简后项数尽可能的少;
(2)函数的种类尽可能的少;
(3)分母不含三角函数的符号;
(4)能求值的一定要求值;
(5)含有较高次数的三角函数式,多用因式分解、约分等.
1.(24-25高一上·四川绵阳·月考)在单位圆中,已知角是第二象限角,它的终边与单位圆交于点,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·广东深圳·期末)“”是“为第一象限角”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(24-25高一上·广西百色·期末)当x为第二象限角时, ( )
A.1 B.0 C.2 D.-2
4.(23-24高一上·陕西西安·期末)使得函数为减函数,且值为负数的区间为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一上·北京东城·期末)已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
6.(23-24高一上·天津南开·期末)已知角的终边经过点,则的值为( )
A. B. C. D.或
7.(23-24高一上·山西太原·月考)已知,且,则( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一下·内蒙古呼和浩特·期中)如图,在平面直角坐标系中,,,,分别是单位圆上的四段弧(不含与坐标轴的交点),点在其中一段上,角以为始边,为终边,若,则所在的圆弧是( )
A. B. C. D.
9.(24-25高一上·江苏盐城·月考)(多选)在中,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
10.(22-23高一上·湖南长沙·月考)如图所示,在平面直角坐标系中,动点、从点出发在单位圆上运动,点按逆时针方向每秒钟转弧度,点按顺时针方向每秒钟转弧度,则、两点在第次相遇时,点的坐标是( )
A. B. C. D.
11.(24-25高一上·天津·期末)设函数,若[x]表示不超过x的最大整数,则函数 的值域是 .
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1.4 正弦函数和余弦函数的概念及其性质
课程标准
学习目标
(1)借助单位圆理解任意角的正(余)弦函数定义,利用定义解决相关问题;
(2)会利用单位圆研究正弦、余弦函数的基本性质,并解决相关问题;
(3)借助正弦函数、余弦函数的定义理解并掌握正弦、余弦函数值在各象限内的符号;
(4)了解三角函数的诱导公式的意义和作用,理解诱导公式的推导过程.
(1)会利用任意角的正弦函数、余弦函数的定义求函数值;
(2)能求正(余)弦函数的单调性、最小正周期、最值等,了解正(余)弦函数值的符号;
(3)借助单位圆的对称性,利用三角函数的定义推导出诱导公式与旋转;
(4)掌握诱导公式并能灵活运用,能进行简单的三角函数式的化简、求值与证明.
知识点01 任意角的正弦函数和余弦函数
1、利用单位圆定义任意角的正弦函数和与余弦函数
如图,在直角坐标系中,给定任意角,作单位圆,角的终边与单位圆的交点为,点P的纵坐标、横坐标都是唯一确定的.把点P的纵坐标叫作角的正弦值,把点P的横坐标叫作角的余弦值,于是,在弧度意义下,对于,称为任意角的正弦函数,为任意角的余弦函数.
2、利用角的终边上的一点的坐标定义正弦函数和余弦函数
(1)定义:设角终边上除原点外的一点,则,,其中.
(2)要点提醒:
①对任意一个给定的角,它只有唯一的一条终边,从而终边与单位圆只有唯一的交点,所以它对应的正弦值和余弦值都是唯一确定的.
②角的三角函数值与点在终边上的位置无关.
③根据正弦函数、余弦函数的定义,我们可以得到.
3、特殊角的正弦函数值、余弦函数值
0
0
1
0
-1
0
1
0
-1
0
1
【即学即练1】在平面直角坐标系中,已知,,那么角的终边与单位圆的交点坐标为 .
【答案】
【解析】设角的终边与单位圆的交点坐标为,
因为,,
由三角函数的定义,可得,即.
故答案为:
【即学即练2】(24-25高一上·北京朝阳·期末)在平面直角坐标系中,角以为始边,终边经过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由任意角三角函数定义得,故C正确.故选:C
知识点02 正弦函数、余弦函数的基本性质
1、单位圆与正(余)弦函数的基本性质
函数
性质
定义域
值域
最值
当时,;
当时,
当时,;
当时,
周期性
周期函数,最小正周期为
单调性
在区间上单调递增
在区间上单调递减
在区间上单调递增
在区间上单调递减
2、正弦函数、余弦函数值在各象限的符号
根据正弦函数、余弦函数的定义和各象限内点的横、纵坐标的符号,可以得到正弦函数值、余弦函数值在每个象限的符号,如图所示.
【总结】口诀概括为:一全正、二正弦、三全负、四余弦.
【即学即练3】在内,函数和都是增函数的区间是 .
【答案】
【解析】因为在内单调增区间为:,
在内单调增区间为:,
所以在内,函数和都是增函数的区间是.
【即学即练4】(23-24高一下·北京海淀·期中)若且,则的终边在所在象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【解析】的终边过点,又且,
则的终边在所在象限为第四象限.故选:D.
知识点03 诱导公式与对称
1、角与的正弦函数、余弦函数关系
终边关系
图示
角与角的终边关于x轴对称
公式
,
性质
是奇函数,是偶函数
2、角与的正弦函数、余弦函数关系
终边关系
图示
角与角的终边关于原点对称角与角的终边关于原点对称
公式
,
,
3、角与的正弦函数、余弦函数关系
终边关系
图示
角与角的终边关于y轴对称
公式
,
【即学即练5】(24-25高一上·广西·月考)的值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,故选:C.
【即学即练6】(24-25高一上·四川成都·月考)化简的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,则,则,
所以,
,故选:A.
知识点04 诱导公式与旋转
图示
公式
,
,
【总结】诱导公式可以统一概括为“k·±α(k∈Z)”.当k为偶数时,函数名不改变;当k为奇数时,函数名改变,然后前面加一个把α视为锐角时原函数值的符号.记忆口诀为“奇变偶不变,符号看象限”.
【即学即练7】(23-24高一下·江西景德镇·期中)已知角α的终边上有一点,则=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意知角α的终边上有一点,则,
故,则,故选:A
【即学即练8】(24-25高一上·云南玉溪·月考),那么( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以.故选:A.
难点1:求终边在已知直线上的角的三角函数值
1、先利用直线与单位圆相交求出交点坐标,再利用正弦函数、余弦函数的定义求出相应的三角函数值.
2、注意到角的终边为射线,应分两种情况处理,取射线上任意一点,则对应角的正弦值为,余弦值为.
【示例1】已知角的终边在直线上,则的值为( )
A. B. C.0 D.
【答案】C
【解析】由题知,
设角的终边上一点,则.
当时,,,,
所以;
当时,,,,
所以.故选:C.
【示例2】(23-24高二上·云南大理·开学考试)已知角的终边落在直线上,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设直线上任意一点P的坐标为(),
则(O为坐标原点),
根据正弦函数的定义得:,
时,; 时,,
所以选项D正确,选项A,B,C错误,故选:D.
难点2:利用单位圆解三角函数不等式
求三角函数不等式常转化为以下两种类型
1、求解形如,的不等式的具体方法为:
(1)如图,画出单位圆;
(2)在轴上截取,过点作轴的垂线,交单位圆于,两点,作射线,;
(3)写出以射线与为终边的角;
(4)图中阴影部分(包括边界)为满足不等式的角的终边的范围,空白部分(包括边界)为满足不等式的角的终边的范围.
2、求解形如,的不等式的具体方法为:
(1)如图,画出单位圆;
(2)在轴上截取,过点作轴的垂线,交单位圆于,两点,作射线,;
(3)写出以射线与为终边的角;
(4)图中阴影部分(包括边界)为满足不等式的角的终边的范围,空白部分(包括边界)为满足不等式的角的终边的范围.
【示例3】(1)已知,求:满足条件的角的取值范围;
(2)已知,求:满足条件的角的取值范围;
【答案】(1);(2)或
【解析】(1)由可知,角x对应的正弦线方向朝上,而且长度为,
作示意图,如图所示,
可知角的终边可能是,也可能是,
又因为,所以或,
再由图可知,如果的终边在中,则一定有,
因此,满足条件的角的取值范围.
(2)画出单位圆中三角函数线,如图.
由图可知角的范围是:
或.
【示例4】利用单位圆,求适合下列条件的角α的集合.
(1);
(2).
【答案】(1);(2)
【解析】(1)
如图1,为直线与单位圆的两个交点,可知,.
设的终边落在射线上,的终边落在射线上,,
根据三角函数的定义可知,,,,
所以,,.
又当的终边落在射线或上时,有,
所以,满足条件的的集合为
.
(2)
如图2,为直线与单位圆的两个交点,可知,.
设的终边落在射线上,的终边落在射线上,,
根据三角函数的定义可知,,,,
所以,,.
根据图2可知,当,且时,有.
所以,当时,由可得,.
难点3:三角函数中的诱导公式
设是的三个内角,则有,所以,,,.
【注意】已知三角形中两个内角的余弦值或正弦值相等,则这两个内角相等,即在三角形中,若或,则.
【示例5】(24-25高一上·江苏南京·月考)(多选)在中,下列等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】在中,,
对于A,,A正确;
对于B,,不一定为0,B错误;
对于C,,C正确;
对于D,,不一定为0,D错误.
故选:AC
【示例6】(23-24高一上·新疆伊犁·月考)(多选)在中,下列关系不成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】,A选项错误.
,B选项正确.
,C选项错误.
,D选项错误.故选:ACD
【题型1:单位圆法求正(余)弦函数值】
例1.(24-25高一上·广东深圳·月考)已知角的终边与单位圆的交点为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为角的终边与单位圆的交点为,所以,故选:B
变式1-1.(24-25高一上·江苏无锡·月考)已知角的始边为x轴的非负半轴,终边与单位圆的交点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题可得,则.故选:A
变式1-2.(24-25高一上·天津南开·期末)如图所示,在平面直角坐标系中,角的终边与单位圆交于点A,且点A的纵坐标为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由图知,点在第二象限,设其横坐标为,由,得,
所以.故选:C
变式1-3.(24-25高一上·河北石家庄·月考)已知角的顶点在原点,始边与轴的非负半轴重合,终边在第三象限且与单位圆交于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在单位圆上,,
又终边在第三象限,,,,
.故选:C.
【方法技巧与总结】
单位圆法求三角函数的值,先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用三角函数的定义求出相应的三角函数值.
【题型2:坐标法求正(余)弦函数值】
例2.(24-25高一上·河北衡水·月考)已知角α的顶点为坐标原点,始边为x轴非负半轴,终边经过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】点到原点距离,所以.故选:C
变式2-1.(24-25高一上·福建福州·月考)(多选)若角的终边上有一点,则的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】因为角的终边上有一点,,
当时,,
当时,,故选:AD.
变式2-2.(24-25高一上·湖南长沙·期末)已知角的顶点为坐标原点,始边为轴的非负半轴,若角终边上有一点,且,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解析】根据题意可知,解得.故选:B.
变式2-3.(24-25高一上·江苏扬州·月考)已知角终边经过点,且,则的值为 .
【答案】
【解析】因为角终边经过点,
所以,所以,解得.
【方法技巧与总结】
已知角终边上任意一点的坐标求三角函数值的方法
1、在角的终边上任选一点,求出点到原点的距离为,则,.
2、当角的终边上点的坐标以参数形式给出时,注意要根据条件对参数符号进行讨论.
【题型3:正(余)弦函数基本性质的应用】
例3.(24-25高一上·甘肃·期末)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】.故选:B.
变式3-1.函数的最大值为 .
【答案】0
【解析】因为函数在上单调递增,因此函数在上单调递减,
所以当时,函数取得最大值0.
变式3-2.(23-24高一下·河南驻马店·月考)函数和在下列哪个区间上都是单调递减的( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.当时,单调递减,单调递减,故A正确;
B.当时,单调递减,单调递增,故B错误;
C.当时,单调递增,单调递增,故C错误;
D.当时,单调递增,单调递减,故D错误;故选:A.
变式3-3.(23-24高一上·山东济宁·期末)若函数是定义在上的任意奇函数,则下列函数一定为偶函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对于A,令,,
故,即是奇函数,故A错误,
对于B,令,而,
故是偶函数,故B正确,
对于C,令,,
显然当时,不是偶函数,故C错误,
对于D,令,而,
故,即是奇函数,故D错误.故选:B
【方法技巧与总结】
1、利用正弦函数、余弦函数的周期性求值的方法
正弦函数、余弦函数的最小正周期都是2π,从而2kπ(k∈Z,k≠0)都是它们的周期,即sin(2kπ+α)=sinα, cos(2kπ+α)=cosα,k∈Z.先借助正弦函数、余弦函数的周期性,把已知角转化为[0,2π)范围内的角,然后求值,熟记特殊角的三角函数值是解题的基础.
2、判断正弦函数、余弦函数在给定具体区间内的单调性时,要在全部单调区间的前提下,对k取特殊值后,与该给定区间求交集,即为所求单调区间,要注意不能遗漏.
【题型4:正(余)弦函数值在各象限的符号】
例4.(23-24高一下·北京·月考)已知角终边上有一点,则为( )
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】A
【解析】依题意,,则,即,
所以点在第一象限,即为第一象限角.故选:A
变式4-1.(23-24高一上·河北保定·期中)已知角终边上有一点,则是( )
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
【解析】角是第四象限角,是第一象限角,是第三象限角.故选:C.
变式4-2.(24-25高一上·云南玉溪·月考)已知,则角的终边位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【解析】根据三角函数的符号与角的象限间的关系,
由,可得角的终边位于第三象限.故选:C
变式4-3.(23-24高一上·广东惠州·月考)已知角的终边位于第二象限,则点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【解析】由于的终边位于第二象限,所以,
所以位于第二象限.故选:B
【方法技巧与总结】
判断角的终边所在象限的相关结论
1、若正弦函数值为正,则角的终边在第一或第二象限或y轴的正半轴上;若正弦函数值为负,则角的终边在第三或第四象限或y轴的负半轴上.
2、若余弦函数值为正,则角的终边在第一或第四象限或x轴的正半轴上;若余弦函数值为负,则角的终边在第二或第三象限或x轴的负半轴上.
【题型5:利用诱导公式求值】
例5.(24-25高三上·湖北·期中)已知,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】.故选:B.
变式5-1.(24-25高一上·江苏盐城·月考)已知,则的值等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,
所以,故选:A
变式5-2.(23-24高一上·天津·月考)的值为 .
【答案】0
【解析】
.
变式5-3.(24-25高一上·山东青岛·月考)若是第三象限角,且,求的值
【答案】
【解析】,
若是第三象限角,且,有,
则,,所以.
故答案为:.
【方法技巧与总结】
利用诱导公式求任意角三角函数值的步骤
(1)“负化正”:用公式一或三来转化.
(2)“大化小”:用公式一将角化为0°到360°间的角.
(3)“角化锐”:用公式二或四将大于90°的角转化为锐角.
(4)“锐求值”:得到锐角的三角函数后求值.
【题型6:利用诱导公式化简】
例6.求证:.
【答案】证明见解析
【解析】左边右边,
故原式得证.
变式6-1.求证:.
【答案】证明见解析
【解析】左边右边,
故原式成立.
变式6-2.(1)若为第二象限角,且,求的值.
(2)化简:.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因为为第二象限角,所以,又,
所以,
所以.
(2).
变式6-3.化简:
(1);
(2).
【答案】(1)1;(2)
【解析】(1)原式.
(2)原式
【方法技巧与总结】
用诱导公式进行化简时的注意点:
(1)化简后项数尽可能的少;
(2)函数的种类尽可能的少;
(3)分母不含三角函数的符号;
(4)能求值的一定要求值;
(5)含有较高次数的三角函数式,多用因式分解、约分等.
1.(24-25高一上·四川绵阳·月考)在单位圆中,已知角是第二象限角,它的终边与单位圆交于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,且,解得,所以.故选:D
2.(23-24高一上·广东深圳·期末)“”是“为第一象限角”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】等价于或,
当时,为第一象限角;当时,为第三象限角;
所以“”是“为第一象限角”的必要不充分条件.故选:B.
3.(24-25高一上·广西百色·期末)当x为第二象限角时, ( )
A.1 B.0 C.2 D.-2
【答案】C
【解析】因为是第二象限角,
所以,故选:C
4.(23-24高一上·陕西西安·期末)使得函数为减函数,且值为负数的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由的图象与性质可知时,函数单调递减,且函数值为负数.故选:C
5.(24-25高一上·北京东城·期末)已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】因为对任意恒成立,
可知可以推出,但不能推出,
所以“”是“”的充分不必要条件.故选:A.
6.(23-24高一上·天津南开·期末)已知角的终边经过点,则的值为( )
A. B. C. D.或
【答案】C
【解析】因为角的终边经过点,则,
可得,
所以.故选:C.
7.(23-24高一上·山西太原·月考)已知,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由诱导公式,可得.
由,可得,
因为,所以,所以,
则.故选:C.
8.(23-24高一下·内蒙古呼和浩特·期中)如图,在平面直角坐标系中,,,,分别是单位圆上的四段弧(不含与坐标轴的交点),点在其中一段上,角以为始边,为终边,若,则所在的圆弧是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】依题意,设点的坐标为,
所以由三角函数的定义可得,
因为,即,
对于A,在第一象限,且,不满足题意,故A错误;
对于B、C,、在第三象限,且,则,不满足题意,故B、C错误;
对于D,在第四象限,且,则,
所以,满足题意,故D正确.故选:D.
9.(24-25高一上·江苏盐城·月考)(多选)在中,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】因为,所以A正确;
因为,所以B错误;
因为,所以C正确;
因为,所以D正确.故选:ACD
10.(22-23高一上·湖南长沙·月考)如图所示,在平面直角坐标系中,动点、从点出发在单位圆上运动,点按逆时针方向每秒钟转弧度,点按顺时针方向每秒钟转弧度,则、两点在第次相遇时,点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】相遇时间为秒,
故转过的角度为,
故对应坐标为,即.故选:C
11.(24-25高一上·天津·期末)设函数,若[x]表示不超过x的最大整数,则函数 的值域是 .
【答案】
【解析】,
因为,所以,
则,即,
所以,则,
根据取整函数的定义可得函数 的值域是.
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