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人教版高中数学必修4三角函数.doc

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资源描述

1、1任意角一、知识概述1、角的分类:正角、负角、零角.2、象限角:(1)象限角.(2)非象限角(也称象限间角、轴线角).3、终边相同的角的集合:所有与 角终边相同的角,连同 角自身在内,都可以写成k360(kZ)的形式;反之,所有形如 k360(kZ)的角都与 角的终边相同4、准确区分几种角锐角:090;090:090;第一象限角: 5、弧度角:弧长等于半径的弧所对应的角称为 1 弧度角(1 rad).1 rad= ,1= rad.6、弧长公式:l=R.7、扇形面积公式: .二、例题讲解例 1、写出下列终边相同的角的集合 S,并把 S 中适合不等式 的元素 写出来:(1)60;(2)21;(3)

2、36314解:(1) ,S 中满足 的元素是2(2) ,S 中满足 的元素是(3) ,S 中满足 的元素是例 2、写出终边在 y 轴上的角的集合.解析: .注:终边在 x 轴非负半轴: .终边在 x 轴上: .终边在 y=x 上: .终边在坐标轴上: .变式:角 与 的终边关于 x 轴对称,则 =_.答案: .3角 与 的终边关于 y 轴对称,则 =_.答案:任意角的三角函数一、知识概述1、定义:在直角坐标系中,设 是一个任意角, 的终边与圆心在坐标原点的单位圆交于点 P(x,y),那么 sin=y,cos=x,tan= .注:对于确定的角 ,其终边上取点 ,令 ,则. 的终边没有表明 一定是

3、正角或负角,以及 的大小,只表明与 的终边相同的角所在的位置.2、公式一: ,其中 .3、三角函数线角 的终边与单位圆交于 P 点,过 P 作 PMx 轴于 M,则 sin=MP(正弦线),cos=OM(余弦线).过 A 作单位圆的切线,则 的终边或其反向延长线交此切线于点T,则 tan=AT(正切线).注:若 ,则 .4二、例题讲解例 1、已知角 的终边上一点 ,且 ,求 的值解:, , .当 时, , ;当 时, , ;当 时, , 例 2、化简下列各式(1) ;5(2) 解:(1)(2)同角三角函数的基本关系一、知识概述1、平方关系: 2、商数关系: 二、例题讲解例 1、已知 tan 为

4、非零实数,用 tan 表示 sin,cos解: , , .6 ,即有 ,又 为非零实数, 为象限角当 在第一、四象限时,即有 ,从而 ,;当 在第二、三象限时,即有 ,从而 ,例 2、已知 ,试确定使等式成立的角 的集合例 3、已知 ,求 sinx,cosx 的值解:由 等式两边平方:7 ,即 , 为一元二次方程 的两个根,解得 又 , 因此 例 4、化简: .解法一:原式=.解法二:原式= .解法三:原式= .例 5、已知 ,则8(1) _(2) _(3) _解:(1) ;(2) ;三角函数的诱导公式一、知识概述诱导公式一:.诱导公式二:.诱导公式三:, , 诱导公式四:, , .诱导公式五

5、:9, 诱导公式六:, 引申:诱导公式七:, 诱导公式八:, 记忆公式的口诀“奇变偶不变,符号看象限”二、例题讲解例 1、化简:(1) ;(2)(3) (4)(5) 解:(1)原式 10(2)原式= .(5)例 2、已知 求 的值解:由 得 ,所以例 3、已知 则 _解:正弦函数、余弦函数的图象与性质(一)11一、知识概述1、正弦函数、余弦函数的图象2、性质:定义域:xR值域:1,1周期性:都是周期函数,且最小正周期为 .二、例题讲解例 1、作函数 的简图(2)描点连线(图象见视频).例 2、求下列函数的周期(1) ;(2) ;(3) ;(4)解:(1)令 ,则 .f(xT)=f(x)恒成立,

6、 .12周期为 4.注: .(2) .注: .(3)T=(4)T= 假设 ,使 令x=0,得 , ,与 时 矛盾T= .例 3、求下列函数的定义域:(1) ; (2) y=lg(2sinx1) 解:(1) , , (2) , .其定义域为 .正弦函数与余弦函数的图象与性质(二)一、知识概述1、图象(见视频)132、性质:(1)定义域:都为 R.(2)值域:都为1,1.(3)周期性:都是周期函数,且 T=2.(4)奇偶性:y=sinx 是奇函数,y=cosx 是偶函数.(5)对称性:y=sinx 的对称中心为(k,0)(kZ),对称轴为.y=cosx 的对称中心为 ,对称轴为 .(6)单调性:y

7、=sinx 在 上单调递增;在上单调递减.y=cosx 在 上单调递减;在 上单调递增.二、例题讲解例 1、在 中, ,若函数 y=f(x)在0,1上为单调递减函数,则下列命题正确的是( )A BC D解: , , .所以 答案:C例 2、求下列函数的单调递增区间:(1) ;(2) ;14(3) ;(4)y=|sin(x )|解:(1)法一:图象法(图象见视频).法二:令 , .所以,函数单调递增区间为 (2)令 , ,所以,函数单调递增区间是 (3)令 .所以,函数单调递增区间是 .法二: ,令 , ,所以,函数的递增区间是 (4)函数的递增区间为k ,k (kZ)(图象见视频)法二:15令

8、 .解得 .函数的递增区间为k ,k (kZ).正切函数的图象与性质一、知识概述1、图象:2、性质:(1)定义域: ;(2)值域:R;(3)周期性: ;(4)奇偶性:奇函数;(5)对称性:y=tanx 的对称中心为 .(6)单调性:在 内单调递增16二、例题讲解例 1、求下列函数的定义域:(1) ;(2) ;(3) 解:(1)由 ,得 , 的定义域为 (2)令 ,sinx1,1且 ,定义域为 R.(3)由已知 ,得 , ,原函数的定义域为 (备注:视频中区间书写有误,后面一个应该是半开半闭区间)例 2、求函数 的定义域,周期和单调区间17函数 y=Asin(x)的图象一、知识概述的图象可由 y

9、=sinx 的图象经过以下的变换得到:将 y=sinx 的图象向左(右)平移 个单位得到 的图象;将 的图象保持纵坐标不变,横坐标伸长(缩短)到原来的 倍,得到的图象;将 的图象保持横坐标不变,纵坐标伸长(缩短)到原来的 A 倍,得到的图象.A 表示振幅, 为周期, 为频率, 为初相, 为相位.二、例题讲解例 1、函数 的图象是由 y=sinx 的图象经过怎样的变换得到解:将 的图象向左平移 个单位,得到 的图象;将 的图象保持纵坐标不变,横坐标缩短到原来的 ,得到的图象;18将 的图象保持横坐标不变,纵坐标伸长到原来的 3 倍,得到的图象变式 1:y=sinx 的图象由 的图象经过怎样的变换

10、得到.解:横坐标不变,纵坐标缩短到原来的 ,得到 的图象;再将 的图象向右平移 个单位,得到 y=sin2x 的图象;再将 y=sin2x 的图象纵坐标不变,横坐标伸长到原来的 2 倍,得到 y=sinx 的图象.变式 2:函数 y=f(x)的图象先向右平移 个单位,再保持纵坐标不变,横坐标缩短到原来的 ,得到 的图象,求 f(x)的解析式.答案: .例 2、已知函数 ( , )一个周期内的函数图象,如下图所示,求函数的一个解析式解:由图知:函数最大值为 ,最小值为 ,又 , ,由图知 ,19 , ,法一: , , .,代入上面两式检验,得 满足条件. 法二: .法三:令 , .三角函数模型的

11、简单应用例 1、已知电流 在一个周期内的图象如图:(1)根据图中数据求 的解析式(2)如果 t 在任意一段 秒的时间内,电流 都能取得最大值和最小值,那么 的最小正整数值是多少?20例 2、某港口水的深度 y(米)是时间 ,单位:时)的函数,记作 ,下面是某日水深的数据:t 时 0 3 6 9 12 15 18 21 24y 米 10.0 13.0 9.9 7.0 10.013.0 10.1 7.0 10.0经长期观察, 的曲线可以近似地看成函数 的图象(1)试根据以上数据,求出函数 的近似表达式;(2)一般情况下船舶航行时,船底离海底的距离为 5 米或 5 米以上时认为是安全的(船舶停靠时,

12、船底只需不碰海底即可)某船吃水深度(船底离水面的距离)为 6.5 米,如果该船希望在同一天内安全进出港,请问,它至多能在港内停留多长时间(忽略进出港所需时间)?解:(1)由已知数据,易知函数 的周期 T=12,振幅 A=3,b=10,(视频板书中应为 f(t))(2)由题意,该船进出港时,水深应不小于 56.5=11.5 米,解得:,在同一天内,取 .21该船可在当日凌晨 1 时进港,17 时出港,在港口内最多停留 16 个小时例 3、如图所示,一个摩天轮半径为 10 米,轮子的底部在地面上 2 米处,如果此摩天轮按逆时针方向每 20 秒转一圈,且当摩天轮上某人经过点 P 处(点 P 与摩天轮

13、中心 O 高度相同)时开始计时:(1)求此人相对于地面的高度关于时间的函数关系式;(2)在摩天轮转动的一圈内,有多长时间此人相对于地面的高度不超过 10 米解:(1)以 O 为坐标原点,以 OP 所在直线为 x 轴建立直角坐标系,在 t 秒内摩天轮转过的角为 ,此人相对于地面的高度为 (米)(2)令 ,则 , ,故约有 8.72 秒此人相对于地面的高度不超过 10 米例 4、某商品一年内出厂价格在 6 元的基础上按月份随正弦曲线波动,已知 3 月份达到最高价格 8 元,7 月份价格最低为 4 元该商品在商店内的销售价格在 8 元基础上按月份随正弦曲线波动,5 月份销售价格最高为 10 元,9

14、月份销售价最低为 6 元(1)试建立出厂价格、销售价格的模型,并求出函数解析式;(2)假设商店每月购进这种商品 m 件,且当月销完,试写出该商品的月利润函数22三角函数的综合应用例 1、求下列函数的值域:(1) ;(2) ;(3) ;(4) ;(5) 解:(1) , , ,所以,值域为 (2) .另解: , , ,23解得 , (3) , .(4)由题意 , , , 时, ,但 , ,原函数的值域为 (5) ,又 , , ,函数 的值域为 例 2、是否存在 、,( , ),(0, ),使等式 sin(3)=cos( ), cos()= cos()同时成立?若存在,求出、 的值;若不存在,请说明理由解:由条件得 2 2得 sin23cos 2=2,cos 2= , .24( , ), ,= 或 由得 cos= 又 (0,),= ,又 .存在 = ,= 满足条件例 3、已知函数 上的偶函数,其图象关于点对称,且在区间 上是单调函数,求 的值解:由 是偶函数,得 ,即 ,或 对任意 xR 恒成立., , .又 f(x)图象关于 对称, .,则 k=1 时, ,满足条件.当 k=2 时, ,此时 ,满足条件.当 k3 时,不合要求.综上 .

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