高中数学必修4三角函数常考题型:三角函数的定义
发布时间:2016-07-20 08:15:40
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三角函数的定义
【知识梳理】
1.任意角三角函数的定义
(1)单位圆:在直角坐标系中,以原点O为圆心,以单位长度为半径的圆称为单位圆.
(2)单位圆中任意角的三角函数的定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么y叫做α的正弦,记作sin α,即sin α=y;x叫做α的余弦,记作cos α,即cos α=x;叫做α的正切,记作tan α,即tan α=(x≠0).
2.三角函数
正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,它们统称为三角函数.
3.三角函数的定义域
4.三角函数值的符号
5.终边相同的角的同一三角函数的值
(1)终边相同的角的同一三角函数的值相等.
(2)公式:sin(α+k·2π)=sin_α,
cos(α+k·2π)=cos_α,
tan(α+k·2π)=tan_α,其中k∈Z.
【常考题型】
题型一、三角函数的定义及应用
【例1】 (1)若角α的终边经过点P(5,-12),则sin α=________,cos α=________,
tan α=________.
(2)已知角α的终边落在直线x+y=0上,求sin α,cos α,tan α的值.
(1)[解析] ∵x=5,y=-12,∴r==13,则sin α==-,cos α==,tan α==-.
[答案] - -
(2)[解] 直线x+y=0,即y=-x,经过第二、四象限,在第二象限取直线上的点(-1,),则r==2,所以sin α=,cos α=-,tan α=-;
在第四象限取直线上的点(1,-),则r==2,所以sin α=-,cos α=,tan α=-.
【类题通法】
利用三角函数的定义求值的策略
(1)已知角α的终边在直线上求α的三角函数值时,常用的解题方法有以下两种:
法一:先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后利用三角函数的定义求出相应的三角函数值.
法二:注意到角的终边为射线,所以应分两种情况来处理,取射线上任一点坐标(a,b),则对应角的正弦值sin α=,余弦值cos α=,正切值tan α=.
(2)当角的终边上的点的坐标以参数的形式给出时,要根据问题的实际情况对参数进行分类讨论.
【对点训练】
已知角α的终边过点P(12,a),且tan α=,求sin α+cos α的值.
解:根据三角函数的定义,tan α==,
∴a=5,∴P(12,5).这时r=13,
∴sin α=,cos α=,从而sin α+cos α=.
题型二、三角函数值符号的运用
【例2】 (1)若sin αtan α<0,且<0,则角α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
(2)判断下列各式的符号:
①sin 105°·cos 230°;
②cos 3·tan.
(1)[解析] 由sin αtan α<0可知sin α,tan α异号,从而α为第二、三限角.
由<0可知cos α,tan α异号,从而α为第三、四象限角.
综上可知,α为第三象限角.
[答案] C
(2)[解] ①∵105°,230°分别为第二,第三象限角,
∴sin 105°>0,cos 230°<0.
于是sin 105°·cos 230°<0.
②∵<3<π,
∴3是第二象限角,
∴cos 3<0,
又-是第三象限角,
所以tan>0,∴cos 3·tan<0.
【类题通法】
三角函数值的符号规律
(1)当角θ为第一象限角时,sin θ>0,cos θ>0或sin θ>0,tan θ>0或cos θ>0,tan θ>0,反之也成立;
(2)当角θ为第二象限角时,sin θ>0,cos θ<0或sin θ>0,tan θ<0或cos θ<0,tan θ<0,反之也成立;
(3)当角θ为第三象限角时,sin θ<0,cos θ<0或sin θ<0,tan θ>0或cos θ<0,tan θ>0,反之也成立;
(4)当角θ为第四象限角时,sin θ<0,cos θ>0或sin θ<0,tan θ<0或cos θ>0,tan θ<0,反之也成立.
【对点训练】
若sin 2α>0,且cos α<0,试确定α终边所在的象限.
解:因为sin 2α>0,所以2kπ<2α<2kπ+π(k∈Z),
所以kπ<α<kπ+(k∈Z).
当k为偶数时,α是第一象限角;当k为奇数时,α为第三象限角.所以α为第一或第三象限角.
又因为cos α<0,所以α为第三象限角.
题型三、诱导公式一的应用
【例3】 计算下列各式的值:
(1)sin(-1 395°)cos 1 110°+cos(-1 020°)sin 750°;
(2)sin+cos·tan 4π.
[解] (1)原式=sin(-4×360°+45°)cos(3×360°+30°)+cos(-3×360°+60°)sin(2×360°+30°)
=sin 45°cos 30°+cos 60°sin 30°
=×+×
=+
=.
(2)原式=sin+cos·tan(4π+0)=sin+cos×0=.
【类题通法】
诱导公式一的应用策略
应用诱导公式一时,先将角转化到0~2π范围内的角,再求值.对于特殊角的三角函数值一定要熟记.
【对点训练】
求下列各式的值:
(1)sin+tan;
(2)sin 810°+cos 360°-tan 1 125°.
解:(1)sin+tan
=sin+tan
=sin+tan
=+1.
(2)sin 810°+cos 360°-tan 1 125°
=sin(2×360°+90°)+cos(360°+0°)-tan(3×360°+45°)
=sin 90°+cos 0°-tan 45°
=1+1-1
=1.
【练习反馈】
1.若三角形的两内角α,β满足sin αcos β<0,则此三角形必为( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.直角三角形 D.以上三种情况都可能
解析:选B ∵sin αcos β<0,α,β∈(0,π),
∴sin α>0,cos β<0,∴β为钝角.
2.若角α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),则sin α的值等于( )
A. B.- C.- D.-
解析:选C ∵角α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),
∴角α终边上一点的坐标为(1,-),故sin α==-.
3.sin=________.
解析:sin=sin=
sin=sin=.
答案:
4.已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x轴的非负半轴,若P(4,y)是角θ终边上一点,且sin θ=-,则y=________.
解析:|OP|=,根据任意角三角函数的定义得,=-,解得y=-8.
答案:-8
5.化简下列各式:
(1)acos 180°+bsin 90°+ctan 0°;
(2)p2cos 360°+q2sin 450°-2pqcos 0°;
(3)a2sin-b2cos π+absin 2π-abcos.
解:(1)因为cos 180°=-1,sin 90°=1,tan 0°=0,
所以原式=-a+b;
(2)因为cos 360°=cos 0°=1,sin 450°=sin(360°+90°)=sin 90°=1,cos 0°=1,
所以原式=p2+q2-2pq=(p-q)2;
(3)因为sin=1,cos π=-1,sin 2π=sin 0=0,
cos=0,所以原式=a2+b2.