三角函数 全章知识梳理
1.任意角的概念
(1)我们把角的概念推广到任意角,任意角包括正角、负角、零角.规定如下:
正角:按逆时针方向旋转形成的角.
负角:按顺时针方向旋转形成的角.
零角:如果一条射线没有作任何旋转,我们称它形成了一个零角.
(2)终边相同的角:与终边相同的角可以表示为.
2.弧度与角度的互化
(1)1弧度的角:长度等于半径长的弧所对的圆心角.
(2)角的弧度数公式:. (3)角度与弧度的换算
(4)扇形的弧长及面积公式:弧长公式:. 面积公式:.
3.象限角
第一象限角的集合
第二象限角的集合
第三象限角的集合
第四象限角的集合
4.轴线角
终边落在轴非负半轴
终边落在轴非负半轴
终边落在轴非正半轴 或
终边落在轴非正半轴 或
终边落在轴
终边落在轴 或
终边落在坐标轴
5.终边相同的角
所有与角终边相同的角为
1.三角函数
(1)任意角的三角函数的定义
设角终边上任意一点P(原点除外)的坐标为,它与原点的距离为r,则.
2.单位圆及单位圆定义法
(1)单位圆定义
半径为单位1,圆心在原点的圆,叫做单位圆;单位圆在三角函数中经常需要使用到,一定要熟记单位圆性质。
(2)单位圆定义法:
如图,设是一个任意角,,
它的终边与单位圆相交于点
①正弦函数:把点的纵坐标叫做的正弦函数,记作,即
②余弦函数:把点的横坐标叫做的余弦函数,记作,即
③正切函数:把点的纵坐标与横坐标的比值叫做的正切,记作,
即()
我们将正弦函数、余弦函数和正切函数统称为三角函数
3.三角函数值在各象限内的符号
上述符号规律可简记为:一全正,二正弦,三正切,四余弦.
4. 终边相同的角的三角函数
即终边相同的角的同一三角函数值相等.
5.同角三角函数关系
(1)平方关系:.
(2)商数关系:.
6.三角函数线
设角(假设为第一象限角)的终边与单位圆相交点,由点向轴做垂线,垂足为点,由点作单位圆的切线与终边相交于点。如下图所示:
在中:
为正弦线,长度为正弦值。
为余弦线,长度为余弦值。
在中:。
为正切线,长度为正切值。
各象限内角的三角函数线如下表:
角的终边所在的象限 第一象限 第二象限 第三象限 第四象限
图形
当角的终边与x轴重合时,正弦线、正切线分别变成一个点,此时角的正弦值和正切值都为0,当角的正弦值都为0,
当角的终边与y轴重合时,余弦线变成一个点,正切线不存在,此时角的余弦值为0,正切值不存在.
1.诱导公式
函数 角 正弦 余弦 正切
2.诱导口诀理解
角“”的三角函数的记忆口诀为“奇变偶不变,符号看象限.”
为了方便叙述,把“”叫做整体角,“”叫做确定角(必须是“”的整数倍),“ɑ”叫做未知角(当成锐角)
奇变偶不变:“奇、偶”指的是确定角是“”的奇数倍还是偶数倍;“变、不变”指的是函数名是否要改变,需要改变时,按如下:
sin ɑ cos ɑ,cos ɑ sin ɑ ,tan ɑ cot ɑ
(2)符号看象限:先看整体角在哪个象限,化简结果的正负性与整体角所在象限的原名函数正负性相同;
1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图
(1)正弦函数的图像中,五个关键点:.
正弦函数,的图象叫做正弦曲线.
(2)余弦函数的图像中,五个关键点:
,.
余弦函数,的图象叫做余弦曲线.
2.用“五点法”画在一个周期内的简图
用五点画图法画在一个周期内的简图时,一般先列表,后描点,连线,其中所列表如下:
0
0 0 - 0
3.用几何法作正弦函数和余弦函数的简图
(1)在单位圆上,将点绕着点旋转弧度至点,根据正弦函数的定义,点的纵坐标 由此,以为横坐标,为纵坐标画点,即得到函数图象上的点。
(2)将函数,的图象不断向左、向右平行移动(每次移动个单位长度)。
(3)要得到,的图象,只需把,的图象向左平移个单位长度即可,这是因为。
4正弦函数、余弦函数、正切函数的图像和性质
函数 性质
定义域 R R
图像
值域 R
对称性 对称轴: 对称中心: 对称轴: 对称中心: 对称中心:
最小正周期
单调性 单调增区间: 单调减区间: 单调增区间: 单调减区间: 单调增区间:
奇偶性 奇 偶 奇
1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式
(1);
(2);
(3).
2.二倍角的正弦、余弦、正切公式
(1);
(2)
(3).
3.降幂公式
(1);
(2)
4.半角公式
(1)
(2)
(3)
5.万能公式
(1)(2)(3)
6.辅助角公式
其中
7.其他常用变形
;
;
8.角的拆分与组合
(1)用已知角表示未知角
例如,
(2)互余与互补关系
例如, .
(3)非特殊角转化为特殊角
例如,.
1.用“五点法”画在一个周期内的简图
用五点画图法画在一个周期内的简图时,一般先列表,后描点,连线,其中所列表如下:
0
0 0 - 0
对于复合函数, 第一步:将看做一个整体,用五点法作图列表时,分别令等于,,,,,对应的则取,,,,。,(如上表中,先列出后两行) 第二步:逆向解出(如上表中) 第三步:得到五个关键点为,,,,
2.的物理意义
振幅 周期 频率 相位 初相
3.由函数的图像变换得到图像的步骤
上述两种变换的区别:先相位变换再周期变换(伸缩变换),平移的量是个单位;而先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移的量是个单位.原因在于相位变换和周期变换都是针对x而言的.
特别提醒
(1)平移前后两个三角函数的名称如果不一致,应先利用诱导公式化为同名函数。
(2)为负值时应先变成正值。
4.根据图象求解析式
形如的解析式求法:
(1)的求法:
①观察法:代表偏离平衡位置的最大距离;平衡位置.
②代数法:记的最大值为,最小值为;则:,联立求解.
(2)的求法:通过观察图象,计算周期,利用公式,求出.
(3)的求法:
①第一关键点法:通过观察图象找出第一关键点,将第一关键点代入求解.
(第一关键点判断方法:图象呈上升状态与平衡位置的交点,且该点离轴最近)
②最值代入法:通过观察图象的最高点(或者最低点)代入解析式求解.
③特殊点法:当图象给出的信息缺乏①②中的条件,可以寻找图象的其它特殊点代入解析式求解,但用此法求解,若有多个答案注意根据条件取舍答案.
1.的物理意义
当用来描述一个振动时,即简谐运动,各常数含义如表。 振幅 周期 频率 相位 初相
它是做简谐运动的物体离开平衡位置的最大距离 它是做简谐运动的物体往复运动一次所需要的时间 它是做简谐运动的物体在单位时间内往复运动的次数 对应时的相位 时的相位称为初相
2.应用三角函数模型解决问题的一般程序
应用三角函数模型解决问题时,要先把实际问题抽象为数学问题,通过分析变化对象及其规律,找出对应周期及起始相位,建立适当的三角函数模型,解决问题的一般程序如下:
(1)审题,先审清楚题目条件、要求、理解数学关系。
(2)建模,分析题目特性,选择适当的三角函数模型。
(3)求解,对所建立的三角函数模型进行分析研究得到数学结论。
(4)还原,把数学结论还原为实际问题的解答。三角函数 考点题型归纳训练
(一)全章思维导图、体系构建
(二)考点题型归纳讲练
【考点题型1】任意角与弧度转换、单位圆相关
1.在半径为10的圆中,的圆心角所对弧长为( )
A. B. C. D.
【答案】A.
【分析】利用弧长公式即可得出结论.
【解答】解:,,根据弧长公式可得:.
故选:A.
2.(2022·西藏林芝市第二高级中学高一期末)的角化为弧度制的结果为( )
A. B. C. D.
【答案】C.
【分析】利用角度制与弧度制的互换关系,即可得出结果.
【解答】.
故选:C.
3.(2022 甲卷)沈括的《梦溪笔谈》是中国古代科技史上的杰作,其中收录了计算圆弧长度的“会圆术”.如图,是以O为圆心,OA为半径的圆弧,C是AB的中点,D在上,CD⊥AB.“会圆术”给出的弧长的近似值s的计算公式:s=AB+.当OA=2,∠AOB=60°时,s=( )
A. B. C. D.
【答案】B.
【分析】由已知求得AB与CD的值,代入s=AB+得答案.
【解答】解:∵OA=OB=2,∠AOB=60°,∴AB=2,
∵C是AB的中点,D在上,CD⊥AB,
∴延长DC可得O在DC上,CD=OD﹣OC=2﹣,
∴s=AB+=2+=2+=.
故选:B.
4.(2023·九江模拟)如图1是杭州第19届亚运会会徽,名为“潮涌”,钱塘江和钱江潮头是会徽的形象核心,绿水青山展示了浙江杭州山水城市的自然特质,江潮奔涌表达了浙江儿女勇立潮头的精神气质,整个会徽形象象征着新时代中国特色社会主义大潮的涌动和发展,如图2是会徽的几何图形,设弧AD的长度是l1,弧BC的长度是l2,几何图形ABCD的面积为S1,扇形BOC的面积为S2,若=2,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C.
【解答】设∠AOD=θ,则l1=θ·OA,l2=θ·OB,所以==2,即OA=2OB,
所以===3.
故选:C.
【考点题型2】任意角的三角函数定义、同角三角函数关系
5.已知角α的终边经过点,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由任意角三角函数的定义可得结果.
【解答】依题意得.
故选:D.
6.若角α的终边经过点P(1,),则cos α+tan α的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】因为角α的终边经过点P(1,),所以x=1,y=,r=|OP|=2,所以cos α==,tan α==,所以cos α+tan α=.
故选A.
7.若=3,则cos α-2sin α=( )
A.-1 B.1
C.- D.-1或-
【答案】C.
【解答】由已知得sin α≠0,且3sin α=1+cos α>0,即cos α=3sin α-1,则cos2α=1-sin2α=(3sin α-1)2,解得sin α=,∴cos α-2sin α=3sin α-1-2sin α=sin α-1=-,
故选C.
8.(2024·南京调研)已知角α终边上有一点P,则π-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
【答案】C.
【解答】因为是第二象限角,所以sin >0,cos <0,
所以点P在第四象限,即角α为第四象限角,所以-α为第一象限角,所以π-α为第三象限角.
9.(2022·福建南平·高二期末)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】,
故选:A.
10.(2022·福建·高二学业考试)已知,且为第一象限角,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】因为为第一象限角,,所以.
故选:A.
(2023 重庆模拟)若点在角α的终边上,则
cos2α= .
【答案】
【分析】由题意,利用任意角的三角函数的定义,求得cosα的值,再利用二倍角的余弦公式求得cos2α的值.
【解答】解:因为点,即在角α的终边上,且|OM|=1,
所以,则.
故答案为:.
12.(2022·河北省三河市第二中学高一期末)已知,且,则______.
【答案】
【解答】由题意,,
因为,所以,则,所以.
故答案为:.
13.(2022·全国·高三专题练习)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】,则,
故
又,故
故选:A
【考点题型3】诱导公式、诱导口诀相关问题
14.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】.
故选:D.
15. (多选)已知,则下列等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】利用诱导公式可判断各选项的正误.
【解答】,,
,,
故选:AB.
16. 若,则______.
【答案】
【分析】根据给定条件利用诱导公式求解即得.
【解答】因,则,即,
所以.
故答案为:
17.(2022·广西梧州·高二期末(理))已知,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】,
故选:A.
18.(2023 韶关二模)已知锐角α满足,则sin(π﹣α)= .
【答案】
【分析】利用二倍角的正切公式化简已知等式可得2tan2α﹣3tanα﹣2=0,解方程可求tanα的值,利用同角三角函数基本关系式以及诱导公式即可求解.
【解答】解:因为锐角α满足tan2α==,整理可得2tan2α﹣3tanα﹣2=0,
所以tanα==2或﹣(舍去),
可得cosα=sinα,
所以sin2α+cos2α=sin2α+(sinα)2=1,解得sinα=,
则sin(π﹣α)=sinα=.
故答案为:.
19.(2022·江西赣州·二模(文))已知角终边上一点,则( )
A. B. C.3 D.5
【答案】C.
【解答】因为角终边上一点,
所以,又,
故选:C.
20.(2023·福建福州·福州三中校考模拟预测)已知角,,则______.
【答案】
【分析】化简,即可得到,再根据的范围,即可求出结果.
【解答】,,,,,,,,则.
故答案为:.
21.(2022·全国·高一课时练习)已知角的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合,终边经过函数(且)的定点M.
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1) (2)
【解答】(1)∵函数(且)的定点M的坐标为,
∴角的终边经过点,
∴(O为坐标原点),
根据三角函数的定义可知,,
∴.
(2).
【考点题型4】三角函数图象与性质及扩展
22. 已知函数.
(1)求函数周期及其单调递增区间;
(2)当时,求的最大值和最小值.
【答案】(1)最小正周期为,单调递增区间为;(2)最大值为,最小值为 .
【分析】(1)首先根据三角恒等变换可得,根据周期公式即可求出周期;然后再令,即可求出函数的单调递增区间;
(2)由题意可知,进而,由此即可求出函数的最值.
【解答】因为
所以; 所以的最小正周期为;
令,所以
所以的单调递增区间为;
(2),所以
所以,所以的最大值为,最小值为 ;
23. (1)利用“五点法”画出函数在长度为一个周期的闭区间的简图.
列表:
x
y
作图:
(2)并说明该函数图象可由的图象经过怎么变换得到的.
(3)求函数图象的对称轴方程.
【答案】(1)见解析(2) 见解析(3) .
【分析】(1)先列表如图确定五点的坐标,后描点并画图,利用“五点法”画出函数在长度为一个周期的闭区间的简图;
(2)依据的图象上所有的点向左平移个单位长度,的图象,再把所得图象的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到的图象,再把所得图象的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),得到的图象;
(3)令,求出即可.
【解答】解:(1)先列表,后描点并画图
0
x
y 0 1 0 -1 0
;
(2)把的图象上所有的点向左平移个单位, 再把所得图象的点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到的图象,即的图象;
(3)由,
所以函数的对称轴方程是.
24.将函数的图象向右平移个单位长度得到函数的图象,若函数在区间上是单调增函数,则实数可能的取值为( )
A. B.3 C. D.2
【答案】C.
【解答】解:因为将函数的图象向右平移个单位长度得到函数的图象,所以当时,因为函数在区间上是单调增函数,所以,解得
故选:C
25.已知函数满足.
(1)求函数的解析式及最小正周期;
(2)函数的图象是由函数的图象向左平移个单位长度得到,若,求的最小值.
【答案】(1),; (2)
【解答】(1),,而,
,即,的最小正周期为:;
(2)由题意,,
,由,得,
,,又,的最小值为.
26.(2023 韶关二模)函数的部分图象如图所示,将函数f(x)图象上所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位得到y=g(x)的图象,则下列说法不正确的是( )
函数g(x)的最小正周期为π B.函数g(x)在上单调递增
C.函数g(x)的一个极值点为 D.函数g(x)的一个零点为
【答案】B.
【分析】根据图象确定f(x)的解析式,然后根据变换得到,对应y=sinx的性质判断各个选项即可.
【解答】解:由图可知,,所以T=4,;
一条对称轴为,所以 ,
因为 ,所以,故 ,
所以,
所以g(x)的图象的最小正周期为T=π,A正确;
因为,所以,则g(x)在上单调不单调,B错误;
对于C:令,
k=0时,函数g(x)的一个极值点为,所以C正确;
对于D:令 ,
令k=0,则函数g(x)的一个零点为﹣,所以D正确.
故选:B.
27.(2023 乌鲁木齐模拟)如图所示的曲线为函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象,将y=f(x)图象上的所有点的横坐标伸长到原来的倍,再将所得曲线向左平移个单位长度.得到函数y=g(x)的图象,则( )
A.直线为g(x)图象的一条对称轴
B.点(,0)为g(x)图象的一个对称中心
C.函数g(x)的最小正周期为2π
D.函数g(x)在[,]上单调递减
【答案】A
【分析】由函数图象可得A=2,可求f(x)的周期,利用周期公式可求ω的值,由f()=2,可解得φ=2kπ+,k∈Z,结合|φ|<,可求φ的值,可得函数解析式为f(x)=2sin(3x+),进而利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换以及余弦函数的性质即可求解.
【解答】解:由函数图象可得A=2,由=,可得图中f(x)的最低点为(,﹣2),
由=,可得图中f(x)的左边最高点为(,2),
所以f(x)的周期T=2(﹣)==,解得ω=3,
所以f(x)=2sin(3x+φ),
因为f()=2sin(3×+φ)=2,可得sin(+φ)=1,
可得+φ=2kπ+,k∈Z,解得φ=2kπ+,k∈Z,
又因为|φ|<, 所以φ=,可得f(x)=2sin(3x+),
将y=f(x)图象上的所有点的横坐标伸长到原来的倍,得到y=2sin(2x+) 的图象;
再将所得曲线向左平移个单位长度,得到y=2sin[2(x+)+]=2sin(2x+)=2cos2x=g(x)的图象,
对于A,g()=2cosπ=﹣1,故直线为g(x)图象的一条对称轴,故正确;
对于B,g()=﹣2cos=﹣≠0,故错误;
对于C,函数g(x)的最小正周期T==π,故错误;
对于D,令2kπ≤2x≤2kπ+π,k∈Z,解得kπ≤x≤kπ+,k∈Z,当k=0时,可得g(x)的一个单调递减区间为[0,],
又<<,故错误.
故选:A.
【考点题型5】三角恒等变换相关问题
28.若α,β都是锐角,且sin α=,sin(α-β)=,则sin β=( )
A. B.
C. D.
【答案】B.
【解答】因为sin α=,α为锐角,所以cos α=.
因为0<α<,0<β<,所以-<α-β<.
又因为sin(α-β)=>0, 所以0<α-β<,所以cos(α-β)=,
所以sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β)
=×-×=.
29.已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】由已知可得,解得
,,,
故选:D.
30.(多选)已知,且,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解答】由,得,由,得,即,显然,而,则,对于A,,A错误;对于B,,B正确;对于C,,C正确;
对于D,,则
,D正确.
故选:BCD.
31.(2023·重庆·统考模拟预测)式子化简的结果为( )
A. B. C. D.
【答案】B.
【分析】利用二倍角公式以及辅助角公式可化简所求代数式.
【解答】原式
.
故选:B.
32.已知角的顶点在坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边过点,则________.
【答案】
【解答】依题意,所以.
故答案为:.
33.(2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测)已知,,则=( )
A. B.2 C. D.
【答案】C.
【分析】根据已知及平方关系可得,再由求值即可.
【解答】由题设,则,
又.
故选:C
34.(多选)设函数,则下列结论正确的是( )
A.的最小正周期为 B.的图象关于直线对称
C.的一个零点为 D.的最大值为1
【答案】ABD
【解答】函数.
对于A,的最小正周期为,故A正确;
对于B,,所以的图象关于直线对称,故B正确;
对于C,,所以不是的一个零点,故C错误;
对于D,函数,则的最大值为1,故D正确.
故选:ABD.
【考点题型6】函数y=Asin(+)应用及图像变换
35.(2023 韶关二模)函数的部分图象如图所示,将函数f(x)图象上所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位得到y=g(x)的图象,则下列说法不正确的是( )
A.函数g(x)的最小正周期为π B.函数g(x)在上单调递增
C.函数g(x)的一个极值点为 D.函数g(x)的一个零点为
【答案】B
【分析】根据图象确定f(x)的解析式,然后根据变换得到,对应y=sinx的性质判断各个选项即可.
【解答】解:由图可知,,所以T=4,;
一条对称轴为,所以 ,
因为 ,所以,故 ,
所以,
所以g(x)的图象的最小正周期为T=π,A正确;
因为,所以,则g(x)在上单调不单调,B错误;
对于C:令,
k=0时,函数g(x)的一个极值点为,所以C正确;
对于D:令 ,
令k=0,则函数g(x)的一个零点为﹣,所以D正确.
故选:B.
36. 已知函数的部分图象如图所示,则函数的解析式为:____________
【答案】
【分析】先根据图象得到振幅和周期,即求得,再根据图象过,求得,得到解析式.
【解答】由图象可知,,故,即.
又由图象过,故,解得,
而,故,所以.
故答案为:.
37.将函数f(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则( )
A.函数f(x)+g(x)的图象的一个对称中心为
B.函数f(x)·g(x)是奇函数
C.函数f(x)+g(x)在(0,π)上的单调递减区间是
D.函数f(x)·g(x)的图象的一个对称轴方程为x=-
【答案】BCD
【解答】将函数f(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度,得到g(x)=sin 2=cos 2x.
对于A,f(x)+g(x)=sin 2x+cos 2x=sin,当x=时,f(x)+g(x)=≠0,故A错误;
对于B,f(x)·g(x)=sin 2x·cos 2x=sin 4x,令h(x)=sin 4x,因为h(-x)=sin (-4x)=-h(x),所以h(x)为奇函数,故B正确;
对于C,f(x)+g(x)=sin 2x+cos 2x=sin,要求函数的单调递减区间,只需令+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,当k=0时,函数f(x)+g(x)在(0,π)上的单调递减区间是,故C正确;
对于D,f(x)·g(x)=sin 2x·cos 2x=sin 4x,当x=-时,f(x)·g(x)=-为最小值,所以x=-为其中的一个对称轴方程,故D正确.
38. 已知函数的最小正周期为,且.
(1)求和的值.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度(纵坐标不变),得到函数的图象,
①求函数的单调递增区间; ②求函数在上的最大值.
【答案】(1),;(2)①;②最大值为.
【分析】(1)根据正弦型函数的最小正周期公式,结合特殊角的三角函数值进行求解即可;
(2)根据正弦型函数图象的变换性质,得到的解析式.
①根据余弦型函数的单调性进行求解即可;
②根据余弦型函数的最值性质进行求解即可.
【解答】解:(1)的最小正周期为,
所以, 即.
又因为, 所以,因为,所以.
(2)由(1)可知,
函数的图象向右平移个单位长度(纵坐标不变),
所以.
①由,
得函数的单调递增区间为.
②因为,所以.
当,即时,函数取得最大值,最大值为.
39.(2023 咸阳模拟)已知函数f(x)=sinωxcosωx﹣ωx(ω>0)的最小正周期为π,对于下列说法:
①ω=1;
②f(x)的单调递增区间为,(k∈Z);
③将f(x)的图象向左平移个单位长度后所得图象关于y轴对称;
④.
其中正确的序号是 .
【答案】①③④
【分析】先化简为,再根据正弦型函数的性质对各项一一判断即可.
【解答】解:,
对于①:因为T=π,
∴,解得ω=1,故①正确;
对于②:,
令,k∈Z,解得,k∈Z,
所以单调递增区间为,k∈Z,故②错误;
对于③:将f(x)图象向左平移个单位得到,
关于y轴对称,故③正确;
对于④:
=,所以④正确.
故选:①③④.
【考点题型7】三角函数模型应用
40.(2023 滨州二模)筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,因其经济又环保,至今还在农业生产中得到使用.假设在水流量稳定的情况下,筒车上的每一个盛水筒都做逆时针匀速圆周运动.现将筒车抽象为一个几何图形,如图所示,圆O的半径为4米,盛水筒M从点P0处开始运动,OP0与水平面的所成角为30°,且每分钟恰好转动1圈,则盛水筒M距离水面的高度H(单位;m)与时间t(单位:s)之间的函数关系式的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意求得以OM为终边的角,得出M的纵坐标,再求得盛水筒M距离水面的高度H与时间t之间的函数关系式,由此得出函数的图象.
【解答】解:以O为原点,过点O的水平直线为x轴,建立如图所示平面直角坐标系,
因为∠xOP0=30°=,所以OM在 t(s) 内转过的角为t=t,
所以以x轴为始边,以OM为终边的角为t﹣,
则点M的纵坐标为4sin(t﹣),
所以点M距水面的高度H(m)表示为时间 t(s) 的函数是H=4sin(t﹣)+2,
所以高度H与时间t之间的函数关系式图象可能是选项D中所画图象.
故选:D.
41.(2023 广东模拟)如图,均匀的圆面绕圆心O作逆时针方向的匀速旋转,圆面上一初始位置为A点,t秒后转到点B,旋转的角速度为,在旋转圆面的右侧有一固定相机C(C,O两点分别在AB的异侧),且OA=5m,AC=7m.
(1)记旋转角为θ,若θ∈((2n+1)π,2(n+1)π)(n∈N),求t的取值范围及弦AB的长度;
(2)在(1)的条件下,若t=110s,BC=8m,求OC的长.
【答案】(1)AB=10|sint|(2)OC=m
【分析】(1)延长AO,交⊙O于点D,计算旋转一周所需时间,第一次到达D处时的时间和第二次到达D处的时间,由此求出t的取值范围,在△AOB中,利用余弦定理求出AB的值.
(2)求出t=100时AB的值,再由余弦定理求得∠ABC,从而求出∠OBC,利用余弦定理即可求得OC的长.
【解答】解:(1)延长AO,交⊙O于点D,由题意知,B在下半圆上,旋转一周所需时间为T==60(s),
第一次到达D处时t=30s,30<t<60时,O、C在AB的异侧,
第二次到达D处时,t=(30+60)s,所以t∈(30+60n,60+60n),n∈N;
又因为t+∠AOB=2(n+1)π,所以∠AOB=2(n+1)π﹣t,
在△AOB中,由余弦定理得,
AB2=OA2+OB2﹣2OA OB cos∠AOB=52+52﹣2×5×5×cos[(2n+2)π﹣t]=50﹣50cost=50[1﹣(1﹣2sin2t)]=100sin2t,
所以AB=10|sint|.
(2)t=100s,BC=8时,AB=10|sin(×110)|=5,
在△ABC中,由余弦定理得cos∠ABC===,
因为0<∠ABC<π,所以∠ABC=,
又因为∠OBC=∠ABC+∠OBA=,
在△OBC中,由余弦定理得OC2=OB2+BC2﹣2OB BC cos∠OBC=52+82﹣2×5×8×(﹣)=129,
所以OC=,即OC=m.
42.(2023·沈阳模拟)某游乐场中的摩天轮作匀速圆周运动,其中心距地面20.5米,半径为20米.假设从小军同学在最低点处登上摩天轮开始计时,第6分钟时第一次到达最高点.则第10分钟时小军同学离地面的高度为________米.
【答案】10.5
【解答】以摩天轮的中心为坐标原点,平行地面的直径所在的直线为x轴,建立直角坐标系(图略),设t分钟时的坐标为(x,y),则转过的角度为t=t,根据三角函数的定义有y=20sin=-20cos t,
当t=10时,y=-10,
则第10分钟时小军距离地面的高度大约为20.5-10=10.5(米).三角函数 考点题型归纳训练
(一)全章思维导图、体系构建
(二)考点题型归纳讲练
【考点题型1】任意角与弧度转换、单位圆相关
1.在半径为10的圆中,的圆心角所对弧长为( )
A. B. C. D.
2.(2022·西藏林芝市第二高级中学高一期末)的角化为弧度制的结果为( )
A. B. C. D.
3.(2022 甲卷)沈括的《梦溪笔谈》是中国古代科技史上的杰作,其中收录了计算圆弧长度的“会圆术”.如图,是以O为圆心,OA为半径的圆弧,C是AB的中点,D在上,CD⊥AB.“会圆术”给出的弧长的近似值s的计算公式:s=AB+.当OA=2,∠AOB=60°时,s=( )
A. B. C. D.
4.(2023·九江模拟)如图1是杭州第19届亚运会会徽,名为“潮涌”,钱塘江和钱江潮头是会徽的形象核心,绿水青山展示了浙江杭州山水城市的自然特质,江潮奔涌表达了浙江儿女勇立潮头的精神气质,整个会徽形象象征着新时代中国特色社会主义大潮的涌动和发展,如图2是会徽的几何图形,设弧AD的长度是l1,弧BC的长度是l2,几何图形ABCD的面积为S1,扇形BOC的面积为S2,若=2,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点题型2】任意角的三角函数定义、同角三角函数关系
5.已知角α的终边经过点,则等于( )
A. B. C. D.
6.若角α的终边经过点P(1,),则cos α+tan α的值为( )
A. B.
C. D.
7.若=3,则cos α-2sin α=( )
A.-1 B.1
C.- D.-1或-
8.(2024·南京调研)已知角α终边上有一点P,则π-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
10.(2022·福建·高二学业考试)已知,且为第一象限角,则( )
A. B. C. D.
(2023 重庆模拟)若点在角α的终边上,则
cos2α= .
12.(2022·河北省三河市第二中学高一期末)已知,且,则______.
13.(2022·全国·高三专题练习)已知,,则( )
A. B. C. D.
【考点题型3】诱导公式、诱导口诀相关问题
14.已知,则( )
A. B. C. D.
15. (多选)已知,则下列等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
16. 若,则______.
17.(2022·广西梧州·高二期末(理))已知,则的值为( )
A. B. C. D.
18.(2023 韶关二模)已知锐角α满足,则sin(π﹣α)= .
19.(2022·江西赣州·二模(文))已知角终边上一点,则( )
A. B. C.3 D.5
20.(2023·福建福州·福州三中校考模拟预测)已知角,,则______.
21.(2022·全国·高一课时练习)已知角的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合,终边经过函数(且)的定点M.
(1)求的值;
(2)求的值.
【考点题型4】三角函数图象与性质及扩展
22. 已知函数.
(1)求函数周期及其单调递增区间;
(2)当时,求的最大值和最小值.
23. (1)利用“五点法”画出函数在长度为一个周期的闭区间的简图.
列表:
x
y
作图:
(2)并说明该函数图象可由的图象经过怎么变换得到的.
(3)求函数图象的对称轴方程.
24.将函数的图象向右平移个单位长度得到函数的图象,若函数在区间上是单调增函数,则实数可能的取值为( )
A. B.3 C. D.2
25.已知函数满足.
(1)求函数的解析式及最小正周期;
(2)函数的图象是由函数的图象向左平移个单位长度得到,若,求的最小值.
26.(2023 韶关二模)函数的部分图象如图所示,将函数f(x)图象上所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位得到y=g(x)的图象,则下列说法不正确的是( )
函数g(x)的最小正周期为π B.函数g(x)在上单调递增
C.函数g(x)的一个极值点为 D.函数g(x)的一个零点为
27.(2023 乌鲁木齐模拟)如图所示的曲线为函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象,将y=f(x)图象上的所有点的横坐标伸长到原来的倍,再将所得曲线向左平移个单位长度.得到函数y=g(x)的图象,则( )
A.直线为g(x)图象的一条对称轴
B.点(,0)为g(x)图象的一个对称中心
C.函数g(x)的最小正周期为2π
D.函数g(x)在[,]上单调递减
【考点题型5】三角恒等变换相关问题
28.若α,β都是锐角,且sin α=,sin(α-β)=,则sin β=( )
A. B.
C. D.
29.已知,,,则( )
A. B. C. D.
30.(多选)已知,且,,则( )
A. B.
C. D.
31.(2023·重庆·统考模拟预测)式子化简的结果为( )
A. B. C. D.
32.已知角的顶点在坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边过点,则________.
33.(2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测)已知,,则=( )
A. B.2 C. D.
34.(多选)设函数,则下列结论正确的是( )
A.的最小正周期为 B.的图象关于直线对称
C.的一个零点为 D.的最大值为1
【考点题型6】函数y=Asin(+)应用及图像变换
35.(2023 韶关二模)函数的部分图象如图所示,将函数f(x)图象上所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位得到y=g(x)的图象,则下列说法不正确的是( )
A.函数g(x)的最小正周期为π B.函数g(x)在上单调递增
C.函数g(x)的一个极值点为 D.函数g(x)的一个零点为
36. 已知函数的部分图象如图所示,则函数的解析式为:____________
37.将函数f(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则( )
A.函数f(x)+g(x)的图象的一个对称中心为
B.函数f(x)·g(x)是奇函数
C.函数f(x)+g(x)在(0,π)上的单调递减区间是
D.函数f(x)·g(x)的图象的一个对称轴方程为x=-
38. 已知函数的最小正周期为,且.
(1)求和的值.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度(纵坐标不变),得到函数的图象,
①求函数的单调递增区间; ②求函数在上的最大值.
39.(2023 咸阳模拟)已知函数f(x)=sinωxcosωx﹣ωx(ω>0)的最小正周期为π,对于下列说法:
①ω=1;
②f(x)的单调递增区间为,(k∈Z);
③将f(x)的图象向左平移个单位长度后所得图象关于y轴对称;
④.
其中正确的序号是 .
【考点题型7】三角函数模型应用
40.(2023 滨州二模)筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,因其经济又环保,至今还在农业生产中得到使用.假设在水流量稳定的情况下,筒车上的每一个盛水筒都做逆时针匀速圆周运动.现将筒车抽象为一个几何图形,如图所示,圆O的半径为4米,盛水筒M从点P0处开始运动,OP0与水平面的所成角为30°,且每分钟恰好转动1圈,则盛水筒M距离水面的高度H(单位;m)与时间t(单位:s)之间的函数关系式的图象可能是( )
A. B.
C. D.
41.(2023 广东模拟)如图,均匀的圆面绕圆心O作逆时针方向的匀速旋转,圆面上一初始位置为A点,t秒后转到点B,旋转的角速度为,在旋转圆面的右侧有一固定相机C(C,O两点分别在AB的异侧),且OA=5m,AC=7m.
(1)记旋转角为θ,若θ∈((2n+1)π,2(n+1)π)(n∈N),求t的取值范围及弦AB的长度;
(2)在(1)的条件下,若t=110s,BC=8m,求OC的长.
42.(2023·沈阳模拟)某游乐场中的摩天轮作匀速圆周运动,其中心距地面20.5米,半径为20米.假设从小军同学在最低点处登上摩天轮开始计时,第6分钟时第一次到达最高点.则第10分钟时小军同学离地面的高度为________米.