1. 三角函数的概念
单位圆的定义允许为所有正负参数定义三角函数,而不仅仅是 0 到 π/2 弧度之间的角。 逆时针方向测量为正角,顺时针方向测量为负角。 对于大于2π或小于-2π的角度,可以继续绕单位圆旋转得到。
例如:角α的末端通过点P(3,-4),则cosα=3/5。
二、三角函数的归纳公式
(奇数变偶数不变,符号取决于象限)
归纳公式可以概括为:对于kπ/2±α(k∈Z)的三角函数值, 当k为偶数时,得到与α同名的函数值,即函数名不变; 当k为奇数时,α对应的余函数值sin→cos; 余弦→正弦; 棕褐色→婴儿床; 得到cot→tan。 (奇数变偶数不变),然后把α看成锐角时加上原函数值的符号(符号见象限)。
例如:sin(-2π-α)=sin(-4·π/2-α),k=-4为偶数,故取sin; 当α为锐角时,-2π-α在第四象限,sin(-2π-α)<0,符号为“-”。 所以sin(-2π-α)=-sinα。
和差角公式
正弦、余弦、正切、余切和差角公式:
倍角公式
倍角公式由和差角公式展开得到。
三、三角函数的形象
A cycle里面的图片如下图。
四、三角函数的取值范围
当 当x∈R时,sinx的取值范围为[-1, 1]。
当x∈[a, b]时,求y=Asin(ωx φ)取值范围的问题可以使用代入法,令t=ωx φ,根据下式确定t的取值范围 x的范围,然后求sint的范围,进而得到函数的范围。
例如求函数y=4cos(x+π/6)-2,x∈[0,π/2]的取值范围,从x∈[0,π/2] ],得到x+π/6∈[π/6,2π/3],即cos(x+π/6)∈[-1/2,√3/2],故y∈[-4, 2√3-2]。
5. 三角函数的单调性
sinx的单调递增区间为x∈[2kπ-π/2,2kππ/2],单调减区间为x∈[2kππ/2, 2kπ 3π/2],k∈Z。
cosx的单调递增区间为x∈[2kπ-π,2kπ],单调递减区间为x∈[2kπ,2kππ],k∈Z。
求y=Asin(ωx φ)的单调递增区间,ωx φ可以看成一个整体,即ωx φ∈[2kπ-π/2,2kπ π/2], k∈Z; 解为x∈[(2kπ-π/2-φ)/ω,(2kππ/2-φ)/ω], k∈Z。
例如f(x)=5sin(2xπ/4)的单调递增区间为2xπ/4∈[2kπ-π/2,2kππ/2],k∈Z。 那么2x∈[2kπ-3π/4,2kππ/4],k∈Z。 即x∈[kπ-3π/8, kππ/8], k∈Z。
6. 三角函数的周期性
三角函数有一个周期,最小的正周期用T表示,nT(n为整数)也是三角函数的周期。
sinx和cosx的最小正周期为T=2π; tanx和cotx的最小正周期为T=π。
y=Asin(ωx B) C 或 y=Acos(ωx B) C,其中 A、ω、B 和 C 是常数。 周期只与x的系数ω有关,最小正周期T=2π/ω。
七、三角函数的对称性
正余弦函数的图形既是中心对称的又是轴对称的。
正余弦函数图像的对称轴是函数图像的最高(最低)点,是垂直于x轴的直线; 对称中心是图像与 x 轴的交点。
例如:函数y=sinx图像关于直线x=kππ/2对称,关于点(kπ,0)的中心对称。
8. 三角函数图形变换
1. 平移变换
函数图像y=f(x)通过向量(a , b)平移,得到的新图像可以根据向量(-a, -b)平移回原图, 并且满足原函数的相应规则,所以新函数为:y-b=f(x-a)。 即图解翻译可以看作是根据向量进行减法的函数(即“左加右减,上下加减”)。
例如:函数y=sinx图像向左平移5个单位,则平移3个单位后的函数为y-3=sin(x-(-5)), 完成后:y=sin(x 5) 3.
2. 缩放变换
对于函数y=f(x),图像x改变a次,y改变b次,新图像x改变1/a次,y改变1/b次即可返回 对原图像,并满足原函数的相应规则,新函数为:y/b=f(x/a)。
例如:将函数y=sinx图像的横坐标缩小5倍得到函数y=sin5x,再将纵坐标放大3倍得到函数y/3=sin5x,再 得到 y=3sin5x。
注意:平移变换和缩放变换都只对x和y进行变换。
例如:从y=sinx得到y=5sin(2x 4)。
方法一:先平移再缩放
先向左平移4个单位,然后横坐标变成原来的1/2,最后纵坐标拉长到5 原来的倍。
方法二:先缩放再平移
先横坐标变成原来的1/2,再向左平移2个单位(只做x变换,不做2x) ,最后纵轴拉伸到原来的5倍。