
一、三角函数的基本概念
通过单位圆定义,我们可以理解三角函数。设定一条起点在原点的射线,它与x轴正半轴形成的角度为,并与单位圆(满足x+y=1)相交。这个交点的横坐标和纵坐标分别对应cos和sin。
单位圆的定义让我们明白,三角函数不仅仅适用于在 0 和 /2弧度之间的角,而是对所有角度都有定义。逆时针方向的角度为正角,顺时针方向的角度为负角。对于超过2或低于-2的角度,我们可以通过在单位圆上继续旋转来理解。
例如,如果角的终边经过点P(3,-4),则cos等于3/5。
二、三角函数的诱导公式
任何角度的三角函数都可以转化为第一象限角的三角函数值。简单来说,“奇变偶不变,符号看象限”。
对于k/2(k∈Z)的三角函数值,当k为偶数时,取得是的同名函数值;当k为奇数时,取得是的余函数值。例如,sin→cos,cos→sin等。然后在前面加上视为锐角时的原函数值的符号。
例如:sin(-2-)=sin(-4/2-)。在这里,k=-4为偶数,所以我们取sin;当视为锐角时,-2-在第四象限,所以sin(-2-)
还有和差角公式、二倍角公式等。
三、三角函数的图像
三角函数的图像在一个周期内呈现特定的形状。
四、三角函数的值域
对于sinx,当x∈R时,其值域为[-1,1]。对于特定函数y=Asin(x+),当x在[a,b]区间内变化时,我们可以通过换元法求得其值域。例如,对于函数y=4cos(x+/6)-2,在x∈[0,/2]的区间内,我们可以求得y的值域。
五、三角函数的单调性
sinx的单调增区间和单调减区间有一定的规律。同样,对于函数y=Asin(x+),我们可以通过将其中的x+看作一个整体来求得其单调增区间。例如,对于函数f(x)=5sin(2x+/4),我们可以求得它的单调增区间。
六、三角函数的周期性
所有的三角函数都有周期性,其最小正周期T是一个重要的参数。例如,sinx和cosx的最小正周期T为2,而tanx和cotx的周期也是。对于函数y=Asin(x+B)+C或y=Acos(x+B)+C,其周期与有关,最小正周期T=2/。
七、三角函数的对称性
正弦和余弦函数的图像既是中心对称的,也是轴对称的。其对称轴是垂直于x轴且经过函数图像的最高(低)点的直线,对称中心是图像与x轴的交点。例如,函数y=sinx的图像关于直线x=k+/2对称,关于点(k,0)中心对称。
八、三角函数图形变换
1.平移变换:函数图像的平移可以通过向量平移来实现。例如,将函数y=sinx的图像往左平移5个单位,再往上平移3个单位后的函数可以通过平移变换得到。需要注意的是,“左加右减,上加下减”是平移变换的基本原则。即图像左移时函数内减相应数值;右移时加相应数值;上移时函数值加相应数值;下移时减相应数值。这是因为在图形平移过程中可以视为函数按照向量进行加减运算。对于复合平移变换或缩放变换的情形,需特别注意对x和y进行相应的变换操作。比如从y=sinx得到y=5sin(2x+4),可以先进行平移变换再进行缩放变换来理解这一过程。
