高中数学三角函数知识点总结(原创版)1

高考三角函数

1.特殊角的三角函数值:

sin 0

0= 0 cos 00= 1 tan 00= 0

sin30

0=

2

1 cos30

0=2

3

tan30

0=3

3

sin 045=2

2

cos 0

45=2

2

tan 0

45=1

sin60

0=2

3

cos60

0=

2

1 tan60

0=3

sin90

0=1 cos90

0=0 tan900无意义

2.角度制与弧度制的互化:,23600π= ,180

π= 00

30

045

60

90

0120 0135 0150

180

270

360

4π 3π 2π 32π 43π 6

5π π

2

3π π2

3.弧长及扇形面积公式

弧长公式:r l .α= 扇形面积公式:S=r l .2

1

α----是圆心角且为弧度制。 r-----是扇形半径

4.任意角的三角函数

设α是一个任意角,它的终边上一点p (x,y ), r=22y x + (1)正弦sin α=

r y 余弦cos α=r x 正切tan α=x

y

(2)各象限的符号:

sin α cos α tan α

x

y

+

cos sin 2παα-=O

— —

+

x y

O — +

+

— +

y O

— +

+ —

5.同角三角函数的基本关系:

(1)平方关系:s in 2α+ cos 2α=1。(2)商数关系:α

α

cos sin =tan α (z k k ∈+≠

,2

ππ

α)

6.诱导公式:记忆口诀:2

k παα±把的三角函数化为的三角函数,概括为:奇变偶不变,符号

看象限。

()()1sin 2sin k παα+=,()cos 2cos k παα+=,()()tan 2tan k k παα+=∈Z . ()()2sin sin παα+=-,()cos cos παα+=-,()tan tan παα+=. ()()3sin sin αα-=-,()cos cos αα-=,()tan tan αα-=-. ()()4sin sin παα-=,()cos cos παα-=-,()tan tan παα-=-.

口诀:函数名称不变,符号看象限.

()5sin cos 2π

αα??-=

???,cos sin 2παα??

-= ???

. ()6sin cos 2π

αα??+=

???,cos sin 2παα??

+=- ???

. 口诀:正弦与余弦互换,符号看象限.

7正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质

8、三角函数公式:

降幂公式: 升幂公式 : 1+cos α=2

cos 22α cos 2α2

2cos 1α

+=

1-cos α=2

sin 22

α

sin 2α2

2cos 1α

-= 9.正弦定理 :

2sin sin sin a b c

R A B C

===. 余弦定理:

2222cos a b c bc A =+-;

2222cos b c a ca B =+-;

2222cos c a b ab C =+-.

三角形面积定理.111

sin sin sin 222

S ab C bc A ca B ===.

1.直角三角形中各元素间的关系:

如图,在△ABC 中,C =90°,AB =c ,AC =b ,BC =a 。 (1)三边之间的关系:a 2+b 2=c 2。(勾股定理)

两角和与差的三角函数关系 sin(α±β)=sin α·

cos β±cos α·sin β cos(α±β)=cos α·cos β sin α·sin β β

αβαβαtan tan 1tan tan )tan(?±=±

倍角公式 s in2α=2sin α·cos α cos2α=cos 2α-sin 2α

=2cos 2α-1 =1-2sin 2α

α

α

α2tan 1tan 22tan -=

(2)锐角之间的关系:A +B =90°; (3)边角之间的关系:(锐角三角函数定义) sin A =cos B =

c a ,cos A =sin B =c b ,tan A =b

a

。 2.斜三角形中各元素间的关系:

在△ABC 中,A 、B 、C 为其内角,a 、b 、c 分别表示A 、B 、C 的对边。 (1)三角形内角和:A +B +C =π。

(2)正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等

R C

c

B b A a 2sin sin sin ===。 (R 为外接圆半径)

(3)余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍

a 2=

b 2+

c 2-2bc cos A ;b 2=c 2+a 2-2ca cos B ;c 2=a 2+b 2-2ab cos C 。 3.三角形的面积公式:

(1)△=

21ah a =21bh b =21

ch c (h a 、h b 、h c 分别表示a 、b 、c 上的高); (2)△=21ab sin C =21bc sin A =2

1

ac sin B ;

(3)△=)sin(2sin sin 2C B C B a +=)sin(2sin sin 2A C A C b +=)

sin(2sin sin 2B A B

A c +;

(4)△=2R 2sin A sin B sin C 。(R 为外接圆半径) (5)△=

R

abc 4; (6)△=))()((c s b s a s s ---;??

? ?

?++=

)(21c b a s ; (7)△=r ·s 。

4.解三角形:由三角形的六个元素(即三条边和三个内角)中的三个元素(其中至少有一个是边)求其他未知元素的问题叫做解三角形.广义地,这里所说的元素还可以包括三角形的高、中线、角平分线以及内切圆半径、外接圆半径、面积等等.解三角形的问题一般可分为下面两种情形:若给出的三角形是直角三角形,则称为解直角三角形;若给出的三角形是斜三角形,则称为解斜三角形

解斜三角形的主要依据是:

设△ABC 的三边为a 、b 、c ,对应的三个角为A 、B 、C 。 (1)角与角关系:A +B +C = π;

(2)边与边关系:a + b > c ,b + c > a ,c + a > b ,a -b < c ,b -c < a ,c -a > b ; (3)边与角关系:

正弦定理

R C

c

B b A a 2s i n s i n s i n ===(R 为外接圆半径)

; 余弦定理 c 2 = a 2+b 2-2bc cos C ,b 2 = a 2+c 2-2ac cos B ,a 2 = b 2+c 2-2bc cos A ;

它们的变形形式有:a = 2R sin A ,b

a

B A =sin sin ,bc a c b A 2cos 222-+=

。 5.三角形中的三角变换

三角形中的三角变换,除了应用上述公式和上述变换方法外,还要注意三角形自身的

特点。

(1)角的变换

因为在△ABC 中,A+B+C=π,所以sin(A+B)=sinC ;cos(A+B)=-cosC ;tan(A+B)=-

tanC 。2

sin 2cos ,2cos 2sin

C

B A

C B A =+=+; (2)三角形边、角关系定理及面积公式,正弦定理,余弦定理。

r 为三角形内切圆半径,p 为周长之半。

(3)在△ABC 中,熟记并会证明:∠A ,∠B ,∠C 成等差数列的充分必要条件是∠

B=60°;△ABC 是正三角形的充分必要条件是∠A ,∠B ,∠C 成等差数列且a ,b ,c 成等比数列。 四.【典例解析】 题型1:正、余弦定理

(2009岳阳一中第四次月考).已知△ABC 中,AB a =,AC b =,0a b ?<,15

4

ABC S ?=

,3,5a b ==,则BAC ∠=

( )

A.. 30 B .150- C .0

150 D . 30或0

150 答案 C

例1.(1)在?ABC 中,已知032.0=A ,081.8=B ,42.9=a cm ,解三角形;

(2)在?ABC 中,已知20=a cm ,28=b cm ,040=A ,解三角形(角度精确到01,边长精确到1cm )。

解析:(1)根据三角形内角和定理,

0180()=-+C A B 000180(32.081.8)=-+066.2=;

根据正弦定理,

00

sin 42.9sin81.880.1()sin sin32.0==≈a B b cm A ;

根据正弦定理,

00

sin 42.9sin66.274.1().sin sin32.0==≈a C c cm A (2)根据正弦定理,

sin 28sin40sin 0.8999.20

==≈b A B a

因为00<B <0180,所以064≈B ,或0116.≈B

①当064≈B 时, 00000180()180(4064)76=-+≈-+=C A B ,

00

sin 20sin7630().sin sin40==≈a C c cm A

②当0116≈B 时,

180()180(40116)24=-+≈-+=C A B ,0

sin 20sin2413().sin sin40==≈a C c cm A

点评:应用正弦定理时(1)应注意已知两边和其中一边的对角解三角形时,可能有两解的情形;(2)对于解三角形中的复杂运算可使用计算器

例2.(1)在?ABC 中,已知23=a ,62=+c ,060=B ,求b 及A ; (2)在?ABC 中,已知134.6=a cm ,87.8=b cm ,161.7=c cm ,解三角形 解析:(1)∵2222cos =+-b a c ac B

=22(23)(62)223(62)++-??+cos 045 =212(62)43(31)++-+ =8 ∴2 2.=b

求A 可以利用余弦定理,也可以利用正弦定理:

解法一:∵cos 222222(22)(62)(23)1,22222(62)

+-++-===??+b c a A bc ∴0

60.=A

解法二:∵sin 023

sin sin45,22

==?a A B b

又∵62+>2.4 1.4 3.8,+=23<21.8 3.6,?=∴a <c ,即00<A <090,

∴0

60.=A

(2)由余弦定理的推论得:

cos 2222+-=b c a A bc 222

87.8161.7134.6287.8161.7

+-=

??0.5543,≈ 05620'≈A ;

cos 2222+-=c a b B ca 222

134.6161.787.82134.6161.7

+-=

?? 0.8398,≈ 03253'≈B ;

0000180()180(56203253)

''=-+≈-+C A B 09047.'= 点评:应用余弦定理时解法二应注意确定A 的取值范围。

题型2:三角形面积

例3.在?ABC 中,sin cos A A +=

2

2

,AC =2,AB =3,求A t a n 的值和?ABC 的面积。

解法一:先解三角方程,求出角A 的值。

.2

1)45cos(,22)45cos(2cos sin =

-∴=

-=+ A A A A

又0180

<

13

tan tan(4560)2313

A +∴=+=

=---,

.4

6

260sin 45cos 60cos 45sin )6045sin(105sin sin +=

+=+==

A S AC A

B A AB

C ?=

?=???+=+12122326434

26sin ()。 解法二:由sin cos A A +计算它的对偶关系式sin cos A A +的值。 sin cos A A +=

2

2

① .

0cos ,0sin ,18002

1

cos sin 22

1)cos (sin 2<>∴<<-

=∴=

+∴A A A A A A A

2

3cos sin 21)cos (sin 2

=

-=-A A A A , ∴-=

sin cos A A 6

2

② ① + ② 得 s i n A

=+26

4。 ① - ② 得 c o s A

=-26

4

。 从而 sin 264tan 23cos 426

A A A +=

=?=---。 以下解法略去。

点评:本小题主要考查三角恒等变形、三角形面积公式等基本知识,着重数学考查运算能力,是一道三角的基础试题。两种解法比较起来,你认为哪一种解法比较简单呢? 例4.(2009湖南卷文)在锐角ABC ?中,1,2,BC B A ==则

cos AC

A

的值等于 , AC 的取值范围为 .

答案 2)3,2(

解析 设,2.A B θθ∠=?=由正弦定理得

,1 2.sin 2sin 2cos cos AC BC AC AC

θθθθ

=∴=?=

由锐角ABC ?得0290045θθ<

又01803903060θθ<-

3045cos 22

θθ<

<<, 2cos (2,3).AC θ∴=∈

例5.(2009浙江理)(本题满分14分)在ABC ?中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,

且满足25

cos

25

A =,3A

B A

C ?=. (I )求ABC ?的面积; (II )若6b c +=,求a 的值. 解 (1)因为25cos

25A =,234

cos 2cos 1,sin 255

A A A ∴=-==,又由3A

B A

C ?= 得cos 3,bc A =5bc ∴=,1

sin 22

ABC S bc A ?∴=

= (2)对于5bc =,又6b c +=,5,1b c ∴==或1,5b c ==,由余弦定理得

2222cos 20a b c bc A =+-=,25a ∴=

例6.(2009全国卷Ⅰ理)在ABC ?中,内角A 、B 、C 的对边长分别为a 、b 、c ,已知

222a c b -=,且sin cos 3cos sin ,A C A C = 求b

分析::此题事实上比较简单,但考生反应不知从何入手.对已知条件(1)2

2

2a c b -=左侧是二次的右侧是一次的,学生总感觉用余弦定理不好处理,而对已知条件(2)

sin cos 3cos sin ,A C A C =过多的关注两角和与差的正弦公式,甚至有的学生还想用现

在已经不再考的积化和差,导致找不到突破口而失分. 解法一:在ABC ?中

sin cos 3cos sin ,A C A C =则由正弦定理及余弦定理

有:222222

3,22a b c b c a a

c ab bc

+-+-=化简并整理得:2222()a c b -=.又由已知222a c b -=24b b ∴=.解得40(b b ==或舍).

解法二:由余弦定理得: 2

2

2

2cos a c b bc A -=-.又2

2

2a c b -=,0b ≠.

所以2cos 2b c A =+

又sin cos 3cos sin A C A C =,sin cos cos sin 4cos sin A C A C A C ∴+=

sin()4cos sin A C A C +=,即sin 4cos sin B A C =

由正弦定理得sin sin b

B C c

=,故4cos b c A = ②

由①,②解得4b =.

评析:从08年高考考纲中就明确提出要加强对正余弦定理的考查.在备考中应注意总结、提高自己对问题的分析和解决能力及对知识的灵活运用能力.另外提醒:两纲中明确不再考的知识和方法了解就行,不必强化训练

题型4:三角形中求值问题

例7.ABC ?的三个内角为A B C 、、,求当A 为何值时,cos 2cos 2

B C

A ++取得最大值,并求出这个最大值。

解析:由A+B+C=π,得B+C 2=π2 -A 2,所以有cos B+C 2 =sin A 2。

cosA+2cos B+C 2 =cosA+2sin A 2 =1-2sin 2A 2 + 2sin A 2=-2(sin A 2 - 12)2+ 3

2;

当sin A 2 = 12,即A=π3 时, cosA+2cos B+C 2取得最大值为3

2

点评:运用三角恒等式简化三角因式最终转化为关于一个角的三角函数的形式,通过三

角函数的性质求得结果。 例8.(2009浙江文)(本题满分14分)在ABC ?中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且满足25cos

25

A =,3A

B A

C ?=. (I )求ABC ?的面积; (II )若1c =,求a 的值. 解(Ⅰ)5

3

1)552(212cos

2cos 22

=-?=-=A A 又),0(π∈A ,54cos 1sin 2

=-=A A ,而35

3

cos ...===bc A AC AB AC AB ,所以5=bc ,所以ABC ?的面积为:

25

4

521sin 21=??=A bc (Ⅱ)由(Ⅰ)知5=bc ,而1=c ,所以5=b 所以5232125cos 222=?-+=-+=A bc c b a

点评:本小题主要考察三角函数概念、同角三角函数的关系、两角和与差的三角函数的公式以及倍角公式,考察应用、分析和计算能力 题型5:三角形中的三角恒等变换问题

例9.在△ABC 中,a 、b 、c 分别是∠A 、∠B 、∠C 的对边长,已知a 、b 、c 成等比数列,且a 2-c 2=ac -bc ,求∠A 的大小及

c

B

b sin 的值。 分析:因给出的是a 、b 、

c 之间的等量关系,要求∠A ,需找∠A 与三边的关系,故可

用余弦定理。由b 2

=ac 可变形为c b 2=a ,再用正弦定理可求c

B

b sin 的值。

解法一:∵a 、b 、c 成等比数列,∴b 2=ac 。 又a 2-c 2=ac -bc ,∴b 2+c 2-a 2=bc 。

在△ABC 中,由余弦定理得:cos A =bc a c b 2222-+=bc bc 2=21

,∴∠A =60°。

在△ABC 中,由正弦定理得sin B =a A

b sin ,∵b 2=a

c ,∠A =60°,

∴ac

b c B b ?

=

60sin sin 2=sin60°=23。 解法二:在△ABC 中,

由面积公式得

21bc sin A =2

1

ac sin B 。 ∵b 2=ac ,∠A =60°,∴bc sin A =b 2sin B 。 ∴

c

B

b sin =sin A =23。

评述:解三角形时,找三边一角之间的关系常用余弦定理,找两边两角之间的关系常用正弦定理。

例10.在△ABC 中,已知A 、B 、C 成等差数列,求2

tan 2tan 32tan 2tan

C A C A ++的值。

解析:因为A 、B 、C 成等差数列,又A +B +C =180°,所以A +C =120°,

从而

2

C A +=60°,故tan 32=+C

A .由两角和的正切公式,

32tan

2tan 12tan 2tan

=-+C A C

A 。 所以,2

tan 2tan 332tan 2tan

C A C A -=+ 32

tan 2tan 32tan 2tan

=++C

A C A 。 点评:在三角函数求值问题中的解题思路,一般是运用基本公式,将未知角变换为已知

角求解,同时结合三角变换公式的逆用。 题型6:正、余弦定理判断三角形形状

例11.在△ABC 中,若2cos B sin A =sinC ,则△ABC 的形状一定是( ) A.等腰直角三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.等边三角形 答案:C

解析:2sin A cos B =sin (A +B )+sin (A -B )又∵2sin A cos B =sin C , ∴sin (A -B )=0,∴A =B

点评:本题考查了三角形的基本性质,要求通过观察、分析、判断明确解题思路和变形方向,通畅解题途径

例12.(2009四川卷文)在ABC ?中,A B 、为锐角,角A B C 、、所对的边分别为a b c 、、,

且510

sin ,sin 510

A B =

= (I )求A B +的值; (II )若21a b -=

-,求a b c 、、的值。

解(I )∵A B 、为锐角,510

sin ,sin 510

A B =

= ∴ 2

225310cos 1sin ,cos 1sin 510

A A

B B =-=

=-= 253105102

cos()cos cos sin sin .5105102

A B A B A B +=-=

?-?= ∵ 0A B π<+< ∴ 4

A B π+=

(II )由(I )知34

C π

=,∴ 2sin 2C =

sin sin sin a b c

A B C

==

得 5102a b c ==,即2,5a b c b ==

又∵ 21a b -=- ∴

221b b -=

- ∴ 1b = ∴ 2,5a c =

=

21.(2009四川卷文)在ABC ?中,A B 、为锐角,角A B C 、、所对的边分别为a b c 、、,

且510sin ,sin 510

A B =

= (I )求A B +的值; (II )若21a b -=

-,求a b c 、、的值。

解(I )∵A B 、为锐角,510

sin ,sin 510

A B =

= ∴ 2

225310cos 1sin ,cos 1sin 510

A A

B B =-=

=-= 253105102

cos()cos cos sin sin .5105102

A B A B A B +=-=

?-?= ∵ 0A B π<+< ∴ 4

A B π+=

(II )由(I )知34

C π

=,∴ 2sin 2C =

sin sin sin a b c

A B C

==

得 5102a b c ==,即2,5a b c b ==

又∵ 21a b -=- ∴

221b b -=

- ∴ 1b = ∴ 2,5a c ==

点评:三角函数有着广泛的应用,本题就是一个典型的范例。通过引入角度,将图形的

语言转化为三角的符号语言,再通过局部的换元,又将问题转化为我们熟知的函数4()f t t t

=+

,这些解题思维的拐点,你能否很快的想到呢?

五.【思维总结】

1.解斜三角形的常规思维方法是:

(1)已知两角和一边(如A 、B 、C ),由A +B +C = π求C ,由正弦定理求a 、b ; (2)已知两边和夹角(如a 、b 、c ),应用余弦定理求c 边;再应用正弦定理先求较短边所对的角,然后利用A +B +C = π,求另一角;

(3)已知两边和其中一边的对角(如a 、b 、A ),应用正弦定理求B ,由A +B +C = π求C ,再由正弦定理或余弦定理求c 边,要注意解可能有多种情况;

(4)已知三边a 、b 、c ,应余弦定理求A 、B ,再由A +B +C = π,求角C 。

2.三角形内切圆的半径:2S r a b c

?

=++,特别地,2a b c r +-=斜直;

3.三角学中的射影定理:在△ABC 中,A c C a b cos cos ?+?=,…

4.两内角与其正弦值:在△ABC 中,B A B A sin sin

5.解三角形问题可能出现一解、两解或无解的情况,这时应结合“三角形中大边对大角定理及几何作图来帮助理解”。

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