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- 2021-06-16 发布
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真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
1
高中数学知识点汇总(高一)
高中数学知识点汇总(高一).....................................................................................................................1
一、集合和命题.............................................................................................................................................2
二、不等式.....................................................................................................................................................4
三、函数的基本性质.....................................................................................................................................6
四、幂函数、指数函数和对数函数...........................................................................................................12
(一)幂函数...............................................................................................................................................12
(二)指数&指数函数................................................................................................................................13
(三)反函数的概念及其性质...................................................................................................................14
(四)对数&对数函数................................................................................................................................15
五、三角比...................................................................................................................................................17
六、三角函数...............................................................................................................................................24
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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一、集合和命题
一、集合:
(1)集合的元素的性质:
确定性、互异性和无序性;
(2)元素与集合的关系:
① a A a 属于集合 A ;
② a A a 不属于集合 A .
(3)常用的数集:
N 自然数集; *N 正整数集; Z 整数集;
Q 有理数集; R 实数集; 空集;C 复数集;
负整数集
正整数集
Z
Z ;
负有理数集
正有理数集
Q
Q ;
负实数集
正实数集
R
R .
(4)集合的表示方法:
集合
描述法无限集
列举法有限集 ;
例如:①列举法:{ , , , , }z h a n g ;②描述法:{ 1}x x .
(5)集合之间的关系:
① BA 集合 A 是集合 B 的子集;特别地, A A ; A B A CB C
.
② BA 或 A B
A B
集合 A 与集合 B 相等;
③ A B 集合 A 是集合 B 的真子集.
例: N Z Q R C ; N Z Q R C .
④空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
(6)集合的运算:
①交集: }{ BxAxxBA 且 集合 A 与集合 B 的交集;
②并集: }{ BxAxxBA 或 集合 A 与集合 B 的并集;
③补集:设U 为全集,集合 A 是U 的子集,则由U 中所有不属于 A 的元素组成的集合,叫
做集合 A 在全集U 中的补集,记作 ACU .
④得摩根定律: ( )U U UC A B C A C B ; ( )U U UC A B C A C B
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(7)集合的子集个数:
若集合 A 有 *( )n n N 个元素,那么该集合有2n 个子集; 2 1n 个真子集; 2 1n 个非空子集;
2 2n 个非空真子集.
二、四种命题的形式:
(1)命题:能判断真假的语句.
(2)四种命题:如果用 和 分别表示原命题的条件和结论,用 和 分别表示 和 的否定,
那么四种命题形式就是:
命题 原命题 逆命题 否命题 逆否命题
表示形式 若 ,则 若 ,则 ; 若 ,则 ; 若 ,则 .
逆命题关系 原命题 逆命题 逆否命题 否命题
否命题关系 原命题 否命题 逆否命题 逆命题
逆否命题关系 原命题 逆否命题 逆命题 否命题同真同假关系
(3)充分条件,必要条件,充要条件:
①若 ,那么 叫做 的充分条件, 叫做 的必要条件;
②若 且 ,即 ,那么 既是 的充分条件,又是 的必要条件,也就是
说, 是 的充分必要条件,简称充要条件.
③欲证明条件 是结论 的充分必要条件,可分两步来证:
第一步:证明充分性:条件 结论 ;
第二步:证明必要性:结论 条件 .
(4)子集与推出关系:
设 A 、 B 是非空集合, }{ 具有性质xxA , }{ 具有性质yyB ,
则 BA 与 等价.
结论:小范围 大范围;例如:小明是上海人 小明是中国人.
小范围是大范围的充分非必要条件;
大范围是小范围的必要非充分条件.
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二、不等式
一、不等式的性质:
不等式的性质
1、 cacbba , ; 2、 cbcaba ;
3、 bcaccba 0, ; 4、 dbcadcba , ;
5、 bdacdcba 0,0 ; 6、
baba 1100 ;
7、 )(0 *Nnbaba nn ; 8、 )1,(0 * nNnbaba nn .
二、一元一次不等式:
一元一次不等式 bax 0a 0a
0a
0b 0b
解集
a
bx
a
bx R
三、一元二次不等式:
)0(02 acbxax
的根的判别式
042 acb△ 042 acb△ 042 acb△
)0(2 acbxaxy
)0(02 acbxax },{ 21 xx , 21 xx }{ 0x
)0(02 acbxax 1 2( , ) ( , )x x ),(),( 00 xx R
)0(02 acbxax ),( 21 xx
)0(02 acbxax 1 2( , ] [ , )x x R R
)0(02 acbxax ],[ 21 xx }{ 0x
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四、含有绝对值不等式的性质:
(1) bababa ; (2) nn aaaaaa 2121 .
五、分式不等式:
(1) 0))((0
dcxbaxdcx
bax ; (2) 0))((0
dcxbaxdcx
bax .
六、含绝对值的不等式:
ax ax ax ax
0a 0a 0a 0a 0a 0a 0a 0a 0a 0a
axa axax 或
R axa 0x axax 或
R
七、指数不等式:
(1) )()()1()()( xxfaaa xxf ; (2) )()()10()()( xxfaaa xxf .
八、对数不等式:
(1)
)()(
0)()1)((log)(log xxf
xaxxf aa
;
(2)
)()(
0)()10)((log)(log xxf
xfaxxf aa .
九、不等式的证明:
(1)常用的基本不等式:
① Rbaabba 、(222 ,当且仅当 ba 时取“”号) ;
② Rbaabba 、(2
,当且仅当 ba 时取“ ”号) ;
补充公式:
2 2
2
a b
2
a b ab 2
1 1
a b
.
③ Rcbaabccba 、、(3333 ,当且仅当 cba 时取“ ”号) ;
④ Rcbaabccba 、、(3
3 ,当且仅当 cba 时取“”号) ;
⑤ naaan
aaa n
n
n (21
21 为大于 1 的自然数, Raaa n,,, 21 ,当且仅当
naaa 21 时取“ ”号) ;
(2)证明不等式的常用方法:
①比较法; ②分析法; ③综合法.
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三、函数的基本性质
一、函数的概念:
(1)若自变量 fx 对应法则 因变量 y ,则 y 就是 x 的函数,记作 Dxxfy ),( ;
x 的取值范围 D 函数的定义域; y 的取值范围 函数的值域.
求定义域一般需要注意:
① 1
( )y f x
, ( ) 0f x ; ② ( )ny f x , ( ) 0f x ;
③ 0( ( ))y f x , ( ) 0f x ; ④ log ( )ay f x , ( ) 0f x ;
⑤ ( )log f xy N , ( ) 0f x 且 ( ) 1f x .
(2)判断是否函数图像的方法:任取平行于 y 轴的直线,与图像最多只有一个公共点;
(3)判断两个函数是否同一个函数的方法:①定义域是否相同;②对应法则是否相同.
二、函数的基本性质:
(1)奇偶性:
函数 Dxxfy ),(
前提条件
“定义域 D 关于 0 对称”成立 ①“定义域 D 关于 0 对称”;
②“ )()( xfxf ”;③ “ ( ) ( )f x f x ”
①不成立或者
①成立
②、③都不成立
)()( xfxf
成立
( ) ( )f x f x
成立
奇偶性 偶函数 奇函数
非奇非偶函数奇偶函数
图像性质 关于 y 轴对称 关于 )0,0(O 对称
注意:定义域包括 0 的奇函数必过原点 (0,0)O .
(2)单调性和最值:
前提条件 Dxxfy ),( , DI ,任取 1 2,x x I区间
单调增函数
)()( 21
21
xfxf
xx 或
)()( 21
21
xfxf
xx
单调减函数
)()( 21
21
xfxf
xx 或
)()( 21
21
xfxf
xx
最小值 )( 0min xfy 任取 0 0, , ( ) ( )x D x D f x f x 存在
最大值 )( 0max xfy 0 0, , ( ) ( )x D x D f x f x 任取 存在
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注意:
①复合函数的单调性:
函数 单调性
外函数 ( )y f x
内函数 ( )y g x
复合函数 [ ( )]y f g x
②如果函数 )(xfy 在某个区间 I 上是增(减)函数,那么函数 )(xfy 在区间 I 上是单调函
数,区间 I 叫做函数 )(xfy 的单调区间.
(3)零点:若 Dxxfy ),( , Dc 且 0)( cf ,则 cx 叫做函数 )(xfy 的零点.
零点定理:
0)()(
],[),(
bfaf
baxxfy 0
0
( , )
( ) 0
x a b
f x
存在 ;特别地,当 ( ), [ , ]y f x x a b 是单调函数,
且 ( ) ( ) 0f a f b ,则该函数在区间[ , ]a b 上有且仅有一个零点,即存在唯一 0 ( , )x a b ,使得 0( ) 0f x .
(4)平移的规律:“左加右减,下加上减”.
函数 向左平移 k 向右平移 k 向上平移 h 向下平移 h 备注
)(xfy )( kxfy )( kxfy )(xfhy )(xfhy 0, hk
(5)对称性:
①轴对称的两个函数:
函数 )(xfy
对称轴 x 轴 y 轴 xy xy mx ny
函数 )(xfy )( xfy )(yfx )( yfx )2( xmfy )(2 xfyn
②中心对称的两个函数:
函数 对称中心 函数
)(xfy ),( nm )2(2 xmfyn
③轴对称的函数:
函数 )(xfy
对称轴 y 轴 mx
条件 ( ) ( )f x f x ( ) (2 )f x f m x
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注意: ( ) ( )f a x f b x ( )f x 关于
2
a bx 对称;
( ) ( )f a x f a x ( )f x 关于 x a 对称;
( ) ( )f x f x ( )f x 关于 0x 对称,即 ( )f x 是偶函数.
④中心对称的函数:
函数 )(xfy
对称中心 ( , )m n
条件 ( ) 2 (2 )f x n f m x
注意: ( ) ( )f a x f b x c ( )f x 关于点( , )2 2
a b c 对称;
( ) ( ) 0f a x f b x ( )f x 关于点( ,0)2
a b 对称;
( ) ( ) 2f a x f a x b ( )f x 关于点( , )a b 对称;
( ) ( ) 0f x f x ( )f x 关于点(0,0) 对称,即 ( )f x 是奇函数.
(6)凹凸性:
设函数 ( ),y f x x D ,如果对任意 1 2,x x D ,且 1 2x x ,都有 1 2 1 2( ) ( )
2 2
x x f x f xf
,则称
函数 ( )y f x 在 D 上是凹函数;例如: 2y x .
进一步,如果对任意 1 2, , nx x x D ,都有 1 2 1 2( ) ( ) ( )n nx x x f x f x f xf n n
,则称函
数 ( )y f x 在 D 上是凹函数;该不等式也称琴生不等式或詹森不等式;
设函数 ( ),y f x x D ,如果对任意 1 2,x x D ,且 1 2x x ,都有 1 2 1 2( ) ( )
2 2
x x f x f xf
,则称
函数 ( )y f x 在 D 上是凸函数.例如: lgy x .
进一步,如果对任意 1 2, , nx x x D ,都有 1 2 1 2( ) ( ) ( )n nx x x f x f x f xf n n
,则称函
数 ( )y f x 在 D 上是凸函数;该不等式也称琴生不等式或詹森不等式.
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(7)翻折:
函数 翻折后 翻折过程
( )y f x
( )y f x 将 ( )y f x 在 y 轴右边的图像不变,并将其翻折到 y 轴左边,并覆盖.
( )y f x 将 ( )y f x 在 x 轴上边的图像不变,并将其翻折到 x 轴下边,并覆盖.
( )y f x 第一步:将 ( )y f x 在 y 轴右边的图像不变,并将其翻折到左边,并覆盖;
第二步:将 x 轴上边的图像不变,并将其翻折到 x 轴下边,并覆盖.
( )y f x 将 ( )y f x 在 x 轴上边的图像保持不变,并将 x 轴下边的图像翻折到 x 轴上
边,不覆盖.
(8)周期性:
若 Rxxfy ),( , 0T , x R任取 ,恒有 )()( xfTxf ,则称T 为这个函数的周期.
注意:若T 是 )(xfy 的周期,那么 )0,( kZkkT 也是这个函数的周期;
周期函数的周期有无穷多个,但不一定有最小正周期.
① ( ) ( )f x a f x b , a b ( )f x 是周期函数,且其中一个周期T a b ;
(阴影部分下略)
② ( ) ( )f x f x p , 0p 2T p ;
③ ( ) ( )f x a f x b , a b 2T a b ;
④ 1( ) ( )f x f x p
或 1( ) ( )f x f x p
, 0p 2T p ;
⑤ 1 ( )( ) 1 ( )
f x pf x f x p
或 ( ) 1( ) ( ) 1
f x pf x f x p
, 0p 2T p ;
⑥ 1 ( )( ) 1 ( )
f x pf x f x p
或 ( ) 1( ) ( ) 1
f x pf x f x p
, 0p 4T p ;
⑦ ( )f x 关于直线 x a , x b , a b 都对称 2T a b ;
⑧ ( )f x 关于两点( , )a c ,( , )b c , a b 都成中心对称 2T a b ;
⑨ ( )f x 关于点( , )a c , 0a 成中心对称,且关于直线 x b , a b 对称 4T a b ;
⑩若 ( ) ( ) ( 2 ) ( )f x f x a f x a f x na m ( m 为常数, *n N ),则 ( )f x 是以( 1)n a
为周期的周期函数;
若 ( ) ( ) ( 2 ) ( )f x f x a f x a f x na m ( m 为常数, n 为正偶数),则 ( )f x 是以
2( 1)n a 为周期的周期函数.
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三、V 函数:
定义 形如 ( 0)y a x m h a 的函数,称作 V 函数.
分类 , 0y a x m h a , 0y a x m h a
图像
定义域 R
值域 [ , )h ( , ]h
对称轴 x m
开口 向上 向下
顶点 ( , )m h
单调性
在( , ]m 上单调递减;
在[ , )m 上单调递增.
在( , ]m 上单调递增;
在[ , )m 上单调递减.
注意 当 0m 时,该函数为偶函数
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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四、分式函数:
定义 形如 ( 0)ay x ax
的函数,称作分式函数.
分类 , 0ay x ax
(耐克函数) , 0ay x ax
图像
定义域 ( ,0) (0, )
值域 ( , 2 ] [2 , )a a R
渐近线 0x , y x
单调性
在( , ]a ,[ , )a 上单调递增;
在[ ,0)a ,(0, ]a 上单调递减.
在( ,0) ,(0, ) 上单调递增;
五、曼哈顿距离:
在平面上, 1 1( , )M x y , 2 2( , )N x y ,则称 1 2 1 2d x x y y 为 MN 的曼哈顿距离.
六、某类带有绝对值的函数:
1、对于函数 y x m ,在 x m 时取最小值;
2、对于函数 y x m x n ,m n ,在 [ , ]x m n 时取最小值;
3、对于函数 y x m x n x p , m n p ,在 x n 时取最小值;
4、对于函数 y x m x n x p x q , m n p q ,在 [ , ]x n p 时取最小值;
5、推广到 1 2 2 ny x x x x x x , 1 2 2 nx x x ,在 1[ , ]n nx x x 时取最小值;
1 2 2 1ny x x x x x x , 1 2 2 1nx x x ,在 nx x 时取最小值.
思考:对于函数 1 2 3 2y x x x ,在 x _________时取最小值.
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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四、幂函数、指数函数和对数函数
(一)幂函数
(1)幂函数的定义:
形如 )( Raxy a 的函数称作幂函数,定义域因a 而异.
(2)当 1,0a 时,幂函数 )( Raxy a 在区间 ),0[ 上的图像分三类,如图所示.
(3)作幂函数 )1,0( axy a 的草图,可分两步:
①根据 a 的大小,作出该函数在区间 ),0[ 上的图像;
②根据该函数的定义域及其奇偶性,补全该函数在 ]0,( 上的图像.
(4)判断幂函数 )( Raxy a 的a 的大小比较:
方法一: )( Raxy a 与直线 ( 1)x m m 的交点越靠上, a 越大;
方法二: )( Raxy a 与直线 (0 1)x m m 的交点越靠下,a 越大
(5)关于形如 ( )ax by ccx d
0 的变形幂函数的作图:
①作渐近线(用虚线): dx c
、 ay c
;
②选取特殊点:任取该函数图像上一点,建议取(0, )b
d
;
③画出大致图像:结合渐近线和特殊点,判断图像的方位(右上左下、左上右下).
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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(二)指数&指数函数
1、指数运算法则:
① yxyx aaa ;② xyyx aa )( ;③ xxx baba )( ;④( )
x
x
x
a a
b b
,其中 ),0,( Ryxba 、 .
2、指数函数图像及其性质:
/ )1( aay x )10( aay x
图像
定义域 R
值域 ),0(
奇偶性 非奇非偶函数
渐近线 x 轴
单调性 在( , ) 上单调递增; 在( , ) 上单调递减;
性质
①指数函数 xay 的函数值恒大于零;
②指数函数 xay 的图像经过点 )1,0( ;
③当 0x 时, 1y ;
当 0x 时, 10 y .
③当 0x 时, 10 y ;
当 0x 时, 1y .
3、判断指数函数 xy a 中参数 a 的大小:
方法一: xy a 与直线 ( 0)x m m 的交点越靠上, a 越大;
方法二: xy a 与直线 ( 0)x m m 的交点越靠下, a 越大.
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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(三)反函数的概念及其性质
1、反函数的概念:
对于函数 ( )y f x ,设它的定义域为 D ,值域为 A ,如果对于 A 中任意一个值 y ,在 D 中总有唯
一确定的 x 值与它对应,且满足 ( )y f x ,这样得到的 x 关于 y 的函数叫做 ( )y f x 的反函数,记作
1( )x f y .在习惯上,自变量常用 x 表示,而函数用 y 表示,所以把它改写为 1( )( )y f x x A .
2、求反函数的步骤:(“解”“换”“求”)
①将 ( )y f x 看作方程,解出 ( )x f y ;
②将 x 、 y 互换,得到 1( )y f x ;
③标出反函数的定义域(原函数的值域).
3、反函数的条件:
定义域与值域中的元素一一对应.
4、反函数的性质:
①原函数 )(xfy 过点 ),( nm ,则反函数 )(1 xfy 过点 ),( mn ;
②原函数 )(xfy 与反函数 )(1 xfy 关于 xy 对称,且单调性相同;
③奇函数的反函数必为奇函数.
5、原函数与反函数的关系:
/ 函数 )(xfy )(1 xfy
定义域 D A
值域 A D
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(四)对数&对数函数
1、指数与对数的关系:
a b N
Na b
底数
指数 幂
bNa log 对数 真数
2、对数的运算法则:
① 01log a , 1log aa , Na Na log ;②常用对数 NN 10loglg ,自然对数 NN elogln ;
③ NMMN aaa loglog)(log , NMN
M
aaa logloglog , MnM a
n
a loglog ;
④
b
NN
a
a
b log
loglog ,
ab
b
a log
1log , bn
mb a
m
an loglog , bb a
c
ac loglog , log logN Nb aa b .
3、对数函数图像及其性质:
/ )1(log axy a )10(log axy a
图像
定义域 ),0(
值域 R
奇偶性 非奇非偶函数
渐近线 y 轴
单调性 在 ),0( 上单调递增; 在 ),0( 上单调递减;
性质
①对数函数 xy alog 的图像在 y 轴的右方;
②对数函数 xy alog 的图像经过点 )0,1( ;
③当 1x 时, 0y ;
当 10 x 时, 0y .
③当 1x 时, 0y ;
当 10 x 时, 0y .
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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4、判断对数函数 log , 0ay x x 中参数a 的大小:
方法一: log , 0ay x x 与直线 ( 0)y m m 的交点越靠右,a 越大;
方法二: log , 0ay x x 与直线 ( 0)y m m 的交点越靠左, a 越大.
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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五、三角比
1、角的定义:
(1)终边相同的角:
① 与 2 ,k k Z 表示终边相同的角度;
②终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同;
③ 与 ,k k Z 表示终边共线的角(同向或反向).
(2)特殊位置的角的集合的表示:
位置 角的集合
在 x 轴正半轴上 { 2 , }k k Z
在 x 轴负半轴上 { 2 , }k k Z
在 x 轴上 { , }k k Z
在 y 轴正半轴上 { 2 , }2k k Z
在 y 轴负半轴上 3{ 2 , }2k k Z
在 y 轴上 { , }2k k Z
在坐标轴上 { , }2
k k Z
在第一象限内 { 2 2 , }2k k k Z
在第二象限内 { 2 2 , }2k k k Z
在第三象限内 3{ 2 2 , }2k k k Z
在第四象限内 3{ 2 2 2 , }2k k k Z
(3)弧度制与角度制互化:
① 180rad ; ② 1801rad ; ③1 180 rad .
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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(4)扇形有关公式:
①
r
l ;
②弧长公式: rl ;
③扇形面积公式: 21 1
2 2S lr r (想象三角形面积公式).
(5)集合中常见角的合并:
2
2
2 22
22 2
,2 44
5 42 4
2 432 4
42 4
x k x kx k
kxx k
x k
x k
kx k Zx k
x k
x k kx
x k
x k
x k
(6)三角比公式及其在各象限的正负情况:
以角 的顶点为坐标原点,始边为 x 轴的正半轴建立直角坐标系,在 的终边上任取一个异
于原点的点 ( , )P x y ,点 P 到原点的距离记为 r ,则
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(7)特殊角的三角比:
角度制 0 30 45 60 90 180 270 360
弧度制 0 6
4
3
2
2
3 2
sin 0 2
1
2
2
2
3 1 0 1 0
cos 1
2
3
2
2
2
1 0 1 0 1
tan 0
3
3 1 3 无 0 无 0
(8)一些重要的结论:(注意,如果没有特别指明, k 的取值范围是 k Z )
①角 和角 的终边:
角 和角 的终边
关于 x 轴对称 关于 y 轴对称 关于原点对称
sin sin
cos cos
tan tan
sin sin
cos cos
tan tan
sin sin
cos cos
tan tan
② 的终边与
2
的终边的关系.
的终边在第一象限 (2 ,2 )2k k ( , )2 4k k ;
的终边在第二象限 (2 ,2 )2k k ( , )2 4 2k k ;
的终边在第三象限 3(2 ,2 )2k k 3( , )2 2 4k k ;
的终边在第四象限 3(2 ,2 2 )2k k 3( , )2 4k k .
③sin 与cos 的大小关系:
sin cos 3(2 ,2 )4 4k k 的终边在直线 y x 右边( 0x y );
sin cos 5(2 ,2 )4 4k k 的终边在直线 y x 左边( 0x y );
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
20
sin cos 5{2 2 }4 4k k , 的终边在直线 y x 上( 0x y ).
④ sin 与 cos 的大小关系:
sin cos ( , )4 4k k 的终边在 0
0
x y
x y
或 0
0
x y
x y
;
sin cos 3( , )4 4k k 的终边在 0
0
x y
x y
或 0
0
x y
x y
;
sin cos 3{ }4 4k k , , k Z 的终边在 y x .
2、三角比公式:
(1)诱导公式:(诱导公式口诀:奇变偶不变,符号看象限)
第一组诱导公式: 第二组诱导公式: 第三组诱导公式:
(周期性) (奇偶性) (中心对称性)
cot)2cot(
tan)2tan(
cos)2cos(
sin)2sin(
k
k
k
k
cot)cot(
tan)tan(
cos)cos(
sin)sin(
cot)cot(
tan)tan(
cos)cos(
sin)sin(
第四组诱导公式: 第五组诱导公式: 第六组诱导公式:
(轴对称) (互余性)
cot)cot(
tan)tan(
cos)cos(
sin)sin(
tan)2cot(
cot)2tan(
sin)2cos(
cos)2sin(
tan)2cot(
cot)2tan(
sin)2cos(
cos)2sin(
(2)同角三角比的关系:
倒数关系: 商数关系: 平方关系:
1cottan
1seccos
1cscsin
)0(sinsin
coscot
)0(coscos
sintan
22
22
22
csccot1
sectan1
1cossin
(3)两角和差的正弦公式: sincoscossin)sin( ;
两角和差的余弦公式: sinsincoscos)cos( ;
两角和差的正切公式:
tantan1
tantan)tan(
.
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
21
(4)二倍角的正弦公式: cossin22sin ;
二倍角的余弦公式: 1cos2sin21sincos2cos 2222 ;
二倍角的正切公式:
2tan1
tan22tan
;
降次公式: 万能置换公式:
2
2
2
2 2
2
2
1 cos 2sin 21 cos2sin 2 1 cos 2cos 21 cos2cos 2 1 sin sin cos2 21 cos2tan 1 cos2
1 sin sin cos2 2
;
2
2
2
2
tan1
tan22tan
tan1
tan12cos
tan1
tan22sin
半角公式:
sin
cos1
cos1
sin
2tan ;
(5)辅助角公式:
①版本一:
)sin(cossin 22 baba ,其中
22
22
cos
sin
,20
ba
a
ba
b
.
②版本二:
2 2sin cos sin( )a b a b ,其中 , 0,0 ,tan2
ba b a
.
3、正余弦函数的五点法作图:
以 sin( )y x 为例,令 x 依次为 30, , , ,22 2
,求出对应的 x 与 y 值,描点( , )x y 作图.
4、正弦定理和余弦定理:
(1)正弦定理: RRC
c
B
b
A
a (2sinsinsin
为外接圆半径) ;
其中常见的结论有:
① ARa sin2 , BRb sin2 , CRc sin2 ;
②
R
aA 2sin ,
R
bB 2sin ,
R
cC 2sin ;
③ cbaCBA ::sin:sin:sin ;
④ 22 sin sin sinABCS R A B C△ ;
sin sin
sin sin
sin sin
ABC
aR B C
S bR A C
cR A B
△ ;
4ABC
abcS R
△ .
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
22
(2)余弦定理:版本一:
Cabbac
Baccab
Abccba
cos2
cos2
cos2
222
222
222
;版本二:
ab
cabC
ac
bcaB
bc
acbA
2cos
2cos
2cos
222
222
222
;
(3)任意三角形射影定理(第一余弦定理):
cos cos
cos cos
cos cos
a b C c B
b c A a C
c a B b A
.
5、与三角形有关的三角比:
(1)三角形的面积:
① 1
2ABCS dh△ ;
② 1 1 1sin sin sin2 2 2ABCS ab C bc A ac B △ ;
③
2 2 2 2ABC
l l l lS a b c △ ,l 为 ABC△ 的周长.
(2)在 ABC△ 中,
① sin sin cos cos cot cota b A B A B A B A B ;
②若 ABC△ 是锐角三角形,则sin cosA B ;
③
sin( ) sin
sin( ) sin
sin( ) sin
A B C
B C A
A C B
;
cos( ) cos
cos( ) cos
cos( ) cos
A B C
B C A
A C B
;
tan( ) tan
tan( ) tan
tan( ) tan
A B C
B C A
A C B
;
④
sin cos2 2
sin cos2 2
sin cos2 2
A B C
B A C
C A B
;
tan cot2 2
tan cot2 2
tan cot2 2
A B C
B A C
C A B
;
⑤
sin cos2 2
sin cos2 2
A B
A C
;
sin cos2 2
sin cos2 2
B A
B C
;
sin cos2 2
sin cos2 2
C A
C B
;
sin sin cos cos2 2 2 2
sin sin cos cos2 2 2 2
sin sin cos cos2 2 2 2
A B A B
A C A C
B C B C
sin sin sin cos cos cos2 2 2 2 2 2
A B C A B C ;
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
23
⑥
sin sin sin 4cos cos cos2 2 2
cos cos cos 1 4sin sin sin2 2 2
sin sin sin 4sin sin cos2 2 2
A B CA B C
A B CA B C
A B CA B C
;
sin 2 sin 2 sin 2 4sin sin sin
cos2 cos2 cos2 4cos cos cos 1
A B C A B C
A B C A B C
;
⑦
3 3sin sin sin (0, ]2
3cos cos cos (1, ]2
A B C
A B C
;
3 3sin sin sin (0, ]8
sin sin sin cos cos cos
1cos cos cos ( 1, ]8
A B C
A B C A B C
A B C
.
其中,第一组可以利用琴生不等式来证明;第二组可以结合第一组及基本不等式证明.
(3)在 ABC△ 中,角 A 、 B 、C 成等差数列
3B .
(4) ABC△ 的内切圆半径为 2Sr a b c
.
6、仰角、俯角、方位角:
略
7、和差化积与积化和差公式(理科):
(1)积化和差公式:
1sin cos [sin( ) sin( )]2
1cos sin [sin( ) sin( )]2
1cos cos [cos( ) cos( )]2
1sin sin [cos( ) cos( )]2
;
(2)和差化积公式:
sin sin 2sin cos2 2
sin sin 2cos sin2 2
cos cos 2cos cos2 2
cos cos 2sin sin2 2
.
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
24
六、三角函数
1、正弦函数、余弦函数和正切函数的性质、图像:
xy sin xy cos xy tan
定
义
域
R R },2{ Zkkxx
值
域 ]1,1[ ]1,1[ R
奇
偶
性
奇函数 偶函数 奇函数
周
期
性
最小正周期 2T 最小正周期 2T 最小正周期 T
单
调
性
[2 ,2 ]2 2k k ;
3[2 ,2 ]2 2k k .
( Zk )
[2 ,2 ]k k ;
[2 ,2 ]k k .
( Zk )
( , )2 2k k
( Zk )
最
值
当
22 kx 时, 1min y ;
当
22 kx 时, 1max y ;
当 kx 2 时, 1min y ;
当 kx 2 时, 1max y ;
无
图
像
例 1:求函数 5sin(2 )3y x 的周期、单调区间和最值.(当 x 的系数为负数时,单调性相反)
解析:周期 2
2T ,由函数 xy sin 的递增区间[2 ,2 ]2 2k k ,可得
2 2 22 3 2k x k ,即 5
12 12k x k ,
于是,函数 5sin(2 ) 73y x 的递增区间为 5[ , ]12 12k k .
同理可得函数 5sin(2 ) 73y x 递减区间为 7[ , ]12 12k k .
当 2 23 2x k ,即
12x k 时,函数 5sin(2 )3y x 取最大值 5;
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
25
当 2 23 2x k ,即 5
12x k 时,函数 5sin(2 )3y x 取最大值 5 .
例 2:求函数 5sin(2 ) 7, [0, ]3 2y x x 的单调区间和最值.
解析:由 [0, ]2x ,可得 42 [ , ]3 3 3x .
然后画出 2 3x 的终边图,然后就可以得出
当 2 [ , ]3 3 2x ,即 [0, ]12x 时,函数 5sin(2 ) 73y x 单调递增;
当 42 [ , ]3 2 3x ,即 [ , ]12 2x 时,函数 5sin(2 ) 73y x 单调递减.
同时,当 2 3 2x ,即
12x 时,函数 5sin(2 ) 73y x 取最大值 12;
当 42 3 3x ,即
2x 时,函数 5sin(2 ) 73y x 取最小值 5 37 2
;
注意:当 x 的系数为负数时,单调性的分析正好相反.
2、函数 sin( )y A x h & cos( )y A x h & tan( )y A x h ,其中 0, 0A :
(1)复合三角函数的基本性质:
三角函数
sin( )y A x h
其中 0, 0A
cos( )y A x h
其中 0, 0A
tan( )y A x h
其中 0, 0A
振幅 A 无
基准线 y h
定义域 ( , ) { , }2x x k k Z
值域 [ , ]A h A h ( , )
最小正周期 2T
T
频率 1
2f T
1f T
相位 x
初相
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
26
(2)函数 sin( )y A x h 与函数 siny x 的图像的关系如下:
①相位变换:
当 0 时, sin sin( )y x y x 向左平移 个单位 ;
当 0 时, sin sin( )y x y x 向右平移 个单位 ;
②周期变换:
当 1 时,
1
sin( ) sin( )y x y x
所有各点的横坐标缩短到原来的 倍(纵坐标不变)
;
当0 1 时,
1
sin( ) sin( )y x y x
所有各点的横坐标伸长到原来的 倍(纵坐标不变)
;
③振幅变换:
当 1A 时, sin( ) sin( )Ay x y A x 所有各点的纵坐标伸长到原来的 倍(横坐标不变) ;
当0 1A 时, sin( ) sin( )Ay x y A x 所有各点的纵坐标缩短到原来的 倍(横坐标不变) ;
④最值变换:
当 0h 时, sin( ) sin( )hy A x y A x h 所有各点向上平行移动 个单位 ;
当 0h 时, sin( ) sin( )hy A x y A x h 所有各点向下平行移动 个单位 ;
注意:函数 cos( )y A x h 和函数 tan( )y A x h 的变换情况同上.
3、三角函数的值域:
(1) siny a x b 型:
设 sint x ,化为一次函数 y at b 在闭区间[ 1,1] 上求最值.
(2) sin cosy a x b x c , , 0a b 型:
引入辅助角 ,tan b
a
,化为 2 2 sin( )y a b x c .
(3) 2sin siny a x b x c 型:
设 sin [ 1,1]t x ,化为二次函数 2y at bt c 求解.
(4) sin cos (sin cos )y a x x b x x c 型:
设 sin cos [ 2, 2]t x x ,则 2 1 2sin cost x x ,化为二次函数
2( 1)
2
a ty bt c 在闭
区间 [ 2, 2]t 上求最值.
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
27
(5) tan coty a x b x 型:
设 tant x ,化为 by at t
,用“Nike 函数”或“差函数”求解.
(6) sin
sin
a x by c x d
型:
方法一:常数分离、分层求解;方法二:利用有界性,化为 1 sin 1x 求解.
(7) sin
cos
a x by c x d
型:
化为 sin cosa x yc x b dy ,合并 2 2 2 sin( )a y c x b dy ,利用有界性,
2 2 2
sin( ) [ 1,1]b dyx
a y c
求解.
(8) 2 2sin cos sin cosa x x b x c x ,( 0, ,a b c 不全为 0)型:
利用降次公式,可得 2 2sin cos sin cos sin 2 cos22 2 2
a c b b ca x x b x c x x x ,然后利用辅
助角公式即可.
4、三角函数的对称性:
对称中心 对称轴方程
xy sin )0,( k , Zk
2
kx , Zk
xy cos )0,2( k , Zk kx , Zk
xy tan )0,2( k Zk /
xy cot )0,2( k Zk /
备注:① xy sin 和 xy cos 的对称中心在其函数图像上;
② xy tan 和 xy cot 的对称中心不一定在其函数图像上.(有可能在渐近线上)
例 3:求函数 5sin(2 ) 73y x 的对称轴方程和对称中心.
解析:由函数 siny x 的对称轴方程
2
kx , Zk ,可得 2 3 2x k , Zk
解得
12 2
kx , Zk .
所以,函数 5sin(2 ) 73y x 的对称轴方程为
12 2
kx , Zk .
由函数 siny x 的中心对称点 )0,( k , Zk ,可得 2 3x k , Zk
解得
6 2
kx , Zk .
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
28
所以,函数 5sin(2 ) 73y x 的对称中心为( ,7)6 2
k , Zk .
5、反正弦、反余弦、反正切函数的性质和图像:
xy arcsin xy arccos xy arctan
定义域 ]1,1[ ]1,1[ ),(
值域 ]2,2[ ],0[ )2,2(
奇偶性 奇函数 非奇非偶函数 奇函数
单调性 在[ 1,1] 上是增函数 在[ 1,1] 上是减函数 在 ),( 上是增函数
对称中心 点(0,0) 点(0, )2
点(0,0)
图像
重要结论:
(1)先反三角函数后三角函数:
① [ 1,1] sin(arcsin ) cos(arccos )a a a a ;
② tan(arctan )a R a a .
(2)先三角函数后反三角函数:
① [ , ]2 2
arcsin(sin ) ;
② [0, ] arccos(cos ) ;
③ ( , )2 2
arctan(tan ) .
(3)反三角函数对称中心特征方程式:
① [ 1,1]a arcsin( ) arcsina a ;
② [ 1,1]a arccos( ) arccosa a ;
③ ( , )a arctan( ) arctana a .
6、解三角方程公式:
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
29
sin , 1 ( 1) arcsin ,
cos , 1 2 arccos ,
tan , arctan ,
kx a a x k a k Z
x a a x k a k Z
x a a R x k a k Z
.
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