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【基础过关系列】2022-2023 学年高一数学上学期同步知识点剖析精品讲义 (人教 A 版 2019)
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基础知识
任意角的三角函数的概念
设 α 是一个任意角,α∈R,它的终边 OP 与单位圆相交于点 P(x,y).
① 把点 P 的纵坐标 y 叫做 α 的正弦函数,记作 sinα,即 y=sinα;
② 把点 P 的纵坐标 x 叫做 α 的余弦函数,记作 cosα,即 x=cosα;
③ 把点 P 的纵坐标 yx 叫做 α 的正切函数,记作 tanα,即 yx=tanα(x≠0).

正弦函数 f(x)=sinx,x∈R;余弦函数 f(x)=cosx,x∈R;
正切函数 f(x)=tanx, x≠π2+kπ(k∈Z),它们统称三角函数.
解释
(1) 一般地,任意给定一个角 α∈R,它的终边 OP 与单位圆的交点是确定的,则点 P 的横坐标 x、纵坐标 y 都是角 α 的函数;
(2) 当 α=π2+kπ(k∈Z) 时,α 的终边在 y 轴上,这时点 P 横坐标 x=0,此时 yx=tanα 没意义.
(3) 设 α 是一个任意角,它的终边上任意一点 P(不与原点 O 重合) 的坐标为 (x,y),点 P 与原点的距离为 r,
则 sinα=yr,cosα=xr,tanα=yx. 显然其中 r=√x2+y2.
【例】 求 sin2π3, cos2π3, tan2π3.
解析 下图中,2π3 的终边 OP 与单位圆交于点 P,过点 P 作 PH⊥x 轴,
在 RtΔOPH 中,OP=1, ∠POH=π3,
则 OH=12, PH=√32,即 P(−12,√32),
则 sin2π3=√32,cos2π3=−12,tan2π3=−√3.
三角函数在各个象限的符号
判断三角函数在各个象限的符号的方法
(1) 三角函数定义
设 α 的终边上一点 P(x,y),sinα 符号看 y,cosα 符号看 x,tanα 符号看 yx.
各象限点坐标的符号 | α | 第一象限 |
第二象限 | 第三象限 | 第四象限 |
 | sinα | + | + |
- | - |
cosα | + | - | - | + |
tanα | + | - | + | − |
(2) 巧记方法: QSRC-- 全是天才
如下图,第一象限是 Q,第二象限是 S,第一象限是 T,第一象限是 C;QSRC 是 “全是天才” 各字拼音首字母.S 代表 "sin",T 代表 "tan ",C 代表 "cos ",Q 代表全部三种函数.
则第一象限中三个函数符号都是正,第二象限中只有 sinα 的符号是正,第三象限中只有 tanα 的符号是正,第四象限只有 cosα 的符号是正.

PS 建议学数学还是要有 “逻辑性” 地系统建立起知识体系,方法 1 好;方法 2 这种 “取巧” 的分式不太建议,但挺佩服想到这方法那个人的想象能力.
特殊角的三角函数值表
α |
0 |
π6 |
π4 |
π3 |
π2 |
2π3 |
3π4 |
5π6 |
π |
3π2 |
2π |
sinα |
0 |
12 |
√22 |
√32 |
1 |
√32 |
√22 |
12 |
0 |
−1 |
0 |
cosα |
1 |
√32 |
√22 |
12 |
0 |
−12 |
−√22 |
−√32 |
1 |
0 |
1 |
tanα |
0 |
√33 |
1 |
√3 |
无 |
−√3 |
−1 |
−√33 |
0 |
无 |
0 |
利用三角函数的定义求 α=0、 π2 、π、2π 时对应的三角函数值.
PS 对特殊角的三角函数值,要理解切忌死记,后面学到诱导公式也可理解.
【例】 如图所示,α=π 的终边在 x 轴的负半轴,与 x 轴交点为 P(−1,0),
则 sinπ=0,cosπ=−1,tanπ=0.

终边相等的角的三角函数值
由三角函数的定义,易得:终边相等的角的同一三角函数的值相等.
即 sin(α+k⋅2π)=sinα,cos(α+k⋅2π)=cosα,tan(α+k⋅2π)=tanα,其中 k∈Z.
这组公式属于诱导公式的公式一,后面我们还会学其他的公式二至六.
【例】 求 cos9π4, tan(−11π3).
解 cos9π4==cos(π4+2π)=cosπ4=√22, tan(−11π3)=tan(−4π+π3)=tanπ3=√33.
基本方法
【题型1】利用定义求角的三角函数值
【典题 1】 已知点 M 是单位圆 x2+y2=1 上的点,以射线 OM 为终边的角 α 的正弦值为 −√22,
求 cosα 和 tanα 的值.
解析 设点 M 的坐标为 (x1,y1).
由题意可知,sinα=−√22,即 y1=−√22.
∵ 点 M 是圆 x2+y2=1 上的点,
∴x21+y21=1,即 x21+(−√22)2=1,解得 x1=√22,或 x1=−√22.
即 M(√22,−√22) 或 M(−√22,−√22),
∴cosα=√22, tanα=−1,或 cosα=−√22, tanα=1.
点拨 注意三角函数的定义,点 M 是否在单位圆上,若不是,则 sinα=y√x2+y2,
cosα=x√x2+y2,tanα=yx.
【典题 2】 求 sin3π4,cos3π4,tan3π4.
解析 3π4 的终边 OP 与单位圆交于点 P,过点 P 作 PH⊥x 轴,
在 RtΔOPH 中,OP=1, ∠POH=π4,
则 OH=√22, PH=√22,即 P(−√22,√22),
则 sin3π4=√22,cos3π4=−√22,tan3π4=−1.

【巩固练习】
1. 求 sinπ2= –––––, cosπ2= ––––– ,
2. 已知角 α 的终边过点 P(−4m,3m)(m≠0),则 2sinα+cosα 的值是 ( )
A.1 或 −1 B. 25 或 −25 C.1 或 −25 D.-1 或 25
3. 求 sin(−π4),cos(−π4),tan(−π4).
参考答案
-
答案 1,0
解析 利用单位圆,得到 sinπ2=1,cosπ2=0.
-
答案 B
解析 r=√(−4m)2+(3m)2=5|m|, ∴sinα=3m5|m|, cosα=−4m5|m|,
∴2sinα+cosα=6m−4m5|m|=2m5|m|=−25 或 25,故选 B.
-
答案 sin(−π4)=−√22, cos(−π4)=√22, tan(−π4)=−1.
解析 −π4 的终边 OP 与单位圆交于点 P,过点 P 作 PH⊥x 轴,
在 RtΔOPH 中,OP=1, ∠POH=π4,
则 OH=√22, PH=√22,即 P(√22,−√22),
则 sin(−π4)=−√22,cos(−π4)=√22,tan(−π4)=−1.
【题型2】三角函数值的符号问题
【典题 1】 判断下列各式的符号:
(1) sinα⋅tanα,其中 α 是第四象限角;(2) sin3⋅cos4⋅tan(−23π4).
解析 (1)∵α 是第四象限角,∴sinα<0,tanα<0,
∴sinα⋅tanα>0.
(2) ∵π2<3<π, π<4<3π2,∴sin3>0,cos4<0.
∵−23π4=−6π+π4, ∴−23π4 的终边与 π4 的终边相同,
∵tanπ4>0, ∴tan(−23π4)>0
∴sin3⋅cos4⋅tan(−23π4)<0.
点拨 判断角 α 的三角函数的符号,先确定 α 终边在第几象限;设 α 的终边所在象限点坐标 (x,y),
sinα 符号看 y,cosα 符号看 x,tanα 符号看 yx.
【巩固练习】
1. 已知 sin4⋅tan2 的值 ( )
A.不大于 0 B.大于 0 C.不小于 0 D.小于 0
2. 已知 {x∣x≠kπ2,k∈Z},则函数 y=|sinx|sinx+|cosx|cosx−2|tanx|tanx 的值可能是 ( )
A.1 B.−4 C.4 D.−2
3. 若 cosθ<0 且 tanθ<0,则 θ2 终边在 ( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第一或第三象限 D.第三或第四象限
参考答案
-
答案 B
解析 4rad 在第三象限,sin4<0;2rad 在第二象限,tan2<0, 则 sin4tan2>0. 故选 B.
-
答案 B
解析 当 x 在第一象限时: y=|sinx|sinx+|cosx|cosx−2|tanx|tanx=1+1−2=0;
当 x 在第二象限时: y=|sinx|sinx+|cosx|cosx−2|tanx|tanx=1−1+2=2 ;
当 x 在第三象限时: y=|sinx|sinx+|cosx|cosx−2|tanx|tanx=−1−1−2=−4;
当 x 在第四象限时: y=|sinx|sinx+|cosx|cosx−2|tanx|tanx=−1+1+2=2.
故选:B.
-
答案 C
解析 ∵cosθ<0 ,∴θ 是第二或三象限,
∵tanθ<0,∴θ 是第二或四象限,
∴θ 是第二象限,即 2kπ+π2<θ<2kπ+π,
∴kπ+π4<θ2<kπ+π2,
∴ 可得 θ2 终边在第一或第三象限.
故选:C.
【题型3】诱导公式一的应用
【典题 1】 求值 cos7π3+sin25π6+tan(−15π4).
解析 cos7π3+sin25π6+tan(−15π4)=cos(2π+π3)+sin(4π+π6)+tan(−4π+π4)
=cosπ3+sinπ6+tanπ4=12+12+1=2.
点拨 sin(α+k⋅2π)=sinα,cos(α+k⋅2π)=cosα,tan(α+k⋅2π)=tanα,
其中 k∈Z. 即终边相等的角的同一三角函数的值相等.
【典题 2】 角 α 终边与单位圆交于点 A(−35,45),则 sin(α+4π)+2tan(−2π+α)= ––––– .
解析 ∵ 角 α 终边与单位圆交于点 A(−35,45),
∴sinα=45, tanα=−43,
∴sin(α+4π)+2tan(−2π+α)=sinα+2tanα=45+2⋅(−43)=−2815.
【巩固练习】
1. 求值 cos13π6+sin7π3+tan(−7π4).
2. 已知角 α 终边上点 P 的坐标为 (45,−35),则 3sin(α−2π)−2cos(6π+α)= ––––– .
参考答案
-
答案 √3+1
解析 cos13π6+sin7π3+tan(−7π4)=cos(2π+π6)+sin(2π+π3)+tan(−2π+π4)=cosπ6+sinπ3+tanπ4=√32+√32+1=√3+1.
-
答案 −175
解析 ∵ 角 α 终边上点 P 的坐标为 (45,−35),
∴x=45, y=−35,r=|OA|=1.
∴sinα=−35,cosα=45,
∴3sin(α−2π)−2cos(6π+α)=3sinα−2cosα=−95−85=−175.
分层练习
【A组---基础题】
1. 有下列命题,其中正确的个数是 ( )
①终边相同的角的同名三角函数值相等;
②同名三角函数值相等的角也相等;
③终边不相同,它们的同名三角函数值一定不相等;
④不相等的角,同名三角函数值也不相等.
A.0 B.1 C.2 D.3
2. 已知角 α 的项点与坐标原点重合,始边与 x 轴的非负半轴重合,若点 P(2,−1) 在角 α 的终边上,则 tanα=( )
A.2 B. 12 C. −12 D.−2
3. 已知 sinα=35, cosα=−45,则角 α 所在的象限是 ( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
4. 已知 α=16π5,则下列结论正确的是 ( )
A. sinα<0,cosα>0 B. sinα<0,cosα<0
C.sinα<0,cosα<0 D.sinα>0,cosα>0
5. 若 sinα⋅cosα<0,则 α 的终边在 ( )
A.第一或第二象限 B.第一或第三象限 C.第一或第四象限 D.第二或第四象限
6.sin495°=( )
A.1 B. −12 C. √32 D. √22
7. 已知角 α 的终边与单位圆的交点为 P(−45,35),则 2cosα+tanα=–––––.
8. 已知 P(sin5π4,cos3π4) 落在角 θ 的终边上,且 θ∈[0,2π),则 θ 是第 ––––– 象限角.
9. 已知函数 f(x)=asin(πx+α)+bcos(πx+β),且 f(2)=2,则 f(2020) 的值为 –––––.
10. 求值 sin(−11π6)+cos7π3+tan(−5π3).
11. 已知角 α 终边上点 P 的坐标为 (2,−1),求 3tan(α+2π)+sin(−4π+α).
参考答案
-
答案 B
解析 对于①,由诱导公式一可得正确;
对于②,由 sin30∘=sin150∘=12,但 30°≠150°,所以②错误;
对于③,如 α=60°,β=120° 的终边不相同,但 sin60∘=sin120∘=√32,
所以③错误;对于④,由③中的例子可知④错误.
-
答案 C
解析 ∵ 点 P(2,−1) 在角 α 的终边上, ∴tanα=−12=−12,故选:C.
-
答案 B
解析 由 sinα=35>0 得角 α 的终边在第一或第二象限;
由 cosα=−45<0 得角 α 的终边在第二或第三象限.
综上,角 α 所在的象限是第二象限.
-
答案 C
解析 ∵α=16π5=2π+π+π5,终边落在第三象限,
∴sinα<0,cosα<0,故选:C.
-
答案 D
解析 ∵sinα⋅cosα<0,∴sinα 与 cosα 异号,
∴α 的终边在第二或第四象限.
-
答案 D
解析 sin495∘=sin(360∘+135∘)=sin135∘=√22,故选 D.
-
答案 920
解析 角 α 的终边与单位圆的交点为 P(−45,35),则 cosα=−45,
则 2sinα+tanα=65+35−45=920.
-
答案 三
解析 ∵sin5π4<0, cos3π4<0,∴P 在第三象限,∴θ 在第三象限角.
-
答案 2
解析 ∵f(2)=asin(2π+α)+bcos(2π+β)=asinα+bcosβ,∴asinα+bcosβ=2
f(2020)=asin(2020x+α)+bcos(2020x+β)=asinα+bcosβ=2.
-
答案 √3+1
解析 sin(−11π6)+cos7π3+tan(−7π3)=sin(−2π+π6)+cos(2π+π3)+tan(−2π+π3)
=sinπ6+cosπ3+tanπ3=12+12+√3=√3+1.
-
答案 −32−√55
解析 ∵ 角 α 终边上点 P 的坐标为 (2,−1),
∴x=2,y=−1, r=|OA|=√5,
∴sinα=yr=−√55, tanα=yx=−12,
∴3tan(α+2π)+sin(−4π+α)=3tanα+sinα=−32−√55.
【B组---提高题】
1. 若 θ 为第二象限角,则下列结论一定成立的是 ( )
A. sinθ2>0 B.cosθ2>0 C.tanθ2>0 D.sinθ2cosθ2<0
2. 若 sin(−7π3+θ)=−35,则 sin(θ−π3)= ––––– .
参考答案
-
答案 C
解析 ∵θ 为第二象限角, ∴π2+2kπ<θ<π+2kπ,k∈Z.
则 π4+kπ<θ2<π2+kπ,k∈Z,
∴θ 为一或三象限角,得 tanθ2>0.
故选:C.
-
答案 −35
解析 sin(θ−π3)=sin[2π+(−7π3+θ)]=sin(−7π3+θ)=−35.
【C组---拓展题】
1. 若 0<x<π2,证明 sinx<x<tanx.
参考答案
- 解析 如上图,在单位圆中,sinx=AB,tanx=CD, x=ˆAD,
显然 sinx<x<tanx.

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