专题06 三角函数的概念与三角公式应用（4知识点+3重难点+7方法技巧+5易错易混）（解析版）-2025高考数学一轮复习知识

专题06三角函数的概念与三角恒等变换（思维构建+知识盘点+重点突破+方法技巧+易混易错）知识点1任意角与弧度制1、角的概念（1）任意角：①定义：角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形；②分类：角按旋转方向分为正角、负角和零角．（2）象限角：以角的顶点为坐标原点，角的始边为x轴正半轴，建立平面直角坐标系．这样，角的终边(除端点外)在第几象限，就说这个角是第几象限角；如果角的终边在坐标轴上，就认为这个角不属于任何一个象限．（3）终边相同的角：所有与角α终边相同的角，连同角α在内，构成的角的集合是S＝{β|β＝k·360°＋α，k∈Z}．2、弧度制定义把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角，弧度记作rad角α的弧度数公式|α|＝eq\f(l,r)(弧长用l表示)角度与弧度的换算①1°＝eq\f(π,180)rad；②1rad＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(180,π)))°弧长公式弧长l＝|α|r扇形面积公式S＝eq\f(1,2)lr＝eq\f(1,2)|α|r2知识点2任意角的三角函数三角函数正弦余弦正切定义设α是一个任意角，它的终边与单位圆交于点P(x，y)，那么eq\a\vs4\al(y)叫做α的正弦，记作sinαeq\a\vs4\al(x)叫做α的余弦，记作cosαeq\f(y,x)叫做α的正切，记作tanα各象限符号Ⅰ＋＋＋Ⅱ＋－－Ⅲ－－＋Ⅳ－＋－三角函数线有向线段MP为正弦线有向线段OM为余弦线有向线段AT为正切线知识点3同角三角函数基本关系式与诱导公式1、同角三角函数基本关系式（1）平方关系：sin2α＋cos2α＝1.（3）商数关系：eq\f(sinα,cosα)＝tanαeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α≠\f(π,2)＋kπ，k∈Z)).（3）基本关系式的几种变形=1\*GB3①sin2α＝1－cos2α＝(1＋cosα)(1－cosα)；cos2α＝1－sin2α＝(1＋sinα)(1－sinα)．=2\*GB3②(sinα±cosα)2＝1±2sinαcosα.=3\*GB3③sinα＝tanαcosαeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α≠kπ＋\f(π,2)，k∈Z)).2、三角函数的诱导公式公式一二三四五六角2kπ＋α(k∈Z)π＋α－απ－αeq\f(π,2)－αeq\f(π,2)＋α正弦sinα－sinα－sinαsinαcosαcosα余弦cosα－cosαcosα－cosαsinα－sinα正切tanαtanα－tanα－tanα口诀函数名改变，符号看象限函数名不变，符号看象限“奇变偶不变，符号看象限”中的奇、偶是指π/2的奇数倍和偶数倍，变与不变指函数名称的变化。知识点4三角恒等变换公式1、两角和与差的正弦、余弦、正切公式C(α－β)cos(α－β)＝cosαcosβ＋sinαsinβC(α＋β)cos(α＋β)＝cosαcosβ－sinαsinβS(α－β)sin(α－β)＝sinαcosβ－cosαsinβS(α＋β)sin(α＋β)＝sinαcosβ＋cosαsinβT(α－β)tan(α－β)＝eq\f(tanα－tanβ,1＋tanαtanβ)；变形：tanα－tanβ＝tan(α－β)(1＋tanαtanβ)T(α＋β)tan(α＋β)＝eq\f(tanα＋tanβ,1－tanαtanβ)；变形：tanα＋tanβ＝tan(α＋β)(1－tanαtanβ)【注意】在公式T(α±β)中α，β，α±β都不等于kπ＋eq\f(π,2)(k∈Z)，即保证tanα，tanβ，tan(α±β)都有意义．2、二倍角公式S2αsin2α＝2sinαcosα；变形：1＋sin2α＝(sinα＋cosα)2，1－sin2α＝(sinα－cosα)2C2αcos2α＝cos2α－sin2α＝2cos2α－1＝1－2sin2α；变形：cos2α＝eq\f(1＋cos2α,2)，sin2α＝eq\f(1－cos2α,2)T2αtan2α＝eq\f(2tanα,1－tan2α)3、辅助角公式一般地，函数f(α)＝asinα＋bcosα(a，b为常数)可以化为f(α)＝eq\r(a2＋b2)sin(α＋φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(其中tanφ＝\f(b,a)))或f(α)＝eq\r(a2＋b2)cos(α－φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(其中tanφ＝\f(a,b))).重难点01sinα，cosα齐次式中“切弦互化”的技巧1、弦化切：把正弦、余弦化成切的结构形式，统一为“切”的表达式，进行求值．常见的结构有：（1）sinα，cosα的二次齐次式(如asin2α＋bsinαcosα＋ccos2α)的问题常采用“切”代换法求解；（2）sinα，cosα的齐次分式eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(如\f(asinα＋bcosα,csinα＋dcosα)))的问题常采用分式的基本性质进行变形．2、切化弦：利用公式tanα＝eq\f(sinα,cosα)，把式子中的切化成弦．一般单独出现正切的时候，采用此技巧．【典例1】（23-24高三下·河南洛阳·模拟预测）已知，则（

）A． B． C． D．2【答案】B【解析】因为，所以．故选：B．【典例2】（23-24高三下·四川·模拟预测）已知，则（

）A． B． C． D．【答案】D【解析】因为．故选:D．【典例3】（23-24高三下·广东·月考）若，则（）A． B． C． D．【答案】A【解析】.因，则.故选：A重难点02sinα±cosα与sinαcosα关系的应用对于sinα＋cosα，sinα－cosα，sinαcosα这三个式子，知一可求二，若令sinα＋cosα＝t(t∈[－eq\r(2)，eq\r(2)])，则sinαcosα＝eq\f(t2－1,2)，sinα－cosα＝±eq\r(2－t2)(注意根据α的范围选取正、负号)，体现了方程思想的应用．【典例1】（23-24高三下·吉林长春·三模）已知，且，则．【答案】【解析】因为，所以.【典例2】（23-24高三上·山东·开学考试）若，，则（

）A． B．2 C． D．3【答案】B【解析】由，，得，而，即，解得，因此，所以.故选：B【典例3】（23-24高三下·湖南岳阳·二模）已知，则（

）A．B．C．D．【答案】C【解析】设①时，，②时，，③时，，此时④时，，此时综合①②③④，可以排除、,，所以，故选：C.重难点03三角函数式的化简要遵循“三看”原则【注意】化简三角函数式的常见方法有弦切互化，异名化同名，异角化同角，降幂与升幂等．【典例1】（23-24高三下·广东·二模）（

）A． B． C． D．【答案】D【解析】.故选：D【典例2】（23-24高三下·重庆·模拟预测）的值为（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】，故选：A．【典例3】（23-24高三下·河南焦作·月考）（）A． B． C． D．【答案】A【解析】.故选：A.一、确定角终边所在象限的方法法1分类讨论法：利用已知条件写出的范围（用表示），由此确定的范围，在对进行分类讨论，从而确定所在象限。法2几何法：先把各象限分为等份，再从轴的正方向的上方起，逆时针依次将各区域标上一、二、三、四……则原来是第几象限的角，标号为几的区域即角终边所在的区域。【典例1】（23-24高三下·四川绵阳·三模）已知，且，则为（

）A．第一或二象限角 B．第二或三象限角 C．第一或三象限角 D．第二或四象限角【答案】C【解析】由，得，则且，又，因此且，是第二象限角，即，则，当为偶数时，是第一象限角，当为奇数时，是第三象限角，所以是第一或三象限角.故选：C【典例2】（23-24高三上·广东广州·二调）已知，，则的终边在（

）A．第一、二、三象限 B．第二、三、四象限C．第一、三、四象限 D．第一、二、四象限【答案】D【解析】因为，，所以为第二象限角，即，所以，则的终边所在象限为所在象限，即的终边在第一、二、四象限.故选：D.【典例3】（23-24高三上·甘肃天水·月考）设角属于第二象限，且，则角属于（

）A．第一象限 B．第二象限C．第三象限 D．第四象限【答案】C【解析】为第二象限角，，；当时，为第一象限角；当时，为第三象限角；为第一或第三象限角；，，为第三象限角.故选：C.二、扇形的弧长与面积应用1、利用扇形的弧长和面积公式解题时，要注意角的单位必须是弧度.2、求扇形面积最大值的问题时，常转化为二次函数的最值问题.3、在解决弧长问题和扇形面积问题时，要合理地利用圆心角所在的三角形.【典例1】（23-24高三上·黑龙江哈尔滨·月考）已知扇形弧长为，圆心角为2，则该扇形面积为（

）A． B． C． D．1【答案】B【解析】设扇形所在圆的半径为，因为扇形弧长为，圆心角为，可得，可得，由扇形的面积公式，可得.故选：B.【典例2】（23-24高三上·江苏徐州·月考）已知某扇形的面积为3，则该扇形的周长最小值为（

）A．2 B．4 C． D．【答案】D【解析】设扇形的弧长为，半径为，所以扇形的面积为，所以，又扇形的周长为，所以，当且仅当，即时，取等号.故选：D.【典例3】（23-24高三下·湖南·一模）出土于鲁国故城遗址的“出廓双龙勾玉纹黄玉璜”（图1）的璜身满刻勾云纹，体扁平，呈扇面状，黄身外耧空雕饰“”型双龙，造型精美．现要计算璜身面积（厚度忽略不计），测得各项数据（图2）：，若，则璜身（即曲边四边形）面积近似为（

）A． B． C． D．【答案】C【解析】显然为等腰三角形，，则，，又，所以，于是，所以璜身的面积近似为.故选：C三、三角函数的定义中常见的三种题型及解决办法1、已知角的终边上一点的坐标，求角的三角函数值方法：先求出点到原点的距离，再利用三角函数的定义求解。2、已知角的一个三角函数值和终边上一点的横坐标或纵坐标，求与角有关的三角函数值方法：先求出点到原点的距离（带参数），根据已知三角函数值及三角函数的定义建立方程，求出未知数，从而求解问题。3、已知角的终边所在的直线方程（），求角的三角函数值方法：先设出终边上一点，求出点到原点的距离，再利用三角函数的定义求解，注意的符号，对进行讨论。若直线的倾斜角为特殊角，也可直接写出角的三角函数值。【典例1】（23-24高三下·江西·二模）已知角的终边经过点，则（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】根据题意，由三角函数的定义得.故选：A.【典例2】（23-24高三下·北京朝阳·二模）在平面直角坐标系中，锐角以为顶点，为始边.将的终边绕逆时针旋转后与单位圆交于点，若，则（

）A． B． C． D．【答案】D【解析】如图，由，，得，所以.故选：D【典例3】（23-24高三下·河南·一模）以坐标原点为顶点，x轴非负半轴为始边的角，其终边落在直线上，则有（

）A． B． C． D．【答案】C【解析】因角的终边落在直线上，故或.对于A，当，时，，故A项错误；对于B，当时，，故B项错误；对于C，当，时，，当时，，故B项正确；对于D项，当，时，，则；当时，，，则.故D项错误.故选：C.四、对sinα，cosα，tanα的知一求二问题1、知弦求弦：利用诱导公式及平方关系sin2α＋cos2α＝1求解2、知弦求切：常通过平方关系，与对称式sinα±cosα，sinα·cosα建立联系，注意tanα＝eq\f(sinα,cosα)的灵活应用3、知切求弦：先利用商数关系得出sinα＝tanα·cosα或cosα＝eq\f(sinα,tanα)，然后利用平方关系求解【典例1】（23-24高三上·河北邢台·期末）若，且为第三象限角，则（

）A． B． C． D．【答案】B【解析】因为，且为第三象限角，所以，故，故选：B【典例2】（23-24高三上·上海松江·期中）已知，且，则的值为（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】由题意得，则，故选：A.【典例3】（23-24高三上·内蒙古赤峰·期中）已知，，则.【答案】【解析】，，，，则.五、利用诱导公式把任意角的三角函数转化为锐角三角函数的步骤eq\x(\a\al(任意负角,的三角函,数))eq\o(→,\s\up9(\a\vs4\al(利用诱导公式)),\s\do8(三或一))eq\x(\a\al(任意正角,的三角函,数))eq\o(→,\s\up9(\a\vs4\al(利用诱导公式一)))eq\x(\a\al(0～2π的,角的三角,函数))eq\o(→,\s\up9(\a\vs4\al(利用诱导公式二)),\s\do8(或四或五))eq\x(\a\al(锐角三,角函数))也就是：“负化正，大化小，化到锐角就好了”．【典例1】（23-24高三下·河北·三模）已知点在角的终边上，则（

）A． B． C． D．【答案】B【解析】由题意，，所以.故选：B.【典例2】（23-24高三下·辽宁·三模）已知，则（

）A． B．1 C． D．3【答案】D【解析】，故选：D.【典例3】（23-24高三下·全国·专题练习）已知（1）化简；（2）若是第三象限角，且，求的值.【答案】（1）；（2）【解析】（1）因为，所以.（2）由诱导公式可知，即，又是第三象限角，所以，所以.六、给值求值问题的求解策略1、“给值求值”关键是找出已知式与待求式之间的联系及函数的差异.①一般可以适当变换已知式，求得另外函数式的值，以备应用;②变换待求式，便于将已求得的函数值代入，从而达到解题的目的.2、“凑配角”：用已知角和特殊角将所求角表示出来，例如：等.【典例1】（23-24高三上·全国·专题练习）已知，则（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】，则，．故选：A【典例2】（23-24高三下·山西·三模）若，且，则（

）A． B． C． D．【答案】D【解析】因为，则，且，则，可得，，又因为，则，且，可得，，所以.故选：D.【典例3】（23-24高三下·贵州贵阳·二模）已知，则的值为（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】由得，，两式相除可得，所以.故选：A．七、给值求角问题的求解策略“给值求角”实质就是转化为“给值求值”.解决此类题的关键是：（1）求值：求出所求角的某种三角函数值.（2）界定范围：根据题设（隐含条件）确定所求角的取值范围.（3）求角：由所得函数值结合函数的单调性及角的取值范围确定角的大小.【典例1】（23-24高三上·海南·月考）已知，，，则的值是（

）A． B． C． D．【答案】D【解析】因为，，，则，可知，，则，又因为，可得，所以.故选：D.【典例2】（23-24高三上·河北廊坊·期中）设，且，则（

）A． B．C． D．【答案】B【解析】因为，所以．因为，所以，所以，则．故选：B.【典例3】（23-24高三上·河北石家庄·月考）若，，，，则.【答案】【解析】由，，则，，所以或，，，则，当时，，则，当时，，则，又，.故.易错点1对任意角的理解不到位点拨：根据任意角的定义，顺时针旋旋转为负角，逆时针旋转为正角。【典例1】（23-24高三上·云南·月考）从2023年12月14日13∶00到当天13∶25，某时钟的分针转动的弧度为（

）A． B． C． D．【答案】C【解析】因为分针是按照顺时针方向旋转，所以转动的角为负角，所以分针转动的弧度为.故选：C.【典例2】（23-24高三上·山东德州·开学考试）（多选）下列说法正确的是（

）A．第二象限角比第一象限角大B．60°角与600°角不是终边相同的角C．正弦函数y=sinx在第一象限是增函数D．将表的分针拨慢10分钟，则分针转过的角的弧度数为【答案】BD【解析】对于A，分别为第二象限与第一象限的角，但是，故A错误，对于B，，所以的终边与的终边相同，故角与的终边不相同，故B正确，对于C，正弦函数为周期函数，，故y=sinx在第一象限是增函数是错误的，故C错误，对于D，将表的分针拨慢10分钟，则分针转过的角的弧度数为，故选：BD易错点2三角函数定义中，忽略点坐标值的正负点拨：在应用三角函数定义时，要注意对参数正负进行讨论。【典例1】（23-24高三下·甘肃·一模）已知点为角终边上一点，则（

）A． B． C． D．【答案】C【解析】因为点为角终边上一点，所以，所以.故选：C【典例2】（23-24高三下·山东济宁·开学考试）（多选）在平面直角坐标系中，若角的顶点为坐标原点，始边与轴的非负半轴重合，终边经过点，则（

）A． B． C． D．2【答案】BD【解析】由题意，所以或，所以.故选：BD.易错点3忽略角所在的象限点拨：利用同角三角函数基本关系式求三角函数值时，要注意角所在的象限，从而确定三角函数值