任意角:一条射线绕端点旋转,按逆时针方向旋转所成的角叫做正角,按顺时针方向旋转所成的角叫做负角,不作旋转所成的角叫做零角。
在直角坐标系中,角的顶点与原点重合、始边与 x 轴正半轴重合,此时角的终边落在第几象限,就说这个角是第几象限角。终边落在坐标轴上的角不属于任何象限。
终边相同的角:所有与角 α 终边相同的角,构成集合 S = {β | β = α + k·360°, k ∈ Z}。
弧度制:长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做 1 弧度的角,记作 1 rad。角度与弧度的换算:π rad = 180°,即 1 rad = (180/π)° ≈ 57.3°,1° = π/180 rad。
弧长与扇形面积公式:弧长 l = |α|·R;扇形面积 S = (1/2)lR = (1/2)|α|R²(其中 α 为圆心角的弧度数)。
① 角度制的局限——角度是用"90 等分圆周"来定义的,与实数没有直接对应。而数学分析、微积分中,自变量必须是实数,三角函数的自变量需要是一个"数",不是一个带单位的角度。
② 弧度制的优势——1 弧度定义为"弧长等于半径时的圆心角",因为弧长和半径都是长度,所以弧度是一个纯数(实数),可以直接作为函数的自变量。此外,弧度制下有很多漂亮的公式(如 lim(x→0) sin x / x = 1)。
③ 象限角的判定——把角写成 α = α₀ + k·360°(k ∈ Z)的形式,其中 α₀ ∈ [0°, 360°),然后看 α₀ 落在哪个象限,α 就是第几象限角。
👉 记忆要点:π 弧度 = 180°,π/2 弧度 = 90°,π/6 弧度 = 30°。常用角度→弧度换算必须熟练。
计算 sin 30 的值。
判断 1000° 是第几象限角。
📌 口诀:看象限先去整圈(360° 的整数倍)。
已知半径为 2 的扇形,圆心角为 π/4,求其面积。
📌 要点:公式与角度单位必须匹配,不能混用。
设角 α 的终边上任意一点 P(x, y)(P 与原点不重合),|OP| = r = √(x² + y²) > 0,则:
正弦:sin α = y/r;余弦:cos α = x/r;正切:tan α = y/x(x ≠ 0)。
三角比在各象限的符号:
· 第一象限:全部为正(sin+, cos+, tan+);
· 第二象限:只有 sin 为正;
· 第三象限:只有 tan 为正;
· 第四象限:只有 cos 为正。
记忆口诀:一全正,二正弦,三正切,四余弦。
① 从定义直接推导——r 永远是正数,所以:
② 记忆方法——不用死记"一全正、二正弦、三正切、四余弦",可以从定义直接推出:
第一象限:x > 0, y > 0,全部正;
第二象限:x < 0, y > 0,sin 正、cos 负、tan 负;
第三象限:x < 0, y < 0,sin 负、cos 负、tan 正;
第四象限:x > 0, y < 0,sin 负、cos 正、tan 负。
👉 三角比的值只与终边位置有关,与终边上点的位置无关。
已知 sin α = 3/5,求 cos α。
📌 口诀:开平方必须讨论正负号,除非象限已确定。
已知角 α 的终边经过点 P(3, −4),求 sin α 的值。
📌 要点:三角比不是 x、y 本身,而是 x、y 除以 r 的比值。
求 tan α 在 α = 90° 时的值。
📌 要点:"不存在"不是"∞",因为 ∞ 不是实数。
对任意角 α(使各式有意义),有:
① 平方关系:sin²α + cos²α = 1。
② 商数关系:tan α = sin α / cos α(cos α ≠ 0,即 α ≠ π/2 + kπ)。
由这两个基本关系可以推导出:
· sin²α = 1 − cos²α = (1 − cos α)(1 + cos α);
· tan α · cot α = 1(cot α = cos α / sin α 为余切,α ≠ kπ);
· 1 + tan²α = 1/cos²α(α ≠ π/2 + kπ);
· 1 + cot²α = 1/sin²α(α ≠ kπ)。
核心思路:已知 sin、cos、tan 三者中任意一个,可以求出另外两个。
具体方法:
👉 关键:凡是用平方关系,都必须讨论象限或根据题目给的信息确定符号。
常见化简技巧:
已知 tan α = 3/4,求 sin α。
📌 要点:tan 为正时,角在第一或第三象限,sin 的符号相反。
已知 tan α = 2,求 sin²α − cos²α 的值。
已知 sin α + cos α = 1/2,判断 sin α 与 cos α 的符号。
设 α 为任意角,则以下各组公式成立(k ∈ Z):
· 公式一:sin(α + 2kπ) = sin α;cos(α + 2kπ) = cos α;tan(α + 2kπ) = tan α。
· 公式二:sin(π + α) = −sin α;cos(π + α) = −cos α;tan(π + α) = tan α。
· 公式三:sin(−α) = −sin α;cos(−α) = cos α;tan(−α) = −tan α。
· 公式四:sin(π − α) = sin α;cos(π − α) = −cos α;tan(π − α) = −tan α。
· 公式五:sin(π/2 − α) = cos α;cos(π/2 − α) = sin α。
· 公式六:sin(π/2 + α) = cos α;cos(π/2 + α) = −sin α。
记忆口诀:奇变偶不变,符号看象限。
① 什么时候用——当角表示为 π/2·k ± α 形式时(k 为整数),可用此口诀化简。
② "奇变偶不变"——看 k 的奇偶性:
③ "符号看象限"——把 α 视为锐角(α ∈ (0, π/2)),判断原角 π/2·k ± α 所在象限,再根据该象限的符号规则,得到化简后函数前的正负号。
具体步骤示例:化简 sin(π + α)。
👉 提醒:口诀中的 α 是"视为锐角",与 α 实际所在的象限无关。这一点初学者常犯错。
已知 α 是第三象限角,化简 sin(π − α)。
📌 要点:口诀中的 α 永远是"视为锐角",不要代入实际象限。
化简:sin(π + α)·cos(π − α)/tan(−α)。
化简:tan(π/2 + α)。
两角和差公式:
sin(α ± β) = sin α cos β ± cos α sin β;
cos(α ± β) = cos α cos β ∓ sin α sin β;
tan(α ± β) = (tan α ± tan β)/(1 ∓ tan α tan β)。
二倍角公式(令 β = α):
sin 2α = 2 sin α cos α;
cos 2α = cos²α − sin²α = 2cos²α − 1 = 1 − 2sin²α;
tan 2α = 2tan α / (1 − tan²α)。
降幂公式(由 cos 2α 变形):
sin²α = (1 − cos 2α)/2;cos²α = (1 + cos 2α)/2。
① 余弦公式的"符号相反"——cos(α + β) 展开后是"cos·cos − sin·sin",用"−"号;cos(α − β) 展开后是"cos·cos + sin·sin",用"+"号。记忆方法:余弦公式里,"和"对应"减","差"对应"加"。
② 正弦公式的"符号相同"——sin(α + β) 展开后是"sin·cos + cos·sin",用"+"号;sin(α − β) 展开后是"sin·cos − cos·sin",用"−"号。记忆方法:正弦公式里,符号保持一致。
③ 二倍角公式是"和角公式"的特例——把 β 换成 α 就得到二倍角公式,所以只要记住和差角公式,二倍角公式自然能推出来。
④ 余弦二倍角的三种形式——cos 2α = cos²α − sin²α = 2cos²α − 1 = 1 − 2sin²α。三种形式在解题时视情况选用:
👉 降幂公式常用于化简 sin²α、cos²α,是处理三角函数"高次"问题的关键工具。
化简:cos(α + β)。
📌 口诀:正弦同号,余弦反号。
已知 sin α = 4/5,求 sin 2α 的值。
化简:2cos²α − 1。
📌 要点:看到 2cos²α − 1 立即想到 cos 2α;看到 cos²α 立即想到 (1 + cos 2α)/2。
在 △ABC 中,角 A, B, C 所对的边分别为 a, b, c,三角形外接圆半径为 R。
正弦定理:a/sin A = b/sin B = c/sin C = 2R。
余弦定理:
a² = b² + c² − 2bc cos A;
b² = a² + c² − 2ac cos B;
c² = a² + b² − 2ab cos C。
推论(求角):cos A = (b² + c² − a²)/(2bc),等等。
三角形面积公式:S = (1/2)ab sin C = (1/2)bc sin A = (1/2)ac sin B。
① 正弦定理适用条件("已知两角一边"或"已知两边及其中一边的对角"):
② 余弦定理适用条件("已知两边及夹角"或"已知三边"):
③ SSA 情形的"两解"问题——已知 a, b, A(其中 A 为锐角),用正弦定理求 B 时,可能出现 B 为锐角或钝角两种情况。判定方法:
👉 判断技巧:SSA 情形,大边对大角——若 a 是较小边,则 A 也是较小角,求出的 B 可能为锐角或钝角两种情况。
在 △ABC 中,已知 a = 3, b = 4, A = 30°,求 B 的值。
📌 要点:SSA 情形下求角,必须检查是否两解——大边对大角,A 为锐角时,B 可能也是锐角或钝角。
在 △ABC 中,a = 2, b = 3, c = 4,求 cos C。
📌 口诀:求哪条边对的角,就用"其他两边的平方和减去这条边的平方"。
在 △ABC 中,a = 3, b = 4, C = 30°,求三角形面积。
📌 要点:S = (1/2)ab sin C 中的角必须是 a、b 的夹角 C,不能随意换。
三角是上海高考数学的重点板块之一,每年必考,且分值稳定。本章既是独立考点,又是后续导数、解析几何的基础工具。主要考查位置:
近五年上海卷中,解三角形几乎每年出现在解答题前两题(14分)。2025年第17题、2024年第17题均为解三角形。掌握好本章基础,是确保稳定拿分的关键。