高中数学必修四知识点总结

-1-

高中数学必修4三角函数知识点总结

§1.1.1、任意角

1、正角、负角、零角、象限角的概念.

2、与角终边相同的角的集合：2k,kZ.

§1.1.2、弧度制

3、弧长公式：lnRR.

180

§1.2.1、任意角的三角函数

siny，cosx，tany，cotx

rrxy

3、sin，cos，tan在四个象限的符号和三角函数线的画法

正弦线：MP;余弦线：OM;正切线：AT

4、特殊角0°，30°，45°，60°，

90°，

180°，270等的三

角函数值.

§1.2.2、同角三角函数的基本关系式

22

1、平方关系：sin2cos21.

sin

2、商数关系：tan.

0

6

4

3

2

2

3

3

4

3

2

2

sin

cos

tan

1、把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角

4、扇形面积公式

2nR：S

3601lR.

2

1、设是一个任意角，它的终边与单位圆交于

点

Ax,y

Px,y，那么：siny,cosx,tanyx

（设rx2y2

）

2、

-2-

cos

3、倒数关系：tancot1

§1.3、三角函数的诱导公式

（概括为“奇变偶不变，符号看象限”kZ）

-3-

sin2ksin,

1、诱导公式一：cos2kcos,（其中：kZ）tan2ktan.

sinsin,

2、诱导公式二：coscos,

tantan.

sinsin,

3、诱导公式三：coscos,

tantan.

sinsin,

4、诱导公式四：coscos,

tantan.

3、会用五点法作图.

ysinx在x[0,2]上的五个关键点

为：§1.4.3、正切函数的图象与性质

1、记住正切函数的图象：

5、诱导公式五

6、诱导公式六

§1.4.1、正弦、余弦函数的图

象和性质

y=sinx

-5

2

y

-21

-4-7-3-2-3-

2

3

2

o

2

7

2x

2534

y=cosx

-5-32-4-

7

37

232

2

-2-3

22

2、能够对照图象讲出正弦、余弦函数的相

关性质：单调性、周期性.

o254x

定义域、值域、最大最小值、对称轴、对称中心、奇偶性、

3

0，0）（，2，1）（，，

2

sin

-2-

y=tanxy

3

-

2

--

2

o

32

2、记住余切函数的图象：

y

y=cot

x

--2o

2

32

3、能够对照图象讲出正切函数的相关性质：定义域、值域、对称中心、奇偶性、单调性、周期

性.周期函数定义：对于函数fx，如果存在一个非零常数T，使得当x取定义域内的每

一个值时，都有fxTfx，那么函数fx就叫做周期函数，非零常数T叫做这个函数的

周期.

2

图表归纳：正弦、余弦、正切函数的图像及其性质

ysinx

ycosx

ytanx

图象

定义域RR

{x|x2k,kZ}

值域

[-1,1][-1,1]R

最值

x2k,kZ时，ymax1

2

x2k,kZ时，ymin1

2

x2k,kZ时，ymax1

x2k,kZ时，ymin1

无

周期性T2T2T

奇偶性

奇偶奇

单调性

kZ

在[2k,2k]上单调递增在[2k,2k]上单调递增在(k,k)上单调递22

增

在[2k,2k3]上单调递减

22

在[2k,2k]上单调递减

对称性

kZ

对称轴方程：xk

2

对称中心(k,0)

对称轴方程：xk对称中

心(k,0)

2

无对称轴

k对称中心(,0)

2

§1.5、函数yAsinx的图象

1、对于函数：

yAsinxBA0,0有：振幅A，周期T2，初相，相位x，频率fT

1

22、能够讲出函数

ysinx的图象与

yAsinxB的图象之间的平移伸缩变换关系.

①先平移后伸缩：

ysinx平移||个单位ysinx

(左加右减)

横坐标不变yAsinx

纵坐标变为原来的A倍

3

纵坐标不变yAsinx

1

横坐标变为原来的||倍

平移|B|个单位yAsinxB

(上加下减)

②先伸缩后平移：

ysinx横坐标不变yAsinx

纵坐标变为原来的A倍

纵坐标不变yAsinx

1

横坐标变为原来的|1|倍

平移个单位yAsinx

(左加右减)

平移|B|个单位yAsinxB

(上加下减)

3、三角函数的周期，对称轴和对称中心

2

函

数ysin(x)，x∈R及函数ycos(x)，x∈R(A,,为常数，且A≠0)的周期T

函数ytan(x)，xk,kZ(A,ω,为常数，且A≠0)的周期T

2||

对于yAsin(x)和yAcos(x)来说，对称中心与零点相联系，对称轴与最值点联系

求函数yAsin(x)图像的对称轴与对称中心，

xk(kZ)

解出x即可.余弦函数可与正弦函数类比可得

4、由图像确定三角函数的解析式

要根据周期来求,要用图像的关键点来求§1.6、三角函数模型的简单应用

1、要求熟悉课本例题.

第三章、三角恒等变换

§3.1.1、两角差的余弦公式记住15°的三角函数值：

sincostan

12

62

4

62

4

23

§3.1.2、两角和与差的正弦、余弦、正切公式

只需令xk(kZ)与

2

利用图像特征：

y

max

y

min

2

y

max

y

min

2

4

1、sinsincoscossin

2、sinsincoscossin

3、coscoscossinsin

4、coscoscossinsin

§3.1.3、二倍角的正弦、余弦、正切公式

1、sin22sincos，

变形：sincos2

1sin2.

2、cos2cos2sin2

2cos21

2

12sin.变形如下：

21cos22cos2升幂公式：

2

1cos22sin2

3、tan22tan

2

.

1tan2

sin21cos2

4

、tan

1cos2sin2

§3.2、简单的三角恒等变换

1、注意正切化弦、平方降次.

2、辅助角公式yasinxbcosxa2b2sin(x)

(其中辅助角所在象限由点(a,b)的象限决定,tanb).

a第二章：平面向量

§2.1.1、向量的物理背景与概念

1、了解四种常见向量：力、位移、速度、加速度.

2、既有大小又有方向的量叫做向量.

§2.1.2、向量的几何表示

1、带有方向的线段叫做有向线段，有向线段包含三个要素：起点、方向、长度.

2、向量AB的大小，也就是向量AB的长度(或称模)，记作AB；长度为零的向量叫做

零向量

等于1个单位的向量叫做单位向量.

3、方向相同或相反的非零向量叫做平行向量（或共线向量）.规定：零向量与任意向量平行

§2.1.3、相等向量与共线向量

5、tan

tantan

1tantan

6、tan

tantan

1tantan

降幂公式：

cos

2

2sin

1

1

2

(1cos2)

1

2

(1cos2)

长度

5

1、长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.

§2.2.1、向量加法运算及其几何意义

1、三角形加法法则和平行四边形加法法则.

2、ab≤ab.

§2.2.2、向量减法运算及其几何意义

1、与a长度相等方向相反的向量叫做a的相反向量.

§2.2.3、向量数乘运算及其几何意义

1、规定：实数与向量a的积是一个向量，这种运算叫做向量的数乘.记作：a，它的长度

和方向规定如下：

⑵当0时,a的方向与a的方向相同；当0时,a的方向与a的方向相反

2、平面向量共线定理：向量aa0与b共线，当且仅当有唯一一个实数，使ba.

§2.3.1、平面向量基本定理

1、平面向量基本定理：如果e1,e2是同一平面内的两个不共线向量，那么对于这一平面内任一

向量a，

有且只有一对实数

1

,

2

，使a

1

e

12

e

2

.

§2.3.2、平面向量的正交分解及坐标表示

1、axiyjx,y.

§2.3.3、平面向量的坐标运算

1

、设ax1,y1,bx2,y2，则：

⑴

6

⑴abx1x2,y1y2，

⑵abx1x2,y1y2，

⑶ax1,y1，

⑷a//bx1y2x2y1.

2、设Ax1,y1,Bx2,y2，则：

ABx2x1,y2y1.

§2.3.4、平面向量共线的坐标表示

1、设Ax1,y1,Bx2,y2,Cx3,y3，则⑴线段AB中点坐标为x12x2

,

y12y2，⑵△ABC的重心坐标为

x1x32x3

,

y1y32y3

§2.4.1、平面向量数量积的物理背景及其含义

1、ababcos.

2、a在b方向上的投影为：acos.

3、

5、abab0.

§2.4.2、平面向量数量积的坐标表示、模、夹角1

、设ax1,y1,bx2,y2，则：

⑴abx1x2y1y2

⑵ax

1

2y

1

2

⑶abab0x1x2y1y20

⑷a//babx1y2x2y102、设Ax1,y1,Bx2,y2，则：

ABx

2

x

1

2y

2

y

1

2.

3、两向量的夹角公式

2

2

aa

4、

7

4、点的平移公式

则xxhyyk.

函数yf(x)的图像按向量a(h,k)平移后的图像的解析式为ykf(xh).

§2.5.1、平面几何中的向量方法

§2.5.2、向量在物理中的应用举例知识链接：空间向量

空间向量的许多知识可由平面向量的知识类比而得.下面对空间向量在立体几何中证明，求值

的应用进行总结归纳.

1、直线的方向向量和平面的法向量⑴．直线的方向向量：

若A、B是直线l上的任意两点，则AB为直线l的一个方向向量；与AB平行的任意非

零向量也是直线l的方向向量.

⑵．平面的法向量：

若向量n所在直线垂直于平面，则称这个向量垂直于平面，记作n，如果n，那么向量

n

叫做平面的法向量.

⑶．平面的法向量的求法(待定系数法)：

①建立适当的坐标系．

②设平面的法向量为n(x,y,z)．

③求出平面内两个不共线向量

的坐标

n

④根据法向量定义建立方程组n

n

⑤解方程组，取其中一组解，即得平面的法向量.

2、用向量方法判定空间中的平行关系

cos

平移前的点为P(x,y)(原坐标)，平移后的对应点为

P(x,y)

新坐标)，平移向量为

PP(h,k)，

a(a1,a2,a3),b(b1,b2,b3)

如图)

ab

ab

x1x2y1y2

⑴线线平行

设直线l1,l2的方向向量分别是a、b，则要证明l1∥l2，只需证明a∥b，即akb（k

R）.

即：两直线平行或重合两直线的方向向量共线.

⑵线面平行

①（法一）设直线l的方向向量是a，平面的法向量是u，则要证明l∥，只需证明a

u，即au0.

即：直线与平面平行直线的方向向量与该平面的法向量垂直且直线在平面外

②（法二）要证明一条直线和一个平面平行，也可以在平面内找一个向量与已知直线的方向向量

是共线向量即可.

⑶面面平行

若平面的法向量为u，平面的法向量为v，要证∥，只需证u∥v，即证uv

即：两平面平行或重合两平面的法向量共线.

3、用向量方法判定空间的垂直关系

⑴线线垂直

设直线l1,l2的方向向量分别是a、b，则要证明l1l2，只需证明ab，即ab0.

即：两直线垂直两直线的方向向量垂直⑵线面垂直

①（法一）设直线l的方向向量是a，平面的法向量是u，则要证明l，只需证明a∥u，

即au.

am0

②（法二）设直线l的方向向量是a，平面内的两个相交向量分别为m、n，若,则l.

an0

即：直线与平面垂直直线的方向向量与平面的法向量共线直线的方向向量与平面内两条不共线

直线的方向向量都垂直.

⑶面面垂直

若平面的法向量为u，平面的法向量为v，要证，只需证uv，即证uv0.即：两平面

垂直两平面的法向量垂直.

4、利用向量求空间角⑴求异面直线所成的角

已知a,b为两异面直线，A，C与B，D分别是a,b上的任意两点，a,b所成的角为，

ACBD

ACBD

.

⑵求直线和平面所成的角

①定义：平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角叫做这条斜线和这个平面所成的角

则cos

②求法：设直线l的方向向量为a，平面的法向量为u，直线与平面所成的角为，a与u的

夹角为，则为的余角或的补角

的余角.即有：

9

①定义：平面内的一条直线把平面分为两个部分，其中的每一部分叫做半平面；从一条直线出

发的两个半平面所组成的图形叫做二面角，这条直线叫做二面角的棱，每个半平面叫做二面角的面

二面角的平面角是指在二面角l的棱上任取一点O，分别在两个半平面内作射线

AOl,BOl，则AOB为二面角l的平面角.

如图：

②求法：设二面角l的两个半平面的法向量分别为m、n，再设m、n的夹角为，二面角

l的平面角为，则二面角为m、n的夹角或其补角.

根据具体图形确定是锐角或是钝角：

mn

mn

即arccos；

mn

mn

mn

◆如果是锐角，则coscos

◆如果是钝角，则cosco

5、利用法向量求空间距离⑴点Q到直线l距离

若Q为直线l外的一点,P在直线l上，a为直线l

的方向向量，

h

|

1

a|

(|a||b|)2(ab)2

⑵点A到平面的距离

=PQ，则点Q到直线l距离为

若点P为平面外一点，点M为平面内任一点，

平面的法向量为n，则P到平面的距离就等于

MP在法向量n方向上的投影的绝对值

mn

即arccos

10

11

当一条直线和一个平面平行时，直线上的各点到平面的距离相等.由此可知，直线到平面的距

离可转化为求直线上任一点到平面的距离，即转化为点面距离.

⑷两平行平面,之间的距离

利用两平行平面间的距离处处相等，可将两平行平面间的距离转化为求点面距离

nMP

即d.

n

⑸异面直线间的距离

设向量n与两异面直线a,b都垂直，Ma,Pb,则两异面直线a,b间的距离d就是MP在向量

n方向

上投影的绝对值

6、三垂线定理及其逆定理⑴三垂线定理：在平面内的一条直线，如果它和这个平面的一条斜线

的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直

PO,O推理模式：PAAaPA

a,aOA概括为：垂直于射影就垂直于斜线.⑵三垂

线定理的逆定理：在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条

斜线垂直，那么它也和这条斜线的射影垂直

PO,O推理模式：PAAaAO

a,aAP概括为：垂直于斜线就垂直于射影.

7、三余弦定理

设AC是平面内的任一条直线，AD是的一条斜线AB在内的射影，且BD⊥AD，垂足为D.

设AB与

(AD)

所成的角为1

，AD与AC所成的角为

2

，AB与AC所成的角为．则coscos

1

cos

2

.

A2

1

即d

nMP

n.

即d

12

8、面积射影定理

已知平面内一个多边形的面积为SS原，它在平面内的射影图形的面积为SS射，平面

与平面所成的二面角的大小为锐二面角，则

S

'S射

cos=.

SS原

9、一个结论

长度为l的线段在三条两两互相垂直的直线上的射影长分别为l

1、l

2、l

3

，夹角分别为

1、2、

3

,则有

l2l

1

2l

2

2l

3

2cos2

1

cos2

2

cos2

3

1sin2

1

sin2

2

sin2

3

2.

（立体几何中长方体对角线长的公式是其特例）.