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第七章 三角函数
7.2任意角的三角函数
7.2.2 单位圆与三角函数线
[学习任务]
1.了解三角函数线的意义,能用三角函数线表示一个角的正弦、余弦和正切.
2.能利用三角函数线解决一些简单的三角函数问题.
7.2.2 单位圆与三角函数线
[对应学生用书第10页]
知识点一 单位圆
一般地,在平面直角坐标系中,坐标满足x2+y2=1的点组成的集合称为单位圆.
7.2.2 单位圆与三角函数线
知识点二 三角函数线
1.正弦线与余弦线
如图所示,如果过角α终边与单位圆的交点P作x轴的垂线,垂足为M,则可以直观地表示cos α:的方向与x轴的正方向相同时,表示cos α是 正数 ,且cos α=||;的方向与x轴的正方向相反时,表示cos α是 负数 ,且cos α=-||.习惯上,称为角α的 余弦线 .类似地,图中的可以直观地表示sin α,因此称为角α的 正弦线 .
正数
负数
余弦线
正弦线
7.2.2 单位圆与三角函数线
7.2.2 单位圆与三角函数线
2.正切线
如图所示,设角α的终边与直线x=1交于点T,则可以直观地表示tan α,因此称为角α的 正切线 .当角的终边在第二、三象限或x轴的负半轴上时,终边与直线x=1没有交点,但终边的反向延长线与x=1有交点,而且交点的纵坐标也正好是角的正切值.正弦线、余弦线和正切线都称为三角函数线.
正切线
7.2.2 单位圆与三角函数线
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”).
(1)正弦线也可写成. ( × )
(2)三角函数线都只能取非负值. ( × )
(3)当角α的终边在y轴上时,余弦线变成一个点,正切线不存在. ( √ )
(4)当角α的终边在x轴上时,正弦线、正切线都变成点. ( √ )
×
×
√
√
7.2.2 单位圆与三角函数线
[对应学生用书第10页]
探究一 作三角函数线
[例1] 作出的正弦线、余弦线和正切线.
7.2.2 单位圆与三角函数线
[解] 角的终边(如图)与单位圆的交点为P.
作PM垂直于x轴,垂足为M,
过A(1,0)作单位圆的切线AT,
与的终边的反向延长线交于点T,
则的正弦线为,余弦线为,正切线为.
7.2.2 单位圆与三角函数线
三角函数线的画法
(1)作正弦线、余弦线时,首先找到角的终边与单位圆的交点,然后过此交点作x轴的垂线,得到垂足,从而得到正弦线和余弦线.
(2)作正切线时,应从A(1,0)点引单位圆的切线,交角的终边或终边的反向延长线于一点T,即可得到正切线.
7.2.2 单位圆与三角函数线
1.作出-的正弦线、余弦线和正切线.
解 如图所示,-的正弦线为,余弦线为,正切线为.
7.2.2 单位圆与三角函数线
探究二 利用三角函数线比较大小
[例2] 分别比较sin 与sin ;cos 与cos ;tan 与tan 的大小.
[解] 在直角坐标系中作单位圆如图所示.
7.2.2 单位圆与三角函数线
以x轴非负半轴为始边作的终边与单位圆交于P点,
作PM⊥Ox,垂足为M.由单位圆与Ox正方向的交点A作Ox的垂线与OP的反向延长线交于T点,
则sin =MP,cos =OM,tan =AT.
同理,可作出的正弦线、余弦线和正切线,
sin =M'P',cos =OM',tan =AT'.
7.2.2 单位圆与三角函数线
由图形可知,MP>M'P',符号相同,则sin >sin ;
OM>OM',符号相同,则cos >cos ;
AT<AT',符号相同,则tan <tan .
7.2.2 单位圆与三角函数线
利用三角函数线比较三角函数值的大小时,一般分三步:
(1)角的位置要“对号入座”;
(2)比较三角函数线的长度;
(3)由有向线段的方向确定三角函数的正负.
7.2.2 单位圆与三角函数线
2.利用三角函数线比较:a=sin ,b=cos ,c=tan 的大小.
解 如图,在单位圆O中分别作出角的正弦线和的余弦线、正切线.
由=π-知=,又<<,易知cos <sin <tan ,故b<a<c.
7.2.2 单位圆与三角函数线
探究三 利用三角函数线解不等式
[例3] 利用三角函数线,求满足下列条件的α的范围.
(1)sin α<-;
[解] (1)如图①,过点作x轴的平行线交单位圆于P,P'两点,则sin∠xOP=sin∠xOP'=-,∠xOP=,∠xOP'=,
故α的范围是{α︱+2kπ<α<+2kπ,k∈Z}.
7.2.2 单位圆与三角函数线
(2)cos α>.
[解] (2)如图②,过点作x轴的垂线与单位圆交于P,P'两点,则cos∠xOP=cos∠xOP'=,∠xOP=,∠xOP'=-,故α的范围是{