内容正文:
第七章 任意角的概念与弧度
7.2.1 三角函数的定义
学习目标
1.理解正弦、余弦与正切的定义;
2.掌握正弦、余弦与正切在各象限的符号.
α
初中时候我们学过,在一个直角三角形中,如果锐角α的对边为,邻边为b,斜边为c,则有
sinα = , cosα = , tanα = .
尝试与发现
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思考
当α是一个锐角时,上述正弦、余弦与正切,能否通过α终边上的点的坐标来定义呢?这种定义的方式能否推广到任意角?
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1.任意角的正弦、余弦与正切的定义
当α是锐角时,它的终边在第象限内.
如图所示记 r = ,△OMP是一个直 角三角形,OM = x,PM = y,OP = r,由此可得
sin α = = ,cos α = = ,
tan α = = .
一
P(x,y)
M
O
x
y
α
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定义:
一般地,称为角α的正弦,记作sin α;称为角α的余弦,记作cos α . 因此
sin α = ,cos α = .
当角α的终边不在y轴上时,同样可知与点P
在α终边上的位置无关,此时称为角α的正切,
记作tan α,即
tan α = .
角α的正弦、余弦与正切,都称α的为三角函数.
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例1 已知角α的终边经过点P(2, 3),求sin α,cos α 和 tan α .
解:设x = 2,y = 3,则 r = = =
于是
sin α = = = ,
cos α = = = ,
tan α = = .
典例精析
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例2 求的正弦、余弦和正切.
解:如右图所示,在的终边上取点P,使得OP = 2. 作PM⊥Ox,则在 Rt△OMP中, ∠POM = π = .
M
因此,MP =1,OM = ,从而可知P的坐标为(,1) ,故
sin = ,cos = ,tan = .
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(1)求任意角α的正弦、余弦与正切,可根据定义来求;
(2)当角α的终边在y轴上时,即α=(kZ)时,tan α不存在.
(3)对于任意角α,都有唯一的正弦、余弦与之对应;
当α≠ (kZ)时,有唯一的正切与之对应.
名师点评
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求下列各角的正弦、余弦和正切.
(1)0; (2)π; (3).
解:(1)角0的终边在x轴的正半轴上,在x轴的正半轴上取点(1,0),
所以 r = = 1,因此
sin 0 = = 0,cos 0 = = 1,tan 0 = = 0 .
跟踪训练
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(2)角π的终边在x轴的负半轴上,在x轴的负半轴上取点(1,0),
所以r = = 1,因此
sin π = = 0,cos π = = 1,tan π = = 0 .
(3)角的终边在y轴的负半轴上,在y轴的负半轴上取点(0,1),
所以 r = =1,因此
sin = = 1,cos = = 0,tan 不存在.
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2.正弦、余弦与正切在各象限的符号
第一象限 第二象限 第三象限 第四象限
sin α + +
cos α + +
tan α + +
从定义与实例可以看出,任意角的正弦、余弦与正切,都既有可能是正数,也有可能是负数,还可能为0.它们的符号与什么有关?尝试自己总结出任意角的正弦、余弦与正切符号的规律.
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上述结果可用下图直观表示
x
y
O
+
+
-
-
sin α
O
x
y
+
+
-
-
tan α
x
y
O
+
+
-
-
cos α
一全正,二正弦三正切,四余弦
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当角α的终边位于坐标轴上时,该角的正弦、余弦与
正切的符号是什么?
sin α cos α tan α
x轴正半轴 = 0 >0 = 0
x轴负半轴 = 0 <0 = 0
y轴正半轴 >0 = 0 不存在
y轴负半轴 <0 = 0 不存在
思考
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例3 确定下列各值的符号.
(1)cos 260° ; (2) sin ();
(3)tan (672°20 ) ; (4) tan
解:(1)因为260°是第三象限角,所以cos 260°<0.
(2)因为是第四象限角,所以sin ()<0.
(3)由672°20 = °20 +(2)×360,可知672°20 是
第一象限角,所以tan(672°20 )>0 .
(4)由 = +2,可知是第三象限角,所以tan 0.
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例4 设sin<0且tan0,确定是第几象限角.
解:因为sin<0,所以的终边在第三、四象限,