内容正文:
第四章 三角函数、解三角形
第1节 任意角和弧度制、三角函数的概念
[考试要求]
1.了解任意角的概念和弧度制.
2.能进行弧度与角度的互化,体会引入弧度制的必要性.
3.借助单位圆理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.
课前预习 巩固主干知识
1.角的概念
(1)定义:角可以看成平面内一条射线绕着 从一个位置旋转到另一个位置所成的图形.
端点
正角
负角
零角
象限角
(3)终边相同的角:所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S=
{β|β=α+k·360°,k∈Z}.
2.弧度制的定义和公式
(1)定义:把长度等于 的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,用符号rad表示,读作弧度.
半径长
(2)公式.
|α|r
3.任意角的三角函数
(1)设α是一个任意角,α∈R,它的终边OP与单位圆相交于点P(x,y),
y
x
(3)三角函数值在各象限内的符号:一全正、二正弦、三正切、四余弦,如图.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).
(1)锐角是第一象限角,第一象限角也都是锐角.( )
×
(3)相等的角终边一定相同,终边相同的角也一定相等.( )
(4)若sin α>0,则α的终边落在第一或第二象限.( )
2.(教材改编题)若sin α<0,且tan α>0,则α是( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
×
×
×
C
A
4.已知扇形的圆心角为60°,其弧长为2π,则此扇形的面积为 .
答案:6π
课堂突破 提升素养能力
考点一 象限角与终边相同的角
C
D
C
答案:一或三
1.利用终边相同的角的集合可以求适合某些条件的角,方法是先写出与这个角的终边相同的所有角的集合,然后通过对集合中的参数k(k∈Z)赋值来求得所需的角.
考点二 弧度制及其应用
[变式练习1] 若本例条件不变,求扇形的弧长及该弧所在弓形的面积.
[变式练习2] 若将本例已知条件改为“扇形周长为20 cm”,则当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?
应用弧度制解决问题的方法
(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.
答案:(1)B
(2)一个扇形的面积是1 cm2,它的周长是4 cm,则圆心角为 弧度,弧长为 cm.
答案:(2)2 2
考点三 三角函数的定义及应用
微点1 求三角函数值
[例2] (1)(2022·四川攀枝花一模)角α的终边上一点P(a,2a)(a≠0),则
2sin α-cos α的值为 .
(2)已知角α的终边在直线y=2x上,则sin α= .
直接利用三角函数的定义,找到给定角的终边上一个点的坐标,及这点到原点的距离,确定这个角的三角函数值.
微点2 由三角函数值求参数
已知角的某一个三角函数值,可以通过三角函数的定义列出含参数的方程,求参数的值.
微点3 三角函数值的符号
要判定三角函数值的符号,关键是要搞清三角函数中的角是第几象限角,再根据三角函数值在各象限的符号确定值的符号.如果不能确定角所在的象限,那就要通过分类讨论求解.
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(2)分类
角α的弧度数公式
|α|=(弧长用l表示)
角度与弧度的换算
1°= rad;1 rad=()°
弧长公式
弧长l=
扇形面积公式
S=lr=|α|r2
则sin α= ,cos α= ,tan α=(x≠0).
(2)任意角的三角函数的定义(推广):
设P(x,y)是角α终边上异于顶点的任意一点,其到原点O的距离为r,则sin α=
,cos α=,tan α=(x≠0).
(2)将表的分针拨快5分钟,则分针转过的角度是.( )
3.若点(sin ,cos )在角α的终边上,则sin α的值为( )
A.- B.- C. D.
解析:因为角α的终边上一点的坐标为(sin ,cos ),即(,-),所以由任意角的三角函数的定义,可得sin α=-.故选A.
解析:设此扇形的半径为r,由题意得r=2π,所以r=6,所以此扇形的面积为×
2π×6=6π.
1.下列与角的终边相同的角的表达式中正确的是( )
A.2kπ+45°(k∈Z) B.k·360°+(k∈Z)
C.k·360°-315°(k∈Z) D.kπ+(k∈Z)
解析:与角的终边相同的角可以写成2kπ+(k∈Z)或k·360°+45°(k∈Z),但是角度制与弧度制不能混用,排除A,B,易知