内容正文:
5.2 三角函数的概念
年 级:高 一
学 科:高中数学(人教A版)
第五章 三角函数
问题情境
x
y
O
P(x,y)
如图,角 的顶点与原点重合,始边与Ox轴重合,终边与单位圆交于点P(x,y).
问题探究
根据研究函数的经验,我们利用直角坐标系来研究上述问题.
如图,以单位圆的圆心为原点,以射线为轴的非负半轴,建立直角坐标系,点的坐标为,点的坐标为.射线从轴的非负半轴开始,绕点按逆时针方向旋转角,终止位置为.
问题探究
概念构建
1.把点的纵坐标叫做的正弦函数,记作,即
2.把点的横坐标叫做的余弦函数,记作,即
3.把点的纵坐标与横坐标的比值叫做的正切,记作,即
可以看出,当时,的终边在轴上,这是点的横坐标等于0,所以无意义.除此之外,对于确定的角,的值也是唯一确定的.所以,也是以角为自变量,以单位圆上的点的纵坐标与横坐标的比值为函数值的函数,称为正切函数.
我们将正弦函数、余弦函数和正切函数统称为三角函数,通常将它们记为:
正弦函数
余弦函数
正切函数
概念构建
在初中我们学了锐角三角函数,知道它们都是以锐角为自变量,以比值为函数值的函数.设,把按锐角三角函数定义求得的锐角的正弦记为,并把按本节三角函数定义求得的的正弦记为.我们发现与是相等的,且对于余弦、正切也有相同的结论.
例1.求的正弦、余弦和正切值.
解:在直角坐标系中,作易知的终边与单位圆的交点坐标为.所以有:
学以致用
例2.如图,设是一个任意角,它的终边上任意一点(不与原点重合)的坐标为
,点与原点的距离为.求证:
证明:如图,设角的终边与单位圆交于交点分别过点,作轴的垂线,垂足分别为则:
,,,,
于是,,即.因为与同号,所以
即同理可得,
根据勾股定理,.由例2可知,只要知道角终边上任意一点的坐标,就可以求得角的各个三角函数值,并且这些函数值不会随点的位置的改变而改变.
合作探究
课堂小结
角x的终边与单位圆交于点P(u,v).
课堂小结
角x的终边与单位圆交于点P(u,v).
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