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专题06 弧度制、三角函数定义、同角三角函数的关系、诱导公式
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考纲解析
理解角的概念,掌握角的表示方法
理解弧度制的含义,掌握度和弧度的转化
掌握弧长、面积公式
理解三角函数的定义并会求值
掌握同角三角函数的关系
掌握诱导公式,会用诱导公式化简
考点预测
角的表示
度和弧度的转化
弧长、扇形公式
三角函数的定义及求值
同角三角函数的化简及计算
诱导公式的化简及计算
要点自测
(一)角的概念
(1)非象限角
①终边在x轴上的角的集合可记作:{α|α=kπ,k∈Z} ;
②终边在y轴上的角的集合可记作: ;
(2)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+2kπ, k∈Z} 或 {β|β=α+k·360°,k∈Z}.
(二)弧度制
(1)弧度与角度的换算:360°=2π rad,180°=π rad,1rad=≈57.30°=57°18′.
(2)若圆心角α用弧度制表示,则弧长公式l= r ;扇形面积公式S扇=r2=lr.
(三)任意角的三角函数
(1)任意角的三角函数的定义:设α是一个任意角,它的终边上任意一点P(x,y)与原点的距离为r(r>0),则sinα=,cosα=,tanα= (x≠0).
(2)三角函数值在各象限的符号:
sinα cosα tanα
(四)同角三角函数的基本关系:
①sin2α+cos2α=1; ②=tanα.
(五)诱导公式:
公式
一
二
三
四
五
六
角
2kπ+α(k∈Z)
π+α
-α
π-α
-α
+α
正弦
sin α
-sin α
-sin α
sin α
cos α
cos α
余弦
cos α
-cos α
cos α
-cos α
sin α
-sin α
正切
tan α
tan α
-tan α
-tan α
口诀
奇变偶不变,符号看象限
考点突破
考点1 角的概念
【例1】下列说法正确的是( )
A.终边相同的角相等 B.相等的角终边相同
C.小于的角是锐角 D.第一象限的角是正角
【突破训练】
1、下列与角的终边一定相同的角是( )
A. B.
C.) D.)
2、教室里的钟表慢了30分钟,在同学将它校正的过程中,时针需要旋转多少弧度?( )
A. B. C. D.
考点2 弧度制
【例1】角所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【例2】一个扇形的弧长与面积的数值都是3,则该扇形圆心角的弧度数为( )
A. B. C. D.2
【突破训练】
1、将210°化成弧度为( )
A. B. C. D.
2、已知圆锥的底面直径为2,圆锥的侧面展开图是半圆,则该圆锥的表面积为( )
A. B. C. D.
考点3 任意角的三角函数
【例1】已知角的终边与单位圆交于点,则的值为( )
A. B. C. D.
【例2】平面直角坐标系中,角的终边经过点,则( )
A. B. C. D.
【突破训练】
1、已知角的终边经过点,且,则( )
A. B.1 C.2 D.
2、已知角α的终边与单位圆交于点,则=( )
A. B. C. D.
考点4 同角三角函数的关系
【例1】已知cosα=,tanα=1,则sinα=( )
A. B. C. D.
【例2】若,且为第四象限角,则的值为( )
A. B. C. D.
【突破训练】
1、已知,则( )
A. B. C. D.
2、若,则的值等于( )
A. B. C. D.
考点5 诱导公式
【例1】若,为第四象限角,则等于( )
A. B. C. D.
【例2】( )
A. B.0 C. D.
【突破训练】
1、已知扇形的半径为6,且扇形的弧长为,设其圆心角为,则等于( )
A. B. C. D.
2、平面直角坐标系中,角的终边经过点,则( )
A. B. C. D.
模拟演练
一、选择题
1、已知,则点在第( )象限
A.一 B.二 C.三 D.四
2、已知角的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点,若,则m=( )
A.-4 B.4 C.±4 D.5
3、圆心角为且半径长为1cm的扇形的面积为( )cm
A.15 B.30 C. D.
4、若,则的值为( )
A.1 B. C.0 D.
5、已知,则( )
A. B. C. D.
6、已知,则( )
A. B. C. D.
7、已知数列为等差数列,且,则( )
A. B. C. D.
8、已知,则( )
A. B. C. D.
9、已知,则( )
A. B. C. D.3
10、已知函数,则函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.
二、填空题
11、在到范围内,与终边相同的角为 .
12、角的终边经过点,且,则 .
13、已知扇形的面积为2,扇形圆心角的弧度数是4,则扇形的周长为 .
14、若一个圆锥的底面面积为,其侧面展开图是圆心角为的扇形,则该圆锥的体积为 .
15、若,则 .
四、解答题
16、已知.
(1)写出与角终边相同的角的集合;
(2)写出在内与角终边相同的角.
17、已知角的顶点为原点,始边与轴的非负半轴重合.若角的终边过点,且,判断角的终边所在的象限,并求和的值.
18、已知角的终边经过点.
(1)求的值;
(2)求的值.
19、如图,以为始边作角与,它们的终边分别与单位圆相交于点、,已知点的坐标为,求的值.
20、已知扇形的圆心角是α,半径为R,弧长为l.
(1)若α=60°,R=10 cm,求扇形的弧长l.
(2)若扇形的周长是20 cm,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?
(3)若α=, R=2 cm,求扇形的弧所在的弓形的面积.
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考纲解析
理解角的概念,掌握角的表示方法
理解弧度制的含义,掌握度和弧度的转化
掌握弧长、面积公式
理解三角函数的定义并会求值
掌握同角三角函数的关系
掌握诱导公式,会用诱导公式化简
考点预测
角的表示
度和弧度的转化
弧长、扇形公式
三角函数的定义及求值
同角三角函数的化简及计算
诱导公式的化简及计算
要点自测
(一)角的概念
(1)非象限角
①终边在x轴上的角的集合可记作:{α|α=kπ,k∈Z} ;
②终边在y轴上的角的集合可记作: ;
(2)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+2kπ, k∈Z} 或 {β|β=α+k·360°,k∈Z}.
(二)弧度制
(1)弧度与角度的换算:360°=2π rad,180°=π rad,1rad=≈57.30°=57°18′.
(2)若圆心角α用弧度制表示,则弧长公式l= r ;扇形面积公式S扇=r2=lr.
(三)任意角的三角函数
(1)任意角的三角函数的定义:设α是一个任意角,它的终边上任意一点P(x,y)与原点的距离为r(r>0),则sinα=,cosα=,tanα= (x≠0).
(2)三角函数值在各象限的符号:
sinα cosα tanα
(四)同角三角函数的基本关系:
①sin2α+cos2α=1; ②=tanα.
(五)诱导公式:
公式
一
二
三
四
五
六
角
2kπ+α(k∈Z)
π+α
-α
π-α
-α
+α
正弦
sin α
-sin α
-sin α
sin α
cos α
cos α
余弦
cos α
-cos α
cos α
-cos α
sin α
-sin α
正切
tan α
tan α
-tan α
-tan α
口诀
奇变偶不变,符号看象限
考点突破
考点1 角的概念
【例1】下列说法正确的是( )
A.终边相同的角相等 B.相等的角终边相同
C.小于的角是锐角 D.第一象限的角是正角
【答案】B
【解析】终边相同的角相差周角的整数倍,A不正确;
相等的角终边一定相同;所以B正确;
小于的角是锐角可以是负角,C错;
第一象限的角是正角,也可以是负角,D错误,
故选:B.
【突破训练】
1、下列与角的终边一定相同的角是( )
A. B.
C.) D.)
【答案】C
【解析】与角终边相同角可以表示为;
对A,由找不到整数让,所以A错误;
对B,表达有误,角的表示不能同时在一个表达式中既有角度制又有弧度制,B错误,C项正确,;
对D 项,当时,角为,当时,角为,得不到角,故D错误,
故选:C.
2、教室里的钟表慢了30分钟,在同学将它校正的过程中,时针需要旋转多少弧度?( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】将钟表校正的过程中,需要顺时针旋转时针,其大小为,
故时针需要旋转弧度,
故选:A.
考点2 弧度制
【例1】角所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【解析】,角位于第三象限,
故选:C.
【例2】一个扇形的弧长与面积的数值都是3,则该扇形圆心角的弧度数为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【解析】设扇形的圆心角的弧度数为α,半径为r,
则解得,
故选:C.
【突破训练】
1、将210°化成弧度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,
故选:D.
2、已知圆锥的底面直径为2,圆锥的侧面展开图是半圆,则该圆锥的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设圆锥的母线长为x,其侧面展开图的弧长为,
所以,解得,
所以圆锥的表面积为,
故选:B.
考点3 任意角的三角函数
【例1】已知角的终边与单位圆交于点,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为角的终边与单位圆交于点,
所以根据三角函数的定义可知,,
故选:C.
【例2】平面直角坐标系中,角的终边经过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意,点到原点距离,
所以,
故选:A.
【突破训练】
1、已知角的终边经过点,且,则( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】C
【解析】由题意,解得,
故选:C.
2、已知角α的终边与单位圆交于点,则=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由三角函数的定义可知,
所以,
故选:A.
考点4 同角三角函数的关系
【例1】已知cosα=,tanα=1,则sinα=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,
故选:B.
【例2】若,且为第四象限角,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】所以,,
故选:D.
【突破训练】
1、已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 , ,
,
故选:A.
2、若,则的值等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,
因为,所以,
故选:B.
考点5 诱导公式
【例1】若,为第四象限角,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题设,所以,
则,
故选:C.
【例2】( )
A. B.0 C. D.
【答案】A
【解析】,
故选:A
【突破训练】
1、已知扇形的半径为6,且扇形的弧长为,设其圆心角为,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由弧长公式变形得到,
∴,
故选:D.
2、平面直角坐标系中,角的终边经过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意,点到原点距离,
所以,
故选:A.
模拟演练
一、选择题
1、已知,则点在第( )象限
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】D
【解析】因为,所以为第四象限角,
所以,,
所以点位于第四象限,
故选:D.
2、已知角的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点,若,则m=( )
A.-4 B.4 C.±4 D.5
【答案】B
【解析】由题可知,,
所以,解得,(舍去),故A,C,D错误,
故选:B.
3、圆心角为且半径长为1cm的扇形的面积为( )cm
A.15 B.30 C. D.
【答案】C
【解析】因为,,所以扇形的面积,
故选:C.
4、若,则的值为( )
A.1 B. C.0 D.
【答案】B
【解析】因为,
故选:B.
5、已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】已知,
两边平方可得:,
所以,所以,
故选:D.
6、已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,
根据诱导公式得,
即,所以,
故选:A.
7、已知数列为等差数列,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题得,
所以
故答案为:A.
8、已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由得,,
所以,
故选:D.
9、已知,则( )
A. B. C. D.3
【答案】D
【解析】因为,所以,解得=,则,
故选:D.
10、已知函数,则函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意得,
再由.
故选:D.
二、填空题
11、在到范围内,与终边相同的角为 .
【答案】
【解析】因为,所以在 到范围内,与终边相同的角为,
故答案为:.
12、角的终边经过点,且,则 .
【答案】4
【解析】由,可得,
故答案为:4.
13、已知扇形的面积为2,扇形圆心角的弧度数是4,则扇形的周长为 .
【答案】6
【解析】扇形的周长为,
故答案为:6.
14、若一个圆锥的底面面积为,其侧面展开图是圆心角为的扇形,则该圆锥的体积为 .
【答案】
【解析】由题可知该圆锥的底面半径,
设圆锥的母线长为l,则,得.
此该圆锥的体积,
故答案为:.
15、若,则 .
【答案】
【解析】因为,则,
所以
,
故答案为:.
四、解答题
16、已知.
(1)写出与角终边相同的角的集合;
(2)写出在内与角终边相同的角.
【答案】(1);(2),,
【解析】解:(1)与角终边相同的角的集合为.
(2)令,得,又,∴k=-2,-1,0,
∴在内与角终边相同的角是,,.
17、已知角的顶点为原点,始边与轴的非负半轴重合.若角的终边过点,且,判断角的终边所在的象限,并求和的值.
【答案】见解析.
【解析】解:依题意,得点到原点的距离,
∴.
∵,∴,∴,∴,
∴角的终边在第二或第三象限.
当角的终边在第二象限时,,,;
当角的终边在第三象限时,,,.
18、已知角的终边经过点.
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1);(2)
【解析】解:(1)点到坐标原点的距离,
因为,所以,根据三角函数的定义,
可得.
(2)根据三角函数的定义,可得,
.
19、如图,以为始边作角与,它们的终边分别与单位圆相交于点、,已知点的坐标为,求的值.
【答案】8
【解析】因为角终边与单位圆相交于点,
所以,
所以.
20、已知扇形的圆心角是α,半径为R,弧长为l.
(1)若α=60°,R=10 cm,求扇形的弧长l.
(2)若扇形的周长是20 cm,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?
(3)若α=, R=2 cm,求扇形的弧所在的弓形的面积.
【答案】(1) cm (2)α=2时,S最大为25 (3) cm2
【解析】解:(1)α=60°=,l=10×= cm.
(2)由已知得,l+2R=20,所以S=lR=(20-2R)R=10R-R2=-(R-5)2+25.
所以当R=5时,S取得最大值25,此时l=10,α=2.
(3)设弓形面积为S弓.由题知l= cm,
S弓=S扇形-S三角形=××2-×22×sin
=()cm2.
$$