7.2.1 三角函数的定义(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第三册同步学习指导(人教B版2019)

2025-02-27
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版必修第三册
年级 高一
章节 7.2.1 三角函数的定义
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.05 MB
发布时间 2025-02-27
更新时间 2025-02-27
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-27
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/50673037.html
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来源 学科网

内容正文:

部分的角的集合为θ 2kπ - π6 < θ <2kπ + π 3 ,k∈{ }Z . (2)210°和135°的终边分别对应- 5π6和 3π 4 ,所表示的区域位 于- 5π6与 3π 4之间且跨越x轴的正半轴,所以终边落在阴影部 分的角的集合为θ 2kπ - 5π6 < θ < 2kπ + 3π 4 ,k∈{ }Z . (3)30° = π6 ,210° = 7π 6 ,所表示的区域由两部分组成,即终边 {落在阴影部分的角的集合为θ 2kπ < θ < 2kπ + π6 ,k∈ }Z {∪ θ |2kπ + π < θ < 2kπ + 7π6 ,k∈ }Z {= θ 2kπ < θ < 2kπ + π 6 ,k∈ }Z {∪ θ (2k + 1)π < θ <(2k + 1)π + π6 ,k∈ }Z { = θ nπ < θ < nπ + π6 ,n∈ }Z . 例4:(1)由已知得α = 30° = π6 ,则弧长l = αr = π 6 × 8 = 4π 3 . (2)由已知得解得 C = 2r + l = 16, S = 12 lr = 16{ ,解得r = 4,l = 8{ , 则α = lr = 8 4 = 2.故扇形的半径为4,圆心角为2. 对点训练4:(1)设扇形的半径为r cm,弧长为l cm,圆心角为θ, 则l + 2r = 20,∴ l = 20 - 2r,由12 lr = 9,得 1 2 (20 - 2r)r = 9, ∴ r2 - 10r + 9 = 0,∴ (r - 1)(r - 9)= 0,∴ r = 1或r = 9, 当r = 1时,l = 18,则θ = lr = 18 1 = 18 > 2π(舍). 当r = 9时,l = 2,则θ = lr = 2 9 ,即扇形圆心角的弧度数 为29 . (2)设扇形的半径为r cm,则弧长为l =(20 -2r)cm. 由0 < l <2πr,得0 <20 -2r <2πr,∴ 10π +1 < r <10. 于是扇形的面积为S = 12 (20 - 2r)r = - (r - 5) 2 + 25 10π + 1 < r( )< 10 . 当r = 5时,l = 10,α = 2,S取到最大值,此时最大值为25 cm2 . 故当扇形的圆心角α等于2弧度时,这个扇形的面积最大,最 大面积是25 cm2 . 课堂检测  固双基 1. B  ∵ 1 rad = 180( )π °, ∴ - 10π3 = - 180 π × 10π( )3 ° = - 600°. 2. C  设圆的半径为R,则圆的内接正三角形的边长为槡3R,弧长 等于槡3R的圆心角的弧度数为α =槡3RR 槡= 3,故选C. 3. D  与- 133 π终边相同的角α = 2kπ - 13 3 π,k∈Z,故α =(2k - 6)π + 6π - 133 π =(2k - 6)π + 5π 3 (k∈Z),故选D. 4. C  {由集合α kπ + π4 ≤α≤kπ + π2 ,k∈ }Z ,当k为偶数时,集 {合α kπ + π4 ≤α≤kπ + π2 ,k∈ }Z {与α π4 ≤α≤ π }2 所表 示的角终边位置相同,位于第一象限;当k为奇数时, { 集合 α kπ + π4 ≤α≤kπ + π 2 ,k∈ }Z {与α 5π4 ≤α≤3π }2 所表示的 角终边位置相同,位于第三象限. {所以集合α kπ + π4 ≤α≤kπ + π2 ,k∈ }Z 中角α的终边所在的范围如选项C所示.故选C. 5. - 10π + 7π4   由- 1 485° = - 5 × 360° + 315°, ∴ -1 485°可以表示为- 10π + 7π4 . 7. 2  任意角的三角函数 7. 2. 1  三角函数的定义 必备知识  探新知     知识点1:yr   y r   x r   x r   y x   y x   三角函数 对应练习 1. - 槡2 55   -槡 5 5   2  ∵ x = - 1,y = - 2,r = x 2 + y槡 2 槡= 5, ∴ sin α = yr = - 槡2 5 5 ,cos α = x r = - 槡5 5 ,tan α = y x = 2.     知识点2:全正  正弦  正切  余弦 对应练习 2. B  ∵ - π2 < α < 0,∴ tan α < 0,cos α > 0, ∴点(tan α,cos α)位于第二象限. 3. B  设角θ终边上一点P的坐标为(x,y),点P到坐标原点O 的距离|OP | = r,∵ sin θ = yr > 0,∴ y > 0,∵ cos θ = x r < 0, ∴ x < 0,故角θ为第二象限角. 关键能力  攻重难 例1:(1)A  (2)见解析 【解析】  (1)由sin α,cos α的定义知x = - 4,y = 3,r = 5 时,满足题意,故选A. (2)直线槡3x + y =0,即y 槡= - 3x,经过第二、四象限. 在第二象限取直线上的点(- 1,槡3),则r = (-1)2 +(槡3)槡 2 =2, 所以sin α =槡32 ,cos α = - 1 2 ,tan α 槡= - 3. 在第四象限取直线上的点(1,槡- 3),则r = 12 +(槡- 3)槡 2 =2, 所以sin α = -槡32 ,cos α = 1 2 ,tan α 槡= - 3. 对点训练1:∵ r = 12 + -( )34槡 2 = 54 , ∴ sin α = - 34 5 4 = - 35 ,cos α = 1 5 4 = 45 ,tan α = - 34 1 = - 3 4 . 例2:(1)三  (2)见解析 【解析】  (1)因为α是第二象限的角,所以2kπ + π2 < α <π +2kπ,k∈Z, 所以kπ + π4 < α 2 < π 2 + kπ,k∈Z,所以 α 2是第一象限或第 三象限的角, 又因为sin α2 = - sin α 2 ,所以 α 2是第三象限角. (2)由sin θtan θ > 0,知sin θ与tan θ同号,故θ                                                                       是第一或第 —143— 四象限角;由cos θtan θ < 0,知cos θ,tan θ异号,故θ是第三 或第四象限角. 综上可知,θ是第四象限角,所以sin θ <0,cos θ >0, 所以sin θcos θ <0. 对点训练2:B  由点P(sin α,tan α)在第四象限,可知sin α > 0, tan α < 0,则角α的终边在第二象限. 例3:由题意可知,3a - 9≤0,a + 2 > 0, ∴ a≤3,且a > - 2. ∴ -2 < a≤3. 对点训练3:由tan α = x8 < 0,得x < 0. ∵ sin α = x 82 + x槡 2 = x17,∴ 8 2 + x2 = 172 . ∴ x2 = 225,∴ x = - 15. 例4:当α是第一象限角时,sin α,cos α,tan α均为正值, ∴ sin α| sin α | + cos α| cos α | + tan α| tan α | = 3. 当α是第二象限角时,sin α为正值,cos α,tan α为负值, ∴ sin α| sin α | + cos α| cos α | + tan α| tan α | = - 1. 当α是第三象限角时,sin α,cos α为负值,tan α为正值, ∴ sin α| sin α | + cos α| cos α | + tan α| tan α | = - 1. 当α是第四象限角时,sin α,tan α为负值,cos α为正值, ∴ sin α| sin α | + cos α| cos α | + tan α| tan α | = - 1. 综上可知,函数y的值域为{- 1,3}. 对点训练4:B  ∵ sin θcos θ > 0, ∴当sin θ > 0,cos θ > 0时,θ的终边在第一象限; 当sin θ < 0,cos θ < 0时,θ的终边在第三象限,故选B. 课堂检测  固双基 1. D  由三角函数的定义,得tan θ = yx = 1 2 -槡32 = -槡33 . 2. C  由题意可得点P的横坐标为x = 2sin π6 = 2 × 1 2 = 1,纵坐 标为y = - 2cos π6 槡= - 3,∴ r = x 2 + y槡 2 = 2,∴ sin α = yr = -槡32 ,故选C. 3. B  由sin α >0知α终边在第一、二象限或在y轴正半轴上;由 tan α <0知α终边在第二、四象限.综上知α为第二象限角. 4.[2kπ - π,2kπ](k∈Z)  由| sin x | = - sin x知sin x≤0,得 x∈[2kπ - π,2kπ](k∈Z). 5.由点P的坐标为1 2 ,槡 3( )2 和三角函数定义得sin θ =槡32 ,cos θ = 12 ,所以f(θ)槡= 3sin θ + cos θ 槡= 3 ×槡 3 2 + 1 2 =2. 7. 2. 2  单位圆与三角函数线 必备知识  探新知     知识点1:1. x2 + y2 = 1  2.横坐标  纵坐标 对应练习 1. A  设P(x,y),∵角α = π3在第一象限, ∴ x = cos π3 = 1 2 ,y = sin π 3 = 槡3 2 ,∴ P 1 2 ,槡 3( )2 .     知识点2:1 →. MP  →OM  →AT  2.三角函数线 对应练习 2. C  由题意知sin α = - cos α = ±槡22 ,故α角终边在第二、四象 限的角平分线上,故选C. 关键能力  攻重难 例1:如图,作- 5π6的终边与单位圆交于 点P,作PM⊥x轴,M为垂足. 直线x = 1过点A(1,0)且与- 5π6终 边所在直线交于点T. 所以- 5π6的正弦线为 →MP,余弦线为 →OM,正切线为→AT. 依题意∠POM = π6 ,所以MP = 1 2 ,OM =槡 3 2 ,AT =槡 3 3 , 所以P坐标为-槡32 ,-( )12 , 故sin - 5π( )6 = - 12 ,cos - 5π( )6 = -槡32 ,tan - 5π( )6 =槡33 . 对点训练1:角α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,过点A(1,0)作单位 圆的切线AT,与α的终边的反向延 长线交于点T,则α的正弦线为→MP,余弦线为→OM,正切线为→AT. 例2:令α = 2π3 、β = 4π 5 . 如图所示,P1、P2 分别是 角α、β的终边与单位圆的 交点,M1P→ 1、M2P→ 2分别是 角α、β的正弦线,AT→ 1、AT→ 2 分别是角α、β的正切线. (1)∵ |M1P→ 1 | > |M2P→ 2 |且 M1P → 1与M2P→ 2都与y轴正 方向一致, ∴ sin 2π3 > sin 4π 5 . (2)∵ |AT→ 1 | > |AT→ 2 |且AT→ 1与AT→ 2都与y轴正方向相反, ∴ tan 2π3 < tan 4π 5 . 对点训练2:如图,OM→ 1、OM→ 2分别为角 4π 7 、 5π 7 的余弦线,由|OM → 2 | > |OM → 1 | 且OM→ 2、OM→ 1与x轴正向相反知cos 4π7 > cos 5π7 . 例3:(1)作直线y =槡32 ,交单位圆于A, B两点,连接OA,OB,则OA与OB围成的区域(图(1)中阴 影部分)即为角α的终边的范围.故满足条件的角α的集 合为α 2kπ + π3 ≤α≤2kπ + 2π 3 ,k∈{ }Z .                                                                      —144— )*+,%-.+ 对应学生用书学案P001 知识点1  任意角的正弦、余弦与正切的定义 前提 如图,角α终边上异于原点的任意一点P(x,y), r = x2 + y槡 2 定义 正弦 称        为角α的正弦,记作sin α,即sin α =         余弦 称        为角α的余弦,记作cos α,即cos α =         正切 当角α的终边不在y轴上时,称        为角α的正切,记作 tan α,即tan α =         角α的正弦、余弦、正切都称为α的三角函数  [思考1]     提醒:三角函数的关注点 (1) 8"%”"~*>(='€a]9% , "%|}(o~*589 %f*8 . (2) º α = π2 + kπ(k∈Z)A,α%†„= y#h,<An P%' x = 0, dÅ tan α = yx¼89. (3) ”"~*%(_(mž¡ , ‚ƒ α% sin,cos,tan»(¼89%, ‰ sin α23%(m,Ÿ-~( sin… α%P. (4) „Ž"%8ˆ…f*8…´·Åü†mmšB%̀ , dŔ" ~*·Åªt(¦‡<Žf*ÇøD8%~* . ●/012 1.若点(- 1,- 2)在角α的终边上,则sin α =         ;cos α =       ; tan α =         . 知识点2  正弦、余弦、正切函数值在各象限的符号     三角函数值在各象限内的符号,如图所示.     记忆口诀:一全正  ,二正弦  ,三正切  ,四余弦  . [思考2]     提醒:三角函数值的符号的判断方法 \”"~*%]9÷ ,sin α = yr,cos α = x r,tan α = y x(x≠0)(r > 0), ·÷"%”"~*Ÿ%^_(\"†„hmn P(x,y) %'M]% , ¿ˆMM]"%†„XY(>?”"~*Ÿ^_%ÍÎ . 思考1:三角函数值的 大小与点P在角α终 边上的位置是否有关? 提示: ”"~*Ÿ(, ŸÄ(mf*Ä/% QR…n P =†„h %XY¼ÍÄڅ" α %†„XY5ÍÄݔ "~*Ÿ%QRڅ" 5Í . 思考2:上述“记忆口 诀”你如何理解? 提示: Ám€^”" ~*ŸpŽ!ÉÁH €Ú5!‰ŸŽ!Äø ŠpŽ$ÉÁ”Â€Ú 5!‹ŸŽ!ÄøŠp Ž$ÉÁ)€Ú5Š ‰ Ÿ Ž !Ä ø Š p Ž$ . $## ●/012 2.若- π2 < α < 0,则点(tan α,cos α)位于 (B )                                                A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 3.已知sin θ > 0,cos θ < 0,则θ为 (B ) A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角 3456%789 对应学生用书学案P001 ●:;<%M?op&q@0e                                                1.(1)若sin α = 35,cos α = - 4 5,则在角α终边上的点有 (A )                                                A.(- 4,3) B.(3,- 4) C.(4,- 3) D.(- 3,4) (2)已知角α的终边落在直线槡3x + y = 0上,求sin α,cos α,tan α 的值. [归纳提升] 〉 /KL1 1.已知角α的终边上一点P 1,- 3( )4 ,求sin α,cos α,tan α的值. 归纳提升:(1) ö÷" α †„h8mn%' ñ”"~*Ÿ%NÕ = α %†„h}m n P(x,y) Č P +, n%‚Ž r(r > 0) Ä ¿ sin α = yr ,cos α = x r .ºö÷ α %†„h mnñ α %”"~* Ÿ AÄ 1 Ž N Õ  N . (2) =¹r5Í"%† „=ÏUh%sãAÄ B[8+"%†„ŽT UÆ(Bÿqԑ’“ ¸ . $#% ●:;C%M?oprst@P& 2.(1)(2024·营口高一检测)α是第二象限的角,且sin α2 = - sin α 2, 则α2是第        象限角. (2)若sin θtan θ > 0,且cos θtan θ < 0,判断sin θcos θ的符号. [归纳提升] 〉 /KL1                                                2.(2023·烟台高一检测)已知角α的顶点为坐标原点,始边为x轴的非负 半轴,若点P(sin α,tan α)在第四象限,则角α的终边在 (    ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 ●:;M%0eM?op@stuvp 3.已知角α的终边上一个不同于坐标原点的点P(3a - 9,a + 2),且 cos α≤0,sin α > 0,求实数a的取值范围. 【分析】  P(x,y)是α的终边上不同于坐标原点的一点,cos α≤0,则 x≤0;sin α > 0,则y > 0. 〉 /KL1 3.已知角α的终边上一点P(8,x),且sin α = x17,tan α < 0,求x的值. 归纳提升:判断三角函 数值在各象限符号的 攻略 (1) ”• : ˆMM]” "~*Ÿa^"d= € . (2) ÍÎ : ˆM(–” "~ * = ^  € % ^_ . Þß : 19@[—o% "ÊÊ~3:X , ~K ٘Ž("@™šÂ€ >?ØÙ . $#& ●:;R%wxyz{|OM?opc}~@0e 4.设角α的终边不在坐标轴上,求函数y = sin α| sin α | + cos α | cos α | + tan α| tan α | 的值域. [归纳提升]                                                〉 /KL1 4.若sin θcos θ > 0,则θ的终边在 (B ) A.第一或第二象限  B.第一或第三象限 C.第一或第四象限 D.第二或第四象限 归纳提升: š›” "~*^_%>?s ãÄK`aÿ+œ . WXYZ%[\] 对应学生用书学案P003                               1.如果角θ的终边经过点-槡32 , 1( )2 ,则tan α = (D ) A. 12     B. - 槡3 2     C.槡3    D. -槡 3 3 2.如果α的终边对点P 2sin π6,- 2cos π( )6 ,则 sin α的值等于 (C ) A. 12 B. - 1 2 C. - 槡3 2 D. - 槡3 3 3.若sin α > 0,tan α < 0,则α为 (B ) A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角 4.若| sin x | = - sin x,则角x的取值集合是         . 5.设函数f(θ)=槡3sin θ + cos θ,其中角θ的顶点 与坐标原点重合,始边与x轴的正半轴重合, 终边经过点P(x,y),且0≤θ≤π.若点P的坐 标为1 2, 槡3( )2 ,求f(θ)的值. 请同学们认真完成练案[3                            ] 7. 2. 2  单位圆与三角函数线 !"#$%&'( 对应学生用书学案P001 学习目标 核心素养 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. 培养数学抽象与直观想象素养. $#'

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7.2.1 三角函数的定义(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第三册同步学习指导(人教B版2019)
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