内容正文:
第一章 三角函数
§2 任意角
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第一章 三角函数
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课前案·自主学习
01
课堂案·互动探究
02
课后案·学业评价
03
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端点O按箭头所示方向旋转
到终止位置OB
顶点
始边
终边
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逆时针方向旋转
顺时针方向旋转
没有作任何旋转
重合
0°
重合
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坐标原点
x轴的非负半轴
第几象限角
任何象限
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周角的整数倍
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课后案·学业评价
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第一章 三角函数
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第一章 三角函数
1
学业标准
素养目标
1.理解任意角的概念,能区分各类角.(难点)
2.掌握象限角的概念,会判断象限角,能用集合表示各类象限角.(重点)
3.理解终边相同角的定义,会表示终边相同角的集合.(重点)
1.通过角的相关概念的学习,培养数学抽象等核心素养.
2.通过象限角、终边相同角的表示,提升直观想象、数学运算等核心素养.
导学1 角的概念推广
在体操或跳水比赛中,运动员会做出“转体两周”“向前翻腾两周半”等动作,做上述动作时,运动员分别转体多少度?
[提示] 顺时针方向旋转了720°(或逆时针方向旋转了720°),顺时针方向旋转了900°.
如果一个角的始边与终边重合,那么这个角一定是零角吗?
[提示] 不一定,若角的终边未作旋转,则这个角是零角,若角的终边作了旋转,则这个角就不是零角.
◎结论形成
1.角的概念
如图,平面内一条射线OA绕着它的___________________________ _______________,形成角α.其中点O是角α的________,射线OA是角α的________,射线OB是角α的________.
2.角的分类
按旋转方向不同将角分为三类
(1)正角:按__________________形成的角叫作正角.
(2)负角:按__________________形成的角叫作负角.
(3)零角:如果一条射线__________________,我们称它形成了一个零角.这样,零角的始边与终边________,如果α是零角,那么α=______.
(4)如果一个角的终边沿逆时针或顺时针方向旋转360°的整数倍,那么所得新角的终边与原角的终边________.
导学2 象限角及终边相同的角
将角放在一个平面直角坐标系中,角的顶点在坐标原点,始边在x轴的非负半轴,旋转该角,则其终边(除端点外)可能落在什么位置?
[提示] 终边可能落在坐标轴上或四个象限内.
在同一个平面直角坐标系中作出30°,390°,-330°,750°的角.
(1)观察它们的终边有什么关系,这些角之间相差多少度?
[提示] 终边在相同的位置,它们之间相差360°的整数倍.
(2)如何用30°的式子表示390°,-330°,750°?
[提示] 390°=1×360°+30°;
-330°=-1×360°+30°;
750°=2×360°+30°.
◎结论形成
1.象限角
将角放在一个平面直角坐标系中,角的顶点在____________,始边在__________________.以角的终边(除端点外)在平面直角坐标系的位置对角分类:角的终边在第几象限,就说这个角是______________;如果角的终边在坐标轴上,这个角就不属于____________.
2.终边相同角的表示
一般地,给定一个角α,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},即任何一个与角α终边相同的角,都可以表示成角α与________________的和.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)终边与始边重合的角是零角.( )
(2)终边和始边都相同的两个角一定相等.( )
(3)象限角为钝角的终边在第二象限.( )
(4)小于90°的角是锐角.( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
2.如果角α=-21°,那么与角α终边相同的角可以表示为( )
A.{β|β=k·360°+21°,k∈Z}
B.{β|β=k·360°-21°,k∈Z}
C.{β|β=k·180°+21°,k∈Z}
D.{β|β=k·180°-21°,k∈Z}
解析 根据终边相同的角相差360°的整数倍,故与角α=-21°终边相同的角可表示为{β|β=k·360°-21°,k∈Z},故选B.
答案 B
3.与45°角终边相同的角是( )
A.-45°
B.225°
C.395°
D.-315°
解析 ∵-315°=-360°+45°,
∴-315°与45°是终边相同的角.故选D.
答案 D
4.已知0°≤α<360°,且α与600°角终边相同,则α=________,它是第________象限角.
解析 因为600°=360°+240°,所以240°角与600°角终边相同,且0°≤240°<360°,故α=240°,它是第三象限角.
答案 240° 三
题型一 任意角的概念及其表示
(1)给出下列说法:
①锐角都是第一象限角;②第一象限角一定不是负角;③第二象限角是钝角;④小于180°的角是钝角、直角或锐角.
其中正确命题的序号为________(把正确命题的序号都写上).
(2)将时钟拨快20分钟,则分针转过的度数是______.
(3)射线OA绕端点O顺时针旋转80°到OB位置,接着逆时针旋转250°到OC位置,然后再顺时针旋转270°到OD位置,则∠AOD=________.
[解析] (1)①锐角是大于0°且小于90°的角,终边落在第一象限,故是第一象限角,所以①正确;
②-330°角是第一象限角,但它是负角,所以②不正确;
③480°角是第二象限角,但它不是钝角,所以③不正确;
④0°角是小于180°的角,但它既不是钝角,也不是直角或锐角,故④不正确.
(2)将时钟拨快20分钟,分针顺时针旋转120°,
所以分针转过的度数为-120°.
(3)如图.
∠AOD=∠AOB+∠BOC+∠COD
=(-80°)+250°+(-270°)=-100°.
[答案] (1)① (2)-120° (3)-100°
(1)解决此类问题要正确理解锐角、钝角、0°~90°的角、象限角等概念.
(2)角的概念推广后,确定角的关键是确定旋转的方向和旋转量的大小.
[触类旁通]
1.一个角为30°,其终边按逆时针方向旋转三周后的角度数为________,按顺时针方向旋转三周后的角度数为________.
解析 终边按逆时针方向旋转三周,转过的角度为360°×3=1 080°,所以按逆时针旋转后的角度数是1 110°.同理按顺时针方向旋转三周后的角度是-3×360°+30°=-1 050°.
答案 1 110° -1 050°
题型二 终边相同的角 一题多变
已知角α=-2 025°.
(1)写出与角α终边相同的角的集合S,并指出角α是第几象限角;
(2)写出S中适合不等式-720°≤β<0°的角β.
[解析] (1)S={β|β=-2 025°+k×360°,k∈Z},
∵135°=-2 025°+6×360°,
∴135°与-2 025°的终边相同.
∵135°是第二象限角,
∴-2 025°是第二象限角.
(2)由-720°≤-2 025°+k×360°<0°,
解得3eq \f(15,24)≤k<5eq \f(15,24),
∵k∈Z,∴k=4或5,
即S中适合-720°≤β<0°的元素有
-2 025°+4×360°=-585°,
-2 025°+5×360°=-225°.
[母题变式]
1.(变结论)本例中与角α终边相同的角中,最小正角为______.
解析 由0°<-2 025°+k·360°<360°,
解得5eq \f(15,24)<k<6eq \f(15,24),∵k∈Z,∴k=6,
故所求最小正角为-2 025°+6×360°=135°.
答案 135°
2.(变结论)本例中与角α终边相同的角中,最大负角为______.
解析 由-360°<-2 025°+k·360°<0°,
解得4eq \f(15,24)<k<5eq \f(15,24),∵k∈Z,∴k=5,
故所求最大负角为-2 025°+5×360°=-225°.
答案 -225°
[素养聚焦] 通过终边相同角的表示与应用,把数学运算、直观想象等核心素养体现在解题过程中.
与角α终边相同的角的表示方法
(1)所有与角α终边相同的角,连同角α(而且只有这样的角)在内可以用式子α+k×360°,k∈Z表示.
在运用时,需注意以下几点:
①k是整数,这个条件不能漏掉;
②α是任意角;
③k×360°与角α之间用“+”号连接,如k×360°-30°应看成k×360°+(-30°),k∈Z.
(2)求在一定范围内与已知角终边相同的角,方法是先求出与已知角终边相同的角,再变形,构建含有参数k的不等式,然后在k的取值范围内取值.
[触类旁通]
2.(2024·南阳高一校考)已知角α的集合为M={α|α=30°+k·90°,k∈Z},回答下列问题:
(1)集合M中有几类终边不相同的角?
(2)集合M中大于-360°且小于360°的角是哪几个?
(3)求集合M中的第二象限角β.
解析 (1)集合M中的角可以分成四类,即终边分别与-150°,-60°,30°,120°的终边相同的角.
(2)令-360°<30°+k·90°<360°,得-eq \f(13,3)<k<eq \f(11,3),又k∈Z,所以集合M中大于-360°且小于360°的角共有8个,分别是-330°,-240°,-150°,-60°,30°,120°,210°,300°.
(3)集合M中的第二象限角与120°角的终边相同,所以β=120°+k·360°,k∈Z.
题型三 象限角及其应用
(1)分别判断角α=-130°和β=-940°是第几象限角;
(2)若角α是第二象限角,试判断180°-α,2α,eq \f(α,2)分别是第几象限角.
[解析] (1)由于α=-130°=-360°+230°,即角α与230°角终边相同,而230°角是第三象限角,故α是第三象限角.
由于β=-940°=-3×360°+140°,即角β与140°角终边相同,而140°角是第二象限角,故β是第二象限角.
(2)由α是第二象限角可得,90°+k·360°<α<180°+k·360°,k∈Z,
所以180°-(180°+k·360°)<180°-α<180°-(90°+k·360°),k∈Z,
即-k·360°<180°-α<90°-k·360°,k∈Z.
所以180°-α是第一象限角.
同理,180°+2k·360°<2α<360°+2k·360°,k∈Z,
所以角2α可能是第三象限角或第四象限角或终边落在y轴的非正半轴上.
所以45°+k·180°<eq \f(α,2)<90°+k·180°,k∈Z.
①当k=2n(n∈Z)时,45°+n·360°<eq \f(α,2)<90°+n·360°(n∈Z),即eq \f(α,2)是第一象限角;
②当k=2n+1(n∈Z)时,225°+n·360°<eq \f(α,2)<270°+n·360°(n∈Z),即eq \f(α,2)是第三象限角.
故eq \f(α,2)是第一或第三象限角.
象限角的判断方法
(1)根据图形判定,在平面直角坐标系中作出角,角的终边落在第几象限,此角就是第几象限角.
(2)根据终边相同的角的概念,把角转化到0°~360°范围内,转化后的角在第几象限,此角就是第几象限角.
(3)由α的范围,表示出nα,eq \f(α,n)的范围,由n的取值确定象限.
[触类旁通]
3.(1)(多选题)若角α满足α=45°+k·180°,k∈Z,则角α的终边落在( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
(2)若角α是第一象限角,则
①-α是第________象限角;
②eq \f(α,3)是第________象限角.
解析 (1)当k=0时,α=45°,此时α为第一象限角;
当k=1时,α=225°,此时α是第三象限角,故选AC.
(2)因为α是第一象限角,
所以k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z.
①-k·360°-90°<-α<-k·360°,k∈Z,
所以-α所在区域与(-90°,0°)范围相同,故-α是第四象限角.
②k·120°<eq \f(α,3)<k·120°+30°,k∈Z.
当k=3n(n∈Z)时,
n·360°<eq \f(α,3)<n·360°+30°,
所以eq \f(α,3)是第一象限角;
当k=3n+1(n∈Z)时,
n·360°+120°<eq \f(α,3)<n·360°+150°,
所以eq \f(α,3)是第二象限角;
当k=3n+2(n∈Z)时,
n·360°+240°<eq \f(α,3)<n·360°+270°,
所以eq \f(α,3)是第三象限角.
综上可知,eq \f(α,3)是第一或第二或第三象限角.
答案 (1)AC (2)①四 ②一或第二或第三
[缜密思维提能区] 易错辨析
对任意角的概念不清导致写错角的范围
写出终边在如图所示阴影部分内的角的集合.
[错解一] 终边为OA的角为k·360°+30°,k∈Z,终边为OB的角为k·360°+150°,k∈Z,
所以终边在阴影部分内的角的集合为
{α|k·360°+30°<α<k·360°+150°,k∈Z}.
[错解二] 终边为OA的角为k·360°+30°,k∈Z,终边为OB的角为k·360°+150°,k∈Z.
所以终边在阴影部分内的角的集合为
{α|k·360°+150°<α<k·360°+30°,k∈Z}.
[正解] 因为阴影部分含x轴正半轴,所以终边为OA的角为β=30°+k·360°,k∈Z,终边为OB的角为γ=-210°+k·360°,k∈Z.所以终边在阴影部分内的角的集合为{α|-210°+k·360°≤α≤30°+k·360°,k∈Z}.
[纠错心得]
(1)用不等式表示区域角的范围时,要注意观察角的集合形式是否能够合并,能合并的一定要合并.
(2)对于区域角的书写,一定要看其区域是否跨越x轴的正方向.
知识落实
技法强化
1.正角、负角、零角的概念.
2.终边相同的角的表示.
3.象限角、区域角的表示.
1.数形结合、分类讨论.
2.注意:锐角与小于90°角的区别,终边相同的角的表示中k∈Z.
$$