内容正文:
4.3 任意角的三角函数
4.3.1 任意角的三角函数定义
4.3.2 单位圆与三角函数
★[学习目标]
1.使学生理解任意角的正弦、余弦、正切函数的定义;
2.借助单位圆理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义;
3.已知角终边上一点,会求角的各三角函数值;记住特殊角的三角函数值;
4.使学生掌握正弦、余弦、正切函数的定义域;
5.使学生掌握正弦、余弦、正切函数的值在各象限内的符号.
问题情境:(1)初中锐角的三角函数是如何定义的?(让学生回答)
在Rt△ABC中,设A对边为a,B对边为b,C对边为c
锐角A的正弦sin A=,A的余弦cos A=,A的正切tan A=
角的概念推广后,这样的三角函数的定义不再适用,我们如何对三角函数重新定义呢?
[知识点一] 任意角三角函数
1.定义:设角α为平面直角坐标系Oxy中的任意一个角,如图,在其终边上任取一点P(x,y)(点P与原点O不重合),过点P作x轴的垂线,交x轴与点M,则|OM|=|x|,|MP|=|y|.设点P到原点O的距离为r,则r=|OP|=.
有如下定义
(1)称为角α的正弦,记作sin α,即sin α=;
(2)称为角α的余弦,记作cos α,即cos α=;
(3)称为角α的正切,记作tan α,即tan α=(x≠0);sin α,cos α,tan α都是以角α为自变量的函数分别称为正弦函数,余弦函数,正切函数.
正弦函数,余弦函数和正切函数都是三角函数.
2.三角函数的定义域
函 数
定 义 域
正弦sin α
R
余弦cos α
R
正切tan α
1.对于确定的角α,请问三角函数的结果会随点P在α终边上的位置的改变而改变吗?
提示:不会.三角函数也是函数,是以角为自变量,以单位圆上点的坐标(坐标的比值)为函数值的函数;三角函数值只与角α的大小有关,即由角α的终边位置决定.
[知识点二] 单位圆与三角函数
1.单位圆:半径为1的圆称为单位圆,在平面直角坐标系中,以原点O为圆心,1为半径的圆就是单位圆.
2.利用单位圆定义任意角的三角函数
角α的终边与单位圆相交于点P(x,y),r=|OP|=1,则角α的终边与单位圆的交点P的坐标可以表示为(cos α,sin α),如图所示.
一般地,角α的终边与单位圆的交点为点P(x,y),那么sin α=y,cos α=x,tan α= (x≠0)
3.三角函数值的符号
(1)图形表示:
正弦:一二 象限正,三四 象限负;
余弦:一四 象限正,二三 象限负;
正切:一三 象限正,二四 象限负.
(2)记忆口诀:一全正、二正弦、三正切、四余弦.
2.三角函数在各象限的符号由什么决定?
提示:由三角函数定义可知,三角函数在各象限的符号由角α 终边上任意一点的坐标来确定.
4.常见的角的三角函数值见下表:
α(角度制)
0°
30°
45°
60°
90°
120°
135°
150°
α(弧度制)
0
sin α
0
1
cos α
1
0
-
-
-
tan α
0
1
不存在
-
-1
-
1.已知角α的终边与单位圆的交点为P,则tan α=( )
A. B.- C. D.-
解析:B [tan α==-.]
2.已知角α的终边经过点P(4,-3),则sin α=( )
A.- B.- C. D.
解析:B [∵角α终边过点(4,-3),∴x=4,y=-3,r=|OP|==5,∴sin α==-.]
3.若sin α<0且tan α>0,则α在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:C [因为sin α<0且tan α>0,所以角α所在的象限是第三象限.]
4.已知角α的终边经过点P(-1,3),则tan α=_____________.
解析:由题意tan α==-3.
答案:-3
利用三角函数定义求三角函数值
(1)若角α的终边经过点P(5,-12),则sin α=________,cos α=________,tan α=________.
[解析] ∵x=5,y=-12,∴r==13,则sin α==-,cos α==,tan α==-.
[答案] - -
(2)已知角α的终边落在直线x+y=0上,
求sin α,cos α,tan α的值.
[解] 直线x+y=0,即y=-x,经过第二、四象限,在第二象限取直线上的点(-1,),则r==2,所以sin α=,cos α=-,tan α=-;在第四象限取直线上的点(1,-),则r==2,所以sin α=-,cos α=,tan α=-.
已知角α的终边上一点P(x,y),求三角函数值时,先求r=|OP|(O为原点),再根据定义sin α=,cos α=,tan α=确定三角函数值.
若条件中含有参数,要注意对参数进行分类讨论.
[变式训练]
1.(1)已知角α的终边上一点P(m,),且cos α=,则m=________.
解析:由题意得x=m,y=,∴r=|OP|=,∴cos α===,
很明显m>0,
解得m=.
答案:
(2)已知角α的终边经过点P(-12,-5),求α的正弦、余弦和正切值.
解:因为角α的终边经过点P(-12,-5),
所以sin α==-,
cos α==-,tan α==.
利用单位圆求三角函数值
在平面直角坐标系中,以x轴的非负半轴为角的始边,如果角α,β的终边与单位圆分别交于点和,那么sin αcos β=( )
A.- B.- C. D.
[解析] B [∵角α,β的终边与单位圆分别交于点和,
故由定义知sin α=,cos β=-,
∴sin αcos β=×=-.]
单位圆法求三角函数值时的注意点
(1)找点:确定角α的终边与单位圆的交点P(x,y).
(2)下结论:根据三角函数的定义得sin α=y;
cos α=x;tan α=(x≠0).
[变式训练]
2.设a<0,角α的终边与单位圆的交点为P(-3a,4a),那么sin α+2cos α的值等于( )
A. B.- C. D.-
解析:A [∵点P在单位圆上,则|OP|=1.
即=1,解得a=±.
∵a<0,∴a=-.
∴P点的坐标为.
∴sin α=-,cos α=.
∴sin α+2cos α=-+2×=.]
三角函数在各象限的符号运用
(1)已知点P(tan α,cos α)在第四象限,则角α终边在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
[解析] C [因为点P在第四象限,所以有由此可判断角α终边在第三象限.]
(2)确定下列三角函数值的符号:
①sin 156°;②cosπ;③cos(-450°);
④tan;⑤sin;⑥tan 556°.
[解] ①∵156°是第二象限角,
∴sin 156°>0.
②∵π为第三象限角,∴cos π<0.
③∵-450°=-720°+270°是终边落在y轴的非正半轴上的角,∴cos(-450°)=0.
④∵-π=-2π-π是第四象限角,
∴tan<0.
⑤∵-=-2π+π是第二象限角,
∴sin>0.
⑥∵556°=360°+196°是第三象限角,
∴tan 556°>0.
判断三角函数值正负的两个步骤
1.定象限:确定角α所在的象限.
2.定符号:利用三角函数值的符号规律,即“一全正,二正弦,三正切,四余弦”来判断.
注意:若sin α>0,则α的终边不一定落在第一象限或第二象限内,有可能终边落在y轴的非负半轴上.
[变式训练]
3.判断下列各式的符号:
(1)tan 120°sin 269°;
(2)cos 4tan.
解:(1)因为120°角是第二象限角,
所以tan 120°<0.
因为269°角在第三象限内,所以sin 269°<0.
所以tan 120°sin 269°>0.
(2)因为π<4<,所以4弧度角是第三象限角,
所以cos 4<0,因为-=-6π+,
所以-是第一象限角,所以tan>0,
所以cos 4tan<0.
1.已知角α的终边过点P(-1,2),则tan α=( )
A.2 B.-2 C.- D.
解析:B [由题意可知tan α==-2.]
2.若-<α<0,则点Q(cos α,sin α)位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:D [因为-<α<0,所以cos α>0,且sin α<0,所以点Q(cos α,sin α)在第四象限.]
3.在直角坐标系xOy中,已知sin α=-,cos α=,那么角α的终边与单位圆的交点O的坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:A [因为sin α=-,cos α=,所以角α的终边与单位圆交点O的坐标为.]
4.如果α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),那么sin α=( )
A. B.- C. D.-
解析:D [由题意知,角α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),即点(1,-),则r==2,
根据三角函数的定义,可得sin α==-.]
5.已知P(-4,m)是角α终边上一点,且sin α=-.
(1)求实数m的值;
(2)角α终边与单位圆交点A的坐标.
解:(1)因为P(-4,m)是角α终边上一点,且sin α=-,所以sin α==-,且m<0,解得m=-3.
(2)所以P(-4,-3),则|OP|==5,所以角α的终边与单位圆交于A.
[基础过关]
1.已知点P是角α的终边与单位圆的交点,则cos α=( )
A.- B. C.- D.-
解析:B [因为点P是角α的终边与单位圆的交点,所以cos α=.]
2.已知点P(3,-4)是角α的终边上一点,则sin α-cos α=( )
A.- B.- C. D.
解析:A [由三角函数的定义可得sin α-cos α=-=-.]
3.若sin θ tan θ<0且sin θ cos θ>0,则θ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
解析:C [sin θ tan θ=sin θ·=<0,所以cos θ<0,又sin θ cos θ>0,所以sin θ<0,故θ是第三象限角.]
4.已知角α的终边过点P(4,m)(m≠0),且sin α=,则cos α的值为( )
A.± B.- C.± D.
解析:D [角α的终边过点P(4,m)(m≠0),故可得sin α==,解得m2=9,故cos α==.]
5.设角α的终边上有一点P(4,-3),则2sin α+cos α的值是( )
A.- B.
C.-或 D.1
解析:A [因为角α的终边上有一点P(4,-3),所以x=4,y=-3,r=|OP|==5,可得sin α==-,cos α==,所以2sin α+cos α=2×+=-.]
6.若sin α cos α<0,则α是第__________象限的角.
解析:由于sin α cos α<0,若sin α>0,则cos α<0,则α是第二象限角,若sin α<0,则cos α>0,则α是第四象限角.
答案:二或四
7.已知角α的终边过点P(5,a),且tan α=-,则sin α+cos α=________.
解析:∵tan α==-,∴a=-12.
∴r==13.
∴sin α=-,cos α=.
∴sin α+cos α=-.
答案:-
8.sin 90°+2cos 0°-3sin 270°+10cos 180°=___________.
解析:∵sin 90°=1,cos 0°=1,sin 270°=-1,
cos 180°=-1,∴sin 90°+2cos 0°-3sin 270°+10cos 180°=1+2+3-10=-4.
答案:-4
9.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x轴非负半轴重合,若A(-1,y)是角θ终边上一点,且sin θ=-,则y=________.
解析:因为sin θ=-<0,A(-1,y)是角θ终边上一点,所以y<0,由三角函数的定义,得=-,解得y=-3(正值舍去).
答案:-3
10.已知角α的终边在直线y=2x上,求sin α+cos α的值.
解:在直线y=2x上任取一点P(x,2x)(x≠0),
则r==|x|.
①若x>0,则r=x,从而sin α==,
cos α==,∴cos α+sin α=.
②若x<0,则r=-x,从而sin α==-,
cos α==-,∴cos α+sin α=-.
[能力提升]
11.已知f(sin x)=x且x∈,则f的值为( )
A. B. C. D.
解析:A [令sin x=,由x∈,可得x=,所以f=f=.]
12.坐标平面内点P的坐标为(sin 5,cos 5),则点P位于第________象限( )
A.一 B.二 C.三 D.四
解析:B [∵<5<2π,∴sin 5<0,cos 5>0,则点P位于第二象限.]
13.若θ∈,则sin θ与tan θ的大小关系是___________.
解析:因为θ∈,设角θ终边上任意一点为P(x,y),其中x>0,y>0,则r=|OP|=,由三角函数的定义可得sin θ=,tan θ=,又由r>x>0,可得<,即sin θ<tan θ.
答案:sin θ<tan θ
14.已知点M是圆x2+y2=1上的点,以射线OM为终边的角α的正弦值为-,求cos α和tan α的值.
解:设点M的坐标为(x1,y1).由题意,可知sin α=-,即y1=-.因为点M在圆x2+y2=1上,所以x+y=1,
即x+2=1,解得x1=或-.
所以cos α=,tan α=-1,或cos α=-,tan α=1.
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$$
[基础过关]
1.已知点P是角α的终边与单位圆的交点,则cos α=( )
A.- B. C.- D.-
解析:B [因为点P是角α的终边与单位圆的交点,所以cos α=.]
2.已知点P(3,-4)是角α的终边上一点,则sin α-cos α=( )
A.- B.- C. D.
解析:A [由三角函数的定义可得sin α-cos α=-=-.]
3.若sin θ tan θ<0且sin θ cos θ>0,则θ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
解析:C [sin θ tan θ=sin θ·=<0,所以cos θ<0,又sin θ cos θ>0,所以sin θ<0,故θ是第三象限角.]
4.已知角α的终边过点P(4,m)(m≠0),且sin α=,则cos α的值为( )
A.± B.- C.± D.
解析:D [角α的终边过点P(4,m)(m≠0),故可得sin α==,解得m2=9,故cos α==.]
5.设角α的终边上有一点P(4,-3),则2sin α+cos α的值是( )
A.- B.
C.-或 D.1
解析:A [因为角α的终边上有一点P(4,-3),所以x=4,y=-3,r=|OP|==5,可得sin α==-,cos α==,所以2sin α+cos α=2×+=-.]
6.若sin α cos α<0,则α是第__________象限的角.
解析:由于sin α cos α<0,若sin α>0,则cos α<0,则α是第二象限角,若sin α<0,则cos α>0,则α是第四象限角.
答案:二或四
7.已知角α的终边过点P(5,a),且tan α=-,则sin α+cos α=________.
解析:∵tan α==-,∴a=-12.
∴r==13.
∴sin α=-,cos α=.
∴sin α+cos α=-.
答案:-
8.sin 90°+2cos 0°-3sin 270°+10cos 180°=___________.
解析:∵sin 90°=1,cos 0°=1,sin 270°=-1,
cos 180°=-1,∴sin 90°+2cos 0°-3sin 270°+10cos 180°=1+2+3-10=-4.
答案:-4
9.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x轴非负半轴重合,若A(-1,y)是角θ终边上一点,且sin θ=-,则y=________.
解析:因为sin θ=-<0,A(-1,y)是角θ终边上一点,所以y<0,由三角函数的定义,得=-,解得y=-3(正值舍去).
答案:-3
10.已知角α的终边在直线y=2x上,求sin α+cos α的值.
解:在直线y=2x上任取一点P(x,2x)(x≠0),
则r==|x|.
①若x>0,则r=x,从而sin α==,
cos α==,∴cos α+sin α=.
②若x<0,则r=-x,从而sin α==-,
cos α==-,∴cos α+sin α=-.
[能力提升]
11.已知f(sin x)=x且x∈,则f的值为( )
A. B. C. D.
解析:A [令sin x=,由x∈,可得x=,所以f=f=.]
12.坐标平面内点P的坐标为(sin 5,cos 5),则点P位于第________象限( )
A.一 B.二 C.三 D.四
解析:B [∵<5<2π,∴sin 5<0,cos 5>0,则点P位于第二象限.]
13.若θ∈,则sin θ与tan θ的大小关系是___________.
解析:因为θ∈,设角θ终边上任意一点为P(x,y),其中x>0,y>0,则r=|OP|=,由三角函数的定义可得sin θ=,tan θ=,又由r>x>0,可得<,即sin θ<tan θ.
答案:sin θ<tan θ
14.已知点M是圆x2+y2=1上的点,以射线OM为终边的角α的正弦值为-,求cos α和tan α的值.
解:设点M的坐标为(x1,y1).由题意,可知sin α=-,即y1=-.因为点M在圆x2+y2=1上,所以x+y=1,
即x+2=1,解得x1=或-.
所以cos α=,tan α=-1,或cos α=-,tan α=1.
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4.3.1 任意角的三角函数定义
4.3.2 单位圆与三角函数
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课堂·互动学案
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02
随堂·步步夯实
03
课后·素养提升
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★[学习目标]
1.使学生理解任意角的正弦、余弦、正切函数的定义;
2.借助单位圆理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义;
3.已知角终边上一点,会求角的各三角函数值;记住特殊角的三角函数值;
4.使学生掌握正弦、余弦、正切函数的定义域;
5.使学生掌握正弦、余弦、正切函数的值在各象限内的符号.
问题情境:(1)初中锐角的三角函数是如何定义的?(让学生回答)
在Rt△ABC中,设A对边为a,B对边为b,C对边为c
锐角A的正弦sin A=eq \f(a,c),A的余弦cos A=eq \f(b,c),A的正切tan A=eq \f(a,b)
角的概念推广后,这样的三角函数的定义不再适用,我们如何对三角函数重新定义呢?
[知识点一] 任意角三角函数
1.定义:设角α为平面直角坐标系Oxy中的任意一个角,如图,在其终边上任取一点P(x,y)(点P与原点O不重合),过点P作x轴的垂线,交x轴与点M,则|OM|=|x|,|MP|=|y|.设点P到原点O的距离为r,则r=|OP|=eq \r(x2+y2).
有如下定义
(1)eq \f(y,r)称为角α的正弦,记作sin α,即sin α=eq \f(y,r);
(2)eq \f(x,r)称为角α的余弦,记作cos α,即cos α=eq \f(x,r);
(3)eq \f(y,x)称为角α的正切,记作tan α,即tan α=eq \f(y,x)(x≠0);sin α,cos α,tan α都是以角α为自变量的函数分别称为正弦函数,余弦函数,正切函数.
正弦函数,余弦函数和正切函数都是三角函数.
2.三角函数的定义域
函 数
定 义 域
正弦sin α
R
余弦cos α
R
正切tan α
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(α|α≠\f(π,2)+kπ,k∈Z))
1.对于确定的角α,请问三角函数的结果会随点P在α终边上的位置的改变而改变吗?
提示:不会.三角函数也是函数,是以角为自变量,以单位圆上点的坐标(坐标的比值)为函数值的函数;三角函数值只与角α的大小有关,即由角α的终边位置决定.
[知识点二] 单位圆与三角函数
1.单位圆:半径为1的圆称为单位圆,在平面直角坐标系中,以原点O为圆心,1为半径的圆就是单位圆.
2.利用单位圆定义任意角的三角函数
角α的终边与单位圆相交于点P(x,y),r=|OP|=1,则角α的终边与单位圆的交点P的坐标可以表示为(cos α,sin α),如图所示.
一般地,角α的终边与单位圆的交点为点P(x,y),那么sin α=y,cos α=x,tan α=eq \f(y,x) (x≠0)
3.三角函数值的符号
(1)图形表示:
正弦:一二 象限正,三四 象限负;
余弦:一四 象限正,二三 象限负;
正切:一三 象限正,二四 象限负.
(2)记忆口诀:一全正、二正弦、三正切、四余弦.
2.三角函数在各象限的符号由什么决定?
提示:由三角函数定义可知,三角函数在各象限的符号由角α 终边上任意一点的坐标来确定.
4.常见的角的三角函数值见下表:
α(角度制)
0°
30°
45°
60°
90°
120°
135°
150°
α(弧度制)
0
eq \f(π,6)
eq \f(π,4)
eq \f(π,3)
eq \f(π,2)
eq \f(2π,3)
eq \f(3π,4)
eq \f(5π,6)
sin α
0
eq \f(1,2)
eq \f(\r(2),2)
eq \f(\r(3),2)
1
eq \f(\r(3),2)
eq \f(\r(2),2)
eq \f(1,2)
cos α
1
eq \f(\r(3),2)
eq \f(\r(2),2)
eq \f(1,2)
0
-eq \f(1,2)
-eq \f(\r(2),2)
-eq \f(\r(3),2)
tan α
0
eq \f(\r(3),3)
1
eq \r(3)
不存在
-eq \r(3)
-1
-eq \f(\r(3),3)
1.已知角α的终边与单位圆的交点为Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),-\f(\r(3),2))),则tan α=( )
A.eq \r(3) B.-eq \r(3) C.eq \f(\r(3),3) D.-eq \f(\r(3),3)
解析:B [tan α=eq \f(y,x)=-eq \r(3).]
2.已知角α的终边经过点P(4,-3),则sin α=( )
A.-eq \f(3,4) B.-eq \f(3,5) C.eq \f(4,5)
D.eq \f(4,3)
解析:B [∵角α终边过点(4,-3),∴x=4,y=-3,r=|OP|=eq \r(x2+y2)=5,∴sin α=eq \f(y,r)=-eq \f(3,5).]
3.若sin α<0且tan α>0,则α在( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
解析:C [因为sin α<0且tan α>0,所以角α所在的象限是第三象限.]
4.已知角α的终边经过点P(-1,3),则tan α=_____________.
解析:由题意tan α=eq \f(3,-1)=-3.
答案:-3
[答案] -eq \f(12,13) eq \f(5,13) -eq \f(12,5)
利用三角函数定义求三角函数值
(1)若角α的终边经过点P(5,-12),则sin α=________,cos α=________,tan α=________.
[解析] ∵x=5,y=-12,∴r=eq \r(52+-122)=13,则sin α=eq \f(y,r)=-eq \f(12,13),cos α=eq \f(x,r)=eq \f(5,13),tan α=eq \f(y,x)=-eq \f(12,5).
(2)已知角α的终边落在直线eq \r(3)x+y=0上,
求sin α,cos α,tan α的值.
[解] 直线eq \r(3)x+y=0,即y=-eq \r(3)x,经过第二、四象限,在第二象限取直线上的点(-1,eq \r(3)),则r=eq \r(-12+\r(3)2)=2,所以sin α=eq \f(\r(3),2),cos α=-eq \f(1,2),tan α=-eq \r(3);在第四象限取直线上的点(1,-eq \r(3)),则r=eq \r(12+-\r(3)2)=2,所以sin α=-eq \f(\r(3),2),cos α=eq \f(1,2),tan α=-eq \r(3).
已知角α的终边上一点P(x,y),求三角函数值时,先求r=|OP|(O为原点),再根据定义sin α=eq \f(y,r),cos α=eq \f(x,r),tan α=eq \f(y,x)确定三角函数值.
若条件中含有参数,要注意对参数进行分类讨论.
[变式训练]
1.(1)已知角α的终边上一点P(m,eq \r(3)),且cos α=eq \f(\r(10),4),则m=________.
解析:由题意得x=m,y=eq \r(3),∴r=|OP|=eq \r(m2+3),∴cos α=eq \f(x,r)=eq \f(m,\r(m2+3))=eq \f(\r(10),4),很明显m>0,解得m=eq \r(5).
答案:eq \r(5)
(2)已知角α的终边经过点P(-12,-5),求α的正弦、余弦和正切值.
解:因为角α的终边经过点P(-12,-5),
所以sin α=eq \f(-5,\r(144+25))=-eq \f(5,13),
cos α=eq \f(-12,\r(144+25))=-eq \f(12,13),tan α=eq \f(-5,-12)=eq \f(5,12).
利用单位圆求三角函数值
在平面直角坐标系中,以x轴的非负半轴为角的始边,如果角α,β的终边与单位圆分别交于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(12,13),\f(5,13)))和eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5),\f(4,5))),那么sin αcos β=( )
A.-eq \f(36,65) B.-eq \f(3,13) C.eq \f(4,13) D.eq \f(48,65)
[解析] B [∵角α,β的终边与单位圆分别交于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(12,13),\f(5,13)))和eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5),\f(4,5))),
故由定义知sin α=eq \f(5,13),cos β=-eq \f(3,5),
∴sin αcos β=eq \f(5,13)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5)))=-eq \f(3,13).]
单位圆法求三角函数值时的注意点
(1)找点:确定角α的终边与单位圆的交点P(x,y).
(2)下结论:根据三角函数的定义得sin α=y;
cos α=x;tan α=eq \f(y,x)(x≠0).
[变式训练]
2.设a<0,角α的终边与单位圆的交点为P(-3a,4a),那么sin α+2cos α的值等于( )
A.eq \f(2,5) B.-eq \f(2,5) C.eq \f(1,5)
D.-eq \f(1,5)
解析:A [∵点P在单位圆上,则|OP|=1.
即eq \r(-3a2+4a2)=1,解得a=±eq \f(1,5).
∵a<0,∴a=-eq \f(1,5).
∴P点的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5),-\f(4,5))).∴sin α=-eq \f(4,5),cos α=eq \f(3,5).
∴sin α+2cos α=-eq \f(4,5)+2×eq \f(3,5)=eq \f(2,5).]
三角函数在各象限的符号运用
(1)已知点P(tan α,cos α)在第四象限,则角α终边在( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
[解析] C [因为点P在第四象限,所以有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(tan α>0,,cos α<0,))由此可判断角α终边在第三象限.]
(2)确定下列三角函数值的符号:
①sin 156°;②coseq \f(16,5)π;③cos(-450°);
④taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(17,8)π));⑤sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3)π));⑥tan 556°.
[解] ①∵156°是第二象限角,∴sin 156°>0.
②∵eq \f(16,5)π为第三象限角,∴cos eq \f(16,5)π<0.
③∵-450°=-720°+270°是终边落在y轴的非正半轴上的角,∴cos(-450°)=0.
④∵-eq \f(17,8)π=-2π-eq \f(1,8)π是第四象限角,∴taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(17,8)π))<0.
⑤∵-eq \f(4π,3)=-2π+eq \f(2,3)π是第二象限角,∴sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3)π))>0.
⑥∵556°=360°+196°是第三象限角,∴tan 556°>0.
判断三角函数值正负的两个步骤
1.定象限:确定角α所在的象限.
2.定符号:利用三角函数值的符号规律,即“一全正,二正弦,三正切,四余弦”来判断.
注意:若sin α>0,则α的终边不一定落在第一象限或第二象限内,有可能终边落在y轴的非负半轴上.
[变式训练]
3.判断下列各式的符号:
(1)tan 120°sin 269°;
(2)cos 4taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(23π,4))).
解:(1)因为120°角是第二象限角,
所以tan 120°<0.
因为269°角在第三象限内,所以sin 269°<0.
所以tan 120°sin 269°>0.
(2)因为π<4<eq \f(3π,2),所以4弧度角是第三象限角,
所以cos 4<0,因为-eq \f(23π,4)=-6π+eq \f(π,4),
所以-eq \f(23π,4)是第一象限角,所以taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(23π,4)))>0,
所以cos 4taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(23π,4)))<0.
1.已知角α的终边过点P(-1,2),则tan α=( )
A.2 B.-2 C.-eq \f(1,2) D.eq \f(1,2)
解析:B [由题意可知tan α=eq \f(2,-1)=-2.]
2.若-eq \f(π,2)<α<0,则点Q(cos α,sin α)位于( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
解析:D [因为-eq \f(π,2)<α<0,所以cos α>0,且sin α<0,所以点Q(cos α,sin α)在第四象限.]
3.在直角坐标系xOy中,已知sin α=-eq \f(4,5),cos α=eq \f(3,5),那么角α的终边与单位圆的交点O的坐标为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5),-\f(4,5)))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,5),\f(3,5)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5),\f(4,5)))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,5),-\f(3,5)))
解析:A [因为sin α=-eq \f(4,5),cos α=eq \f(3,5),所以角α的终边与单位圆交点O的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5),-\f(4,5))).]
4.如果α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),那么sin α=( )
A.eq \f(1,2) B.-eq \f(1,2) C.eq \f(\r(3),2) D.-eq \f(\r(3),2)
解析:D [由题意知,角α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),即点(1,-eq \r(3)),则r=eq \r(12+-\r(3)2)=2,
根据三角函数的定义,可得sin α=eq \f(y,r)=-eq \f(\r(3),2).]
5.已知P(-4,m)是角α终边上一点,且sin α=-eq \f(3,5).
(1)求实数m的值;
(2)角α终边与单位圆交点A的坐标.
解:(1)因为P(-4,m)是角α终边上一点,且sin α=-eq \f(3,5),所以sin α=eq \f(m,\r(-42+m2))=-eq \f(3,5),且m<0,解得m=-3.
(2)所以P(-4,-3),则|OP|=eq \r(-42+-32)=5,所以角α的终边与单位圆交于Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,5),-\f(3,5))).
$$