内容正文:
第四章
三角函数与解三角形
赢在微点 高考复习顶层设计 数学
第一节
第四章 三角函数与解三角形
任意角和弧度制、三角函数的概念
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课
程
标
准
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必备知识/梳理
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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5
教|材|回|顾
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微|点|延|伸
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小|题|快|练
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关键能力/落实
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第二部分
——考向探究
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类型一
角的表示 自练自悟
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类型二
弧制度及应用
解
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类型三
三角函数的定义及应用
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(二十九)
本部分内容讲解结束
1.了解任意角的概念;2.了解弧度制的概念,能进行弧度与角度的互化;3.理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.
1.角的概念的推广
(1)定义:角可以看成一条射线绕着它的端点旋转所成的图形.
(2)分类:按旋转方向,角可以分成三类:________、负角和________.
(3)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=____________________},即任一与角α终边相同的角,都可以表示成角α与整数个周角的和.
[微点清] 终边相同的角不一定相等,但相等的角其终边一定相同.
正角
零角
α+k·360°,k∈Z
2.弧度制的定义和公式
(1)定义:长度等于________的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角.弧度单位用符号rad表示,读作弧度.
半径长
(2)公式
角α的弧度数公式
|α|=(l表示弧长)
角度与弧度的换算
1°=rad;
1 rad=________
弧长公式
l=________
扇形面积公式
S=lr=________
[微点清] 角度与弧度换算的关键是π rad=180°,在同一个式子中,采用的度量制必须一致,不可混用.
°
|α|r
|α|r2
3.任意角的三角函数
(1)定义:设α是一个任意角,α∈R,它的终边OP与单位圆相交于点
P(x,y),那么sin α=______,cos α=______,tan α=______(x≠0).
(2)三角函数值在各象限内的符号:一全正、二正弦、三正切、四余弦,如图.
y
x
1.任意角的三角函数的定义(推广)
设P(x,y)是角α终边上异于顶点的任一点,其到原点O的距离为r,则sin α=,cos α=,tan α=(x≠0).(r=>0)
2.象限角与轴线角
3.一个结论
若α∈,则tan α>α>sin α.
1.(人A必一P184T2改编)已知角α的终边上有一点P(1,-2),则tan α的值为( )
A.2 B.-2
C. D.-
2.(人B必三P12练习AT4改编)教室里的钟表慢了30分钟,在同学们将它校正的过程中,时针所需要旋转的弧度数为( )
A.- B. C.- D.
解法一:30分钟=小时,则时针所需要旋转的弧度数为-×=-.故选A.
解法二:在将钟表校正的过程中,易知时针顺时针旋转了15°,旋转角的大小为-15°,故时针所需要旋转的弧度数为-15×=-.故选A.
3.(多选题)(苏教必一P176习题7.1T2,3,5改编)下列说法正确的是( )
A.与1 920°终边相同的角中,最小正角是120°
B.三角形的内角必是第一或第二象限角
C.22°30′化成弧度是
D.终边落在直线y=x上的角α的集合为{α|α=60°+k·180°,k∈Z}
A.与1 920°终边相同的角为β=k·360°+1 920°=(k+5)·360°+120°,k∈Z,当k=-5 时,β=120°,所以与1 920°终边相同的角中,最小正角是120°,故A正确.B.因为三角形的内角的范围是(0,π),所以三角形的内角必是第一象限角或第二象限角或等于,故B错误.C.22°30′化成弧度是22.5×=,故C正确.D.易得直线y=x的倾斜角为60°,当角的终边在第一象限时,α=60°+k1·360°,k1∈Z;当角的终边在第三象限时,α=240°+k2·360°,k2∈Z.所以角α的集合为{α|α=k·180° +60°,k∈Z},故D正确.故选ACD.
4.(人A必一P175T6改编)半径为2的圆中,有一条弧长是,则此弧所对的圆心角是( )
A.15°
B.20°
C.30°
D.40°
5.(苏教必一P181T6改编)已知α∈(0,2π),sin α<0,cos α>0,则角α的取值范围是( )
A. B. C. D.
因为sin α<0,cos α>0,所以α为第四象限角,结合α∈(0,2π),得α∈,故选D.
1.(多选题)下列四个命题中正确的是( )
A.-是第二象限角
B.是第三象限角
C.-400°是第四象限角
D.-315°是第一象限角
-是第三象限角,故A错误;=π+,所以是第三象限角,故B正确;-400°=-360°-40°,所以-400°是第四象限角,故C正确;-315°=-360°+45°,所以-315°是第一象限角,故D正确,故选BCD.
2.若α是第一象限角,则下列各角中属于第四象限角的是( )
A.90°-α B.90°+α
C.360°-α D.180°+α
若α是第一象限角,则90°-α的终边在第一象限,90°+α的终边在第二象限,360°-α的终边在第四象限,180°+α的终边在第三象限,故选C.
3.若α是第一象限角,则-是( )
A.第一象限角
B.第一或第四象限角
C.第二象限角
D.第二或第四象限角
由题意知,k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z,则k·180°<<k·180°+45°,k∈Z,所以-k·180°-45°<-<-k·180°,k∈Z.当k为偶数时,-为第四象限角;当k为奇数时,-为第二象限角.所以-是第二或第四象限角.故选D.
4.如图所示,终边落在阴影部分的角α的取值集合为
______________________________________.
{α|k·360°+30°≤α<k·360°+105°,k∈Z}
终边落在射线OA上的角的集合是{β|β=k·360°+30°,k∈Z},终边落在射线OB上的角的集合是{γ|γ=k·360°+105°,k∈Z},所以终边落在阴影部分(含射线OA,不含射线OB)的角的集合是{α|k·360°+30°≤α<k·360°+105°,k∈Z}.
1.利用终边相同的角的集合可以求适合某些条件的角,方法是先写出与这个角的终边相同的所有角的集合,然后通过对集合中的参数k(k∈Z)赋值来求得所需的角.
2.确定kα,(k∈N*)的终边位置的方法:先写出kα或的范围,然后根据k的可能取值确定kα或的终边所在位置.
【例1】 已知扇形的圆心角是α,半径为R,弧长为l.
(1)若α=,R=10 cm,求扇形的弧长l;
(1)因为α=,R=10 cm,所以l=|α|R=×10=(cm).
(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?
(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 cm时,S取得最大值,此时l=10 cm,α=2.
(3)若α=,R=2 cm,求扇形的弧所在的弓形的面积.
(3)设弓形面积为S弓形,由题意知l= cm,所以S弓形=××2-×22×sin=cm2.
应用弧度制解决问题时的注意点
1.利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度.
2.求扇形面积最大值的问题时,常转化为二次函数的最值问题.
3.在解决弧长问题和扇形面积问题时,要合理地利用圆心角所在的三角形.
【训练】 (多选题)已知扇形的周长是6,面积是2,则下列选项可能正确的有( )
A.圆的半径为2
B.圆的半径为1
C.圆心角的弧度数是1
D.圆心角的弧度数是2
设扇形半径为r,圆心角弧度数为α,则由题意得解得或可得当圆的半径为1时,圆心角的弧度数为4;当圆的半径为2时,圆心角的弧度数为1.故选ABC.
考向❶:三角函数的定义
【例2】 (2025·哈尔滨模拟)已知角α的终边与单位圆的交点为P,则sin α·tan α=( )
A.- B.± C.- D.±
设O为坐标原点,则|OP|2=+y2=1,得y2=,即y=±.当y=时,sin α=,tan α=-,此时sin α·tan α=-;当y=-时,sin α=-,tan α=,此时sin α·tan α=-.所以sin α·tan α=-.故选C.
定义法求三角函数值的2种情况
1.已知角α终边上一点P的坐标,可求角α的三角函数值.先求P到原点的距离,再用三角函数的定义求解.
2.已知角α的某三角函数值,可求角α终边上一点P的坐标中的参数值,再根据定义中的两个量,列方程求参数值.
考向❷:三角函数值的符号
【例3】 (1)若cos α·tan α<0,则角α的终边在( )
A.第一、二象限 B.第二、三象限
C.第三、四象限 D.第一、四象限
因为cos α·tan α<0,所以cos α,tan α的值一正一负,所以角α的终边在第三、四象限.故选C.
(2)设θ为第二象限角,则下列结论一定成立的是( )
A.sin>0 B.cos>0 C.tan>0 D.sincos<0
因为θ为第二象限角,所以+2kπ<θ<π+2kπ,k∈Z.则+kπ<<+kπ,k∈Z,所以为第一或第三象限角,则tan>0.故选C.
判断三角函数值的符号,关键是确定角的终边所在的象限,然后结合三角函数值在各象限的符号确定所求三角函数值的符号,注意角的终边在坐标轴上的情况.
【题组对点练】
题号
1
2
3
考向
❶
❷
❷
1.已知角α(0°<α<360°)的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合,终边上A点坐标为(sin 310°,cos 310°),则α=( )
A.130° B.140° C.220° D.230°
因为sin 310°<0,cos 310°>0,所以角α的终边在第二象限,又因为tan α======tan 140°,且0°<α<360°,所以α=140°.故选B.
2.(2025·河南联考)以坐标原点为顶点,x轴非负半轴为始边的角α,其终边落在直线y=x上,则有( )
A.sin α=-
B.cos α=
C.sin α+cos α=±
D.tan α=±1
因为角α的终边落在直线y=x上,所以α=+2kπ或α=+2kπ,k∈Z.对于A,当α=+2kπ,k∈Z时,sin α=,故A项错误.对于B,当α=+2kπ,k∈Z时,cos α=-,故B项错误.对于C,当α=+2kπ,k∈Z时,sin α+cos α=,当α=+2kπ,k∈Z时,sin α+cos α=-,故C项正确.对于D,当α=+2kπ,k∈Z时,tan α=1;当α=+2kπ,k∈Z时,tan α=1,故D项错误.故选C.
3.(多选题)若角α的顶点为坐标原点,始边为x轴的非负半轴且sin α·sin>0,则α的终边可能在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
因为sin=cos α,所以由sin α·sin>0,得sin α·cos α>0.若sin α>0,cos α>0,则α的终边在第一象限;若sin α<0,cos α<0,则α的终边在第三象限.故选AC.
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