内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第7章
三角函数
7.1 角与弧度
7.1.1 任意角
一条射线
端点
起始
终止
逆时针
顺时针
任何
原点
非负半轴
终边
坐标轴
α+k·360°
周角
课下培优巩固练(三十四)
[课程标准] 1.了解任意角的概念,区分正角、负角与零角. 2.理解并掌握终边相同的角的概念,能写出终边相同的角所组成的集合. 3.了解象限角的概念.
一、任意角的概念
1.角的概念
角可以看成平面内____________绕着它的______旋转所成的图形.
2.角的表示
如图,①始边:射线的______位置OA;
②终边:射线的______位置OB;
③顶点:射线的端点O;
④记法:图中的角α可记为“角α”或“∠α”或“∠AOB”,在不引起混淆的前提下,也可简记成“α”.
3.角的分类
名称
定义
图形
正角
一条射线绕其端点按_________方向旋转形成的角
负角
一条射线绕其端点按_________方向旋转形成的角
零角
一条射线没有作______旋转形成的角
微点拨:对角的概念的理解
(1)要明确旋转方向;
(2)要明确旋转角度的大小;
(3)要明确射线未作任何旋转时的位置;
(4)注意由旋转方向来确定角的符号,从而角分为正角、负角、零角.
二、平面直角坐标系中的任意角
条件
在直角坐标系中,角的顶点与______重合,角的始边与x轴的____________重合
象限角
角的______落在第几象限,我们就说这个角是第几象限的角
轴线角
角的终边在_________上,就认为这个角不属于任何一个象限,可称为轴线角
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=__________________,k∈Z},即任一与角α终边相同的角,都可以表示成角α与整数个______的和
微点拨:各象限角的集合
象限角
象限角α的集合表示
第一象限角
{α|k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z}
第二象限角
{α|k·360°+90°<α<k·360°+180°,k∈Z}
第三象限角
{α|k·360°+180°<α<k·360°+270°,k∈Z}
第四象限角
{α|k·360°+270°<α<k·360°+360°,k∈Z}
【基点小试】
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)小于90°的角都是锐角. ( )
(2)终边与始边重合的角为零角.( )
(3)大于90°的角都是钝角.( )
(4)将时钟拨快20分钟,则分针转过的度数是120°.( )
解析:(1)-120°小于90°,不是锐角,错误.
(2)逆时针旋转一周,终边与始边重合,角的大小为360°不是零角,错误.
(3)210°大于90°,不是钝角,错误.
(4)分针是顺时针旋转,是负角,错误.
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
2.与-457°角的终边相同的角的集合是( )
A.{α|α=457°+k·360°,k∈Z}
B.{α|α=97°+k·360°,k∈Z}
C.{α|α=263°+k·360°,k∈Z}
D.{α|α=-263°+k·360°,k∈Z}
解析:由于-457°=-1×360°-97°=-2×360°+263°,故与-457°角的终边相同的角的集合是{α|α=-457°+k·360°,k∈Z}={α|α=263°+k·360°,k∈Z}.
答案:C
3.已知角的顶点与直角坐标系的原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,作出下列各角, 并说明是第几象限的角? 这些角有什么内在联系?
(1)-32°;(2)328°;(3)-392°.
解:都是第四象限角,这些角相差360°的整数倍数.
题型一 任意角的概念
例1.下列结论:
①三角形的内角必是第一、二象限角;
②始边相同而终边不同的角一定不相等;
③钝角比第三象限角小;
④小于180°的角是钝角、直角或锐角.
其中正确的结论为________(填序号).
解析:①90°的角既不是第一象限角,也不是第二象限角,故①不正确;
②始边相同而终边不同的角一定不相等,故②正确;
③钝角大于-100°的角,而-100°的角是第三象限角,故③不正确;
④0°角小于180°,但它既不是钝角,也不是直角或锐角,故④不正确.
答案:②
[总结] 对任意角的理解
对角的概念的认识关键是抓住“旋转”二字.弄清角的始边与终边及旋转方向与大小.另外需要掌握判断结论正确与否的技巧,判断结论正确需要证明,而判断结论不正确只需举一个反例即可.
【练一练】
1.射线OA绕端点O逆时针旋转120°到达OB位置,由OB位置顺时针旋转270°到达OC位置,则∠AOC=( )
A.150°
B.-150°
C.390°
D.-390°
解析:各角和的旋转量等于各角旋转量的和.所以120°+(-270°)=-150°,故选B.
答案:B
2.若手表时针走过4小时,则时针转过的角度为( )
A.120°
B.-120°
C.-60°
D.60°
解析:由于时针是顺时针旋转,故时针转过的角度为负数,即为- eq \f(4,12) ×360°=-120°.
答案:B
题型二 终边相同的角的表示及应用
例2. (苏教版必修一P160例1改编)已知α=-1 845°,在与α终边相同的角中,求满足下列条件的角并判定它是第几象限的角.
(1)最小的正角;(2)最大的负角;(3)-360°~720°之间的角.
解:因为-1 845°=-45°+(-5)×360°,即-1 845°角与-45°角的终边相同,所以与角α终边相同的角的集合是{β|β=-45°+k·360°,k∈Z}.
(1)最小的正角为315°.
(2)最大的负角为-45°.
(3)-360°~720°之间的角分别是-45°,315°,675°.
【母题探究】 本例条件不变,指出α所在象限及720°~1 080°之间的角.
解:∵-1 845°=-45°+(-5)×360°,
∴α在第四象限.
令720°<-45°+k·360°<1 080°(k∈Z),
解得k=3.
∴在720°~1 080°之间与其终边相同的角为-45°+3×360°=1 035°.
[总结] 在终边相同的角的表示中,k·360°可以理解为按一定方向转动的圈数,k取正整数时,按逆时针转,k取负整数时,按顺时针转,k=0时,没有转动.
【练一练】
3.写出终边落在直线y=x上的角的集合S,并把S中适合不等式-360°≤β<720°的元素β写出来.
解:直线y=x与x轴的夹角是45°,在0°~360°范围内,终边在直线y=x上的角有两个:45°,225°.因此,终边在直线y=x上的角的集合:
S={β|β=45°+k·360°,k∈Z}∪{β|β=225°+k·360°,k∈Z}
={β|β=45°+2k·180°,k∈Z}∪{β|β=45°+(2k+1)·180°,k∈Z}={β|β=
45°+n·180°,n∈Z}.
∴S中适合-360°≤β<720°的元素是:
45°-2×180°=-315°;45°-1×180°=-135°;
45°+0×180°=45°;45°+1×180°=225°;
45°+2×180°=405°;45°+3×180°=585°.
题型三 象限角与区间角的表示
角度1 象限角的判断
例3.(1)已知α是第二象限角,则180°-α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:由α是第二象限角可得,90°+k·360°<α<180°+k·360°(k∈Z).
所以180°-(90°+k·360°)>180°-α>180°-(180°+k·360°)(k∈Z),
即90°-k·360°>180°-α>-k·360°(k∈Z),
所以180°-α为第一象限角.
答案:A
(2) (苏教版必修一P160例2改编)已知α是第二象限角,求角 eq \f(α,2) 所在的象限.
解:∵α是第二象限角,
∴k·360°+90°<α<k·360°+180°(k∈Z).
∴ eq \f(k,2) ·360°+45°< eq \f(α,2) < eq \f(k,2) ·360°+90°(k∈Z).
当k为偶数时,令k=2n(n∈Z),得
n·360°+45°< eq \f(α,2) <n·360°+90°,
这表明 eq \f(α,2) 是第一象限角;
当k为奇数时,令k=2n+1(n∈Z),得
n·360°+225°< eq \f(α,2) <n·360°+270°,
这表明 eq \f(α,2) 是第三象限角.
∴ eq \f(α,2) 为第一或第三象限角.
【母题探究】 1.(变设问)在例3.(2)条件下,求角2α的终边的位置.
解:∵α是第二象限角,
∴k·360°+90°<α<k·360°+180°(k∈Z).
∴k·720°+180°<2α<k·720°+360°(k∈Z).
∴角2α的终边在第三或第四象限或在y轴的非正半轴上.
2.(变条件)若α是第一象限角,求 eq \f(α,2) 是第几象限角?
解:∵k·360°<α<k·360°+90°(k∈Z),
∴k·180°< eq \f(α,2) <k·180°+45°(k∈Z).
当k=2n(n∈Z)时,n·360°< eq \f(α,2) <n·360°+45°,∴ eq \f(α,2) 是第一象限角.
当k=2n+1(n∈Z)时,n·360°+180°< eq \f(α,2) <n·360°+225°,∴ eq \f(α,2) 是第三象限角.∴ eq \f(α,2) 是第一或第三象限角.
[总结] 象限角的判定方法
(1)根据图象判定.利用图象实际操作时,依据是终边相同的角的思想,因为
0°~360°之间的角与坐标系中的射线可建立一一对应的关系.
(2)将角转化到0°~360°范围内.在直角坐标平面内,在0°~360°之间没有两个角终边是相同的.
角度2 区间角的表示
例4.已知,如图所示.
①分别写出终边落在OA,OB位置上的角的集合;
②写出终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合.
解:①终边落在OA位置上的角的集合为{α|α=90°+45°+k·360°,k∈Z}={α|α=135°+k·360°,k∈Z};
终边落在OB位置上的角的集合为{α|α=-30°+k·360°,k∈Z}.
②由题干图可知,阴影部分(包括边界)的角的集合是由所有介于-30°~135°之间的与之终边相同的角组成的集合,故该区域可表示为{α|-30°+k·360°≤α≤135°+k·360°,k∈Z}.
[总结] 表示区域角的三个步骤
第一步:先按逆时针的方向找到区域的起始和终止边界.
第二步:按由小到大分别标出起始和终止边界对应的-360°~360°范围内的角α和β,写出最简区间{x|α<x<β},其中β-α<360°.
第三步:起始、终止边界对应角α,β再加上360°的整数倍,即得区域角集合.
【练一练】
4.如图,终边落在阴影部分的角的集合是( )
A.{α|-45°≤α≤120°}
B.{α|120°≤α≤315°}
C.{α|k·360°-45°≤α≤k·360°+120°,k∈Z}
D.{α|k·360°+120°≤α≤k·360°+315°,k∈Z}
解析:阴影部分的角从-45°到90°+30°=120°,再加上360°的整数倍,即{α|k·360°-45°≤α≤k·360°+120°,k∈Z}.
答案:C
5.如图所示的图形,那么阴影部分(包括边界)表示的终边相同的角的集合如何表示?
解:在0°~360°范围内,阴影部分(包括边界)表示的范围可表示为:150°≤β≤225°,
则所有满足条件的角β为
{β|k·360°+150°≤β≤k·360°+225°,k∈Z}.
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