内容正文:
现实世界中的许多运动、变化都有着循环往复、周而复始的规律,这种变化规律称为周期性,例如:地球自转引起的昼夜交替变化和公转引起的四季交替变化,月亮圆缺,潮汐变化,物体做匀速圆周运动时的位置变化,物体做简谐运动时的位移变化,交变电流变化等.这些现象都可以用三角函数刻画。
5.1 任意角和弧度制
第五章 三角函数
5.1.1 任意角
1、情境创设
回顾初中所学:什么是角?范围是多大?
定义:有公共端点的两射线组成的几何图形叫角.
顶点
边
边
角的范围:0°~360°
初中定义
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1、情境创设
思考:⊙O 上的点P以A为起点做逆时针方向的旋转.如何刻画点P的位置变化呢?
由初中知识可知,射线OA绕端点O按逆时针方向旋转一周回到起始位置,在这个过程中可以得到0°~360°范围内的角,如果继续旋转,那么所得到的角就超出这个范围了.所以,为了借助角的大小变化刻画圆周运动,需要先扩大角的范围.
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2、探究新知
在齿轮传动中,被动轮与主动轮是按相反方向旋转的.一般地,一条射线绕其端点旋转,既可以按逆时针方向旋转,也可以按顺时针方向旋转.
2002年在匈牙利世锦赛上,李小鹏在跳马时做出的“踺子后手翻转体180度接直体前空翻转体900度”获得“李小鹏跳”命名.
关键是用运动的观点来看待角的变化.
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2、探索新知
知识点一、角的推广
1、角概念的推广:角可以看作平面内一条射线绕着它的端点旋转所成的图形.
2、角的构成元素:
始边
终边
顶点
A
B
O
方向
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2、探索新知
知识点二、角的分类
规定:一条射线绕其端点,
按逆时针方向旋转形成的角叫做正角;
按顺时针方向旋转形成的角叫做负角;
如果一条射线没有做任何旋转,则称它形成了一个零角.
这样,我们就把角的概念推广到了任意角.
若以零时为起始位置,那么钟表的时针或分针在旋转时所成的角总是负角。
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2、探索新知
知识点三、角的相关概念
1.角和角旋转的方向相同且旋转的角度相等,那么就称
2.设是任意两个角.规定把角终边旋转角,这时终边所对应的角是
3.把射线OA绕端点O按不同方向旋转相同的量所成的两个角叫做互为相反角。
角的相反角记作
角的减法→角的加法
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2、探索新知
x
o
y
x
思考1:为了进一步研究角的需要,我们常在直角坐标系内讨论角,并使角的顶点与原点重合,角的始边与x轴的非负半轴重合。
那么对一个任意角,角的终边可能落在哪些位置?
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2、探索新知
知识点四、象限角
1.如果角的终边在第几象限,我们就说这个角是第几象限的角;
2.如果角的终边在坐标轴上,就认为这个角不属于任何象限,或称这个角为轴线角.
思考2:那么下列各角:-50°,405°,210°, -200°,-450°分别是第几象限的角?
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2、探索新知
思考3:第二象限的角一定比第一象限的角大吗?
象限角只能反映角的终边所在象限,不能反映角的大小.
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2、探索新知
-32°
-392°
x
y
o
328°
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2、探索新知
思考4:所有与-32°角终边相同的角,连同-32°角在内,可构成一个集合S,你能用描述法表示集合S吗?
思考5:一般地,所有与角α终边相同的角,连同角α在内所构成的集合S可以怎样表示?
知识点五、终边相同的角
S={β|β=α+k·360°,k∈Z},
即任一与α终边相同的角,都可以表示成角α与整数个周角的和.
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3、典例分析
例1 在0°~360°范围内,找出与-950°12′角终边相同的角,并判定它是第几象限角.
注意:1°=60′
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3、典例分析
思考6:终边在x轴非负半轴、非正半轴,y轴非负半轴、非正半轴上的角分别如何表示?
轴线角的集合表示一:
x轴非负半轴:{α|α= k·360°,k∈Z };
x轴非正半轴:{α|α= 180°+k·360°,k∈Z };
y轴非负半轴:{α|α= 90°+k·360°,k∈Z };
y轴非正半轴:{α|α= 270°+k·360°,k∈Z }.
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3、典例分析
例2 写出终边在y轴上的角的集合.
解:在0°~360°范围内,终边在y轴上的角有两个,即90°,270°角(如图).因此,所有与90°角终边相同的角构成集合S1={β|β=90°+k·360°.k∈Z}.
而所有与270°角终边相同的角构成集合S2={β|β=270°+k·360°.k∈Z}.
于是,终边在y轴上的角的集合
S=S1∪S2
={β|β=90°+2k·180°,k∈Z }∪{β|β=90°+180°+2k·180°,k∈Z }
={β|β=90°+2k·180°,k∈Z }∪{β|β=90°+(2k+1)180°,k∈Z }
={β|β=90°+n·180°,n∈Z }
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3、典例分析
思考7:终边在x轴上的角分别如何表示?
轴线角的集合表示二:
在x轴上:{α|α= k·180°,k∈Z} ;
在y轴上:{α|α= 90°+k·180°,k∈Z };
在坐标轴上:{α|α= k·90°,k∈Z} .
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3、典例分析
例3.写出终边在直线y=x上的角的集合S,并把S中适合不等式-360°≤α<720°的元素β写出来.
解:S={β|β=45°+k·180°,k∈Z}.
S中适合不等式-360°≤β<720°的元素有:-315°,-135°,45°,225°,405°,585°.
【变式1】写出终边在直线上的角的集合S
【变式2】写出与30°角终边在同一直线上的角的集合S
S={β|β=60°+k·180°,k∈Z}.
S={|=30°+k·180°,k∈Z}.
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3、典例分析
思考8:各象限的角的集合分别如何表示?
区域角的集合表示:
第一象限:{α|k·360°<α<90°+k·360°,k∈Z };
第二象限:{α|90°+k·360°<α<180°+k·360°,k∈Z };
第三象限:{α|180°+k·360°<α<270°+k·360°,k∈Z };
第四象限:{α|270°+k·360°<α<360°+k·360°,k∈Z }.
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4、课堂练习
题型一 任意角概念的理解
【例 1】(1)给出下列说法:①第一象限角可能是负角;②小于180°的角是钝角、直角或锐角;③始边和终边重合的角是零角。其中正确说法的序号为 (把正确说法的序号都写上).
(2)点O为原点,射线OA和x轴的非负半轴重合,射线OA先绕端点O顺针旋转80°到 OB 位置,再逆时针旋转250°到OC位置,最后顺时针旋转270°到OD位置,则∠AOD= 。
学案大书P78
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4、课堂练习
题型二 终边相同的角的表示与应用
【例2】(1)将-885°角化为k·360°+(360°,kZ)的形式是 .
(2)已知角β的终边在直线y=-x上
①写出角β的集合S;
②写出集合S 中适合不等式组一360°<β<360°的元素.
学案大书P78
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解题方法(终边相同的角的表示)
1.在0°到360°范围内找与给定角终边相同的角的方法
(1)一般地,可以将所给的角α化成k·360°+β的形式(其中0°≤β<360°,k∈Z),其中β就是所求的角.
(2)如果所给的角的绝对值不是很大,可以通过如下方法完成:当所给角是负角时,采用连续加360°的方式;当所给角是正角时,采用连续减360°的方式,直到所得结果达到所求为止.
2.运用终边相同的角的注意点
所有与角α终边相同的角,连同角α在内可以用式子k·360°+α,k∈Z表示,在运用时需注意以下四点:
(1)k是整数,这个条件不能漏掉.
(2)α是任意角.
(3)k·360°与α之间用“+”连接,如k·360°-30°应看成k·360°+(-30°),k∈Z.
(4)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同,终边相同的角有无数个,它们相差周角的整数倍.
4、课堂练习
题型三 象限角和区域角的表示
【例3】(1)-2019°是第 象限角.
(2)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.
学案大书P79
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4、课堂练习
题型三 象限角和区域角的表示
5.如图,已知角的终边在阴影表示的范围内,试指出角的取值范围.
学案大书P79
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4、课堂练习
题型三 象限角和区域角的表示
6.是第二象限角,则是第几象限角?
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解题方法(任意角和象限角的表示)
1.判断角的概念问题的关键与技巧.
(1)关键:正确的理解角的有关概念,如锐角、钝角等;
(2)技巧:注意“旋转方向决定角的正负,旋转幅度决定角的绝对值大小”.
2.象限角的判定方法.
(1)图示法:在坐标系中画出相应的角,观察终边的位置,确定象限.
(2)利用终边相同的角:第一步,将α写成α=k·360°+β(k∈Z,0°≤β<360°)的形式;
第二步,判断β的终边所在的象限;
第三步,根据β的终边所在的象限,即可确定α的终边所在的象限.
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