内容正文:
第五章
三 角 函 数
章前导读
现实世界的许多运动、变化都有着循环往复、周而复始的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,物体的简谐运动等变化。这些现象都可以用三角函数刻画。
章前导读
前面,我们学习了函数的一些概念,并研究了指数函数、对数函数等,知道了函数的研究内容、过程和方法,以及如何利用某类函数刻画相应的现实问题的变化规律(数学建模)
本章,我们将利用这些经验,学习刻画周期性变化的三角函数。
(1) 三角函数是怎样的函数?(解析式)
(2) 它具有怎样的性质?
(2) 我们该如何利用三角函数模型刻画各种周期变化现象?(应用)
5.1 任意角和弧度制
5.1.1 任意角
一
二
三
学习目标
理解任意角的概念
学会建立直角坐标系讨论任意角,判断象限角
掌握终边相同角的集合,以及它们书写
学习目标
问题1 圆周运动是一种常见的周期性变化现象。圆上的点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?
旋转的角度
问题2 在初中,角的定义是什么?范围是多大?有哪些种类?
1.定义:有公共端点的两射线组成的几何图形叫角.
顶点
边
边
2.角的范围:0°~360°
3.角的种类:
锐角 直角 钝角 平角 周角
问题3 在现实生活中随处可见超出范围内的角,因此,我们得重新定义角。下列实例中的角有哪些不同,体现在哪几个方面?
实例1 体操中有 “前空翻转体540度”,“后空翻转体720度”.
实例2 齿轮旋转时主动轮与被动轮旋转方向相反
旋转量
旋转方向
和
通过以上研究发现角是由“旋转”而来!
1.角的概念
始边
终边
顶点
B
o
A
点O 叫做角α的顶点,
射线OA叫做角α的始边,
射线OB叫做角α的终边.
α
(1)定义:平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形
通过以上研究发现角是由“旋转”而来!
(2)记法:记作角α或 ∠α,可简记为α
(3)记法:
1.任意角的概念
正角:
负角:
一条射线绕其端点顺时针旋转形成的角.
如:α=﹣540º,α=﹣120º.
一条射线绕其端点逆时针旋转形成的角.
如:α=60º,α=425º.
零角:
一条射线没作任何旋转.
(零角的始边与终边重合)
任意角
已知一条射线的起始位置OA:
o
A(B)
[注]①在不引起混淆的情况下,“角”或“∠”可以简写成“ ”;
②角的表示:A,B,C,…或α,β,θ,…
顶点
始边
终边
例1
(1)经过2个小时,钟表的时针和分针转过的角度分别是( )
A.60°,720° B.-60°,-720°
C.-30°,-360° D.-60°,720°
(2)右图中的角α的度数是 .
B
-3300
角
你能分别作出210°、-150°、750°、-660°的图吗?
旋转量
旋转方向
2.角的表示与作图
类似于实数a的相反数是 -a,我们引入任意角α的相反角的概念.
(1) 你认为相等的两个角应该怎样规定?
(3) 怎样的两个角互为相反角?两角怎样相减?
(2) 两角相加又是怎样规定的?
类比实数,思考下列问题
3.角的运算
3.角的运算
(1) 相等角
旋转方向相同,旋转量相同;
就称.
B
A
O
B’
A’
O’
(2) 角的加法
设,是任意两个角,我们规定,把角的终边再旋转角,这时终边所对应的角是
(3) 相反角
(4) 角的减法
旋转方向不同,旋转量相同的两个角叫做互为相反角;
角的相反角记为.
减去一个角等于加上这个角的相反角.即:
角的减法转化为角的加法
角的“±”表示旋转方向:“﹢逆﹣顺”
3.角的运算
α+(-β)
α
-β
3.角的运算
练1 你能用图形表达下列角的运算吗?
(1) 30°+90°
(2) 30°-90°
(3) -60°+180°
(4) 60°+270°
(5) -60°-270°
(6) 60°-360°
x
y
o
(1) 使角的顶点与原点重合
终边落在第几象限就说这个角是第几象限角
(2) 始边与x轴的非负半轴重合
始边
终边
A
B
o(顶点)
5.轴线角:
终边落在坐标轴上(x轴或y轴)的角.
4.象限角
该角不属于任何一个象限.
-50°
x
y
o
x
y
o
210°
-450°
x
y
o
405°
x
y
o
-200°
x
y
o
第四象限角
第一象限角
第三象限角
第二象限角
轴线角
例2 已知角的顶点与原点重合, 角的始边与x轴的非负半轴重合,
判断-50°、405°、210°、-200°、-450°分别是第几象限角
练2 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)大于90°的角都是钝角.( )
(2)90°角是第一或第二象限角.( )
(3)小于90°的角都是锐角.( )
(4)第一象限角一定不是负角. ( )
(5)第二象限角大于第一象限角. ( )
(6)“α是锐角”是“α是第一象限角”的充要条件 ( )
(7)若角α的终边在直线y=x上,则α是第一象限角. ( )
问题4 将角按照上述方法放在直角坐标系中后,给定一个角,就有唯一的一条终边与之对应。
反之,对于直角坐标系内任意一条射线OB,以它为终边的角是否唯一?如果不唯一,那么终边相同的角有什么关系?
思考1 所有与α角终边相同的角,连同α角在内,可构成一个集合S,你能用描述法表示集合S吗?
所有与角终边相同的角,连同角在内,可以构成一个集合
即任一与角终边相同的角,都可以表示成角与整数个周角的和.
如果角与角的终边相同,则.
6.终边相同的角
例3 在0°~360°范围内,找出与下列各角终边相同的角,并判断它们是第几象限的角:
–60°; (2)820°.
练3 判断正误:
终边相同的角一定相等( )
相等的角,终边一定相同( )
角α的终边位置 集合表示
x轴的非负半轴
x轴的非正半轴
y轴的非负半轴
y轴的非正半轴
x轴
y轴
坐标轴
6. 轴线角的集合表示
{α|α=k·360°,k∈Z}
{α|α=k·360°+180°,k∈Z}
{α|α=k·360°+90°,k∈Z}
{α|α=k·360°-90°,k∈Z}
{α|α=k·180°,k∈Z}
{α|α=k·180°+90°,k∈Z}
{α|α=k·90°,k∈Z}
角α的终边所在象限 集合表示
第一象限
第二象限
第三象限
第四象限
7.象限角的集合表示
{α|k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z}
{α|k·360°+90°<α<k·360°+180°,k∈Z}
{α|k·360°+180°<α<k·360°+270°,k∈Z}
{α|k·360°-90°<α<k·360°,k∈Z}
练4 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.
练5 写出终边落在如图阴影部分的角的集合:
(1)
(2)
(3)
8.区域角
思考下列问题
二等分
逆时针标1-4
三等分
终边在直线y=±x上的角的集合
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课堂小结
本节课你学会了哪些主要内容?
1.角的定义是什么?
2.角相关的概念有哪些?
3.如何进行角的运算?
4.如何表示终边相同的角?
5.象限角的范围该如何表示?
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.
第一步:先按逆时针的方向找到区域的起始和终止边界.
表示区域角的三个步骤
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