内容正文:
第4课时 诱导公式(一)
7.2 任意角的三角函数
第七章 三角函数
学 习 目 标
1
2
3
理解并掌握公式①(终边相同角)、②(角 与)、③ (角与)、④(角 与)的推导过程与含义.
能初步应用诱导公式进行简单的三角函数求值、化简与证明
经历从单位圆的几何对称性到三角函数值代数关系的抽象过程,提升数学抽象和几何直观能力.
新课导入
在初中,我们已经知道一些锐角的三角函数值及它们之间的一些关系
例如:
30°
①
60°
③
45°
②
如果已知 ,你能用 表示出 , , , , 吗?
新知探究
探究一:角 与 的三角函数值之间的关系
尝试与发现
对于任意一个角 来说, 与 的终边有什么关系?由此你能得到它们的正弦、余弦、正切之间的关系吗?
(1)终边相同的角,对应三角函数值相等
(2)由于 与 的终边相同,所以当 为整数时,有
余弦,
正切.
正弦,
知识小结
诱导公式①
,
.
,
诱导公式①
主要用途:把绝对值大于 的任意角的三角函数值问题转化为 角的同名三角函数值问题
例如,
例题讲解
【分析】利用诱导公式①化简角度为间的角,再结合特殊角的三角函数值求解.
例1
求下列各值.
(1) ; (2) ; (3) .
解 (1) .
(2) .
(3) .
即时训练
1.求下列各式的值.
(1) ;
(2);
【分析】利用诱导公式①结合特殊角的三角函数即可得到答案.
【详解】(1)
(2)
新知探究
探究二:角的旋转对称
如图, 假设角 的终边是 ,射线 和 关于 对称.
射线
射线
角 的终边
角 的终边
射线 和 关于 对称
角 的终边和角 的终边关于角 的终边所在的直线对称
一般地, 角 的终边和角 的终边关于角 的终边所在的直线对称.
新知探究
下面我们看看一些对称的例子.
② 和 的终边关于角 的终边(即 轴)对称;
③ 和 的终边关于角 的终边(即直线 ) 对称.
点击图标查看动态演示
① 和 的终边关于角 (即 轴) 的终边对称;
新知探究
如图,已知与的终边关于角0的终边所在的直线对称.由此你能得到它们的正弦、余弦、正切之间的关系吗?
探究三:角与的三角函数值之间的关系
设和的终边与单位圆分别交于P和,则
由图可知:
①正弦
②余弦
③正切
知识小结
诱导公式②
诱导公式②
主要用途:我们可以用正角的三角函数值表示负角的三角函数值
例如,
点击图标查看动态演示
例2
例题讲解
求下列各个式:
(
【分析】利用诱导公式②用正角表示负角,若是大于的,再利用诱导公式①进行化简即可.
即时训练
2.求下列各式的值.
(1).
(2);
【分析】利用诱导公式①、②结合特殊角的三角函数即可得到答案.
【详解】(1)
(2).
新知探究
探究四:角与的三角函数值之间的关系
如图,对于任意一个角来说,与的终边有什么关系?由此你能得到它们的正弦、余弦、正切之间的关系吗?
由图可知和的终边与单位圆分别交于和
则
.
又由和的终边关于角的终边所在的直线对称可知:
正弦:
余弦:
正切:
新知探究
你能利用以上公式结合公式②证明与的关系吗?
证明
如图,对于任意一个角来说,与的终边有什么关系?
由此可得:
余弦
正切
正弦
知识小结
诱导公式③、④
诱导公式③
例如,
诱导公式④
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例题讲解
例3
求下列各值.
【分析】大于的先用诱导公式①,在0~的使用诱导公式③
例题讲解
例4
求下列各值.
【分析】利用诱导公式④,将180°~360°之间的角表示为180°以内的角.
例题讲解
例5
化简
解:原式=
=
【分析】先利用诱导公式①,将以上的角化简,再利用②、③、④进行化简.
巩固提升
1. )
C
【分析】A.,错误;
B.,错误;
C.正确;
D .,错误.
巩固提升
2 . 已知 , 求下列各式的值:
(1)【分析】根据诱导公式①
解
(2)
(3)
巩固提升
3.已 知 α 是 第 象限 角 sinα= 求 :
解:(1)
(2)
(3)
【分析是第二象限角, ,
则
巩固提升
4.已化简下列各式
(1)
(1)
(2)
提分笔记
诱导公式的 “三步走”:
第一步:去负角
第二步:缩角到
第三步:化锐角
【分析】综合利用诱导公式进行化简
课堂总结
一起来看看这节课我们学到了些什么?
点击此处,进入本节课的课堂总结
要点回顾
感谢聆听!
一般角的对称性演示
角 α ± θ 的对称关系
拖拽 OA 改变对称轴 α
拖拽 OB 改变张角 θ
▶ 旋转对称轴 α
▶ 改变张角 θ
重置
角度参数
对称轴角 α
45°
张角 θ
30°
对称性结论
射线 OB 对应角
α + θ = 75°
射线 OC 对应角
α - θ = 15°
几何意义:
角 α+θ 与角 α-θ 的终边关于角 α 的终边(射线 OA)对称。
(α+θ) + (α-θ) = 2α
3. 角 α 与 -α 的三角函数值之间的关系
▶ 播放演示
分步详解
α = 30°
-α = -30°
拖拽改变角度 α
0°
90°
180°
270°
360°
💡 尝试与发现
对于任意一个角 α 来说,α 与 -α 的终边有什么关系?由此你能得到它们的正弦、余弦、正切之间的关系吗?
几何解析
如图所示,设 α 和 -α 的终边与单位圆分别交于 P 和 P',则
P(cos α, sin α)
P'(cos(-α), sin(-α))
又由 α 和 -α 的终边关于角 0 的终边(即 x 轴的正半轴)所在的直线对称可知,P 和 P' 关于 x 轴对称,因此
结论
sin(-α) = -sin α
cos(-α) = cos α
tan(-α) = -tan α
4.
角 α 与 π ± α 的三角函数值之间的关系
▶ 演示动画
重置
当前状态
α = 30°
P(x, y) = (0.87, 0.50)
旋转角 α
360°
展示 π - α (关于y轴对称)
展示 π + α (关于原点对称)
尝试与发现
对于任意一个角 α 来说,α 与 π - α 的终边有什么关系?由此你能得到它们的正弦、余弦、正切之间的关系吗?
如图所示,设 α 和 π - α 的终边与单位圆分别交于 P 和 P',则
P(cos α, sin α),
P'(cos(π - α), sin(π - α)).
又由 α 和 π - α 的终边关于角 π/2 的终边所在的直线对称可知,P 和 P' 关于 y 轴对称,因此
sin(π - α) = sin α
cos(π - α) = -cos α
tan(π - α) = -tan α
* 注:同理可证 π + α 的情况(关于原点对称)。
课堂小结:诱导公式①~④
人教B版 必修三
目录导航
01 知识点回顾
02 易错点警示
03 解题技巧
核心公式梳理
点击蓝色色块查看隐藏内容
公式一:终边相同
周期性
sin(2kπ + α) = sinα
cos(2kπ + α) = cosα
tan(2kπ + α) = tanα
其中 k ∈ Z。表明三角函数值每隔 2π 重复出现。
公式二:关于原点对称
补角关系
sin(π + α) = -sinα
cos(π + α) = -cosα
tan(π + α) = tanα
角 π + α 与角 α 的终边关于原点对称。
公式三:关于x轴对称
负角关系
sin(-α) = -sinα
cos(-α) = cosα
tan(-α) = -tanα
角 -α 与角 α 的终边关于 x 轴对称。
公式四:关于y轴对称
邻补角关系
sin(π - α) = sinα
cos(π - α) = -cosα
tan(π - α) = -tanα
角 π - α 与角 α 的终边关于 y 轴对称。
💡 记忆口诀
函数名不变,符号看象限
(将 α 看作锐角时,原角所在象限的三角函数符号)
易错点警示
避开这些常见的逻辑陷阱
⚠️ 符号判断错误
在使用公式时,容易忽略“符号看象限”这一原则。必须先判断 kπ ± α 所在象限(假设 α 为锐角),再决定结果的符号。
错误示例:
cos(π - α) = cosα
正确示例:
cos(π - α) = -cosα (第二象限余弦为负)
⚠️ 角度制的混用
公式中的 2kπ, π 均基于弧度制。如果题目给的是角度制(如 180°),需要保持一致,不要混用。
sin(180° - α) = sinα (正确)
sin(π - α) = sinα (正确)
解题技巧与模型
化繁为简的通用策略
技巧一:“负化正,大化小”
处理任意角的三角函数求值问题时,遵循以下步骤:
第一步
利用公式三
将负角转化为正角
→
第二步
利用公式一
将大角转化为 0~2π 之间的角
→
第三步
利用公式二/四
将钝角转化为锐角
技巧二:化简求值模型
在化简复杂的三角函数式时,注意观察角之间的关系。
互补关系:若 α + β = π,则 β = π - α,可用公式二。
互余关系:若 α + β = π/2,则涉及公式五/六(下节课内容)。
周期关系:若 α - β = 2kπ,则函数值相等。
$