第4章 4.1 任意角和弧度制、三角函数的概念(Word教参)-【精讲精练】2027年高考数学一轮复习(人教A版)
2026-08-21
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教辅
摘要:
该高中数学讲义聚焦任意角、弧度制及三角函数概念等高考核心考点,按“定义-度量-函数”逻辑架构梳理知识,通过考点梳理(角的分类、弧度公式)、方法指导(象限角判断、扇形问题策略)、真题训练(判断正误、象限角选择)等环节,帮助学生突破终边相同角表示、三角函数符号判断等难点,体现复习系统性和针对性。
资料融合数学眼光与思维,如通过终边相同角集合抽象培养抽象能力,扇形面积最值问题训练运算推理。设计母题变式(扇形周长求面积最大值)和多维探究(三角函数定义应用),分层练习配合即时反馈,助力学生构建解题框架,为教师把控复习节奏提供精准指导。
内容正文:
4.1 任意角和弧度制、三角函数的概念
【课标要求】
1.了解任意角的概念和弧度制.
2.能进行弧度与角度的互化,体会引入弧度制的必要性.
3.借助单位圆理解三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.
[对应学生用书P87]
1.角的概念
(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:
(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=α+k·360°,k∈Z}.
[微提醒] 终边相同的角有无数个,它们之间相差360°的整数倍.
2.弧度制的定义和公式
(1)定义:长度等于__半径长__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;
(2)公式
角α的弧度数公式
|α|=(弧长用l表示)
角度与弧度的换算
1°=rad;1 rad=__°__
弧长公式
l=__αR(0<α<2π)__
扇形面积公式
S=__lR__=__αR2(0<α<2π)__
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=__y__,cos α=__x__,tan α=__(x≠0)__;
(2)定义的推广:设P(x,y)是角α终边上异于顶点的任意一点,其到原点O的距离为r,则sin α=,cos α=,tan α=(x≠0);
(3)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.
1.轴线角
2.α所在象限与所在象限的关系
α所在象限
一
二
三
四
所在象限
一、三
一、三
二、四
二、四
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)锐角是第一象限角,第一象限的角也都是锐角.(×)
(2)角α的三角函数值与其终边上点P的位置无关.(√)
(3)终边相同的角的同一三角函数值相等.(√)
(4)若sin α>0,则α是第一或第二象限角.(×)
2.-870°角的终边所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析 因为-870°=-1080°+210°,所以-870°角的终边在第三象限.故选C.
答案 C
3.(人A必修一P182T4改编)++的值组成的集合为( )
A.{3} B.{3,1}
C.{-1,1} D.{3,-1}
解析 当θ是第一象限角时,原式=++=3;当θ是第二象限角时,原式=++=-1;当θ是第三象限角时,原式=++=-1;当θ是第四象限角时,原式=++=-1.综上,选D.
答案 D
4.(人A必修一P176T4改编)一条弦的长等于半径,则此弦所对圆心角的弧度数为( )
A. B.
C. D.π
解析 因为弦长等于半径,所以弦和与弦的两端点相交的两半径构成等边三角形,所以弦所对圆心角为60°,即为.
答案 B
5.已知角θ的终边过点P(-12,5),则sin θ+cos θ=________.
解析 |OP|==13,∴sin θ=,cos θ=-,∴sin θ+cos θ=-.
答案 -
[对应学生用书P88]
考点一 角及其表示
基础考点 自练自悟
1.(多选)下列说法错误的是( )
A.钝角是第二象限角
B.第二象限角比第一象限角大
C.大于90°的角是钝角
D.-165° 是第二象限角
解析 对于A选项,钝角α的范围是90°<α<180°,第二象限角β的取值范围是k·360°+90°<β<k·360°+180°,所以,钝角是第二象限角,A正确;对于B选项,120° 是第二象限角,390° 是第一象限角,但120°<390°,B错误;对于C选项,390°>90°,但390° 不是钝角,C错误;对于D选项,-90°<-165°<-180°,故-165° 是第三象限角,D错误.故选BCD.
答案 BCD
2.集合中的角所表示的范围(阴影部分)是( )
解析 当k取偶数时,比如k=0,此时≤α≤,故角的终边在第一象限或y轴正半轴;当k取奇数时,比如k=1,此时≤α≤,故角的终边在第三象限或y轴的负半轴.综上,角的终边在第一象限或第三象限或y轴上.
答案 C
3.设集合A={α|α=45°+k·180°,k∈Z}∪{α|α=135°+k·180°,k∈Z},集合B={β|β=45°+k·90°,k∈Z},则( )
A.A∩B=∅ B.AB
C.BA D.A=B
解析 α=45°+k·180°,k∈Z表示终边在直线y=x上的角,
α=135°+k·180°,k∈Z表示终边在直线y=-x上的角,
而β=45°+k·90°,k∈Z表示终边在四条射线上的角,四条射线分别是射线y=x,x≥0;y=-x,x≤0;y=x,x≤0;y=-x,x≥0,它们构成直线y=x,直线y=-x,故A=B.
答案 D
4.已知θ为小于360°的正角,角4θ与角θ的终边关于x轴对称,那么θ=________.
解析 由角4θ与角θ终边关于x轴对称,可知角4θ与角-θ终边相同,故4θ=-θ+k·360°,k∈Z,故θ=k·72°,k∈Z.又0°<θ<360°,故令k=1,2,3,4,得θ=72°或144°或216°或288°.
答案 72°或144°或216°或288°
1.象限角的两种判断方法
(1)图象法:在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角.
(2)转化法:先将已知角化为k·360°+α(0°≤α<360°,k∈Z)的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角.
2.求或nθ(n∈N*)所在象限的步骤
(1)将θ的范围用不等式(含有k,且k∈Z)表示.
(2)两边同除以n或乘以n.
(3)对k进行讨论,得到或nθ(n∈N*)所在的象限.
考点二 弧度制及其应用
一题多变 母题探究
一扇形的圆心角α=,半径R=10 cm,求该扇形的面积.
[解析] ∵α=,R=10 cm,
∴S扇形=αR2=××102=(cm2).
1.(变结论)若本例条件不变,求扇形的弧长l及该弧所在弓形的面积.
解析 l=αR=×10=(cm),
S弓形=S扇形-S三角形=-·R2·sin =-×102×=(cm2).
2.(变条件)若将本例已知条件改为“扇形周长为20 cm”,则当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?
解析 由已知设扇形弧长为l cm,扇形半径为R cm,则l+2R=20,则l=20-2R(0<R<10).
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25 cm2,
此时l=10 cm,α=2 rad.
弧度制下有关弧长、扇形面积问题的解题策略
(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制.
(2)当求扇形面积的最大值时,常转化为求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,要合理利用圆心角所在的扇形.
1.(多选)(2025·邢台质检)某日,分针长为6 cm的时钟从20:10走到20:35,分针转动的弧度为α,分针的针尖走过的弧长为l,则( )
A.α=- B.α=
C.l=5π cm D.l=6π cm
解析 因为分针是按照顺时针旋转的,所以转动的弧度为负数,可得α=-×2π=-,由分针长为6 cm可得,弧长l=r|α|=5π cm.故选AC.
答案 AC
考点三 三角函数的定义及应用
多维探究 发散思维
角度1 三角函数值的定义
(1)(多选)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上存在两点A(-1,a),B(b,1),且sin α=,则( )
A.a=- B.b=-2
C.cos α=- D.tan α=-
(2)已知α的终边在直线y=2x上,则sin α=____________________.
[解析] (1)由题意可知sin α===,所以a=,b2=8,A错误;由a=>0,知角α为第二象限角,所以b<0,所以b=-2,B正确;cos α==-,C正确;tan α==-=-,D正确.
(2)由题意可知,α的终边落在第一或第三象限,且tan α=2,若在第一象限,可在α的终边上任取一点(1,2),∴sin α==;若在第三象限,可在α的终边上任取一点(-1,-2),∴sin α==-.
综上,sin α=±.
[答案] (1)BCD (2)±
利用三角函数的定义解决问题的策略
(1)已知角α终边上一点P的坐标,可求角α的三角函数值.先求点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,可根据定义中的两个量列方程求参数值.
(3)已知角α的终边所在的直线方程或角α的大小,根据三角函数的定义可求角α终边上某特定点的坐标.
角度2 三角函数值的符号
若sin α·tan α<0,且<0,则角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sin α·tan α<0可知sin α,tan α异号,则α为第二象限角或第三象限角.由<0可知cos α,tan α异号,则α为第三象限角或第四象限角.综上可知,α为第三象限角.故选C.
[答案] C
三角函数值符号的判断方法
要判定三角函数值的符号,关键是要搞清三角函数中的角是第几象限角,再根据正、余弦函数值在各象限的符号确定函数值的符号,如果角不能确定所在象限,那就要进行分类讨论求解.
2.sin 2cos 3tan 4的值( )
A.小于0 B.大于0
C.等于0 D.不存在
解析 因为<2<3<π<4<,所以sin 2>0,cos 3<0,tan 4>0,所以sin 2cos 3tan 4<0.故选A.
答案 A
3.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,P为其终边上的一点,将角θ逆时针旋转30°,交单位圆于点Q(xQ,yQ),则yQ的值是( )
A. B.
C. D.
解析 因为P为角θ的终边上一点,所以不妨取θ=45°,将角θ逆时针旋转30°,得θ+30°=75°,所以yQ=sin 75°=sin (45°+30°)=×=.故选A.
答案 A
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