内容正文:
人教A版必修第一册
5.3 诱导公式
第五章 三角函数
课前回顾
1、如何定义任意角的三角函数
在平面直角坐标系中,设任意角α的终边与单位圆交于点P(x, y),那么该角的三角函数值可通过点P的横、纵坐标直接确定:
sinα = y cosα = x tanα = (其中 x ≠ 0)
2、已掌握的特殊三角函数值
特殊锐角:30°、45°、60° 的精确函数值
轴线角:0°、90°、180°、270°、360°
情境导入
1、我们的困惑
在学习中我们遇到了像150°、210°、330°、-30°、420°这样的角,它们并非我们熟悉的 30°、45°、60° 等特殊锐角。那么,如何才能快速、准确地求出这些非特殊角的三角函数值呢?
2、 转化的思想
面对陌生问题时,数学中常用的方法就是“转化”。我们是否能找到某种规律,将这些复杂的任意角,统一转化为我们熟悉的锐角来进行计算?这便是我们要寻找的解题突破口。
为了解决这个问题,今天我们将共同学习一个强大的数学工具 ——诱导公式
学习目标
1.借助单位圆的对称性,利用定义推导出诱导公式;
2.能应用有关诱导公式解决一些三角函数的求值、化简和证明问题.
问题:诱导公式。
自学指导
阅读课本189--192页,完成以下问题:
探究一:终边相同的角 (公式一)
思考问题:角 α + 2kπ(k∈Z)的终边与角 α 的终边在平面直角坐标系中有怎样的位置关系?
核心结论:角 α + 2kπ 的终边与角 α 的终边完全重合(即终边相同)。
原理推导:
设角 α 的终边与单位圆交于点 P(x, y),由于 α + 2kπ 的终边与 α 重合,其交点也为 P(x, y)。根据三角函数的定义可知:
sinα = y,cosα = x,tanα = ,而新角的三角函数值与 α 完全一致。
sin(α + 2kπ) =sinα
cos(α + 2kπ) =cosα
tan(α + 2kπ) =tanα
(其中 k 为整数,即 k ∈ Z)
💡 口诀记忆:终边相同,函数值不变。
公式一:
教师点拨
sin(π+α)= -sin α
cos(π+α)= -cos α
tan(π+α)=tan α
探究二:关于原点对称的角 (公式二)
1、核心观察
思考:角 π + α 的终边与角 α 的终边有什么几何关系?结合单位圆观察,可发现二者关于原点对称。
2、逻辑推导
设角 α 终边与单位圆交于 P(x, y),则 π + α 的终边与单位圆交于其对称点 P'(-x, -y)。根据三角函数的定义,将 P' 坐标代入即可得到对应函数值。
公式二:
公式三:
sin(-α)= -sin α
cos(-α)= cos α
tan(-α)= -tan α
教师点拨
探究三:关于x轴对称的角 (公式三)
1、核心观察
思考问题:若角 α 为任意角,角 -α 的终边与角 α 的终边在平面直角坐标系中呈现出怎样的对称关系?
直观结论:角 -α 与角 α 的终边关于 x 轴对称。
2、 推导依据
设角 α 终边与单位圆交于点 P(x, y),则 -α 的终边与单位圆交点 P'' 必与 P 关于 x 轴对称,即 P''(x, -y)。根据三角函数的坐标定义,将 P'' 的坐标代入即可推导出对应公式。
公式作用:能够将负角的三角函数计算问题,快速转化为我们熟悉的正角三角函数计算,是化简求值的重要工具。
公式四:
sin(π-α)= sin α
cos(π-α)= -cos α
tan(π-α)= -tan α
教师点拨
探究四:关于y轴对称的角 (公式四)
❓ 核心问题
已知任意角 α,如何利用已学公式推导 sin(π - α) 和 cos(π - α) 的三角函数值?
💡 思维引导
利用代数变形,将未知的角进行拆解:π - α = π + (-α),转化为我们已掌握的公式二和公式三形式。
规律总结:函数名不变,符号看象限
1、观察公式一至四
sin(2kπ+α) = sinα
sin(π+α) = -sinα
sin(-α) = -sinα
sin(π-α) = sinα
cos(2kπ+α) = cosα
cos(π+α) = -cosα
cos(-α) = cosα
cos(π-α) = -cosα
2、核心口诀解读
函数名不变:等号左右两侧对应的三角函数名称保持一致,例如正弦公式的结果仍为正弦,余弦公式的结果仍为余弦。
符号看象限:将 α 视为锐角,判断原式角度在单位圆中所处的象限,该象限内原函数的正负号,即为最终结果的符号。
小组互助
B
教师点拨
诱导公式
公式五:
公式六:
小组互助
C
教师点拨
诱导公式
奇变偶不变,符号看象限
①“奇变偶不变”是指等式两边的三角函数名;
当k为偶数时,函数名不变;当k为奇数时,函数名改变.
②“符号看象限”是指把原角看成锐角时新角在原函数下的符号,
由新角所在象限确定符号.
把α看成锐角
π-α在第二象限
π+α在第三象限
-α在第四象限
小组互助
例1 利用公式求下列三角函数值:
答案:(1) (2)
变式1 利用公式求下列三角函数值:
小组互助
答案:(1) (2)
小组互助
例2 化简下列各式:
答案:
变式2 化简下列式子:
小组互助
答案:
教师点拨
三角函数化简、求值的步骤
任意负角的
三角函数
任意正角的
三角函数
0~2π的角
的三角函数
锐角的
三角函数
切化弦,负化正、大化小;异名化同名,异角化同角.
小组互助
答案:
小组互助
B
小组互助
答案:(1) (2)
小组互助
(3)若sin 110°=a,则sin 70°等于 .
(1)sin 165°等于( )
A.-sin 15° B.cos 15° C.sin 75° D.cos 75°
随堂练习
D
a
1.诱导公式。
2.利用诱导公式求值、化简的步骤
课后反思
1、 知识梳理
诱导公式体系:涵盖公式一、二、三、四,构成了三角函数角度变换的基础公式组。
💡 核心口诀:“函数名不变,符号看象限”
2、 思想方法
数形结合:借助单位圆的几何对称性,直观地理解和推导诱导公式,实现数与形的相互转化。
转化与化归:将任意角的三角函数计算问题,通过公式层层转化为我们熟悉的锐角三角函数问题求解。
3、 解题步骤
① 负化正:利用公式三将负角转化为正角。
② 大化小:利用公式一将大于360°的角缩小范围。
③ 化锐角:利用公式二、四最终转化为锐角求解。
课堂小结
1、求值计算:
① sin() ② cos() ③ tan()
3、化简表达式:
课后作业
2、答案:
1、答案:①
②
③
3、答案:
感谢聆听
练习(1)若sin(3π+α)=,则sin α等于( )
A. B. - C.3 D.-3
sin= cos α
cos= - sin α
sin= -cos α ,cos= -sin α ,
sin= -cos α ,cos= sin α .
sin= cos α
cos= sin α
练习 已知sin α=,则cos的值为( )
A. B. C. D.-
例3
已知cos,求cos-sin2的值.
变式3
已知sin,则sin - α的值为( )
A. B.- C. D.-
例4 已知f(α)=.
(1)化简f(α);
(2)若角A是△ABC的内角,且f (A)= , 求tan A-sin A的值.
-
变式4 已知sin(3π+α)=2sin, 则= .
(2)cos= .
2、已知sin,求cos的值.
$