内容正文:
第2课时 三角函数概念的应用
第五章 三角函数
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第五章 三角函数
课前 预习学案
课堂 互动学案
01
02
随堂 步步夯实
03
课后 素养提升
04
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课时作业
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第五章 三角函数
课程标准
素养解读
1.掌握三角函数在各象限的符号
2.掌握诱导公式(一)及其应用
通过诱导公式的学习培养学生数学抽象和数学运算素养
[情境引入]
根据三角函数的定义,各个三角函数值是用单位圆上点的坐标表示的,当角在不同象限时,其与单位圆的交点坐标的符号就不同,因此其各个三角函数值的正负就不同,你能推导出sin α,cos α,tan α在不同象限内的符号吗?
提示:当α在第一象限时,sin α>0,cos α>0,tan α>0;当α在第二象限时,sin α>0,cos α<0,tan α<0;当α在第三象限时,sin α<0,cos α<0,tan α>0;当α在第四象限时,sin α<0,cos α>0,tan α<0.
[知识梳理]
[知识点一] 三角函数值的符号
(1)图形表示:
正弦: 一二 象限正, 三四 象限负;
余弦: 一四 象限正, 二三 象限负;
正切: 一三 象限正, 二四 象限负.
(2)记忆口诀:一全正、二正弦、三正切、四余弦.
(3)本质:三角函数值在各个象限内的符号,是根据单位圆与角的终边在各个象限内的交点坐标的符号决定的.
(4)应用:根据三角函数值在各个象限内的符号,可以在不求三角函数值的情况下,判断三角函数的正负.
1.三角函数在各象限的符号由什么决定?
提示:由三角函数定义可知,三角函数在各象限的符号由角α 终边上任意一点的坐标来确定.
[知识点二] 诱导公式一
终边相同的角的同一三角函数的值 相等 ,即
sin(α+k·2π)= sin α ;
cos(α+k·2π)= cos α ;
tan(α+k·2π)= tan α (其中k∈Z).
注:诱导公式一的结构特点
(1)其结构特点是函数名相同,左边角为α+2kπ,右边角为α.
(2)由公式一可知,三角函数值有“周而复始”的变化规律,即角的终边每绕原点旋转一周,函数值将重复出现.
(3)此公式也可以记为:sin(α+k·360°)=sin α,cos(α+k·360°)=cos α,tan(α+k·360°)=tan α.其中k∈Z.
2.诱导公式一反映了“终边相同的角同一三角函数的值相等”,反之,若两个角某一三角函数值相等,则这两个角终边相同吗?
提示:这两个角的终边不一定相同,如sin α=sin β=eq \f(1,2),则有可能是α=30°,β=150°.
[预习自测]
1.若sin α<0且tan α>0,则α在( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
答案:C
2.下列选项中符号为负的是( )
A.sin 110°
B.cos(-60°)
C.tan 4
D.coseq \f(2π,3)
答案:D
3.sin 810°+tan 765°+tan 1 125°+cos 360°= ________ .
答案:4
三角函数的符号
[例1] 判定下列各式的符号:
(1)tan 191°-cos 191°;
(2)sin 2cos 3tan 4.
[思路点拨] 角的大小确定了,所在的象限就确定了,三角函数值的符号也就确定了,因此只需确定角所在象限,即可进一步确定各式的符号.
[解] (1)∵191°是第三象限角,
∴tan 191°>0,cos 191°<0,
∴tan 191°-cos 191°>0.
(2)∵eq \f(π,2)<2<π,eq \f(π,2)<3<π,π<4<eq \f(3π,2),
∴2是第二象限角,3是第二象限角,4是第三象限角.
∴sin 2>0,cos 3<0,tan 4>0.
∴sin 2cos 3tan 4<0.
1.判断三角函数值正负的两个步骤
(1)定象限:确定角α所在的象限.
(2)定符号:利用三角函数值的符号规律,即“一全正二正弦,三正切,四余弦”来判断.
提醒:若sin α>0,则α的终边不一定落在第一象限或第二象限内,有可能终边落在y轴的非负半轴上.
2.正弦、余弦函数值的正负规律
[变式训练]
1.(多选)下列选项中,结果为正数的有( )
A.sin 1+cos 1
B.sin 2+cos 2
C.sin 3+cos 3
D.sin 4+cos 4
解析:AB [由0<1<eq \f(π,2),可得sin 1>0,cos 1>0,所以sin 1+cos 1>0,所以A正确;由eq \f(π,2)<2<eq \f(3π,4)<3<π,可得sin 2>0,sin 3>0,cos 2<0,cos 3<0,且|sin 2|>|cos 2|,|sin 3|<|cos 3|,所以sin 2+cos 2>0,sin 3+cos 3<0,所以B正确,C错误;由π<4<eq \f(3π,2),可得sin 4<0,cos 4<0,所以sin 4+cos 4<0,所以D错误.]
诱导公式一及运用
[例2] 求下列各式的值:
(1)sineq \f(25π,3)+taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(15π,4)));
(2)sin 810°+cos 360°-tan 1 125°.
[思路点拨] 此类问题的解答应先将角改写为2kπ+α或k·360°+α(k∈Z)的形式,再运用诱导公式一求值.
[解] (1)sineq \f(25π,3)+taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(15π,4)))
=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8π+\f(π,3)))+taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-4π+\f(π,4)))
=sineq \f(π,3)+taneq \f(π,4)=eq \f(\r(3),2)+1=eq \f(\r(3)+2,2).
(2)sin 810°+cos 360°-tan 1 125°
=sin(2×360°+90°)+cos(0°+360°)-tan(3×360°+45°)
=sin 90°+cos 0°-tan 45°
=1+1-1=1.
(1)诱导公式一的实质是终边相同的角的三角函数值相等,作用是把求任意角的三角函数值转化为0~2π角的三角函数值.
(2)一些特殊角的三角函数值:
角α
0°
30°
45°
60°
90°
120°
150°
180°
270°
360°
角α的
弧度数
0
eq \f(π,6)
eq \f(π,4)
eq \f(π,3)
eq \f(π,2)
eq \f(2π,3)
eq \f(5π,6)
π
eq \f(3π,2)
2π
sin α
0
eq \f(1,2)
eq \f(\r(2),2)
eq \f(\r(3),2)
1
eq \f(\r(3),2)
eq \f(1,2)
0
-1
0
cos α
1
eq \f(\r(3),2)
eq \f(\r(2),2)
eq \f(1,2)
0
-eq \f(1,2)
-eq \f(\r(3),2)
-1
0
1
tan α
0
eq \f(\r(3),3)
1
eq \r(3)
不存在
-eq \r(3)
-eq \f(\r(3),3)
0
不存在
0
[变式训练]
2.求下列各式的值.
(1)coseq \f(25π,3)+taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(15π,4)));
(2)sin 420°cos 750°+sin(-690°)cos(-660°).
解:(1)因为coseq \f(25π,3)=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)+8π))=coseq \f(π,3)=eq \f(1,2),
taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(15π,4)))=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-4π+\f(π,4)))=taneq \f(π,4)=1,
所以coseq \f(25π,3)+taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(15π,4)))=eq \f(1,2)+1=eq \f(3,2).
(2)因为sin 420°=sin(360°+60°)=sin 60°=eq \f(\r(3),2),
cos 750°=cos(2×360°+30°)=cos 30°=eq \f(\r(3),2),
sin(-690°)=sin(-2×360°+30°)=sin 30°=eq \f(1,2),
cos(-660°)=cos(-2×360°+60°)=cos 60°=eq \f(1,2),
所以sin 420°cos 750°+sin(-690°)cos(-660°)
=eq \f(\r(3),2)×eq \f(\r(3),2)+eq \f(1,2)×eq \f(1,2)=1.
三角函数概念的综合应用
[例3] 已知eq \f(1,|sin α|)=-eq \f(1,sin α),且lg(cos α)有意义.
(1)试判断角α所在的象限;
(2)若角α的终边与单位圆相交于点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5),m)),求m的值及sin(α+6π)的值.
[思路点拨] 先判断角所在象限,然后确定三角函数值.
[解] (1)因为eq \f(1,|sin α|)=-eq \f(1,sin α),
所以sin α<0.①
因为lg(cos α)有意义,
所以cos α>0.②
由①②得角α在第四象限.
(2)因为点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5),m))在单位圆上,
所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5)))2+m2=1,解得m=±eq \f(4,5).
又角α是第四象限角,
所以m<0,所以m=-eq \f(4,5).
由三角函数定义知,sin α=-eq \f(4,5).
所以sin (α+6π)=sin α=-eq \f(4,5).
准确记忆特殊角的三角函数值是三角函数化简求值的基础,此类问题易因对特殊角的三角函数值记忆不准确导致计算错误.
[变式训练]
3.若三角形的两内角α,β满足sin αcos β<0,则此三角形必为( )
A.锐角三角形
B.钝角三角形
C.直角三角形
D.以上三种情况都可能
解析:B [∵sin αcos β<0,α,β∈(0,π),∴sin α>0,cos β<0,∴β为钝角.]
4.计算log2(4sin 1 110°)的结果是( )
A.-1
B.0
C.1
D.2
解析:C [因为1 110°=3×360°+30°,所以1 110°角的终边与30°角的终边重合,则sin 1 110°=sin 30°=eq \f(1,2),所以log2(4sin 1 110°)=log2(4×eq \f(1,2))=log22=1.故选C.]
1.已知α是第四象限的角,则点P(tan α,cos α)在( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
答案:B
2.sin(-1 410°)的值为( )
A.-eq \f(1,2)
B.eq \f(1,2)
C.-eq \f(\r(3),2) D.eq \f(\r(3),2)
答案:B
3.角α的终边经过点P(x,4)且cos(α+2 022π)=eq \f(x,5),则sin α= ________ .
答案:1或eq \f(4,5)
4.计算sineq \f(14π,3)= __________ ,coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(-25π,4)))= ________ .
答案:eq \f(\r(3),2) eq \f(\r(2),2)
5.求下列各式的值:
(1)sin(-1 395°)cos 1 110°+cos(-1 020°)sin 750°;
(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(11π,6)))+coseq \f(12π,5)·tan 4π.
解:(1)原式=sin(-4×360°+45°)cos(3×360°+30°)+cos(-3×360°+60°)sin(2×360°+30°)
=sin 45°cos 30°+cos 60°sin 30°=eq \f(\r(2),2)×eq \f(\r(3),2)+eq \f(1,2)×eq \f(1,2)=eq \f(\r(6),4)+eq \f(1,4)=eq \f(1+\r(6),4).
(2)原式=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-2π+\f(π,6)))+coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2π+\f(2π,5)))·
tan(4π+0)
=sin eq \f(π,6)+cos eq \f(2π,5)×0=eq \f(1,2).
$