内容正文:
第五章
三角函数
5.2 三角函数的概念
课时1 三角函数的概念
1
学习目标
1.借助单位圆理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.(数学抽象)
2.掌握任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号.(逻辑推理)
3.会利用角的终边上的点的坐标求角的正弦、余弦、正切值.(数学运算)
4.掌握公式并会应用.(数学运算)
2
复习导入
思考:初中学习的锐角三角函数的定义是什么?
A
C
B
a
b
c
当角α不是锐角时,如何定义任意角的三角函数呢?
前面我们已经将角的范围推广到实数集R上,自然我们就会考虑任意角的三角函数.
如图,以单位圆的圆心O为原点, 以射线OA为x轴的非负半轴,建立直角坐标系,则点A的坐标为(1,0),点P的坐标为(x,y),射线OA从x轴非负半轴开始,绕点O按逆时针方向旋转角α,终止位置为OP.
新知探究
探究1:当时,点P的坐标是什么?当或时,
点P的坐标又是什么?
新知探究
探究2:任意一个角,它的终边OP与单位圆的交点P的坐标是唯一确定的吗?
任意角α,它的终边OP与单位圆交点P的坐标,无论是横坐标x还是纵坐标y,都是唯一确定的.所以,点P的横坐标x、纵坐标y都是角α的函数.
设是一个任意角, ∈R,它的终边与单位圆相交于点P(x,y)
(1)把点P的纵坐标y叫做的正弦函数,记作sin,
即 y=sinα;
(2)把点P的横坐标x叫做的余弦函数,记作cos,
即 x=cosα
(3)把点P的纵坐标和横坐标的比值叫做的正切函数,记作tan, 即
(x≠0)
新知生成
概念讲解
探究4:对于一个任意给定的角α,按照上述定义,对应的sinα,cosα,tanα的值是否存在?是否唯一?
O
x
y
·
·
角α的终边在y轴上时,终边与单位圆交于P(0,1)或P(0,-1)此时x=0,因此 tanα的值无意义,除此之外,其他的角的三角函数值都是唯一确定的.
概念讲解
三角函数
我们将正弦函数、余弦函数和正切函数统称为三角函数(trigonometic function),通常将它们记为
正弦函数:y=sinx, x∈R;
余弦函数:y=cosx, x∈R;
正切函数:y=tanx, .
特别提醒:(1)在任意角的三角函数的定义中,应该明确 是一个任意角.
(2)三角函数值是比值,是一个实数,这个实数的大小和点 所在终边上的位
置无关,而由角 的终边位置决定.
(3)要明确是一个整体,不是 与 的乘积,它是“正弦函数”的一个记号,就
如表示自变量为的函数一样,离开自变量的“”“”“ ”等是没有意义的.
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例1.求的正弦、余弦和正切值.
O
x
y
例1.求的正弦、余弦和正切值.
O
x
y
1
M
解:在坐标系中作出∠AOB= ,易知:
∠AOB的终边与单位圆的交点坐标为,
所以
典例分析
如图,设是一个任意角,它的终边上任意一点(不与原点)的坐标为,点与原点的距离为求证:
如果所取的点不是终边与单位圆的交点呢?角的三角函数值又该如何求解呢?
例1 (1)已知角 的终边与单位圆的交点为,,则 ____.
(2)已知角 的终边落在射线上,求 , 的值.
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例1 (1)已知角 的终边与单位圆的交点为,,则 ____.
(2)已知角 的终边落在射线上,求 , 的值.
[解析] (1)因为点,在单位圆上,则,解得 ,所以
.
(2)设射线上任意一点,,则 ,
, ,
, .
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方法总结
利用三角函数的定义求值的策略
(1)已知角 的终边在直线上,求 的三角函数值时,常用的解题方法有以下两种:
①先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后利用三角函数的定义求出相应的
三角函数值.
②因为注意到角的终边为直线,所以应分两种情况来处理,先取射线上任意一点坐
标,则对应角的正弦值,余弦值 ,正切值
,对另一条射线也如此操作.
(2)当角的终边上的点的坐标以参数的形式给出时,要根据问题的实际情况对参
数进行分类讨论.
17
巩固训练 已知角 的终边过点,则 _______.
1或
18
巩固训练 已知角 的终边过点,则 _______.
1或
[解析] 因为 ,
①若,则,角 在第二象限,, ,
所以 .
②若,则,角 在第四象限,, ,
所以 .
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思考: 根据任意角三角函数的定义,sinα,cosα,tanα的值的符号取决于什么?
-
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
+
y
O
x
O
x
y
O
x
y
新知探究—各象限三角函数值的符号
例2(1) 若角 同时满足且,则角 的终边一定位于( ) .
D
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
[解析] 由,可知 的终边可能位于第三或第四象限,也可能与 轴的负半轴重合;
由,可知 的终边可能位于第二或第四象限.故 的终边只能位于第四象限.
(2) ___0.(填“ ”或“ ”)
[解析] 因为 是第四象限角,所以,因为 是第三象限角,所以
,所以 .
21
方法总结
正弦、余弦函数值的正、负规律
22
巩固训练1 若,则点 位于( ) .
B
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
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巩固训练2 当 为第二象限角时, 的值是( ) .
C
A.1 B.0 C.2 D.
[解析] 为第二象限角,, ,
.
24
变式训练.(1)已知点在第三象限,则角α的终边在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
(2)(多选)函数的值可能为( )
A. B. C. D.
BD
B
思考:如果角α与β的终边相同,那么sinα与sinβ有什么关系?cosα与cosβ有什么关系?tanα与tanβ有什么关系?
终边相同,则终边与单位圆交点坐标相同,则三角函数值相等。
利用公式一,可以把求任意角的三角函数值,转化为求0~2π(或0°~360°)角的三角函数值
探究3 诱导公式一
例3 计算下列各式的值:
(1) ;
(2) .
27
例3 计算下列各式的值:
(1) ;
(2) .
[解析] (1)原式
.
(2)原式 .
28
方法总结
利用诱导公式一求解任意角的三角函数的步骤
29
巩固训练1 的值是( ) .
C
A. B. C. D.
巩固训练2 _ ______.
30
1.已知角 的终边过点,则 的值是( ) .
B
A. B. C. D.
[解析] 角 的终边经过点,,, ,
.
.故选B.
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2.点 , 所在的象限是( ) .
C
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
[解析] ,
.故选C.
3.若,则 为____________象限角.
第一或第四
[解析] , 与 同号, 为第一或第四象限角.
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4. ___.
4
[解析] 原式
.
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1.判断下列结论是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1) 表示 与 的乘积.( )
×
(2) 设角 终边上的点,,则,且越大, 的值越大.
( )
×
(3) 终边相同的角的同一三角函数值相等.( )
√
(4) 终边落在 轴上的角的正切函数值为0.( )
×
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2.已知角 的终边与单位圆交于点,,则 的值为( ) .
B
A. B. C. D.
3.若,则角 的终边在( ) .
B
A.第一或第四象限 B.第一或第三象限 C.第一或第二象限 D.第二或第四象限
[解析] 因为,所以,或, ,
所以角 的终边在第一或第三象限.
4. ____.
[解析] .
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解:设角的终边与单位圆交于点,分别过点作轴的垂线,垂足分别为,
则,
∽.
所以得到, 即.
因为与同号,所以,即.
同理可证: ,.
$