内容正文:
第3章 三角函数
3.2 任意角的三角函数
3.2.1 任意角三角函数的定义(二)
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1.了解三角函数线的意义,能用三角函数线表示一个角的正弦、余弦和正切.(重点)
2.能利用三角函数线解决一些简单的三角函数问题.(难点)
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三角函数线
如图,设单位圆与x轴的正半轴交于点A,与角α的终边交于P点.过点P作x轴的垂线PM,垂足为M,过A作单位圆的切线交OP的延长线(或反向延长线)于T点.单位圆中的有向线段_____、____、____分别叫做角α的正弦线、余弦线、正切线.记作:sin α=_____,cos α=____,tan α=_____.
MP
OM
AT
MP
OM
AT
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【练一练】 如图所示,P是角α的终边与单位圆的交点,PM⊥x轴于M,AT和A′T′均是单位圆的切线,则角α的( )
A.正弦线是PM,正切线是A′T′
B.正弦线是MP,正切线是A′T′
C.正弦线是MP,正切线是AT
D.正弦线是PM,正切线是AT
解析:α为第三象限角,故MP=sin α,OM=cos α,AT=tan α.
答案:C
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[思路点拨]首先作出单位圆,然后利用三角函数线的意义画出角α满足条件的终边范围.
三角函数线的作法
在单位圆中画出适合下列条件的角α的终边范围,并由此写出角α的集合.
(1)sin α≥eq \f(\r(3),2);(2)cos α≤-eq \f(1,2).
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解:(1)作直线y=eq \f(\r(3),2),交单位圆于A,B两点,连接OA,OB,则满足sin α≥eq \f(\r(3),2)的角α的终边在如图所示的阴影区域内.
∴角α的集合为α2kπ+eq \f(π,3)≤α≤2kπ+eq \f(2π,3),k∈Z.
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(2)作直线x=-eq \f(1,2)交单位圆于C,D两点,连接OC,OD,则满足cos α≤-eq \f(1,2)的角α的终边在如图所示的阴影区域内.
∴满足cos α≤-eq \f(1,2)的角α的集合为
α2kπ+eq \f(2π,3)≤α≤2kπ+eq \f(4π,3),k∈Z.
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单位圆中求作角的终边的方法
三角函数线是利用数形结合思想解决有关问题的重要工具,应用它可以求作满足形如f(α)=m的三角函数的角的终边.具体作法是先作出直线y=m或x=m与单位圆的交点,再将原点与交点连接所得射线即为所求角的终边.
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【互动探究】
若将题(2)“cos α≤-eq \f(1,2)”改为“cos α=eq \f(1,2)”,则如何画出角α的终边?
解:作直线x=eq \f(1,2)交单位圆于点A,B,连接OA,OB,则射线OA,OB即为角α的终边,如图所示.
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利用三角函数线解不等式
(1)若α∈[0,2π),且cos α≥eq \f(\r(3),2),则α的取值范围是________.
(2)解不等式sin x>eq \f(1,2)的解集为________.
[思路点拨]作出x=eq \f(\r(3),2)或y=eq \f(1,2)与单位圆的交点,再将原点与交点连接所得射线即为所求角的终边.
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解析:(1)如图,OM为[0,2π)内的角eq \f(π,6)和eq \f(11π,6)的余弦线,欲使cos α≥eq \f(\r(3),2),角α的余弦线≥OM,当OM伸长时,OP与OQ扫过部分为扇形POQ,
∴0≤α≤eq \f(π,6)或eq \f(11π,6)≤α<2π.
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(2)如图,作出正弦值等于eq \f(1,2) 的角x的终边,则正弦值大于eq \f(1,2)的角x的终边