任意角三角函数的概念教学设计
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5.2.1 三角函数的概念课程目标1.借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.2.掌握任意角三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号.3.掌握公式一并会应用.数学学科素养1.数学抽象:理解任意角三角函数的定义;2.逻辑推理:利用诱导公式一求三角函数值;3.直观想象:任意角三角函数在各象限的符号;4.数学运算:诱导公式一的运用.重点:①借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义;②掌握任意角三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号.难点:理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.教学方法:以学生为主体,采用诱思探究式教学,精讲多练。
教学工具:多媒体。
一、情景导入在初中我们学习了锐角三角函数,那么锐角三角函数是如何定义的?若将锐角放入直角坐标系中,你能用角的终边上的点的坐标来表示锐角三角函数吗?若以单位圆的圆心O为原点,你能用角的终边与单位圆的交点来表示锐角三角函数吗?那么,角的概念推广之后,三角函数的概念又该怎样定义呢?要求:让学生自由发言,教师不做判断。
而是引导学生进一步观察.研探.二、预习课本,引入新课阅读课本177-180页,思考并完成以下问题1.任意角三角函数的定义?2.任意角三角函数在各象限的符号?3.诱导公式一?要求:学生独立完成,以小组为单位,组内可商量,最终选出代表回答问题。
三、新知探究 1.单位圆在直角坐标系中,我们称以原点O 为圆心,以单位长度为半径的圆为单位圆. 2.任意角的三角函数的定义(1)条件在平面直角坐标系中,设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),那么:图1-2-1 (2)结论①y 叫做α的正弦,记作sin_α,即sin α=y ; ②x 叫做α的余弦,记作cos_α,即cos α=x ; ③y x 叫做α的正切,记作tan_α,即tan α=yx (x ≠0). (3)总结正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将它们统称为三角函数.思考:若已知α的终边上任意一点P 的坐标是(x ,y ),则其三角函数定义为?在平面直角坐标系中,设α的终边上任意一点P 的坐标是(x ,y ),它与原点O 的距离是r (r =x 2+y 2>0). 三角函数定义定义域 名称 sinα yr R 正弦 cosα x r R余弦tanαy x⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪α≠k π+π2,k ∈Z正切正弦函数、余弦函数、正切函数统称三角函数. 3.正弦、余弦、正切函数在弧度制下的定义域三角函数 定义域 sin α R cos αRtan α⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪x ≠k π+π2,k ∈Z4.正弦、余弦、正切函数值在各象限内的符号 (1)图示:图1-2-2(2)口诀:“一全正,二正弦,三正切,四余弦”.四、典例分析、举一反三题型一 三角函数的定义及应用例1:求53π的正弦、余弦和正切值.例2 在平面直角坐标系中,角α的终边在直线y =-2x 上,求sin α,cos α,tan α的值. 【解析】当α的终边在第二象限时,在α终边上取一点P (-1,2),则r =-12+22=5,所以sin α=25=255,cos α=-15=-55,tan α=2-1=-2.当α的终边在第四象限时, 在α终边上取一点P ′(1,-2), 则r =12+-22=5,所以sin α=-25=-255,cos α=15=55,tan α=-21=-2.基础练习题 1、求π4、3π2、7π6的三角函数值.五、课堂小结让学生总结本节课所学主要知识及解题技巧 本节课我们主要学习了哪些内容? 1.三角函数的定义.2.运用三角函数数学思想解决问题.六、板书设计七、作业课本179页练习及182页练习.本节课主要采用讲练结合与分组探究的教学方法,借助单位圆探究任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的概念,且借助单位圆与直角坐标系探究三角函数在各个象限符号,并会灵活运用.。
5.2.1三角函数的概念【教学目标】1.能用三角函数的定义进行计算.2.熟记正弦、余弦、正切在各象限的符号,并能进行简单的应用.3.会利用诱导公式一进行有关计算.【要点梳理】1.任意角的三角函数的定义如图,设α是一个任意角,α∈R,它的终边OP与单位圆交于点P(x,y)温馨提示:(1)在任意角的三角函数的定义中,应该明确α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P(x,y)所在终边上的位置无关,而由角α的终边位置决定.(3)要明确sin x是一个整体,不是sin与x的乘积,它是“正弦函数”的一个记号,就如f(x)表示自变量为x的函数一样,离开自变量的“sin”“cos”“tan”等是没有意义的.2.三角函数值的符号如图所示: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.简记口诀:一全正、二正弦、三正切、四余弦.3.诱导公式一即终边相同的角的同一三角函数值相等.【思考诊断】1.若角α与β的终边相同,根据三角函数的定义,你认为sinα与sinβ,cosα与cosβ,tanα与tanβ之间有什么关系?[答案]sinα=sinβ,cosα=cosβ,tanα=tanβ2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若α=β+720°,则cosα=cosβ.()(2)若sinα=sinβ,则α=β.()(3)已知α是三角形的内角,则必有sinα>0.()(4)任意角α的正弦值sinα、余弦值cosα、正切值tanα都有意义.()[答案](1)√(2)×(3)√(4)×【课堂探究】题型一任意角的三角函数的定义及其应用【典例1】(1)若角α的终边经过点P(5,-12),则sinα=________,cosα=________,tanα=________.(2)已知角α的终边落在直线3x+y=0上,求sinα,cosα,tanα的值.[思路导引]利用三角函数的定义求解.[解析] (1)∵x =5,y =-12,∴r =52+(-12)2=13,则sin α=y r =-1213,cos α=x r =513,tan α=y x =-125. (2)直线3x +y =0,即y =-3x ,经过第二、四象限,在第二象限取直线上的点(-1,3),则r =(-1)2+(3)2=2,所以sin α=32,cos α=-12,tan α=-3;在第四象限取直线上的点(1,-3),则r =12+(-3)2=2,所以sin α=-32,cos α=12,tan α=- 3. [答案] (1)-1213 513 -125(2)见解析 [名师提醒]求任意角的三角函数值的2种方法方法一:根据定义,寻求角的终边与单位圆的交点P 的坐标,然后利用定义得出该角的正弦、余弦、正切值.方法二:第一步,取点:在角α的终边上任取一点P (x ,y ),(P 与原点不重合); 第二步,计算r :r =|OP |=x 2+y 2;第三步,求值:由sin α=y r ,cos α=x r ,tan α=y x(x ≠0)求值. 在运用上述方法解题时,要注意分类讨论思想的运用.[针对训练]1.已知角α的终边经过点P (1,-1),则sin α的值为( )A.12B.32C.22 D .-22[解析] ∵α的终边经过点P (1,-1),∴sin α=-112+(-1)2=-22. [答案] D2.已知角α的终边与单位圆的交点为⎝⎛⎭⎫-12,y (y <0),则sin αtan α=________. [解析] ∵α的终边与单位圆的交点为⎝⎛⎭⎫-12,y , ∴⎝⎛⎭⎫-122+y 2=1,即y 2=34,又∵y <0,∴y =-32. ∴sin α=-32,tan α=3,sin αtan α=-32×3=-32. [答案] -32题型二 三角函数在各象限的符号问题【典例2】 判断下列各式的符号:(1)sin105°·cos230°;(2)cos3·tan ⎝⎛⎭⎫-2π3. [思路导引] 利用三角函数在各象限的符号判断.[解] (1)因为105°,230°分别为第二、三象限角,所以sin105°>0,cos230°<0.于是sin105°·cos230°<0.(2)因为π2<3<π,所以3是第二象限角,所以cos3<0, 又因为-2π3是第三象限角,所以tan ⎝⎛⎭⎫-2π3>0,所以cos3·tan ⎝⎛⎭⎫-2π3<0. [名师提醒]判断三角函数值正负的2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. 注意: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.[针对训练]3.设θ是第三象限角,且满足⎪⎪⎪⎪sin θ2=-sin θ2,则角θ2为第________象限角. [解析] 因为θ是第三象限角,所以π+2k π<θ<32π+2k π,k ∈Z , 所以π2+k π<θ2<34π+k π,k ∈Z ,所以角θ2为第二、四象限角. 又因为⎪⎪⎪⎪sin θ2=-sin θ2,所以sin θ2<0,所以θ2为第四象限角. [答案] 四题型三 诱导公式一的应用【典例3】 求下列各式的值:(1)cos 25π3+tan ⎝⎛⎭⎫-15π4; (2)sin810°+tan1125°+cos420°.[思路导引] 利用诱导公式将角化到0°~360°范围内,再求解.[解] (1)原式=cos ⎝⎛⎭⎫8π+π3+tan ⎝⎛⎭⎫-4π+π4 =cos π3+tan π4=12+1=32. (2)原式=sin(2×360°+90°)+tan(3×360°+45°)+cos(360°+60°)=sin90°+tan45°+cos60°=1+1+12=52. [名师提醒](1)公式一的实质是终边相同的角的同名三角函数值相等.利用它可将大角转化为[0,2π)范围内的角,再借助特殊角的三角函数值达到化简求值的目的.(2)熟记一些特殊角的三角函数值.[针对训练]4.计算下列各式的值:(1)sin(-1395°)cos1110°+cos(-1020°)sin750°;(2)sin ⎝⎛⎭⎫-11π6+cos 12π5·tan4π. [解] (1)原式=sin(-4×360°+45°)cos(3×360°+30°)+cos(-3×360°+60°)sin(2×360°+30°)=sin45°cos30°+cos60°sin30°=22×32+12×12=64+14=1+64. (2)原式=sin ⎝⎛⎭⎫-2π+π6+cos ⎝⎛⎭⎫2π+2π5·tan(4π+0)=sin π6+cos 2π5×0=12. 【课堂小结】1.正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或比值为函数值的函数.2.角α的三角函数值的符号只与角α所在象限有关,角α所在象限确定,则三角函数值的符号一定确定,规律是“一全正,二正弦,三正切,四余弦”.3.公式一的理解(1)公式一的实质:是说终边相同的角的三角函数值相等,即角α的终边每绕原点旋转一周,函数值将重复出现一次,体现了三角函数特有的“周而复始”的变化规律.(2)公式一的作用利用诱导公式一可把负角的三角函数化为0~2π间角的三角函数,亦可把大于2π的角的三角函数化为0~2π间角的三角函数,即实现了“负化正,大化小”.【随堂巩固】1.已知角α的终边经过点(-4,3),则cos α=( )A.45B.35 C .-35 D .-45[解析] ∵x =-4,y =3,∴r =(-4)2+32=5,∴cos α=x r =-45=-45,故选D. [答案] D2.sin ⎝⎛⎭⎫-35π6的值等于( ) A.12 B .-12 C.32 D .-32[解析] ∵sin ⎝⎛⎭⎫-35π6=sin ⎝⎛⎭⎫-6π+π6=sin π6=12,∴选A. [答案] A3.若sin α<0且tan α>0,则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[解析] 由于sin α<0,则α的终边在第三或第四象限或y 轴非正半轴上,又tan α>0,则α的终边在第一或第三象限,所以α的终边在第三象限.[答案] C4.已知角α的终边经过点P (m ,-6),且cos α=-45,则m =________. [解析] ∵cos α=-45<0,∴α角应为第二或第三象限角, 又∵y =-6<0,∴α为第三象限角,∴m <0 又∵-45=m m 2+(-6)2,∴m =-8. [答案] -85.求值:tan405°-sin450°+cos750°.[解] tan405°-sin450°+cos750°=tan(360°+45°)-sin(360°+90°)+cos(720°+30°)=tan45°-sin90°+cos30°=1-1+32=32。
§4.2任意角的三角函数一、学习要求:理解任意角的三角函数的定义,熟记三角函数在各个象限内的符号,了解各三角函数线,能作出已知角在单位圆中的三角函数线。
二、学习重点、难点:重点:任意角三角函数的定义;三角函数在各个象限内的符号;求三角函数值。
难点:三角函数线三、学时安排:共2学时第一学时:学习任意角饿三角函数定义,和三角函数在各个象限的符号,并理解和运用。
第二学时:学习三角函数线,通过三角函数线求三角函数值(不编写学案)。
四、学习过程:第一学时(一)课前尝试1、学习方法:认真阅读课本P.165-167内容,注意理解三角函数的定义,符号法则的推出过程及作用。
2、尝试练习:(1)已知P(1,-2)是角α终边上一点,求α的三个三角函数值。
(2)确定下列三角函数值的符号:sin(740)-︒19 tan()6π-(二)课堂探究:1、探究问题在初中,我们学习了锐角的三角函数值,当角的概念推广以后,对于一个任意角的三角函数,应该如何求呢?比如:sin120︒ 7cos()6π tan300︒ 等等 2、知识链接:回忆: (1)Rt ABC ∆中,90C ∠=︒,A α∠=,则sin α= cos α= tan α=(2)把上述Rt ABC ∆放置在直角坐标中,如图所示:sin α= cos α= tan α=(3)任意角的三角函数定义:图4-2-1 图4-2-2 图4-2-3(4)三角函数在各个象限内的符号法则:y y yO x O x O xαsin αcos αtan图4-2-43、拓展练习:(1)P.166例2 P 点的坐标还可怎么取?(2)思考:为什么正弦函数、余弦函数的定义域为R ,正切函数的定义域不是R ?4、当堂训练:书本上P.167.课内练习1。
5、归纳总结:(三)课后拓展:1.已知角α终边经过点(3,4),(0)P t t t <,求sin ,cos ,tan ααα的值。
11、任意角的三角函数(1)一、教学内容分析三角函数是描述周期运动现象的重要的数学模型,有非常广泛的应用.直角三角形简单朴素的边角关系,以直角坐标系为工具进行自然地推广而得到简明的任意角的三角函数定义,紧紧扣住三角函数定义这个宝贵的源泉,自然地导出三角函数线、定义域、符号判断、同角三角函数关系、多组诱导公式、图象和性质。
三角函数定义必然是学好全章内容的关键,如果学生掌握不好,将直接影响到后续内容的学习,由三角函数定义的基础性和应用的广泛性决定了本节教材的重点就是定义本身.二、学生学习情况分析在初中学生学习过锐角三角函数。
因此本课的内容对于学生来说,有比较厚实的基础,新课的引入会比较容易和顺畅。
学生要面对的新的学习问题是,角的概念推广了,原先学生所熟悉的锐角三角函数的定义是否也可以推广到任意角呢?通过这个问题,让学生体会到新知识的发生是可能的,自然的。
三、设计思想教学中注意用新课程理念处理教材,采用学生自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学,师生互动,教师发挥组织者、引导者、合作者的作用,引导学生主体参与、揭示本质、经历过程.根据本节课内容、高一学生认知特点,本节课采用“启发探索、讲练结合”的方法组织教学.四、教学目标1.掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号);2、理解任意角的三角函数不同的定义方法;掌握并能初步运用公式一;树立映射观点,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数.3、通过单位圆和角的终边,探讨任意角的三角函数值的求法,最终得到任意角三角函数的定义.根据角终边所在位置不同,分别探讨各三角函数的定义域以及这三种函数的值在各象限的符号.借助有向线段进一步认识三角函数.4、通过任意三角函数的定义,认识锐角三角函数是任意三角函数的一种特例,加深特殊与一般关系的理解。
5、通过三角函数的几何表示,使学生进一步加深对数形结合思想的理解,拓展思维空间。
通过学生积极参与知识的“发现”与“形成”的过程,培养合情猜测的能力,从中感悟数学概念的严谨性与科学性。
1.2.1任意角的三角函数一、教学目标1、借助单位圆理解任意角的三角函数的定义。
2、根据三角函数的定义,能够判断三角函数值的符号,以及终边相同的角的同一三角函数值相等(公式一)。
3、让学生在任意角三角函数知识的形成过程中,感悟数学概念的严谨性与科学性,体会函数思想,体会数形结合思想。
二、教学重点与难点1、教学重点:任意角的正弦、余弦、正切的定义;三角函数值的符号;终边相同的角的同一三角函数值相等(公式一)。
2、教学难点:任意角的三角函数概念的理解。
三、教学方法引导法、讲授法。
四、教学过程 1、问题情境在初中学习了锐角三角函数,它是以锐角为自变量,边的比值为函数值的函数。
c b =αsin c a =αcos ab=αtan前几节课的内容我们对角的概念进行了扩充,并学习了弧度制,知道角的集合与实数集是一一对应的,在这个基础上,今天我们来学习任意角的三角函数。
2、讲授新课对于锐角三角函数,我们是在直角三角形中定义的,今天,对于任意角的三角函数,我们利用平面直角坐标系来学习。
bacα设α是一个任意角,其顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,在α的终边上任取(异于原点)一点P (x ,y ), 则P 与原点的距离02222>+=+=y x y x r , 因此有比值ry叫做α的正弦 记作: r y =αsin比值r x叫做α的余弦 记作: rx =αcos比值xy叫做α的正切 记作: x y =αtan单位圆:以原点O 为圆心,以单位长度为半径的圆叫做单位圆。
设α是一个任意角,它终边与单位圆交于点P (x ,y ),则: (1)y 叫做α的正弦(sine),记做sin α,即sin y α=; (2)x 叫做α的余弦(cossine),记做cos α,即cos x α=; (3)y x叫做α的正切(tangent),记做tan α,即tan (0)y x xα=≠。
三角函数:是以角度为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数。
《任意角的三角函数(第一课时)》教学设计任意角的三角函数(1)一、教学内容分析:高一年《普通高中课程标准教科书·数学(必修4)》(人教版A版)1。
2.1任意角的三角函数第一课时。
本节课是三角函数这一章里最重要的一节课,它是本章的基础,主要是从通过问题引导学生自主探究任意角的三角函数的生成过程,从而很好理解任意角的三角函数的定义。
在《课程标准》中:三角函数是基本初等函数,它是描述周期现象的重要数学模型,在数学和其他领域中具有重要的作用。
《课程标准》还要求我们借助单位圆去理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.在本模块中,学生将通过实例学习三角函数及其基本性质,体会三角函数在解决具有变化规律的问题中的作用。
二、学生学习情况分析我们的课堂教学常用“高起点、大容量、快推进”的做法,忽略了知识的发生发展过程,以腾出更多的时间对学生加以反复的训练,无形增加了学生的负担,泯灭了学生学习的兴趣.我们虽然刻意地去改变教学的方式,但仍太多旧时的痕迹,若为了新课程而新课程又会使得美景变成了幻影,失去新课程自然与清纯之味。
所以如何进行《普通高中数学课程标准(实验)》(以下简称课程标准)的教学设计就很值得思考探索。
如何让学生把对初中锐角三角函数的定义及解直角三角形的知识迁移到学习任意角的三角函数的定义中?《普通高中数学课程标准(实验)解读》中在三角函数的教学中,教师应该关注以下两点:第一、根据学生的生活经验,创设丰富的情境,例如单调弹簧振子,圆上一点的运动,以及音乐、波浪、潮汐、四季变化等实例,使学生感受周期现象的广泛存在,认识周期现象的变化规律,体会三角函数是刻画周期现象的重要模型以及三角函数模型的意义。
第二、注重三角函数模型的运用即运用三角函数模型刻画和描述周期变化的现象(周期振荡现象),解决一些实际问题,这也是《课程标准》在三角函内容处理上的一个突出特点。
根据《课程标准》的指导思想,任意角的三角函数的教学应该帮助学生解决好两个问题:其一:能从实际问题中识别并建立起三角函数的模型;其二:借助单位圆理解任意角三角函数的定义并认识其定义域、函数值的符号。
任意角的三角函数教案一、教学目标1、知识与技能目标理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义。
掌握各象限角的三角函数值的符号。
会根据角终边上的点坐标求该角的三角函数值。
2、过程与方法目标通过单位圆,经历从锐角三角函数到任意角三角函数的推广过程,体会从特殊到一般、类比等数学思想方法。
培养学生观察、分析、归纳和逻辑推理的能力。
3、情感态度与价值观目标激发学生学习数学的兴趣,体会数学的应用价值。
培养学生勇于探索、敢于创新的精神。
二、教学重难点1、教学重点任意角三角函数的定义。
各象限角的三角函数值的符号。
2、教学难点任意角三角函数的定义的理解。
三、教学方法讲授法、讨论法、练习法四、教学过程1、导入新课回顾锐角三角函数的定义:在直角三角形中,锐角的正弦、余弦、正切分别是对边与斜边、邻边与斜边、对边与邻边的比值。
提出问题:对于任意角,如何定义三角函数呢?2、讲授新课单位圆的定义:以原点为圆心,以单位长度为半径的圆称为单位圆。
任意角三角函数的定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点 P(x,y),那么:正弦函数:sinα = y余弦函数:cosα = x正切函数:tanα = y/x(x≠0)强调三角函数值与点 P 的坐标之间的关系。
3、例题讲解例1:已知角α的终边经过点P(3, -4),求sinα、cosα、tanα的值。
解:因为点 P 的坐标为(3, -4),所以 x = 3,y =-4,r =√(3²+(-4)²) = 5sinα = y/r =-4/5cosα = x/r = 3/5tanα = y/x =-4/3例 2:确定下列各角的三角函数值的符号:210°315°-480°解:210°角的终边在第三象限,所以 sin210°< 0,cos210°< 0,tan210°> 0。
315°角的终边在第四象限,所以 sin315°< 0,cos315°> 0,tan315°< 0。
任意角的三角函数教案主题:任意角的三角函数目标:1.了解任意角的定义;2.掌握任意角的弧度制和角度制的互相转换;3.学习任意角的正弦、余弦和正切函数的定义和性质。
正文:一、任意角的定义任意角是指大于零度小于360度的角。
在平面直角坐标系中,我们可以根据终边在坐标面上的位置,求出任意角的正弦、余弦和正切函数值。
二、弧度制和角度制的互相转换弧度制是一种以弧长作为衡量角度大小的制度,它规定一个圆周的长度是这个圆的半径 r 的π倍,因此一个完整的圆周就是2πr。
1圆周角对应弧度是2π,1度对应弧度是π/180。
弧度制和角度制互相转换的公式如下:•弧度制转角度制:角度 = 弧度x (180/π)•角度制转弧度制:弧度 = 角度x (π/180)三、正弦、余弦和正切函数的定义和性质对于一个任意角θ,其正弦、余弦和正切函数分别定义如下:•正弦函数sinθ = 纵坐标/半径•余弦函数cosθ = 横坐标/半径•正切函数tanθ = 纵坐标/横坐标以下是正弦、余弦和正切函数的性质:•正弦函数是奇函数,即 sin(-θ) = -sinθ;•余弦函数是偶函数,即 cos(-θ) = cosθ;•正弦函数和余弦函数的最大值和最小值均为1和-1;•正切函数的值域为实数集 R。
四、练习题1.次半径为 3cm 的圆弧所对圆心角为60°,它的弧长是多少?2.弧长为π/2 的圆弧,对应的圆心角是多少度?3.求证:tanθ = sinθ/cosθ。
结语任意角是三角函数的基础,掌握任意角的相关概念和性质,对于数学学科的进一步学习和应用都具有重要的意义。
五、课堂实践以下是可以引导学生进行课堂探究的问题:1.如何用平面直角坐标系表示任意角?2.如何求一个任意角的正弦、余弦和正切函数值?3.什么情况下某个任意角的正弦函数等于1/2?4.如果一条直线的斜率为k,那么这条直线和横轴正的夹角是多少度?六、作业布置1.任意角的弧度制和角度制互相转换;2.计算下列问题:•sin(π/6),cos(π/3),tan π/2•sin210°,cos240°,tan(-135°)3.根据课堂所学,自己准备5道习题,进行练习。
“任意角的三角函数”教学设计一、教学目标1.理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义,经历“单位圆法”定义三角函数的过程;2.会用定义求特殊角的三角函数值,会求已知终边位置的角的三角函数值;3.会从函数三要素的角度认识三角函数的对应法则、自变量、函数值;4.体会定义三角函数过程中的数形结合、化归、数学模型等思想方法.二、教学重难点重点:理解任意角三角函数的定义。
难点:引导学生将任意角的三角函数的定义强化,帮助学生真正理解定义。
三、教学过程设计(一)教学情境复习锐角三角函数的定义问题1 对于三角函数我们并不陌生,初中学过锐角三角函数,你能说说它的自变量和对应关系各是什么吗?任意画一个锐角α,你能借助三角板,根据锐角三角函数的定义找出sinα的值吗?(设计意图:帮助学生回顾初中锐角三角函数的定义。
)(二) 认识任意角三角函数的定义问题2 你能借助象限角的概念,用直角坐标系中点的坐标表示锐角三角函数吗?即将三角函数值用终边上点的坐标表示出来。
,对于这些比值 ,我们以前称之为锐角α的正弦、余弦和正切,统称为锐角α的三角函数。
当角α确定后,比值xy r x r y ,,也是唯一确定的,而与P 点在角终边上的位置无关。
当α是锐角时,x y r x r y ,,(设计意图:比值“坐标化”,与点在终边上的位置无关。
)问题3 既然当角确定后,三角函数值与点P 在终边上的位置无关,那么你能否在终边上取适当的点,使三角函数的形式更简单?(设计意图:在求简意识的指引下,自然地引出单位圆,同时在对圆周运动寻求函数关系的求解的过程中体会它与锐角三角函数之间的内在联系。
)当α是锐角时,设P (x ,y )是α的终边与单位圆的交点,那么当r=1,则y 就称为锐角α的正弦,x 就称为锐角α的余弦, 就称为锐角α的正切. 记为:类似地,我们可以将锐角三角函数的定义推广到任意角的三角函数: 设α是一个任意角,它的终边与单位圆的交点为P (x ,y ),则y 叫做α的正弦,记作sin α= y . x 叫做α的余弦,记作c o s α=x ; 叫做α的正切,记作t a n α= 任意角α的正弦、余弦和正切,统称为任意角α的三角函数.x y xy x y ===αααtan ,cos ,sin xy问题4 你能说明上述定义符合函数定义的要求吗? (设计意图:让学生用函数的三要素说明定义的合理性,以此进一步明确三角函数的对应法则、定义域和值域。
“任意角三角函数的概念”教学设计一.内容和内容解析三角函数是一个重要的基本初等函数,它是描述周期现象的重要数学模型.它的基础主要是几何中的相似形和圆,研究方法主要是代数中的图象分析和式子变形,三角函数的研究已经初步把几何与代数联系起来.它在物理学、天文学、测量学等学科中都有重要的应用,它是解决实际问题的重要工具,它是学习数学中其他学科的基础.角的概念已经由锐角扩展到0°~360°内的角,再扩充到任意角,相应地,锐角三角函数概念也必须有所扩充.任意角三角函数概念的出现是角的概念扩充的必然结果.比较锐角三角函数与任意角三角函数这两个概念,共同点是,它们都是“比值”,不同点是锐角三角函数是“线段长度的比值”,而任意角三角函数是直角坐标系中“坐标与长度的比值,或者是坐标的比值”.正是由于“比值”这一与在角的终边上所取点的位置无关的特点,因此,可以用角的终边与单位圆的交点的坐标(或坐标的比值)来表示任意角的三角函数,这是概念的核心.这样定义,不仅简化了任意角三角函数的表示,也为后续研究它的性质带来了方便.从锐角三角函数到任意角三角函数类似于从自然数到整数扩充的过程,产生了“符号问题”.因此,学习任意角三角函数可以与锐角三角函数相类比,借助锐角三角函数的概念建立起任意角三角函数的概念.任意角三角函数概念的重点是任意角的正弦、余弦、正切的定义.它们是本节,乃至本章的基本概念,是学习其他与三角函数有关内容的基础,具有根本的重要的作用.解决这一重点的关键,是学会用直角坐标系中,角的终边上的点的坐标来表示三角函数.因为正切函数并不独立,最主要的是正弦函数与余弦函数.任意角三角函数自然具有函数的一切特征,有它的定义域,对应法则以及值域.任意角三角函数的定义域是实数集(或它的子集),这是因为,在建立弧度制以后,角的集合与实数集合间建立了一一对应关系,从这个意义上说,“角是实数”,三角函数是定义在实数集上的函数.各种不同的三角函数定义了不同的对应法则,因而可能有不同的定义域与值域.任意角三角函数概念是核心概念,它是解决一切三角函数问题的基点.无论是研究三角函数在各象限中的符号、特殊角的三角函数值,还是同角三角函数间的关系,以及三角函数的性质,等等,都具有基本的重要的意义.在建立任意角三角函数这个定义的过程中,学生可以感受到数与形结合,以及类比、运动、变化、对应等数学思想方法.二.目标和目标解析本节课的目标是,理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.学生已经学习过锐角三角函数sinα,cosα,tanα,了解三角函数是直角三角形中边长的比值,这个比值仅与锐角的大小有关,是随着锐角取值的变化而变化的,其值是惟一确定的,等函数的要素.这是任意角三角函数概念的“生长点”.理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)定义的关键是由锐角三角函数这个线段长度的比值扩展为点的坐标或坐标的比值.因此,对锐角三角函数理解得怎样,对理解任意角三角函数有决定意义,复习锐角三角函数,加深对锐角三角函数的理解是必要的.要实现让学生“理解”任意角三角函数定义的教学目标,莫过于让学生参与任意角三角函数定义的过程.让学生感受到因角的概念的扩展,锐角三角函数概念扩展的必要性,任意角三角函数是锐角三角函数概念的自然延伸.反过来,既然锐角集合是任意角集合的子集,那么,锐角三角函数也应该是任意角三角函数的特殊情况,是一个包含关系.让学生参与定义,可以感受到这样定义的合理性,感受到这个定义是自然的.三.教学问题诊断分析从锐角三角函数到任意角三角函数的学习,从认知结构发展的角度来说,是属于“下、上位关系学习”,是一个从特殊到一般的过程,“先行组织者”是锐角三角函数的概念.教学策略上先复习包容性小、抽象概括程度低的锐角三角函数的概念,然后让学生“再创造”抽象程度高的上位概念(参与定义),并形成新的认知结构,让原有的锐角三角函数的概念类属于抽象程度更高的任意角三角函数的概念之中.学生过去在直角三角形中研究过锐角三角函数,这对研究任意角三角函数在认识上会有一定的局限性,所以学生在用角的终边上的点的坐标来研究三角函数可能会有一定的困难.可以让学生在原有的对锐角三角函数的几何认识的基础上,尝试让学生建立用终边上的点的坐标定义任意角三角函数,或者尝试用终边上的点的坐标定义锐角三角函数,然后再定义任意角的三角函数.教学的另一个难点是,任意角三角函数的定义域是实数集(或它的子集).因为学生刚刚接触弧度制,未必能理解“把角的集合与实数集建立一一对应”到底是为了什么.可以在复习锐角三角函数时,把锐角说成区间(0,π2)内的角,以便分散这个难点. 四.教学支持条件分析利用几何画板软件,可以动态改变角的终边位置,从而改变角的终边上点的坐标大小的特点,便于学生认识任意角的位置的改变,所对应的三角函数值也改变的特点,感受函数的本质;感受终边相同的角具有相同的三角函数值;也便于观察各三角函数在各象限中符号的变化情况,加深对任意角三角函数概念的理解,增强教学效果.五.教学过程设计1.理解锐角三角函数要理解任意角三角函数首先要理解锐角三角函数.锐角三角函数是任意角三角函数的先行组织者.问题1 任意画一个锐角α,借助三角板,找出sin α,cos α,tan α的近似值.教师用几何画板任意画一个锐角.要求学生自己任意也画一个锐角,利用手中的三角板画直角三角形,度量角α的对边长、斜边长,计算比值.意图:复习初中所学习过的锐角三角函数,加深对锐角三角函数概念的理解,它是学习任意角三角函数的基础.突出:(1)与点的位置的选取无关;(2)是直角三角形中线段长度的比值.问题2 能否把某条线段画成单位长,有些三角函数值不用计算就可以得到?意图:学生根据自己实际画图操作,以及计算比值的体验,会很快认为把斜边画成单位长比较方便,为后续任意角三角函数的“单位圆定义法”做铺垫.问题3 锐角三角函数sin α作为一个函数,自变量以及与之对应的函数值分别是什么? 意图:以便与后面的任意角三角函数的自变量是角(的弧度,对应一个实数),对应的函数值是α的终边与单位圆交点的纵坐标比较.锐角三角函数sin α作为一个函数,自变量是锐角.由于角的弧度值与实数可以一一对应,所以,α是(0,π2)上的实数.而与之对应的函数值sin α是线段长度的比值,是区间(0,1)上的实数.问题4 你产生过这个疑问吗:“三角函数只有这三个?”意图:这个问题具有元认知提示的特点,引导学生勤于思考,逐步学会发现问题、提出问题、研究问题.三条边相互比,可以产生六个比.还有哪三个呢?再把已知的三个倒过来.2.任意角三角函数定义的“再创造”教师利用几何画板,把角α的顶点定义为原点,一边与x 轴的正半轴重合,转动另一条边,表现任意角.问题5 现在,角的范围扩大了.在直角坐标系中,使得角的顶点在原点,始边与x 轴的正半轴重合.在这样的环境下,你认为,对于任意角α,sin α,cos α,tan α怎样来定义好呢?意图:可以打破知识结构的平衡,感受到学习新知识的必要性——角的范围扩大了,锐角三角函数也应该“与时俱进”,并不显得突然.把定义的主动权交给学生,引导学生参与定义过程,发展思维.有两种可能的回答.可能一:在α的终边上任意画一点P (x ,y ),|OP |=r .sin α=y r ,cos α=x r ,tan α=y x. 可能二:设角α的终边与单位圆的交点为P (x ,y ).sin α=y ,cos α=x ,tan α=y x. 不论出现可能一还是可能二,都再问:“都是这样的吗?”引导学生议论,以确认两种定义方法的一致性、各自特点.再问“你赞成哪一种?”,统一认识,建立任意角三角函数的定义.(板书)因为前面已经有引导,学生可能很快接受“可能二”.3.任意角三角函数的认识(对定义的体验)问题6(1)求下列三角函数值:sin270°,cos π,tan 7π6. 问题6(2) 说出几个使得cos α=1的α的值.意图:通过定义的简单应用,把握定义的内涵.逐题给出,对于每一个答案,都要求学生说出“你是怎样得到的.”突出“画终边,找交点坐标,算比值(对正切函数)”的步骤.问题6(3) 指出下列函数值:sin π6; sin 13π6; sin (-11π6). 意图:角的终边位置决定了三角函数值的大小.终边位置相同的角同一三角函数值相等.于是有sin (α+2k π)=sin α,cos (α+2k π)=cos α,tan (α+2k π)=tan α.(其中k ∈Z )问题6(4)①确定下列三角函数的符号:cos250°; sin (-π4); tan (-1030°); sin1650°; tan (-9π4); cos (11π4). ②⎩⎨⎧cos θ<0,tan θ<0,θ在哪个象限?请说明理由.反过来呢? ③角α的哪些三角函数值在第二、三象限都是负数?为什么?④tan α在哪些象限中取正数?为什么?意图:认识三角函数在各象限中的符号.问题7 做了这么多题,要反思.你是否发现了任意角三角函数的一些性质?还有些什么体会?意图:体验以后的概括,阶段小结.(1)抓住各三角函数的定义不放;(2)各象限中三角函数的符号特点,等.教师板书学生获得的成果、感受.4.任意角三角函数的定义域问题8 α是任意角,作为函数的sin α,cos α,tan α,它们的定义域分别是什么?意图:三角函数也是函数,自然应该关心它的定义域.建立了角的弧度制,角的集合与实数集合之间建立了一一对应关系,因此,sin α,cosα的定义域是R ;tan α=y x 中,x ≠0,于是tan α的定义域是{α|α≠π2+k π,k ∈Z ,α∈R }. 仍然紧扣定义,并引导以弧度制表示它的定义域.5.练习(1)确定下列三角函数值的符号,并借助计算器计算:cos260°; sin (-π3); tan (5π). (2)求下列三角函数值:cos 17π4; tan (-23π6); sin (1140°). 6.小结问题9 下课后,你走出教室,如果有人问你:“过去你就学习过锐角三角函数,今天又学习了任意角的三角函数,它们的差别在哪里呢?”你怎么回答他?意图:通过问题小结.不追求面面俱到,突出锐角三角函数是三角形中,边长的比值,而任意角的三角函数是直角坐标系中角的终边与单位圆交点的坐标,或者是坐标的比值.若时间允许,再问:“还有其他收获吗?”比如,终边相同的角的同一三角函数相等;各象限三角函数的符号;任意角三角函数的定义域,等.六.目标检测设计(1)α=5π4,写出α的终边与单位圆交点的横坐标,并写出tan α的值. (2)求下列三角函数的值:cos (-23π6); tan (25π6). (3)角α的终边与单位圆的交点是Q ,点Q 的纵坐标是12,说出几个满足条件的角α. (4)点P (3,-4)在角α终边上,说出sin α,cos α,tan α分别是多少?。
教 案5.3.1任意角的三角函数的定义授课教师——王定洲教学目标:1.掌握任意角的三角函数的定义;2.任意角的三角函数和锐角的三角函数的联系和区别;3.理解角的三角函数值与角终边上点的位置无关;4.正弦函数、余弦函数、正切函数的定义域;5.已知角α终边上一点,会求角α的各三角函数值。
教学重点:1.掌握并理解任意角的三角函数的定义; 2.会运用任意角的三角函数的定义求函数值。
教学难点:理解角的三角函数值与角终边上点的位置无关; 教学方法:1.情境教学法;2.问题驱动教学法及小组讨论法。
教学用具:教学课件.多媒体、实物投影仪、教案、三角板等 教学过程: 一、复习引入(情境1)前面我们学习了角的概念的推广,通过推广,使角动了起来,同时把角的范围也突破了0度和360度的界限,角可为任意大小。
这节课我们要研究的问题是任意角的三角函数。
初中阶段我们学习了锐角的三角函数。
【问题1】在Rt △ABC 中,sin α=斜边的对边角α= 、cos α=斜边的邻边角α= 、tan α=的邻边角的对边角αα= .【问题2】如图,在Rt △ABC 中,求sin α,cos α,tan α。
(学生口答)sin α= cos α=tan α=4535443AB Ca bcB二、动脑思考,探索新知(情境2)我们已经把锐角推广到任意角,锐角三角函数的概念也能推广到任意角。
那么我们应如何来给任意角的三角函数下定义呢将Rt△ABC放在直角坐标系中,使得点A与__________重合,AC边在_______上.设点P(即顶点)的坐标为(x,y),r为角终边上的点P到_______的距离,则r=________.于是,上面的三角函数的定义可以写作:sinα=、cosα=、tanα=.设α是任意大小的角,点(,)P x y为角α的终边上的任意一点(不与原点重合),点P到原点的距离为r=,那么角α的正弦、余弦、正切分别定义为sinyrα=;cosxrα=;tanyxα=.提问:1、当角大小发生变化时,比值会改变吗2、比值会随着点P在终边上的位置改变而改变吗一般地,在比值存在的情况下,对角α的每一个确定的值,按照相应的对应关系,角α的正弦、余弦、正切、都分别有唯一的比值与之对应,它们都是以角α为自变量的函数,分别叫做正弦函数、余弦函数、正切函数,统称为三角函数.由定义可以看出:当角α的终边在y轴上时,ππ()2k kα=+∈Z,终边上任意一点的横坐标x的值都等于0,此时tan yxα=无意义.除此以外,对于每一个确定的角α,三个函数都有意义.正弦函数、余弦函数和正切函数的定义域如下表所示:三、例题分析例1 已知角α的终边经过点(2,3)P -,求角α的正弦、余弦、正切值. 分析 已知角α终边上一点P 的坐标,求角α的某个三角函数值时,首先要根据关系式r =P 到坐标原点的距离r ,然后根据三角函数定义进行计算.解 因为2x =,3y =-,所以r ,因此siny r α==, cos x r α=== 3tan 2y x α==-. 例2求角2π的正弦、余弦和正切值; 解:由三角函数定义得: 当α=2π时sin y r α==1 cos x r α==0; tan yxα=不存在. 四、运用知识 强化练习1.已知角α的终边上的点P 的坐标如下,分别求出角α的正弦、余弦、正切值: ⑴ ()3,4P -; ⑵ ()1,2P -;2.求下列各角的正弦、余弦和正切值; (1)π (2)32π五、课堂小结:通过本课学习,你有哪些收获1.任意角的三角函数的定义;2.知道角的弧度制,并会求该角的三角函数;3.任意角的三角函数值与终边上点的位置无关,只与角的大小和终边的位置有关;4.正弦函数,余弦函数,正切函数的定义域。
任意角的三角函数的定义教案.doc(教学目标):通过本课的学习,能够深入理解任意角的三角函数的定义,能够准确地掌握三角函数的基本性质和应用,提高数学思维能力,探索数学规律。
(教学重点):深入理解任意角的三角函数的定义,能够灵活运用三角函数的基本性质和应用。
(教学难点):任意角的三角函数的应用。
(教学方法):课前探究、教师讲解、学生自主学习、合作学习、综合应用。
(教学过程)一、课前探究(10分钟)1、学生自主思考,运用已经学习的知识,谈一谈对任意角的概念的理解。
2、教师带领学生讨论,任意角和普通角有何不同。
二、任意角的三角函数的定义(20分钟)1、幻灯片呈现,教师带领学生看图说一说,对反正切函数进行解释。
2、学生自主学习,掌握任意角的三角函数的定义。
3、通过教师演示和学生自主尝试,能够掌握任意角三角函数的性质和应用。
三、任意角三角函数的性质和应用(40分钟)1、教师讲解任意角三角函数的性质,强调其和角度符号的关系。
2、学生自主演练,掌握任意角三角函数的计算方法和应用技巧。
3、课堂练习,提高学生的综合应用能力。
四、达成共识(10分钟)1、教师总结本堂课所学的内容,强调认真对待数学学习,勤于思考、探究,并且在课余时间进行巩固复习。
2、学生回答问题,提出自己的观点和建议。
(教学反思):本节课旨在深入理解任意角的三角函数的定义,提高学生的数学思维能力和综合应用能力。
教师通过讲解和学生自主学习相结合,提高课堂效果,也鼓励学生自己去探究问题,积极思考,提高自己的学习效果。
在日后的数学学习中,希望学生们能够继续努力,不断提高自己的数学水平。
任意角的三角函数教案【教学目标】1.理解任意角正弦、余弦、正切的定义;2.能够计算任意角的三角函数值;3.掌握任意角的三角函数的性质;4.能够应用任意角的三角函数解决实际问题。
【教学重难点】1.理解任意角的定义;2.计算任意角的三角函数值。
【教学准备】黑板、白板、教材、练习题。
【教学过程】一、引入通过复习直角三角函数的概念,引出任意角的概念。
提问学生:直角三角形中的角度有哪几种?它们的值域是多少?二、任意角的定义1.说明概念:任意角是指不限于直角三角形中的角,可以是任何角度大小的角。
2.将单位圆引入:根据单位圆的定义,任意角可以与单位圆上的点相对应,点的轨迹为一条射线。
3.建立起角、终角概念,并表示成弧度制。
三、任意角的三角函数的定义1.正弦函数:在单位圆上,角对应的射线与x轴的正方向的交点的纵坐标与半径1的比值。
2.余弦函数:在单位圆上,角对应的射线与x轴的正方向的交点的横坐标与半径1的比值。
3.正切函数:在单位圆上,角对应的射线在y轴上的投影与角对应的射线在x轴上的投影的比值。
四、计算任意角的三角函数值1.计算正弦函数值:根据定义,根据单位圆上的点对应的纵坐标与半径的比值即可。
2.计算余弦函数值:根据定义,根据单位圆上的点对应的横坐标与半径的比值即可。
3.计算正切函数值:根据定义,根据单位圆上的点对应的纵坐标与横坐标的比值即可。
五、任意角的三角函数性质1.周期性:正弦函数的周期是2π,余弦函数的周期是2π,正切函数的周期是π。
2.对称性:正弦函数是奇函数,余弦函数是偶函数,正切函数是奇函数。
3.正弦函数和余弦函数的和差化积:根据角度和有理倍数关系,可以将两个三角函数的和或差转化为一个三角函数的乘积。
4. 余弦函数和正切函数的关系:根据定义式:cosθ=1/sinθ,可以得到余弦函数与正切函数的关系。
六、实际问题的应用通过例题及练习题,让学生熟悉如何利用任意角的三角函数解决实际问题,如距离、高度、速度等问题。
任意角的三角函数教案任意角的三角函数教案1一、教学目标1、掌握任意角的正弦、余弦、正切函数的定义(包括定义域、正负符号判断);了解任意角的余切、正割、余割函数的.定义。
2、经历从锐角三角函数定义过度到任意角三角函数定义的推广过程,体验三角函数概念的产生、发展过程、领悟直角坐标系的工具功能,丰富数形结合的经验。
3、培养学生通过现象看本质的唯物主义认识论观点,渗透事物相互联系、相互转化的辩证唯物主义世界观。
4、培养学生求真务实、实事求是的科学态度。
二、重点、难点、关键重点:任意角的正弦、余弦、正切函数的定义、定义域、(正负)符号判断法。
难点:把三角函数理解为以实数为自变量的函数。
关键:如何想到建立直角坐标系;六个比值的确定性( α确定,比值也随之确定)与依赖性(比值随着α的变化而变化)。
三、教学理念和方法教学中注意用新课程理念处理传统教材,学生的数学学习活动不仅要接受、记忆、模仿和练习,而且要自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学,师生互动,教师发挥组织者、引导者、合作者的作用,引导学生主体参与、揭示本质、经历过程。
根据本节课内容、高一学生认知特点和我自己的教学风格,本节课采用“启发探索、讲练结合”的方法组织教学。
四、教学过程[执教线索:回想再认:函数的概念、锐角三角函数定义(锐角三角形边角关系)——问题情境:能推广到任意角吗?——它山之石:建立直角坐标系(为何?)——优化认知:用直角坐标系研究锐角三角函数——探索发展:对任意角研究六个比值(与角之间的关系:确定性、依赖性,满足函数定义吗?)——自主定义:任意角三角函数定义——登高望远:三角函数的要素分析(对应法则、定义域、值域与正负符号判定)——例题与练习回顾小结——布置作业](一)复习引入、回想再认开门见山,面对全体学生提问:在初中我们初步学习了锐角三角函数,前几节课,我们把锐角推广到了任意角,学习了角度制和弧度制,这节课该研究什么呢?探索任意角的三角函数(板书课题),请同学们回想,再明确一下:(情景1)什么叫函数?或者说函数是怎样定义的?让学生回想后再点名回答,投影显示规范的定义,教师根据回答情况进行修正、强调:传统定义:设在一个变化过程中有两个变量x与y,如果对于x的每一个值,y 都有唯一确定的值和它对应,那么就说y是x的函数,x叫做自变量,自变量x的取值范围叫做函数的定义域、现代定义:设A、B是非空的数集,如果按某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数,在集合B中都有唯一确定的数 f(x)和它对应,那么就称映射?:A→B为从集合A到集合B的一个函数,记作:y= f(x),x∈A ,其中x叫自变量,自变量x的取值范围A叫做函数的定义域。
一.教材分析三角函数是函数的一个大体组成部份,也是一个重要组成部份,在整个高中以至于大学都会经经常利用到三角函数的知识。
初中已经学习过锐角的三角函数,教材第一节学习了任意角的表示方式,这些是学习任意角三角函数的基础。
本节课的主要内容是:弦、余弦、正切的概念;正弦、余弦、正切函数的概念域和这三种函数的值在各个象限的符号二.教学目标一、理解任意角的三角函数的概念;二、会求任意角的三角函数值;3、体会类比,数形结合的思想。
三.重点,难点教学重点:理解任意角的三角函数的概念。
教学难点:从函数的角度理解三角函数。
四,教学进程(一) 新课引入咱们已经学习了锐角三角函数,知道它是以锐角为自变量,以比值为函数值的函数,你能用直角坐标系中角的终边上点的坐标来表示锐角三角函数吗?设锐角α的极点与原点O 重合,始边与x 轴的正半轴重合,那么它的终边在第一象限。
在α的终边上任取一点P (a,b ),它与原点的距离r =22b a +>0,表示三角函数;sin α=r b , cos α=r a , tan α=a b .取P ,使r=1,则sin α=b cos α=a tan α=ab ,引入单位圆的概念。
(二) 概念介绍设是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x,y ),那么,(1)y 叫做的正弦,记作sin ,即sin =y ; (2)x 叫做的余弦,记作cos ,即cos =x ; (3) x y 叫做的正切,记作tan ,即tan =x y 。
正弦,余弦,正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,咱们将它们统称为三角函数。
(三) 例题讲解例一 求35π的正弦,余弦和正切值。
解:在直角坐标系中,作53AOB π∠=,易知AOB ∠的终边与单位圆的交点坐标为13(,-)22。
所以,53sin 32π=-,51cos 32π=,5tan 33π=- 小结:让学生熟悉三角函数的概念,用单位圆表示三角函数。
“任意角三角函数的概念”教学设计陶维林(江苏南京师范大学附属中学,210003)一.内容和内容解析三角函数是一个重要的基本初等函数,它是描述周期现象的重要数学模型.它的基础主要是几何中的相似形和圆,研究方法主要是代数中的图象分析和式子变形,三角函数的研究已经初步把几何与代数联系起来.它在物理学、天文学、测量学等学科中都有重要的应用,它是解决实际问题的重要工具,它是学习数学中其他学科的基础.角的概念已经由锐角扩展到0°~360°内的角,再扩充到任意角,相应地,锐角三角函数概念也必须有所扩充.任意角三角函数概念的出现是角的概念扩充的必然结果.比较锐角三角函数与任意角三角函数这两个概念,共同点是,它们都是“比值”,不同点是锐角三角函数是“线段长度的比值”,而任意角三角函数是直角坐标系中“坐标与长度的比值,或者是坐标的比值”.正是由于“比值”这一与在角的终边上所取点的位置无关的特点,因此,可以用角的终边与单位圆的交点的坐标(或坐标的比值)来表示任意角的三角函数,这是概念的核心.这样定义,不仅简化了任意角三角函数的表示,也为后续研究它的性质带来了方便.从锐角三角函数到任意角三角函数类似于从自然数到整数扩充的过程,产生了“符号问题”.因此,学习任意角三角函数可以与锐角三角函数相类比,借助锐角三角函数的概念建立起任意角三角函数的概念.任意角三角函数概念的重点是任意角的正弦、余弦、正切的定义.它们是本节,乃至本章的基本概念,是学习其他与三角函数有关内容的基础,具有根本的重要的作用.解决这一重点的关键,是学会用直角坐标系中,角的终边上的点的坐标来表示三角函数.因为正切函数并不独立,最主要的是正弦函数与余弦函数.任意角三角函数自然具有函数的一切特征,有它的定义域,对应法则以及值域.任意角三角函数的定义域是实数集(或它的子集),这是因为,在建立弧度制以后,角的集合与实数集合间建立了一一对应关系,从这个意义上说,“角是实数”,三角函数是定义在实数集上的函数.各种不同的三角函数定义了不同的对应法则,因而可能有不同的定义域与值域.任意角三角函数概念是核心概念,它是解决一切三角函数问题的基点.无论是研究三角函数在各象限中的符号、特殊角的三角函数值,还是同角三角函数间的关系,以及三角函数的性质,等等,都具有基本的重要的意义.在建立任意角三角函数这个定义的过程中,学生可以感受到数与形结合,以及类比、运动、变化、对应等数学思想方法.二.目标和目标解析本节课的目标是,理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.学生已经学习过锐角三角函数sin α,cos α,tan α,了解三角函数是直角三角形中边长的比值,这个比值仅与锐角的大小有关,是随着锐角取值的变化而变化的,其值是惟一确定的,等函数的要素.这是任意角三角函数概念的“生长点”.理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)定义的关键是由锐角三角函数这个线段长度的比值扩展为点的坐标或坐标的比值.因此,对锐角三角函数理解得怎样,对理解任意角三角函数有决定意义,复习锐角三角函数,加深对锐角三角函数的理解是必要的. 要实现让学生“理解”任意角三角函数定义的教学目标,莫过于让学生参与任意角三角函数定义的过程.让学生感受到因角的概念的扩展,锐角三角函数概念扩展的必要性,任意角三角函数是锐角三角函数概念的自然延伸.反过来,既然锐角集合是任意角集合的子集,那么,锐角三角函数也应该是任意角三角函数的特殊情况,是一个包含关系.让学生参与定义,可以感受到这样定义的合理性,感受到这个定义是自然的.三.教学问题诊断分析从锐角三角函数到任意角三角函数的学习,从认知结构发展的角度来说,是属于“下、上位关系学习”,是一个从特殊到一般的过程,“先行组织者”是锐角三角函数的概念.教学策略上先复习包容性小、抽象概括程度低的锐角三角函数的概念,然后让学生“再创造”抽象程度高的上位概念(参与定义),并形成新的认知结构,让原有的锐角三角函数的概念类属于抽象程度更高的任意角三角函数的概念之中.学生过去在直角三角形中研究过锐角三角函数,这对研究任意角三角函数在认识上会有一定的局限性,所以学生在用角的终边上的点的坐标来研究三角函数可能会有一定的困难.可以让学生在原有的对锐角三角函数的几何认识的基础上,尝试让学生建立用终边上的点的坐标定义任意角三角函数,或者尝试用终边上的点的坐标定义锐角三角函数,然后再定义任意角的三角函数.教学的另一个难点是,任意角三角函数的定义域是实数集(或它的子集).因为学生刚刚接触弧度制,未必能理解“把角的集合与实数集建立一一对应”到底是为了什么.可以在复习锐角三角函数时,把锐角说成区间(0,π2)内的角,以便分散这个难点. 四.教学支持条件分析利用几何画板软件,可以动态改变角的终边位置,从而改变角的终边上点的坐标大小的特点,便于学生认识任意角的位置的改变,所对应的三角函数值也改变的特点,感受函数的本质;感受终边相同的角具有相同的三角函数值;也便于观察各三角函数在各象限中符号的变化情况,加深对任意角三角函数概念的理解,增强教学效果.五.教学过程设计1.理解锐角三角函数要理解任意角三角函数首先要理解锐角三角函数.锐角三角函数是任意角三角函数的先行组织者.问题1 任意画一个锐角α,借助三角板,找出sin α,cos α,tan α的近似值. 教师用几何画板任意画一个锐角.要求学生自己任意也画一个锐角,利用手中的三角板画直角三角形,度量角α的对边长、斜边长,计算比值.意图:复习初中所学习过的锐角三角函数,加深对锐角三角函数概念的理解,它是学习任意角三角函数的基础.突出:(1)与点的位置的选取无关;(2)是直角三角形中线段长度的比值. 问题2 能否把某条线段画成单位长,有些三角函数值不用计算就可以得到? 意图:学生根据自己实际画图操作,以及计算比值的体验,会很快认为把斜边画成单位长比较方便,为后续任意角三角函数的“单位圆定义法”做铺垫.问题3 锐角三角函数sin α作为一个函数,自变量以及与之对应的函数值分别是什么?意图:以便与后面的任意角三角函数的自变量是角(的弧度,对应一个实数),对应的函数值是α的终边与单位圆交点的纵坐标比较.锐角三角函数sin α作为一个函数,自变量是锐角.由于角的弧度值与实数可以一一对应,所以,α是(0,π2)上的实数.而与之对应的函数值sin α是线段长度的比值,是区间(0,1)上的实数.问题4 你产生过这个疑问吗:“三角函数只有这三个?”意图:这个问题具有元认知提示的特点,引导学生勤于思考,逐步学会发现问题、提出问题、研究问题.三条边相互比,可以产生六个比.还有哪三个呢?再把已知的三个倒过来.2.任意角三角函数定义的“再创造”教师利用几何画板,把角α的顶点定义为原点,一边与x 轴的正半轴重合,转动另一条边,表现任意角.问题5 现在,角的范围扩大了.在直角坐标系中,使得角的顶点在原点,始边与x 轴的正半轴重合.在这样的环境下,你认为,对于任意角α,sin α,cos α,tan α怎样来定义好呢?意图:可以打破知识结构的平衡,感受到学习新知识的必要性——角的范围扩大了,锐角三角函数也应该“与时俱进”,并不显得突然.把定义的主动权交给学生,引导学生参与定义过程,发展思维.有两种可能的回答.可能一:在α的终边上任意画一点P (x ,y ),|OP |=r .sin α=y r ,cos α=x r ,tan α=y x. 可能二:设角α的终边与单位圆的交点为P (x ,y ).sin α=y ,cos α=x ,tan α=y x. 不论出现可能一还是可能二,都再问:“都是这样的吗?”引导学生议论,以确认两种定义方法的一致性、各自特点.再问“你赞成哪一种?”,统一认识,建立任意角三角函数的定义.(板书)因为前面已经有引导,学生可能很快接受“可能二”.3.任意角三角函数的认识(对定义的体验)问题6(1)求下列三角函数值:sin270°,cos π,tan 7π6. 问题6(2) 说出几个使得cos α=1的α的值.意图:通过定义的简单应用,把握定义的内涵.逐题给出,对于每一个答案,都要求学生说出“你是怎样得到的.”突出“画终边,找交点坐标,算比值(对正切函数)”的步骤.问题6(3) 指出下列函数值:sin π6; sin 13π6; sin (-11π6). 意图:角的终边位置决定了三角函数值的大小.终边位置相同的角同一三角函数值相等.于是有sin (α+2k π)=sin α,cos (α+2k π)=cos α,tan (α+2k π)=tan α.(其中k ∈Z )问题6(4)①确定下列三角函数的符号:cos250°; sin (-π4); tan (-1030°); sin1650°; tan (-9π4); cos (11π4).②⎩⎨⎧cos θ<0,tan θ<0,θ在哪个象限?请说明理由.反过来呢? ③角α的哪些三角函数值在第二、三象限都是负数?为什么?④tan α在哪些象限中取正数?为什么?意图:认识三角函数在各象限中的符号.问题7 做了这么多题,要反思.你是否发现了任意角三角函数的一些性质?还有些什么体会?意图:体验以后的概括,阶段小结.(1)抓住各三角函数的定义不放;(2)各象限中三角函数的符号特点,等.教师板书学生获得的成果、感受.4.任意角三角函数的定义域问题8 α是任意角,作为函数的sin α,cos α,tan α,它们的定义域分别是什么?意图:三角函数也是函数,自然应该关心它的定义域.建立了角的弧度制,角的集合与实数集合之间建立了一一对应关系,因此,sin α,cosα的定义域是R ;tan α=y x 中,x ≠0,于是tan α的定义域是{α|α≠π2+k π,k ∈Z ,α∈R }. 仍然紧扣定义,并引导以弧度制表示它的定义域.5.练习(1)确定下列三角函数值的符号,并借助计算器计算:cos260°; sin (-π3); tan (5π). (2)求下列三角函数值:cos 17π4; tan (-23π6); sin (1140°). 6.小结问题9 下课后,你走出教室,如果有人问你:“过去你就学习过锐角三角函数,今天又学习了任意角的三角函数,它们的差别在哪里呢?”你怎么回答他?意图:通过问题小结.不追求面面俱到,突出锐角三角函数是三角形中,边长的比值,而任意角的三角函数是直角坐标系中角的终边与单位圆交点的坐标,或者是坐标的比值.若时间允许,再问:“还有其他收获吗?”比如,终边相同的角的同一三角函数相等;各象限三角函数的符号;任意角三角函数的定义域,等.六.目标检测设计(1)α=5π4,写出α的终边与单位圆交点的横坐标,并写出tan α的值. (2)求下列三角函数的值:cos (-23π6); tan (25π6). (3)角α的终边与单位圆的交点是Q ,点Q 的纵坐标是12,说出几个满足条件的角α.(4)点P(3,-4)在角α终边上,说出sinα,cosα,tanα分别是多少?。