bu-dmzdd高一数学典型例题分析:任意角的三角函数(2)
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任意角的三角函数·典型例题精析例1下列说法中,正确的是[ ]A.第一象限的角是锐角B.锐角是第一象限的角C.小于90°的角是锐角D.0°到90°的角是第一象限的角【分析】本题涉及了几个基本概念,即“第一象限的角”、“锐角”、“小于90°的角”和“0°到90°的角”.在角的概念推广以后,这些概念容易混淆.因此,弄清楚这些概念及它们之间的区别,是正确解答本题的关键.【解】第一象限的角可表示为{θ|k·360°<θ<90°+k·360°,k∈Z},锐角可表示为{θ|0°<θ<90°},小于90°的角为{θ|θ<90°},0°到90°的角为{θ|0°≤θ<90°}.因此,锐角的集合是第一象限角的集合当k=0时的子集,故(A),(C),(D)均不正确,应选(B).(90°-α)分别是第几象限角?【分析】由sinα·cosα<0,所以α在二、四象限;由sinα·tanα<0,所以α在二、三象限.因此α为第二象限的角,然后由角α的【解】(1)由题设可知α是第二象限的角,即90°+k·360°<α<180°+k·360°(k∈Z),的角.(2)因为180°+2k·360°<2α<360°+2k·360°(k∈Z),所以2α是第三、第四象限角或终边在y轴非正半轴上的角.(3)解法一:因为90°+k·360°<α<180°+k·360°(k∈Z),所以-180°-k·360°<-α<-90°-k·360°(k∈Z).故-90°-k·360°<90°-α<-k·360°(k∈Z).因此90°-α是第四象限的角.解法二:因为角α的终边在第二象限,所以-α的终边在第三象限.将-α的终边按逆时针旋转90°,可知90°-α的终边在第四象限内.【说明】①在确定形如α+k·180°角的象限时,一般要分k为偶数或奇数讨论;②确定象限时,α+kπ与α-kπ是等效的.例3已知集合E={θ|cosθ<sinθ,0≤θ≤2π},F={θ|tanθ<sinθ},那么E∩F 是区间[ ]【分析】解答本题必须熟练掌握各个象限三角函数的符号、各个象限的三角函数值随角的变化而递增或递减的变化情况.可由三角函数的性质判断,也可由三角函数线判断.用代入特殊值排除错误答案的方法解答本题也比较容易.【解法一】由正、余弦函数的性质,【解法二】由单位圆中的正弦线和正切线容易看出,对于二、四象限的角,AT<MP,即tanα<sinθ,由正弦线和余弦线可看出,当应选(A).可排除(C),(D),得(A).【说明】本题解法很多,用三角函数线还可以有以下解法:因为第一、三象限均有AT>MP,即tanθ>sinθ,所以(B),(C),(D)均不成立.用排除法也有些别的方法,可自己练习.例 4 (1)已知角α终边上一点P(3k,-4k)(k<0),求sinα,cosα,tanα的值;【分析】利用三角函数的定义进行三角式的求值、化简和证明,是三两个象限,因此必须分两种情况讨论.【解】(1)因为x=3k,y=-4k,例5一个扇形的周长为l,求扇形的半径、圆心角各取何值时,此扇形的面积最大.【分析】解答本题,需灵活运用弧度制下的求弧长和求面积公式.本题是求扇形面积的最大值,因此应想法写出面积S以半径r为自变量的函数表达式,再用配方法求出半径r和已知周长l的关系.【解】设扇形面积为S,半径为r,圆心角为α,则扇形弧长为l-2r.所以【说明】在学习弧度制以后,用弧度制表示的求弧长与扇形面积公形的问题中,中心角用弧度表示较方便.本例实际上推导出一个重要公式,即当扇形周长为定值时,怎样选取中心角可使面积得到最大值.本题也可将面积表示为α的函数式,用判别式来解.【分析】第(1)小题因α在第二象限,因此只有一组解;第(2)小题给了正弦函数值,但没有确定角α的象限,因此有两组解;第(3)小题角α可能在四个象限或是轴线角,因此需分两种情况讨论.【解】(3)因为sinα=m(|m|<1),所以α可能在四个象限或α的终边在x轴上.例7(1)已知tanα=m,求sinα的值;【分析】(1)已知tanα的值求sinα或cosα,一般可将tanα母都是sinα和cosα的同次式,再转化为关于tanα的式子求值,转化的方法是将分子、分母同除以cosα(或cos2α,这里cosα≠0),即可根据已知条件求值.【说明】由tanα的值求sinα和cosα的值,有一些书上利用公很容易推出,所以不用专门推导和记忆这些公式,这类问题由现有的关系式和方法均可解决.函数的定义来证明.由左边=右边,所以原式成立.【证法三】(根据三角函数定义)设P(x,y)是角α终边上的任意一点,则左边=左边,故等式成立.例9化简或求值:【分析】解本题的关键是熟练地应用正、余弦的诱导公式和记住特殊角的三角函数值.=-sinα-cosα(因为α为第三象限角).例10 (1)若 f(cos x)=cos9x,求f(sin x)的表达式;【分析】在(1)中理解函数符号的含义,并将f(sin x)化成f(cos(90°-x))是充分利用已知条件和诱导公式的关键.在(2)中必须正确掌握分段函数求值的方法.【解】(1)f(sin x)=f(cos(90°-x))=cos9(90°-x)=cos(2×360°+90°-9x)=cos(90°-9x)=sin9x;=1.。
高一数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析1.已知点()在第三象限,则角在A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】B【解析】由于点是第三象限角,,在第二象限.【考点】三角函数在各个象限的符号.2.若点P位于第三象限,则角是第象限的角.【答案】二【解析】点P位于第三象限,则即,所以角是第二象限的角,答案为二.【考点】三角函数的符号3.若角的终边经过点,则的值为.【答案】【解析】由三角函数定义知,==.考点:三角函数定义4.已知,则的集合为()A.B.C.D.【答案】D【解析】由知,在第一或第三象限,因为,所以.【考点】简单三角方程5.已知是第二象限的角,,则.【答案】【解析】设的终边有上一点P(x,y)(x<0,y>0),则,不妨令,由三角函数的定义得:.【考点】三角函数的定义.6.已知角的终边上有一点(1,2),则的值为( ).A.B.C.D.–2【解析】角的终边过,,.【考点】任意角三角函数的定义.7.若角的终边为第二象限的角平分线,则的集合为______________.【答案】【解析】在上第一个出现终边在第二象限角平分线的角为,之后每隔个单位出现一个终边落在第二象限角平分线上角,因此所求集合为.【考点】终边相同的角的集合.8.有下列说法:①函数y=-cos 2x的最小正周期是π;②终边在y轴上的角的集合是;③把函数的图像向右平移个单位长度得到函数y=3sin 2x的图像;④函数在[0,π]上是减函数.其中,正确的说法是________.【答案】①③【解析】①:的最小正周期为,正确;②:在上第一个出现终边在y轴的角为,之后每隔个单位出现一个终边落在y轴上的角,因此所求集合为,∴②错误;③:函数的图像向右平移个单位长度以后的函数解析式为:,∴③正确;④:当时,,∴函数在[0,π]上是增函数,∴④错误.【考点】1、三角函数的性质;2、终边相同的角的集合.9.=()A.B.C.D.【答案】A【解析】.考点:诱导公式,特殊角的三角函数值.10.与60°角终边相同的角的集合可以表示为( )A.{|=k·360°+,k Z}B.{|=2k+60°,k Z}C.{|=k·180°+60°,k Z}D.{|=2k+,k Z}【解析】A,B把弧度制与角度制混在了一起,不规范,而C,应为=k·360°+60°,D正确.【考点】终边相同的角的集合.11.已知扇形的周长为30,当它的半径R和圆心角各取何值时,扇形的面积S最大?并求出扇形面积的最大值.【答案】当扇形半径为,圆心角为2时,扇形有最大面积.【解析】根据条件扇形的周长为30可以得到l+2R=30,从而扇形的面积S=lR=(30-2R)R=,即把S表示为R的二次函数,根据二次函数求最值的方法,可以进一步变形为S=-(R-)2+,从而得到当扇形半径为,圆心角为2时,扇形有最大面积.∵扇形的周长为30,∴l+2R=30,l=30-2R,∴S=lR=(30-2R)R==-(R-)2+.....5分∴当R=时,扇形有最大面积,此时l=30-2R=15,==2........8分答:当扇形半径为,圆心角为2时,扇形有最大面积.....10分.【考点】1、弧度制下扇形相关公式;2、二次函数求最值.12.已知,,,则的大小关系是()A.B.C.D.【答案】D【解析】,,,故【考点】特殊角的三角函数13.圆的半径为r,该圆上长为r的弧所对的圆心角是()A.rad B.rad C.πD.π【答案】B【解析】由弧长公式可得:,解得.【考点】弧度制.14.若,且,则角的终边所在的象限是().A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】D【解析】因为,又因为,所以,所以角的终边所在象限是第四象限,故选D.【考点】1、三角函数值的符号;2、二倍角的正弦.15.已知:P(-2,y)是角θ终边上一点,且sinθ= -,求cosθ的值.【答案】【解析】因为,横坐标为负数,所以余弦值是负数,根据同角基本关系式:,所以.试题解析:∵sinθ= -,∴角θ终边与单位圆的交点(cosθ,sinθ)=(,-)又∵P(-2, y)是角θ终边上一点, ∴cosθ<0,∴cosθ= -.【考点】1.三角函数的定义;2.同角基本关系式.16.与角终边相同的最小正角是.(用弧度制表示)【答案】【解析】因为与角终边相同的角为,所以与角终边相同的角是,其中最小正角是,化为弧度为.【考点】弧度制,终边相同的角.17.的值等于A.B.C.D.【答案】A【解析】【考点】三角函数中正弦两角差公式及特殊角的三角函数值。
高一数学任意角的三角函数试题答案及解析1.函数的值域是___________________.【答案】【解析】当为第一象限时,, 当为第二象限时,,第三象限时,,第四象限时,,所以值域为.【考点】三角函数的定义2. (08·浙江理)若cosα+2sinα=-,则tanα=()A.B.2C.-D.-2【答案】B【解析】解法一:将已知等式两边平方得cos2α+4sin2α+4sinαcosα=5(cos2α+sin2α),化简得sin2α-4sinαcosα+4cos2α=0,即(sinα-2cosα)2=0,故tanα=2.解法二:设tanα=k,则sinα=k cosα代入cosα+2sinα=-中得cosα=-,∴sinα=-代入sin2α+cos2α=1中得,+=1,∴k=2.3.化简sin2α+sin2β-sin2αsin2β+cos2αcos2β=______.【答案】1【解析】原式=sin2α(1-sin2β)+sin2β+cos2αcos2β=sin2αcos2β+cos2αcos2β+sin2β=cos2β(sin2α+cos2α)+sin2β=1.4.已知sinθ=,cosθ=,则tanθ=________.【答案】-或-【解析】由sin2θ+cos2θ=1得,m=0或8,m=0时,sinθ=-,cosθ=,tanθ=-,m=8时,sinθ=,cosθ=-,tanθ=-.本题易错点为直接由tanθ=给出一个关于m的表达式或者求解关于m的方程时,将零因子约掉只得出m=8.5.已知α是第三象限角,化简-.【答案】-2tanα.【解析】原式=-=-=-∵α是第三角限角,∴cosα<0,∴原式=-=-2tanα.6.已知tanα=,求下列各式的值.(1)+;(2);(3)sin2α-2sinαcosα+4cos2α.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1) +=+=+=.(2)===.(3)sin2α-2sinαcosα+4cos2α====.7.已知角α的正弦线是单位长度的有向线段,那么角α的终边()A.在x轴上B.在y轴上C.在直线y=x上D.在直线y=x或y=-x上【答案】B【解析】∵sinα=1或sinα=-1,∴角α的终边在y轴上.8.利用正弦线比较sin1,sin1.2,sin1.5的大小关系是()A.sin1>sin1.2>sin1.5B.sin1>sin1.5>sin1.2C.sin1.5>sin1.2>sin1D.sin1.2>sin1>sin1.5【答案】C【解析】因为,1.5,那么利用结合三角函数线可知sin1.5>sin1.2>sin1,选C9.已知θ∈,在单位圆中角θ的正弦线、余弦线、正切线分别是a、b、c,则它们的大小关系是()A.a>b>c B.c>a>bC.c>b>a D.b>c>a【答案】B【解析】如图,AT>MP>OM,即c>a>b.10.若α是三角形的内角,且sinα+cosα=,则这个三角形是()A.等边三角形B.直角三角形C.锐角三角形D.钝角三角形【答案】D【解析】当0<α≤时,由单位圆中的三角函数线知,sinα+cosα≥1,而sinα+cosα=,∴α必为钝角.11.设角α是第二象限角,且=-cos,则角是()A.第一象限角B.第二象限角C.第三象限角D.第四象限角【答案】C【解析】∵α是第二象限角,∴是第一、三象限角由=-cos知,cos≤0,∴是第三象限角.12.已知sinα>sinβ,那么下列命题成立的是()A.若α、β是第一象限角,则cosα>cosβB.若α、β是第二象限角,则tanα>tanβC.若α、β是第三象限角,则cosα>cosβD.若α、β是第四象限角,则tanα>tanβ【答案】D【解析】如图(1),α、β的终边分别为OP、OQ,sinα=MP>NQ=sinβ,此时OM<ON,∴cosα<cosβ,故A错;如图(2),OP、OQ分别为角α、β的终边,MP>NQ,∴AC<AB,即tanα<tanβ,故B错;如图(3),角α,β的终边分别为OP、OQ,MP>NQ即sinα>sinβ,∴ON>OM,即cosβ>cosα,故C错,∴选D.13.已知点P(tanα,sinα-cosα)在第一象限,且0≤α≤2π,则角α的取值范围是______________________.【答案】∪【解析】∵点P在第一象限,∴由(1)知0<α<或π<α<,(3)由(2)知sinα>cosα,作出三角函数线知,在[0,2π]内满足sinα>cosα的α∈,(4)由(3)、(4)得α∈∪.[点评]要准确应用单位圆中的三角函数线求解简单的三角不等式须熟记以下几种情形:14.利用单位圆写出满足sinα<,且α∈(0,π)的角α的集合是__________________________.【答案】∪【解析】作出正弦线如图.MP=NQ=,当sinα<时,角α对应的正弦线MP、NQ缩短,∴0<α<或<α<π.15.利用三角函数线比较下列各组数的大小:(1)sin与sin;(2)tan与tan.【答案】(1)sin>sin.(2)tan<tan.【解析】如图所示,角的终边与单位圆的交点为P,其反向延长线与单位圆的过点A的切线的交点为T,作PM⊥x轴,垂足为M,sin=MP,tan=AT;的终边与单位圆的交点为P′,其反向延长线与单位圆的过点A的切线交点为T′,作P′M′⊥x轴,垂足为M′,则sin=M′P′,tan=AT′,由图可见,MP>M′P′>0,AT<AT′<0,∴(1)sin>sin.(2)tan<tan.16. (08·全国Ⅱ)若sinα<0且tanα>0,则α是()A.第一象限角B.第二象限角C.第三象限角D.第四象限角【答案】C【解析】因为sinα<0故α是第一二象限,且tanα>0,α是第一三象限,则同时成立时为第三象限角,故选C17.α是第二象限角,P(x,)为其终边上一点,且cosα=x,则sinα的值为()A.B.C.D.-【答案】A【解析】∵|OP|=,∴cosα==x又因为α是第二象限角,∴x<0,得x=-∴sinα==,故选A.18.已知角α的终边在直线y=x上,则sinα+cosα的值为________.【答案】±【解析】在角α终边上任取一点P(x,y),则y=x,当x>0时,r==x,sinα+cosα=+=+=,当x<0时,r==-x,sinα+cosα=+=--=-.19.已知角α的终边过点(3a-9,a+2)且cosα≤0,sinα>0,求角α的取值范围.【答案】-2<a≤3【解析】∵cosα≤0,sinα>0,∴角α的终边在第二象限或y轴非负半轴上,∵α终边过(3a-9,a+2),∴,∴-2<a≤3.20.设θ是第三象限角,且满足=-sin,试判断所在象限.【答案】为第四象限角【解析】∵θ是第三象限角,∴2kπ+π<θ<2kπ+π,k∈Z.∴kπ+<<kπ+π,k∈Z.∴在第二、四象限内.又∵=-sin,∴sin≤0.∴为第四象限角.。
高一数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析1.已知扇形半径为8, 弧长为12, 则中心角为弧度, 扇形面积是【答案】.【解析】圆心角;由扇形的面积公式得.【考点】扇形的面积公式及圆心角的计算.2.下列命题正确的是 ( )A.小于的角一定是锐角B.终边相同的角一定相等C.终边落在直线上的角可以表示为,D.若,则角的正切值等于角的正切值【答案】D【解析】小于的角可以是锐角、零角及负角,故错;终边相同的角相差的整数倍,故错;终边落在直线上的角可以表示为,故错;正确.故选D.【考点】三角函数的概念的应用.3.已知扇形半径为8, 弧长为12, 则中心角为弧度, 扇形面积是【答案】.【解析】圆心角;由扇形的面积公式得.【考点】扇形的面积公式及圆心角的计算.4.若是第三象限角,则是第象限角.【答案】一【解析】是第三象限角,则.所以,故在第一象限.【考点】角的象限.5.已知cosθ•tanθ<0,那么角θ是().A.第一或第二象限角B.第二或第三象限角C.第三或第四象限角D.第一或第四象限角【答案】B【解析】,,是第二象限角或第三象限角.【考点】象限角的符号.6.已知角的终边过点(-5,12),则=________.【答案】【解析】.【考点】任意角的三角函数的定义.7.已知角的终边上有一点(1,2),则的值为( ).A.B.C.D.–2【答案】A【解析】角的终边过,,.【考点】任意角三角函数的定义.8.已知,则点P所在的象限是()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】D【解析】∵,∴,即是第三象限角,∴,∴点P在第四象限.【考点】三角函数值符号判断.9.与60°角终边相同的角的集合可以表示为( )A.{|=k·360°+,k Z}B.{|=2k+60°,k Z}C.{|=k·180°+60°,k Z}D.{|=2k+,k Z}【答案】D【解析】A,B把弧度制与角度制混在了一起,不规范,而C,应为=k·360°+60°,D正确.【考点】终边相同的角的集合.10.已知点是角终边上一点,且,则的值为()A.5B.C.4D.【答案】D【解析】,解得,故选D.【考点】三角函数的定义11.已知是第一象限的角,那么是()A.第一象限角B.第二象限角C.第一或第二象限角D.第一或第三象限角【答案】D【解析】∵α的取值范围(k∈Z)∴的取值范围是(k∈Z),分类讨论①当k="2n+1" (其中n∈Z)时的取值范围是即属于第三象限角.②当k=2n(其中n∈Z)时的取值范围是即属于第一象限角.故答案为:D.【考点】象限角、轴线角.12.设,,,则( )A.B.C.D.【答案】D【解析】因为,所以<;因为,所以>,<,,所以b<a<c.故答案为:D.【考点】三角函数值.13.的值是()A.B.C.D.【答案】A【解析】根据诱导公式.故选A【考点】三角函数值的计算14.计算:= ;【答案】1【解析】原式=【考点】三角函数值的计算15.设角的终边经过点,那么()A.B.C.D.【答案】C【解析】根据三角函数的定义:(其中),由角的终边经过点,可得,,所以,选C.【考点】任意角的三角函数.16.已知,那么角是()A.第一或第二象限角B.第二或第三象限角C.第三或第四象限角D.第一或第四象限角【答案】B【解析】由或,当时,为第三象限;当时,为第二象限,故选B.【考点】任意角的三角函数.17.已知角的终边过点,则的值为()A.-B.C.D.【答案】【解析】由三角函数定义知,若角的终边过异于原点的点则因此.由三角函数定义求三角函数值是一种本质方法,在高考解答题中也时有出现.【考点】三角函数定义18.___________;【答案】.【解析】.【考点】求三角函数值.19.给出下列命题:①第二象限角大于第一象限角;②三角形的内角是第一象限角或第二象限角;③不伦用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形所在圆的半径的大小无关;④若,则与的终边相同;⑤若,则是第二或第三象限角.其中正确命题的个数是()A.B.C.D.【答案】A【解析】由终边相同的角的定义易知①是错误的;②的描述中没有考虑直角,直角属于的正半轴上的角,故②是错误的;④中与的终边不一定相同,比如;⑤中没有考虑轴的负半轴上的角.只有③是正确的.【考点】角的推广与象限角.20. Sin15º等于()A.B.C.D.【答案】D【解析】【考点】两角和差的正弦公式点评:本题考察了,与之类似的有21.弧长为的扇形的圆心角为,则此扇形的面积为;【答案】【解析】根据题意,结合扇形的弧长公式弧长为的扇形的圆心角为,那么可知半径为12,那么可知此扇形的面积为,故可知答案为【考点】扇形的面积点评:主要是考查了扇形的面积公式的运用,属于基础题。
辅导讲义――任意角的三角函数教学内容任意角和弧度制及任意角的三角函数1.角的概念(1)分类⎩⎨⎧按旋转方向不同分为正角、负角、零角.按终边位置不同分为象限角和轴线角.(2)终边相同的角:所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S ={β|β=α+k ·360°,k ∈Z }.2.弧度的定义和公式(1)定义:长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度记作rad.(2)公式:①弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度;②弧长公式:l =|α|r ;③扇形面积公式:S 扇形=12lr 和12|α|r 2.3.任意角的三角函数(1)定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),则sin α=y ,cos α=x ,tan α=y x (x ≠0).(2)几何表示:三角函数线可以看作是三角函数的几何表示.正弦线的起点都在x 轴上,余弦线的起点都是原点,正切线的起点都是(1,0).如图中有向线段MP ,OM ,AT 分别叫做角α的正弦线,余弦线和正切线.1.易混概念:第一象限角、锐角、小于90°的角是概念不同的三类角.第一类是象限角,第二、第三类是区间角.2.利用180°=π rad 进行互化时,易出现度量单位的混用.3.三角函数的定义中,当P (x ,y )是单位圆上的点时有sin α=y ,cos α=x ,tan α=y x,但若不是单位圆时,如圆的半径为r ,则sin α=y r ,cos α=x r ,tan α=y x. [试一试]1.若α=k ·180°+45°(k ∈Z ),则α是第______象限角.2.已知角α的终边经过点(3,-1),则sin α=________.1.三角函数值在各象限的符号规律概括为:一全正、二正弦、三正切、四余弦;2.对于利用三角函数定义解题的题目,如果含有参数,一定要考虑运用分类讨论,而在求解简单的三角不等式时,可利用单位圆及三角函数线,体现了数形结合的思想.[练一练]若sin α<0且tan α>0,则α是第______象限角.考点一角的集合表示及象限角的判定 1.给出下列四个命题:①-3π4是第二象限角;②4π3是第三象限角;③-400°是第四象限角;④-315°是第一象限角.其中正确的命题有______个.2.终边在直线y =3x 上的角的集合为________.3.在-720°~0°范围内找出所有与45°终边相同的角为________.4.设集合M =⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎭⎬⎫x =k 2·180°+45°,k ∈Z , N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =k 4·180°+45°,k ∈Z ,那么集合M ,N 的关系是______.[类题通法]1.利用终边相同角的集合可以求适合某些条件的角,方法是先写出与这个角的终边相同的所有角的集合,然后通过对集合中的参数k 赋值来求得所需角.2.已知角α的终边位置,确定形如kα,π±α等形式的角终边的方法:先表示角α的范围,再写出kα,π±α等形式的角范围,然后就k 的可能取值讨论所求角的终边位置.考点二 三角函数的定义[典例] (1)已知角α的终边上一点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫sin 2π3,cos 2π3,则角α的最小正值为______. (2)已知α是第二象限角,其终边上一点P (x ,5),且cos α=24x ,则sin ⎝⎛⎭⎫α+π2=________.[类题通法]用定义法求三角函数值的两种情况(1)已知角α终边上一点P的坐标,则可先求出点P到原点的距离r,然后用三角函数的定义求解;(2)已知角α的终边所在的直线方程,则可先设出终边上一点的坐标,求出此点到原点的距离,然后用三角函数的定义来求相关问题.[针对训练]已知角α的终边在直线y=-3x上,求10sin α+3cos α的值.考点三扇形的弧长及面积公式[典例](1)已知扇形周长为10,面积是4,求扇形的圆心角.(2)已知扇形周长为40,当它的半径和圆心角取何值时,才使扇形面积最大?若本例(1)中条件变为:圆弧长度等于该圆内接正方形的边长,则其圆心角的弧度数是________.[类题通法]弧度制应用的关注点(1)弧度制下l=|α|·r,S=12lr,此时α为弧度.在角度制下,弧长l=nπr180,扇形面积S=nπr2360,此时n为角度,它们之间有着必然的联系.(2)在解决弧长、面积及弓形面积时要注意合理应用圆心角所在的三角形.[针对训练]已知扇形的圆心角是α=120°,弦长AB=12 cm,求弧长l.[课堂练通考点]1.如图所示,在直角坐标系xOy中,射线OP交单位圆O于点P,若∠AOP=θ,则点P的坐标是________.2.已知扇形的周长是6 cm,面积是2 cm2,则扇形的圆心角的弧度数是________.3.已知角α的终边经过点(3a-9,a+2),且cos α≤0,sin α>0,则实数a的取值范围是________.4.在与2 010°终边相同的角中,绝对值最小的角的弧度数为________.5.已知角α 的终边经过点P (x ,-6),且tan α=-35,则x 的值为________. 6.已知sin α=13,且α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan α=______.第Ⅰ组:全员必做题1.将表的分针拨快10分钟,则分针旋转过程中形成的角的弧度数是______.2.已知cos θ·tan θ<0,那么角θ是第________象限角.3.已知角α和角β的终边关于直线y =x 对称,且β=-π3,则sin α=______. 4.点P 从(1,0)出发,沿单位圆逆时针方向运动2π3弧长到达Q 点,则Q 点的坐标为________.5.给出下列各函数值:①sin(-1 000°);②cos(-2 200°);③tan(-10);④sin 7π10cos πtan 17π9,其中符号为负的是________(填写序号).6.在直角坐标系中,O 是原点,A (3,1),将点A 绕O 逆时针旋转90°到B 点,则B 点坐标为__________.7.如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,角α的终边与单位圆交于点A ,点A 的纵坐标为45,则cos α=________.8.设角α是第三象限角,且⎪⎪⎪⎪sin α2=-sin α2,则角α2是第________象限角.9.一个扇形OAB 的面积是1 cm 2,它的周长是4 cm ,求圆心角的弧度数和弦长AB .10.已知sin α<0,tan α>0.(1)求α角的集合;(2)求α2终边所在的象限;第Ⅱ组:重点选做题巩固基础和能力提升训练1.满足cos α≤-12的角α的集合为________. 2.如图,在平面直角坐标系xOy 中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1),此时圆上一点P 的位置在(0,0),圆在x 轴上沿正向滚动.当圆滚动到圆心位于(2,1)时,OP 的坐标为________.。
、
.~
①我们‖打〈败〉了敌人。
②我们‖〔把敌人〕打〈败〉了。
任意角的三角函数·典型例题精析
例1下列说法中,正确的是
[] A.第一象限的角是锐角
B.锐角是第一象限的角
C.小于90°的角是锐角
D.0°到90°的角是第一象限的角
【分析】本题涉及了几个基本概念,即“第一象限的角”、“锐角”、“小于90°的角”和“0°到90°的角”.在角的概念推广以后,这些概念容易混淆.因此,弄清楚这些概念及它们之间的区别,是正确解答本题的关键.
【解】第一象限的角可表示为{θ|k·360°<θ<90°+k·360°,k∈Z},锐角可表示为{θ|0°<θ<90°},小于90°的角为{θ|θ<90°},0°到90°的角为{θ|0°≤θ<90°}.因此,锐角的集合是第一象限角的集合当k=0时的子集,故(A),(C),(D)均不正确,应选(B).
(90°-α)分别是第几象限角?
【分析】由sinα·cosα<0,所以α在二、四象限;由sinα·tanα<0,所以α在二、三象限.因此α为第二象限的角,然后由角α的
【解】(1)由题设可知α是第二象限的角,即
90°+k·360°<α<180°+k·360°(k∈Z),
的角.
(2)因为180°+2k·360°<2α<360°+2k·360°(k∈Z),所以2α是第三、第四象限角或终边在y轴非正半轴上的角.
(3)解法一:因为90°+k·360°<α<180°+k·360°(k∈Z),
所以-180°-k·360°<-α<-90°-k·360°(k∈Z).
故-90°-k·360°<90°-α<-k·360°(k∈Z).
因此90°-α是第四象限的角.
解法二:因为角α的终边在第二象限,所以-α的终边在第三象限.
将-α的终边按逆时针旋转90°,可知90°-α的终边在第四象限内.
【说明】①在确定形如α+k·180°角的象限时,一般要分k为偶数或奇数讨论;②确定象限时,α+kπ与α-kπ是等效的.
例3已知集合E={θ|cosθ<sinθ,0≤θ≤2π},F={θ|tanθ<sinθ},那么E∩F是区间
[]
【分析】解答本题必须熟练掌握各个象限三角函数的符号、各个象限的三角函数值随角的变化而递增或递减的变化情况.可由三角函数的性质判断,也可由三角函数线判断.用代入特殊值排除错误答案的方法解答本题也比较容易.
【解法一】由正、余弦函数的性质,
【解法二】由单位圆中的正弦线和正切线容易看出,对于二、四象限的角,AT<MP,即tanα<sinθ,由正弦线和余弦线可看出,当
应选(A).
可排除(C),(D),得(A).
【说明】本题解法很多,用三角函数线还可以有以下解法:因为第一、三象限均有AT>MP,即tanθ>sinθ,所以(B),(C),(D)均不成立.用排除法也有些别的方法,可自己练习.
例 4(1)已知角α终边上一点P(3k,-4k)(k<0),求sinα,cosα,tanα的值;
【分析】利用三角函数的定义进行三角式的求值、化简和证明,是
三两个象限,因此必须分两种情况讨论.
【解】(1)因为x=3k,y=-4k,
例5一个扇形的周长为l,求扇形的半径、圆心角各取何值时,此扇形的面积最大.
【分析】解答本题,需灵活运用弧度制下的求弧长和求面积公式.本题是求扇形面积的最大值,因此应想法写出面积S以半径r为自变量的函数表达式,再用配方法求出半径r和已知周长l的关系.
【解】设扇形面积为S,半径为r,圆心角为α,则扇形弧长为l-2r.所以
【说明】在学习弧度制以后,用弧度制表示的求弧长与扇形面积公
形的问题中,中心角用弧度表示较方便.本例实际上推导出一个重要公式,即当扇形周长为定值时,怎样选取中心角可使面积得到最大值.本题也可将面积表示为α的函数式,用判别式来解.
【分析】第(1)小题因α在第二象限,因此只有一组解;第(2)小题给了正弦函数值,但没有确定角α的象限,因此有两组解;第(3)小题角α可能在四个象限或是轴线角,因此需分两种情况讨论.
【解】
(3)因为sinα=m(|m|<1),所以α可能在四个象限或α的终边在x轴上.
例7(1)已知 tanα=m,求sinα的值;
【分析】(1)已知tanα的值求sinα或cosα,一般可将tanα
母都是sinα和cosα的同次式,再转化为关于tanα的式子求值,转化的方法是将分子、分母同除以cosα(或cos2α,这里cosα≠0),即可根据已知条件求值.
【说明】由tanα的值求sinα和cosα的值,有一些书上利用公
很容易推出,所以不用专门推导和记忆这些公式,这类问题由现有的关系式和方法均可解决.
函数的定义来证明.
由左边=右边,所以原式成立.
【证法三】(根据三角函数定义)
设P(x,y)是角α终边上的任意一点,则
左边=左边,故等式成立.
例9化简或求值:
【分析】解本题的关键是熟练地应用正、余弦的诱导公式和记住特殊角的三角函数值.
=-sinα-cosα(因为α为第三象限角).
例10 (1)若 f(cos x)=cos9x,求f(sin x)的表达式;
【分析】在(1)中理解函数符号的含义,并将f(sin x)化成f(cos(90°-x))是充分利用已知条件和诱导公式的关键.在(2)中必须正确掌握分段函数求值的方法.
【解】(1)f(sin x)=f(cos(90°-x))=cos9(90°-x)
=cos(2×360°+90°-9x)=cos(90°-9x) =sin9x
;
=1.。