已知三角函数值求角

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数学 高一 下 已知三角函数值求角 教学设计示例1

一.教学目标

1.理解反正弦、反余弦、反正切的意义,并会用反三角符号表示角.

2

.掌握用反三角表示 中的角.

二.教具

直尺、投影仪

三.教学过程

1.设置情境

由函数 的定义知,对定义域 中的任一元素 ,在值域 中都有一个元素 使

,我们知道, 存在反函数时,上述值域 中的元素不仅存在,而且惟一,这时可以用 表示

,记作 。

到目前为止,我们已经学习了正弦、余弦、正切三种重要的三角函数.试问,三角函数是否具有反函

数属性,即能否用三角函数值反映角的大小呢?如果能,又怎样表示呢?本节课就来讨论这个问题,

2.探索研究

请同学回忆一下

(1) , , , 的诱导公式.

(2)

师:

, 分别表示 与 的正弦值相等, 与 的余弦值相等, 与 的正切值相等,能否说它们表示的

角也相等?为什么?

生:不能,因为在0~ 间对一个已知的三角函数值一般都有两个角度与它对应.

师:对,同学们知道,利用诱导公式,我们可以求得任意角三角函数值,反过来,如果已知一个角的

三角函数值,我们利用诱导公式也将能求出 中与之对应的角.这两个过程是互逆的,已知角x求

它的正弦值、余弦值、正切值是唯一的,而已知角的正弦值、余弦值、正切值求角在不同范围内可以是一

个、二个,也可以是无数多个不同的解.

(板书课题——已知三角函数值求角(一))

请同学们看一个例题:

【例1】(1

)已知

,且 ,求 . (2

)已知 ,且 ,求 的取值集合.

师生共同分析:

(1

)由正弦函数在闭区间

上是增函数和 .可知符合条件的角有且只有一

个,即

,于是 .

(2

)因为 ,所以 是第一或第二象限角,由正弦函数的单调性和

可知,符合条件的角有且只有两个,即第一象限角 或第二象限角

,∴所求的

的集合是 .

下面给出反正弦概念,请看投影:

观察上图,根据正弦函数的图像的性质,为了使符合条件 的角 有且只有

一个,

我们选择闭区间 作为基本范围,在这个闭区间上,

符合条件 的角 ,叫做实数 的反正弦,记作 ,即

,其中 ,且

表示的意义: 表示一个角,角的特点是①角的正弦值为x,因此角的大小受x的限制;②并不是所有满足

的角都可以,只能是 范围内满足 的

角;③由于x为角的正弦值,所以x的值在[-1,1]范围内.

例如,

, .那么例1中第(2)小题答案可以写成

练习(投影) (1

) 是什么意思?

(2

)若

, ,则 .

(3)若

, , .

参考答案:

(1

)表示

上正弦值等于

的那个角,其实应是

,故记作

(2)这个

应该是

,因此

(3) ,它不是特殊角,故只能这样抽象表示了.

下面再来建立反余弦概念.

先看下面例题:

【例2】(1)已知

,且 ,求 ;

(2)已知

,且 ,求 的取值集合.

师生共同分析:

解:(1

)由余弦函数在闭区间 上是减函数和 ,可知符合条件的角有且

只有一个,这个角为钝角,利用计算器并由

,可得 ,

所以 .

(2)因为 ,所以 是第二或第三象限角,由余弦函数的单调性

和.

可知符合条件的角有且只有两个,

即第二象限角

或第三象限角 ,于是所求的

的集合是 . 下面我们来给出反余弦定义,先看投影

观察上图,根据余弦函数图像的性质,为了使符合条件 的角 有且只有一

个,我们选择闭区间

作为基本的范围,在这个闭区间上,符合条件 的角 ,叫做实数 的反余弦,作 ,即 ,

其中 ,且 .

由学生根据反正弦的意义说明反余弦 的意义:

表示的意义: 表示一个角,角的特点是①角的余弦值为x,因此角的大小受x的限制;②并不是所有满足 的角都可以,只能是 范围内满足 的角;

③由于x为角的余弦值,所以x的值在[-1,1]范围内.

例如

那么,例2的第(2)题的答案可以写成.

练习(投影)

(1

, ,求 ;

(2

)已知 , ,求 ;

(3

)已知 , ,求 .

参考答案:

(1

,当

时,

;当 时,

,∴

或 .

(2

)∵ ,∴ 或 (3

,或 .

最后,我们来尝试用反三角表示角,请看投影.

【例3】(1)已知

,且 ,求 (用弧度表示);

(2)已知

,且 ,求 的取值集合.

解:(1)利用计算器并由

可得 ,所以

(或

)也可写成

(2)由正弦函数的单调性和

可知 角, 角的正弦值也是 ,所以所求的 的集合是

注:本例第(2

)小题的结果实际上就是

3.演练反馈(投影):

(1

)若

, ,则 的值为( )

A

. B

. C

. D

(2

)若

,集合

, 且 ,则 的值为

___________.

(3

) . 参考答案:

(1)B.说明: 应为钝角,故只有B.

(2

) ,说明

,只有

,故

(3

)∵

4.总结提炼

(1)反三角函数的概念是中学数学较难理解的概念之一,它之所以难以理解是由于三角函数在其整个

定义域内并不存在反函数,只有在某一特定区间才存在反函数因此,反三角函数的值域也就被限制在某一

区间内,这个区间常称为反三角函数的主值区间,如

, 分别为反正弦、反余弦主值

区间.解题出错,往往是主值区间概念不清.

(2)由反正弦、反余弦定义,不难得:

(3

)用反三角表示 中角 已知函数值 范围 值及位置

在 轴正半轴

四.板书设计

课题

例1

反正弦概念

例2 反余弦概念

例3

用反三角函数表示角 演练反馈

总结提炼