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
或
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
或
或
或
或
或
或
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