高一数学任意角的三角函数_2
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一一对应一一对应高一数学 任意角的三角函数
一、本讲教学进度 4.3 任意角的三角函数(P13-21) 二、本讲教学内容 1.任意角的三角函数. 2.单位圆和三角函数线. 3.三角函数在各象限的符号. 4.终边相同角的三角函数值. 三、重点、难点选讲 1.任意角的三角函数 (1)任意角的三角函不能再用初中定义锐角三角函数的办法来定义,因此通过平面直角坐标系来定义任意角的三角函数. (2)对于任意角的三角函数,由相似形的性质可知,的三角函数值与P点在终边上的位置无关,仅与角的大小有关,即角的正弦、余弦、正切、余切、正割、余割都是以角为自变量的函数. 六个三角函数中重点要掌握的是正弦、余弦和正切. (3)引进弧度制以后,角的集合与实数集合建立了一一对应关系,因此三角函数可以看成是以实数为自变量的函数,即
实数 角(其弧度数等于该实数) 三角函数值(实数) (4)应注意,对于某些实数,tan、cot、sec、csc可能不存在.
例1 已知角的终边上有一点)0()5,12(aaaP,求的各三角函数值.
解 由已知,ax12,ay5. ∵0a,∴aaaayxr1313)5()12(2222. ∴135sinry,1312cosrx,125tanxy,
512cotyx,1213secxr,513cscyr. 例2 已知角的终边经过点)0()4,3(aaaP,求cos2sin的值. 分析 因a的符号不确定,所以要对字母a进行讨论.当0a,P点在第四象限,当0a,P点在第二象限. 解 若0a,03ax,04ay,P点在第四象限.
aaaaOPr55)4()3(22. 54sinry,53cosrx. ∴5253254cos2sin. 若0a,03ax,04ay,P点在第二象限. aaaaOPr55)4()3(22. 54sinry,53cosrx.
∴5253254cos2sin. 2.单位圆与三角函数线 (1)圆心在原点,半径为单位长的圆叫单位圆.在平面直角坐标系中引进正弦线、余弦线和正切线以后,可以用有向线段的长表示这几个三角函数值,这在以后画三角函数的图象时会用到.正弦线、余弦线和正切线都是三角函数线. (2)由三角函数线的作法可以知道,对任何角,正弦线、余弦线都可以作出,因此正弦函数、余弦函数的定义域是R,对 11
11
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终边在y轴上的角,正切线不存在,因此正切函数的定义域是ZkRk,,2. 例3 若40,利用三角函数线证明:cossin,且1tan. 证明 在单位圆中作出角及角的正弦线MP,余弦线OM和正切线AT. 在POMRt中,
∵4POM,2OPMPOM,
∴OPMPOM4,∴OMMP,即cossin. 在TOARt中, ∵4TOA,2OTATOA,
∴OTATOA4,OAAT,即1tan. 例4 若20,利用三角函数线证明: (1)1cossin; (2)tansin0. 证明 (1)如图,在平面直角坐标系中作出角,角的正弦 线MP和余弦线OM.
由20,POM为直角三角形,且sinMP, cosOM,1OP
.
在POMRt中, OPOMMP,∴1cossin.
(2)如图,AOP,ATMP、分别为角的正弦线和正切线.连结AP.
由20,显然有TOAPOAPOASSS扇形.
sin21sin12121MPOAS
POA,
2112
12POAS
扇形,
tan21tan12121ATOAS
TOA,
∴tan2121sin21. tansin. 3.三角函数在各个象限的符号 必须熟悉每个三角函数在各象限的符号:
sin,csc cos,sec tan,cot 还要熟悉每个象限各个三角函数的符号.第Ⅰ象限:全正;第Ⅱ象限:仅sin,csc为正,其余为负;第Ⅲ象限:仅tan,cot
为正,其余为负;第Ⅳ象限:仅cos,sec为正,其余为负.
例5 已知0sin,0cos,判断2tan的符号.
分析 首先应判断角所在象限,然后再确定角2所在象限及2tan的符号. 解 ∵0sin,0cos, ∴是第二象限角,)(222Zkkk.
++--++---++- ① ∴kk224. 当)(2Znnk,nn22224, 2是第一象限角,02tan. 当)(12Znnk,nn2232245, 2是第三象限角,02tan. ∴2tan必为正数. 例6 求函数xxytancos的定义域. 解 由已知.0tan,0cosxx 由①,角x的终边在y轴上,或第一象限,或第四象限,或在x轴的非负半轴上. 由②,0tanx,角的终边在第二象限,或第四象限,或在x轴上. ∴角x的终边在第四象限或x轴的非负半轴上.
∴函数的定义域为Zkkxkx,222. 4.终边相同角的三角函数值 公式一:sin)360sin(k,
cos)360cos(k, tan)360tan(k. )(Zk 也称为诱导公式一,利用公式一可以把任意角的三角函数化为0到360角的三角函数. 例7 求值: (1))1020cot(1110tan)1380cos()1830sin(;
(2)441cos423sin35cot417cos22. 解 (1))1020cot(1110tan)1380cos()1830sin( ]360)3(60cot[)360330tan(]360)4(60cos[)360530sin( 60cot30tan60cos30sin
127314133332121.
(2)441cos423sin35cot417cos22
②
104cos2)3(4sin2)1(3cot
224cos
22
532131214cos4sin3cot4cos22
.
练习 一、选择题 1.已知角是第四象限角,则下列各式中一定为正的是( ) A.cossin B.cossin C.tansin D.cossin
2.若点)0,4(P在角的终边上,则下列函数中不存在的是( ) A.sin B.cos C.tan D.cot 3.下列四个命题:①若0cos,则是第二象限角或第三象限角;②0cossin且
0cotcos是为第三象限角的充要条件;③若coscos,则角和角的终边相
同;④若,则sinsin.其中真命题有( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 4.是sinsin的( ) A.充分非必要条件 B.必要非充分条件 C.充分必要条件 D.既非充分又非必要条件
5.若24,则下列各不等式中成立的是( ) A.sincostan B.costansin C.sintancos D.tansincos 二、填空题
6.若角的终边与射线)0(2xxy重合,则sin______________. 7.若CBA、、为ABC的内角,且0coscoscosCBA,则ABC是_________三角形(填 “锐角”、“直角”或“钝角”).
8.函数xxxxxxxxycotcottantancoscossinsin的值域是___________________.
9.已知0cos,0tan,且2sin2sin,则2是第_____象限角. 10.用单位圆及正弦线,可以得到满足不等式21sin在)2,0[上的x的集合为_______________. 三、解答题 11.求值:
(1)405tan780cos)690sin(2;
(2)tan5cot49tan527sin223cos3. 12.已知角终边上一点P与x轴的距离和P点与y轴的距离之比为5:12,且0tan,