6.2任意角的三角函数
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任意角的三角函数在我们的数学世界中,三角函数是一个极其重要的概念。
从初中开始,我们就接触了锐角三角函数,而当我们进一步深入学习数学,就会遇到任意角的三角函数。
这是一个更广泛、更深刻的数学领域,它为我们解决各种几何和物理问题提供了强大的工具。
首先,让我们来理解一下什么是任意角。
在平面几何中,角通常被定义为两条射线从一个共同的端点(称为顶点)出发所形成的图形。
我们最熟悉的角可能是 0 度到 360 度之间的角,但在数学中,角的概念被扩展到了任意大小,可以是正的、负的,甚至可以超过 360 度。
那么,什么是任意角的三角函数呢?简单来说,就是对于任意给定的角,我们都能定义出相应的三角函数值。
我们先来看看正弦函数(sin)。
对于一个任意角α,我们在角α的终边上任取一点 P(x,y),该点到原点的距离记为 r(r =√(x²+y²) ),那么角α的正弦值就定义为sinα = y / r 。
余弦函数(cos)的定义类似,cosα = x / r 。
正切函数(tan)则是tanα = y / x (x ≠ 0)。
通过这些定义,我们可以发现,三角函数的值取决于角的大小和终边上点的坐标。
为什么要研究任意角的三角函数呢?这是因为它们在数学和其他科学领域中有广泛的应用。
在几何中,它们可以帮助我们计算三角形的边长和角度。
比如,已知一个直角三角形的一个锐角和一条边的长度,我们可以通过三角函数求出其他边的长度。
在物理学中,三角函数常常用于描述周期性的现象,比如交流电的电压和电流变化、物体的简谐振动等。
在工程学中,三角函数在信号处理、图像处理、控制系统等方面都发挥着重要作用。
我们再来深入探讨一下三角函数的一些性质。
周期性是三角函数的一个重要性质。
正弦函数和余弦函数的周期都是2π,正切函数的周期是π。
这意味着,当角增加或减少一个周期时,三角函数的值会重复出现。
奇偶性也是三角函数的一个有趣性质。
正弦函数是奇函数,即sin(α) =sinα ;余弦函数是偶函数,即cos(α) =cosα 。
(1)特殊角三角函数值sin0=0sin30=0.5sin45=0.7071 二分之根号2sin60=0.8660 二分之根号3sin90=1cos0=1cos30=0. 二分之根号3cos45=0. 二分之根号2cos60=0.5cos90=0tan0=0tan30=0. 三分之根号3tan45=1tan60=1. 根号3tan90=无cot0=无cot30=1. 根号3cot45=1cot60=0. 三分之根号3cot90=0(2)0°~90°的任意角的三角函数值,查三角函数表。
(见下)(3)锐角三角函数值的变化情况(i)锐角三角函数值都是正值(ii)当角度在0°~90°间变化时,正弦值随着角度的增大(或减小)而增大(或减小)余弦值随着角度的增大(或减小)而减小(或增大)正切值随着角度的增大(或减小)而增大(或减小)余切值随着角度的增大(或减小)而减小(或增大)(iii)当角度在0°≤α≤90°间变化时,0≤sinα≤1, 1≥cosα≥0,当角度在0°<α<90°间变化时,tanα>0, cotα>0.“锐角三角函数”属于三角学,是《数学课程标准》中“空间与图形”领域的重要内容。
从《数学课程标准》看,中学数学把三角学内容分成两个部分,第一部分放在义务教育第三学段,第二部分放在高中阶段。
在义务教育第三学段,主要研究锐角三角函数和解直角三角形的内容,本套教科书安排了一章的内容,就是本章“锐角三角函数”。
在高中阶段的三角内容是三角学的主体部分,包括解斜三角形、三角函数、反三角函数和简单的三角方程。
无论是从内容上看,还是从思考问题的方法上看,前一部分都是后一部分的重要基础,掌握锐角三角函数的概念和解直角三角形的方法,是学习三角函数和解斜三角形的重要准备。
附:三角函数值表sin0=0,sin15=(√6-√2)/4 ,sin30=1/2,sin45=√2/2,sin60=√3/2,sin75=(√6+√2)/2 ,sin90=1,sin105=√2/2*(√3/2+1/2)sin120=√3/2sin135=√2/2sin150=1/2sin165=(√6-√2)/4sin180=0sin270=-1sin360=0sin1=0. sin2=0. sin3=0.sin4=0.41253 sin5=0. sin6=0.sin7=0. sin8=0. sin9=0.sin10=0. sin11=0.65448 sin12=0.sin13=0. sin14=0. sin15=0.sin16=0. sin17=0.27367 sin18=0.49474sin19=0.71567 sin20=0.56687 sin21=0.sin22=0.5912 sin23=0.92737 sin24=0.sin25=0. sin26=0.90774 sin27=0.sin28=0.58908 sin29=0. sin30=0.sin31=0.00542 sin32=0.32049 sin33=0.5027 sin34=0.07468 sin35=0.1046 sin36=0.24731 sin37=0.20483 sin38=0.56583 sin39=0.98375 sin40=0.65392 sin41=0.05073 sin42=0.88582 sin43=0.24985 sin44=0.89972 sin45=0.65475 sin46=0.86511 sin47=0.91705 sin48=0.73941 sin49=0.27719 sin50=0.8978 sin51=0.69708 sin52=0.67219 sin53=0.72928 sin54=0.49474 sin55=0.89918 sin56=0.50417 sin57=0.54239 sin58=0.6426 sin59=0.21122 sin60=0.44386 sin61=0.93957 sin62=0.89269 sin63=0.83678 sin64=0.9167 sin65=0.66499 sin66=0.26009 sin67=0.24404 sin68=0.67873 sin69=0.72017 sin70=0.59083 sin71=0.93167 sin72=0.51535 sin73=0.30354 sin74=0.83189 sin75=0.90683 sin76=0.59965 sin77=0.52352 sin78=0.38057 sin79=0.7664 sin80=0.2208 sin81=0.51378 sin82=0.15704 sin83=0.1322 sin84=0.82733 sin85=0.17455 sin86=0.98242 sin87=0.45738 sin88=0.90958 sin89=0.63913sin90=1cos1=0.63913 cos2=0.90958 cos3=0.45738 cos4=0.98242 cos5=0.17455 cos6=0.82733 cos7=0.1322 cos8=0.15704 cos9=0.51378cos10=0.2208 cos11=0.7664 cos12=0.38057 cos13=0.52352 cos14=0.59965 cos15=0.90683 cos16=0.83189 cos17=0.30355 cos18=0.51535 cos19=0.93168 cos20=0.59084 cos21=0.72017 cos22=0.67874 cos23=0.24404 cos24=0.26009 cos25=0.66499 cos26=0.9167 cos27=0.83679 cos28=0.8927 cos29=0.93957 cos30=0.44387 cos31=0.21123 cos32=0.6426 cos33=0.5424 cos34=0.50417 cos35=0.89918 cos36=0.49474 cos37=0.72928 cos38=0.67219 cos39=0.69709 cos40=0.8978 cos41=0.2772 cos42=0.73942 cos43=0.91705 cos44=0.86512 cos45=0.65476 cos46=0.89974 cos47=0.24985 cos48=0.88582 cos49=0.05074 cos50=0.65394 cos51=0.98375 cos52=0.56583 cos53=0.20484 cos54=0.24731 cos55=0.10462 cos56=0.07468 cos57=0.50272 cos58=0.32049 cos59=0.00544 cos60=0.00001 cos61=0.63371 cos62=0. cos63=0.95468cos64=0. cos65=0. cos66=0.58004cos67=0.92737 cos68=0.59122 cos69=0.cos70=0.56688 cos71=0. cos72=0.cos73=0. cos74=0. cos75=0.cos76=0. cos77=0. cos78=0.cos79=0. cos80=0. cos81=0.cos82=0. cos83=0. cos84=0.cos85=0. cos86=0. cos87=0.cos88=0. cos89=0.72836cos90=0tan1=0. tan2=0. tan3=0.tan4=0. tan5=0. tan6=0.tan7=0.29046 tan8=0. tan9=0.tan10=0. tan11=0. tan12=0.00221tan13=0.55631 tan14=0. tan15=0.11227tan16=0.88079 tan17=0. tan18=0.29063tan19=0. tan20=0. tan21=0.54158tan22=0.51568 tan23=0.96047 tan24=0.85361 tan25=0.49986 tan26=0.58614 tan27=0.44288 tan28=0.14788 tan29=0.2769 tan30=0.96257 tan31=0.75604 tan32=0.93275 tan33=0.75104 tan34=0.24265 tan35=0.97097 tan36=0.53609 tan37=0.27942 tan38=0.67174 tan39=0.50072 tan40=0.72799 tan41=0.62267 tan42=0.78399 tan43=0.76618 tan44=0.70739 tan45=0.99999 tan46=1.05693 tan47=1.46826 tan48=1.91927 tan49=1.10092 tan50=1.421 tan51=1.5051 tan52=1.30785 tan53=1.04098 tan54=1.11733 tan55=1.21144 tan56=1.27403 tan57=1.45827 tan58=1.10506 tan59=1.05173 tan60=1.88767 tan61=1.14235 tan62=1.63318 tan63=1.51503 tan64=2.9296 tan65=2.95586 tan66=2.4215 tan67=2.3753 tan68=2.62946 tan69=2.38023 tan70=2.46216 tan71=2.5822 tan72=3.52526 tan73=3.41404 tan74=3.09087 tan75=3.88776 tan76=4.58455 tan77=4.4153 tan78=4.8456 tan79=5.0307 tan80=5.7707 tan81=6.5041 tan82=7.4207 tan83=8.4593 tan84=9.2587 tan85=11.132 tan86=14.1942 tan87=19.816 tan88=28.5515 tan89=57.9144tan90=无取值。
【参考教案】《任意角》(人教)第一章:任意角的概念与表示方法1.1 任意角的概念引导学生回顾角度的概念,引入终边相同的角。
讲解任意角的定义,即不与任何特定角度相同的角。
强调任意角可以大于360°或小于-360°。
1.2 任意角的表示方法介绍用弧度制表示任意角的方法。
讲解用角度制表示任意角时,超过360°的部分记作正数,不足360°的部分记作负数。
示例练习,让学生熟悉表示方法。
第二章:任意角的性质2.1 任意角的度量讲解任意角的度量方法,即以原点为中心,以射线为边,绕原点旋转形成的角。
强调度量结果不受旋转方向影响。
2.2 任意角的分类讲解任意角的分类,如锐角、直角、钝角、平角、周角等。
示例练习,让学生掌握各类角的特征。
第三章:任意角的三角函数定义3.1 正弦函数的定义讲解正弦函数的定义,即任意角与其终边上的正弦线之间的比值。
强调正弦函数的周期性和奇偶性。
3.2 余弦函数的定义讲解余弦函数的定义,即任意角与其终边上的余弦线之间的比值。
强调余弦函数的周期性和奇偶性。
3.3 正切函数的定义讲解正切函数的定义,即任意角与其终边上的正切线之间的比值。
强调正切函数的周期性和奇偶性。
第四章:任意角的应用4.1 求解任意角的三角函数值讲解如何利用三角函数定义求解任意角的三角函数值。
示例练习,让学生熟悉求解过程。
4.2 任意角在实际问题中的应用举例讲解任意角在实际问题中的应用,如测量、建筑设计等。
让学生尝试用所学知识解决实际问题。
第五章:任意角的复习与拓展5.1 复习任意角的概念、性质和三角函数定义通过练习题,让学生巩固任意角的相关知识。
引导学生发现任意角的规律和特点。
5.2 拓展任意角的相关知识介绍任意角的进一步研究,如倍角公式、半角公式等。
鼓励学生自主学习,探索任意角的更多知识。
第六章:任意角的三角函数图形6.1 正弦函数的图形讲解正弦函数的图形特征,如波动性和周期性。
引导学生通过图形理解正弦函数的性质。