学案三角函数概念.docx
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1、三角函数概念7. 2.1任意角的三角函数【第一课时】任意角的三角函数(一)【教学目标】1 .借助圆理解任意角的三角函数定义。2 .能利用求值,判断正弦、余弦、正切函数值在各象限内的符号。【教学重难点】1 .借助圆理解任意角的三角函数定义。2 .能利用求值,判断正弦、余弦、正切函数值在各象限内的符号。【教学过程】一、情境引入如图所示是光明游乐场的一个摩天轮示意图,它的中心离地面的高度为如,它的直径为2R,逆时针方向匀速运动,转动一周需要360秒。问题(1)若现在你坐在座舱中,从初始位置OA出发,过了30秒后,你离地面的高度力为多少?过了45秒呢?过了f秒呢?(2)如图所示建立直角坐标系,设点Pa
2、P,),你能用直角坐标系中角的终边上的点的坐标来表示锐角。的正弦函数的定义吗?能否也定义其他函数(余弦、正切)?改变终边上的点的位置,这三个比值会改变吗?提示(1)30秒时h=1u)+Rsin30o=fo+7?;45秒时h=ho+Rsin45o,t秒时z=zo+Rsin产。(2)能,sina=yptCOSa=XP,tana=甘,改变终边上点的位置,比值不会改变。二、新知初探1 .任意角的三角函数的定义一般地,对任意角a,在平面直角坐标系中,设。的终边上异于原点的任意一点P的坐标为(,y),它与原点距离是r,则=这五;此时,点P是角。的终边与半径为一的圆的交点。(如图)贝(I:(1)比值料做a的
3、正弦,记作Sina,即Sina=j(3)比值)(x0)叫做a的正切,记作tana,即tana=;(x0)o2 .三角函数对于每一个实数a,都有唯一实数Sina与a对应,故Sina是a的函数,同理CoSa也是Jra的函数;当aE+awZ)时,tana也是a的函数;则sin。、COSa、tana分别叫做a的正弦函数、余弦函数、正切函数;以上三种函数统称为。的三角函数。3 .三角函数值在各象限的符号口诀概括为:一全正、二正弦、三正切、四余弦(如图)。yy+-OX-O_sinacosa拓展深化微判断1 .角的三角函数值随终边上点的位置变化而变化。(X)提示角的三角函数值与点在终边上的位置无关。2 .若
4、角Q终边过点(1,3),则Sin。=理/。3)3 .终边在无轴上的角的正切值不存在。()提示终边在y轴上的角的正切值不存在。4 .若Sinacos0,则角为第一象限角。(x)提示sincosa0,则Sin,COSa同号,则为第一、三象限角。5 .sin0,则为第一、二象限角。()提示的终边位于第一、二象限或y轴正半轴。微训练1 .若=,贝Ucos=oO解析cosQ=坐。3答案M2 .tan-y的符号为。解析y=4-,即事是第四象限角,所以tarN).答案负3 .已知角的终边经过点(3,4),贝!jsin+cos1的值为。,431解析易知r=N32+(4)2=5,所以Sina=-亍COSQ=5,
5、故Sina+coso=-石田1答案一534 .若点P(3,y)是角CC终边上的一点,且满足y.y=-4,Atan=-4答案号微思考1 .三角函数值的大小与点P在角。终边上的位置是否有关?提示三角函数值是比值,是一个实数,没有单位,这个实数大小和点尸,y)在终边上的位置无关,而仅由角a的终边位置所决定。对于确定的角,其终边的位置也唯一确定了,就是说,三角函数值的大小仅与角有关,它是角的函数。2 .若两个角扇4的正弦值相等,那么=夕吗?提示不一定相等,4可能相等,也可能为终边相同的角,还可能终边关于),轴对称。3 .三角函数值在各象限的符号由什么决定?提示正弦函数值的符号与y的符号相同;余弦函数值
6、的符号与X的符号相同。正切函数值的符号由点角定。三、合作探究题型一利用角。的终边上任意一点的坐标求三角函数值【例1】已知角的终边过点P(-3a,44)(00),求2sin+cos0的值。解r=y(-3)(4。)2=5同,若0,则r=5,角在第二象限。,y44X3a3Sma=F=五=干coSa=:=丁=一亍83所以2sin+cos=-1.若0,则=5,角在第四象限,4。43。3sina=一丁=-7cosa=一丁=5a5-5a5Q3所以2sin+cosa=-+;=1.规律方法(1)已知角终边上任意一点的坐标求三角函数值的方法在的终边上任选一点P(JGy),设P到原点的距离为r贝IJSina=夕CO
7、Sa=也当已知的终边上一点求a的三角函数值时,用该方法更方便。(2)当角的终边上点的坐标以参数形式给出时,要根据问题的实际情况对参数进行分类讨论。【训练1】已知角的终边经过点尸(5m,12),且CoSa=一卷,则相=。(mQf解析r=y(5m)2122=25w2144,cosa=0,AIn1,-I?+=-!?解得tn=-.答案T题型二求特殊角的三角函数值2TT【例2】利用定义求售的正弦、余弦和正切值。9Jr解如图所示,手的终边与单位圆的交点为P,过点尸作尸8_LX轴于点6,在Rt。尸3中,OP=LNPo8=?则P8=坐0B=9则一g,坐)所以Sin竽=零COSy=12,立22厂tan=-j=-
8、y3-2规律方法在单位圆中找到角的终边与单位圆的交点的坐标。然后利用定义,即可得到特殊角的三角函数值。【训练2】对于表中的角,计算Sina、COSa、tana的值,并填写下表。aO6322T567T4T3T5TllT2sinaOX2122西2亚2Ocosatana不存在O不存在O1-2-32323.3 1-2一3 O - 1-25 3233 133 1-2Os 3233 32。 案 答32 1-2题型三三角函数值在各象限的符号【例3】(1)若角。同时满足Sino0且tan火0,则角。的终边一定位于()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限(2)判断下列各式的符号:tan191o-co
9、s191;Sin2cos3tan4.(1)解析由sin80,cos191o0.因为2是第二象限角,3是第二象限角,4是第三象限角。所以sin20,cos3tan40.所以sin2cos3tan40)可知三角函数值的符号是由角的终边上一点(除原点)P(x,y)的坐标确定的,故准确确定角的终边位置是判断该角三角函数值符号的关键。(2)由三角函数值的符号确定。角的终边所在象限问题,应首先依据题目中所有三角函数值的符号来确定角的终边所在的象限,则它们的公共象限即为所求。(3)已知正弦或余弦符号时,不要忘记终边可能在坐标轴上。【训练3】判断下列三角函数值的符号:(1) sin3,cos4,tan5;(2
10、) sincostan(为三角形的内角)。角军(1)V34y50,cos40,tan50.(2) Ca为三角形的一个内角,0以v7t,00,cos0,tan0/.sincos5tan5O.四、课堂总结1 .通过本节课的学习,重点提升数学抽象、直观想象素养。2 .正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或比值为函数值的函数。3 .角的三角函数值的符号只与角所在象限有关,角所在象限确定,则三角函数值的符号一定确定,规律是“一全正,二正弦,三正切,四余弦”。五、课堂练习1 .若角a的终边上一点的坐标为(1,-1),则COSa为()A.1B.一1C也D-0解析:角a的终边上一点的坐标为(1
11、,1),它与原点的距离r=l2+(-1)2=2,cosa=o答案C2 .若三角形的两内角,满足SinaCoS夕0,则此三角形必为()A.锐角三角形B.钝角三角形C.直角三角形D.以上三种情况都可能解析:北、夕为三角形的内角,所以0,O,.cosM),“为钝角。即三角形为钝角三角形。故选B.答案B3 .已知角的终边经过点(3-7,。+4),且SinaNO,cos0=+40,cosa3-70,.,.40答案-4,14 .已知点P(tana,CoSa)在第三象限,则角a的终边在第象限。解析因为点P(tana,cosa)在第三象限,则tana0),于是Sina=一近了一 2cosa=x=ytana【第
12、二课时】任意角的三角函数(二)【教学目标】1 .会用三角函数线分别表示任意角的正弦、余弦、正切函数值。2 .理解三角函数线的画法,掌握三角函数值的规律。3 .能利用三角函数线解决一些简单的三角函数问题。【教学重难点】会用三角函数线分别表示任意角的正弦、余弦、正切函数值。【教学过程】一、情境引入角是一个图形概念,也是一个数量概念(弧度数)。作为角的函数三角函数是一个数量概念(比值),但它是否也是一个图形概念呢?能否用几何方式来表示三角函数呢?如图,设角为第一象限角,其终边与单位圆的交点为P(X,y),则Sina=y,COSa=X问题(1)你能分别用一条线段表示角的正弦值和余弦值吗?tan怎样表示
13、?(2)当为第二、三、四象限角时,如何用一条线段表示角。的正弦值和余弦值呢?tana=:怎样表示呢?提示(1)如图,过角。的终边与单位圆的交点户向X轴作垂线,垂足为M,则MP=y=sin,OM=X=COsa;过点A(1,0)作单位圆的切线,这条切线必然平行于y轴,设它与的终边交于点九根据正切函数的定义与相似三角形的知识,借助有向线段。4、ATf有tana=AT=(2)用类似的方法过点P分别向X轴作垂线及过点A(1,0)作单位圆的切线,则有向线段M尸、OM、AT就分别等于Sin,CoSa,tana。二、新知初探1 .有向线段:规定了方向(即规定了起点和终点)的线段称为有向线段;对于有向线段AB,
14、把它的长度添上正号或负号,这样所得的数,叫做有向线段的数量,即为A8.2 .三角函数线如图,设单位圆与X轴的正半轴交于点A,与角。的终边交于P点,过点P作X轴的垂线PM,垂足为过A作单位圆的切线交。尸的延长线(或反向延长线)于T点。单位圆中的有向线段出、OM.At分别叫做角。的正弦线、余弦线、正切线。记作:sina=Mf,CoSa=0M,tana=ATo3.三角函数的定义域三角函数定义域sinaRcosaRtana+,Z,拓展深化微判断1 .正弦线MP也可写成PM。()提示三角函数线是有向线段,端点字母不可颠倒。2 .三角函数线表示的值都只能是非负值。(X)提示三角函数线表示的值也可取负值。3
15、 .当角。的终边在y轴上时,余弦线变成一个点,正切线不存在。(Y)4 .当角的终边在X轴上时,正弦线、正切线都变成点。(T)微训练1 .角郛1角会有相同的()A.正弦值B.余弦值C.正切线D.不能确定解析因为角群口角合的终边互为反向延长线,因此,过点A(1,0)作单位圆的切线,与直线/有且只有一个交点T即两角有相同的正切线。故选C.答案C2 .己知号的正弦线为MP,正切线为AT,则有()A.MP与AT的方向相同B.MP=ATC.MPO,AT0解析三角函数线的方向和三角函数值的符号是一致的。MP=Sin与0,AT=tanO.答案C3.下列角的正切线不存在的是()解析因为亍的终边落在y轴的非负半轴
16、上,故正切线不存在。答案B微思考1 .若为任意角,则Sina,cos的取值范围是多少?提示根据单位圆中正弦线和余弦线的变化规律可得一lsina,-lOP,即Sina+cosl.3 .你能根据三角函数线判断正弦函数、余弦函数在0,2兀上的单调性吗?能判断正切函数在区间(甘,宫上的单调性吗?提示正弦函数在o,3和竽,2匕为增函数;在多芋上为减函数;余弦函数在兀,2上为增函数;在0,上为减函数;正切函数在区间(一多,上为增函数。三、合作探究题型一作三角函数线【例1】作出一期的正弦线、余弦线和正切线。O解如图所示,=OM, tanf-规律方法(1)作正弦线、余弦线时,首先找到角的终边与单位圆的交点,然
17、后过此交点作X轴的垂线得到垂足,从而得到正弦线和余弦线。(2)作正切线时,应从点A(1,0)引单位圆的切线交角的终边或终边的反向延长线于一点。即可得到正切线A兀A.B.正弦线为PM,正弦线为MP,C.正弦线为MP1正切线为ATD.正弦线为PM,正切线为AT,在单位圆中,角。的正弦线、正切线完全正确的是()答案C题型二利用三角函数线比较大小【例2】利用三角函数线比较:Siil,和sin,cos系和COSatanwtan号的大小。解如图,sig=MP,224-cos-y=OMftan-=ATfSin专=P,COS与=O,tan,=A72Jr4冗显然IMPlP,符号皆正,人由mSirrP0Mcos律
18、A7AT,符号皆负,,tan等tan;sin,sin,0其中判断正确的有O解析分别作出各角的三角函数线(图略),可知Si稔=-si瞪,cos(-2=cos/,ta磋Vtan器,sinsin,所以正确。答案题型三利用三角函数线解不等式(组)【例3在单位圆中画出适合下列条件的角的终边的范围,并由此写出角的集合。(1) Sina;(2)cos-解(1)作直线y=坐交单位圆于4B两点,连接0A,OB,则OA与OB围成的区域(如图(1)所示的阴影部分,包括边界),即为角的终边的范围。故满足要求的角的集合为n或sinxcosatana0.如图,由三角函数线可得3-25,兀? 4四、课堂总结1 .通过利用三
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