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- 2021-06-22 发布
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第1课时 任意角的三角函数的定义
学习目标:1.借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.(重点、难点)2.掌握任意角三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号.(易错点)3.掌握公式——并会应用.
[自 主 预 习·探 新 知]
1.单位圆
在直角坐标系中,我们称以原点O为圆心,以单位长度为半径的圆为单位圆.
2.任意角的三角函数的定义
(1)条件在平面直角坐标系中,设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么:
图121
(2)结论
①y叫做α的正弦,记作sin_α,即sin α=y;
②x叫做α的余弦,记作cos_α,即cos α=x;
③叫做α的正切,记作tan_α,即tan α=(x≠0).
(3)总结
正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将它们统称为三角函数.
3.正弦、余弦、正切函数在弧度制下的定义域
三角函数
定义域
sin α
R
cos α
R
tan α
4.正弦、余弦、正切函数值在各象限内的符号
(1)图示:
7
图122
(2)口诀:“一全正,二正弦,三正切,四余弦”.
5.诱导公式一
[基础自测]
1.思考辨析
(1)sin α表示sin与α的乘积.( )
(2)设角α终边上的点P(x,y),r=|OP|≠0,则sin α=,且y越大,sin α的值越大.( )
(3)终边相同的角的同一三角函数值相等.( )
(4)终边落在y轴上的角的正切函数值为0.( )
[解析] (1)错误.sin α表示角α的正弦值,是一个“整体”.
(2)错误.由任意角的正弦函数的定义知,sin α=.但y变化时,sin α是定值.
(3)正确.
(4)错误.终边落在y轴上的角的正切函数值不存在.
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×
2.已知sin α>0,cos α<0,则角α是( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
B [由正弦、余弦函数值在各象限内的符号知,角α是第二象限角.]
3.sinπ=________.
[sinπ=sin=sin=.]
4.角α终边与单位圆相交于点M,则cos α+sin α的值为________.
7
[cos α=x=,sin α=y=,
故cos α+sin α=.]
[合 作 探 究·攻 重 难]
三角函数的定义及应用
[探究问题]
1.一般地,设角α终边上任意一点的坐标为(x,y),它与原点的距离为r,则sin α,cos α,tan α为何值?
提示:sin α=,cos α=,tan α=.
2.sin α,cos α,tan α的值是否随P点在终边上的位置的改变而改变?
提示:sin α,cos α,tan α的值只与α的终边位置有关,不随P点在终边上的位置的改变而改变.
(1)已知角θ的终边上有一点P(x,3)(x≠0),且cos θ=x,则sin θ+tan θ的值为________.
(2)已知角α的终边落在直线x+y=0上,求sin α,cos α,tan α的值.
[思路探究] (1)
→
(2)→
(1)或 [(1)因为r=,cos θ=,
所以x=.
又x≠0,所以x=±1,所以r=.
又y=3>0,所以θ是第一或第二象限角.
当θ为第一象限角时,sin θ=,tan θ=3,则sin θ+tan θ=.
当θ为第二象限角时,sin θ=,tan θ=-3,
则sin θ+tan θ=.]
(2)直线x+y=0,即y=-x,经过第二、四象限,在第二象限取直线上的点(-1,),则r==2,所以sin α=,cos α=-,tan α=-;
7
在第四象限取直线上的点(1,-),
则r==2,
所以sin α=-,cos α=,tan α=-.
母题探究:1.将本例(2)的条件“x+y=0”改为“y=2x”其他条件不变,结果又如何?
[解] 当角的终边在第一象限时,在角的终边上取点P(1,2),由r=|OP|==,得sin α==,cos α==,tan α==2.
当角的终边在第三象限时,在角的终边上取点Q(-1,-2),
由r=|OQ|==,得:
sin α==-,cos α==-,
tan α==2.
2.将本例(2)的条件“落在直线x+y=0上”改为“过点P(-3a,4a) (a≠0)”,求2sin α+cos α.
[解] 因为r=
=5|a|,
①若a>0,则r=5a,角α在第二象限,
sin α===,cos α===-,
所以2sin α+cos α=-=1.
②若a<0,则r=-5a,角α在第四象限,
sin α==-,cos α==,
所以2sin α+cos α=-+=-1.
[规律方法] 由角α终边上任意一点的坐标求其三角函数值的步骤:
(1)已知角α的终边在直线上时,常用的解题方法有以下两种:
①先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用正、余弦函数的定义求出相应三角函数值.
②在α的终边上任选一点P(x,y),P到原点的距离为r(r>0).则sin α=,cos α=.已知α的终边求α的三角函数时,用这几个公式更方便.
(2)当角α
7
的终边上点的坐标以参数形式给出时,一定注意对字母正、负的辨别,若正、负未定,则需分类讨论.
三角函数值符号的运用
(1)已知点P(tan α,cos α)在第四象限,则角α终边在( )
【导学号:84352022】
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:
①sin 145°cos(-210°);②sin 3·cos 4·tan 5.
[思路探究] (1)先判断tan α,cos α的符号,再判断角α终边在第几象限.
(2)先判断已知角分别是第几象限角,再确定各三角函数值的符号,最后判断乘积的符号.
(1)C [(1)因为点P在第四象限,所以有由此可判断角α终边在第三象限.]
(2)①∵145°是第二象限角,
∴sin 145°>0,
∵-210°=-360°+150°,
∴-210°是第二象限角,
∴cos(-210°)<0,
∴sin 145°cos(-210°)<0.
②∵<3<π,π<4<,<5<2π,
∴sin 3>0,cos 4<0,tan 5<0,
∴sin 3·cos 4·tan 5>0.
[规律方法] 判断三角函数值在各象限符号的攻略:
(1)基础:准确确定三角函数值中各角所在象限;
(2)关键:准确记忆三角函数在各象限的符号;
(3)注意:用弧度制给出的角常常不写单位,不要误认为角度导致象限判断错误.
提醒:注意巧用口诀记忆三角函数值在各象限符号.
[跟踪训练]
1.已知角α的终边过点(3a-9,a+2)且cos α≤0,sin α>0,则实数a的取值范围是________.
-2<a≤3 [因为cos α≤0,sin α>0,
所以角α的终边在第二象限或y轴非负半轴上,因为α终边过(3a-9,a+2),
所以所以-2<a≤3.]
2.设角α是第三象限角,且=-sin,则角是第________象限角.
7
四 [角α是第三象限角,则角是第二、四象限角,
∵=-sin,∴角是第四象限角.]
诱导公式一的应用
求值:
(1)tan 405°-sin 450°+cos 750°;
(2)sincos+tancos.
[解] (1)原式=tan(360°+45°)-sin(360°+90°)+cos(2×360°+30°)
=tan 45°-sin 90°+cos 30°
=1-1+=.
(2)原式=sincos+tan·cos
=sincos+tancos=×+1×=.
[规律方法] 利用诱导公式一进行化简求值的步骤
(1)定形:将已知的任意角写成2kπ+α的形式,其中α∈[0,2π),k∈Z.
(2)转化:根据诱导公式,转化为求角α的某个三角函数值.
(3)求值:若角为特殊角,可直接求出该角的三角函数值.
[跟踪训练]
3.化简下列各式:
(1)a2sin(-1 350°)+b2tan 405°-2abcos(-1 080°);
(2)sin+cosπ·tan 4π.
【导学号:84352023】
[解] (1)原式=a2sin(-4×360°+90°)+b2tan(360°+45°)-2abcos(-3×360°)
=a2sin 90°+b2tan 45°-2abcos 0°
=a2+b2-2ab=(a-b)2.
(2)sin+cosπ·tan 4π
=sin+cosπ·tan 0=sin+0=.
[当 堂 达 标·固 双 基]
1.sin(-315°)的值是( )
7
A.- B.-
C. D.
C [sin(-315°)=sin(-360°+45°)=sin 45°=.]
2.若sin θ·cos θ>0,则θ在( )
A.第一或第四象限 B.第一或第三象限
C.第一或第二象限 D.第二或第四象限
B [因为sin θ·cos θ>0,所以sin θ<0,cos θ<0或sin θ>0,cos θ>0所以θ在第三象限或第一象限.]
3.已知角α终边过点P(1,-1),则tan α的值为( )
A.1 B.-1
C. D.-
B [由三角函数定义知tan α==-1.]
4.在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于x轴对称,若sin α=,则sin β=________.
- [设角α的终边与单位圆相交于点P(x,y),
则角β的终边与单位圆相交于点Q(x,-y),
由题意知y=sin α=,所以sin β=-y=-.]
5.求值:(1)sin 180°+cos 90°+tan 0°.
(2)cos+tan. 【导学号:84352024】
[解] (1)sin 180°+cos 90°+tan 0°=0+0+0=0.
(2)cos+tan
=cos+tan
=cos+tan=+1=.
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