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1.2.1任意角的三角函数
【教学目标】
(1)掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号);
(2)理解任意角的三角函数不同的定义方法;
(3)了解如何利用与单位圆有关的有向线段,将任意角α的正弦、余弦、正切函数值分别用正弦线、余弦线、正切线表示出来; (4)掌握并能初步运用公式一;
(5)树立映射观点,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数. 【教学重难点】
重点: 任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号);终边相同的角的同一三角函数值相等(公式一).
难点: 任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号);三角函数线的正确理解. 【教学过程】 一、【创设情境】
y 提问:锐角O的正弦、余弦、正切怎样表示?
P(a,b) 借助右图直角三角形,复习回顾.
r 引入:锐角三角函数就是以锐角为自变量,以比值为函数值的函数。 ? 数,你能用直角坐标系中角的终边上点的坐标来表示锐角三角函数吗? O M 如图,设锐角?的顶点与原点O重合,始边与x轴的正半轴重合,那 么它的终边在第一象限.在?的终边上任取一点
y 22P(a,b),它与原点的距离r?a?b?0.过P作a的终边 x轴的垂线,垂足为M,则线段OM的长度为a,线
MPb段MP的长度为b.则sin???;
OPrOMaMPbcos???; tan???.
OPrOMa思考:对于确定的角?,这三个比值是否会随点P在?的终边上的位置的改变而改变呢?
显然,我们可以将点取在使线段OP的长r?1的
P(x,y) O x 特殊位置上,这样就可以得到用直角坐标系内的点的坐标表示锐角三角函数:
MPOMMPb?b; cos???a; tan???. OPOPOMa思考:上述锐角?的三角函数值可以用终边上一点的坐标表示.那么,角的概念推广以sin??后,我们应该如何对初中的三角函数的定义进行修改,以利推广到任意角呢?本节课就研究这个问题――任意角的三角函数.
二、【探究新知】
1.探究:结合上述锐角?的三角函数值的求法,我们应如何求解任意角的三角函数值呢?
显然,我们只需在角的终边上找到一个点,使这个点到原点的距离为1,然后就可以类似锐角求得该角的三角函数值了.所以,我们在此引入单位圆的定义:在直角坐标系中,我们称精品文档
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以原点O为圆心,以单位长度为半径的圆.
2.思考:如何利用单位圆定义任意角的三角函数的定义?
如图,设?是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么: (1)y叫做?的正弦(sine),记做sin?,即sin??y; (2)x叫做?的余弦(cossine),记做cos?,即cos??x; (3)
yy叫做?的正切(tangent),记做tan?,即tan??(x?0).
xx注意:当α是锐角时,此定义与初中定义相同(指出对边,邻边,斜边所在);当α不是
锐角时,也能够找出三角函数,因为,既然有角,就必然有终边,终边就必然与单位圆有交点P(x,y),从而就必然能够最终算出三角函数值.
3.思考:如果知道角终边上一点,而这个点不是终边与单位圆的交点,该如何求它的三角函数值呢?
前面我们已经知道,三角函数的值与点P在终边上的位置无关,仅与角的大小有关.我们只需计算点到原点的距离r?x2?y2,那么sin??yx?y22,cos??xx?y22,
tan??y.所以,三角函数是以为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函x数,又因为角的集合与实数集之间可以建立一一对应关系,故三角函数也可以看成实数为自变量的函数.
4.探究:请根据任意角的三角函数定义,将正弦、余弦和正切函数的定义域填入下表;再将这三种函数的值在各个象限的符号填入表格中: 定义域 三角函数 角度制 弧度制 第一象限 第二象限 第三象限 第四象限 sin? cos? tan?
5.思考:根据三角函数的定义,终边相同的角的同一三角函数值有和关系? 终边相同的角的同一三角函数值相等.即有公式一:
sin(??2k?)?sin?
cos(??2k?)?cos? (其中k?Z) tan(??2k?)?tan?
6.三角函数线
设任意角?的顶点在原点O,始边与x轴非负半轴重合,终边与单位圆相交与点 精品文档
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P(x,y),过P作x轴的垂线,垂足为M;过点A(1,0)作单位圆的切线,它与角?的终边或其反向延长线交与点T.
y P M o y P A x T (Ⅱ) T A x y T o M A x y (Ⅰ) M o o M A x P (Ⅲ)
P T (Ⅳ)
由四个图看出:
当角?的终边不在坐标轴上时,有向线段OM?x,MP?y,于是有
sin??yyxx??y?MP cos????x?OMOM r1r1yMPATtan?????AT
xOMOA
我们就分别称有向线段MP,OM,AT为正弦线、余弦线、正切线。
我们把这三条与单位圆有关的有向线段MP、OM、AT,分别叫做角?的正弦线、余弦线、正切线,统称为三角函数线.
7.例题讲解
例1.已知角α的终边经过点P(2,?3),求α的三个函数制值。
解:
P(2,?3)?r?4?9?13 ?sin??
cos??
?33??13 131322?33?13 tan????
221313变式训练1:已知角精品文档
?的终边过点P0(?3,?4),求角?的正弦、余弦和正切值.
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解:sin??y4x3y4??,cos????,tan???. r5r5x3
例2.求下列各角的三个三角函数值:
(1)0; (2)?; (3)
解:(1)sin0=0 cos0=1 tan0=0 (2)sin??0,cos???1,tan??0
3?. 23?3???1,cos?022 5?求的正弦、余弦和正切值. 变式训练2:3 (3)sin
例3.已知角α的终边过点(a,2a)(a?0),求α的三个三角函数值. 解析:计算点到原点的距离时应该讨论a的正负.
? 变式训练3: 求函数y?的值域. cosxtanx解析:分四个象限讨论. 答案:{2,-2,0}
例4..利用三角函数线比较下列各组数的大小: 1.sin
三、【学习小结】
(1)本章的三角函数定义与初中时的定义有何异同? (2)你能准确判断三角函数值在各象限内的符号吗? (3)请写出各三角函数的定义域;
(4)终边相同的角的同一三角函数值有什么关系?你在解题时会准确熟练应用公式一吗? (5)三角函数线的做法. 四、【作业布置】
作业:习题1.2 A组第1,2题. 五、【板书设计】
cosxtanx2?4?2?4?与sin 2.tan与tan
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1.2.1任意角的三角函数 (一)复习引入 (二) 概念形成 1.三角函数定义 2.三角函数线 (三)例题讲解 小结:
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