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高中数学必修4《第一章 三角函数》精品课件:1.2.1 任意角的三角函数


Office组件之word2007

第一章 三角函数 1.2.1 任意角的三角函数

复习回顾

Office组件之word2007

在初中我们是如何定义锐角三角函数的?
P c
a

sin ? ?

O

?

r />b

cos? ?
tan ? ?

M

a c b c a b

新课讲解
其中 : OM ? a MP ? b OP ? r ? a 2 ? b 2
y

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1.在直角坐标系中如何用坐标表示锐角三角函数?
MP b sin ? ? ? OP r
OM a cos ? ? ? OP r

﹒P?a, b?
?

MP b tan ? ? ? OM a

o


M

x

新课讲解

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如果改变点P在终边上的位置,这三个比值会改变吗?
y

P?
P(a,b)


M

?
O

M?

x

M ?P? ? OP? ? OM OM ? cos ? ? OP? OP MP ? M ?P? tan ? ? OM ? OM MP sin ? ? OP

?OMP ∽ ?OM ?P?

能否通过|op|取特殊值将表达式简化呢?

新课讲解

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若OP ? r ? 1 ,则 以原点为圆心,以单位
Y

长度为半径的圆叫做 单位圆.

P(a,b)

MP sin ? ? OP
OM cos ? ? OP

?b

?
O M X

?a b MP tan ? ? ? OM a

新课讲解

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2.任意角的三角函数定义 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

α的终边

? 的正弦,记作 sin ?,即 sin ? ? y ; (2)x 叫做? 的余弦,记作 cos? ,即 cos ? ? x ; y y tan ? ? 的正切,记作 ,即 tan ? ? ( x ? 0) (3) 叫做
x
x
y

﹒ ? P ? x, y
O

所以,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, . A?1,0? 我们将他们称为三角函数 x
使比值有意义的角的集合 即为三角函数的定义域.

实例剖析
求角α的正弦、余弦和正切值。

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1 3 例1:如图已知角α的终边与单位圆的交点是 , P(? , ) 2 2
解:根据任意角的三角函数定义:

y
1 3 P(? , ) 2 2

3 sin ? ? 2
tan? ? ? 3

1 cos ? ? ? 2

O

x

点评:若已知角α的终边与单位圆的交点坐标,则可直接利用 定义求三角函数值。

实例剖析
例2

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5? 求 的正弦、余弦和正切值. 3

解:在直角坐标系中,作?AOB ?
5? ? 3 ? 所以 sin 3 2


5? ,易知 ?AOB 3

的终边与单位圆的交点坐标为

y

5? 1 cos ? 3 2

5? tan ?? 3 3

1 ? 3 ( , ) 2 2



5? 3

o



A

x

﹒B

点评:若已知角α的大小,可求 出角α终边与单位圆的交点,然 后再利用定义求三角函数值。

实例剖析

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例3 已知角 弦和正切值 . 解:由已知可得

? 的终边经过点 P (?3,?4),求角 ? 的正弦、余
0

设角 ? 的终边与单位圆交于 P( x, y) , M 0 P0 分别过点 P 、 P0 作 x 轴的垂线 MP、

OP0 ? (?3) 2 ? (?4) 2 ? 5

y

OM ? ? x MP ? ? y OM0 ? 3 ?OMP ∽ ?OM 0 P0

M 0 P0 ? 4

M0

M

O
P ? x, y ?

x

P0 ?? 3,?4?

M0P y ? | MP | 4 0 于是, sin ? ? y ? ? ?? ?? ; 1 OP OP 5 0
OM 0 x ? OM 3 cos? ? x ? ? ?? ?? ; 1 OP OP 5 0 y sin ? 4 tan ? ? ? ? x cos ? 3

归纳小结

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点评:已知角终边上异于单位圆上一点的坐标,求三角函数值, 可根据三角形相似将问题化归到单位圆上,再由定义得解。

定义推广: 设角? 是一个任意角, P( x, y) 是终边上的任意一点,
点 P 与原点的距离 r ? x 2 ? y 2 ? 0 y y 那么① 叫做 ? 的正弦,即 sin ? ? r r x x ② r 叫做? 的余弦,即 cos ? ? r y y ③ x 叫做? 的正切,即 tan ? ? ? x ? 0 ? x 任意角? 的三角函数值仅与 ? 有关,而与点 P 在角的 终边上的位置无关.

巩固提高

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2 2 , ) ,求角α 练习1:已知角α 的终边经过点 P(? 2 2 的正弦、余弦和正切值。
2.利用三角函数的定义求 7? 的三个三角函数值
sin 7? 1 ?? , 6 2 7? ? 3 cos ? , 6 2 7? 3 tan ? 6 3

6

巩固提高
练习3. 已知角 ? 的终边过点 P 求

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?? 12,5?
? 5 ? 13
2



?

的三个三角函数值.
2 2

解:由已知可得:

r? x ?y ?
y 5 于是,sin ? ? ? r 13 y 5 tan ? ? ? ? x 12

?? 12?

2

x 12 cos ? ? ? ? r 13

探究:
1.三角函数的定义域和值域 三角函数 定义域

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cos? tan ?
( (

sin ?

? ? ? ? ? ? k ? ? , k ? Z ? ? 2 ? ?

R R

[ ?1,1] [ ?1,1] R
( (

值域

?) ?

y

2.三角函数值在各象限的符号 y

x )

?

sin ?

o )(

? )( ? ) ?cos?
o )(

?) ( ?)
? tan ? ?
o ) ( x )

y

?



x ?)

实例剖析
角 ? 为第三象限角.反之也对。

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例3 求证:当且仅当下列不等式组成立时,

证明:

因为①式sin ? ? 0 成立,所以 ? 角的终边可能位于第三 或第四象限,也可能位于y 轴的非正半轴上;

?sin ? ? 0 ? ? tan ? ? 0





又因为②式 tan ? ? 0 成立,所以角? 的终边可能位于 第一或第三象限.

因为①②式都成立,所以角? 的终边只能位于第三象限. 于是角 ? 为第三象限角. 反过来请同学们自己证明.

巩固练习
1 下列各式为正号的是( C )

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A cos2 C tan2?cos2

B cos2?sin2 D sin2?tan2

2 若lg(sin??tan?)有意义,则?是( C ) A 第一象限角 B 第四象限角 C 第一象限角或第四象限角 D 第一或第四象限角或x轴的正半轴 3 已知?的终边过点(3a-9,a+2),且cos?<0, sin?>0,则a的取值范围是 -2<a<3 。

归纳总结

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1. 内容总结: ①任意角三角函数的概念. ②三角函数的定义域、值域及三角函数值在各象限 的符号. 2 .方法总结: 运用了定义法、公式法、数形结合法解题. 3 .体现的数学思想: 化归的思想,数形结合的思想.

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