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三角函数模块专题复习
——任意角的三角函数及诱导公式 陈云峰
一.课标要求:
1.任意角、弧度
了解任意角的概念和弧度制,能进行弧度与角度的互化;
2.三角函数
(1)借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义;
(2)借助单位圆中的三角函数线推导出诱导公式(±α, π±α的正弦、余弦、正切)。
二.要点精讲
1.任意角的概念
旋转开始时的射线叫做角的始边,叫终边,射线的端点叫做叫的顶点。
规定:按逆时针方向旋转所形成的角叫正角,按顺时针方向旋转所形成的角叫负角。如果一条射线没有做任何旋转,我们称它形成了一个零角。
2.终边相同的角、象限角、轴线角
3.弧度制
长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度角,记作1,或1弧度,或1(单位可以省略不写)。角有正负零角之分,它的弧度数也应该有正负零之分.
角的弧度数的绝对值是:,其中,l是圆心角所对的弧长,是半径。
角度制与弧度制的换算主要抓住。
弧度与角度互换公式:1rad=° 1°=(rad)。
弧长公式:(是圆心角的弧度数),
扇形面积公式:。
【注意】:
①无论用“弧度”还是“角度”作单位,角的大小是一个与半径的大小无关的定值;②在解题过程中“弧度”与“角度”不能混用,如或都不规范。
a的终边
P(x,y))
O
x
y
4.三角函数定义
利用单位圆定义任意角的三角函数,设是一个任意角,它的终边与单位圆交于点,那么:
(1)叫做的正弦,记做,即;
(2)叫做的余弦,记做,即;
(3)叫做的正切,记做,即。
【注意】:三角函数值的符号满足:“一全正、二正弦、三正切、四余弦”的规律。
5.三角函数线:正弦线、余弦线、正切线。
【注意】:
①正弦线、正切线的方向同纵轴一致,向上为正,向下为负;
②余弦线的方向同横轴一致,向右为正,向左为负。
③当角终边在x轴上时,正切线变成一个点,当角终边在y轴上时,正切线不存在。
6.同角三角函数关系式
(1)平方关系:
(2)倒数关系:tancot=1,
(3)商数关系:
【注意】:
①“同角”有两层含义:一是“角相同”,二是对“任意”一个角关系式都成立。
②同角三角函数的基本关系式必须在定义域允许的范围内成立。
7.诱导公式
总口诀为:“奇变偶不变,符号看象限”。其中“奇、偶”是指中的k的奇偶性;“符号”是把任意角当成锐角时,原函数值的符号。
【注意】:
①应用诱导公式,重点是“函数名称”和“正负号”的正确判断。
②用诱导公式求任意角的三角函数值的一般步骤:负化正、大化小、小化锐、锐求值。
③在运用诱导公式时,要仔细体会其中的数学思想—化归思想,并在学习过程中能自觉地运用。
④诱导公式起着变名、变号、变角等作用,在三角有关问题(化简、求值、证明)中常使用。
三.典例解析
『题型』1:象限角
例1.已知角;
(1)在区间内找出所有与角有相同终边的角;
(2)集合,那么两集合的关系是什么?
解析:(1)所有与角有相同终边的角可表示为:,
则令 , 得
解得 从而或
代回或
(2)因为表示的是终边落在四个象限的平分线上的角的集合;而集合表示终边落在坐标轴或四个象限平分线上的角的集合,从而:。
【点评】:
①从终边相同的角的表示入手分析问题,先表示出所有与角有相同终边的角,然后列出一个关于的不等式,找出相应的整数,代回求出所求解;
②可对整数的奇、偶数情况展开讨论。
例2.若sinθcosθ>0,则θ在( )
A.第一、二象限 B.第一、三象限
C.第一、四象限 D.第二、四象限
例3.已知“是第三象限角,则是第几象限角?
解法一:因为是第三象限角,所以,
∴,
∴当k=3m(m∈Z)时,为第一象限角;
当k= 3m+1(m∈Z)时,为第三象限角,
当k= 3m+2(m∈Z)时,为第四象限角,
故为第一、三、四象限角。
解法二:用画象限图(几何法)
把各象限均分n等份,再从x轴的正向的上方起,依次将各区域标上I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,并循环一周,则原来是第几象限的符号所表示的区域即为 (n∈N*)的终边所在的区域。
【点评】:已知角的范围或所在的象限,求所在的象限是常考题之一,一般解法有直接法和几何法。
『题型』2:三角函数定义
例4.已知角的终边过点,求的四个三角函数值。
例5.已知角的终边上一点,且,求的值。
『题型』3:诱导公式
例6.( )
(A) (B) (C) (D)
解:∵
故选D;
【点评】:①此题重点考察各三角函数的关系;
②熟悉三角公式,化切为弦;
③以及注意
例7.化简:
(1);
(2)。
解析:①当时,原式。
②当时,原式。
【点评】:关键抓住题中的整数是表示的整数倍与公式一中的整数有区别,所以必须把分成奇数和偶数两种类型,分别加以讨论。
『题型』4:同角三角函数的基本关系式
例8.证明:;
分析:证明此恒等式可采取常用方法,也可以运用分析法,即要证,只要证A·D=B·C,从而将分式化为整式
证明:左边=
=
=
=
=
=右边
【点评】:①在进行三角函数的化简和三角恒等式的证明时,需要仔细观察题目的特征,灵活、恰当地选择公式,利用倒数关系比常规的“化切为弦”要简洁得多。
②同角三角函数的基本关系式有三种,即平方关系、商的关系、倒数关系。
四、课堂练习:
1、在中,若,则 .
2、cos43°cos77°+sin43°cos167°的值为 .
3. 锐角△中,≥,且,则的最大值为 .
4. 设则的值等于__ .
5. 在△ABC中,BC=1,,当△ABC的面积等于时,__ .
6. 若△的三个内角的正弦值分别等于△的三个内角的余弦值,则△的三个内角从大到小依次可以为 (写出满足题设的一组解).
,另两角不惟一,但其和为
7. 在△ABC中,内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,给出下列结论:
①若A>B>C,则;
②若;
③必存在A、B、C,使成立;
④若,则△ABC必有两解.
其中,真命题的编号为 .(写出所有真命题的编号)①④
8、 求证:。
五.思维总结
1.几种终边在特殊位置时对应角的集合为:
角的终边所在位置
角的集合
X轴正半轴
Y轴正半轴
X轴负半轴
Y轴负半轴
X轴
Y轴
坐标轴
2.α、、2α之间的关系。
若α终边在第一象限则终边在第一或第三象限;2α终边在第一或第二象限或y轴正半轴。
若α终边在第二象限则终边在第一或第三象限;2α终边在第三或第四象限或y轴负半轴。
若α终边在第三象限则终边在第二或第四象限;2α终边在第一或第二象限或y轴正半轴。
若α终边在第四象限则终边在第二或第四象限;2α终边在第三或第四象限或y轴负半轴。
3.学习本节内容时要注意如下几点:(1)熟练地掌握常用的方法与技巧,在使用三角代换求解有关问题时要注意有关范围的限制;(2)要注意差异分析,又要活用公式,要善于瞄准解题目标进行有效的变形,其解题一般思维模式为:发现差异,寻找联系,合理转化。
三角函数的值与点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,那么,,。
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