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第三单元 三角函数、解三角形
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第一节 任意角和弧度制及任意角的三角函数
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基础梳理 1. 角的分类(按旋转的方向) 正角:按照 方向旋转而成的角。 角 负角:按照 方向旋转而成的角。 :射线没有旋转 逆时针 顺时针
正角:按照 方向旋转而成的角。 角 负角:按照 方向旋转而成的角。 :射线没有旋转 逆时针 顺时针 零角
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2. 象限角 象限角 象限角α的集合表示 第一象限角 第二象限角 第三象限角 第四象限角
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角α的终边位置 角α的集合 在x轴非负半轴上 在x轴非正半轴上 在x轴上 在y轴非负半轴上 在y轴非正半轴上 在y轴上 在坐标轴上
3. 终边落在坐标轴上的角 角α的终边位置 角α的集合 在x轴非负半轴上 在x轴非正半轴上 在x轴上 在y轴非负半轴上 在y轴非正半轴上 在y轴上 在坐标轴上 {a|a=2kp,k∈Z} {a|a=(2k+1) p} {a|a=kp,k∈Z}
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4. 与角α终边相同的角(连同角α在内)的集合记 为 . 5. 角度与弧度的换算关系:360°= rad; 1°= rad;1 rad= .
4. 与角α终边相同的角(连同角α在内)的集合记 为 . 5. 角度与弧度的换算关系:360°= rad; 1°= rad;1 rad= 6. 扇形弧长、扇形面积的公式 设扇形的弧长为l,圆心角为α(rad),半径为r,则 (1)l= ; (2)扇形的面积为S= = {b|b=a+2kp,k∈Z} 2p |a|r
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7. 任意角的三角函数的定义 α为任意角,α的终边上任意一点P(异于原点)的坐标为(x,y),它与原点的距离|OP|=r= (r>0). 则 三角函数 定义 定义域 sin α R cos α tan α
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象限函数符号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ sin α cos α tan α 8. 三角函数在各象限的符号规律及三角函数线 (1)三角函数在各象限的符号
+ + - - + - - + + - + -
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单位圆 正弦线 如图,角α的正弦线为 . 余弦线 如图,角α的余弦线为 . 正切线 如图,角α的正切线为 . (2)三角函数线 ON OM
如图,角α的正弦线为 . 余弦线 如图,角α的余弦线为 . 正切线 如图,角α的正切线为 ON OM AT
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基础达标 1. 与2 012°终边相同的最小正角为( ) A. 212° B. 222° C. 202° D. 232°
1. 与2 012°终边相同的最小正角为( ) A. 212° B. 222° C. 202° D. 232° 2. (教材改编题)已知cos θ·tan θ<0,那么角θ是( ) A. 第一或第二象限角 B. 第二或第三象限角 C. 第三或第四象限角 D. 第一或第四象限角 A 解析:2 012°=5´360°+212°,∴应选A C 解析:∵cos q×tan q<0,∴当cos q<0, tan q>0时,q是第三象限角;当cos q>0, tan q<0时,q是第四象限角.
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3. 已知扇形的周长是6 cm,面积是2 cm2,则扇形的圆心角的弧度数是( ) A. 1 B. 4 C. 1或4 D. 2或4
解析:设扇形的圆心角为a rad,半径为r,则 解得a=1或a=4.
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4. 设a=sin(-1),b=cos(-1),c=tan(-1),则有( ) A. a<b<c B. b<a<c
C. c<a<b D. a<c<b C 解析:画出-1在单位圆中对应角的三角函数线,知tan(-1)<sin(-1)<cos(-1),即c<a<b.
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5. (教材改编题)已知角θ的终边经过点P(-1,3),则 sinθ= ,cosθ= , tanθ= .
-3 解析:
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经典例题 题型一 终边相同的角的表示 【例1】 已知角α是第二象限角,判断2α, 的终边各在第几象限?
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解:由a是第二象限角,得 k×360°+90°<a<k×360°+180°(k∈Z). (1)∵2k×360°+180°<2a<2k×360°+360°(k∈Z), ∴2a是第三、第四象限角或是终边落在y轴的负半轴上. (2)k×180°+45°< <k×180°+90°(k∈Z). ①当k=2n(n∈Z)时,n×360°+45°< <n×360°+90°(n∈Z),则 是第一象限角; ②当k=2n+1(n∈Z)时,n×360°+225°< <n×360°+270°(n∈Z),则 是第三象限角. 综合①、②可知, 是第一或第三象限角.
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题型二 利用三角函数的定义求三角函数值 【例2】 已知角α的终边经过点P(x,- )(x≠0),且 cos α= x,求sin α、tan α的值.
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解: ∵P(x,- )(x¹0), ∴P到原点的距离r= 又∵cos a= x,∴cos a= = x. ∵x¹0,∴x=± ,∴r=2 . 当x= 时,P点坐标为( , ),由三角函数定义,有 sin a= ,tan a=- ; 当x= 时,P点坐标为( ,- ), 由三角函数定义,有sin a=- ,tan a=
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变式2-1 已知角α的终边过点P(-4m,3m)(m≠0),求2sinα+cosα的值. 解析:当m>0时,点P在第二象限,|OP|=5m, 有2sin a+cos a= = ; 当m<0时,点P在第四象限,|OP|=-5m, 有2sin a+cos a= =
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题型三 三角函数值符号的判定 【例3】 如果点P(sin θcos θ,2cos θ)位于第三象限,试判断角θ所在的象限.
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解:∵点P(sin qcos q,2cos q)位于第三象限,
∴ 即 ∴q为第二象限角.
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题型四 弧度制、扇形面积公式的应用 【例4】 已知一扇形的圆心角α=60°,所在圆的半径r=10 cm.求扇形的弧长及该弧所在的弓形面积. 解
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解:设弧长为l,弓形面积为S弓, ∵a=60°= ,r=10,∴l= p(cm), S弓=S扇-S△= × p× ×102×sin = (cm2).
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变式4-1 已知扇形的面积为S,当扇形的中心角α为多少弧度时,扇形的周长最小?并求出此最小值. 分析:设扇形弧长为l,半径为r,由S= lr,得l= ,故扇形周长C=2r+l=2r ∵r>0,S>0,∴C≥ = ,当且仅当2r= ,即r= 时,扇形周长有最小值4 ,此时,扇形的中心角a= = = =2 rad. 故当扇形中心角为2 rad时,扇形周长最小,最小值为4 .
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