2021-2022学年苏教版(2019)高中数学必修第一册第七章第一节第1课时《任意角》讲义(学生版 教师版)

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2021-2022学年苏教版(2019)高中数学必修第一册第七章第一节第1课时《任意角》讲义(学生版 教师版)

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编号:038 课题:§7.1.1 任意角
目标要求
1.理解任意角的概念;
2.掌握象限角和终边相同的角的集合表示;
3.会表示终边相同的角;
4.理解并掌握象限角及其应用.
重点难点
重点:终边相同的角的表示及应用;
难点:象限角及其应用.
学科素养目标
三角函数的基础是几何中的相似形和圆,而研究方法又主要是代数的,因此三角函数集中地体现了形数结合的思想,在代数和几何之间建立了初步的联系.在本章中,充分渗透了数形结合的思想.一方面是以形助数,突出了几何直观对理解抽象数学概念的作用.如在三角函数及其性质的学习中,注意充分发挥单位圆的直观作用,借助单位圆认识任意角、任意角的三角函数,理解三角函数的周期性、诱导公式、同角三角函数关系式以及三角函数的图象;通过角终边之间的对称关系来研究诱导公式;借助三角函数的图象理解三角函数在一个周期上的单调性、最大和最小值、图象与轴的交点等性质;另一方面以数助形.特别值得一提的是诱导公式的推导.首先提出问题:“由三角函数的定义可以知道:终边相同的角的同一三角函数值相等.
教学过程
基础知识点
1.任意角
(1)角的分类
类型 定义 图示
正角 一条射线绕其端点,按________方向旋转形成的角
负角 一条射线绕其端点,按________方向旋转形成的角
零角 一条射线没有做任何旋转
(2)本质:将初中所学的锐角、直角、钝角、平角和周角等推广到任意角.
(3)应用:可以定义任意的旋转角.
2.象限角
角的顶点为坐标原点,角的始边为x轴_________,建立平面直角坐标系,这样,角的
终边(除端点外)在第几象限,就说这个角是____________.如果角的终边在坐标轴上,称这个角为轴线角.
3.终边相同的角
(1)定义:所有与角α终边相同的角,连同角α在内.
(2)表示:集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.
(3)本质:表示成角α与整数个周角的和.
4.轴线角
(1)终边落在轴非负半轴上的角的集合表示:___________________________;
(2)终边落在轴非负半轴上的角的集合表示:___________________________;
(3)终边落在轴非正半轴上的角的集合表示:_____________________________;
(4)终边落在轴非负半轴上的角的集合表示:______________________________;
(5)终边落在轴上的角的集合表示:______________________________;
(6)终边落在轴上的角的集合表示:_______________________________;
(7)终边落在坐标轴上的角的集合表示:_______________________________.
5.象限角
(1)终边落在第一象限的角的集合表示:
①_______________________________,
②________________________________;
(2)终边落在第二象限的角的集合表示:
①________________________________,
②________________________________;
(3)终边落在第三象限的角的集合表示:
①________________________________,
②________________________________;
(4)终边落在第四象限的角的集合表示:
①________________________________,
②________________________________.
【思考】
反过来,若角α,β满足S={β|β=α+k·360°,k∈Z}时,角α,β是否是终边相
同的角
【课前基础演练】
题1.在下列说法中,正确的是 (   )
①时钟经过两个小时,时针转过的角是60°;
②钝角一定大于锐角;
③射线OA绕端点O按逆时针旋转一周所成的角是0°;
④-2 000°是第二象限角.
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
题2.与-30°角终边相同的角是 (   )
A.30° B.330° C.-330° D.150°
题3.与-457°角终边相同的角的集合是 (   )
A.{α|α=k·360°+457°,k∈Z} B.{α|α=k·360°+97°,k∈Z}
C.{α|α=k·360°+263°,k∈Z} D.{α|α=k·360°-263°,k∈Z}
题4.若α是第一象限角,则-是 (   )
A.第一象限角 B.第一、四象限角 C.第二象限角 D.第二、四象限角
题5.下面与-850°12′终边相同的角的是________.
①230°12′ ②229°48′ ③129°48′ ④130°12′
题6.在0°~360°范围内,与-950°12′角终边相同的角为________,它是第________象限角.
题7.如图所示.
(1)写出终边落在射线OA,OB上的角的集合.
(2)写出终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合.
【课堂检测达标】
题8. 下列各组角中,终边相同的角是 (   )
A.-145°,585° B.45°,585° C.225°,585° D.315°,585°
题9.将-885°化为α+k·360°(0°≤α<360°,k∈Z)的形式是 (   )
A.-165°+(-2)×360° B.195°+(-3)×360°
C.195°+(-2)×360° D.165°+(-3)×360°
题10.若α是第四象限角,则180°-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
题11.2 021°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
题12.与-463°角终边相同的角可表示为 (   )
A.k·360°+463°(k∈Z) B.k·360°+103°(k∈Z)
C.k·360°+257°(k∈Z) D.k·360°-257°(k∈Z)
题13.集合{α|k·180°+45°≤α≤k·180°+90°,k∈Z}中,角α所表示的范围(如图阴影部分)正确的是 (   )
题14.(多选)下列与412°角的终边相同的角是 (   )
A.52°   B.778° C.-308°  D.1 132°
题15.(多选)在下列四个角中,属于第二象限角的是 (   )
A.160° B.480° C.-960° D.1 530°
二、填空题
题16.与2 019°角的终边相同的最小正角是________,绝对值最小的角是________.
题17.已知角α的终边与-100°角的终边关于y轴对称,则α的取值集合为________.
三、解答题
题18.在[0,4π]内找出与角终边相同的角.
题19.写出终边在如图所示直线上的角的集合.
【综合突破拔高】
题20.在0°到360°范围内,与角-120°终边相同的角是 (   )
A.120° B.60° C.180° D.240°
题21.终边在第三象限,则θ的终边可能在 (   )
A.第一、三象限 B.第二、四象限
C.第一、二象限或y轴非负半轴上 D.第三、四象限或y轴非正半轴上
题22.集合M={α|α=k·90°,k∈Z}中,各角的终边都在 (   )
A.x轴正半轴上 B.y轴正半轴上 C.x轴或y轴上 D.x轴正半轴或y轴正半轴上
二、填空题
题23.(多选)如果角α的终边在第三象限,那么的终边可能在 (   )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
题24.已知角α,β的终边关于直线y=-x对称,且α=-60°,则β=__________.
题25.若角α的终边在y轴的负半轴上,则角α-150°的终边在第______象限.
题26.如图所示,半径为1的圆的圆心位于坐标原点,点P从点A(1,0)出发,以逆时针方向匀速沿单位圆周旋转,已知P点在1 s内转过的角度为θ (0°<θ<180°),经过2 s到达第三象限,经过14 s后又回到了出发点A处,则θ=________.
题27.射线OA绕端点O逆时针旋转120°到达OB位置,由OB位置顺时针旋转270°到达OC位置,则∠AOC=________.
三、解答题
题28.写出与α=-1 910°终边相同的角的集合,并把集合中适合不等式-720°≤β<360°的元素β写出来.
题29.已知,如图所示.
(1)分别写出终边落在OA,OB位置上的角的集合.
(2)写出终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合.
编号:038 课题:§7.1.1 任意角
目标要求
1.理解任意角的概念;
2.掌握象限角和终边相同的角的集合表示;
3.会表示终边相同的角;
4.理解并掌握象限角及其应用.
重点难点
重点:终边相同的角的表示及应用;
难点:象限角及其应用.
学科素养目标
三角函数的基础是几何中的相似形和圆,而研究方法又主要是代数的,因此三角函数集中地体现了形数结合的思想,在代数和几何之间建立了初步的联系.在本章中,充分渗透了数形结合的思想.一方面是以形助数,突出了几何直观对理解抽象数学概念的作用.如在三角函数及其性质的学习中,注意充分发挥单位圆的直观作用,借助单位圆认识任意角、任意角的三角函数,理解三角函数的周期性、诱导公式、同角三角函数关系式以及三角函数的图象;通过角终边之间的对称关系来研究诱导公式;借助三角函数的图象理解三角函数在一个周期上的单调性、最大和最小值、图象与轴的交点等性质;另一方面以数助形.特别值得一提的是诱导公式的推导.首先提出问题:“由三角函数的定义可以知道:终边相同的角的同一三角函数值相等.
教学过程
基础知识点
1.任意角
(1)角的分类
类型 定义 图示
正角 一条射线绕其端点,按____逆时针___方向旋转形成的角
负角 一条射线绕其端点,按___顺时针____方向旋转形成的角
零角 一条射线没有做任何旋转
(2)本质:将初中所学的锐角、直角、钝角、平角和周角等推广到任意角.
(3)应用:可以定义任意的旋转角.
2.象限角
角的顶点为坐标原点,角的始边为x轴____正半轴___,建立平面直角坐标系,这样,角的
终边(除端点外)在第几象限,就说这个角是____第几象限角_____.如果角的终边在坐标
轴上,称这个角为轴线角.
3.终边相同的角
(1)定义:所有与角α终边相同的角,连同角α在内.
(2)表示:集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.
(3)本质:表示成角α与整数个周角的和.
4.轴线角
(1)终边落在轴非负半轴上的角的集合表示:_____;
(2)终边落在轴非负半轴上的角的集合表示:_____;
(3)终边落在轴非正半轴上的角的集合表示:_____;
(4)终边落在轴非负半轴上的角的集合表示:_____;
(5)终边落在轴上的角的集合表示:_____;
(6)终边落在轴上的角的集合表示:_____;
(7)终边落在坐标轴上的角的集合表示:_____.
5.象限角
(1)终边落在第一象限的角的集合表示:
①_____,
②_____;
(2)终边落在第二象限的角的集合表示:
①_____,
②_____;
(3)终边落在第三象限的角的集合表示:
①_____,
②_____;
(4)终边落在第四象限的角的集合表示:
①_____,
②_____.
【思考】
反过来,若角α,β满足S={β|β=α+k·360°,k∈Z}时,角α,β是否是终边相
同的角
提示:当角α,β满足S={β|β=α+k·360°,k∈Z}时,表示角α与β相隔整数
个周角,即角α,β终边相同.
【课前基础演练】
题1.在下列说法中,正确的是 (   )
①时钟经过两个小时,时针转过的角是60°;
②钝角一定大于锐角;
③射线OA绕端点O按逆时针旋转一周所成的角是0°;
④-2 000°是第二象限角.
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【解析】选D.
①时钟经过两个小时,时针按顺时针方向旋转60°,因而转过的角为-60°,所以①不正确.
②钝角α的取值范围为90°<α<180°,锐角θ的取值范围为0°<θ<90°,因此钝角一定大于锐角,所以②正确.
③射线OA按逆时针旋转一周所成的角是360°,所以③不正确.
④-2 000°=-6×360°+160°与160°终边相同,是第二象限角,所以④正确.
题2.与-30°角终边相同的角是 (   )
A.30° B.330° C.-330° D.150°
【解析】选B.与-30°角终边相同的角连同-30°在内,可表示为-30°+k·360°,令k=1得,选项B正确.
题3.与-457°角终边相同的角的集合是 (   )
A.{α|α=k·360°+457°,k∈Z} B.{α|α=k·360°+97°,k∈Z}
C.{α|α=k·360°+263°,k∈Z} D.{α|α=k·360°-263°,k∈Z}
【解析】选C.-457°=-2×360°+263°,所以与-457°角终边相同的角的集合是{α|α=k·360°+263°,k∈Z}.
题4.若α是第一象限角,则-是 (   )
A.第一象限角 B.第一、四象限角 C.第二象限角 D.第二、四象限角
【解析】选D.因为α是第一象限角,所以k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z,
所以k·180°<<k·180°+90°,k∈Z,所以是第一、三象限角,
又因为-与的终边关于x轴对称,所以-是第二、四象限角.
题5.下面与-850°12′终边相同的角的是________.
①230°12′ ②229°48′ ③129°48′ ④130°12′
【解析】与-850°12′终边相同的角可表示为α=-850°12′+k·360°(k∈Z),当k=3时,α=-850°12′+1 080°=229°48′,其他都不是.
答案:②
题6.在0°~360°范围内,与-950°12′角终边相同的角为________,它是第________象限角.
【解析】-950°12′=129°48′-3×360°,所以在0°~360°范围内,与-950°12′终边相同的角是129°48′,所以它是第二象限角.
答案:129°48′  二
题7.如图所示.
(1)写出终边落在射线OA,OB上的角的集合.
(2)写出终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合.
【思路导引】(1)根据题目给出的角度分别写出OA,OB表示的角.
(2)根据阴影部分写出不等式,注意两个角的先后顺序.
【解析】(1)终边落在射线OA上的角的集合是{α|α=k·360°+210°,k∈Z}.
终边落在射线OB上的角的集合是{α|α=k·360°+300°,k∈Z}.
(2)终边落在阴影部分(含边界)的角的集合是{α|k·360°+210°≤α≤k·360°+300°,k∈Z}.
【课堂检测达标】
题8. 下列各组角中,终边相同的角是 (   )
A.-145°,585° B.45°,585° C.225°,585° D.315°,585°
【解析】选C.-145°-585°=-730°=-360°×2-10°,故A错误;
45°-585°=-540°=-360°-180°,故B错误;
225°-585°=-360°,故C正确;315°-585°=-270°,故D错误.
题9.将-885°化为α+k·360°(0°≤α<360°,k∈Z)的形式是 (   )
A.-165°+(-2)×360° B.195°+(-3)×360°
C.195°+(-2)×360° D.165°+(-3)×360°
【解析】选B.-885°=195°+(-3)×360°,0°≤195°<360°.
题10.若α是第四象限角,则180°-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
【解析】选C.可以给α赋一特殊值-60°,则180°-α=240°,故180°-α是第三象限角.
题11.2 021°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
【解析】选C.2 021°=5×360°+221°,且180°<221°<270°,所以2 021°是第三象限角.
题12.与-463°角终边相同的角可表示为 (   )
A.k·360°+463°(k∈Z) B.k·360°+103°(k∈Z)
C.k·360°+257°(k∈Z) D.k·360°-257°(k∈Z)
【解析】选C.因为-463°=257°+(-2)×360°,
所以与-463°角终边相同的角可表示为k·360°+257°(k∈Z).
题13.集合{α|k·180°+45°≤α≤k·180°+90°,k∈Z}中,角α所表示的范围(如图阴影部分)正确的是 (   )
【解析】选C.令k=0得,45°≤α≤90°,排除B、D,
令k=-1得,-135°≤α≤-90°,排除A.
题14.(多选)下列与412°角的终边相同的角是 (   )
A.52°   B.778° C.-308°  D.1 132°
【解析】选ACD.因为412°=360°+52°,所以与412°角的终边相同的角为β=k×360°+52°,k∈Z.当k=-1时,β=-308°;当k=0时,β=52°;当k=2时,β=772°;当k=3时,β=1 132°;当k=4时,β=1 492°.
题15.(多选)在下列四个角中,属于第二象限角的是 (   )
A.160° B.480° C.-960° D.1 530°
【解析】选ABC.A中,160°是第二象限角;
B中,480°=120°+360°是第二象限角;
C中,-960°=-3×360°+120°是第二象限角;
D中,1 530°=4×360°+90°不是第二象限角.
【误区警示】判断角所在的象限时,先在0°~360°内找到与已知角终边相同的角,判断这个角所在的象限,即原角所在的象限.
二、填空题
题16.与2 019°角的终边相同的最小正角是________,绝对值最小的角是________.
【解析】与2 019°角的终边相同的角为2 019°+k·360°(k∈Z).
当k=-5时,219°为最小正角;
当k=-6时,-141°为绝对值最小的角.
答案:219° -141°
题17.已知角α的终边与-100°角的终边关于y轴对称,则α的取值集合为________.
【解析】如图,
-80°角与-100°角的终边关于y轴对称,因此α的取值集合为{α|α=k·360°-80°,k∈Z}.
答案:{α|α=k·360°-80°,k∈Z}
三、解答题
题18.在[0,4π]内找出与角终边相同的角.
【解析】因为与角度2kπ+(k∈Z)的终边相同,故令0≤2kπ+≤4π,解得k∈,又k∈Z,故可得k=0或1.故与角度终边相同的角为2π+=.
题19.写出终边在如图所示直线上的角的集合.
【解析】(1)在0°~360°范围内,终边在x轴上的角有两个,即0°和180°,
因此所有与0°角的终边相同的角构成集合
S1={β|β=0°+k·360°,k∈Z},
而所有与180°角的终边相同的角构成集合
S2={β|β=180°+k·360°,k∈Z}.
于是,终边落在x轴上的角的集合
S=S1∪S2={β|β=n·180°,n∈Z}.
(2)在0°~360°范围内,终边在直线y=-x上的角有两个,即135°和315°.
因此,终边在直线y=-x上的角的集合S={β|β=135°+k·360°,k∈Z}∪{β|β=315°+k·360°,k∈Z}={β|β=135°+n·180°,n∈Z}.
【综合突破拔高】
题20.在0°到360°范围内,与角-120°终边相同的角是 (   )
A.120° B.60° C.180° D.240°
【解析】选D.因为与-120°终边相同角的集合为{α|α=-120°+k·360°,k∈Z}.
取k=1,可得在0°到360°范围内,与角-120°终边相同的角是240°.
题21.终边在第三象限,则θ的终边可能在 (   )
A.第一、三象限 B.第二、四象限
C.第一、二象限或y轴非负半轴上 D.第三、四象限或y轴非正半轴上
【解析】选C.因为终边在第三象限,
所以180°+k·360°<<270°+k·360°,k∈Z,
所以360°+2k·360°<θ<540°+2k·360°,k∈Z.
(2k+1)·360°<θ<180°+(2k+1)·360°,k∈Z.
所以θ的终边可能在第一、二象限或y轴非负半轴上.
题22.集合M={α|α=k·90°,k∈Z}中,各角的终边都在 (   )
A.x轴正半轴上 B.y轴正半轴上 C.x轴或y轴上 D.x轴正半轴或y轴正半轴上
【解析】选C.令k=1,2,3,4,终边分别落在y轴正半轴上,x轴负半轴上,y轴负半轴上,x轴正半轴上,又k∈Z.
二、填空题
题23.(多选)如果角α的终边在第三象限,那么的终边可能在 (   )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【解析】选ACD.因为α为第三象限角,
所以k·360°+180°<α所以k·120°+60°<分别取k=0,1,2,3,…,可得的终边分别在第一、第三、第四、第一、…象限,均不过第二象限;
取k=-1,-2,-3,…时,的终边分别在第四、第三、第一、…象限,均不过第二象限.
题24.已知角α,β的终边关于直线y=-x对称,且α=-60°,则β=__________.
【解题指南】结合图象,找出一个角后表示.
【解析】-60°角的终边关于直线y=-x对称的射线的对应角为-45°+15°=-30°,所以β=-30°+k·360°,k∈Z.
答案:-30°+k·360°,k∈Z
题25.若角α的终边在y轴的负半轴上,则角α-150°的终边在第______象限.
【解析】因为角α的终边在y轴的负半轴上,所以α=k·360°+270°(k∈Z),所以角α-150°=k·360°+270°-150°=k·360°+120°(k∈Z),
所以α-150°的终边在第二象限.
答案:二
题26.如图所示,半径为1的圆的圆心位于坐标原点,点P从点A(1,0)出发,以逆时针方向匀速沿单位圆周旋转,已知P点在1 s内转过的角度为θ (0°<θ<180°),经过2 s到达第三象限,经过14 s后又回到了出发点A处,则θ=________.
【解题指南】因为2 s到达第三象限,所以k·360°+180°<2θ又因为经过14 s后又回到了出发点,所以14θ=n·360°(n∈Z).
【解析】因为0°<θ<180°,且k·360°+180°<2θ则一定有k=0,于是90°<θ<135°.又因为14θ=n·360°(n∈Z),所以θ=°,
从而90°<°<135°,所以当n=4时,θ=°;当n=5时,θ=°.
答案:°或°
题27.射线OA绕端点O逆时针旋转120°到达OB位置,由OB位置顺时针旋转270°到达OC位置,则∠AOC=________.
【解析】因为各角和的旋转量等于各角旋转量的和,所以∠AOC=120°+(-270°)=-150°.
答案:-150°
三、解答题
题28.写出与α=-1 910°终边相同的角的集合,并把集合中适合不等式-720°≤β<360°的元素β写出来.
【解析】与α=-1 910°终边相同的角的集合为{β|β=k·360°-1 910°,k∈Z}.
因为-720°≤β<360°,即-720°≤k·360°-1 910°<360°(k∈Z),所以3≤k<6(k∈Z),故取k=4,5,6.k=4时,β=4×360°-1 910°=-470°;
k=5时,β=5×360°-1 910°=-110°;k=6时,β=6×360°-1 910°=250°.
题29.已知,如图所示.
(1)分别写出终边落在OA,OB位置上的角的集合.
(2)写出终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合.
【解析】(1)终边落在OA位置上的角的集合为
{α|α=90°+45°+k·360°,k∈Z}={α|α=135°+k·360°,k∈Z},终边落在OB位置上的角的集合为{α|α=-30°+k·360°,k∈Z}.
(2)阴影部分(包括边界)的角的集合可表示为
{α|-30°+k·360°≤α≤135°+k·360°,k∈Z}.
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