资源简介 7.2 三角函数概念7.2.1 任意角的三角函数学习任务 核心素养1.理解三角函数的定义,会使用定义求三角函数值.(重点、易错点) 2.会判断给定角的三角函数值的符号.(重点) 3.会利用三角函数线比较两个同名三角函数值的大小.(难点) 1.通过三角函数的概念,培养数学抽象素养. 2.借助公式的运算,提升数学运算素养.在初中我们学习了锐角三角函数,那么锐角三角函数是如何定义的?若将锐角放入直角坐标系中,你能用角的终边上的点的坐标来表示锐角三角函数吗?若以单位圆的圆心O为原点,你能用角的终边与单位圆的交点来表示锐角三角函数吗?那么,角的概念推广之后,三角函数的概念又该怎样定义呢?知识点1 任意角三角函数的定义在平面直角坐标系中,设α的终边上异于原点的任意一点P的坐标为(x,y),它与原点的距离是r(r=>0),那么名称 定义 定义域正弦 sin α= R余弦 cos α= R正切 tan α=sin α,cos α,tan α分别称为正弦函数、余弦函数、正切函数,统称为三角函数.1.对于确定的角α,sin α,cos α,tan α的值是否随P点在终边上的位置的改变而改变?[提示] 不会.因为三角函数值是比值,其大小与点P(x,y)在终边上的位置无关,只与角α的终边位置有关,即三角函数值的大小只与角有关.2.若P(x,y)为角α与单位圆的交点,sin α,cos α,tan α的值怎样表示?[提示] sin α=y,cos α=x,tan α=(x≠0).1.若角α的终边经过点P,则sin α=________;cos α=______;tan α=______.- -1 [由题意可知OP==1,∴sin α==-;cos α==;tan α==-1.]知识点2 三角函数值在各象限的符号2.(1)若α在第三象限,则sin αcos α________0;(填“>”或“<”)(2)cos 3tan 4________0.(填“>”或“<”)(1)> (2)< [(1)∵α在第三象限,∴sin α<0,cos α<0,∴sin αcos α>0.(2)∵<3<π,π<4<,∴3是第二象限角,4是第三象限角.∴cos 3<0,tan 4>0,∴cos 3tan 4<0.]知识点3 三角函数线(1)有向线段:规定了方向(即规定了起点和终点)的线段;有向直线:规定了正方向的直线;有向线段的数量:若有向线段AB在有向直线l上或与有向直线l平行,根据有向线段AB与有向直线l的方向相同或相反,分别把它的长度添上正号或负号,这样所得的数,叫作有向线段的数量,记为AB.(2)三角函数线3.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)α一定时,单位圆的正弦线一定. ( )(2)在单位圆中,有相同正弦线的角必相等. ( )[答案] (1)√ (2)×类型1 三角函数的定义及应用【例1】【链接教材P178例2】(1)在平面直角坐标系中,角α的终边在直线y=-2x上,求sin α,cos α,tan α的值.(2)当α=-时,求sin α,cos α,tan α的值.[解] (1)当α的终边在第二象限时,在α的终边上取一点P(-1,2),则r==,所以sin α==,cos α==-,tan α==-2.当α的终边在第四象限时,在α的终边上取一点P′(1,-2),则r==,所以sin α==-,cos α==,tan α==-2.(2) 当α=-时,设α的终边与单位圆的交点坐标为P(x,y)(x>0,y<0),根据直角三角形中锐角的邻边是斜边的一半,得x=,由勾股定理得+y2=1,y<0,解得y=-,所以P.因此sin α==-,cos α==,tan α==-.[母题探究]1.将本例(1)的条件“y=-2x”改为“y=-x”,其他条件不变,结果又如何?[解] 当α的终边在第二象限时,在α的终边上取一点P(-1,),则r=2,所以sin α=,cos α=-,tan α=-;当α的终边在第四象限时,在α的终边上取一点P′(1,-),则r=2,所以sin α=-,cos α=,tan α=-.2.将本例(1)的条件“在直线y=-2x上”,改为“过点P(-3a,4a)(a≠0)”,求2sin α+cos α.[解] r==5|a|.①若a>0,则r=5a,角α的终边在第二象限,sin α===,cos α===-,所以2sin α+cos α==1.②若a<0,则r=-5a,角α的终边在第四象限,sin α==-,cos α==,所以2sin α+cos α=-=-1.【教材原题·P178例2】例2(1)当α=时,求sin α,cos α,tan α的值;(2)当α=时,求sin α,cos α,tan α的值.解:(1)当α=时,设α的终边与单位圆的交点P的坐标为(x,y)(x>0,y>0).根据直角三角形中锐角的对边是斜边的一半,可知y=(图7-2-4).又由勾股定理得x2+=1,解得x=.所以点P的坐标为.因此sin ==,cos ==,tan ==.(2)当α=时,设α的终边与单位圆的交点为P′,根据点P′与(1)中点P关于y轴对称可知,点P′的坐标为(图7-2-5).因此sin ==,cos ==-,tan ==-. 1.已知角α终边上任意一点的坐标求三角函数值的方法(1)先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用正、余弦函数的定义求出相应的三角函数值.(2)在α的终边上任选一点P(x,y),设P到原点的距离为r(r>0),则sin α=,cos α=.当已知α的终边上一点求α的三角函数值时,用该方法更方便.2.已知特殊角α,求三角函数值的方法(1)先设出角α的终边与单位圆的交点坐标,由锐角三角形的定义结合勾股定理求出该点的坐标.(2)利用三角函数的定义,求出α的三角函数值(此时P到原点的距离r=1).3.当角α的终边上点的坐标以参数形式给出时,要根据问题的实际情况对参数进行分类讨论.[跟进训练]1.(1)已知角θ终边上一点P(x,3)(x≠0),且cos θ=x,求sin θ,tan θ.(2)当α=时,求sin α,cos α,tan α的值.[解] (1)由题意知r=,由三角函数定义得cos θ==.又∵cos θ=x,∴=x.∵x≠0,∴x=±1.当x=1时,P(1,3),此时sin θ==,tan θ==3.当x=-1时,P(-1,3),此时sin θ==,tan θ==-3.(2)当α=时,设α的终边与单位圆的交点坐标为P(x,y)(x<0,y<0),根据直角三角形中锐角的邻边是斜边的一半,得x=-,由勾股定理得+y2=1,y<0,解得y=-, 所以P.因此sin α==-,cos α==-,tan α==.类型2 三角函数值的符号【例2】【链接教材P180例4】(1)若角θ同时满足sin θ<0且tan θ<0,则角θ的终边一定位于( )A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限(2)判断下列各式的符号.①sin 2 024° cos 2 025° tan 2 026°;②tan 191°-cos 191°;③sin 2 cos 3 tan 4.(1)D [由sin θ<0,可知θ的终边可能位于第三或第四象限,也可能与y轴的负半轴重合.由tan θ<0,可知θ的终边可能位于第二象限或第四象限,故θ的终边只能位于第四象限.](2)[解] ①∵2 024°=1 800°+224°=5×360°+224°,2 025°=5×360°+225°,2 026°=5×360°+226°,∴它们都是第三象限角,∴sin 2 024°<0,cos 2 025°<0,tan 2 026°>0,∴sin 2 024° cos 2 025° tan 2 026°>0.②∵191°角是第三象限角,∴tan 191°>0,cos 191°<0,∴tan 191°-cos 191°>0.③∵<2<π,<3<π,π<4<,∴2是第二象限角,3是第二象限角,4是第三象限角,∴sin 2>0,cos 3<0,tan 4>0,∴sin 2 cos 3 tan 4<0.【教材原题·P180例4】例4确定下列正弦、余弦、正切值的符号:(1)sin ;(2)cos (-465°);(3)tan .解:(1)因为是第二象限角,所以sin >0.(2)因为-465°=-2×360°+255°,即-465°是第三象限角,所以cos (-465°)<0.(3)因为=2π+,即是第四象限角,所以tan <0. 判断三角函数值在各象限符号的攻略(1)基础:准确确定三角函数中各角所在象限.(2)关键:准确记忆三角函数值在各象限的符号.(3)注意:用弧度制给出的角常常不写单位,不要误认为角度制导致象限判断错误.[跟进训练]2.判断下列式子的符号:(1)tan 108°·cos 305°;(2);(3)tan 120°·sin 269°.[解] (1)∵108°是第二象限角,∴tan 108°<0.∵305°是第四象限角,∴cos 305°>0.从而tan 108°·cos 305°<0.(2)∵是第二象限角,是第四象限角,是第二象限角,∴cos <0,tan <0,sin >0.从而>0.(3)∵120°是第二象限角,∴tan 120°<0.∵269°是第三象限角,∴sin 269°<0.从而tan 120°·sin 269°>0.类型3 应用三角函数线解三角不等式【例3】在单位圆中画出适合下列条件的角α的终边的范围,并由此写出角α的集合:(1)sin α≥;(2)cos α≤-.[解] (1)作直线y=交单位圆于A,B两点,连接OA,OB,则OA与OB围成的区域(图①阴影部分)即为角α的终边的范围,故满足条件的角α的集合为.(2)作直线x=-交单位圆于C,D两点,连接OC,OD,则OC与OD围成的区域(图②阴影部分)即为角α终边的范围,故满足条件的角α的集合为. 利用三角函数线解三角不等式的方法(1)正弦、余弦型不等式的解法对于sin x≥b,cos x≥a(sin x≤b,cos x≤a),求解的关键是恰当地寻求点,只需作直线y=b或x=a与单位圆相交,连接原点与交点即得角的终边所在的位置,此时再根据方向即可确定相应的范围.(2)正切型不等式的解法对于tan x≥c,取点(1,c),连接该点和原点并反向延长,即得角的终边所在的位置,结合图象可确定相应的范围.[跟进训练]3.求函数f(x)=+ln 的定义域.[解] 由题意,自变量x应满足不等式组即则不等式组的解的集合如图(阴影部分)所示,∴函数f(x)的定义域为.1.若sin α<0,tan α>0,则α终边所在象限是( )A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限C [由sin α<0可知α的终边落在第三、四象限及y轴的负半轴上,由tan α>0可知α的终边落在第一、三象限内,故同时满足sin α<0,tan α>0的角α为第三象限角.]2.(多选题)下列三角函数判断错误的是( )A.sin 165°>0 B.cos 280°<0C.tan 170°>0 D.tan 310°>0BCD [∵90°<165°<180°,∴sin 165°>0.∵270°<280°<360°,∴cos 280°>0.∵270°<310°<360°,∴tan 310°<0.∵90°<170°<180°,∴tan 170°<0.]3.已知角α终边过点P(1,-1),则tan α的值等于________.-1 [由三角函数定义知tan α==-1.]4.(教材P181练习T1改编)已知角α终边过P,则cos α等于________. [由三角函数定义可知,角α的终边与单位圆交点的横坐标为角α的余弦值,故cos α=.]5.已知sin θ·tan θ<0,那么θ是第________象限角.二或三 [因为sin θ·tan θ<0,所以sin θ<0,tan θ>0或sin θ>0,tan θ<0.若sin θ>0,tan θ<0,则θ在第二象限;若sin θ<0,tan θ>0,则θ在第三象限.]回顾本节知识,自我完成以下问题.1.三角函数值的大小与取点有关吗?与什么有关?[提示] 三角函数值的大小与终边所在的位置有关,与取点无关.2.求一个角的三角函数值需确定几个量?分别是什么?[提示] 确定三个量,角的终边上异于原点的点的横、纵坐标及其到原点的距离.3.已知角的大小,怎样利用定义求三角函数值?[提示] 确定出角的终边与单位圆的交点坐标.课时分层作业(三十一) 任意角的三角函数一、选择题1.若角α的终边落在y=-x上,则tan α的值可能为( )A.-1 B.1C.2 D.-2A [设P(a,-a)是角α终边上任意一点,若a>0,P点在第四象限,tan α==-1,若a<0,P点在第二象限,tan α==-1.]2.已知角α的终边上异于原点的一点P,且PO=r,则点P的坐标为( )A.P(sin α,cos α) B.P(cos α,sin α)C.P(r sin α,r cos α) D.P(r cos α,r sin α)D [设P(x,y),则sin α=,∴y=r sin α.又cos α=,x=r cos α,∴P点的坐标为(r cos α,r sin α),故选D. ]3.已知点P(tan α,cos α)在第三象限,则角α的终边所在象限为( )A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限B [由P(tan α,cos α)在第三象限可知tan α<0,cos α<0.由tan α<0得,角α的终边在第二或第四象限,由cos α<0得,角α的终边在第二或第三象限或x轴的负半轴.故角α的终边在第二象限.]4.sin 1·cos 2·tan 3的值是( )A.正数 B.负数C.0 D.不存在A [∵0<1<<2<π,<3<π,∴sin 1>0,cos 2<0,tan 3<0.∴sin 1·cos 2·tan 3>0.]5.点P(sin 3-cos 3,sin 3+cos 3)所在的象限为( )A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限D [因为π<3<π,作出单位圆如图所示.设MP,OM分别为a,b.sin 3=a>0,cos 3=b<0,所以sin 3-cos 3>0.因为|MP|<|OM|,即|a|<|b|,所以sin 3+cos 3=a+b<0.故点P(sin 3-cos 3,sin 3+cos 3)在第四象限.]二、填空题6.在平面直角坐标系中,以x轴的非负半轴为角的始边,若角α、β的终边分别与单位圆交于点和,那么sin α·tan β=________.- [由三角函数的定义知sin α=,tan β==-.所以sin α·tan β==-.]7.sin ,cos ,tan 按从小到大的顺序排列是________.cos cos <0,tan >0,sin >0.∵MP∴sin 故cos 8.若角α终边经过点P(-,y),且sin α=y(y≠0).则cos α=________,tan α=________.- -或 [∵角α终边过点P(-,y),∴sin α==y,又y≠0,∴=.∴OP====r,∴cos α===-.由=得y=±,当y=时,tan α=-,当y=-时,tan α=.]三、解答题9.判断下列各式的符号.(1)sin α·cos α(其中α是第二象限角);(2)sin 285° cos (-105°);(3)sin 3·cos 4·tan .[解] (1)因为α是第二象限角,所以sin α>0,cos α<0,所以sin α·cos α<0.(2)因为285°是第四象限角,所以sin 285°<0,因为-105°是第三象限角,所以cos (-105°)<0,所以sin 285°cos (-105°)>0.(3)因为<3<π,π<4<,所以sin 3>0,cos 4<0.因为-=-6π+,所以tan >0,所以sin 3·cos 4·tan <0.10.已知=-,且lg cos α有意义.(1)试判断角α所在的象限;(2)若角α的终边上一点M,且OM=1(O为坐标原点),求m的值及sin α的值.[解] (1)由=-可知sin α<0,∴α是第三或第四象限角或终边在y轴的负半轴上的角.由lg cos α有意义可知cos α>0,∴α是第一或第四象限角或终边在x轴的非负半轴上的角.综上可知角α是第四象限的角.(2)∵OM=1,∴+m2=1,解得m=±.又α是第四象限角,故m<0,从而m=-.由正弦函数的定义可知sin α====-.11.(多选题)已知cos α>cos β,那么下列结论不成立的是( )A.若α,β是第一象限角,则sin α>sin βB.若α,β是第二象限角,则tan α>tan βC.若α,β是第三象限角,则sin α>sin βD.若α,β是第四象限角,则tan α>tan βABC [由图(1)可知,cos α>cos β时,sin α<sin β,A错误;由图(2)可知,cos α>cos β时,tan α<tan β,B错误;由图(3)可知,cos α>cos β时,sin α<sin β,C错误;由图(4)可知,cos α>cos β时,tan α>tan β,D正确.]12.若α为第四象限角,则下列函数值一定是负值的是( )A.sin B.cosC.tan D.cos 2αC [由α为第四象限角,得2kπ+<α<2kπ+2π(k∈Z),故kπ+<<kπ+π(k∈Z).当k=2n(n∈Z)时,∈,此时,是第二象限角;当k=2n+1(n∈Z)时,∈,此时,是第四象限角.故无论终边落在第二还是第四象限,tan <0恒成立.又4kπ+3π<2α<4kπ+4π(k∈Z).故cos 2α有可能为正也有可能为负或为0.]13.已知点P在角θ的终边上,且θ∈[0,2π),则θ的值为________. [因为点P在第四象限,所以根据三角函数的定义可知tan θ==-,又θ∈,所以θ=.]14.若0<α<2π,且sin α<,cos α>.利用三角函数线,得到α的取值范围是________. [利用三角函数线得α的终边落在如图所示∠AOB区域内,所以α的取值范围是.]15.当α∈时,求证:sin α<α[证明] 如图所示,在直角坐标系中作出单位圆,α的终边与单位圆交于点P,α的正弦线、正切线分别为有向线段MP,AT,则MP=sin α,AT=tan α.因为S△AOP=OA·MP=sin α,S扇形AOP=|α|OA2=α,S△AOT=OA·AT=tan α,又S△AOP所以sin α<α即sin α<α1 / 167.2 三角函数概念7.2.1 任意角的三角函数学习任务 核心素养1.理解三角函数的定义,会使用定义求三角函数值.(重点、易错点) 2.会判断给定角的三角函数值的符号.(重点) 3.会利用三角函数线比较两个同名三角函数值的大小.(难点) 1.通过三角函数的概念,培养数学抽象素养. 2.借助公式的运算,提升数学运算素养.在初中我们学习了锐角三角函数,那么锐角三角函数是如何定义的?若将锐角放入直角坐标系中,你能用角的终边上的点的坐标来表示锐角三角函数吗?若以单位圆的圆心O为原点,你能用角的终边与单位圆的交点来表示锐角三角函数吗?那么,角的概念推广之后,三角函数的概念又该怎样定义呢?知识点1 任意角三角函数的定义在平面直角坐标系中,设α的终边上异于原点的任意一点P的坐标为(x,y),它与原点的距离是r(r=>0),那么名称 定义 定义域正弦 sin α=__ ___余弦 cos α=__ ___正切 tan α=__sin α,cos α,tan α分别称为正弦函数、余弦函数、正切函数,统称为三角函数.1.对于确定的角α,sin α,cos α,tan α的值是否随P点在终边上的位置的改变而改变?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.若P(x,y)为角α与单位圆的交点,sin α,cos α,tan α的值怎样表示?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.若角α的终边经过点P,则sin α=________;cos α=______;tan α=______.知识点2 三角函数值在各象限的符号2.(1)若α在第三象限,则sin αcos α________0;(填“>”或“<”)(2)cos 3tan 4________0.(填“>”或“<”)知识点3 三角函数线(1)有向线段:规定了______(即规定了起点和终点)的线段;有向直线:规定了________的直线;有向线段的数量:若有向线段AB在有向直线l上或与有向直线l平行,根据有向线段AB与有向直线l的方向____________,分别把它的长度添上____________,这样所得的数,叫作有向线段的数量,记为AB.(2)三角函数线3.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)α一定时,单位圆的正弦线一定. ( )(2)在单位圆中,有相同正弦线的角必相等. ( )类型1 三角函数的定义及应用【例1】【链接教材P178例2】(1)在平面直角坐标系中,角α的终边在直线y=-2x上,求sin α,cos α,tan α的值.(2)当α=-时,求sin α,cos α,tan α的值.[尝试解答]___________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[母题探究]1.将本例(1)的条件“y=-2x”改为“y=-x”,其他条件不变,结果又如何?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.将本例(1)的条件“在直线y=-2x上”,改为“过点P(-3a,4a)(a≠0)”,求2sin α+cos α._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1.已知角α终边上任意一点的坐标求三角函数值的方法(1)先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用正、余弦函数的定义求出相应的三角函数值.(2)在α的终边上任选一点P(x,y),设P到原点的距离为r(r>0),则sin α=,cos α=.当已知α的终边上一点求α的三角函数值时,用该方法更方便.2.已知特殊角α,求三角函数值的方法(1)先设出角α的终边与单位圆的交点坐标,由锐角三角形的定义结合勾股定理求出该点的坐标.(2)利用三角函数的定义,求出α的三角函数值(此时P到原点的距离r=1).3.当角α的终边上点的坐标以参数形式给出时,要根据问题的实际情况对参数进行分类讨论.[跟进训练]1.(1)已知角θ终边上一点P(x,3)(x≠0),且cos θ=x,求sin θ,tan θ.(2)当α=时,求sin α,cos α,tan α的值._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________类型2 三角函数值的符号【例2】【链接教材P180例4】(1)若角θ同时满足sin θ<0且tan θ<0,则角θ的终边一定位于( )A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限(2)判断下列各式的符号.①sin 2 024° cos 2 025° tan 2 026°;②tan 191°-cos 191°;③sin 2 cos 3 tan 4.[尝试解答]___________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 判断三角函数值在各象限符号的攻略(1)基础:准确确定三角函数中各角所在象限.(2)关键:准确记忆三角函数值在各象限的符号.(3)注意:用弧度制给出的角常常不写单位,不要误认为角度制导致象限判断错误.[跟进训练]2.判断下列式子的符号:(1)tan 108°·cos 305°;(2);(3)tan 120°·sin 269°._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________类型3 应用三角函数线解三角不等式【例3】在单位圆中画出适合下列条件的角α的终边的范围,并由此写出角α的集合:(1)sin α≥;(2)cos α≤-.[尝试解答]___________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 利用三角函数线解三角不等式的方法(1)正弦、余弦型不等式的解法对于sin x≥b,cos x≥a(sin x≤b,cos x≤a),求解的关键是恰当地寻求点,只需作直线y=b或x=a与单位圆相交,连接原点与交点即得角的终边所在的位置,此时再根据方向即可确定相应的范围.(2)正切型不等式的解法对于tan x≥c,取点(1,c),连接该点和原点并反向延长,即得角的终边所在的位置,结合图象可确定相应的范围.[跟进训练]3.求函数f(x)=+ln 的定义域._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.若sin α<0,tan α>0,则α终边所在象限是( )A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限2.(多选题)下列三角函数判断错误的是( )A.sin 165°>0 B.cos 280°<0C.tan 170°>0 D.tan 310°>03.已知角α终边过点P(1,-1),则tan α的值等于________.4.(教材P181练习T1改编)已知角α终边过P,则cos α等于________.5.已知sin θ·tan θ<0,那么θ是第________象限角.回顾本节知识,自我完成以下问题.1.三角函数值的大小与取点有关吗?与什么有关?2.求一个角的三角函数值需确定几个量?分别是什么?3.已知角的大小,怎样利用定义求三角函数值?1 / 7 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第7章 7.2 7.2.1 任意角的三角函数 讲义(学生版).docx 第7章 7.2 7.2.1 任意角的三角函数(教师版).docx