资源简介 5.2 三角函数的概念第1课时 三角函数的概念学习 目标 1. 通过借助单位圆理解并掌握任意角的三角函数定义,了解三角函数是以实数为自变量的函数. 2. 会用角的终边上点的坐标求三个三角函数值.新知初探基础落实请同学阅读课本P177—P179,完成下列填空.如图,在平面直角坐标系中,设α是一个任意角,α∈R,它的终边与 相交于点P(x,y).(1) 正弦:把点P的纵坐标y叫做α的正弦函数,记作 ,即y= ;(2) 余弦:把点P的横坐标x叫做α的余弦函数,记作 ,即x= ;(3) 正切:以单位圆上点P的纵坐标与横坐标的比值为函数值的函数叫做α的正切,记作 ,即= (x≠0).典例精讲能力初成探究1 由单位圆求三角函数值例1 (课本P178例1)求的正弦、余弦和正切值.由单位圆求三角函数值,先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后利用三角函数的定义求出相应的三角函数值.变式 (1) 已知点P为圆x2+y2=1与x轴正半轴的交点,将点P沿圆周逆时针旋转至点P′,当转过的弧长为时,点P′的坐标为( )A. B. C. D.(2) 已知角α的顶点在原点,始边与x轴非负半轴重合,终边与以原点为圆心,半径为1的圆相交于点A,则tan α等于( )A. B.C. - D. -探究2 由终边或终边上点求三角函数值例2 (课本P179例2)如图,设α是一个任意角,它的终边上任意一点P(不与原点O重合)的坐标为(x,y),点P与原点的距离为r.求证:sin α=,cos α=,tan α=.(例2)设α为一个任意角,在α的终边上任取一点P(异于原点),其坐标为(x,y),且OP=r=(r>0),则sin α=,cos α=,tan α=(x≠0).注意:三角函数值是比值,是一个实数,这个实数的大小和P(x,y)在所在终边上的位置无关,而由角α的终边位置决定.变式 (1) 在平面直角坐标系中,角α的终边在直线3x+4y=0上,求sin α-3cos α+tan α的值.(2) 已知角α的终边过点P(3a,-4a)(a<0),则sin α+cos α的值为( )A. B.C. - D. -(3) 已知角α的终边上一点P的坐标是(5m,12m),其中m≠0,求sin α,cos α,tan α的值.探究3 由三角函数值求终边上的点或参数例3 已知角α的终边上有一点P(m,),且cos α=,则实数m的值为 .变式 已知P(4,-3m)为角α终边上一点,且sin α=,则m= ,cos α= ,tan α= .随堂内化及时评价1. 已知角α的终边经过点P,则sin α等于( )A. B.C. D. ±2. 已知角α的终边经过点P(m,-3),且cos α=-,则m等于( )A. - B.C. -4 D. 43. 若点P(3,y)是角α终边上的一点,且满足y<0,cos α=,则tan α等于( )A. - B.C. D. -4. 已知角α的终边经过点(2a+1,a-2),且cos α=-,则实数a= .5. (课本P179练习1)利用三角函数定义,求0,,π,的三个三角函数值.配套新练案一、 单项选择题1. 在平面直角坐标系中,若角α的终边经过点P(-,1),则sin α=( )A. - B.C. - D.2. 若点P从(1,0)出发,沿单位圆逆时针方向运动弧长到达点Q,则点Q的坐标为( )A. B.C. D.3. 已知角α,β的顶点在原点,始边在x轴的正半轴上,终边关于y轴对称,若角α的终边上有一点,则tan β的值为( )A. - B.C. - D.4. 若角α的终边在直线y=-2x上,则cos α等于( )A. ± B. ±C. ± D. ±二、 多项选择题5. 若角θ的终边经过点P(-1,m)(m≠0),且sin θ=m,则m的取值可以为( )A. 2 B. -2C. -1 D. 16. 若角α的终边经过点P(3m,-4m),则sin α+cos α=( )A. B. -C. D. -三、 填空题7. 已知α∈(0,2π),且α的终边上一点的坐标为,则α= .8. 在平面直角坐标系中,角α的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点P(3,4),则= .四、 解答题9. 张明做作业时,遇到了这样的一道题:“已知角θ终边上一点P(x,3)(x≠0),且cos θ=x,问:能否求出sin θ,cos θ的值?若能,求出其值;若不能,请说明理由.”他对此题百思不得其解.同学们,你们能帮张明求解吗?10. 已知角α的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合.(1) 若角α是第一象限角,终边经过点P(m,m+1),且cos α=,求m及tan α的值;(2) 若点P(m,-2m)(m≠0)是角α的终边上一点,求sin α,cos α,tan α的值.11. 已知点P(m,-)(m≠0)在角α的终边上,且cos α=m,则sin α=( )A. - B. -C. D.12. 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,动点P,Q从点A(1,0)出发在单位圆上运动,点P按逆时针方向每秒钟转 rad,点Q按顺时针方向每秒钟转 rad,则P,Q两点在第1 804次相遇时,点P的坐标是 .(第12题)13. 苏颂发明的水运仪象台被誉为世界上最早的天文钟. 水运仪象台的原动轮叫枢轮,是一个直径约3.4 m的水轮,它转一圈需要30 min.如图,当点P从枢轮最高处随枢轮开始转动时,退水壶内水面位于枢轮中心下方1.19 m处. 此时打开退水壶出水口,壶内水位以0.017 m/min的速度下降. 将枢轮转动视为匀速圆周运动,则点P至少经过 min进入水中.(结果取整数) (第13题)5.2 三角函数的概念第1课时 三角函数的概念学习 目标 1. 通过借助单位圆理解并掌握任意角的三角函数定义,了解三角函数是以实数为自变量的函数. 2. 会用角的终边上点的坐标求三个三角函数值.新知初探基础落实现实世界中的许多运动、变化都有着循环往复、周而复始的规律,这种变化规律称为周期性.例如:地球自转引起的昼夜交替变化和公转引起的四季交替变化.其中匀速圆周运动是生活中周期现象的代表.例如,如下一幅月相图,月亮在运动的过程中,它的位置变化可以用什么来刻画?假设月亮绕地球旋转的轨迹是个圆,地球在圆心O处,月亮的位置记为P,它到地球的距离为单位1,则点P以A为起点做逆时针方向旋转,能否建立一个函数模型,刻画点P的位置变化情况? 一、 生成概念5.1节学习弧度制时,把圆弧放在单位圆中,为了研究问题的方便,可借鉴这种研究方法,把问题进行简化,将点P的运动归结到单位圆上点的运动规律.明确研究任务:单位圆O上的点P以A为起点做逆时针方向旋转,建立一个函数模型,刻画点P的位置变化情况.问题1:根据已有的研究函数的经验,你认为可以按怎样的路径研究上述问题?以单位圆的圆心O为原点,以射线OA为x轴的非负半轴,建立直角坐标系,点A的坐标为(1,0),点P在单位圆上做匀速圆周运动,坐标为(x,y).射线OA从x轴的非负半轴开始,绕点O按逆时针方向旋转角α,终止位置为OP.【追问1】 点P(x,y)在单位圆上运动的过程中有几个变量?共四个变量:α,l(AP弧长),x,y.【追问2】 这几个变量是否具有对应关系?弧长l与α、横坐标x与α、纵坐标y与α具有对应关系.问题2:在这个运动过程中, 影响点P位置变化的因素是旋转角α,点P位置的变化由横坐标x和纵坐标y的变化来体现,试根据旋转角α的大小来求点P的坐标.当α= 时,点P的坐标是什么?当α=或α=时,点P的坐标又是什么?它们是唯一确定的吗?当α=时,点P的坐标是;当α=或α=时,点P的坐标分别是(0,1)和.它们都是唯一确定的.【追问】 当α为任意角时,它的终边OP与单位圆的交点P的坐标能唯一确定吗?设角α是个任意角,α∈R,它的终边OP与单位圆相交于点P(x,y).(1) 把点P的纵坐标y叫做α的正弦函数,记作sin α,即y=sin α;(2) 把点P的横坐标x叫做α的余弦函数,记作cos α,即x=cos α;(3) 把点P的纵坐标与横坐标的比值叫做α的正切,记作tan α,即=tan α.=tan α(x≠0)是以角为自变量,以单位圆上点的纵坐标与横坐标的比值为函数值的函数,称为正切函数.请同学阅读课本P177—P179,完成下列填空.二、 概念表述如图,在平面直角坐标系中,设α是一个任意角,α∈R,它的终边与__单位圆__相交于点P(x,y).(1) 正弦:把点P的纵坐标y叫做α的正弦函数,记作__sin α__,即y=__sin α__;(2) 余弦:把点P的横坐标x叫做α的余弦函数,记作__cos α__,即x=__cos α__;(3) 正切:以单位圆上点P的纵坐标与横坐标的比值为函数值的函数叫做α的正切,记作__tan α__,即=__tan α__(x≠0).典例精讲能力初成探究1 由单位圆求三角函数值例1 (课本P178例1)求的正弦、余弦和正切值.【解答】在直角坐标系中,作∠AOB=(如图),易知∠AOB的终边与单位圆的交点坐标为,所以sin =-,cos =,tan =-.(例1答)由单位圆求三角函数值,先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后利用三角函数的定义求出相应的三角函数值.变式 (1) 已知点P为圆x2+y2=1与x轴正半轴的交点,将点P沿圆周逆时针旋转至点P′,当转过的弧长为时,点P′的坐标为( B )A. B. C. D.【解析】设旋转角为θ rad,则θ·1=,得θ=,从而可得P′.(2) 已知角α的顶点在原点,始边与x轴非负半轴重合,终边与以原点为圆心,半径为1的圆相交于点A,则tan α等于( B )A. B.C. - D. -【解析】角α的终边与单位圆的交点为A,所以x=-,y=-,所以tan α===.探究2 由终边或终边上点求三角函数值例2 (课本P179例2)如图,设α是一个任意角,它的终边上任意一点P(不与原点O重合)的坐标为(x,y),点P与原点的距离为r.求证:sin α=,cos α=,tan α=.(例2)【解答】如图,设角α的终边与单位圆交于点P0(x0,y0).分别过点P,P0作x轴的垂线PM,P0M0,垂足分别为M,M0,则P0M0=|y0|,PM=|y|,OM0=|x0|,OM=|x|,△OMP∽△OM0P0.于是=,即|y0|=.因为y0与y同号,所以y0=,即sin α=.同理可得cos α=,tan α=.(例2答)设α为一个任意角,在α的终边上任取一点P(异于原点),其坐标为(x,y),且OP=r=(r>0),则sin α=,cos α=,tan α=(x≠0).注意:三角函数值是比值,是一个实数,这个实数的大小和P(x,y)在所在终边上的位置无关,而由角α的终边位置决定.变式 (1) 在平面直角坐标系中,角α的终边在直线3x+4y=0上,求sin α-3cos α+tan α的值.【解答】当角α的终边在射线y=-x(x>0)上时,取终边上一点P(4,-3),所以点P到原点的距离r=OP=5,所以sin α===-,cos α==,tan α==-,所以sin α-3cos α+tan α=---=-;当角α的终边在射线y=-x(x<0)上时,取终边上一点P′(-4,3),所以点P′到坐标原点的距离r=OP′=5,所以sin α==,cos α==-,tan α===-,所以sin α-3cos α+tan α=-3×-=+-=.(2) 已知角α的终边过点P(3a,-4a)(a<0),则sin α+cos α的值为( A )A. B.C. - D. -【解析】由题意得,点(3a,-4a)(a<0)到原点的距离r==-5a,所以根据三角函数的定义可知sin α==,cos α==-,所以sin α+cos α=.(3) 已知角α的终边上一点P的坐标是(5m,12m),其中m≠0,求sin α,cos α,tan α的值.【解答】令x=5m,y=12m,则r===13|m|.①当m>0时,r=13m,sin α===,cos α===,tan α==;②当m<0时,r=-13m,sin α==-=-,cos α==-=-,tan α==.探究3 由三角函数值求终边上的点或参数例3 已知角α的终边上有一点P(m,),且cos α=,则实数m的值为__0或±__.【解析】因为角α的终边上有一点P(m,),所以cos α==,解得m=0或±.变式 已知P(4,-3m)为角α终边上一点,且sin α=,则m=__-1__,cos α=____,tan α=____.【解析】根据三角函数定义可得,sin α===>0,解得m=-1,所以cos α==,tan α==.随堂内化及时评价1. 已知角α的终边经过点P,则sin α等于( A )A. B.C. D. ±【解析】由于r=OP=1,y=,所以由三角函数的定义可得sin α==.2. 已知角α的终边经过点P(m,-3),且cos α=-,则m等于( C )A. - B.C. -4 D. 4【解析】cos α==-,解得m=-4.3. 若点P(3,y)是角α终边上的一点,且满足y<0,cos α=,则tan α等于( D )A. - B.C. D. -【解析】因为cos α==,所以=5,所以y2=16.又y<0,则y=-4,所以tan α=-.4. 已知角α的终边经过点(2a+1,a-2),且cos α=-,则实数a=__-2__.【解析】由题意,根据余弦函数的定义,可得=-,整理得11a2+20a-4=0,解得a=-2或a=.又因为cos α<0,所以2a+1<0,即a<-,所以a=-2.5. (课本P179练习1)利用三角函数定义,求0,,π,的三个三角函数值.【解答】因为0的终边与单位圆的交点是(1,0),所以sin 0=0,cos 0=1,tan 0=0;因为的终边与单位圆的交点是,所以sin =1,cos =0,tan 不存在;因为π的终边与单位圆的交点是(-1,0),所以sin π=0,cos π=-1,tan π=0;因为的终边与单位圆的交点是(0,-1),所以sin =-1,cos =0,tan 不存在.配套新练案一、 单项选择题1. 在平面直角坐标系中,若角α的终边经过点P(-,1),则sin α=( B )A. - B.C. - D.2. 若点P从(1,0)出发,沿单位圆逆时针方向运动弧长到达点Q,则点Q的坐标为( C )A. B.C. D.3. 已知角α,β的顶点在原点,始边在x轴的正半轴上,终边关于y轴对称,若角α的终边上有一点,则tan β的值为( D )A. - B.C. - D.【解析】因为角α的终边上有一点,且角α,β的顶点在原点,始边在x轴的正半轴上,终边关于y轴对称,故角β终边过点,故tan β==.4. 若角α的终边在直线y=-2x上,则cos α等于( B )A. ± B. ±C. ± D. ±【解析】在角α的终边上取一点P(-1,2),所以cos α==-;或角α的终边上取一点P′(1,-2),所以cos α==.综上,cos α=±.二、 多项选择题5. 若角θ的终边经过点P(-1,m)(m≠0),且sin θ=m,则m的取值可以为( CD )A. 2 B. -2C. -1 D. 1【解析】由题意得,sin θ==m,因为m≠0,所以m=±1.6. 若角α的终边经过点P(3m,-4m),则sin α+cos α=( CD )A. B. -C. D. -【解析】当m<0时,r=|OP|==5|m|=-5m,O为坐标原点,则sin α===,cos α===-,故sin α+cos α=-=.当m>0时,r=|OP|==5|m|=5m,O为坐标原点,则sin α===-,cos α===,故sin α+cos α=-+=-.三、 填空题7. 已知α∈(0,2π),且α的终边上一点的坐标为,则α=____.8. 在平面直角坐标系中,角α的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点P(3,4),则=__-10__.【解析】因为角α的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,且角α的终边经过点P(3,4),所以sin α==,cos α==,所以==-10.四、 解答题9. 张明做作业时,遇到了这样的一道题:“已知角θ终边上一点P(x,3)(x≠0),且cos θ=x,问:能否求出sin θ,cos θ的值?若能,求出其值;若不能,请说明理由.”他对此题百思不得其解.同学们,你们能帮张明求解吗?【解答】由题意,得r=|OP|=,则cos θ== .因为cos θ=x,所以=x.因为x≠0,所以x=1或x=-1.当x=1时,点P的坐标为(1,3),角θ为第一象限角,此时sin θ==,cos θ=;当x=-1时,点P的坐标为(-1,3),角θ为第二象限角,此时sin θ=,cos θ=-.10. 已知角α的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合.(1) 若角α是第一象限角,终边经过点P(m,m+1),且cos α=,求m及tan α的值;【解答】依题意cos α==,整理得7m2-18m-9=0,解得m=3或-.又α为第一象限角,则m>0,故m=3,所以tan α==.(2) 若点P(m,-2m)(m≠0)是角α的终边上一点,求sin α,cos α,tan α的值.【解答】因为点P(m,-2m)(m≠0)是角α的终边上一点,所以r=|OP|==|m|,于是得tan α==-2,cos α=,sin α=.当m>0时,cos α=,sin α=-;当m<0时,cos α=-,sin α=.11. 已知点P(m,-)(m≠0)在角α的终边上,且cos α=m,则sin α=( A )A. - B. -C. D.【解析】因为点P(m,-)(m≠0)在角α的终边上,且cos α=m,即cos α==m,解得m2=5,所以sin α===-.12. 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,动点P,Q从点A(1,0)出发在单位圆上运动,点P按逆时针方向每秒钟转 rad,点Q按顺时针方向每秒钟转 rad,则P,Q两点在第1 804次相遇时,点P的坐标是____.(第12题)【解析】相遇时间为t=1 804×2π÷=3 608(s),故点P转过的角度为×3 608=300π+,所以对应的点P坐标为,即.13. 苏颂发明的水运仪象台被誉为世界上最早的天文钟. 水运仪象台的原动轮叫枢轮,是一个直径约3.4 m的水轮,它转一圈需要30 min.如图,当点P从枢轮最高处随枢轮开始转动时,退水壶内水面位于枢轮中心下方1.19 m处. 此时打开退水壶出水口,壶内水位以0.017 m/min的速度下降. 将枢轮转动视为匀速圆周运动,则点P至少经过__13__min进入水中.(结果取整数) (第13题)【解析】设至少经过x min,点P进入水中.如图,点P′为刚好进入水中的位置,由条件可知OP′=1.7,OA=1.19,点P转过的角度为x=,所以∠P′OB=π-.如图,因为OA+AB=OB,所以1.19+0.017x=1.7cos ,所以70+x=100cos (*).根据所给数据可知,当x=12时,(*)的左边=82,右边=81.此时左边>右边,说明点P还未进入水中;当x=13时,(*)式的左边=83,右边=91,此时左边<右边,说明点P已经进入水中;当x=14时,(*)式的左边=84,右边=98,此时左边<右边,说明点P已经进入水中,由上可知,x的取值介于12和13之间,又因为x的结果取整数,所以x=13.(第13题答)(共45张PPT)第五章 三角函数5.2 三角函数的概念第1课时 三角函数的概念学习 目标 1. 通过借助单位圆理解并掌握任意角的三角函数定义,了解三角函数是以实数为自变量的函数.2. 会用角的终边上点的坐标求三个三角函数值.新知初探 基础落实现实世界中的许多运动、变化都有着循环往复、周而复始的规律,这种变化规律称为周期性.例如:地球自转引起的昼夜交替变化和公转引起的四季交替变化.其中匀速圆周运动是生活中周期现象的代表.例如,如下一幅月相图,月亮在运动的过程中,它的位置变化可以用什么来刻画?假设月亮绕地球旋转的轨迹是个圆,地球在圆心O处,月亮的位置记为P,它到地球的距离为单位1,则点P以A为起点做逆时针方向旋转,能否建立一个函数模型,刻画点P的位置变化情况?一、 生成概念5.1节学习弧度制时,把圆弧放在单位圆中,为了研究问题的方便,可借鉴这种研究方法,把问题进行简化,将点P的运动归结到单位圆上点的运动规律. 明确研究任务:单位圆O上的点P以A为起点做逆时针方向旋转,建立一个函数模型,刻画点P的位置变化情况.问题1:根据已有的研究函数的经验,你认为可以按怎样的路径研究上述问题?以单位圆的圆心O为原点,以射线OA为x轴的非负半轴,建立直角坐标系,点A的坐标为(1,0),点P在单位圆上做匀速圆周运动,坐标为(x,y).射线OA从x轴的非负半轴开始,绕点O按逆时针方向旋转角α,终止位置为OP.【追问1】 点P(x,y)在单位圆上运动的过程中有几个变量?共四个变量:α,l(AP弧长),x,y.【追问2】 这几个变量是否具有对应关系?弧长l与α、横坐标x与α、纵坐标y与α具有对应关系.【追问】 当α为任意角时,它的终边OP与单位圆的交点P的坐标能唯一确定吗?设角α是个任意角,α∈R,它的终边OP与单位圆相交于点P(x,y).(1) 把点P的纵坐标y叫做α的正弦函数,记作sin α,即y=sin α;(2) 把点P的横坐标x叫做α的余弦函数,记作cos α,即x=cos α;请同学阅读课本P177—P179,完成下列填空.二、 概念表述如图,在平面直角坐标系中,设α是一个任意角,α∈R,它的终边与_________相交于点P(x,y).(1) 正弦:把点P的纵坐标y叫做α的正弦函数,记作________,即y=________;(2) 余弦:把点P的横坐标x叫做α的余弦函数,记作________,即x=________;单位圆sin αsin αcos αcos αtan αtan α典例精讲 能力初成探究1由单位圆求三角函数值1由单位圆求三角函数值,先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后利用三角函数的定义求出相应的三角函数值.变式 BB探究2由终边或终边上点求三角函数值2变式 (1) 在平面直角坐标系中,角α的终边在直线3x+4y=0上,求sin α-3cos α+tan α的值.(2) 已知角α的终边过点P(3a,-4a)(a<0),则sin α+cos α的值为 ( )A(3) 已知角α的终边上一点P的坐标是(5m,12m),其中m≠0,求sin α,cos α,tan α的值.探究3由三角函数值求终边上的点或参数3变式 -1随堂内化 及时评价ACD-2配套新练案BCDBCDCD-1010. 已知角α的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合.(2) 若点P(m,-2m)(m≠0)是角α的终边上一点,求sin α,cos α,tan α的值.10. 已知角α的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合.A13. 苏颂发明的水运仪象台被誉为世界上最早的天文钟. 水运仪象台的原动轮叫枢轮,是一个直径约3.4 m的水轮,它转一圈需要30 min.如图,当点P从枢轮最高处随枢轮开始转动时,退水壶内水面位于枢轮中心下方1.19 m处. 此时打开退水壶出水口,壶内水位以0.017 m/min的速度下降. 将枢轮转动视为匀速圆周运动,则点P至少经过_____min进入水中.(结果取整数)【答案】13 展开更多...... 收起↑ 资源列表 5.2 第1课时 三角函数的概念 学生版.docx 5.2 第1课时 三角函数的概念 解析版.docx 5.2 第1课时 三角函数的概念.pptx