任意角的三角函数
课 型:新授课 课 时:1课时 教材分析
本节课是三角函数这一章里非常重要的一节课,它是本章的基础,主要是从通过问题引导学生自主探究任意角的三角函数的生成过程,从而很好理解任意角的三角函数的定义。三角函数是基本初等函数,它是描述周期现象的重要数学模型,在数学和其他领域中具有重要的作用。我们要借助单位圆去理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义,为后面的学习做好准备。在本模块中,学生将通过实例学习三角函数及其基本性质,体会三角函数在解决具有变化规律的问题中的作用。 教学目标
1、知识与技能:
掌握任意角的三角函数的定义;已知角α终边上一点,会求角α的各三角函数值;记住三角函数的定义域、值域,诱导公式(一)。 2、过程与方法:
理解并掌握任意角的三角函数的定义;树立映射观点,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数;通过对定义域,三角函数值的符号,诱导公式一的推导,提高学生分析、探究、解决问题的能力。 3、情感态度与价值观:
使学生认识到事物之间是有联系的,三角函数就是角度(自变量)与比值(函数值)的一种联系方式;学习转化的思想,培养学生严谨治学、一丝不苟的科学精神。 教学重难点
重点:三角函数的定义;三角函数的定义域及其确定方法;三角函数值在各个象限内的符号以及诱导公式一
难点:任意角正弦、余弦、正切的定义 教学过程 一、复习引入
思考:我们已经学过锐角三角函数,知道它们都是以锐角为自变量,以比值为函数值的函数,你能用直角坐标系中角的终边上点的坐标来表示锐角三角函数吗?
结论:在Rt △ABC 中,设A 对边为a ,B 对边为b ,C 对边为c ,锐角A 的正弦,
sinA =
a b a , cosA =, tanA =c c b 。锐角三角函数就是以锐角为
余弦,正切依次为:
自变量,以比值为函数值的函数。
思考1:角推广后,这样的三角函数的定义不再适用,我们必须对三角函数重新定义。你能用直角坐标系中角的终边上点的坐标来表示锐角三角函数吗?
如图, 设锐角α的顶点与原点O 重合, 始边与x 轴的正半轴重合,
那么它的终
P (a , b ) r =>0. α边在第一象限. 在的终边上任取一点, 它与原点的距离
过P 作x 轴的垂线, 垂足为M , 则线段OM 的长度为a , 线段MP 的长度为b .
sin α=
MP b
=
OP r ;
则
OM a
cos α==
OP r ; tan α=
MP b
=
OM a .
思考2:对于确定的角α,这三个比值是否会随点P 在α的终边上的位置的改变而改变呢?为什么?
根据相似三角形的知识,对于确定的角α,P 在α的终边上的位置的改变而改变大小.
我们可以将点P 取在使线段OP 的长r =1的特殊位置上,sin α=
MP OM MP b
=b cos α==a tan α==OP OP OM a . ; ;
单位圆:在直角坐标系中, 我们称以原点O 为圆心, 以单位长度为半径的圆称为单位圆.
上述P 点就是α的终边与单位圆的交点, 锐角α的三角函数可以用单位圆上点的坐标表示. 二、新课讲授
1. 任意角的三角函数的定义
结合上述锐角α的三角函数值的求法, 我们应如何求解任意角的三角函数值呢? 显然, 我们可以利用单位圆来定义任意角的三角函数. 如图, 设α是一个任意角, 它的终边与单位圆交于点P (x , y ) , 那么: (1)y 叫做α的正弦, 记做sin α, 即 sin α=y ; (2)x 叫做α的余弦, 记做cos α, 即cos α=x ;
y
(3)x 叫做α的正切, 记做tan α, 即
x
tan α=
y
(x ≠0) x .
思考3:在上述三角函数定义中, 自变量是什么? 对应关系有什么特点, 函数值是什么?
说明:(1)当
α=
π
2
+k π(k ∈Z )
α的终边在y 轴上,时,终边上任意一点的横坐标x
都等于0,所以
tan α=
y
x 无意义, 除此情况外,对于确定的值α,上述三各值都
是唯一确定的实数.
(2)当α是锐角时,此定义与初中定义相同;当α不是锐角时,也能够找出三角函数,因为,既然有角,就必然有终边,终边就必然与单位圆有交点P (x , y ) ,从而就必然能够最终算出三角函数值.
(3)正弦, 余弦, 正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将这种函数统称为三角函数.
2. 利用定义求角的三角函数值
5π
例1. 求3的正弦, 余弦和正切值.
∠AOB =
5π3,
解:在直角坐标系中,作
1(, -
∠AOB 的终边与单位圆的交点坐标为
22,所以 sin
5π5π15π
==, tan =3323
5π7π
思考:如果将3变为6呢?
例2.已知角α的终边过点P 0(-3, -4) ,求角α的正弦, 余弦和正切值. 思考1:如何根据例题1解答
思考2:一般的,设角a 终边上任意一点的坐标为(x,y ), 它与原点的距离为r,
sin a =
y x y ,cos a =, tan a =r r x ,你能自己给出证明吗?
则
思考3:如果将题目中的坐标改为(-3a ,-4a ), 题目又应该怎么做? 3.三角函数的定义域和函数值符号
探究:请根据上述任意角的三角函数定义,先将正弦,余弦和正切函数在弧度制下的定义域填入下表,再将这三种函数的值再各象限的符号填入下表
例3, 求证:当下列不等式组成立时,角a 为第三象限角,反之也对
⎧sin a
⎩tan a >0
证明:如果sin a 0,所以角a 的终边可能位于第一或第三象限 所以,角a 的终边只能位于第三象限,时第三象限角 反过来,请同学们自己证明
0023π
) ;
变式训练①判断下列各式的符号 1. sin 340⋅cos 265 2. sin 4⋅tan(-4
②求函数y =tan a 的定义域 4. 诱导公式一
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的值相等,由此得到一组公式 sin(a +k ⋅2π) =sin a cos(a +k ⋅2π) =cos a
tan(a +k ⋅2π) =tan a
利用公式一,可以把任意角的三角函数值,转化为求0到2π的三角函数值 例4. 确定下列三角函数值的符号:
sin(-) 00
tan(-672) (4)tan 3π cos 2504 (1) (2) (3)
π
变式训练:求下列各式的值
cos
25π15π
+tan(-) 000034 ;(2) sin 420cos750+sin(-690)cos(-660)
(1)
三、课堂小结
任意角的三角函数的定义;三角函数的定义域及三角函数值的符号;诱导公式(一)
四、作业 P106习题5.3 A组 1、2 B组1、2 五、板书设计(略)
教学反思:教学中注意用新课程理念处理教材,采用学生自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学,师生互动,教师发挥组织者、引导者、合作者的作用,引导学生主体参与、揭示本质、经历过程。
任意角的三角函数
课 型:新授课 课 时:1课时 教材分析
本节课是三角函数这一章里非常重要的一节课,它是本章的基础,主要是从通过问题引导学生自主探究任意角的三角函数的生成过程,从而很好理解任意角的三角函数的定义。三角函数是基本初等函数,它是描述周期现象的重要数学模型,在数学和其他领域中具有重要的作用。我们要借助单位圆去理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义,为后面的学习做好准备。在本模块中,学生将通过实例学习三角函数及其基本性质,体会三角函数在解决具有变化规律的问题中的作用。 教学目标
1、知识与技能:
掌握任意角的三角函数的定义;已知角α终边上一点,会求角α的各三角函数值;记住三角函数的定义域、值域,诱导公式(一)。 2、过程与方法:
理解并掌握任意角的三角函数的定义;树立映射观点,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数;通过对定义域,三角函数值的符号,诱导公式一的推导,提高学生分析、探究、解决问题的能力。 3、情感态度与价值观:
使学生认识到事物之间是有联系的,三角函数就是角度(自变量)与比值(函数值)的一种联系方式;学习转化的思想,培养学生严谨治学、一丝不苟的科学精神。 教学重难点
重点:三角函数的定义;三角函数的定义域及其确定方法;三角函数值在各个象限内的符号以及诱导公式一
难点:任意角正弦、余弦、正切的定义 教学过程 一、复习引入
思考:我们已经学过锐角三角函数,知道它们都是以锐角为自变量,以比值为函数值的函数,你能用直角坐标系中角的终边上点的坐标来表示锐角三角函数吗?
结论:在Rt △ABC 中,设A 对边为a ,B 对边为b ,C 对边为c ,锐角A 的正弦,
sinA =
a b a , cosA =, tanA =c c b 。锐角三角函数就是以锐角为
余弦,正切依次为:
自变量,以比值为函数值的函数。
思考1:角推广后,这样的三角函数的定义不再适用,我们必须对三角函数重新定义。你能用直角坐标系中角的终边上点的坐标来表示锐角三角函数吗?
如图, 设锐角α的顶点与原点O 重合, 始边与x 轴的正半轴重合,
那么它的终
P (a , b ) r =>0. α边在第一象限. 在的终边上任取一点, 它与原点的距离
过P 作x 轴的垂线, 垂足为M , 则线段OM 的长度为a , 线段MP 的长度为b .
sin α=
MP b
=
OP r ;
则
OM a
cos α==
OP r ; tan α=
MP b
=
OM a .
思考2:对于确定的角α,这三个比值是否会随点P 在α的终边上的位置的改变而改变呢?为什么?
根据相似三角形的知识,对于确定的角α,P 在α的终边上的位置的改变而改变大小.
我们可以将点P 取在使线段OP 的长r =1的特殊位置上,sin α=
MP OM MP b
=b cos α==a tan α==OP OP OM a . ; ;
单位圆:在直角坐标系中, 我们称以原点O 为圆心, 以单位长度为半径的圆称为单位圆.
上述P 点就是α的终边与单位圆的交点, 锐角α的三角函数可以用单位圆上点的坐标表示. 二、新课讲授
1. 任意角的三角函数的定义
结合上述锐角α的三角函数值的求法, 我们应如何求解任意角的三角函数值呢? 显然, 我们可以利用单位圆来定义任意角的三角函数. 如图, 设α是一个任意角, 它的终边与单位圆交于点P (x , y ) , 那么: (1)y 叫做α的正弦, 记做sin α, 即 sin α=y ; (2)x 叫做α的余弦, 记做cos α, 即cos α=x ;
y
(3)x 叫做α的正切, 记做tan α, 即
x
tan α=
y
(x ≠0) x .
思考3:在上述三角函数定义中, 自变量是什么? 对应关系有什么特点, 函数值是什么?
说明:(1)当
α=
π
2
+k π(k ∈Z )
α的终边在y 轴上,时,终边上任意一点的横坐标x
都等于0,所以
tan α=
y
x 无意义, 除此情况外,对于确定的值α,上述三各值都
是唯一确定的实数.
(2)当α是锐角时,此定义与初中定义相同;当α不是锐角时,也能够找出三角函数,因为,既然有角,就必然有终边,终边就必然与单位圆有交点P (x , y ) ,从而就必然能够最终算出三角函数值.
(3)正弦, 余弦, 正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将这种函数统称为三角函数.
2. 利用定义求角的三角函数值
5π
例1. 求3的正弦, 余弦和正切值.
∠AOB =
5π3,
解:在直角坐标系中,作
1(, -
∠AOB 的终边与单位圆的交点坐标为
22,所以 sin
5π5π15π
==, tan =3323
5π7π
思考:如果将3变为6呢?
例2.已知角α的终边过点P 0(-3, -4) ,求角α的正弦, 余弦和正切值. 思考1:如何根据例题1解答
思考2:一般的,设角a 终边上任意一点的坐标为(x,y ), 它与原点的距离为r,
sin a =
y x y ,cos a =, tan a =r r x ,你能自己给出证明吗?
则
思考3:如果将题目中的坐标改为(-3a ,-4a ), 题目又应该怎么做? 3.三角函数的定义域和函数值符号
探究:请根据上述任意角的三角函数定义,先将正弦,余弦和正切函数在弧度制下的定义域填入下表,再将这三种函数的值再各象限的符号填入下表
例3, 求证:当下列不等式组成立时,角a 为第三象限角,反之也对
⎧sin a
⎩tan a >0
证明:如果sin a 0,所以角a 的终边可能位于第一或第三象限 所以,角a 的终边只能位于第三象限,时第三象限角 反过来,请同学们自己证明
0023π
) ;
变式训练①判断下列各式的符号 1. sin 340⋅cos 265 2. sin 4⋅tan(-4
②求函数y =tan a 的定义域 4. 诱导公式一
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的值相等,由此得到一组公式 sin(a +k ⋅2π) =sin a cos(a +k ⋅2π) =cos a
tan(a +k ⋅2π) =tan a
利用公式一,可以把任意角的三角函数值,转化为求0到2π的三角函数值 例4. 确定下列三角函数值的符号:
sin(-) 00
tan(-672) (4)tan 3π cos 2504 (1) (2) (3)
π
变式训练:求下列各式的值
cos
25π15π
+tan(-) 000034 ;(2) sin 420cos750+sin(-690)cos(-660)
(1)
三、课堂小结
任意角的三角函数的定义;三角函数的定义域及三角函数值的符号;诱导公式(一)
四、作业 P106习题5.3 A组 1、2 B组1、2 五、板书设计(略)
教学反思:教学中注意用新课程理念处理教材,采用学生自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学,师生互动,教师发挥组织者、引导者、合作者的作用,引导学生主体参与、揭示本质、经历过程。