题目内容
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0°-360°间的角的三角函数
在初中,我们学习过锐角的正弦、余弦、正切和余切四种三角函数,即在图1所示的直角三角形ABC,∠A是锐角,那么sinA=,cosA=,tanA=,cotA=
为了研究需要,我们再从另一个角度来规定一个角的三角函数的意义:
设有一个角α,我们以它的顶点作为原点,以它的始边作为x轴的正半轴ox,建立直角坐标系(图2),在角α的终边上任取一点P,它的横坐标是x,纵坐标是y,点P和原点(0,0)的距离为r=(r总是正的),然后把角α的三角函数规定为:sinα=,cosα=,tanα=,cotα=
我们知道,图1的四个比值的大小与角A的大小有关,而与直角三角形的大小无关,同样图2中四个比值的大小也仅与角α的大小有关,而与点P在角α的终边位置无关.
比较图1与图2,可以看出一个角的三角函数的意义的两种规定实际上是一样的,根据第二种定义回答下列问题.
(1)若90°<α<180°,则角α的三角函数值sinα、cosα、tanα、cotα,其中取正值的是哪几个?
(2)若角α的终边与直线y=2x重合,求sinα+cosα的值.
(3)若角α是钝角,其终边上一点P(x,),且cosα=x,求tanα的值.
(4)若0°≤α≤90°,求sinα+cosα的取值范围.
【答案】(1)sinα;(2)或;(3);(4)1≤sinα+cosα≤.
【解析】
(1)由点P(x,y)在第二象限,推出x<0,y>0,根据sinα=,cosα=,tanα=,cotα=,即可判断;
(2)分两种情形讨论即可解决问题;
(3)如图2中,作PE⊥x轴于E.想办法求出OE的长,根据三角函数的定义即可解决问题;
(4)当α=0°或90°时,得到sinα+cosα的最小值sinα+cosα=1,当α=45°时,得到sinα+cosα的最大值,sinα+cosα=,由此即可解决问题.
(1)∵点P(x,y)在第二象限,
∴x<0,y>0,
∵sinα=,cosα=,tanα=,cotα=,
∴sinα>0,cosα<0,tanα<0,cotα<0,
∴取取正值的是sinα.
(2)如图1中,
①当点P在第一象限时,作PE⊥x轴于E.设OE=a,则PE=2a,OP=a,
∴sinα+cosα=.
②当点P在第三象限时,作PE⊥x轴于E.设OE=a,则PE=2a,OP=a,
∴sinα+cosα=.
综上所述,sinα+cosα=或.
(3)如图2中,作PE⊥x轴于E.
由题意PE=,cosα=,
∴OP=2,
∴OE=,
∴tanα=.
(4)当α=0°或90°时,得到sinα+cosα的最小值sinα+cosα=1,
当α=45°时,得到sinα+cosα的最大值,sinα+cosα=,
∴1≤sinα+cosα≤.