2.探索研究

(1)复习回忆锐角三角函数

 我们已经学习过锐角三角函数,知道它们都是以锐角 为自变量,以比值为函数值,定义了角 的正弦、余弦、正切、余切的三角函数,本节课我们研究当角 是一个任意角时,其三角函数的定义及其几何表示.

(2)任意角的三角函数定义

 如图1,设 是任意角, 的终边上任意一点 的坐标是 ,当角 在第一、二、三、四象限时的情形,它与原点的距离为 ,则 .

定义:①比值 叫做 的正弦,记作 ,即 .

 ②比值 叫做 的余弦,记作 ,即 .

图1

 ③比值 叫做 的正切,记作 ,即 .

 同时提供显示任意角的三角函数所在象限的课件

提问:对于确定的角 ,这三个比值的大小和 点在角 的终边上的位置是否有关呢?

 利用三角形相似的知识,可以得出对于角 ,这三个比值的大小与 点在角 的终边上的位置无关,只与角 的大小有关.

 请同学们观察当 时, 的终边在 轴上,此时终边上任一点 的横坐标 都等于0,所以 无意义,除此之外,对于确定的角 ,上面三个比值都是惟一确定的.把上面定义中三个比的前项、后项交换,那么得到另外三个定义.

 ④比值 叫做 的余切,记作 ,则 .

 ⑤比值 叫做 的正割,记作 ,则 .

 ⑥比值 叫做 的余割,记作 ,则 .

可以看出:当 时, 的终边在 轴上,这时 的纵坐标 都等于0,所以 与 的值不存在,当 时, 的值不存在,除此之外,对于确定的角 ,比值 , , 分别是一个确定的实数,所以我们把正弦、余弦,正切、余切,正割及余割都看成是以角为自变量,以比值为函数值的函数,以上六种函数统称三角函数.

(3)三角函数是以实数为自变量的函数

 对于确定的角 ,如图2所示, , , 分别对应的比值各是一个确定的实数,因此,正弦,余弦,正切分别可看成从一个角的集合到一个比值的集合的映射,它们都是以角为自变量,以比值为函数值的函数,当采用弧度制来度量角时,每一个确定的角有惟一确定的弧度数,这是一个实数,所以这几种三角函数也都可以看成是以实数为自变量,以比值为函数值的函数.

 即:实数→角(其弧度数等于这个实数)→三角函数值(实数)

(4)三角函数的一种几何表示

 利用单位圆有关的有向线段,作出正弦线,余弦线,正切线,如下图3.

图3

 设任意角 的顶点在原点 ,始边与 轴的非负半轴重合,终边与单位圆相交于点 ,过 作 轴的垂线,垂足为 ;过点 作单位圆的切线,这条切线必然平行于轴,设它与角 的终边(当 为第一、四象限时)或其反向延长线(当 为第二、三象限时)相交于 ,当角 的终边不在坐标轴上时,我们把 , 都看成带有方向的线段,这种带方向的线段叫有向线段.由正弦、余弦、正切函数的定义有:

 这几条与单位圆有关的有向线段 叫做角 的正弦线、余弦线、正切线.当角 的终边在 轴上时,正弦线、正切线分别变成一个点;当角 的终边在 轴上时,余弦线变成一个点,正切线不存在.

(5)例题讲评

 [例1]已知角 的终边经过 ,求 的六个三角函数值(如图4).

解:∵   

 ∴

                  

 

 

 

 

 

 提问:若将 改为 ,如何求 的六个三角函数值呢?(分 , 两种情形讨论)

[例2]求下列各角的六个三角函数值

 (1) ;(2) ;(3) .

解:(1)∵当 时, ,

 ∴ , ,

  不存在, , 不存在

 (2)∵当 时, ,

 ∴ ,

  不存在 

  不存在 

 (3)当 时, ,

 ∴           

  不存在          不存在

[例3]作出下列各角的正弦线,余弦线,正切线.(1) ;(2) .

 解: , 的正弦线,余弦线,正切线分别为 .

[例4]求证:当 为锐角时, .

 证明:如右图,作单位圆,当 时作出正弦线 和正切线 ,连

 ∵

 ∴

 ∴

利用三角函数线还可以得出如下结论

  的充要条件是 为第一象限角.

  的充要条件是 为第三象限角.

练习(学生板演,利用投影仪)

 (1)角 的终边在直线 上,求 的六个三角函数值.

 (2)角 的终边经过点 ,求 , , , 的值.

 (3)说明 的理由. .

解答:

(1)先确定终边位置

 ①如 在第一象限,在其上任取一点 , ,则

  ,    

         

 ②如 在第三象限,在终边上任取一点 ,则

   ,     

           

 (2)若 ,不妨令 ,则 在第二角限

 ∴              

 (3)在 终边上任取一点 ,因为 与 终边相同,故 也为角 终边上一点,所以 成立.

 说明:以后会知道,求三角函数值的方法有多种途径.用定义求角 的三角函数值,是基本方法之一.当角终边不确定时,要首先确定终边位置,然后再在终边上取一个点来计算函数值.

 0  301211  301219  301225  301229  301235  301237  301241  301247  301249  301255  301261  301265  301267  301271  301277  301279  301285  301289  301291  301295  301297  301301  301303  301305  301306  301307  301309  301310  301311  301313  301315  301319  301321  301325  301327  301331  301337  301339  301345  301349  301351  301355  301361  301367  301369  301375  301379  301381  301387  301391  301397  301405  447090 

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