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5.2 三角函数的概念
5.2.2 同角三角函数的基本关系
复习导入
2.上节课的学习中,我们得到了公式一,即终边相同的角的同一三角函数值相等.
公式一
其中
思考1:那么,终边相同的角的三个三角函数值之间是否也有某种关系呢?
因为三个三角函数值都是由角的终边与单位圆交点所唯一确定的,所以终边相同的角的三个三角函数值一定有内在联系.由公式一可知,我们不妨讨论同一个角的三个三角函数值之间的关系.
1.任意角的三角函数的定义
新知探索
如图,设点是角的终边与单位圆的交点.过作轴的垂线,交轴于,则是直角三角形,而且
由勾股定理有:因此,即
显然,当的终边与坐标轴重合时,这个公式也成立.
根据三角函数的定义,当时,有:
这就是说,同一个角的正弦、余弦的平方和等于1,商等于角的正切.
平方关系
商数关系
同一个角的正弦、余弦的平方和等于1,商等于这个角的正切.
同角三角函数的基本关系
新知探索
思考:“同角”一词的含义是什么?
(1)注意“同角”,这里“同角”有两层含义,一是“角相同”,二是对“任意”一个角(在使函数有意义的前提下)关系式都成立,即与角的表达形式无关,如sin23α+cos23α=1成立,但是sin2α+cos2β=1就不一定成立.
(2)注意同角三角函数的基本关系式都是对于使它们有意义的角而言的,sin2α+cos2α=1对一切α∈R恒成立,而tan α=仅对α≠+kπ(k∈Z)成立.
新知探索
辨析1:判断正误.
(1)对任意角,都成立.( )
(2)对任意角,都成立.( )
(3)因为,所以成立,其中、为任意角.( )
(4)对任意角,都成立.( )
√
×
×
×
新知探索
辨析2:(1)已知,则等于( ).
A. B. C. D.
(2)已知,则
A
平方关系
商数关系
变形
变形
思考:对于平方关系 可作哪些变形?
新知探索
解
例析
题型一:利用同角三角函数的基本关系求值
变1.已知求的值.
解:因为,所以是第三象限角或第四象限角.
由得:
如果是第三象限角,那么于是,
从而
如果是第四象限角,那么于是,
从而
没有说明α是 第几象限角,怎么办呢?
练习
方程(组)思想
这两个关系是不是很给力?可以做到知一求二!
思维升华
思考:结合例1、变式1能否总结出求同角三角函数值的一般步骤?
思维升华
求同角三角函数值的一般步骤:
1.根据已知三角函数值的符号,确定角所在象限;
2.对角所在象限进行分类讨论;
3.利用两个基本关系式求出其他三角函数值;
4.根据角所在象限确定由平方关系开方后的符号,进而求出其三角函数值.
例析
例2.求证:.
证法1:由,知,所以
于是左边
右边.
所以,原式成立.
今后,除特殊注明外,我们假定三角恒等式是在使两边都有意义的情况下的恒等式.
等式左边恒等变形
题型二:应用同角三角函数关系式化简与证明
例析
例2.求证:.
证法2:因为
且,,
所以.
等价转化
题型二:应用同角三角函数关系式化简与证明
例析
例2.求证:.
=0
.
作差法
题型二:应用同角三角函数关系式化简与证明
思考:恒等式证明常用方法
思维升华
基本思路:
1.从一边开始证明它的另一边,一般由繁到简,通过恒等式变形得到另一个式子,例2证法1。
2.考虑选取与原式等价的式子,通过等价转化推出原式,例3证法2。
3.作差比较大小,例3证法3。
能力提升
2.化简:
【解】
能力提升
(2)(1+)
(2)(1+)
=(1+)
=
3.求证:
【证明】
左边=右边,得证
能力提升
1.同角三角函数的基本关系
平方关系:
商数关系:
课堂小结&作业
3.已知tanα,求sinα,cosα
2.已知sinα(或cosα)求其它
4.注意分象限讨论
课堂小结&作业
课堂小结&作业
作业:
(1)整理本节课的题型;
(2)优化方案P132的练习