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第五章 三角函数
5.2 三角函数的概念
5.2.1 三角函数的概念
复习引入:如图,直角三角形ABC中,∠C=90°,若已知a=3,b=4,c=5,试求sinA,cosB,sinB,cosA,tanA,tanB的值.
在直角三角形中,我们能求锐角的三角函数值,若角是任意大小的角,我们还能求它的三角函数值吗?
如图,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的坐标为(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.
探究1. 时点P的坐标是什么?
如图,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的坐标为(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.
探究2.任意给定一个角α,它的终边OP与单位圆的交点P的坐标唯一确定吗?
一般地,任意给定一个角α,它的终边OP与单位圆的交点P的坐标,是唯一确定的,所以,点P的横坐标x、纵坐标y都是角α的函数.
任意角三角函数
设α是一个任意角,α∈R,它的终边OP与单位圆相较于点P(x,y).
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y与横坐标x的比值叫做α的正切函数,记作tan α ,即
任意角三角函数
我们将正弦函数、余弦函数和正切函数统称为三角函数,
通常将它们记为:
正弦函数 y = sin x ,x∈R;
余弦函数 y = cos x ,x∈R;
正切函数 y = tanx , (k∈Z).
例1.求 的正弦、余弦和正切值.
x
y
O
B
A
解:在直角坐标系中,作 .
则 的终边与单位圆的交点坐标为
所以
练习:利用三角函数定义,求 的正弦、余弦和正切值.
x
y
O
P(x,y)
设α是一个任意角,α∈R,它的终边上任意一点
P的坐标为P(x,y),点P与原点的距离为r.
练习.已知角 的终边过点P(-12,5),求 的正弦、余弦和正切值.
三角函数值在各象限的符号
三角函数的定义告诉我们,三角函数在各象限内的符号,取决于x,y的符号.
(1) sin α = y,因此sin α的符号与y的符号相同,当α的终边在第 象限时,sin α>0;当α的终边在第 象限时,sin α<0;
一、二
三、四
(2) cos α = x,因此cos α的符号与x的符号相同,当α的终边在第 象限时,cos α>0;当α的终边在第 象限时,cos α<0;
(3) ,因此tan α的符号由x、y确定,当α的终边在第 象限时, xy >0 , tan α >0;当α的终边在第 象限时, xy <0 , tan α <0.
一、四
二、三
一、三
二、四
一全正、二正弦、三正切、四余弦
例2. 判断下列各式的符号:
解:
(1)sin α·cos α (其中α是第二象限角);
(2)sin 285°cos (-105°);
(1)∵ α是第二象限角,∴sin α>0,cos α <0 ,∴ sin α·cos α <0 .
(2)∵ 285°是第四象限角,∴sin 285°<0,∵-105°是第三象限角,∴cos (-105°) <0 ,∴sin 285°cos (-105°) >0 .
总结:准确确定三角函数值中角所在象限是基础,准确记忆三角函数在各象限的符号是解决这类问题的关键.可以利用口诀“一全正、二正弦、三正切、四余弦”来记忆.
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值相等.
sin (α+k·2π) = sin α ,
cos (α+k·2π) = cos α ,(k∈Z)
tan (α+k·2π) = tan α ,
作用:把求任意角的三角函数值转化为求0~2π(或0°~360°)角的三角函数值.
练习.确定下列三角函数值的符号.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
正
负
0
负
正
课堂小结
1.任意角的三角函数
设α是一个任意角,它的终边上任意一点P的坐标为P(x,y),点P与原点的距离为r.
2.三角函数值在各象限的符号
一全正、二正弦、三正切、四余弦
3.诱导公式(一)
sin (α+k·2π) = sin α ,
cos (α+k·2π) = cos α ,(k∈Z)
tan (α+k·2π) = tan α ,