(共50张PPT)
5.2.1 三角函数的概念
新课程标准解读 核心素养
1.理解三角函数的概念,会求给定角的三角函数值,并
会判断给定角的三角函数值的符号 数学抽象、
数学运算
2.掌握诱导公式一,并能运用公式解决相关问题 逻辑推理、
数学运算
第1课时
三角函数的定义
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
初中我们就学习了锐角三角函数,如图,α为锐角, sin α= ,
cos α= ,tan α= ,三角函数值为两个边长的比值.
【问题】 如图所示,以单位圆的圆心 O 为原点,建立直角坐标系,
设点 P ( xP , yP ),你能用直角坐标系中角的终边上的点的坐标来表
示锐角α的正弦函数的定义吗?
知识点 任意角的三角函数的定义
条
件 如图,设α是一个任意角,α∈R,它
的终边 OP 与单位圆交于点 P ( x , y )
定
义 正弦 点 P 的 叫做α的正弦函数,记作 sin α,即
y =
余弦 点 P 的 叫做α的余弦函数,记作 cos α,
即 x =
正切 点 P 的纵坐标与横坐标的比值 叫做α的正切,记
作tan α,即 =
三角 函数 正弦函数 y = sin x , x ∈R;
余弦函数 y = cos x , x ∈R;
正切函数 y =tan x , x ∈{ x | x ≠ + k π( k ∈Z)}
纵坐标 y
sin α
横坐标 x
cos α
tan α( x ≠0)
提醒 三角函数定义的再理解:①三角函数是一个函数,符合函数的
定义,是由角的集合(弧度数)到一个比值的集合的函数;②三角函
数值实质是一个比值,因此分母不能为零,所以正切函数的定义域就
是使分母不为零的角的集合;③已知终边上任意一点可求三角函数值
的大小,若已知角α终边上一点 P ( x , y )不是单位圆上一点,则先
求 r = ,再求 sin α= , cos α= ,tan α= ( x ≠0).
1. 已知角α的终边经过点 ,则 sin α= - , cos α
= - ,tan α= .
解析:因为 + =1,所以点 在单位圆上,
由三角函数的定义知 sin α=- , cos α=- ,tan α= .
-
-
2. 若角α的终边经过点(1,- ),则 sin α= - .
解析:∵角α的终边经过点(1,- ),∴ x =1, y =- , r
=2,∴ sin α= =- .
3. 已知角α的终边经过点( m ,2),且 cos α=- ,则实数 m
= .
解析:由题意得 =- ,且 m <0,所以 m =-2 或 m
=2 (舍去).
-
-2
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 单位圆法求三角函数值
【例1】 利用定义求 的正弦、余弦和正切值.
解:如图所示, 的终边与单位圆的交点为 P ,过
点 P 作 PB ⊥ x 轴于点 B ,在△ OPB 中,| OP |=
1,∠ POB = .
则| PB |= ,| OB |= ,则 P .
所以 sin = , cos =- ,tan = =- .
通性通法
单位圆法求三角函数值的策略
(1)确定角的终边与单位圆的交点的坐标;
(2)根据三角函数的定义 sin α= y ; cos α= x ;tan α= ( x
≠0).
【跟踪训练】
1. 设角α的终边与单位圆相交于点 P ,则 sin α- cos α=
( )
A. - B. -
C. D.
解析: 角α的终边与单位圆相交于点 P ,则 sin α=-
, cos α= ,所以 sin α- cos α=- - =- .故选A.
2. 在平面直角坐标系中,角α的终边与单位圆交于点 A ,点 A 的纵坐
标为 ,求tan α.
解:由题意,设点 A 的坐标为 ,所以 x2+ =1,解得 x
= 或- .
当 x = 时,角α在第一象限,tan α= = ;
当 x =- 时,角α在第二象限,tan α= =- .
题型二 坐标法求三角函数值
【例2】 (1)已知角α的终边过点 P (-3 a ,4 a )( a ≠0),求2
sin α+ cos α的值;
解: r = =5| a |,
①若 a >0,则 r =5 a ,角α在第二象限.
sin α= = = ,
cos α= = =- ,
所以2 sin α+ cos α= - =1.
②若 a <0,则 r =-5 a ,角α在第四象限,
sin α= =- , cos α= = .
所以2 sin α+ cos α=- + =-1.
(2)在平面直角坐标系中,角α的终边在直线 y =-2 x 上,求 sin
α, cos α,tan α的值.
解: 当 α的终边位于第二象限时,在α的终边上取一点 P
(-1,2),则 r = = ,
所以 sin α= = , cos α= =- ,tan α= =-2.
当α的终边位于第四象限时,在α的终边上取一点P'(1,-
2),则 r = = ,
所以 sin α= =- , cos α= = ,tan α= =-2.
通性通法
坐标法求三角函数值的策略
在α的终边上任选一点 P ( x , y ),设 P 到原点的距离为 r ( r
>0),则 sin α= , cos α= .当已知α的终边上一点求α的三角
函数值时,用该方法更方便.
【跟踪训练】
1. 已知角α的终边上一点 P ( m , ),且 cos α= ,则 m
= .
解析:由题意得 x = m , y = ,∴ r =| OP |= ,
∴ cos α= = = ,显然 m >0,解得 m = .
2. 已知角α的终边为射线 y =- x ( x ≥0),求角α的正弦、余弦
和正切值.
解:取射线 y =- x ( x ≥0)上一点( ,- ),则 r =1.
∴ sin α= =- , cos α= = ,tan α= =- .
1. 若tan α=- ,且角α的终边经过点 P ( x ,2),则 P 点的横坐
标 x =( )
A. 2 B. ±2
C. D. -
解析: 由正切函数的定义可知tan α= ,又∵tan α=- ,
∴- = ,即 x =- .
2. 如果角α的终边过点(2 sin 30°,-2 cos 30°),那么 sin α=
( )
A. B. -
C. D. -
解析: 依题意可知点(2 sin 30°,-2 cos 30°),即(1,-
),则 r = =2,因此 sin α= =- .
3. 若 sin α= , cos α=- ,则在角α终边上的点为( )
A. (-4,3) B. (3,-4)
C. (4,-3) D. (-3,4)
解析: 由三角函数的定义知 x =-4, y =3, r =5时,选项A满
足题意.
4. 已知角α的终边在射线3 x - y =0( x ≤0)上,求 sin α的值.
解:∵角α的终边在射线3 x - y =0( x ≤0)上,
∴角α的终边在第三象限.
在角α的终边上取一点 P (-1,-3),
∴点 P 到原点的距离 r = , sin α= = =- .
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 已知角α的终边过点 P (1,-1),则 sin α· cos α·tan α=
( )
A. - B.
解析:B r = = ,由三角函数定义知, sin α=
=- , cos α= = ,tan α= =-1,故 sin α· cos
α·tan α= × ×(-1)= .
C. D. -
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2. 已知角α的终边与单位圆交于点 P ,则 sin α·tan α=
( )
A. - B. ±
C. - D. ±
解析: ∵点 P 在单位圆上,∴ + y2=1,∴ y2=
.由三角函数的定义可得 sin α= y ,tan α= ,因此 sin α·tan α
= =- ,故选C.
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3. 以原点为圆心的单位圆上一点 P 从(1,0)出发,沿逆时针方向运
动 弧长到达点 Q ,则点 Q 的坐标为( )
A. B.
C. D.
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解析: 设单位圆的半径为 r ,点 P 运动所形成的圆弧 的长为
l ,则 r =1, l = ,∴ 对应的圆心角α= = =2π+ .∴点
Q 在第一象限,设 Q ( x , y ),由任意角的三角函数定义,可得 x
= cos = , y = sin = .∴点 Q 的坐标为 .
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4. 已知角α终边上异于原点的一点 P 且| PO |= r ,则点 P 的坐标为
( )
A. P ( sin α, cos α) B. P ( cos α, sin α)
C. P ( r sin α, r cos α) D. P ( r cos α, r sin α)
解析: 设 P ( x , y ),则 r =| PO |= ,又 sin α=
, cos α= ,∴ y = r sin α, x = r cos α,∴ P ( r cos α, r sin
α),故选D.
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5. (多选)若角α的终边过点 P (-3,-2),则( )
A. sin αtan α<0 B. cos αtan α<0
C. sin α cos α>0 D. sin α cos α<0
解析:ABC 由 P (-3,-2),可得 r = , sin α=- <
0, cos α= <0,tan α= >0,所以 sin αtan α<0, cos
αtan α<0, sin α cos α>0.故A、B、C正确.
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6. (多选)若角α的终边经过点 P ( x ,-3)且 sin α=- ,
则 x =( )
A. - B. -1
C. 1 D.
解析: r =| OP |= ,∵ sin α= = =
- ,解得 x2=1,∴ x =±1.
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7. 已知角α的终边与单位圆的交点为 P (- ,- ),则 sin α
- cos α= .
解析:由三角函数的单位圆定义得 sin α=- , cos α=-
,因此, sin α- cos α=- .
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8. 已知点 M 是单位圆上的点,以射线 OM 为终边的角α的正弦值为-
,则tan α= .
解析:设 M ( x , y ),∵ r =1,∴ sin α= y =- ,∴ x2=1-
y2=1- = ,∴ x =± ,∴tan α= =±1.
±1
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9. 已知角θ的顶点与原点重合,始边与 x 轴非负半轴重合,终边过点
A ( t ,2 t )( t <0),则 sin θ= - , cos θ= - .
解析: r =| OA |= = =- t ,则 sin θ=
= =- , cos θ= =- .
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10. 已知角α的终边上一点 P ( m ,- )( m ≠0),且 cos α=
.
(1)求 m 的值;
解: 由题设知 r =| OP |= =
( O 为坐标原点),因此 cos α= = ,
∴2 = ,解得 m =± .
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(2)求 sin α和tan α.
解: 当 m = 时, sin α=- ,tan α=- .
当 m =- 时, sin α=- ,tan α= .
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11. 角α的终边与直线 y =3 x 重合,且 sin α<0,又 P ( m , n )是
角α终边上一点,且 m2+ n2=10,则 m - n =( )
A. 2 B. -2
C. 4 D. -4
解析: 由题意知 所以 m =-1,
n =-3.所以 m - n =2.故选A.
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12. (多选)已知角α的终边过点 P (-3 m , m )( m ≠0),则 sin
α的值可以是( )
A. B.
C. - D. -
解析: 因为角α的终边过点 P (-3 m , m )( m ≠0),所
以 r = = | m |,所以 sin α= .当
m >0时, sin α= ;当 m <0时, sin α=- .
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13. 若点 P 在角 的终边所在的直线上,且| OP |=2(点 O 为坐标
原点),则点 P 的坐标为 .
解析:点 P 在角 的终边所在的直线上,且| OP |=2(点 O 为
坐标原点),设点 P 的坐标为( a , b ),则 a2+ b2=4,且tan
=- = ,求得 a = , b =-1,或 a =- , b =1,故点 P
的坐标为( ,-1)或(- ,1).
( ,-1)或(- ,1)
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14. 张明做作业时,遇到了这样的一道题:若已知角θ终边上一点 P
( x ,3)( x ≠0),且 cos θ= x ,问:能否求出 sin θ,
cos θ的值?若能,求出其值;若不能,请说明理由.他对此题百
思不得其解,你能帮张明解答此题吗?
解:由题意,得 r =| OP |= ,
则 cos θ= = .
∵ cos θ= x ,
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∴ = x .
∵ x ≠0,∴ x =1或 x =-1.
当 x =1时,点 P 的坐标为(1,3),角θ为第一象限角,
此时, sin θ= = , cos θ= ;
当 x =-1时,点 P 的坐标为(-1,3),角θ为第二象限角,
此时, sin θ= , cos θ=- .
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15. 平面直角坐标系中,设角α的终边上任意一点 P 的坐标是( x ,
y ),它与原点的距离是 r ( r >0),规定:比值 叫做α的正
余混弦,记作sch α.若sch α= (0<α<π),则tan α=
( )
A. - B.
C. - D.
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解析: 由题意得sch α= = = (0<α<π),
∴25( y - x )2= x2+ y2,且 y > x ,即24( )2-50 +24=0,
且 y > x ,解得 = .故tan α= .
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16. 若α∈(0, ),证明 sin α+ cos α>1.
证明:设角α的顶点与原点重合,始边与 x 轴的非负半轴重合,
则角α的终边与单位圆的交点 P 在第一象限,设点 P 的坐标为
( x , y ).
法一 易知0< x <1,0< y <1, x2+ y2=1.
因为 x2+ y2=1,( x + y )2= x2+ y2+2 xy >1,所以 x + y >1.
由三角函数的定义可知 sin α= y , cos α= x ,所以 sin α+ cos α
>1.
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法二 如图,过点 P 作 PM ⊥ x 轴,垂足为 M ,则 sin α
=| MP |, cos α=| OM |,| OP |=1,由三角形
两边之和大于第三边,可知| MP |+| OM |>|
OP |,即 sin α+ cos α>1.
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谢 谢 观 看!第1课时 三角函数的定义
1.已知角α的终边过点P(1,-1),则sin α·cos α·tan α=( )
A.- B.
C. D.-
2.已知角α的终边与单位圆交于点P,则sin α·tan α=( )
A.- B.±
C.- D.±
3.以原点为圆心的单位圆上一点P从(1,0)出发,沿逆时针方向运动弧长到达点Q,则点Q的坐标为( )
A. B.
C. D.
4.已知角α终边上异于原点的一点P且|PO|=r,则点P的坐标为( )
A.P(sin α,cos α) B.P(cos α,sin α)
C.P(rsin α,rcos α) D.P(rcos α,rsin α)
5.(多选)若角α的终边过点P(-3,-2),则( )
A.sin αtan α<0 B.cos αtan α<0
C.sin αcos α>0 D.sin αcos α<0
6.(多选)若角α的终边经过点P(x,-3)且sin α=-,则x=( )
A.- B.-1
C.1 D.
7.已知角α的终边与单位圆的交点为P(-,-),则sin α-cos α= .
8.已知点M是单位圆上的点,以射线OM为终边的角α的正弦值为-,则tan α= .
9.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x轴非负半轴重合,终边过点A(t,2t)(t<0),则sin θ= ,cos θ= .
10.已知角α的终边上一点P(m,-)(m≠0),且cos α=.
(1)求m的值;
(2)求sin α和tan α.
11.角α的终边与直线y=3x重合,且sin α<0,又P(m,n)是角α终边上一点,且m2+n2=10,则m-n=( )
A.2 B.-2
C.4 D.-4
12.(多选)已知角α的终边过点P(-3m,m)(m≠0),则sin α的值可以是( )
A. B.
C.- D.-
13.若点P在角的终边所在的直线上,且|OP|=2(点O为坐标原点),则点P的坐标为 .
14.张明做作业时,遇到了这样的一道题:若已知角θ终边上一点P(x,3)(x≠0),且cos θ=x,问:能否求出sin θ,cos θ的值?若能,求出其值;若不能,请说明理由.他对此题百思不得其解,你能帮张明解答此题吗?
15.平面直角坐标系中,设角α的终边上任意一点P的坐标是(x,y),它与原点的距离是r(r>0),规定:比值叫做α的正余混弦,记作sch α.若sch α=(0<α<π),则tan α=( )
A.- B.
C.- D.
16.若α∈(0,),证明sin α+cos α>1.
第1课时 三角函数的定义
1.B r==,由三角函数定义知,sin α==-,cos α==,tan α==-1,故sin α·cos α·tan α=××(-1)=.
2.C ∵点P在单位圆上,∴+y2=1,∴y2=.由三角函数的定义可得sin α=y,tan α=,因此sin α·tan α==-,故选C.
3.D 设单位圆的半径为r,点P运动所形成的圆弧的长为l,则r=1,l=,∴对应的圆心角α===2π+.∴点Q在第一象限,设Q(x,y),由任意角的三角函数定义,可得x=cos=,y=sin=.∴点Q的坐标为.
4.D 设P(x,y),则r=|PO|=,又sin α=,cos α=,∴y=rsin α,x=rcos α,∴P(rcos α,rsin α),故选D.
5.ABC 由P(-3,-2),可得r=,sin α=-<0,cos α=<0,tan α=>0,所以sin αtan α<0,cos αtan α<0,sin αcos α>0.故A、B、C正确.
6.BC r=|OP|=,∵sin α===-,解得x2=1,∴x=±1.
7.- 解析:由三角函数的单位圆定义得sin α=-,cos α=-,因此,sin α-cos α=-.
8.±1 解析:设M(x,y),∵r=1,∴sin α=y=-,∴x2=1-y2=1-=,∴x=±,∴tan α==±1.
9.- - 解析:r=|OA|===-t,则sin θ===-,cos θ==-.
10.解:(1)由题设知r=|OP|==(O为坐标原点),因此cos α==,
∴2=,解得m=±.
(2)当m=时,sin α=-,tan α=-.
当m=-时,sin α=-,tan α=.
11.A 由题意知 所以m=-1,n=-3.所以m-n=2.故选A.
12.AC 因为角α的终边过点P(-3m,m)(m≠0),所以r==|m|,所以sin α=.当m>0时,sin α=;当m<0时,sin α=-.
13.(,-1)或(-,1) 解析:点P在角的终边所在的直线上,且|OP|=2(点O为坐标原点),设点P的坐标为(a,b),则a2+b2=4,且tan=-=,求得a=,b=-1,或a=-,b=1,故点P的坐标为(,-1)或(-,1).
14.解:由题意,得r=|OP|=,
则cos θ==.
∵cos θ=x,
∴=x.
∵x≠0,∴x=1或x=-1.
当x=1时,点P的坐标为(1,3),角θ为第一象限角,
此时,sin θ==,
cos θ=;
当x=-1时,点P的坐标为(-1,3),角θ为第二象限角,
此时,sin θ=,cos θ=-.
15.D 由题意得sch α===(0<α<π),∴25(y-x)2=x2+y2,且y>x,即24()2-50+24=0,且y>x,解得=.故tan α=.
16.证明:设角α的顶点与原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,则角α的终边与单位圆的交点P在第一象限,设点P的坐标为(x,y).
法一 易知0<x<1,0<y<1,x2+y2=1.
因为x2+y2=1,(x+y)2=x2+y2+2xy>1,所以x+y>1.
由三角函数的定义可知sin α=y,cos α=x,所以sin α+cos α>1.
法二 如图,过点P作PM⊥x轴,垂足为M,则sin α=|MP|,cos α=|OM|,|OP|=1,由三角形两边之和大于第三边,可知|MP|+|OM|>|OP|,即sin α+cos α>1.
2 / 25.2 三角函数的概念
5.2.1 三角函数的概念
新课程标准解读 核心素养
1.理解三角函数的概念,会求给定角的三角函数值,并会判断给定角的三角函数值的符号 数学抽象、数学运算
2.掌握诱导公式一,并能运用公式解决相关问题 逻辑推理、数学运算
第1课时 三角函数的定义
初中我们就学习了锐角三角函数,如图,α为锐角,sin α=,cos α=,tan α=,三角函数值为两个边长的比值.
【问题】 如图所示,以单位圆的圆心O为原点,建立直角坐标系,设点P(xP,yP),你能用直角坐标系中角的终边上的点的坐标来表示锐角α的正弦函数的定义吗?
知识点 任意角的三角函数的定义
条件 如图,设α是一个任意角,α∈R,它的终边OP与单位圆交于点P(x,y)
定义 正弦 点P的 叫做α的正弦函数,记作sin α,即y=
余弦 点P的 叫做α的余弦函数,记作cos α,即x=
定义 正切 点P的纵坐标与横坐标的比值 叫做α的正切,记作tan α,即=
三角 函数 正弦函数y=sin x,x∈R; 余弦函数y=cos x,x∈R; 正切函数y=tan x,x∈{x|x≠+kπ(k∈Z)}
提醒 三角函数定义的再理解:①三角函数是一个函数,符合函数的定义,是由角的集合(弧度数)到一个比值的集合的函数;②三角函数值实质是一个比值,因此分母不能为零,所以正切函数的定义域就是使分母不为零的角的集合;③已知终边上任意一点可求三角函数值的大小,若已知角α终边上一点P(x,y)不是单位圆上一点,则先求r=,再求sin α=,cos α=,tan α=(x≠0).
1.已知角α的终边经过点,则sin α= ,cos α= ,tan α= .
2.若角α的终边经过点(1,-),则sin α= .
3.已知角α的终边经过点(m,2),且cos α=-,则实数m= .
题型一 单位圆法求三角函数值
【例1】 利用定义求的正弦、余弦和正切值.
通性通法
单位圆法求三角函数值的策略
(1)确定角的终边与单位圆的交点的坐标;
(2)根据三角函数的定义sin α=y;cos α=x;tan α=(x≠0).
【跟踪训练】
1.设角α的终边与单位圆相交于点P(,-),则sin α-cos α=( )
A.- B.-
C. D.
2.在平面直角坐标系中,角α的终边与单位圆交于点A,点A的纵坐标为,求tan α.
题型二 坐标法求三角函数值
【例2】 (1)已知角α的终边过点P(-3a,4a)(a≠0),求2sin α+cos α的值;
(2)在平面直角坐标系中,角α的终边在直线y=-2x上,求sin α,cos α,tan α的值.
通性通法
坐标法求三角函数值的策略
在α的终边上任选一点P(x,y),设P到原点的距离为r(r>0),则sin α=,cos α=.当已知α的终边上一点求α的三角函数值时,用该方法更方便.
【跟踪训练】
1.已知角α的终边上一点P(m,),且cos α=,则m= .
2.已知角α的终边为射线y=-x(x≥0),求角α的正弦、余弦和正切值.
1.若tan α=-,且角α的终边经过点P(x,2),则P点的横坐标x=( )
A.2 B.±2
C. D.-
2.如果角α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),那么sin α=( )
A. B.-
C. D.-
3.若sin α=,cos α=-,则在角α终边上的点为( )
A.(-4,3) B.(3,-4)
C.(4,-3) D.(-3,4)
4.已知角α的终边在射线3x-y=0(x≤0)上,求sin α的值.
第1课时 三角函数的定义
【基础知识·重落实】
知识点
纵坐标y sin α 横坐标x cos α tan α(x≠0)
自我诊断
1.- - 解析:因为+=1,所以点在单位圆上,由三角函数的定义知sin α=-,cos α=-,tan α=.
2.- 解析:∵角α的终边经过点(1,-),∴x=1,y=-,r=2,∴sin α==-.
3.-2 解析:由题意得=-,且m<0,所以m=-2或m=2(舍去).
【典型例题·精研析】
【例1】 解:如图所示,的终边与单位圆的交点为P,过点P作PB⊥x轴于点B,在△OPB中,|OP|=1,∠POB=.
则|PB|=,|OB|=,
则P.
所以sin =,cos=-,tan==-.
跟踪训练
1.A 角α的终边与单位圆相交于点P,则sin α=-,cos α=,所以sin α-cos α=--=-.故选A.
2.解:由题意,设点A的坐标为,所以x2+=1,解得x=或-.
当x=时,角α在第一象限,tan α==;
当x=-时,角α在第二象限,tan α==-.
【例2】 解:(1)r==5|a|,
①若a>0,则r=5a,角α在第二象限.
sin α===,
cos α===-,
所以2sin α+cos α=-=1.
②若a<0,则r=-5a,角α在第四象限,
sin α==-,cos α==.
所以2sin α+cos α=-+=-1.
(2)当 α的终边位于第二象限时,在α的终边上取一点P(-1,2),
则r==,
所以sin α==,cos α==-,tan α==-2.
当α的终边位于第四象限时,在α的终边上取一点P'(1,-2),
则r==,
所以sin α==-,cos α==,tan α==-2.
跟踪训练
1. 解析:由题意得x=m,y=,∴r=|OP|=,∴cos α===,显然m>0,解得m=.
2.解:取射线y=-x(x≥0)上一点(,-),则r=1.
∴sin α==-,cos α==,tan α==-.
随堂检测
1.D 由正切函数的定义可知tan α=,又∵tan α=-,∴-=,即x=-.
2.D 依题意可知点(2sin 30°,-2cos 30°),即(1,-),则r==2,因此sin α==-.
3.A 由三角函数的定义知x=-4,y=3,r=5时,选项A满足题意.
4.解:∵角α的终边在射线3x-y=0(x≤0)上,
∴角α的终边在第三象限.
在角α的终边上取一点P(-1,-3),
∴点P到原点的距离r=,sin α===-.
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