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复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新” 打通应考之“脉”
第7章
三角函数
7.1 角与弧度
7.1.1 任意角
学习任务 核心素养
1.了解任意角的概念,了解两角的和、互为相反角和两角的差的概念. 2.理解象限角的概念及终边相同的角的含义.(重点) 3.掌握判断象限角及表示终边相同的角的方法.(难点) 1.通过终边相同角的计算,培养数学运算素养.
2.借助任意角的终边位置的确定,提升逻辑推理素养.
初中对角的定义是:射线OA绕端点O按逆时针方向旋转一周回到起始位置,在这个过程中可以得到0°~360°范围内的角.但是现实生活中随处可见超出0°~360°范围的角.例如体操中有“前空翻转体540°”,主动轮和被动轮的旋转方向不一致.如何定义角才能解决这些问题呢?
必备知识·情境导学探新知
知识点1 任意角的概念
(1)角的概念:一个角可以看作平面内__________绕着__________从一个位置______到另一个位置所形成的图形.射线的端点称为角的顶点,射线旋转的__________和__________称为角的始边和终边.
一条射线
它的端点
旋转
开始位置
终止位置
(2)角的分类:按旋转方向可将角分为如下三类:
类型 定义 图示
正角 按____________旋转所形成的角
负角 按____________旋转所形成的角
零角 一条射线____________旋转,称它形成了一个零角
逆时针方向
顺时针方向
没有作任何
思考 1.如果一个角的始边与终边重合,那么这个角一定是零角吗?
[提示] 不一定.若角的终边未作旋转,则这个角是零角;若角的终边作了旋转,则这个角就不是零角.
(3)两角的和、互为相反角、两角的差:
对于两个任意角α,β,将角α的终边旋转角β(当β是正角时,按逆时针方向旋转;当β是负角时,按顺时针方向旋转;当β是零角时,不旋转),这时________________称为α与β的和,记作α+β.射线OA绕端点O分别按逆时针方向、顺时针方向旋转相同的量所成的两个角称为互为相反角.角α的相反角记为_____,于是有α-β=____________.
终边所对应的角
-α
α+(-β)
体验 1.如图,角α=________,β=________.
240°
240° -120° [α是按逆时针方向旋转的,为240°,β是按顺时针方向旋转的,为-120°.]
-120°
知识点2 象限角与轴线角
(1)象限角:以角的______为坐标原点,角的______为x轴正半轴,建立平面直角坐标系.这样,角的终边(除端点外)在第几象限,就说这个角是第几象限角.
(2)轴线角:终边在________上的角.
体验 2.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)180°角是第二象限角. ( )
(2)-30°角是第四象限角. ( )
(3)第一象限内的角都小于第二象限内的角. ( )
顶点
始边
坐标轴
×
√
×
知识点3 终边相同的角
与角α终边相同的角的集合为_____________________________.
思考 2.终边相同的角一定相等吗?其表示方法唯一吗?
[提示] 终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同.终边相同的角的表示方法不唯一.
{β|β=k·360°+α,k∈Z}
体验 3.与-215°角终边相同的角的集合可表示为_____________ ___________________.
{β|β=k·360°-215°,k∈Z} [由终边相同的角的表示可知与
-215°角终边相同的角的集合是{β|β=k·360°-215°,k∈Z}.]
{β|β=k·360°
-215°,k∈Z}
类型1 角的概念辨析
【例1】(1)给出下列说法:
①锐角都是第一象限角;②第一象限角一定不是负角;③小于180°的角是钝角、直角或锐角;④始边和终边重合的角是零角.
其中正确说法的序号为________(把正确说法的序号都写上).
(2)已知角的顶点与坐标原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,作出下列各角,并指出它们是第几象限角.
①420°;②855°;③-510°.
关键能力·合作探究释疑难
①
(1)① [①锐角是大于0°且小于90°的角,终边落在第一象限,是第一象限角,所以①正确;
②-350°角是第一象限角,但它是负角,所以②错误;
③0°角是小于180°的角,但它既不是钝角,也不是直角或锐角,所以③错误;
④360°角的始边与终边重合,但它不是零角,所以④错误.]
(2)[解] 作出各角的终边,如图所示:
由图可知:
①420°角是第一象限角.
②855°角是第二象限角.
③-510°角是第三象限角.
反思领悟 1.理解角的概念的关键与技巧
(1)关键:正确理解象限角与锐角、直角、钝角、平角、周角等概念.
(2)技巧:判断命题为真需要证明,而判断命题为假只要举出反例即可.
2.象限角的判定方法
(1)在坐标系中画出相应的角,观察终边的位置,确定象限.
(2)第一步,将α写成α=k·360°+β(k∈Z,0°≤β<360°)的形式;
第二步,判断β的终边所在的象限;
第三步,根据β的终边所在的象限,即可确定α的终边所在的象限.
提醒:理解任意角这一概念时,要注意“旋转方向”决定角的“正负”,“旋转幅度”决定角的“绝对值大小”.
[跟进训练]
1.时钟走了3小时20分,则时针所转过的角的度数为________,分针转过的角的度数为______________.
-100° -1 200° [时针每小时转30°,分针每小时转360°,由于旋转方向均为顺时针方向,故转过的角度均为负值,又3小时20分等于小时,故时针转过的角度为-×30°=-100°;分针转过的角度为-×360°=-1 200°.]
-100°
-1 200°
类型2 终边相同的角与象限角
【例2】【链接教材P170例1】
已知α=-1 910°.
(1)把α写成β+k·360°(k∈Z,0°≤β<360°)的形式,并指出它是第几象限角;
(2)求θ,使θ与α的终边相同,且-720°≤θ<0°;
(3)若与α终边相同的最大负角、最小正角分别为θ1,θ2,求θ1+θ2.
[思路点拨] (1)把α写成β+k·360°(k∈Z,0°≤β<360°)的形式后,判断β所在的象限即可.
(2)将θ写成θ=β+k·360°(k∈Z,0°≤β<360°)的形式,用观察法验证k的不同取值即可.
[解] (1)因为-1 910°=-6×360°+250°,
所以-1 910°角与250°角终边相同,
所以α=-6×360°+250°,它是第三象限角.
(2)由(1)知令θ=250°+k·360°(k∈Z),取k=-1,-2就得到符合-720°≤θ<0°的角:250°-360°=-110°,250°-720°=
-470°.故θ=-110°或-470°.
(3)因为与α终边相同的角为β=k·360°+250°(k∈Z),
所以取k=-1,0得与α终边相同的最大负角为θ1=-110°,最小正角为θ2=250°,所以θ1+θ2=140°.
【教材原题·P170例1】
例1 在0°到360°的范围内,找出与下列各角终边相同的角,并分别判断它们是第几象限角:
(1)650°;(2)-150°;(3)-990°15′.
分析:只需将这些角表示成k·360°+α(0°≤α<360°)的形式,然后根据α来确定它们所在的象限.
解:(1)因为650°=360°+290°,
所以650°的角与290°的角终边相同,是第四象限角.
(2)因为-150°=-360°+210°,
所以-150°的角与210°的角终边相同,是第三象限角.
(3)因为-990°15′=-3×360°+89°45′,
所以-990°15′的角与89°45′的角终边相同,是第一象限角.
反思领悟 1.把任意角化为k·360°+α(k∈Z且0°≤α<360°)的形式,关键是确定k,可以用观察法(α的绝对值较小),也可用除法.
2.要求适合某种条件且与已知角终边相同的角时,其方法是先求出与已知角终边相同的角的一般形式,再依条件构建不等式求出k的值.
3.终边相同的角常用的三个结论
(1)终边相同的角之间相差360°的整数倍.
(2)终边在同一直线上的角之间相差180°的整数倍.
(3)终边在相互垂直的两直线上的角之间相差90°的整数倍.
提醒:k∈Z,即k为整数这一条件不可少.
[跟进训练]
2.在与10 030°角终边相同的角中,求满足下列条件的角.
(1)最大的负角;
(2)-360°~720°内的角.
[解] 与10 030°角终边相同的角的一般形式为
β=10 030°+k·360°(k∈Z).
(1)由10 030°+k·360°<0°,
得k·360°<-10 030°,
所以k<-,
又k∈Z,故所求的最大负角为β=-50°.
(2)由-360°≤10 030°+k·360°<720°,
得-10 390°≤k·360°<-9 310°,
又k∈Z,解得k=-28,-27,-26.
当k=-28时,β=10 030°-28×360°=-50°,
当k=-27时,β=10 030°-27×360°=310°,
当k=-26时,β=10 030°-26×360°=670°,
故所求的角β的值为-50°,310°,670°.
类型3 区域角的表示
【例3】已知,如图所示.
(1)分别写出终边落在OA,OB位置上的角的集合;
(2)写出终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合.
[解] (1)终边落在OA位置上的角的集合为{α|α=90°+45°+k·360°,k∈Z}={α|α=135°+k·360°,k∈Z};
终边落在OB位置上的角的集合为{α|α=-30°+k·360°,k∈Z}.
(2)由题干图可知,该区域可表示为{α|-30°+k·360°≤α≤135°+k·360°,k∈Z}.
[母题探究]
1.(变条件)若将本例改为如图所示的图形,那么终边落在阴影部分(包括边界)的角的集合如何表示?
[解] 在0°~360°范围内,终边落在阴影部分(包括边界)的角为60°≤β<105°与240°≤β<285°,所以所有满足题意的角β为{β|k·360°+60°≤β={β|2k·180°+60°≤β<2k·180°+105°,k∈Z}∪{β|(2k+1)·180°+60°≤β<(2k+1)·180°+105°,k∈Z}
={β|n·180°+60°≤β故角β的取值集合为{β|n·180°+60°≤β2.(变条件)若将本例改为如图所示的图形,
那么阴影部分(包括边界)表示的终边相同的
角的集合如何表示?
[解] 在0°~360°范围内,阴影部分(包括边界)表示的范围可表示为:150°≤β≤225°,则所有满足条件的角β为{β|k·360°+150°≤β≤k·360°+225°,k∈Z}.
反思领悟 表示区域角的三个步骤
第一步:先按逆时针的方向找到区域的起始和终止边界;
第二步:按由小到大分别标出起始和终止边界对应的0°~360°范围内的角α和β,写出最简区间{x|α第三步:起始、终止边界对应角α,β再加上360°的整数倍,即得区域角集合.
[跟进训练]
3.写出终边落在如图所示阴影部分的角的集合.
[解] 法一:设终边落在阴影部分的角为α,角α的集合由两部分组成:
①{α|k·360°+30°≤α<k·360°+105°,k∈Z}.
②{α|k·360°+210°≤α<k·360°+285°,k∈Z},
∴角α的集合应当是集合①与②的并集:
{α|k·360°+30°≤α<k·360°+105°,k∈Z}∪{α|k·360°+210°≤α<k·360°+285°,k∈Z}={α|2k·180°+30°≤α<2k·180°+105°,k∈Z}∪{α|(2k+1)·180°+30°≤α<(2k+1)·180°+105°,k∈Z}={α|2k·180°+30°≤α<2k·180°+105°或(2k+1)·180°+30°≤α<(2k+1)·180°+105°,k∈Z}={α|n·180°+30°≤α<n·180°+105°,n∈Z}.
法二:与30°角终边在同一条直线上的角的集合为{α|α=k·180°+30°,k∈Z}.
与180°-75°=105°角终边在同一条直线上的角的集合为{α|α=k·180°+105°,k∈Z},
结合图形可知,阴影部分的角的集合为{α|k·180°+30°≤α<k·180°+105°,k∈Z}.
类型4 角,nα(n∈N*)所在象限的确定
【例4】【链接教材P170例2】
已知α是第二象限角,求角所在的象限.
[解] 法一:∵α是第二象限角,
∴k·360°+90°<α∴·360°+45°<<·360°+90°(k∈Z).
当k为偶数时,令k=2n(n∈Z),得
n·360°+45°<这表明是第一象限角;
当k为奇数时,令k=2n+1(n∈Z),得
n·360°+225°<这表明是第三象限角.
∴为第一或第三象限角.
法二:如图,先将各象限分成2等份,再从x轴正向的上方起,依次将各区域标上一、二、三、四,则标有二的区域即为的终边所在的区域,故为第一或第三象限角.
[母题探究]
在本例条件下,求角2α的终边的位置.
[解] ∵α是第二象限角,
∴k·360°+90°<α∴k·720°+180°<2α∴角2α的终边在第三或第四象限或在y轴的非正半轴上.
【教材原题·P170例2】
例2 已知α与240°角的终边相同,判断是第几象限角.
解:由α=k·360°+240°(k∈Z),可得
=k·180°+120°(k∈Z).
若k为偶数,设k=2n,n∈Z,则
=n·360°+120°(n∈Z),
从而与120°角的终边相同,是第二象限角;
若k为奇数,设k=2n+1,n∈Z,则
=n·360°+300°(n∈Z),
从而与300°角的终边相同,是第四象限角.
因此,是第二或第四象限角.
反思领悟 倍角、分角所在象限的判定思路
(1)已知角α终边所在的象限,确定nα终边所在的象限,可依据角α的范围求出nα的范围,再直接转化为终边相同的角即可.注意不要漏掉nα的终边在坐标轴上的情况.
(2)已知角α终边所在的象限,确定终边所在的象限,分类讨论法要对k的取值分以下几种情况进行讨论:k被n整除;k被n除余1;k被n除余2;…;k被n除余n-1.然后方可下结论.几何法依据数形结合思想,简单直观.
[跟进训练]
4.已知α与330°角的终边相同,判断是第几象限角.
[解] 由α=k·360°+330°(k∈Z),可得=k·120°+110° (k∈Z).
若k=3n(n∈Z),则=n·360°+110°(n∈Z),与110°角的终边相同,是第二象限角;
若k=3n+1(n∈Z),则=n·360°+230°(n∈Z),与230°角的终边相同,是第三象限角.
若k=3n+2(n∈Z),则=n·360°+350°(n∈Z),与350°角的终边相同,是第四象限角.
所以是第二或第三或第四象限角.
1.(多选题)以下说法,其中正确的有( )
A.-75°角是第一象限角
B.265°角是第三象限角
C.475°角是第二象限角
D.-315°角是第一象限角
学习效果·课堂评估夯基础
√
BCD [由终边相同角的概念知:BCD都正确.]
√
√
2.与45°角终边相同的角是( )
A.-45° B.225° C.395° D.-315°
√
D [因为45°=-315°+360°,所以与45°角终边相同的角是
-315°.]
3.30°角的始边与x轴的非负半轴重合,把终边按顺时针方向旋转2周,所得角是________.
-690° [由题意知,所得角是30°-2×360°=-690°.]
-690°
4.已知-990°<α<-630°,且角α与120°角的终边相同,则α=________.
-960° [∵角α与120°角的终边相同,
∴α=k·360°+120°,k∈Z.
又∵-990°<α<-630°,∴-990°当k=-3时,α=(-3)×360°+120°=-960°.]
-960°
5.(教材P171练习T5改编)已知0°≤α<360°,且α与800°角终边相同,则α=________,它是第________象限角.
80° 一 [因为800°=360°×2+80°,所以80°角与800°角终边相同,且0°≤80°<360°,故α=80°,它是第一象限角.]
80°
一
回顾本节知识,自我完成以下问题.
1.任给一个角,如何判定该角所在的象限?
[提示] 将角化为α+k·360°(k∈Z,且0°≤α<360°)的形式,α所在的象限即为任意角所在的象限.
2.已知角的终边范围,怎样求终边相同的角的集合?
[提示] 先写出边界对应的角,再写出0°~360°内符合条件的角的范围,最后加上k·360°(k∈Z)即可.
章末综合测评(一) 动量守恒定律
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
√
14
15
一、选择题
1.(多选题)下列命题中错误的是( )
A.三角形的内角必是第一、二象限角
B.始边相同而终边不同的角一定不相等
C.第四象限角一定是负角
D.钝角比第三象限角小
课时分层作业(二十九) 任意角
√
√
ACD [只有B正确.对于A,如90°角不在任何象限;对于C,如330°角在第四象限但不是负角;对于D,钝角不一定比第三象限角小.]
题号
1
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题号
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√
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15
2.(多选题)下列角中与80°终边相同的是( )
A.800° B.1 160°
C.1 200° D.1 280°
AB [与80°终边相同的角的集合为{α|α=80°+k·360°,k∈Z}.取k=2,得α=800°.取k=3,得α=1 160°.]
√
3.在0°~360°范围内,与角-120°终边相同的角是( )
A.120° B.60°
C.180° D.240°
√
题号
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D [与-120°终边相同角的集合为{α|α=-120°+k·360°,k∈Z}.取k=1,可得在0°~360°范围内,与-120°终边相同的角是240°.]
√
4.若α是第四象限角,则180°-α所在象限是( )
A.第四象限 B.第三象限
C.第二象限 D.第一象限
题号
2
1
3
4
5
6
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14
15
B [如图所示,∵α是第四象限角,则-α是第一象限角,
∴180°-α是第三象限角.]
√
5.若角α的终边与240°角的终边相同,则的终边所在象限是( )
A.第二或第四象限 B.第二或第三象限
C.第一或第四象限 D.第三或第四象限
题号
2
1
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4
5
6
8
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15
A [角α满足的集合为{α|α=k·360°+240°,k∈Z},故有,
∴终边落在第二象限或第四象限.]
二、填空题
6.已知角α的终边与-100°角的终边关于y轴对称,则α的取值集合为_____________________________.
题号
2
1
3
4
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15
{α|α=k·360°-80°,k∈Z} [如图,-80°角与-100°角的终边关于y轴对称,因此α的取值集合为{α|α=k·360°-80°,k∈Z}.]
{α|α=k·360°-80°,k∈Z}
7.α满足180°<α<360°,5α与α有相同的始边,且又有相同的终边,那么α=________.
题号
2
1
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4
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270° [5α=α+k·360°,k∈Z,∴α=k·90°,k∈Z.
又∵180°<α<360°,∴α=270°.]
270°
8.若角α=2 025°,则与角α具有相同终边的最小正角为________,最大负角为________.
题号
2
1
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4
5
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225° -135° [∵2 025°=5×360°+225°,∴与角α终边相同的角的集合为{β|β=225°+k·360°,k∈Z},∴最小正角为225°,最大负角为-135°.]
225°
-135°
三、解答题
9.(源自人教A版教材)写出终边在直线y=x上的角的集合S.S中满足不等式-360°≤β<720°的元素β有哪些?
题号
2
1
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[解] 如图,在直角坐标系中画出直线y=x,可以发现它与x轴的夹角是45°,在0°~360°范围内,终边在直线y=x上的角有两个:45°,225°.因此,终边在直线y=x上的角的集合
S={β|β=45°+k·360°,k∈Z}∪{β|β=225°+k·360°,k∈Z}
={β|β=45°+n·180°,n∈Z}.
S中适合不等式-360°≤β<720°的元素β有
45°-2×180°=-315°,
45°-1×180°=-135°,
45°+0×180°=45°,
45°+1×180°=225°,
45°+2×180°=405°,
45°+3×180°=585°.
题号
2
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10.已知角x的终边落在如图阴影部分区域(包括边界),写出角x组成的集合.
题号
2
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[解] (1){x|k·360°-135°≤x≤k·360°+135°,k∈Z}.
(2){x|k·360°+30°≤x≤k·360°+60°,k∈Z}∪{x|k·360°+210°≤x≤k·360°+240°,k∈Z}={x|2k·180°+30°≤x≤ 2k·180°+60°或(2k+1)·180°+30°≤x≤(2k+1)·180°+60°,k∈Z}={x|n·180°+30°≤x≤n·180°+60°,n∈Z}.
题号
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√
11.(多选题)角α=-60°+k·180°(k∈Z)的终边可能落在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
题号
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BD [令k=0,α=-60°,在第四象限,再令k=1,α=-60°+180°=120°,在第二象限.]
√
12.设集合M={α|α=45°+k·90°,k∈Z},N={α|α=90°+k·45°,k∈Z},则集合M与N的关系是( )
A.M∩N= B.M N
C.M N D.M=N
√
题号
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B [对于集合M,α=45°+k·90°=45°+2k·45°=(2k+1)·45°,即M={α|α=(2k+1)·45°,k∈Z};对于集合N,α=90°+k·45°=2×45°+k·45°=(k+2)·45°,即N={α|α=(k+2)·45°,k∈Z}={α|α=n·45°,n∈Z}.∵2k+1表示所有的奇数,而n表示所有的整数,∴M N,故选B.]
题号
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13.终边落在直线y=x上的角的集合为_________________________.
题号
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{α|α=60°+n·180°,n∈Z}
{α|α=60°+n·180°,n∈Z} [如图所示,终边落在射线y=x(x≥0)上的角的集合是S1={α|α=60°+k·360°,k∈Z},终边落在射线y=x(x≤0)上的角的集合是S2={α|α=240°+k·360°,k∈Z}.于是终边落在直线y=x上的角的集合是S={α|α=60°+k·360°,k∈Z}∪{α|α=240°+k·360°,k∈Z}={α|α=60°
+2k·180°,k∈Z}∪{α|α=60°+(2k+1)·180°,
k∈Z}={α|α=60°+n·180°,n∈Z}.]
14.如图,半径为1的圆的圆心位于坐标原点,点P从点A出发,依逆时针方向等速沿单位圆周旋转.已知P在1秒钟内转过的角度为θ(0°<θ<180°),经过2秒钟到达第三象限,经过14秒后又恰好回到出发点A.则θ的值为________,θ在第________象限.
题号
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或
一或二
或 一或二 [根据题意知,14秒后,点P在角14θ+45°的终边上,
∴45°+k·360°=14θ+45°,k∈Z,
即θ=,k∈Z.
又180°<2θ+45°<270°,
即67.5°<θ<112.5°,
题号
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∴67.5°<<112.5°,k∈Z,
∴k=3或k=4,
∴所求θ的值为或.
∵0°<<90°,90°<<180°,
∴θ在第一象限或第二象限.]
题号
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15.若α是第一象限角,问-α,2α,是第几象限角?
题号
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[解] ∵α是第一象限角,∴k·360°<α<k·360°+90°(k∈Z).
(1)-k·360°-90°<-α<-k·360°(k∈Z),
故-α是第四象限角.
(2)2k·360°<2α<2k·360°+180°(k∈Z),
故2α是第一、二象限角或终边在y轴的非负半轴上.
(3)k·120°<<k·120°+30°(k∈Z).
法一(分类讨论):当k=3n(n∈Z)时,
n·360°<<n·360°+30°(n∈Z),
∴是第一象限角;
当k=3n+1(n∈Z)时,
n·360°+120°<<n·360°+150°(n∈Z),
∴是第二象限角;
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当k=3n+2(n∈Z)时,
n·360°+240°<<n·360°+270°(n∈Z),
∴是第三象限角.
综上可知,是第一、二或第三象限角.
题号
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法二(几何法):如图,先将各象限分成3等份,再从x轴的非负半轴的上方起,依次将各区域标上1,2,3,4,则标有1的区域即为终边所在的区域,故为第一、二或第三象限角.
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谢 谢!