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1、
第01節(jié) 任意角和弧度制及任意角的三角函數
【考綱解讀】
考 點
考綱內容
5年統(tǒng)計
分析預測
1.任意角的概念、弧度制
了解角、角度制與弧度制的概念,掌握弧度與角度的換算.
無
1.三角函數的定義;
2.扇形的面積、弧長及圓心角.
3.備考重點:
(1) 理解三角函數的定義;
(2) 掌握扇形的弧長及面積計算公式.
2.三角函數的定義
理解正弦函數、余弦函數、正切函數的定義.
無
【知識清單】
1.象限角及終邊相同的角
1.任意角、角的分類:
①按旋轉方向不同分為正角、負角、零角.
②按終邊位置不同分為象限角和軸線角.
(2)終邊相
2、同的角:
終邊與角α相同的角可寫成α+k360(k∈Z).
2.弧度制:
①1弧度的角:把長度等于半徑長的弧所對的圓心角叫做1弧度的角.
②規(guī)定:正角的弧度數為正數,負角的弧度數為負數,零角的弧度數為零,|α|=,l是以角α作為圓心角時所對圓弧的長,r為半徑.
③用“弧度”做單位來度量角的制度叫做弧度制.比值與所取的r的大小無關,僅與角的大小有關.
3.弧度與角度的換算:360=2π弧度;180=π弧度.
對點練習:
下列與的終邊相同的角的表達式中正確的是( )
A.2kπ+45(k∈Z) B.k360+π(k∈Z)
C.k360-315(k∈Z) D.kπ+(k
3、∈Z)
【答案】C.
確.
2.三角函數的定義
1.任意角的三角函數定義:
設α是一個任意角,角α的終邊與單位圓交于點P(x,y),那么角α的正弦、余弦、正切分別是:sin α=y(tǒng),cos α=x,tan α=,它們都是以角為自變量,以單位圓上點的坐標或坐標的比值為函數值的函數.
2. 三角函數在各象限內的符號口訣是:一全正、二正弦、三正切、四余弦
3.三角函數線
設角α的頂點在坐標原點,始邊與x軸非負半軸重合,終邊與單位圓相交于點P,過P作PM垂直于x軸于M.由三角函數的定義知,點P的坐標為(cos_α,sin_α),即P(cos_α,sin_α),其中cos α=OM,
4、sin α=MP,單位圓與x軸的正半軸交于點A,單位圓在A點的切線與α的終邊或其反向延長線相交于點T,則tan α=AT.我們把有向線段OM、MP、AT叫做α的余弦線、正弦線、正切線.
三角函數線
有向線段MP為正弦線
有向線段OM為余弦線
有向線段AT為正切線
對點練習:
【河南省林州一中20xx-20xx上學期開學】已知角終邊經過點,則( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由于,所以由三角函數的定義可得,應選答案B.
3. 扇形的弧長及面積公式
弧長公式:l=|α|r,扇形面積公式:S扇形=lr=|α|r2.
5、
對點練習:
已知一扇形的圓心角為α,半徑為R,弧長為l.
(1)若α=60,R=10 cm,求扇形的弧長l;
(2)已知扇形的周長為10 cm,面積是4 cm2,求扇形的圓心角;
(3)若扇形周長為20 cm,當扇形的圓心角α為多少弧度時,這個扇形的面積最大?
【答案】(1) (cm).(2)圓心角為.(3)l=10,α=2.
【解析】(1)α=60= rad,∴l(xiāng)=αR=10=(cm).
【考點深度剖析】
高考對任意角三角函數定義的考查要求較低,均是以小題的形式進行考查,一般難度不大,要求學生深刻認識利用坐標法定義任意角三角函數的背景和目的.縱觀近幾年的高考試
6、題,主要考查以下兩個方面:一是直接利用任意角三角函數的定義求其三角函數值;二是根據任意角三角函數的定義確定終邊上一點的坐標.
【重點難點突破】
考點1 象限角及終邊相同的角
【1-1】已知角α=45,
(1)在-720~0范圍內找出所有與角α終邊相同的角β;
(2)設集合,判斷兩集合的關系.
【答案】(1)β=-675或β=-315.(2).
【解析】(1)所有與角α有相同終邊的角可表示為:
β=45+k360(k∈Z),
則令-720≤45+k360<0,
得-765≤k360<-45,解得-≤k<-,
從而k=-2或k=-1,代入得β=-675或β=-315.
(
7、2)因為M={x|x=(2k+1)45,k∈Z}表示的是終邊落在四個象限的平分線上的角的集合;
而集合N={x|x=(k+1)45,k∈Z}表示終邊落在坐標軸或四個象限平分線上的角的集合,從而.
【1-2】若且,則角θ的終邊所在象限是( )
A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【1-3】終邊在直線y=x上的角的集合為________.
【答案】{α|α=kπ+,k∈Z}
【解析】終邊在直線y=x上的角的集合為{α|α=kπ+,k∈Z}.
【1-4】若角是第二象限角,試確定,的終邊所在位置.
【答案】角的終邊在第三象限或第四象限或軸的
8、負半軸上,的終邊在第一象限或第三象限.
【解析】∵角是第二象限角,∴ ,
(1),
∴ 角的終邊在第三象限或第四象限或軸的負半軸上.
綜上所述,的終邊在第一象限或第三象限.
【領悟技法】
1.對與角α終邊相同的角的一般形式α+k360(k∈Z)的理解;(1)k∈Z;(2)α任意角;(3)終邊相同的角不一定相等,但相等的角終邊一定相同.
2.利用終邊相同角的集合可以求適合某些條件的角,方法是先寫出與這個角的終邊相同的所有角的集合,然后通過對集合中的參數k賦值來求得所需角
3.已知角α的終邊位置,確定形如kα,πα等形式的角終邊的方法:先表示角α的范圍,再寫出kα、πα等形式的
9、角范圍,然后就k的可能取值討論所求角的終邊位置
【觸類旁通】
【變式一】如圖,質點P在半徑為2的圓周上逆時針運動,其初始位置為P0(,-),角速度為1,那么點P到x軸距離d關于時間t的函數圖象大致為( )
【答案】C
當t=0時,d=,排除A、D;當t=時,d=0,排除B.
考點2 三角函數的定義
【2-1】已知角α的終邊經過點P(m,-3),且cos α=-,則m等于( )
A.- B. C.-4 D.4
【答案】C
【解析】由題意可知,cos α==-,
又m<0,解得m=-4.
【2-2】已知角α的終邊與
10、單位圓的交點P,則tan α=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由|OP|2=x2+=1,得x=,tan α=.
【2-3】已知角α的終邊上有一點P(t,t2+1)(t>0),則tan α的最小值為( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】B
【解析】根據已知條件得tan α==t+≥2,當且僅當t=1時,tan α取得最小值2.
【2-4】已知角α的終邊上一點P的坐標為,則角α的最小正值為( )
A. B. C. D.
【答案】D
11、
【領悟技法】
1.已知角α終邊上一點P的坐標,則可先求出點P到原點的距離r,然后利用三角函數的定義求解.
2.已知角α的終邊所在的直線方程,則可先設出終邊上一點的坐標,求出此點到原點的距離,然后利用三角函數的定義求解相關的問題.若直線的傾斜角為特殊角,也可直接寫出角α的三角函數值.
【觸類旁通】
【變式一】已知角α的終邊經過點(3a-9,a+2),且cos α≤0,sin α>0,則實數a的取值范圍是( )
A.(-2,3] B.(-2,3)
C.[-2,3) D.[-2,3]
【答案】A
【解析】 ∵cos α≤0,sin α>0,∴角α的
12、終邊落在第二象限或y軸的正半軸上.
∴∴-20時,r=k,
∴sin α==-,==,
∴10sin α+=-3+3=0;
當k<0時,r=-k,
∴sin α==,
==-,
∴10sin α+=3-3=0.
綜上,10sin α+=0.
考點3 扇形的弧長及面積公式
【3-1】【黑龍江省齊齊哈爾八中8月月考】若扇形的圓心角,弦長,則弧長__________ .
【答案】
【解析】畫出
13、圖形,如圖所示.
設扇形的半徑為rcm,由sin60=,得r=4cm,
∴l(xiāng)==4= cm.
【3-2】已知扇形周長為40,當它的半徑和圓心角取何值時,才使扇形面積最大?
【答案】 當r=10,θ=2時,扇形面積最大
【領悟技法】(1)弧度制下l=|α|r,S=lr,此時α為弧度.在角度制下,弧長l=,扇形面積S=,此時n為角度,它們之間有著必然的聯系.
(2)在解決弧長、面積及弓形面積時要注意合理應用圓心角所在的三角形.
【觸類旁通】
【變式一】一段圓弧的長度等于其圓內接正三角形的邊長,則其圓心角的弧度數為( )
A. B.
14、 C. D.
【答案】C
【變式二】一扇形的圓心角為120,則此扇形的面積與其內切圓的面積之比為________.
【答案】(7+4)∶9
【解析】設扇形半徑為R,內切圓半徑為r.則(R-r)sin 60=r,
即R=1+r.又S扇=|α|R2=R2=R2=πr2,
∴=.
【易錯試題常警惕】
易錯典例:已知角的終邊過點,,求角的的正弦值、余弦值.
易錯分析:學生在做題時容易遺忘的情況.
正確解析:當時,;
當時,
溫馨提醒:本題主要考察了三角函數的定義以及分類討論思想方法,這也是高考考查的一個重點.
【學科素養(yǎng)提升之思想方法篇】
數形結合百般好,
15、隔裂分家萬事休——數形結合思想
我國著名數學家華羅庚曾說過:"數形結合百般好,隔裂分家萬事休。""數"與"形"反映了事物兩個方面的屬性。我們認為,數形結合,主要指的是數與形之間的一一對應關系。數形結合就是把抽象的數學語言、數量關系與直觀的幾何圖形、位置關系結合起來,通過"以形助數"或"以數解形"即通過抽象思維與形象思維的結合,可以使復雜問題簡單化,抽象問題具體化,從而起到優(yōu)化解題途徑的目的.
向量的幾何表示,三角形、平行四邊形法則,使向量具備形的特征,而向量的坐標表示和坐標運算又具備數的特征,因此,向量融數與形于一身,具備了幾何形式與代數形式的“雙重身份”.因此,在應用向量解決問題或解答向量問題時,要注意恰當地運用數形結合思想,將復雜問題簡單化、將抽象問題具體化,達到事半功倍的效果.
【典例】滿足cos α≤-的角α的集合為________.
【答案】