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《三角函数的概念》教案与导学案

来源:小侦探旅游网
《第五章 三角函数》 《5.2.1三角函数的概念》教案

【教材分析】

三角函数是描述周期运动现象的重要的数学模型,有非常广泛的应用。三角函数的概念是在初中对锐角三角函数的定义以及刚学过的“角的概念的推广”的基础上讨论和研究的。三角函数的定义是本章最基本的概念,对三角内容的整体学习至关重要,是其他所有知识的出发点。紧紧扣住三角函数定义这个宝贵的源泉,可以自然地导出本章的具体内容:三角函数线、定义域、符号判断、值域、同角三角函数关系、多组诱导公式、多组变换公式、图象和性质。三角函数的定义在教材中起着承前启后的作用,一方面,通过这部分内容的学习,可以帮助学生更加深入理解函数这一基本概念,另一方面它又为平面向量、解析几何等内容的学习作必要的准备。三角函数知识还是物理学、高等数学、测量学、天文学的重要基础。

【教学目标与核心素养】

1.借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义. 2.掌握任意角三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号. 3.掌握公式一并会应用. 数学学科素养

1.数学抽象:理解任意角三角函数的定义; 2.逻辑推理:利用诱导公式一求三角函数值; 3.直观想象:任意角三角函数在各象限的符号; 4.数学运算:诱导公式一的运用. 【教学重难点】

重点:①借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义; ②掌握任意角三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号. 难点:理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义. 【教学方法】:以学生为主体,采用诱思探究式教学,精讲多练。 【教学过程】

一、情景导入

在初中我们学习了锐角三角函数,那么锐角三角函数是如何定义的?若将锐角放入直角坐标系中,你能用角的终边上的点的坐标来表示锐角三角函数吗?若以单位圆的圆心O为原点,你能用角的终边与单位圆的交点来表示锐角三角函数吗?那么,角的概念推广之后,三角函数的概念又该怎样定义呢?

要求:让学生自由发言,教师不做判断。而是引导学生进一步观察.研探. 二、预习课本,引入新课

阅读课本177-180页,思考并完成以下问题 1.任意角三角函数的定义? 2.任意角三角函数在各象限的符号? 3.诱导公式一?

要求:学生独立完成,以小组为单位,组内可商量,最终选出代表回答问题。 三、新知探究 1.单位圆

在直角坐标系中,我们称以原点O为圆心,以单位长度为半径的圆为单位圆. 2.任意角的三角函数的定义

(1)条件在平面直角坐标系中,设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么:

图1­2­1 (2)结论

①y叫做α的正弦,记作sin_α,即sinα=y; ②x叫做α的余弦,记作cos_α,即cosα=x; ③叫做α的正切,记作tan_α,即tanα=(x≠0). (3)总结

正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为

yxyx函数值的函数,我们将它们统称为三角函数.

思考:若已知α的终边上任意一点P的坐标是(x,y),则其三角函数定义为?

在平面直角坐标系中,设α的终边上任意一点P的坐标是(x,y),它与原点O的距离是r(r=x2+y2>0).

三角函数 sinα cosα tanα 定义 𝑦 𝑟𝑥 𝑟𝑦 𝑥定义域 R R παα≠kπ+,k∈Z2名称 正弦 余弦  正切 正弦函数、余弦函数、正切函数统称三角函数. 3.正弦、余弦、正切函数在弧度制下的定义域

三角函数 sinα cosα tanα 定义域 R R πx∈Rx≠kπ+,k∈Z2  4.正弦、余弦、正切函数值在各象限内的符号 (1)图示:

图1­2­2

(2)口诀:“一全正,二正弦,三正切,四余弦”. 5.诱导公式一

四、典例分析、举一反三 题型一三角函数的定义及应用

例1 在平面直角坐标系中,角α的终边在直线y=-2x上,求sinα,cosα,tanα的值.

【答案】当α的终边在第二象限时,sinα=-2.

当α的终边在第四象限时,sinα=-

255

,cosα=,tanα=-2. 55

255

,cosα=-,tanα=55

【解析】当α的终边在第二象限时,在α终边上取一点P(-1,2),则r=

-1

2

+22=5,

225-152

=,cosα==-,tanα==-2.

55-155

所以sinα=

当α的终边在第四象限时, 在α终边上取一点P′(1,-2), 则r=12+

-2

2

=5,

-22515-2

所以sinα==-,cosα==,tanα==-2.

51555解题技巧:(已知角α终边上任意一点的坐标求三角函数值的方法) (1)先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用正、余弦函数的定义求出相应的三角函数值.

(2)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sinα=,cosα=.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.

跟踪训练一

1.已知角θ终边上一点P(x,3)(x≠0),且cosθ=【答案】当x=1时,sinθ=当x=-1时,此时sinθ=

310

,tanθ=3; 10

10x,求sinθ,tanθ. 10

yrxr310

,tanθ=-3. 10

【解析】由题意知r=|OP|=x2+9,由三角函数定义得cosθ==10x10又∵cosθ=x,∴2=x.∵x≠0,∴x=±1.

10x+910当x=1时,P(1,3),此时sinθ=

33103

=,tanθ==3.

10112+32

3-1

=2

xrx. 2

x+9

当x=-1时,P(-1,3),此时sinθ==-3.

题型二三角函数值的符号

2

+3

3103

,tanθ=10-1

例2 (1)若α是第四象限角,则点P(cosα,tanα)在第________象限. (2)判断下列各式的符号: ①sin183°;②tan

;③cos5. 4

<0;③cos5>0. 4

【答案】(1)四;(2) ①sin183°<0;②tan

【解析】(1)∵α是第四象限角,∴cosα>0,tanα<0, ∴点P(cosα,tanα)在第四象限.

(2) ①∵180°<183°<270°,∴sin183°<0; ②∵③∵

3π7π7π

<<2π,∴tan<0; 2443π

<5<2π,∴cos5>0. 2

解题技巧:(判断三角函数值在各象限符号的攻略) (1)基础:准确确定三角函数值中各角所在象限; (2)关键:准确记忆三角函数在各象限的符号;

(3)注意:用弧度制给出的角常常不写单位,不要误认为角度导致象限判断错误.

提醒:注意巧用口诀记忆三角函数值在各象限符号. 跟踪训练二

1.确定下列式子的符号:

cos

(1)tan108°·cos305°;(2)

5π11π

·tan 66

;(3)tan120°·sin269°.

2πsin

3

cos

【答案】(1)tan108°·cos305°<0;(2)

5π11π·tan 66

>0;

2πsin

3

(3)tan120°sin269°>0.

【解析】(1)∵108°是第二象限角,∴tan108°<0.

∵305°是第四象限角,∴cos305°>0.从而tan108°·cos305°<0. (2)∵

5π11π2π是第二象限角,是第四象限角,是第二象限角, 6635π11π2π<0,tan<0,sin>0.从而663

cos

5π11π

·tan 66

>0.

2πsin

3

∴cos

(3)∵120°是第二象限角,∴tan120°<0,∵269°是第三象限角,∴sin269°<0.

从而tan120°sin269°>0. 题型三诱导公式一的应用

例3求值:(1)tan405°-sin450°+cos750°; 7π13π23π15π

--+tancos(2)sincos. 6433

【答案】(1)

35

;(2). 24

【解析】 (1)原式=tan(360°+45°)-sin(360°+90°)+cos(2×360°+30°)

=tan45°-sin90°+cos30°=1-1+

33

=. 22

ππππ

(2)原式=sin2π+cos-4π++tan-4π+·cos4π+

3643=sin

ππππ3315

cos+tancos=×+1×=. 36432224

解题技巧:(利用诱导公式一进行化简求值的步骤)

(1)定形:将已知的任意角写成2kπ+α的形式,其中α∈[0,2π),k∈Z.

(2)转化:根据诱导公式,转化为求角α的某个三角函数值. (3)求值:若角为特殊角,可直接求出该角的三角函数值. 跟踪训练三 1.化简下列各式:

(1)a2sin(-1350°)+b2tan405°-2abcos(-1080°); 1211π

+cosπ·tan4π. (2)sin-

651

【答案】(1)(a-b)2;(2). 2

【解析】(1)原式=a2sin(-4×360°+90°)+b2tan(360°+45°)-2abcos(-3×360°)

=a2sin90°+b2tan45°-2abcos0° =a2+b2-2ab=(a-b)2.

1211

(2)sin-π+cosπ·tan4π

56

π12π1

=sin-2π++cosπ·tan0=sin+0=. 6562五、课堂小结

让学生总结本节课所学主要知识及解题技巧 六、板书设计

5.2.1 三角函数的概念 1. 三角函数的定义例1例2 例3 2.三角函数在各象限的符号 3.诱导公式一 七、作业

课本179页练习及182页练习. 【教学反思】

本节课主要采用讲练结合与分组探究的教学方法,借助单位圆探究任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的概念,且借助单位圆与直角坐标系探究三角函数在各个象限符号,并会灵活运用.

《5.2.1 三角函数的概念》导学案

【学习目标】 知识目标

1.借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义. 2.掌握任意角三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号. 3.掌握公式一并会应用. 核心素养

1.数学抽象:理解任意角三角函数的定义; 2.逻辑推理:利用诱导公式一求三角函数值; 3.直观想象:任意角三角函数在各象限的符号; 4.数学运算:诱导公式一的运用. 【重点与难点】

重点:①借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义; ②掌握任意角三角函数(正弦、余弦、正切)在各象限的符号. 难点:理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义. 【学习过程】 一、预习导入

阅读课本177-180页,填写。 1.单位圆

在直角坐标系中,我们称以原点O为圆心,以_______为半径的圆为单位圆. 2.任意角的三角函数的定义

(1)条件在平面直角坐标系中,设α是一个任意角,它的终边与_______交于点P(x,y),那么:

【小试牛刀】

图1­2­1 (2)结论

①y叫做α的__________,记作__________,即sin α=y; ②x叫做α的__________,记作__________,即cos α=x; ③叫做α的__________,记作__________,即tan α=(x≠0). (3)总结

正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将它们统称为三角函数.

思考:若已知α的终边上任意一点P的坐标是(x,y),则其三角函数定义为?

在平面直角坐标系中,设α的终边上任意一点P的坐标是(x,y),它与原

yxyx点O的距离是r(r=x2+y2>0).

三角函数 sinα cosα tanα 定义 __________ __________ __________ 名称 正弦 余弦 正切 正弦函数、余弦函数、正切函数统称三角函数. 3.正弦、余弦、正切函数在弧度制下的定义域

三角函数 sin α cos α tan α 定义域 __________ __________ __________ 4.正弦、余弦、正切函数值在各象限内的符号 (1)图示:

图1 ­2­2

(2)口诀:“一全正,二_________,三_________,四_________”. 5.诱导公式一

【小试牛刀】

1.若角α的终边经过点P(2,3),则有( ) A.sin α=C.sin α=

21313

B.cos α= 1323132

D.tan α= 133

2.已知sin α>0,cos α<0,则角α是( ) A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角 25

3.sinπ=.

3

31

4.角α终边与单位圆相交于点M,,则cos α+sin α的值为.

22【自主探究】

题型一 三角函数的定义及应用

例1 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.

跟踪训练一

1.已知角θ终边上一点P(x,3)(x≠0),且cos θ=

10

x,求sin θ,tan 10

θ.

题型二 三角函数值的符号

例2(1)若α是第四象限角,则点P(cos α,tan α)在第________象限. (2)判断下列各式的符号: ①sin 183°;②tan 跟踪训练二

1.确定下列式子的符号: (1) tan 108°·cos 305°;

cos (2)

5π11π·tan 66

2πsin

3

;③cos 5. 4

(3)tan 120°·sin 269°. 题型三 诱导公式一的应用

例3 求值:(1)tan 405°-sin 450°+cos 750°; 7π13π23π15π

+tan-cos(2)sincos-. 6433跟踪训练三 1.化简下列各式:

(1)a2sin(-1 350°)+b2tan 405°-2abcos(-1 080°); 1211π

+cosπ·tan 4π. (2)sin-

65【课堂检测】 1.有下列说法:

①终边相同的角的同名三角函数的值相等; ②sin α是“sin”与“α”的乘积; ③若sin α>0,则α是第一、二象限的角;

④若α是第二象限的角,且P(x,y)是其终边上一点,则cos α=-. 其中正确的个数是( ) A.0 B.1 C.2 D.3

2.如果α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),那么sin α=( ) A.2 B.-2 C.2 D.-2 3.若sin θ·cos θ>0,则θ在( ) A.第一或第四象限 C.第一或第二象限

3

1

1

3

3

B.第一或第三象限 D.第二或第四象限

4.若cos α=-2,且角α的终边经过点P(x,2),则P点的横坐标x是( ) A.2 B.±2 C.-2 D.-2

5.在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于x轴对称,若sin α=5,则sin β=.

6.求值:(1)sin 180°+cos 90°+tan 0°; (2)cos

25𝜋3

1

+𝑡𝑎𝑛

15𝜋4

.

答案 小试牛刀

1.C 2.B 3.自主探究

例1【答案】当α的终边在第二象限时,sin α=tan α=-2.

当α的终边在第四象限时, sin α=-

255

,cos α=,tan α=-2. 55

255

,cos α=-,55

33+1

4.. 22

【解析】当α的终边在第二象限时,在α终边上取一点P(-1,2),则r=

-1

2

+22=5,

225-152

=,cos α==-,tan α==-2.

55-155

所以sin α=

当α的终边在第四象限时, 在α终边上取一点P′(1,-2), 则r=12+

-2

2

=5,

-22515-2

所以sin α==-,cos α==,tan α==-2.

51555跟踪训练一

1.【答案】当x=1时,sin θ=

310

,tan θ=3; 10

310

当x=-1时,此时sin θ=,tan θ=-3.

10

xx【解析】由题意知r=|OP|=x+9,由三角函数定义得cos θ==2.

rx+9

2

又∵cos θ=

10x10

x,∴2=x.∵x≠0,∴x=±1. 1010x+9

当x=1时,P(1,3),此时sin θ=

33103

=,tan θ==3.

10112+32

3-1

=2

3103

,tan θ=10-1

当x=-1时,P(-1,3),此时sin θ==-3.

2

+3

例2 【答案】(1)四; (2) ①sin 183°<0;②tan <0;③cos 5>0.

4【解析】(1)∵α是第四象限角,∴cos α>0,tan α<0,

∴点P(cos α,tan α)在第四象限.

(2) ①∵180°<183°<270°,∴sin 183°<0; ②∵③∵

3π7π7π<<2π,∴tan <0; 2443π

<5<2π,∴cos 5>0. 2

跟踪训练二

cos

1.【答案】(1) tan 108°·cos 305°<0;(2)

5π11π

·tan 66

>0;

2πsin

3

(3)tan 120°sin 269°>0.

【解析】(1)∵108°是第二象限角,∴tan 108°<0.

∵305°是第四象限角,∴cos 305°>0.从而tan 108°·cos 305°<0. (2)∵

5π11π2π是第二象限角,是第四象限角,是第二象限角, 6635π11π2π<0,tan<0,sin >0.从而663

cos

5π11π

·tan 66

>0.

2πsin

3

∴cos

(3)∵120°是第二象限角,∴tan 120°<0,

∵269°是第三象限角,∴sin 269°<0.从而tan 120°sin 269°>0. 例3 【答案】(1)35

;(2). 24

【解析】 (1)原式=tan(360°+45°)-sin(360°+90°)+cos(2×360°+30°)

33

=tan 45°-sin 90°+cos 30°=1-1+=. 22

ππππ

(2)原式=sin2π+cos-4π++tan-4π+·cos4π+

3643=sin

π3cosπ6+tanππ3315

4cos3=2×2+1×2=4

. 跟踪训练三

1.【答案】(1)(a-b)2 ; (2)12

. 【解析】(1)原式=a2sin(-4×360°+90°)+b2tan(360°2abcos(-3×360°)

=a2sin 90°+b2tan 45°-2abcos 0° =a2+b2-2ab=(a-b)2.

(2)sin12-116π



+cos5π·tan 4π

=sin

π12π1-2π+6+cos5π·tan 0=sin6+0=2. 当堂检测 1-4. BDBD 5.−1

5 6.【答案】(1) 0;(2)3

2 .

【解析】 (1)sin 180°+cos 90°+tan 0°=0+0+0=0. (2) cos

25𝜋+𝑡𝑎𝑛

15𝜋3

4

=cos𝜋𝑡𝑎𝑛𝜋

3+4 =1

2+1=3

2.

45°)-+

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