2014年高中数学复习方略课时作业:3.1任意角和弧度制及任意角的三角函数(人教A版·数学理·浙江专用)]
高三数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析
高三数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析1.已知角为第二象限角,且,则的值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】由,得:又因为:所以,解得:又因为角为第二象限角,所以,所以,故选B.【考点】同角三角函数基本关系及诱导公式.2.如图,A,B是单位圆上的两个质点,点B坐标为(1,0),∠BOA=60°.质点A以1 rad/s的角速度按逆时针方向在单位圆上运动,质点B以1 rad/s的角速度按顺时针方向在单位圆上运动.(1)求经过1 s 后,∠BOA的弧度;(2)求质点A,B在单位圆上第一次相遇所用的时间.【答案】(1)+2.(2)s【解析】解:(1)经过1 s 后,∠BOA的弧度为+2.(2)设经过t s 后质点A,B在单位圆上第一次相遇,则t(1+1)+=2π,所以t=,即经过s 后质点A,B在单位圆上第一次相遇.3.设角α是第三象限角,且=-sin,则角是第________象限角.【答案】四【解析】由α是第三象限角,知2kπ+π<α<2kπ+ (k∈Z),kπ+<<kπ+ (k∈Z),知是第二或第四象限角,再由=-sin知sin<0,所以只能是第四象限角.4.点P从(1,0)出发,沿单位圆x2+y2=1逆时针方向运动弧长到达Q点,则Q点的坐标为()A.(-,)B.(-,-)C.(-,-)D.(-,)【解析】设α=∠POQ,由三角函数定义可知,Q点的坐标(x,y)满足x=cosα,y=sinα,∴x=-,y=,∴Q点的坐标为(-,).5.已知角α终边经过点P(x,-)(x≠0),且cosα=x,求sinα、tanα的值.【答案】sinα=-,tanα=【解析】解:∵P(x,-)(x≠0),∴P到原点的距离r=.又cosα=x,∴cosα==x,∵x≠0,∴x=±,∴r=2.当x=时,P点坐标为(,-),由三角函数定义,有sinα=-,tanα=-.当x=-时,P点坐标为(-,-),∴sinα=-,tanα=.6. [2014·潍坊质检]已知角α的终边经过点P(m,-3),且cosα=-,则m等于()A.-B.C.-4D.4【答案】C【解析】cosα==- (m<0),解之得m=-4,选C项.7.角终边上有一点,则下列各点中在角的终边上的点是()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为角终边上有一点,所以因此即角的终边上的点在第三象限,所以选C.【考点】三角函数定义8.把表示成θ+2kπ(k∈Z)的形式,使|θ|最小的θ值是()A.B.C.D.【解析】∵∴与是终边相同的角,且此时=是最小的,选A.9.若角α,β满足-<α<β<π,则α-β的取值范围是()A.(-,)B.(-,0)C.(0,)D.(-,0)【答案】B【解析】由-<α<β<π知,-<α<π,-<β<π,且α<β,所以-π<-β<,所以-<α-β<且α-β<0,所以-<α-β<0.10.计算2sin(-600°)+tan(-855°)的值为()A.B.1C.2D.0【答案】C【解析】∵sin(-600°)=-sin600°=-sin(360°+240°)=-sin240°=-sin(180°+60°)=sin60°=,同理tan(-855°)=-tan(2×360°+135°)=-tan135°=-tan(180°-45°)=tan45°=1,∴原式=2×+×1=2.11.已知角α的终边上一点的坐标为(sin,cos),则角α的最小正值为()A.B.C.D.【答案】C【解析】∵sin>0,cos>0,∴角α的终边在第一象限,∴tanα====,∴角α的最小正值为.12.若角θ的终边在射线y=-2x(x<0)上,则cosθ=.【答案】-【解析】由已知得角的终边落在第二象限,故可设角终边上一点P(-1,2),则r2=(-1)2+22=5,∴r=,此时cosθ==-.13.已知点P落在角θ的终边上,且θ∈[0,2π],则θ的值为________.【答案】【解析】由题意可知,点P在第四象限,且点P落在角θ的终边上,所以tan θ=-1,故θ=.14.已知则= .【答案】【解析】.【考点】三角函数求值.15.已知角x的终边上一点坐标为,则角x的最小正值为( ) A.B.C.D.【答案】C【解析】因为角终边上一点的坐标为,在第四象限,所以角是第四象限角,又,所以角的最小正值为.【考点】特殊角的三角函数值16.( )A.B.C.D.【答案】A【解析】.【考点】特殊角的三角函数值17.角的终边经过点,则的可能取值为( )A.B.C.D.【答案】D【解析】.【考点】1.任意角的三角函数;2.同角三角函数的基本关系18.已知弧度数为2的圆心角所对的弦长也是2,则这个圆心角所对的弧长是()A.2B.C.D.【答案】B【解析】已知弧度数为2的圆心角所对的弦长也是2,所以,即,所以.【考点】弧度制.19.求值:________.【答案】【解析】.【考点】三角函数的计算及诱导公式.20.如图,在平面直角坐标系中,以x轴为始边作两个锐角、,它们的终边分别与单位圆交于A、B两点.已知点A的横坐标为;B点的纵坐标为.则 .【答案】【解析】单位圆的半径是1,根据勾股定理以及点A的横坐标为,B点的纵坐标为,可知点A的纵坐标为,点B的横坐标为,所以,,,,因为,是锐角,所以,所以.【考点】1.任意角的三角函数;2.三角函数的和角公式21.已知弧度数为2的圆心角所对的弦长也是2,则这个圆心角所对的弧长是()A.2B.C.D.【答案】C【解析】.故选C.【考点】扇形弧长公式.22.在平面直角坐标系xOy中,若角α的始边与x轴的正半轴重合,终边在射线y=-x(x>0)上,则sin5α=.【答案】【解析】根据题意,由于平面直角坐标系xOy中,若角α的始边与x轴的正半轴重合,终边在射线y=-x(x>0)上,则可知,那么可知sin5α=sin,故答案为【考点】三角函数定义点评:解决的关键是利用三角函数的定义来求解三角函数值,属于基础题。
高考数学复习:任意角和弧度制及任意角的三角函数
当m=- 5 时,r=2 2,点P的坐标为 ( 3, 5),
所以cos x 3 6 ,tan y 5 15 ,
r 22 4
x 3 3
综上可知,cos θ=- ,t6an θ=- 或c1o5 s θ=- , 6
2
2.若圆弧长度等于圆内接正方形的边长,则该圆弧所对
圆心角的弧度数为 ( )
A.
B.
C. 2
D. 2
4
2
2
【解析】选D.设圆的直径为2r,则圆内接正方形的边长 为 2r, 因为圆的圆弧长度等于该圆内接正方形的边长, 所以圆弧的长度为 2r, 所以圆心角弧度为 2r 2.
r
考点三 任意角三角函数的定义及应用 【明考点·知考法】
【典例】函数y= sin x 3 的定义域为________.
2
世纪金榜导学号
【解析】由题意可得sin x- ≥30,即sin x≥ .作 3
2
2
直线y= 3交单位圆于A,B两点,连接OA,OB,则OA与OB围
2
成的区域(图中阴影部分含边界)即为角x的终边的范围,
故满足条件的角x的集合为
{x|2k x 2k 2 , k Z}.
2
答案:6π
题组二:走进教材
1.(必修4P5T4改编)下列与 9 的终边相同的角的表达
4
式中正确的是 ( )
A.2kπ+45°(k∈Z) C.k·360°-315°(k∈Z)
B.k·360°+ 9 π(k∈Z)
4
D.kπ+ 5 (k∈Z)
4
【解析】选C.由定义知终边相同的角的表达式中不能
同时出现角度和弧度,应为 +2kπ或k·360°+45°
高一任意角和弧度制及任意角的三角函数复习
y r x cos a = r y tan a = x 0 x sin a =
1.根据三角函数的定义,确定它们的定 三角函数 定义域 义域 (弧度制
cos a tan a
y + o ( ) ( ( x (
sin a
R
R
p a a kp (k Z ) 2
2.确定三角函数值在各象限的符号
使比值有意义的角的集合即为三 角函数的定义域.
定义推广:
设角a 是一个任意角, P ( x, y )是终边上任意一点,点P 与原点的距离是r= x 2 y 2 0
那么① ② ③ 任意角
y r x r y x
叫做
a
a
的正弦,即 的余弦,即 的正弦,即
叫做 叫做
a
a 的三角函数值仅与a 有关,而与点 P在角的终边上的位置无关.
那么:(1) 叫做 (2) 叫做 (3) 叫做 y x
y a 的正弦,记作
,即 ,即
sin a ;
;
sin a = y
x a 的余弦,记作
cosa
cos a = x
。 tan a =
y
a 的正切,记作
,即tana
y ( x 0) x
P( x, y)
1
a
o
x
M
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 ,我们将他们称为三角函数.
1 1 S扇形 = r = a r 2 2 2 1 1 S弓 =S扇形 S = r r r sin a 2 2 扇形周长=2r
l a = r
r=
l
a
思考:扇形的弧长和面积共含几个变量,已 知几个量,才能求出另外的量呢?
高一数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析
高一数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析1.若为第三象限,则的值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为为第三象限,所以.因此,故选择B.【考点】同角三角函数基本关系及三角函数符号.2.下列各式中,值为的是A.B.C.D.【答案】D【解析】;;;.【考点】二倍角的正弦、余弦、正切公式.3.已知扇形半径为8, 弧长为12, 则中心角为弧度, 扇形面积是【答案】.【解析】圆心角;由扇形的面积公式得.【考点】扇形的面积公式及圆心角的计算.4.是第( )象限角.A.一B.二C.三D.四【答案】C【解析】本题主要考查三角函数终边相同的角.由得出终边在第三象限,故选C.【考点】终边相同的角的表示.5.已知角的终边上有一点(1,2),则的值为( ).A.B.C.D.–2【答案】A【解析】角的终边过,,.【考点】任意角三角函数的定义.6.已知点P()在第三象限,则角在()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】B【解析】由已知得,即,则角在第二象限。
【考点】(1)三角函数值符号的判断;(2)象限角的判断。
7. 2400化成弧度制是()A.B.C.D.【答案】C【解析】本题考查度与弧度的互化,利用公式弧度,可得.【考点】度与弧度的互化.8.的值是()A.B.C.D.【答案】C【解析】.任意角的三角函数值可利用诱导公将角化为锐角的三角函数值求得.【考点】诱导公式,特殊角的三角函数值.9.若,且,则角的终边所在的象限是().A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】D【解析】因为,又因为,所以,所以角的终边所在象限是第四象限,故选D.【考点】1、三角函数值的符号;2、二倍角的正弦.10.设为第四象限角,其终边上的一个点是,且,求和.【答案】;.【解析】利用余弦函数的定义求得,再利用正弦函数的定义即可求得的值与的值.∵为第四象限角,∴,∴,∴,∴,∴=,∴,.【考点】任意角的三角函数的定义.11.将120o化为弧度为()A.B.C.D.【答案】B【解析】,故.【考点】弧度制与角度的相互转化.12.下列角中终边与330°相同的角是()A.30°B.-30°C.630°D.-630°【答案】B【解析】与330°终边相同的角可写为,当时,可得-30°.【考点】终边相同的角之间的关系.13.的值()A.小于B.大于C.等于D.不存在【答案】A【解析】因为,所以,从而,选A.【考点】任意角的三角函数.14.圆心角为弧度,半径为6的扇形的面积为 .【答案】【解析】扇形面积公式,即(必须为弧度制).【考点】扇形面积公式.15.比较大小:(用“”,“”或“”连接).【答案】>.【解析】在单位圆中,做出锐角1的正切线、正弦线、余弦线,观察他们的长度,发现正切线最长,余弦线最短,故有 tan1>sin1>cos1>0.【考点】三角函数线.16.已知【答案】【解析】由已知得,又因为,所以,而,故答案为.【考点】1.诱导函数;2.特殊角的三角函数值.17.一钟表的分针长5 cm,经过40分钟后,分针外端点转过的弧长是________cm【答案】【解析】分针每60分钟转一周,故每分钟转过的弧度数是,分针经40分钟,分针的端点所转过的角的弧度数为2π×=,代入弧长公式l=αr,得出分针的端点所转过的长为×5=(cm).故答案为:。
2014版高中数学复习方略课时提升作业:3.1任意角的概念与弧度制、任意角的三角函数(北师大版)
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课时提升作业(十七)一、选择题1.(2013·宿州模拟)已知A是三角形ABC的内角,则“cosA=”是“sinA=”的( ) (A)充分不必要条件 (B)必要不充分条件(C)充要条件(D)既不充分也不必要条件2.(2013·咸阳模拟)设α是第二象限角,P(x,4)为其终边上的一点,且cosα=x,则tanα=( )(A)(B)(C)-(D)-3.已知cosθ=cos30°,则θ等于( )(A)30°(B)k×360°+30°(k∈Z)(C)k×360°±30°(k∈Z) (D)k×180°+30°(k∈Z)4.点P从(1,0)出发,沿单位圆x2+y2=1逆时针方向运动到达P′点,则P′点的坐标为( )(A)(-,) (B)(-,-)(C)(-,-) (D)(-,)5.设角α是第二象限角,且|cos|=-cos,则角的终边在( )(A)第一象限(B)第二象限(C)第三象限(D)第四象限6.若一扇形的圆心角为72°,半径为20cm,则扇形的面积为( )(A)40πcm2(B)80πcm2(C)40cm2(D)80cm27.(2013·黄山模拟)若θ为第一象限角,则能确定为正值的是( )(A)sin(B)cos(C)tan(D)cos2θ8.(2013·新余模拟)设a<0,角α的终边经过点P(-3a,4a),那么sinα+2cosα的值等于( )(A)(B)-(C)(D)-9.(2013·安康模拟)sin1,cos1,tan1的大小关系是( )(A)tan1>sin1>cos1(B)tan1>cos1>sin1(C)cos1>sin1>tan1(D)sin1>cos1>tan110.若实数x满足log2x=2+sinθ,则|x+1|+|x-10|等于( )(A)2x-9 (B)9-2x (C)11 (D)9二、填空题11.(2013·榆林模拟)一个扇形的周长是6cm,该扇形的圆心角是1rad,该扇形的面积是.12.若角θ的终边在射线y=-2x(x<0)上,则cosθ= .13.在平面直角坐标系xOy中,以Ox轴为始边作两个锐角α,β,它们的终边都在第一象限内,并且分别与单位圆相交于A,B两点,已知A点的纵坐标为,B点的纵坐标为,则tanα= ,tanβ= .14.若函数f(x)=则f(-)的值为.三、解答题15.已知角α终边经过点P(x,-)(x≠0),且cosα=x.求sinα+的值.答案解析1.【解析】选A.由cosA=及0<A<π知A=,故sinA=,反之当sinA=(0<A<π)时,A=或A=,故cosA=或cosA=-,所以“cosA=”是“sinA=”的充分不必要条件.2.【解析】选D.因为α是第二象限角,所以x<0.由三角函数的定义,有cosα==x,解得x=-3(x<0),所以tanα==-.3.【解析】选C.由条件知cosθ=,所以θ=k×360°+30°(k∈Z)或θ=k×360°-30°(k∈Z),故选C.4.【解析】选A.如图所示,由题意可知∠POP′=,∴∠MOP′=,∴|OM|=,|MP′|=,∴P′(-,),故选A.5.【解析】选C.∵α是第二象限角,∴k·360°+90°<α<k·360°+180°(k∈Z).∴k·180°+45°<<k·180°+90°(k∈Z),当k=2n(n∈Z)时,n·360°+45°<<n·360°+90°;当k=2n+1(n∈Z)时,n·360°+225°<<n·360°+270°.∴是第一象限角或第三象限角.又∵|cos|=-cos,∴cos<0.∴是第三象限角.6.【解析】选B.72°=,∴S扇形=αR2=××202=80π(cm2).7.【解析】选C.由θ为第一象限角知2kπ<θ<2kπ+(k∈Z),故kπ<<kπ+ (k∈Z).当k=2n(n∈Z)时,2nπ<<2nπ+;当k=2n+1(n∈Z)时,2nπ+π<<2nπ+,故为第一、三象限的角,从而tan>0.又4kπ<2θ<4kπ+π(k∈Z),故2θ为第一、二象限的角或终边在y轴正半轴上,故cos2θ不一定为正值.8.【解析】选A.由题意知r==-5a,所以sinα==-,cosα==,故sinα+2cosα=-+2×=.9.【思路点拨】画出三角函数线,利用数形结合解题.【解析】选A.画出弧度数为1的角的正弦线、余弦线和正切线,结合图像知tan1>sin1>cos1,故选A.10.【思路点拨】由条件求得x的取值范围,根据x+1,x-10的符号去掉绝对值即可.【解析】选C.由log2x=2+sinθ,得x=22+sinθ,由-1≤sinθ≤1,得1≤2+sinθ≤3.因此2≤x≤8,所以x+1>0,x-10<0,故|x+1|+|x-10|=x+1+(10-x)=11.11.【解析】设扇形的弧长为l,半径为r,则解得l=r=2,∴S扇形=l r=×2×2=2(cm2).答案:2cm212.【解析】由已知得角的终边落在第二象限,故可设角终边上一点P(-1,2),则r2=(-1)2+22=5,∴r=,此时cosθ==-.答案:-13.【解析】由条件得sinα=,sinβ=.∵α为锐角,∴cosα>0且cosα=,同理可得cosβ=,因此tanα=,tanβ=.答案:14.【解析】由已知得f(-)=f(-+1)+1=f(-)+1=f(-+1)+2=f()+2=-cos+2=+2=.答案:15.【思路点拨】利用三角函数定义先确定P到原点的距离r,再由三角函数的定义可解.【解析】∵P(x,-)(x≠0),∴点P到原点的距离r=,又cosα=x,∴cosα==x.∵x≠0,∴x=±,∴r=2.当x=时,P点坐标为(,-),由三角函数的定义,有sinα=-,=-,∴sinα+=--=-;当x=-时,同理可求得sinα+=.【变式备选】设90°<α<180°,角α的终边上一点为P(x,),且cosα=x,求sinα与tanα的值.【解析】由三角函数的定义得:cosα=,又cosα=x,∴=x,解得x=±.由已知可得:x<0,∴x=-.故cosα=-,sinα=,tanα=-.关闭Word文档返回原板块。
高考数学一轮复习 第3章 三角函数、解三角形 3.1 任意角和弧度制及任意角的三角函数学案 文
3.1 任意角和弧度制及任意角的三角函数[知识梳理]1.任意角的概念(1)定义:角可以看成平面内的一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形.(2)角的分类(3)终边相同的角:所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.(4)相关结论①象限角②轴线角2.弧度制的定义和公式(1)定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.正角的弧度数是一个正数,负角的弧度数是一个负数,零角的弧度数是0.(2)公式3.任意角的三角函数[诊断自测] 1.概念思辨(1)锐角是第一象限的角,第一象限的角也都是锐角.( )(2)一弧度是长度等于半径长的弧所对的圆心角的大小,它是角的一种度量单位.( )(3)α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,则tan α>α>sin α.( )(4)α为第一象限角,则sin α+cos α>1.( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ 2.教材衍化(1)(必修A4P 9T 5)直径为4的圆中,36°的圆心角所对的弧长是( ) A.4π5 B.2π5 C.π3 D.π2答案 B解析 ∵36°=36×π180 rad =π5 rad ,∴36°的圆心角所对的弧长为l =π5×2=2π5.故选B.(2)(必修A4P 21T 9)设θ是第三象限角,且⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos θ2=-cos θ2,则θ2是( )A .第一象限角B .第二象限角C .第三象限角D .第四象限角答案 B解析 由θ在第三象限,所以2k π+π<θ<2k π+3π2(k ∈Z ),所以k π+π2<θ2<k π+3π4(k ∈Z ).又cos θ2≤0,故选B. 3.小题热身(1)(2017·石家庄模拟)已知角α的终边在直线y =-x 上,且cos α<0,则tan α=________.答案 -1解析 如图,由题意知,角α的终边在第二象限,在其上任取一点P (x ,y ),则y =-x ,由三角函数的定义得tan α=y x =-xx=-1.(2)(2018·黄浦模拟)如图,已知扇形OAB 和OA 1B 1,A 1为OA 的中点,若扇形OA 1B 1的面积为1,则扇形OAB 的面积为________.答案 4解析 设∠AOB =α,则S 扇形OA 1B 1=12OA 21·α=1,S 扇形OAB =12OA 2·α,OA =2OA 1,∴S 扇形OAB =12·(2OA 1)2·α=4.题型1 象限角及终边相同的角典例1设集合M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =k 2·180°+45°,k ∈Z ,N = ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =k4·180°+45°,k ∈Z,判断两集合的关系( ) A .M =N B .M N C .N MD .M ∩N =∅将描述法表示的集合变为列举法表示.答案 B解析 由于M =⎩⎪⎨⎪⎧x ⎪⎪⎪ x =k2·180°+45°,k ∈Z } ={…,-45°,45°,135°,225°,…},N =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =k4·180°+45°,k ∈Z={…,-45°,0°,45°,90°,135°,180°,225°,…},显然有M N .典例2 已知角α=2k π-π5(k ∈Z ),若角θ与角α终边相同,则y =sin θ|sin θ|+|cos θ|cos θ+tan θ|tan θ|的值为________.找α的终边,利用终边定号法.答案 -1解析 由α=2k π-π5(k ∈Z )及终边相同角的概念知,α的终边在第四象限,又θ与α的终边相同,所以角θ是第四象限角,所以sin θ<0,cos θ>0,tan θ<0.因此,y =-1+1-1=-1.方法技巧象限角的两种判断方法1.图象法:在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角.2.转化法:先将已知角化为k ·360°+α(0°≤α<360°,k ∈Z )的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角.提醒:注意“顺转减,逆转加”的应用,如角α的终边逆时针旋转180°可得角α+180°的终边,类推可知α+k ·180°(k ∈Z )表示终边落在角α的终边所在直线上的角.冲关针对训练1.(2017·潍坊模拟)集合{|αk π+π4≤α≤k π+π2,k ∈Z}中的角所表示的范围(阴影部分)是( )答案 C解析 当k =2n (n ∈Z )时,2n π+π4≤α≤2n π+π2, 此时α表示的范围与π4≤α≤π2表示的范围一样;当k =2n +1(n ∈Z )时,2n π+π+π4≤α≤2n π+π+π2,此时α表示的范围与π+π4≤α≤π+π2表示的范围一样.故选C.2.若sin θ2=45,且sin θ<0,则θ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 C解析 ∵sin θ<0,∴2sin θ2cos θ2<0.又∵sin θ2=45,∴cos θ2<0.故θ2在第二象限,且2k π+π2<θ2<2k π+34π(k ∈Z ). ∴4k π+π<θ<4k π+32π,∴θ在第三象限.故选C.题型2 弧度制及扇形面积公式的应用典例 已知一扇形的圆心角为α,半径为R ,弧长为l . (1)若α=60°,R =10 cm ,求扇形的弧长l ;(2)已知扇形的周长为10 cm ,面积是4 cm 2,求扇形的圆心角;(3)若扇形周长为20 cm ,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?利用方程组法、二次函数求最值.解 (1)α=60°=π3 rad ,∴l =α ·R =π3×10=10π3 (cm).(2)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 2R +R α=10,12α·R 2=4,解得⎩⎪⎨⎪⎧R =1,α=8(舍去),⎩⎪⎨⎪⎧R =4,α=12.故扇形圆心角为12.(3)由已知得,l +2R =20,所以S =12lR =12(20-2R )R =10R -R 2=-(R -5)2+25,所以当R =5时,S 取得最大值25,此时l =10,α=2.[条件探究] 将典例中的第(3)问推广为“若扇形的周长是一定值C (C >0),当α为多少弧度时,该扇形有最大面积?”解 扇形周长C =2R +l =2R +αR , ∴R =C2+α,∴S 扇=12α·R 2=12α·⎝ ⎛⎭⎪⎫C 2+α2=C 2α2·14+4α+α2=C 22·14α+4+α≤C 216. 当且仅当α2=4,即α=2时,扇形面积有最大值C 216.方法技巧应用弧度制解决问题的方法1.利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度.见典例(1). 2.求扇形面积最大值的问题时,常转化为二次函数的最值问题,利用配方法使问题得到解决.见典例(3).3.在解决弧长问题和扇形面积问题时,要合理地利用圆心角所在的三角形. 提醒:弧度制下l =|α|·r ,S =12lr ,此时α为弧度.在角度制下,弧长l =n πr180,扇形面积S =n πr 2360,此时n 为角度,它们之间有着必然的联系.冲关针对训练(2018·大连模拟)一个半径为R 的扇形,它的周长为4R ,则这个扇形所含弓形的面积是( )A.R 22B.12R 2sin1·cos1 C.12R 2(2-sin1·cos1) D .R 2(1-sin1·cos1)答案 D解析 设圆心角为θ,由题知2R +R ·θ=4R ,得θ=2, 所以S 弓=S 扇-S三角形=12×2R ·R -12R 2·sin2=R 2-12R 2·sin2=R 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12sin2=R 2(1-sin1·cos1).故选D.题型3 任意角三角函数的定义及应用角度1 利用三角函数定义求值典例 已知角α的顶点在原点,始边为x 轴的非负半轴.若角α终边经过点P (-3,y ),且sin α=34y (y ≠0),则判断角α所在的象限,并求cos α和tan α的值.定义法.解 依题意,P 到原点O 的距离为 |PO |= (-3)2+y 2,∴sin α=y r=y3+y2=34y . ∵y ≠0,∴9+3y 2=16,∴y 2=73,∴y =±213.∴点P 在第二或第三象限. 当P 在第二象限时,y =213,cos α=x r =-34,tan α=-73. 当P 在第三象限时,y =-213,cos α=x r =-34,tan α=73. 角度2 利用三角函数线比较大小,解不等式典例 sin1,cos1,tan1的大小关系是( ) A .sin1>cos1>tan1 B .sin1>tan1>cos1 C .tan1>sin1>cos1D .tan1>cos1>sin1单位圆定义法.答案 C解析 作单位圆,作出锐角1弧度的正弦线BP ,余弦线OB ,正切线AT ,可得tan1>sin1>cos1.故选C.方法技巧三角函数定义问题的常见类型及解题策略1.已知角α终边上一点P 的坐标,可求角α的三角函数值.先求P 到原点的距离,再用三角函数的定义求解.2.利用单位圆解三角不等式的步骤 (1)确定区域的边界(注意边界的虚实); (2)确定区域; (3)写出解集.3.三角函数值的符号及角的位置的判断.已知一角的三角函数值(sin α,cos α,tan α)中任意两个的符号,可分别确定出角终边所在的可能位置,二者的交集即为该角的终边位置.注意终边在坐标轴上的特殊情况.提醒:若题目中已知角的终边在一条直线上,此时注意在终边上任取一点有两种情况(点所在象限不同).冲关针对训练1.设π2<x <3π4,a =sin x ,b =cos x ,c =tan x ,则( )A .a <b <cB .c <b <aC .b <c <aD .b <a <c 答案 B解析 ∵π2<x <3π4,∴22<sin x <1,-22<cos x <0,tan x <-1. ∴c <b <a .故选B.2.(2017·兴庆区校级期中)已知角α的终边经过点P (x ,-2)(x >0),且cos α=36x, 求sin α+1tan α的值. 解 角α的终边经过点P (x ,-2)(x >0) ∵r =x 2+2,∵cos α=x r =36x , 可得x =10. 则r =2 3.sin α=y r =-223=-66,tan α=y x =-210=-55.那么sin α+1tan α=-66-5=-6+656.1.(2017·商丘期末)已知点P (-3,y )为角β的终边上的一点,且sin β=1313,则y 的值为( )A .±12 B.12 C .-12 D .±2答案 B解析 由题意可得:|OP |=y 2+3,所以sin β=y y 2+3=1313,所以y =±12,又因为sin β=1313,所以y >0,所以y =12.故选B. 2.(2018·东莞月考)角β的终边上有一点P (-m ,m ),其中m ≠0,则sin β+cos β的值为( )A. 2 B .- 2 C .0 D.2或- 2 答案 C解析 角β的终边上有一点P (-m ,m ),其中m ≠0, ∴r =|OP |=2|m |, 当m >0时,cos β=-m2|m |=-22,sin β=m2|m |=22,∴sin β+cos β=0; 当m <0时,cos β=-m2|m |=22,sin β=m 2|m |=-22,∴sin β+cos β=0.综上,sin β+cos β的值为0.故选C.3.(2017·连云港质检)已知角α的终边上一点的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫sin 2π3,cos 2π3,则角α的最小正值为( )A.5π6 B.2π3 C.5π4 D.11π6答案 D解析 ∵⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 2π3,cos 2π3=⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-12,∴角α为第四象限角,且sin α=-12,cos α=32.∴角α的最小正值为11π6.故选D. 4.(2017·河南八市联考)已知角α的顶点在原点,始边与x 轴非负半轴重合,点P (-4m,3m )(m >0)是角α终边上的一点,则2sin α+cos α=________.答案 25解析 ∵|OP |= (-4m )2+(3m )2=5|m |=5m (m >0), ∴sin α=3m 5m =35,cos α=-4m 5m =-45,∴2sin α+cos α=2×35-45=25.[基础送分 提速狂刷练]一、选择题1.给出下列四个命题:①-3π4是第二象限角;②4π3是第三象限角;③-400°是第四象限角;④-315°是第一象限角.其中正确命题的个数为( )A .1B .2C .3D .4 答案 C解析 ①中-3π4是第三象限角,故①错.②中4π3=π+π3,从而4π3是第三象限角,故②正确.③中-400°=-360°-40°,从而③正确.④中-315°=-360°+45°,从而④正确.故选C.2.sin2·cos3·tan4的值( ) A .小于0 B .大于0 C .等于0 D .不存在答案 A解析 ∵π2<2<3<π<4<3π2,∴sin2>0,cos3<0,tan4>0.∴sin2·cos3·tan4<0.故选A.3.已知扇形的周长是6 cm ,面积是2 cm 2,则扇形的圆心角的弧度数是( ) A .1 B .4 C .1或4 D .2或4答案 C解析 设此扇形的半径为r ,弧长是l ,则⎩⎪⎨⎪⎧2r +l =6,12rl =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧r =1,l =4或⎩⎪⎨⎪⎧r =2,l =2.从而α=l r =41=4或α=l r =22=1.故选C.4.若π4<θ<π2,则下列不等式成立的是( )A .sin θ>cos θ>tan θB .cos θ>tan θ>sin θC .sin θ>tan θ>cos θD .tan θ>sin θ>cos θ答案 D解析 ∵π4<θ<π2,∴tan θ>1,sin θ-cos θ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4.∵π4<θ<π2,∴0<θ-π4<π4,∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4>0,∴sin θ>cos θ.故选D.5.在△ABC 中,若sin A ·cos B ·tan C <0,则△ABC 的形状是( ) A .锐角三角形 B .钝角三角形 C .直角三角形 D .不能确定答案 B解析 ∵△ABC 中每个角都在(0,π)内,∴sin A >0. ∵sin A ·cos B ·tan C <0,∴cos B ·tan C <0. 若B ,C 同为锐角,则cos B ·tan C >0. ∴B ,C 中必定有一个钝角. ∴△ABC 是钝角三角形.故选B.6.(2018·永昌县期末)已知角α的终边经过点(3a,4a )(a ≠0),则sin α+cos α的值为( )A.75 B .-75 C .±75 D .±34 答案 C解析 ∵角α的终边经过点(3a,4a )(a ≠0),当a >0时,r =5a ,sin α=y r =45,cos α=x r =35,sin α+cos α=75; 当a <0时,r =|5a |=-5a ,sin α=y r =-45,cos α=x r =-35,sin α+cos α=-75.综上可得,sin α+cos α=±75.故选C.7.已知sin α>sin β,那么下列命题成立的是( ) A .若α,β是第一象限的角,则cos α>cos β B .若α,β是第二象限的角,则tan α>tan βC .若α,β是第三象限的角,则cos α>cos βD .若α,β是第四象限的角,则tan α>tan β 答案 D解析 由三角函数线可知,选D.8.已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长是( ) A .2 B .sin2 C.2sin1 D .2sin1答案 C解析 如图,∠AOB =2弧度,过O 点作OC ⊥AB 于C ,并延长OC 交弧AB 于D .则∠AOD =∠BOD =1弧度,且AC =12AB =1,在Rt △AOC 中,AO =ACsin ∠AOC =1sin1,即r =1sin1,从而弧AB 的长为l =|α|·r =2sin1.故选C. 9.若α是第三象限角,则下列各式中不成立的是( ) A .sin α+cos α<0 B .tan α-sin α<0 C .cos α-tan α<0 D .tan αsin α<0 答案 B解析 ∵α是第三象限角,∴sin α<0,cos α<0,tan α>0,则可排除A ,C ,D.故选B.10.(2018·江西模拟)已知角α的终边经过点(m ,3m ),若α= 7π3,则m 的值为( ) A .27 B.127 C .9 D.19答案 B解析 角α的终边经过点(m ,3m ),若α=7π3,则tan 7π3=tan π3=3=3mm=m- 16,则m =127.故选B.二、填空题11.(2017·广州模拟)若角θ的终边经过点P (-3,m )(m ≠0)且 sin θ=24m ,则cos θ的值为________. 答案 -64解析 点P (-3,m )是角θ终边上一点,由三角函数定义可知sin θ=m3+m2.又sin θ=24m , ∴m3+m2=24m . 又m ≠0,∴m 2=5,∴cos θ=-33+m2=-64. 12.(2018·济南校级期末)已知1|sin α|=-1sin α,且lg cos α有意义,则α所在象限为第________象限.答案 四解析 由1|sin α|=-1sin α可知,sin α<0,∴α是第三或第四象限角或终边在y 轴的非正半轴上的角. 由lg cos α有意义可知cos α>0,∴α是第一或第四象限角或终边在x 轴的非负半轴上的角,综上可知角α是第四象限角.13.若角α的终边在直线y =-3x 上,则10sin α+3cos α=________.答案 0解析 设角α终边上任一点为P (k ,-3k )(k ≠0),则r =x 2+y 2=k 2+(-3k 2)=10|k |.当k >0时,r =10k . ∴sin α=-3k 10k =-310,1cos α=10kk =10.∴10sin α+3cos α=-310+310=0.当k <0时,r =-10k .∴sin α=-3k -10k =310,1cos α=-10kk =-10.∴10sin α+3cos α=310-310=0.综上,10sin α+3cos α=0.14.如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1),此时圆上一点P 的位置在(0,0),圆在x 轴上沿正方向滚动.当圆滚动到圆心位于(2,1)时,OP →的坐标为________.答案 (2-sin2,1-cos2)解析 因为圆心由(0,1)平移到了(2,1),所以在此过程中P 点所经过的弧长为2,其所对圆心角为2.如图所示,过P 点作x 轴的垂线,垂足为A ,圆心为C ,与x 轴相切于点B ,过C 作PA 的垂线,垂足为D ,则∠PCD =2-π2,|PD |=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-π2=-cos2,|CD |=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-π2=sin2,所以P 点坐标为(2-sin2,1-cos2), 即OP →的坐标为(2-sin2,1-cos2).三、解答题15.已知扇形AOB 的周长为8.(1)若这个扇形的面积为3,求圆心角的大小;(2)求这个扇形的面积取得最大值时圆心角的大小和弦长AB . 解 设扇形AOB 的半径为r ,弧长为l ,圆心角为α, (1)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧2r +l =8,12lr =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧r =3,l =2或⎩⎪⎨⎪⎧r =1,l =6,∴α=l r =23或α=lr=6.(2)∵2r +l =8,∴S 扇=12lr =12r (8-2r )=r (4-r )=-(r -2)2+4≤4,当且仅当r =2,即α=lr=2时,扇形面积取得最大值4. ∴弦长AB =2sin1×2=4sin1. 16.已知sin α<0,tan α>0. (1)求α角的集合; (2)求α2终边所在的象限;(3)试判断tan α2sin α2cos α2的符号.解 (1)由sin α<0,知α在第三、四象限或y 轴的负半轴上; 由tan α>0,知α在第一、三象限,故α角在第三象限,其集合为{α⎪⎪⎪⎭⎬⎫2k π+π<α<2k π+3π2,k ∈Z .(2)由2k π+π<α<2k π+3π2,k ∈Z , 得k π+π2<α2<k π+3π4,k ∈Z ,故α2终边在第二、四象限. (3)当α2在第二象限时,tan α2<0,sin α2>0,cos α2<0,所以tan α2sin α2cos α2取正号;当α2在第四象限时,tan α2<0,sin α2<0,cos α2>0,所以tan α2sin α2cos α2也取正号.因此,tan α2sin α2cos α2取正号.。
高三数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析
高三数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析1.已知角为第二象限角,且,则的值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】由,得:又因为:所以,解得:又因为角为第二象限角,所以,所以,故选B.【考点】同角三角函数基本关系及诱导公式.2.设α是第二象限角,P(x,4)为其终边上的一点,且cosα=x,则tanα=() A.B.C.-D.-【答案】D【解析】∵α是第二象限角,∴cosα=x<0,即x<0.又cosα=x=,解得x=-3,∴tanα==-.3.已知点P(sinα-cosα,tanα)在第一象限,则在[0,2π]内α的取值范围是()A.(,)B.(π,)C.(,)D.(,)∪(π,)【答案】D【解析】由已知得,解得α∈(,)∪(π,).4.已知角α终边上一点P(-,y),且sinα=y,求cosα和tanα的值.【答案】cosα=-1,tanα=0.【解析】r2=x2+y2=y2+3,由sinα===y,∴y=±或y=0.当y=即α是第二象限角时,cosα==-,tanα=-;当y=-即α是第三象限角时,cosα==-,tanα=;当y=0时,P(-,0),cosα=-1,tanα=0.5.设集合M=,N={α|-π<α<π},则M∩N=________.【答案】【解析】由-π<<π,得-<k<.∵k∈Z,∴k=-1,0,1,2,故M∩N=6.一段圆弧的长度等于其圆内接正三角形的边长,则其圆心角的弧度数为()A.B.C.D.【答案】C【解析】由题意可知,圆内接正三角形边长a与圆的半径之间关系为a=r,∴α===.7. tan(-1 410°)的值为()A.B.-C.D.-【答案】A【解析】tan(-1 410°)=tan(-4×360°+30°)=tan 30°=8.《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表.其中《方田》章给出计算弧田面积所用的经验公式为:弧田面积=(弦´矢+矢2).弧田(如图),由圆弧和其所对弦所围成,公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差.按照上述经验公式计算所得弧田面积与其实际面积之间存在误差.现有圆心角为,弦长等于9米的弧田.(1)计算弧田的实际面积;(2)按照《九章算术》中弧田面积的经验公式计算所得结果与(1)中计算的弧田实际面积相差多少平方米?(结果保留两位小数)【答案】(1) ();(2)少.【解析】(1)本题比较简单,就是利用扇形面积公式来计算弧田面积,弧田面积等于扇形面积对应三角形面积.(2)由弧田面积的经验计算公式计算面积与实际面积相减即得.试题解析:(1) 扇形半径, 2分扇形面积等于 5分弧田面积=(m2) 7分(2)圆心到弦的距离等于,所以矢长为.按照上述弧田面积经验公式计算得(弦´矢+矢2)=. 10分平方米 12分按照弧田面积经验公式计算结果比实际少1.52平米.【考点】(1)扇形面积公式;(2)弧田面积的经验计算公式.9.在平面直角坐标系中,若角的顶点在坐标原点,始边在轴的非负半轴上,终边经过点(其中)则的值为( )A.B.C.D.【答案】D【解析】,根据任意角的三角函数的定义得,,所以.【考点】任意角三角函数的定义.10.( )A.B.C.D.【答案】A【解析】.【考点】特殊角的三角函数值11.在平面直角坐标系中,已知角的顶点在坐标原点,始边在轴的非负半轴上,终边经过点,则 .【答案】【解析】由任意角的三角函数的定义得:.【考点】任意角的三角函数的定义.12.已知,则满足的角所在的象限为.【答案】二或四【解析】根据指数函数的单调性和,得,即和异号,所以角是第二象限或第四象限的角.【考点】指数函数的单调性、各象限三角函数的符号.13.已知为钝角,且,则与角终边相同的角的集合为.【答案】【解析】由为钝角,且,得,所以与角终边相同的角的集合为,当然也可写成,但注意制度要统一,不要丢掉.【考点】特殊角的三角函数、终边相同角的集合.14.已知,则满足的角所在的象限为.【答案】二或四【解析】根据指数函数的单调性和,得,即和异号,所以角是第二象限或第四象限的角.【考点】指数函数的单调性、各象限三角函数的符号.15.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,角α的终边与单位圆交于点A,点A的纵坐标为,则cosα=.【答案】.【解析】由题意及图所示,易知A点的横坐标为,所以.【考点】三角函数的定义.16.已知函数的定义域为[a,b],值域为[-2,1],则的值不可能是()A.B.C.D.【答案】C【解析】因的值域[-2,1]含最小值不含最大值,根据图象可知定义域小于一个周期,故选D.【考点】三角函数的定义域和值域.17.若角的终边上有一点P(a,-2),则实数a的值为()A.B.C.D.【答案】D【解析】因为,所以.【考点】三角函数的定义.18.若,则角是()A.第一或第二象限角B.第二或第三象限角C.第三或第四象限角D.第二或第四象限角【答案】D【解析】因为,则角是第二或第四象限角,选D19.点位于直角坐标面的A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】D【解析】因为,位于直角坐标面的第四象限,选D20.已知圆与轴的正半轴相交于点,两点在圆上,在第一象限,在第二象限,的横坐标分别为,则=( )A.B.C.D.【答案】B【解析】设与轴正半轴的夹角分别为则,21.已知动点在圆x2+y2=1上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转,12秒旋转一周,已知时间t=0时,点A(,则0≤t≤12时,动点A的横坐标x关于t(单位:秒)的函数单调递减区间是()A.[0, 4]B.[4,10]C.[10,12]D.[0,4]和[10,12]【答案】D【解析】解:设动点A与x轴正方向夹角为α,则t=0时α=π/ 3 ,每秒钟旋转π /6 ,在t∈[0,1]上α∈[π/ 3 ,π/ 2 ],在[7,12]上α∈[3π/ 2 ,7π /3 ],动点A的纵坐标y关于t都是单调递增的.故选D.22.曲线与坐标轴所围的面积是【答案】3【解析】据余弦函数的图象,23.已知,且在第二象限,那么在 ( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】C【解析】解:∵sinθ="3" /4 ,且θ在第二象限,∴cosθ=-/4,所以sin2θ=2sinθcosθ=-3/16Cos2θ=1-2sin2θ=-1/8故2θ在第三象限。
数学复习:第三章三角函数、解三角形第一节任意角和弧度制及任意角的三角函数
第三章三角函数、解三角形错误!错误!错误!1。
了解任意角的概念;了解弧度制的概念.2.能进行弧度与角度的互化.3.理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.知识点一角的概念的推广角的特点角的分类从运动的角度看角可分为______、______和______从终边位置来看可分为________和轴线角α与β角的终边相同β=______________(或α+k·2π,k∈Z)正角负角零角象限角α+k·360°,k∈Z1.若α是第二象限角,β是第三象限角,则角α,β的大小关系是________.解析:角α可以大于角β,也可以小于角β,但是不能等于角β.答案:不确定2.终边在直线y=x上的角的集合是________.解析:终边在直线y=x上,且在[0°,360°)内的角为45°,225°,写出与其终边相同的的角的集合,整合即得.答案:{α|α=k·180°+45°,k∈Z}知识点二弧度的概念与公式在半径为r的圆中:分类定义(公式)1弧度的角把长度等于______长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,用符号1 rad表示角α的弧度数公式|α|=______(弧长用l表示)角度与弧度的换算①1°=______ rad②1 rad=________弧长公式弧长l=______扇形面积公式S=______=__________答案半径错误!错误!错误!°r|α| 错误!lr错误!r2|α|3.(必修④P10习题1.1A组第10题改编)单位圆中,200°的圆心角所对的弧长为()A.10π B.9πC。
910π D。
错误!π解析:单位圆的半径r=1,200°的弧度数是200×错误!=错误!π,由弧度数的定义得109π=lr,所以l=109π。
答案:D4.已知扇形的周长是6 cm,面积是2 cm2,则扇形的圆心角的弧度数是________.解析:设此扇形的半径为r,弧长为l,则错误!解得错误!或错误!从而α=错误!=错误!=4或α=错误!=错误!=1。
【高考复习方案 】2014年高考数学(文,江苏教育版)一轮复习课件:第17讲 弧度制及任意角的三角函数
• 双 向 4.已知点 P(tan α ,cos α )在第三象限,则角 α 的 固 基 终边在第________象限. 础
[答案] 二
[解析] 由点 P 在第三象限,得 tan α <0,cos α <0, 则角 α 的终边在第二象限.
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第17讲
弧度制及任意角的三角函数
• 双 向 固 基 础
π 180 ( )° ________rad ,1 rad=________ . 180 π (3)扇形的弧长公式:l=________ |α|r ,扇形的面积公式:S 1 2 1 α r lr 2 2 =________=________.
3.任意角的三角函数及三角函数线
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第17讲
弧度制及任意角的三角函数
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第17讲
弧度制及任意角的三角函数
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π π α [解析] (1)由 2kπ + <α <2kπ +π (k∈Z),得 kπ + < 2 4 2 π α <kπ + 2 (k∈Z).当 k=2n(n∈Z)时, 2 在第一象限;当 k= 点 面2n+1(n∈Z)时,α 在第三象限. 讲 2 考 α α α α α 向 又cos =-cos ⇒cos <0, ∴ 在第三象限, 故 tan >0. 2 2 2 2 2 (2)由于函数 y=-|x|的图像是第三、四象限的角平分线, 故在 0°~360°范围内对应的两个角分别是 225°和 315°, 从 而角 α 的集合为{α|α=k· 360°+225°,k∈Z}∪{α|α=k· 360° +315°,k∈Z}.
各象 限符 号 口诀
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
任意角和弧度制及任意角的三角函数考点及例题讲解
任意角和弧度制及任意角的三角函数考纲解读 1.通过角的变换,判断角所在象限;2.常见的角度与弧度之间的转化;3.已知角的终边求正弦、余弦、正切值;4.利用三角函数线求角的大小或角的范围;5.利用扇形面积公式和弧长公式进行相关计算.[基础梳理]1.任意角的概念(1)我们把角的概念推广到任意角,任意角包括正角、负角、零角. ①正角:按逆时针方向旋转形成的角; ②负角:按顺时针方向旋转形成的角;③零角:如果一条射线没有作任何旋转,我们称它形成了一个零角. (2)终边相同角:与α终边相同的角可表示为:{β|β=α+2k π,k ∈Z }. 2.弧度与角度的互化(1)1弧度的角:长度等于半径长的弧所对的圆心角. (2)角α的弧度数公式:|α|=lr .(3)角度与弧度的换算:360°=2π rad,1°=π180 rad,1 rad =(180π)°≈57°18′.(4)扇形的弧长及面积公式: 弧长公式:l =α·r . 面积公式:S =12l ·r =12α·r 2.3.任意角的三角函数(1)定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),则sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx(x ≠0).(2)几何表示:三角函数线可以看作是三角函数的几何表示.正弦线的起点都在x 轴上,余弦线的起点都是原点,正切线的起点都是(1,0).如图中有向线段MP ,OM ,AT 分别叫作角α的正弦线、余弦线和正切线.4.终边相同的角的三角函数 sin(α+k ·2π)=sin α, cos(α+k ·2π)=cos α,tan(α+k ·2π)=tan α(其中k ∈Z ),即终边相同的角的同一三角函数的值相等.[三基自测]1.单位圆中,200°的圆心角所对的弧长为( ) A .10π B .9π C.9π10 D.10π9答案:D2.若角θ满足tan θ>0,sin θ<0,则角θ所在的象限是( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限 答案:C3.弧长为3π、圆心角为34π的扇形半径为________.答案:44.(必修4·4.1例题改编)α终边上一点P (-3,4).则sin α=________,cos α=________,tan α=________.答案:45 -35 -435.(2017·高考全国卷Ⅰ改编)若α的终边过点(3,4),则cos ⎝⎛⎭⎫α-π4=__________. 答案:7210[考点例题]考点一 终边相同的角及象限角|易错突破高考总复习·数学(理)第三章 三角函数、解三角形[例1] (1)若角α满足α=2k π3+π6(k∈Z ),则α的终边一定在( )A .第一象限或第二象限或第三象限B .第一象限或第二象限或第四象限C .第一象限或第二象限或x 轴非正半轴上D .第一象限或第二象限或y 轴非正半轴上(2)已知sin α>0,cos α<0,则12α所在的象限是( )A .第一象限B .第三象限C .第一或第三象限D .第二或第四象限(3)下列与9π4的终边相同的角的表达式中正确的是( )A .2k π+45°(k ∈Z )B .k ·360°+94π(k ∈Z )C .k ·360°-315°(k ∈Z )D .k π+5π4(k ∈Z )[解析] (1)由α=2k π3+π6,k ∈Z ,当k =0时,α=π6,终边在第一象限.当k =1时,α=2π3+π6=5π6,终边在第二象限.当k =-1时,α=-2π3+π6=-π2,终边在y 轴的非正半轴上,故选D.(2)因为sin α>0,cos α<0,所以α为第二象限角,即π2+2k π<α<π+2k π,k ∈Z ,则π4+k π<12α<π2+k π,k ∈Z .当k 为偶数时,12α为第一象限角;当k 为奇数时,12α为第三象限角,故选C.(3)由定义知终边相同的角中不能同时出现角度和弧度,应为π4+2k π或k ·360°+45°(k ∈Z ).[答案] (1)D (2)C (3)C [易错提醒][纠错训练]1.在-720°~0°范围内所有与45°终边相同的角为________. 解析:所有与45°有相同终边的角可表示为:β=45°+k ×360°(k ∈Z ), 则令-720°<45°+k ×360°<0°, 得-765°<k ×360°<-45°, 解得-765360<k <-45360,从而k =-2或k =-1,代入得β=-675°或β=-315°. 答案:-675°或-315°2.终边在直线y =3x 上的角的集合为__________. 解析:在坐标系中画出直线y =3x , 可以发现它与x 轴正半轴的夹角是π3,终边在直线y =3x 上的角的集合为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π+π3,k ∈Z .答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π+π3,k ∈Z考点二 扇形弧长、面积公式的应用|方法突破[例2] (1)(2018·合肥模拟)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,卷一《方田》[三三]:“今有宛田,下周三十步,径十六步.问为田几何?”译成现代汉语其意思为:有一块扇形的田,弧长30步,其所在圆的直径是16步,问这块田的面积是多少(平方步)?( )A .120B .240C .360D .480(2)(2018·太原模拟)已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长是( )A .2B .sin 2 C.2sin 1D .2 sin 1[解析] (1)由题意可得:S =12×8×30=120(平方步).(2)如图:∠AOB =2弧度,过O 点作OC ⊥AB 于C ,并延长OC 交弧AB 于D .则∠AOD =∠BOD =1弧度,且AC =12AB =1,在Rt △AOC 中,AO =AC sin ∠AOC =1sin 1,即r =1sin 1,从而弧AB 的长为l =α·r =2sin 1.[答案] (1)A (2)C [方法提升][母题变式]将本例(1)改为已知扇形的半径是2,面积为8,则此扇形的圆心角的弧度数是( ) A .4 B .2 C .8D .1解析:设半径为r ,圆心角的弧度数为θ, 由S =12θr 2,得8=12×θ×4,∴θ=4.答案:A考点三 三角函数的定义|模型突破角度1 用三角函数的定义求值[例3] (1)(2018·大同模拟)已知角α的终边经过点P (-x ,-6),且cos α=-513,则x的值为________.(2)已知角α的终边在直线y =-3x 上,则10sin α+3cos α的值为________. [解析] (1)∵cos α=-x(-x )2+(-6)2=-x x 2+36=-513,∴⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x 2x 2+36=25169,解得x =52.(2)设α终边上任一点为P (k ,-3k ), 则r =k 2+(-3k )2=10|k |. 当k >0时,r =10k , ∴sin α=-3k 10k =-310,1cos α=10kk=10, ∴10sin α+3cos α=-310+310=0;当k <0时,r =-10k , ∴sin α=-3k -10k =310,1cos α=-10k k=-10, ∴10sin α+3cos α=310-310=0.[答案] (1)52 (2)0[模型解法]角度2 三角函数值符号的判断[例4] (1)(2018·怀化模拟)sin 2·cos 3·tan 4的值( ) A .小于0 B .大于0 C .等于0D .不存在(2)已知点P (cos α,tan α)在第三象限,则角α的终边在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限[解析] (1)∵π2<2<3<π<4<32π.∴sin 2>0,cos 3<0,tan 4>0. ∴sin 2·cos 3·tan 4<0.(2)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ cos α<0,tan α<0,则⎩⎪⎨⎪⎧sin α>0,cos α<0,所以角α的终边在第二象限,故选B.[答案] (1)A (2)B [模型解法]角度3 利用三角函数线比较大小,解不等式[例5] (1)(2018·石家庄模拟)若-3π4<α<-π2,从单位圆中的三角函数线观察sin α,cos α,tan α的大小是( )A .sin α<tan α<cos αB .cos α<sin α<tan αC .sin α<cos α<tan αD .tan α<sin α<cos α[解析] 如图所示,作出角α的正弦线MP ,余弦线OM ,正切线AT ,观察可得,AT >OM >MP ,故有sin α<cos α<tan α.[答案] C (2)y =sin x -32的定义域为________. [解析] ∵sin x ≥32,作直线y =32交单位圆于A 、B 两点,连接OA 、OB ,则OA 与OB 围成的区域(图中阴影部分)即为角x 的终边的范围,故满足条件的角x 的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪2k π+π3≤x ≤2k π+2π3,k ∈Z .[答案] ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π+π3≤x ≤2k π+2π3,k ∈Z[模型解法]形如sin α≥a 或sin α≤a ()a ∈[-1,1]的解,其关键点为: (1)作出sin α=a 的函数线;(2)根据不等式,确定α的转动方向; (3)写出α的区域.[高考类题](2014·高考大纲全国卷)设a =sin 33°,b =cos 55°,c =tan 35°,则( ) A .a >b >c B .b >c >a C .c >b >aD .c >a >b解析:∵b =cos 55°=sin 35°>sin 33°=a ,∴b >a . 又∵c =tan 35°=sin 35°cos 35°>sin 35°=cos 55°=b ,∴c >b .∴c >b >a .故选C. 答案:C[真题感悟]1.[考点一、二] (2014·高考新课标全国卷Ⅰ)如图,圆O 的半径为1,A 是圆上的定点,P 是圆上的动点,角x 的始边为射线OA ,终边为射线OP ,过点P 作直线OA 的垂线,垂足为M ,将点M 到直线OP 的距离表示成x 的函数f (x ),则y =f (x )在[0,π]的图象大致为( )答案:C2.[考点二、三](2017·高考北京卷)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y 轴对称.若sin α=13,则sin β=__________.解析:由已知可得,sin β=sin(2k π+π-α)=sin(π-α)=sin α=13(k ∈Z ).1答案:3。
高一数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析
高一数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析1.如果角的终边经过点,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】直接利用三角函数的定义,求出.因为角θ的终边经过点,由三角函数的定义可知,,故选A.【考点】任意角的三角函数的定义.2.已知扇形半径为8, 弧长为12, 则中心角为弧度, 扇形面积是【答案】.【解析】圆心角;由扇形的面积公式得.【考点】扇形的面积公式及圆心角的计算.3.若点P位于第三象限,则角是第象限的角.【答案】二【解析】点P位于第三象限,则即,所以角是第二象限的角,答案为二.【考点】三角函数的符号4.半径为,中心角为所对的弧长是().A.B.C.D.【答案】D.【解析】弧长cm,故选D.【考点】弧长公式:(其中的单位是弧度).5.已知cosθ•tanθ<0,那么角θ是().A.第一或第二象限角B.第二或第三象限角C.第三或第四象限角D.第一或第四象限角【答案】B【解析】,,是第二象限角或第三象限角.【考点】象限角的符号.6.已知,则的集合为()A.B.C.D.【答案】D【解析】由知,在第一或第三象限,因为,所以.【考点】简单三角方程7.与角-终边相同的角是()A.B.C.D.【答案】C【解析】与−终边相同的角为2kπ−,k∈z,当 k=-1时,此角等于,故选:C.【考点】终边相同的角的定义和表示方法.8.如图,长为4米的直竹竿AB两端分别在水平地面和墙上(地面与墙面垂直),T为AB中点,,当竹竿滑动到A1B1位置时,,竹竿在滑动时中点T也沿着某种轨迹运动到T1点,则T运动的路程是_________米.【答案】.【解析】如图可知,点运动的轨迹为一段圆弧,由题意已知:,,∴,∴点运动的路程为.【考点】弧度制有关公式的运用.9.已知角的终边上有一点(1,2),则的值为( ).A.B.C.D.–2【答案】A【解析】角的终边过,,.【考点】任意角三角函数的定义.10.若角的终边上有一点,则的值是()A.B.C.D.【答案】B.【解析】先利用诱导公式化简,根据三角函数的定义知,即,故选B.【考点】运用诱导公式化简求值;任意角的三角函数的定义.11. 60°=_________.(化成弧度)【答案】【解析】根据,可得.【考点】角度与弧度的互化.12.与终边相同的最小正角是.【答案】【解析】因为与终边相同的角是所以当时,与终边相同的最小正角是【考点】与终边相同的角13.比较的大小 .【答案】【解析】,在上为增函数,可知,,可得.【考点】正弦函数的性质,特殊角的三角函数.14.已知扇形的周长为30,当它的半径R和圆心角各取何值时,扇形的面积S最大?并求出扇形面积的最大值.【答案】当扇形半径为,圆心角为2时,扇形有最大面积.【解析】根据条件扇形的周长为30可以得到l+2R=30,从而扇形的面积S=lR=(30-2R)R=,即把S表示为R的二次函数,根据二次函数求最值的方法,可以进一步变形为S=-(R-)2+,从而得到当扇形半径为,圆心角为2时,扇形有最大面积.∵扇形的周长为30,∴l+2R=30,l=30-2R,∴S=lR=(30-2R)R==-(R-)2+.....5分∴当R=时,扇形有最大面积,此时l=30-2R=15,==2........8分答:当扇形半径为,圆心角为2时,扇形有最大面积.....10分.【考点】1、弧度制下扇形相关公式;2、二次函数求最值.15.若点P(Cos,Sin)在直线y=-2x上,则=( )A.B.C.D.【答案】B【解析】因为点在直线上,所以,则.【考点】任意角的三角函数的定义;同角三角函数间的基本关系.16.已知是第一象限的角,那么是()A.第一象限角B.第二象限角C.第一或第二象限角D.第一或第三象限角【答案】D【解析】∵α的取值范围(k∈Z)∴的取值范围是(k∈Z),分类讨论①当k="2n+1" (其中n∈Z)时的取值范围是即属于第三象限角.②当k=2n(其中n∈Z)时的取值范围是即属于第一象限角.故答案为:D.【考点】象限角、轴线角.17.设,,,则( )A.B.C.D.【答案】D【解析】因为,所以<;因为,所以>,<,,所以b<a<c.故答案为:D.【考点】三角函数值.18.扇形的半径是,圆心角是60°,则该扇形的面积为 .【答案】π【解析】扇形的面积公式为.【考点】扇形的弧度制面积公式.19.的值()A.小于B.大于C.等于D.不存在【答案】A【解析】因为,所以,从而,选A.【考点】任意角的三角函数.20.计算:= ;【答案】1【解析】原式=【考点】三角函数值的计算21.已知扇形的圆心角为2rad,扇形的周长为8cm,则扇形的面积为___________cm2。
2014届高三数学一轮复习 (基础知识+小题全取+考点通关+课时检测)3.1任意角和弧度制及任意角的三角函数
设 α 是一个任意角,它的终边与单位圆交于点 P(u,v),那么 定义
v 叫做 α 的正 u 叫做 α 的
弦函数,记作 余弦函数,记 sin α 作 cos α
v u 叫做 α 的正
切函数,记作 tan α
三角函数 各 象 限 符 号
正弦 正 正 负 负
余弦
正切 正 负 正 负
若本例(1)中条件变为:圆弧长度等于该圆内接正方
形的边长,则其圆心角的弧度数是________.
解析: 设圆半径为 R, 则圆内接正方形的对角线长为 2R, 2R ∴正方形边长为 2R,∴圆心角的弧度数是 R = 2.
答案: 2
1.在弧度制下,计算扇形的面积和弧长比在角度
制下更方便、简捷.
1 1 2 2. 记住下列公式: ①l=αR; ②S= lR; ③S= αR . 2 2 其中 R 是扇形的半径,l 是弧长,α(0<α<2π)为圆心角, S 是扇形面积.
式的角终边的方法:先表示角α的范围,再写出kα、
π±α等形式的角范围,然后就k的可能取值讨论所求角 的终边位置.
1.(1)给出下列四个命题: 3π 4π ①- 是第二象限角;② 是第三象限角;③-400° 4 3 是第四角限角;④-315° 是第一象限角.其中正确的 命题有 ( )
A.1个 C.3个
[小题能否全取]
1.在 0° ~360° 范围内与-870° 终边相同的角是(
A.-150° C.210° B.150° D.-210°
)
解析:-870° =-3×360° +210° .
答案:C
2.已知角 α 的终边经过点( 3,-1),则角 α 的最小正 值是
2π A. 3 5π C. 6 11π B. 6 3π D. 4
2014届高考江苏专用(理)一轮复习第四章第1讲弧度制与任意角的三角函数
C (2)扇形周长 C=2R+l=2R+αR,∴R= , 2+α 1 2 1 C 2 ∴S 扇= α· = α· R 2 2 2+α C2 1 C2 1 C2 = α· = · ≤ . 2 4+4α+α2 2 4 16 4+α+α C2 当且仅当 α2=4,即 α=2 时,扇形面积有最大值 . 16
程中合理的思维方法是关键.
一、特殊化与一般化的方法
【示例】 (2010· 重庆卷)如图,图中的实 线是由三段圆弧连结而成的一条封 闭曲线 C,各段弧所在的圆经过同一 点 P(点 P 不在 C 上)且半径相等.设 第 i 段弧所对的圆心角为 αi(i=1,2,3), α2+α3 α2+α3 α1 α1 则 cos · cos -sin · sin 3 3 3 3 =________.
解析
π 由- <α<0, cos α>0 且 sin α<0, 得 所以点 P(cos 2
α,sin α)位于第四象限.
答案
四
y 3.若点 A(x,y)是 300° 角终边上异于原点的一点,则x的值 为________. y 解析 x=tan 300° =-tan 60° =- 3.
答案 - 3
4.(2012· 无锡模拟)下列命题:①第二象限角为钝角;②锐 角是第一象限角;③若α是第二象限角,则α+180°是
半径 ①1弧度的角:长度等于_____的圆弧所对的圆心角叫做1 弧度的角
.
负数 ②规定:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为_____,零角 l 零 r 的弧度数为____,|α|=____,l 是以角 α 作为圆心角时所对 圆弧的长,r 为半径. l ③用“弧度”作单位来度量角的制度叫做弧度制. 比值r与所 取的 r 的大小无关,仅与角的大小有关.
高考数学复习任意角和弧度制及任意角的三角函数
第1讲任意角和弧度制及任意角的三角函数最新考纲考向预测1.了解任意角的概念和弧度制.2.能进行弧度与角度的互化,体会引入弧度制的必要性.3.借助单位圆理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义. 命题趋势本部分内容高考较少直接考查,而是与三角函数的恒等变换、三角函数的图象与性质结合考查,难度较小.核心素养数学建模、数学抽象1.任意角的概念(1)定义:角可以看成平面内的一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形.(2)角的分类按旋转方向正角按逆时针方向旋转而成的角负角按顺时针方向旋转而成的角零角射线没有旋转按终边位置前提:角的顶点在原点,始边与x轴的非负半轴重合象限角角的终边在第几象限,这个角就是第几象限角其他角的终边落在坐标轴上集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.2.弧度制(1)定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度记作rad.(2)公式角α的弧度数公式|α|=l r角度与弧度的换算1°=π180rad,1 rad=⎝⎛⎭⎪⎫180π°≈57°18′弧长公式l=α·r扇形面积公式S=12l·r=12α·r23.任意角的三角函数三角函数正弦余弦正切定义设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么y叫做α的正弦,记作sin αx叫做α的余弦,记作cos αyx叫做α的正切,记作tan α各象限符号Ⅰ正正正Ⅱ正负负Ⅲ负负正Ⅳ负正负口诀一全正,二正弦,三正切,四余弦4.三角函数线用单位圆中的有向线段表示三角函数.如图:sin α=MP,cos α=OM,tan α=AT.常用结论 1.象限角2.轴线角3.三角函数定义的推广设点P (x ,y )是角α终边上任意一点且不与原点重合,r =|OP |,则sin α=yr ,cos α=x r ,tan α=yx .常见误区1.相等的角终边一定相同,但终边相同的角却不一定相等. 2.在同一个式子中,不能同时出现角度制与弧度制.3.已知三角函数值的符号求角的终边位置时,不要遗忘终边在坐标轴上的情况.4.利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度.1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)锐角是第一象限的角,第一象限的角也都是锐角.( ) (2)角α的三角函数值与其终边上点P 的位置无关.( ) (3)不相等的角终边一定不相同.( ) (4)终边相同的角的同一三角函数值相等.( ) (5)若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则tan α>sin α.( )(6)若α为第一象限角,则sin α+cos α>1.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√2.(多选)下列与角2π3的终边相同的角是()A.14π3B.2kπ-2π3(k∈Z)C.2kπ+2π3(k∈Z) D.(2k+1)π+2π3(k∈Z)解析:选AC.与角2π3的终边相同的角为2kπ+2π3(k∈Z),k=2时,4π+2π3=143π.3.若sin α<0,且tan α>0,则α是()A.第一象限角B.第二象限角C.第三象限角D.第四象限角解析:选C.由sin α<0知α的终边在第三、第四象限或y轴的非正半轴上;由tan α>0知α的终边在第一或第三象限,故α是第三象限角.故选C.4.一条弦长等于半径,则此弦所对圆心角的弧度数为________rad.解析:因为弦长等于半径,所以弦和与弦两端点相交的两条半径构成等边三角形,所以弦所对的圆心角为60°,即为π3rad.答案:π35.已知角α的终边过点P(-4,3),则2sin α+tan α的值为________.解析:因为角α的终边经过点P(-4,3),所以r=|OP|=5.所以sin α=35,cos α=-45,tan α=-34.所以2sin α+tan α=2×35+⎝⎛⎭⎪⎫-34=920.答案:920象限角及终边相同的角[题组练透]1.把-114π表示成θ+2k π(k ∈Z )的形式,使|θ|最小的θ值是( ) A .-3π4 B .-π4 C.π4 D.3π4解析:选 A.因为-11π4=-2π-3π4,所以-11π4与-3π4是终边相同的角,且此时⎪⎪⎪⎪⎪⎪-3π4=3π4是最小的.2.集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪k π+π4≤α≤k π+π2,k ∈Z 中的角所表示的范围(阴影部分)是( )解析:选C.当k =2n (n ∈Z )时,2n π+π4≤α≤2n π+π2,此时α表示的范围与π4≤α≤π2表示的范围一样;当k =2n +1(n ∈Z )时,2n π+π+π4≤α≤2n π+π+π2,此时α表示的范围与π+π4≤α≤π+π2表示的范围一样,故选C.3.(多选)已知角2α的终边在x 轴的上方,那么角α可能是( ) A .第一象限角 B .第二象限角 C .第三象限角D .第四象限角解析:选AC.因为角2α的终边在x 轴的上方,所以k ·360°<2α<k ·360°+180°,k ∈Z ,则有k ·180°<α<k ·180°+90°,k ∈Z .故当k =2n ,n ∈Z 时,n ·360°<α<n ·360°+90°,n ∈Z ,α为第一象限角; 当k =2n +1,n ∈Z 时,n ·360°+180°<α<n ·360°+270°,n ∈Z ,α为第三角限角.故选AC.4.在-720°~0°范围内所有与45°终边相同的角为________. 解析:所有与45°终边相同的角可表示为 β=45°+k ×360°(k ∈Z ).令-720°≤45°+k ×360°<0°(k ∈Z ), 得-765°≤k ×360°<-45°(k ∈Z ),解得-765360≤k<-45360(k∈Z),从而k=-2和k=-1,代入得β=-675°和β=-315°. 答案:-675°和-315°(1)象限角的2种判断方法图象法在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角转化法先将已知角化为k·360°+α(0°≤α<360°,k∈Z)的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角(2)求θn或nθ(n∈N*)所在象限的步骤①将θ的范围用不等式(含有k,且k∈Z)表示;②两边同除以n或乘以n;③对k进行讨论,得到θn或nθ(n∈N*)所在的象限.[注意]注意“顺转减,逆转加”的应用,如角α的终边逆时针旋转180°可得角α+180°的终边,类推可知α+k·180°(k∈Z)表示终边落在角α的终边所在直线上的角.扇形的弧长及面积公式已知扇形的圆心角是α,半径为R,弧长为l.(1)若α=60°,R=10 cm,求扇形的弧长l;(2)若扇形的周长为20 cm,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?【解】(1)α=60°=π3,l=10×π3=10π3(cm).(2)由已知得,l+2R=20,则l=20-2R,0<R<10,所以扇形的面积S=12lR=12(20-2R)R=10R-R2=-(R-5)2+25,所以当R=5时,S取得最大值最大值为25 cm2,此时l=10 cm,α=2 rad.弧长、扇形面积问题的解题策略(1)明确弧度制下弧长公式l =|α|r ,扇形的面积公式是S =12lr =12|α|r 2(其中l 是扇形的弧长,α是扇形的圆心角).(2)求扇形面积的关键是求扇形的圆心角、半径、弧长三个量中的任意两个量.[提醒] 运用弧度制下有关弧长、扇形面积公式的前提是角的度量单位为弧度.1.(多选)已知扇形的周长是6 cm ,面积是2 cm 2,则下列选项正确的有( ) A .扇形的半径为2 B .扇形的半径为1 C .圆心角的弧度数是1D .圆心角的弧度数是2解析:选ABC.设扇形半径为r ,圆心角的弧度数为α,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2r +αr =6,12αr 2=2,解得⎩⎨⎧r =1,α=4或⎩⎨⎧r =2,α=1,可得圆心角的弧度数是4或1,扇形的半径是1或2.2.一扇形是从一个圆中剪下的一部分,半径等于圆半径的23,面积等于圆面积的527,则扇形的弧长与圆周长之比为________.解析:设圆的半径为r ,则扇形的半径为2r3,记扇形的圆心角为α,则12α⎝ ⎛⎭⎪⎫2r 32πr 2=527,所以α=5π6.所以扇形的弧长与圆周长之比为l C =5π6·2r 32πr =518. 答案:518三角函数的定义 角度一 利用三角函数的定义求值(1)已知点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,a 在函数y =log 3x 的图象上,且角θ的终边所在的直线过点M ,则tan θ=( )A .-13B .±13 C .-3 D .±3(2)若角α的终边落在直线y =3x 上,角β的终边与单位圆交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,m ,且sin α cos β<0,则cos α cos β=________.【解析】 (1)因为点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,a 在函数y =log 3x 的图象上,所以a =log 313=-1,即M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,-1,所以tan θ=-113=-3. (2)由角β的终边与单位圆交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,m ,得cos β=12,又由sin α cos β<0知,sin α<0,因为角α的终边落在直线y =3x 上,所以角α只能是第三象限角.记P 为角α的终边与单位圆的交点,设P (x ,y )(x <0,y <0),则|OP |=1(O 为坐标原点),即x 2+y 2=1,又由y =3x 得x =-12,y =-32,所以cos α=x =-12,则cos αcos β=-14.【答案】 (1)C (2)-14三角函数定义问题的解题策略(1)已知角α终边上一点P 的坐标,可求角α的三角函数值.先求P 到原点的距离,再用三角函数的定义求解.(2)已知角α的某三角函数值,可求角α终边上一点P 的坐标中的参数值,可根据定义中的两个量列方程求参数值.(3)已知角α的终边所在的直线方程或角α的大小,根据三角函数的定义可求角α终边上某特定点的坐标.角度二 判断三角函数值的符号(2020·高考全国卷Ⅱ)若α为第四象限角,则( ) A .cos 2α>0B .cos 2α<0C .sin 2α>0D .sin 2α<0【解析】 通解:由题意,知-π2+2k π<α<2k π(k ∈Z ),所以-π+4k π<2α<4k π(k ∈Z ),所以cos 2α≤0或cos 2α>0,sin 2α<0,故选D.优解:当α=-π4时,cos 2α=0,sin 2α=-1,排除A ,B ,C ,故选D. 【答案】 D三角函数值符号的判断方法要判定三角函数值的符号,关键是要搞清三角函数中的角是第几象限角,再根据正、余弦函数值在各象限的符号确定值的符号.如果不能确定角所在的象限,那就要进行分类讨论求解.角度三 三角函数线的应用函数y =lg(3-4sin 2 x )的定义域为________.【解析】 因为3-4sin 2x >0,所以sin 2x <34,所以-32<sin x <32.利用三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图中阴影部分所示),所以x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z ).【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z )三角函数线三角函数线是三角函数的几何表示,正弦线、正切线的方向同纵轴一致,向上为正,向下为负;余弦线的方向同横轴一致,向右为正,向左为负.1.下列各选项中正确的是( ) A .sin 300°>0B .cos(-305°)<0C .tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22π3>0D .sin 10<0解析:选D.300°=360°-60°,则300°是第四象限角,故sin 300°<0;-305°=-360°+55°,则-305°是第一象限角,故cos(-305°)>0;-22π3=-8π+2π3,则-22π3是第二象限角,故tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22π3<0;3π<10<7π2,则10是第三象限角,故sin10<0,故选D.2.已知角β的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有一点P (-4,a ),且sin β cos β=34,则a 的值为( )A .4 3B .±4 3C .-43或-43 3D . 3解析:选 C.因为点P (-4,a )在角β的终边上且sin βcos β=34,所以-4a (-4)2+a 2=34.解得a =-43或a =-43 3.故选C. 3.若角α的终边落在直线y =-x 上,则sin α|cos α|+|sin α|cos α=________. 解析:因为角α的终边落在直线y =-x 上,所以角α的终边位于第二或第四象限.当角α的终边位于第二象限时,sin α|cos α|+|sin α|cos α=sin α-cos α+sin αcos α=0;当角α的终边位于第四象限时,sin α|cos α|+|sin α|cos α=sin αcos α+-sin αcos α=0.所以sin α|cos α|+|sin α|cos α=0.答案:0[A 级 基础练]1.已知角α的始边与x 轴的正半轴重合,顶点在坐标原点,角α终边上的一点P 到原点的距离为2,若α=π4,则点P 的坐标为( )A .(1,2)B .(2,1)C .(2,2)D .(1,1)解析:选D.设点P 的坐标为(x ,y ), 则由三角函数的定义得⎩⎪⎨⎪⎧sin π4=y 2,cos π4=x 2,即⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos π4=1,y =2sin π4=1.故点P 的坐标为(1,1).2.若角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边在直线y =-3x 上,则角α的取值集合是( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=2k π-π3,k ∈ZB.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=2k π+2π3,k ∈ZC.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π-2π3,k ∈Z D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π-π3,k ∈Z 解析:选D.因为直线y =-3x 的倾斜角是2π3,所以终边落在直线y =-3x 上的角的取值集合为{α|α=k π-π3,k ∈Z }.3.(多选)关于角度,下列说法正确的是( ) A .时钟经过两个小时,时针转过的角度是60° B .钝角大于锐角C .三角形的内角必是第一或第二象限角D .若α是第二象限角,则α2是第一或第三象限角解析:选BD.对于A ,时钟经过两个小时,时针转过的角是-60°,故错误; 对于B ,钝角一定大于锐角,显然正确;对于C ,若三角形的内角为90°,则是终边在y 轴正半轴上的角,故错误; 对于D ,因为角α的终边在第二象限,所以2k π+π2<α<2k π+π,k ∈Z , 所以k π+π4<α2<k π+π2,k ∈Z .当k =2n ,n ∈Z 时,2n π+π4<α2<2n π+π2,n ∈Z ,得α2是第一象限角; 当k =2n +1,n ∈Z 时,(2n +1)π+π4<α2<(2n +1)π+π2,n ∈Z ,得α2是第三角限角,故正确.4.(多选)(2020·山东师范大学附属中学第三次月考)在平面直角坐标系xOy 中,角α的顶点在原点O ,以x 正半轴为始边,终边经过点P (1,m )(m <0),则下列各式的值恒大于0的是( )A.sin αtan α B .cos α-sin α C .sin αcos αD .sin α+cos α解析:选AB.由题意知sin α<0,cos α>0,tan α<0. 选项A ,sin αtan α>0;选项B ,cos α-sin α>0;选项C ,sin αcos α<0;选项D ,sin α+cos α符号不确定.故选AB. 5.已知点P (sin x -cos x ,-3)在第三象限,则x 的可能区间是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4,3π4 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4,π4 解析:选D.由点P (sin x -cos x ,-3)在第三象限,可得sin x -cos x <0,即sin x <cos x ,所以-3π4+2k π<x <π4+2k π,k ∈Z .当k =0时,x 所在的一个区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4,π4. 6.已知扇形的圆心角为π6,面积为π3,则扇形的弧长等于________. 解析:设扇形半径为r ,弧长为l , 则⎩⎪⎨⎪⎧l r =π6,12lr =π3,解得⎩⎪⎨⎪⎧l =π3,r =2.答案:π37.函数y =2sin x -1的定义域为________. 解析:因为2sin x -1≥0,所以sin x ≥12.由三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图中阴影部分所示).所以x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π6,2k π+5π6(k ∈Z ).答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π6,2k π+5π6(k ∈Z )8.已知点P (sin θ,cos θ)是角α终边上的一点,其中θ=2π3,则与角α终边相同的最小正角为________.解析:因为θ=2π3,故P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-12,故α为第四象限角且cos α=32,所以α=2k π+11π6,k ∈Z ,所以与角α终边相同的最小正角为11π6.答案:11π69.已知角α是第三象限角,试判断:(1)π-α是第几象限角?(2)α2是第几象限角?(3)2α是第几象限角?解:(1)因为α是第三象限角, 所以2k π+π<α<2k π+3π2,k ∈Z . 所以-2k π-π2<π-α<-2k π,k ∈Z . 所以π-α是第四象限角. (2)因为k π+π2<α2<k π+3π4,k ∈Z . 所以α2是第二或第四象限角.(3)因为4k π+2π<2α<4k π+3π,k ∈Z ,所以2α是第一或第二象限角或y 轴非负半轴上的角.10.如图,在平面直角坐标系xOy 中,角α的始边与x 轴的非负半轴重合且与单位圆相交于A 点,它的终边与单位圆相交于x 轴上方一点B ,始边不动,终边在运动.(1)若点B 的横坐标为-45,求tan α的值;(2)若△AOB 为等边三角形,写出与角α终边相同的角β的集合. 解:(1)由题意可得B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-45,35,根据三角函数的定义得tan α=y x =-34. (2)若△AOB 为等边三角形,则∠AOB =π3, 故与角α终边相同的角β的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫β⎪⎪⎪β=π3+2k π,k ∈Z .[B 级 综合练]11.(多选)已知角α的终边过点P (-4m ,3m )(m ≠0),则2sin α+cos α的值可能是( )A .1B .25C .-25D .-1解析:选BC.因为角α的终边过点P (-4m ,3m )(m ≠0),所以r =(-4m )2+(3m )2=5|m |,所以sin α=y r =3m 5|m |,cos α=x r =-4m5|m |. ①当m >0时,sin α=3m 5m =35,cos α=-4m 5m =-45,2sin α+cos α=2×35-45=25; ②当m <0时,sin α=3m -5m =-35,cos α=-4m -5m=45,2sin α+cos α=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35+45=-25.综上知,2sin α+cos α的值可能是25或-25.故答案为BC.12.(2020·四川乐山、峨眉山二模)《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表作,其中《方田》章给出计算弧田面积所用的经验公式为:弧田面积=12(弦×矢+矢2),弧田由圆弧和其所对弦所围成,公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”指半径长与圆心到弦的距离之差.现有圆心角为2π3,半径长为4的弧田(如图所示),按照上述公式计算出弧田的面积为________.解析:由题意可得∠AOB =2π3,OA =4.在Rt △AOD 中,易得∠AOD =π3,∠DAO =π6,OD =12OA =12×4=2,可得矢=4-2=2.由AD =AO sin π3=4×32=23,可得弦AB =2AD =4 3.所以弧田面积=12(弦×矢+矢2)=12×(43×2+22)=43+2.答案:43+213.已知1|sin α|=-1sin α,且lg(cos α)有意义. (1)试判断角α所在的象限;(2)若角α的终边上一点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫35,m ,且|OM |=1(O 为坐标原点),求m 的值及sin α的值.解:(1)由1|sin α|=-1sin α,得sin α<0, 由lg(cos α)有意义,可知cos α>0,所以α是第四象限角.(2)因为|OM |=1,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫352+m 2=1,解得m =±45. 又α为第四象限角,故m <0,从而m =-45, sin α=y r =m |OM |=-451=-45.14.若角θ的终边过点P (-4a ,3a )(a ≠0). (1)求sin θ+cos θ的值;(2)试判断cos(sin θ)·sin(cos θ)的符号.解:(1)因为角θ的终边过点P (-4a ,3a )(a ≠0), 所以x =-4a ,y =3a ,r =5|a |, 当a >0时,r =5a ,sin θ+cos θ=-15. 当a <0时,r =-5a ,sin θ+cos θ=15. (2)当a >0时,sin θ=35∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,cos θ=-45∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,则cos(sin θ)·sin(cos θ) =cos 35·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-45<0;当a <0时,sin θ=-35∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0,cos θ=45∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则cos(sin θ)·sin(cos θ) =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35·sin 45>0.综上,当a >0时,cos(sin θ)·sin(cos θ)的符号为负;当a <0时,cos(sin θ)·sin (cos θ)的符号为正.[C 级 创新练]15.(2020·开封市模拟考试)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y 轴对称.若sin α=13,则cos(α-β)=( )A .-1B .-79C .429D .79解析:选B.因为角α与角β均以Ox 为始边,且它们的终边关于y 轴对称,所以β=π-α+2k π,k ∈Z ,则cos(α-β)=cos(α-π+α-2k π)=cos(2α-π)=cos(π-2α)=-cos 2α,又sin α=13,所以cos 2α=1-2sin 2α=79,所以cos(α-β)=-79,故选B.16.已知圆O 与直线l 相切于点A ,点P ,Q 同时从A 点出发,P 沿着直线l 向右运动,Q 沿着圆周按逆时针方向以相同的速度运动,当Q 运动到点A 时,点P 也停止运动,连接OQ ,OP (如图),则阴影部分面积S 1,S 2的大小关系是________.解析:设运动速度为m ,运动时间为t ,圆O 的半径为r , 则AQ ︵=AP =tm ,根据切线的性质知OA ⊥AP , 所以S 1=12tm ·r -S 扇形AOB ,S 2=12tm ·r -S 扇形AOB , 所以S 1=S 2恒成立. 答案:S 1=S 2第1讲任意角和弧度制及任意角的三角函数最新考纲考向预测1.了解任意角的概念和弧度制.2.能进行弧度与角度的互化,体会引入弧度制的必要性.3.借助单位圆理解任意角的三角函数(正弦、余弦、正切)的定义. 命题趋势本部分内容高考较少直接考查,而是与三角函数的恒等变换、三角函数的图象与性质结合考查,难度较小.核心素养数学建模、数学抽象1.任意角的概念(1)定义:角可以看成平面内的一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形.(2)角的分类按旋转方向正角按逆时针方向旋转而成的角负角按顺时针方向旋转而成的角零角射线没有旋转按终边位置前提:角的顶点在原点,始边与x轴的非负半轴重合象限角角的终边在第几象限,这个角就是第几象限角其他角的终边落在坐标轴上集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.2.弧度制(1)定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度记作rad.(2)公式角α的弧度数公式|α|=l r角度与弧度的换算1°=π180rad,1 rad=⎝⎛⎭⎪⎫180π°≈57°18′弧长公式l=α·r扇形面积公式S=12l·r=12α·r23.任意角的三角函数三角函数正弦余弦正切定义设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么y叫做α的正弦,记作sin αx叫做α的余弦,记作cos αyx叫做α的正切,记作tan α各象限符号Ⅰ正正正Ⅱ正负负Ⅲ负负正Ⅳ负正负口诀一全正,二正弦,三正切,四余弦4.三角函数线用单位圆中的有向线段表示三角函数.如图:sin α=MP,cos α=OM,tan α=AT.常用结论 1.象限角2.轴线角3.三角函数定义的推广设点P (x ,y )是角α终边上任意一点且不与原点重合,r =|OP |,则sin α=yr ,cos α=x r ,tan α=yx .常见误区1.相等的角终边一定相同,但终边相同的角却不一定相等. 2.在同一个式子中,不能同时出现角度制与弧度制.3.已知三角函数值的符号求角的终边位置时,不要遗忘终边在坐标轴上的情况.4.利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度.1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)锐角是第一象限的角,第一象限的角也都是锐角.( ) (2)角α的三角函数值与其终边上点P 的位置无关.( ) (3)不相等的角终边一定不相同.( ) (4)终边相同的角的同一三角函数值相等.( ) (5)若α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则tan α>sin α.( )(6)若α为第一象限角,则sin α+cos α>1.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√2.(多选)下列与角2π3的终边相同的角是()A.14π3B.2kπ-2π3(k∈Z)C.2kπ+2π3(k∈Z) D.(2k+1)π+2π3(k∈Z)解析:选AC.与角2π3的终边相同的角为2kπ+2π3(k∈Z),k=2时,4π+2π3=143π.3.若sin α<0,且tan α>0,则α是()A.第一象限角B.第二象限角C.第三象限角D.第四象限角解析:选C.由sin α<0知α的终边在第三、第四象限或y轴的非正半轴上;由tan α>0知α的终边在第一或第三象限,故α是第三象限角.故选C.4.一条弦长等于半径,则此弦所对圆心角的弧度数为________rad.解析:因为弦长等于半径,所以弦和与弦两端点相交的两条半径构成等边三角形,所以弦所对的圆心角为60°,即为π3rad.答案:π35.已知角α的终边过点P(-4,3),则2sin α+tan α的值为________.解析:因为角α的终边经过点P(-4,3),所以r=|OP|=5.所以sin α=35,cos α=-45,tan α=-34.所以2sin α+tan α=2×35+⎝⎛⎭⎪⎫-34=920.答案:920象限角及终边相同的角[题组练透]1.把-114π表示成θ+2k π(k ∈Z )的形式,使|θ|最小的θ值是( ) A .-3π4 B .-π4 C.π4 D.3π4解析:选 A.因为-11π4=-2π-3π4,所以-11π4与-3π4是终边相同的角,且此时⎪⎪⎪⎪⎪⎪-3π4=3π4是最小的.2.集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫α⎪⎪⎪k π+π4≤α≤k π+π2,k ∈Z 中的角所表示的范围(阴影部分)是( )解析:选C.当k =2n (n ∈Z )时,2n π+π4≤α≤2n π+π2,此时α表示的范围与π4≤α≤π2表示的范围一样;当k =2n +1(n ∈Z )时,2n π+π+π4≤α≤2n π+π+π2,此时α表示的范围与π+π4≤α≤π+π2表示的范围一样,故选C.3.(多选)已知角2α的终边在x 轴的上方,那么角α可能是( ) A .第一象限角 B .第二象限角 C .第三象限角D .第四象限角解析:选AC.因为角2α的终边在x 轴的上方,所以k ·360°<2α<k ·360°+180°,k ∈Z ,则有k ·180°<α<k ·180°+90°,k ∈Z .故当k =2n ,n ∈Z 时,n ·360°<α<n ·360°+90°,n ∈Z ,α为第一象限角; 当k =2n +1,n ∈Z 时,n ·360°+180°<α<n ·360°+270°,n ∈Z ,α为第三角限角.故选AC.4.在-720°~0°范围内所有与45°终边相同的角为________. 解析:所有与45°终边相同的角可表示为 β=45°+k ×360°(k ∈Z ).令-720°≤45°+k ×360°<0°(k ∈Z ), 得-765°≤k ×360°<-45°(k ∈Z ),解得-765360≤k<-45360(k∈Z),从而k=-2和k=-1,代入得β=-675°和β=-315°. 答案:-675°和-315°(1)象限角的2种判断方法图象法在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角转化法先将已知角化为k·360°+α(0°≤α<360°,k∈Z)的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角(2)求θn或nθ(n∈N*)所在象限的步骤①将θ的范围用不等式(含有k,且k∈Z)表示;②两边同除以n或乘以n;③对k进行讨论,得到θn或nθ(n∈N*)所在的象限.[注意]注意“顺转减,逆转加”的应用,如角α的终边逆时针旋转180°可得角α+180°的终边,类推可知α+k·180°(k∈Z)表示终边落在角α的终边所在直线上的角.扇形的弧长及面积公式已知扇形的圆心角是α,半径为R,弧长为l.(1)若α=60°,R=10 cm,求扇形的弧长l;(2)若扇形的周长为20 cm,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?【解】(1)α=60°=π3,l=10×π3=10π3(cm).(2)由已知得,l+2R=20,则l=20-2R,0<R<10,所以扇形的面积S=12lR=12(20-2R)R=10R-R2=-(R-5)2+25,所以当R=5时,S取得最大值最大值为25 cm2,此时l=10 cm,α=2 rad.弧长、扇形面积问题的解题策略(1)明确弧度制下弧长公式l =|α|r ,扇形的面积公式是S =12lr =12|α|r 2(其中l 是扇形的弧长,α是扇形的圆心角).(2)求扇形面积的关键是求扇形的圆心角、半径、弧长三个量中的任意两个量.[提醒] 运用弧度制下有关弧长、扇形面积公式的前提是角的度量单位为弧度.1.(多选)已知扇形的周长是6 cm ,面积是2 cm 2,则下列选项正确的有( ) A .扇形的半径为2 B .扇形的半径为1 C .圆心角的弧度数是1D .圆心角的弧度数是2解析:选ABC.设扇形半径为r ,圆心角的弧度数为α,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2r +αr =6,12αr 2=2,解得⎩⎨⎧r =1,α=4或⎩⎨⎧r =2,α=1,可得圆心角的弧度数是4或1,扇形的半径是1或2.2.一扇形是从一个圆中剪下的一部分,半径等于圆半径的23,面积等于圆面积的527,则扇形的弧长与圆周长之比为________.解析:设圆的半径为r ,则扇形的半径为2r3,记扇形的圆心角为α,则12α⎝ ⎛⎭⎪⎫2r 32πr 2=527,所以α=5π6.所以扇形的弧长与圆周长之比为l C =5π6·2r 32πr =518. 答案:518三角函数的定义 角度一 利用三角函数的定义求值(1)已知点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,a 在函数y =log 3x 的图象上,且角θ的终边所在的直线过点M ,则tan θ=( )A .-13B .±13 C .-3 D .±3(2)若角α的终边落在直线y =3x 上,角β的终边与单位圆交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,m ,且sin α cos β<0,则cos α cos β=________.【解析】 (1)因为点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,a 在函数y =log 3x 的图象上,所以a =log 313=-1,即M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,-1,所以tan θ=-113=-3. (2)由角β的终边与单位圆交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,m ,得cos β=12,又由sin α cos β<0知,sin α<0,因为角α的终边落在直线y =3x 上,所以角α只能是第三象限角.记P 为角α的终边与单位圆的交点,设P (x ,y )(x <0,y <0),则|OP |=1(O 为坐标原点),即x 2+y 2=1,又由y =3x 得x =-12,y =-32,所以cos α=x =-12,则cos αcos β=-14.【答案】 (1)C (2)-14三角函数定义问题的解题策略(1)已知角α终边上一点P 的坐标,可求角α的三角函数值.先求P 到原点的距离,再用三角函数的定义求解.(2)已知角α的某三角函数值,可求角α终边上一点P 的坐标中的参数值,可根据定义中的两个量列方程求参数值.(3)已知角α的终边所在的直线方程或角α的大小,根据三角函数的定义可求角α终边上某特定点的坐标.角度二 判断三角函数值的符号(2020·高考全国卷Ⅱ)若α为第四象限角,则( ) A .cos 2α>0B .cos 2α<0C .sin 2α>0D .sin 2α<0【解析】 通解:由题意,知-π2+2k π<α<2k π(k ∈Z ),所以-π+4k π<2α<4k π(k ∈Z ),所以cos 2α≤0或cos 2α>0,sin 2α<0,故选D.优解:当α=-π4时,cos 2α=0,sin 2α=-1,排除A ,B ,C ,故选D. 【答案】 D三角函数值符号的判断方法要判定三角函数值的符号,关键是要搞清三角函数中的角是第几象限角,再根据正、余弦函数值在各象限的符号确定值的符号.如果不能确定角所在的象限,那就要进行分类讨论求解.角度三 三角函数线的应用函数y =lg(3-4sin 2 x )的定义域为________.【解析】 因为3-4sin 2x >0,所以sin 2x <34,所以-32<sin x <32.利用三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图中阴影部分所示),所以x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z ).【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z )三角函数线三角函数线是三角函数的几何表示,正弦线、正切线的方向同纵轴一致,向上为正,向下为负;余弦线的方向同横轴一致,向右为正,向左为负.1.下列各选项中正确的是( ) A .sin 300°>0B .cos(-305°)<0C .tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22π3>0D .sin 10<0解析:选D.300°=360°-60°,则300°是第四象限角,故sin 300°<0;-305°=-360°+55°,则-305°是第一象限角,故cos(-305°)>0;-22π3=-8π+2π3,则-22π3是第二象限角,故tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22π3<0;3π<10<7π2,则10是第三象限角,故sin10<0,故选D.2.已知角β的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有一点P (-4,a ),且sin β cos β=34,则a 的值为( )A .4 3B .±4 3C .-43或-43 3D . 3解析:选 C.因为点P (-4,a )在角β的终边上且sin βcos β=34,所以-4a (-4)2+a 2=34.解得a =-43或a =-43 3.故选C. 3.若角α的终边落在直线y =-x 上,则sin α|cos α|+|sin α|cos α=________. 解析:因为角α的终边落在直线y =-x 上,所以角α的终边位于第二或第四象限.当角α的终边位于第二象限时,sin α|cos α|+|sin α|cos α=sin α-cos α+sin αcos α=0;当角α的终边位于第四象限时,sin α|cos α|+|sin α|cos α=sin αcos α+-sin αcos α=0.所以sin α|cos α|+|sin α|cos α=0.答案:0[A 级 基础练]1.已知角α的始边与x 轴的正半轴重合,顶点在坐标原点,角α终边上的一点P 到原点的距离为2,若α=π4,则点P 的坐标为( )A .(1,2)B .(2,1)C .(2,2)D .(1,1)解析:选D.设点P 的坐标为(x ,y ), 则由三角函数的定义得⎩⎪⎨⎪⎧sin π4=y 2,cos π4=x 2,即⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos π4=1,y =2sin π4=1.故点P 的坐标为(1,1).2.若角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边在直线y =-3x 上,则角α的取值集合是( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=2k π-π3,k ∈ZB.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=2k π+2π3,k ∈ZC.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π-2π3,k ∈Z D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π-π3,k ∈Z 解析:选D.因为直线y =-3x 的倾斜角是2π3,所以终边落在直线y =-3x 上的角的取值集合为{α|α=k π-π3,k ∈Z }.3.(多选)关于角度,下列说法正确的是( ) A .时钟经过两个小时,时针转过的角度是60° B .钝角大于锐角C .三角形的内角必是第一或第二象限角D .若α是第二象限角,则α2是第一或第三象限角解析:选BD.对于A ,时钟经过两个小时,时针转过的角是-60°,故错误; 对于B ,钝角一定大于锐角,显然正确;对于C ,若三角形的内角为90°,则是终边在y 轴正半轴上的角,故错误; 对于D ,因为角α的终边在第二象限,所以2k π+π2<α<2k π+π,k ∈Z , 所以k π+π4<α2<k π+π2,k ∈Z .当k =2n ,n ∈Z 时,2n π+π4<α2<2n π+π2,n ∈Z ,得α2是第一象限角; 当k =2n +1,n ∈Z 时,(2n +1)π+π4<α2<(2n +1)π+π2,n ∈Z ,得α2是第三角限角,故正确.4.(多选)(2020·山东师范大学附属中学第三次月考)在平面直角坐标系xOy 中,角α的顶点在原点O ,以x 正半轴为始边,终边经过点P (1,m )(m <0),则下列各式的值恒大于0的是( )A.sin αtan α B .cos α-sin α C .sin αcos αD .sin α+cos α解析:选AB.由题意知sin α<0,cos α>0,tan α<0. 选项A ,sin αtan α>0;选项B ,cos α-sin α>0;选项C ,sin αcos α<0;选项D ,sin α+cos α符号不确定.故选AB. 5.已知点P (sin x -cos x ,-3)在第三象限,则x 的可能区间是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4,3π4 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4,π4 解析:选D.由点P (sin x -cos x ,-3)在第三象限,可得sin x -cos x <0,即sin x <cos x ,所以-3π4+2k π<x <π4+2k π,k ∈Z .当k =0时,x 所在的一个区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4,π4. 6.已知扇形的圆心角为π6,面积为π3,则扇形的弧长等于________. 解析:设扇形半径为r ,弧长为l , 则⎩⎪⎨⎪⎧l r =π6,12lr =π3,解得⎩⎪⎨⎪⎧l =π3,r =2.答案:π37.函数y =2sin x -1的定义域为________. 解析:因为2sin x -1≥0,所以sin x ≥12.由三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图中阴影部分所示).所以x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π6,2k π+5π6(k ∈Z ).答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π6,2k π+5π6(k ∈Z )8.已知点P (sin θ,cos θ)是角α终边上的一点,其中θ=2π3,则与角α终边相同的最小正角为________.解析:因为θ=2π3,故P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-12,故α为第四象限角且cos α=32,所以α=2k π+11π6,k ∈Z ,所以与角α终边相同的最小正角为11π6.答案:11π69.已知角α是第三象限角,试判断:(1)π-α是第几象限角?(2)α2是第几象限角?(3)2α是第几象限角?解:(1)因为α是第三象限角, 所以2k π+π<α<2k π+3π2,k ∈Z . 所以-2k π-π2<π-α<-2k π,k ∈Z . 所以π-α是第四象限角. (2)因为k π+π2<α2<k π+3π4,k ∈Z . 所以α2是第二或第四象限角.。
高三数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析
高三数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析1.已知角为第二象限角,且,则的值为()A.B.C.D.【答案】B【解析】由,得:又因为:所以,解得:又因为角为第二象限角,所以,所以,故选B.【考点】同角三角函数基本关系及诱导公式.2.点P从(1,0)出发,沿单位圆逆时针方向运动弧长到达Q点,则Q点的坐标为________.【答案】【解析】由三角函数定义可知Q点的坐标(x,y)满足x=cos=-,y=sin=.3.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,角α的终边与单位圆交于点A,点A的纵坐标为,则cos α=________.【答案】-=,且A点在第二象限,又因为圆O为单位圆,所以A点横坐标【解析】因为A点纵坐标yAx=-,由三角函数的定义可得cos α=-.A4.已知角α终边经过点P(x,-)(x≠0),且cosα=x,求sinα、tanα的值.【答案】sinα=-,tanα=【解析】解:∵P(x,-)(x≠0),∴P到原点的距离r=.又cosα=x,∴cosα==x,∵x≠0,∴x=±,∴r=2.当x=时,P点坐标为(,-),由三角函数定义,有sinα=-,tanα=-.当x=-时,P点坐标为(-,-),∴sinα=-,tanα=.5.如果点P(sinθ·cosθ,2cosθ)位于第三象限,试判断角θ所在的象限;【答案】第二象限角【解析】因为点P(sinθ·cosθ,2cosθ)位于第三象限,所以sinθ·cosθ<0,2cosθ<0,即所以θ为第二象限角.6.若θ是第二象限角,试判断sin(cosθ)的符号.【答案】负号【解析】∵2kπ+<θ<2kπ+π(k∈Z),∴-1<cosθ<0,∴sin(cosθ)<0.∴sin(cosθ)的符号是负号.7.已知2rad的圆心角所对的弦长为2,求这个圆心角所对的弧长.【答案】【解析】如图,∠AOB=2rad,过O点作OC⊥AB于C,并延长OC交于D.∠AOD=∠BOD=1rad,且AC =AB=1.在Rt△AOC中,AO=,从而弧AB的长为l=|α|·r=8.已知角α(0≤α≤2π)的终边过点P,则α=__________.【答案】【解析】将点P的坐标化简得,它是第四象限的点,r=|OP|=1,cosα==.又0≤α≤2π,所以α=.9.若角α的终边与直线y=3x重合且sinα<0,又P(m,n)是角α终边上一点,且|OP|=,则m-n=________.【答案】2【解析】依题意知解得m=1,n=3或m=-1,n=-3.又sinα<0,∴α的终边在第三象限,∴n<0,∴m=-1,n=-3,∴m-n=2.10.等于()A.sin2-cos2B.cos2-sin2C.±(sin2-cos2)D.sin2+cos2【答案】A【解析】原式===|sin2-cos2|,∵sin2>0,cos2<0,∴原式=sin2-cos2.11.已知点P(sinπ,cosπ)落在角θ的终边上,且θ∈[0,2π),则θ的值为()A.B.C.D.【答案】D【解析】点P(sinπ,cosπ),即为P(,-),它在第四象限的角平分线上,且θ∈[0,2π),故选D.12.在单位圆中,一条弦AB的长度为,则弦AB所对的圆心角α是rad.【答案】π【解析】由已知R=1,∴sin==,∴=,∴α=π.13.已知角x的终边上一点坐标为,则角x的最小正值为( )A.B.C.D.【答案】C【解析】因为角终边上一点的坐标为,在第四象限,所以角是第四象限角,又,所以角的最小正值为.【考点】特殊角的三角函数值14.若角的终边上有一点,则的值是()A.B.C.D.【答案】B【解析】角600°的终边与角-120°的终边相同,且角-120°的终边在第三象限,,所以.故选B.或解:因为角角600°的终边在第三象限,第三象限角终边上的点任一点,,由选项可知,只有B满足.故选B.【考点】1.终边相同的角的运用;2.三角函数的定义的运用.15.如图,在平面直角坐标系中,以x轴为始边作两个锐角、,它们的终边分别与单位圆交于A、B两点.已知点A的横坐标为;B点的纵坐标为.则 .【答案】【解析】单位圆的半径是1,根据勾股定理以及点A的横坐标为,B点的纵坐标为,可知点A的纵坐标为,点B的横坐标为,所以,,,,因为,是锐角,所以,所以.【考点】1.任意角的三角函数;2.三角函数的和角公式16.运用物理中矢量运算及向量坐标表示与运算,我们知道:两点等分单位圆时,有相应正确关系为,三等分单位圆时,有相应正确关系为,由此推出:四等分单位圆时的相应正确关系为 .【答案】【解析】用两点等分单位圆时,关系为,两个角的正弦值之和为0,且第一个角为,第二个角与第一个角的差为:,用三点等分单位圆时,关系为,此时三个角的正弦值之和为0,且第一个角为,第二个角与第一个角的差与第三个角与第二个角的差相等,均为有,依此类推,可得当四点等分单位圆时,为四个角正弦值之和为0,且第一个角为,第二个角为,第三个角,第四个角为,即其关系为.【考点】三角函数的定义与三角恒等式.17.(1)设扇形的周长是定值为,中心角.求证:当时该扇形面积最大;(2)设.求证:.【答案】(1)详见解析;(2)详见解析.【解析】(1)由扇形周长为定值可得半径与弧长关系(定值),而扇形面积,一般地求二元函数最值可消元化为一元函数(见下面详解),也可考虑利用基本不等式,求出最值,并判断等号成立条件,从而得解;(2)这是一个双变元(和)的函数求最值问题,由于这两个变元没有制约关系,所以可先将其中一个看成主元,另一个看成参数求出最值(含有另一变元),再求解这一变元下的最值,用配方法或二次函数图象法. 试题解析:(1)证明:设弧长为,半径为,则, 2分所以,当时, 5分此时,而所以当时该扇形面积最大 7分(2)证明:9分∵,∴, 11分∴当时, 14分又,所以,当时取等号,即. 16分法二:9分∵,, 11分∴当时,, 14分又∵,∴当时取等号即. 16分【考点】扇形的周长和面积、三角函数、二次函数.18.若,则A.B.C.D.【答案】A【解析】因为,所以==,=,故选A.【考点】本题主要考查特殊角的三角函数值,诱导公式、和差倍半公式的应用。
任意角和弧度制及任意角的三角函数
任意角和弧度制及任意角的三角函数‖知识梳理‖1.任意角的概念(1)定义:角可以看成平面内的一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形.(2)角的分类+k·360°,k∈Z}.2.弧度制(1)定义:长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.弧度记作rad.(2)公式|α|=l r3.三角函数线有向线段MP 为正弦线,有向线段OM 为余弦线,有向线段AT 为正切线| 微 点 提 醒 |1.若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则tan α>α>sin α. 2.角度制与弧度制可利用180°=π rad 进行互化,在同一个式子中,采用的度量制度必须一致,不可混用.‖易错辨析‖判断下列结论是否正确(请在括号中打”√”或“×”) (1)锐角是第一象限的角,第一象限的角也都是锐角.(×) (2)角α的三角函数值与其终边上点P 的位置无关.(√) (3)不相等的角终边一定不相同.(×) (4)终边相同的角的同一三角函数值相等.(√) (5)若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则tan α>sin α.(√) (6)若α为第一象限角,则sin α+cos α>1.(√)‖自主测评‖1.下列与9π4的终边相同的角的表达式中正确的是( )A .2k π-45°(k ∈Z )B .k ·360°+94π(k ∈Z )C .k ·360°-315°(k ∈Z )D .k π+5π4(k ∈Z )解析:选C 与9π4的终边相同的角可以写成2k π+9π4(k ∈Z ),但是角度制与弧度制不能混用,所以只有C 正确.故选C.2.(教材改编题)若θ满足sin θ<0,cos θ>0,则θ的终边在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限解析:选D 由sin θ<0,θ的终边可能位于第三象限或第四象限,也可能与y 轴的非正半轴重合,cos θ>0,θ的终边可能位于第一象限,也可能位于第四象限,也可能与x 轴的非负半轴重合,故θ的终边在第四象限.3.(教材改编题)角-870°的终边所在的象限是( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限答案:C4.(教材改编题)已知角θ的终边过点P (12,-5),则cos θ的值为________. 解析:因为x =12,y =-5,所以r =x 2+y 2=13,所以cos θ=x r =1213.答案:12135.(教材改编题)扇形弧长为20 cm ,中心角为100°,则该扇形的面积为________cm 2. 解析:由弧长公式l =|α|r ,得r =20100π180=36π(cm),所以S 扇形=12lr =12×20×36π=360π(cm 2).答案:360π…………考点一 象限角及终边相同的角…………………|自主练透型|……………|典题练全|1.若α=k ·180°+45°(k ∈Z ),则α在( ) A .第一或第三象限 B .第一或第二象限 C .第二或第四象限D .第三或第四象限 解析:选A 当k =2n (n ∈Z )时,α=2n ·180°+45°=n ·360°+45°,α为第一象限角; 当k =2n +1(n ∈Z )时,α=(2n +1)·180°+45°=n ·360°+225°,α为第三象限角,所以α为第一或第三象限角.故选A.2.若角α是第二象限角,则α2是( )A .第一象限角B .第二象限角C .第一或第三象限角D .第二或第四象限角解析:选C ∵α是第二象限角,∴π2+2k π<α<π+2k π,k ∈Z ,∴π4+k π<α2<π2+k π,k ∈Z . 当k 为偶数时,α2是第一象限角;当k 为奇数时,α2是第三象限角.∴α2是第一或第三象限角. 3.(一题多解)设集合M =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x =k 2·180°+45°,k ∈Z ,N =xx =k4·180°+45°,k ∈Z ,那么( ) A .M =N B .M ⊆N C .N ⊆MD .M ∩N =∅解析:选B 解法一:由于M =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x =k 2·180°+45°,k ∈Z ={…,-45°,45°,135°,225°,…}, N =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x =k 4·180°+45°,k ∈Z ={…,-45°,0°,45°,90°,135°,180°,225°,…},显然有M ⊆N .解法二:由于M 中,x =k2·180°+45°=k ·90°+45°=45°·(2k +1),2k +1是奇数;而N 中,x=k4·180°+45°=k ·45°+45°=(k +1)·45°,k +1是整数,因此必有M ⊆N . 4.集合⎩⎨⎧α⎪⎪⎭⎬⎫k π+π4≤α≤k π+π2,k ∈Z 中的角所表示的范围(阴影部分)是( )解析:选C 当k =2n (n ∈Z )时,2n π+π4≤α≤2n π+π2,n ∈Z ,此时α的终边和π4≤α≤π2的终边一样,当k =2n +1时,2n π+π+π4≤α≤2n π+π+π2,此时α的终边和π+π4≤α≤π+π2的终边一样.5.终边在直线y =3x 上,且在[-2π,2π)内的角α的集合为________.解析:如图,在坐标系中画出直线y =3x ,可以发现它与x 轴的夹角是π3,在[0,2π)内,终边在直线y =3x 上的角有两个:π3,43π;在[-2π,0)内满足条件的角有两个:-23π,-53π,故满足条件的角α构成的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫-53π,-23π,π3,43π.答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫-53π,-23π,π3,43π『名师点津』………………………………………………|品名师指点迷津| 1.终边在某直线上角的求法4步骤(1)数形结合,在平面直角坐标系中画出该直线; (2)按逆时针方向写出[0,2π]内的角;(3)再由终边相同角的表示方法写出满足条件角的集合; (4)求并集化简集合. 2.判断象限角的2种方法(1)图象法:在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角.(2)转化法:先将已知角化为k ·360°+α(0°≤α<360°,k ∈Z )的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角. 3.确定kα,αk (k ∈N *)的终边位置3步骤(1)用终边相同角的形式表示出角α的范围; (2)再写出kα或αk的范围;(3)然后根据k 的可能取值讨论确定kα或αk的终边所在的位置.…………考点二 扇形的弧长、面积公式…………|重点保分型|……………|研透典例|【典例】 已知扇形的圆心角是α,半径为R ,弧长为l .(1)若α=60°,R =10 cm ,求扇形的弧长l ;(2)若扇形的周长为20 cm ,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大? [解] (1)α=60°=π3,l =10×π3=10π3(cm).(2)由已知得,l +2R =20,则l =20-2R ,所以S =12lR =12(20-2R )R =10R -R 2=-(R -5)2+25,所以当R =5时,S 取得最大值25, 此时l =10 cm ,α=2 rad.『名师点津』………………………………………………|品名师指点迷津|弧长、扇形面积问题的解题策略(1)明确弧度制下弧长公式l =|α|r ,扇形的面积公式是S =12lr =12|α|r 2(其中l 是扇形的弧长,α是扇形的圆心角).(2)求扇形面积的关键是求扇形的圆心角、半径、弧长三个量中的任意两个量. [提醒]运用弧度制下有关弧长、扇形面积公式的前提是角的度量单位为弧度制.|变式训练|1.若某圆弧长度等于该圆内接正三角形的边长,则该弧所对的圆心角的弧度数为( ) A.π6 B.π3 C .3D.3解析:选D 如图,等边三角形ABC 是半径为r 的圆O 的内接三角形,则线段AB 所对的圆心角∠AOB =2π3,作OM ⊥AB ,垂足为M ,在Rt △AOM 中,AO =r ,∠AOM =π3,所以AM =32r ,AB =3r , 所以l =3r ,由弧长公式得α=l r =3rr= 3.2.已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长是( ) A .2 B .sin2 C.2sin1D .2sin1解析:选C 如图,∠AOB =2弧度,过O 点作OC ⊥AB 于C ,并延长OC 交AB ︵于D .则∠AOD =∠BOD =1弧度, 且AC =12AB =1,在Rt △AOC 中, AO =AC sin ∠AOC =1sin1,即r =1sin1,从而AB ︵的长为l =α·r =2sin1.故选C.………………考点三 三角函数的定义………………|多维探究型|……………|多角探明|角度一 利用三角函数的定义求值【例1】 已知α是第二象限的角,其终边的一点为P (x ,5),且cos α=24x ,则tan α=( ) A.155B.153C .-155D .-153[解析] 因为α是第二象限的角,其终边上的一点为P (x ,5),且cos α=24x ,所以x <0,cos α=x x 2+5=24x ,解得x =-3,所以tan α=5-3=-153.[答案] D角度二 判断三角函数值的符号 【例2】 (1)sin2·cos3·tan4的值( ) A .小于0 B .大于0 C .等于0D .不存在(2)若sin αtan α<0,且cos αtan 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[解析] (1)因为π2<2<3<π<4<3π2,所以sin2>0,cos3<0,tan4>0. 所以sin2·cos3·tan4<0,所以选A. (2)由sin αtan α<0可知sin α,tan α异号, 则α为第二象限角或第三象限角. 由cos αtan α<0可知cos α,tan α异号, 则α为第三象限角或第四象限角. 综上可知,α为第三象限角. [答案] (1)A (2)C角度三 利用三角函数线比较大小或解不等式【例3】 (1)若-3π4<α<-π2,从单位圆中的三角函数线观察sin α,cos α,tan α的大小是( )A .sin α<tan α<cos αB .cos α<sin α<tan αC .sin α<cos α<tan αD .tan α<sin α<cos α(2)函数y =sin x -32的定义域为________. [解析] (1)如图所示,作出角α的正弦线MP ,余弦线OM ,正切线AT ,观察可得,AT >OM >MP ,故有sin α<cos α<tan α.故选C.(2)由题意,得sin x ≥32,作直线y =32交单位圆于A ,B 两点,连接OA ,OB ,则OA 与OB 围成的区域(图中阴影部分)即为角x 的终边的范围,故满足条件的角x 的集合为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫2k π+π3≤x ≤2k π+2π3,k ∈Z .[答案] (1)C (2)⎣⎡⎦⎤2k π+π3,2k π+2π3,k ∈Z 角度四 以三角函数定义为背景的创新题【例4】 如图所示,质点P 在半径为2的圆周上逆时针运动,其初始位置为P 0(2,-2),角速度为1,那么点P 到x 轴的距离d 关于时间t 的函数图象大致为( )[解析] 因为P 0(2,-2),所以∠P 0Ox =-π4.因为角速度为1,所以按逆时针旋转时间t 后,得∠POP 0=t ,所以∠POx =t -π4.由三角函数定义,知点P 的纵坐标为2sin ⎝⎛⎭⎫t -π4,因此d =2⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫t -π4. 令t =0,则d =2⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫-π4= 2. 当t =π4时,d =0,故选C.[答案] C『名师点津』………………………………………………|品名师指点迷津| 1.定义法求三角函数值的三种情况(1)已知角α终边上一点P 的坐标,可求角α的三角函数值.先求P 到原点的距离,再用三角函数的定义求解.(2)已知角α的某三角函数值,可求角α终边上一点P 的坐标中的参数值,可根据定义中的两个量列方程求参数值.(3)已知角α的终边所在的直线方程或角α的大小,根据三角函数的定义可求角α终边上某特定点的坐标.2.三角函数值的符号及角的位置的判断已知一角的三角函数值(sin α,cos α,tan α)中任意两个的符号,可分别确定出角终边所在的可能位置,二者的交集即为该角的终边位置.注意终边在坐标轴上的特殊情况.[提醒]若题目中已知角的终边在一条直线上,此时注意在终边上任取一点有两种情况(点所在象限不同).3.利用单位圆解三角不等式(组)的一般步骤 (1)用边界值定出角的终边位置. (2)根据不等式(组)定出角的范围. (3)求交集,找单位圆中公共的部分. (4)写出角的表达式.|变式训练|1.已知点P (tan α,cos α)在第三象限,则角α的终边在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限解析:选B 由题意知tan α<0,cos α<0,故sin α>0,根据三角函数值的符号规律可知,角α的终边在第二象限.故选B.2.已知角α的始边与x 轴的正半轴重合,顶点在坐标原点,角α终边上的一点P 到原点的距离为2,若α=π4,则点P 的坐标为( ) A .(1,2)B .(2,1)C .(2,2)D .(1,1)解析:选D 设点P 的坐标为(x ,y ), 则由三角函数的定义得⎩⎨⎧ sin π4=y 2,cos π4=x 2, 即⎩⎨⎧ x =2cos π4=1,y =2sin π4=1.故点P 的坐标为(1,1).3.已知角α的终边上一点P (-3,m )(m ≠0),且sin α=2m 4,求cos α,tan α的值. 解:设P (x ,y ).由题设知x =-3,y =m ,所以r 2=|OP |2=(-3)2+m 2(O 为原点),r =3+m 2,所以sin α=m r =2m 4=m 22, 所以r =3+m 2=22,3+m 2=8,解得m =± 5.当m =5时,r =22,x =-3,y =5,所以cos α=-322=-64,tan α=-153; 当m =-5时,r =22,x =-3,y =-5,所以cos α=-322=-64,tan α=153. 【典例】 在一块顶角为120°、腰长为2的等腰三角形厚钢板废料OAB 中用电焊切割成扇形,现有如图所示两种方案,既要充分利用废料,又要切割时间最短,问哪一种方案最优?[解] 因为△AOB 是顶角为120°、腰长为2的等腰三角形,所以A =B =30°=π6,AM =BN =1,AD =2, 所以方案一中扇形的弧长=2×π6=π3;方案二中扇形的弧长=1×2π3=2π3; 方案一中扇形的面积=12×2×2×π6=π3,方案二中扇形的面积=12×1×1×2π3=π3. 由此可见:两种方案中利用废料面积相等,方案一中切割时间短.因此方案一最优.[点评] 通过对废料充分利用中扇形面积与弧长的计算,分析比较出最优方案,体现了在解决实际问题中利用数学知识建立数学模型解决问题的素养.。
高一数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析
高一数学任意角和弧度制和任意角的三角函数试题答案及解析1.化为弧度是( )A.B.C.D.【答案】B【解析】本题角度化为弧度,变换规则是度数乘以,,故选B.【考点】弧度与角度的互化.2.若是第三象限角,则是第象限角.【答案】一【解析】是第三象限角,则.所以,故在第一象限.【考点】角的象限.3.化简sin600°的值是( ).A.0.5B.-C.D.-0.5【答案】B【解析】.【考点】诱导公式.4.已知cosθ•tanθ<0,那么角θ是().A.第一或第二象限角B.第二或第三象限角C.第三或第四象限角D.第一或第四象限角【答案】B【解析】,,是第二象限角或第三象限角.【考点】象限角的符号.5.若角的终边经过点,则的值为.【答案】【解析】由三角函数定义知,==.考点:三角函数定义6.函数的定义域为A.B.为第Ⅰ、Ⅱ象限的角C.D.【答案】C【解析】由题知,解得,故选C【考点】三角函数在各象限的符号7.已知角的终边经过点,则=___________.【答案】【解析】由题知,所以==.【考点】三角函数定义8.某扇形的半径为1cm,它的弧长为2cm,那么该扇形的圆心角为()A.2°B.4rad C.4°D.2rad【答案】D【解析】因为扇形的弧长公式为l=r|α|,由已知,l=2,r=1,所以=2弧度故选D.【考点】扇形的弧长公式.9.与13030终边相同的角是()A.B.C.D.【答案】C【解析】终边与1303°相同的角是k•360°+1303°,k∈Z∴k=-4时,k•360°+1303°=-137°.故选C.【考点】终边相同的角.10.已知P(-8,6)是角终边上一点,则的值等于( ) A.B.C.D.【答案】D【解析】P(-8,6)是角终边上一点,所以,;则=【考点】三角函数的定义.11. 60°="_________" .(化成弧度)【答案】【解析】根据角的弧度数的定义,弧度.【考点】角度制与弧度制的转化.12.若点P(Cos,Sin)在直线y=-2x上,则=( )A.B.C.D.【答案】B【解析】因为点在直线上,所以,则.【考点】任意角的三角函数的定义;同角三角函数间的基本关系.13.已知是第一象限的角,那么是()A.第一象限角B.第二象限角C.第一或第二象限角D.第一或第三象限角【答案】D【解析】∵α的取值范围(k∈Z)∴的取值范围是(k∈Z),分类讨论①当k="2n+1" (其中n∈Z)时的取值范围是即属于第三象限角.②当k=2n(其中n∈Z)时的取值范围是即属于第一象限角.故答案为:D.【考点】象限角、轴线角.14. sin2100 = ( )A.B.-C.D.-【答案】D【解析】sin210°=sin(180°+30°)=-sin30°=-.【考点】运用诱导公式化简求值.15.将120o化为弧度为()A.B.C.D.【答案】B【解析】,故.【考点】弧度制与角度的相互转化.16.化为弧度角等于;【答案】【解析】,.【考点】角度制与弧度制的互化17.已知角α的终边经过点(3a,-4a)(a<0),则sin α+cos α等于( )A.B.C.D.-【答案】A【解析】,,.故选A.【考点】三角函数的定义18.圆心角为弧度,半径为6的扇形的面积为 .【答案】【解析】扇形面积公式,即(必须为弧度制).【考点】扇形面积公式.19.已知角的终边上有一点,则的值是()A.B.C.D.【答案】D【解析】由三角函数的定义可知,故选D.【考点】三角函数的定义.20.点A(x,y)是300°角终边上异于原点的一点,则值为 ( )A.B.-C.D.-【答案】B【解析】由题意知,故正确答案为B.【考点】三角函数的定义21.已知,,则=________.【答案】-【解析】法一:因为,,则可取角的终边上一点P,,则;法二:,因为,所以=-【考点】任意角三角函数定义,同角三角函数基本关系式22. sin(-)= .【答案】【解析】.【考点】本题主要考查了利用三角函数的诱导公式求三角函数值得方法,属基础题.23.给出下列命题:①第二象限角大于第一象限角;②三角形的内角是第一象限角或第二象限角;③不伦用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形所在圆的半径的大小无关;④若,则与的终边相同;⑤若,则是第二或第三象限角.其中正确命题的个数是()A.B.C.D.【答案】A【解析】由终边相同的角的定义易知①是错误的;②的描述中没有考虑直角,直角属于的正半轴上的角,故②是错误的;④中与的终边不一定相同,比如;⑤中没有考虑轴的负半轴上的角.只有③是正确的.【考点】角的推广与象限角.24. .【答案】-【解析】由三角函数的诱导公式,=-。
高中数学课时作业:任意角和弧度制及任意角的三角函数
第三章 三角函数、解三角形课时作业19 任意角和弧度制及任意角的三角函数一、选择题1.将-300°化为弧度为( B ) A .-43π B .-53π C .-76π D .-74π 解析:-300×π180=-53π. 2.tan 8π3的值为( D ) A.33 B .-33 C. 3 D .- 3解析:tan 8π3=tan(2π+2π3)=tan 2π3=- 3.3.已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,则这个圆心角所对的弧长是( C ) A .2 B .sin2 C.2sin1D .2sin1解析:r =1sin1,l =θ·r =2·1sin1=2sin1,故选C.4.已知点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-12在角θ的终边上,且θ∈[0,2π),则θ的值为( C ) A.5π6 B.2π3 C.11π6D.5π3解析:因为点P ⎝⎛⎭⎪⎫32,-12在第四象限,所以根据三角函数的定义可知tan θ=-1232=-33,又θ∈[0,2π),可得θ=11π6. 5.如图,在平面直角坐标系xOy 中,角α的终边与单位圆交于点A ,点A 的纵坐标为45,则cos α的值为( D )A.45 B .-45 C.35 D .-35解析:因为点A 的纵坐标y A =45,且点A 在第二象限,又因为圆O 为单位圆,所以A 点横坐标x A =-35,由三角函数的定义可得cos α=-35.6.(福州一模)设α是第二象限角,P (x,4)为其终边上的一点,且cos α=15x ,则tan α=( D )A.43B.34 C .-34D .-43解析:因为α是第二象限角,所以cos α=15x <0,即x <0.又cos α=15x =xx 2+16,解得x =-3,所以tan α=4x =-43.7.点P (cos α,tan α)在第二象限是角α的终边在第三象限的( C )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:若点P (cos α,tan α)在第二象限,则⎩⎪⎨⎪⎧cos α<0,tan α>0,可得α的终边在第三象限;反之,若角α的终边在第三象限,有⎩⎪⎨⎪⎧cos α<0,tan α>0,即点P (cos α,tan α)在第二象限,故选项C 正确.8.已知A (x A ,y A )是单位圆(圆心在坐标原点O )上任意一点,将射线OA 绕O 点逆时针旋转30°,交单位圆于点B (x B ,y B ),则x A -y B 的取值范围是( C )A .[-2,2]B .[-2,2]C .[-1,1]D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12 解析:设x 轴正方向逆时针到射线OA 的角为α,根据三角函数的定义得x A =cos α,y B =sin(α+30°),所以x A -y B =cos α-sin(α+30°)=-32sin α+12cos α=sin(α+150°)∈[-1,1].二、填空题9.-2 017°角是第二象限角,与-2 017°角终边相同的最小正角是143°,最大负角是-217°.解析:因为-2 017°=-6×360°+143°,所以-2 017°角的终边与143°角的终边相同.所以-2 017°角是第二象限角,与-2 017°角终边相同的最小正角是143°.又143°-360°=-217°,故与-2 017°角终边相同的最大负角是-217°.10.设角α是第三象限角,且⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin α2=-sin α2,则角α2是第四象限角.解析:由角α是第三象限角,知2k π+π<α<2k π+3π2(k ∈Z ),则k π+π2<α2<k π+3π4(k∈Z ),故α2是第二或第四象限角.由⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin α2=-sin α2知sin α2<0,所以α2只能是第四象限角.11.一扇形是从一个圆中剪下的一部分,半径等于圆半径的23,面积等于圆面积的527,则扇形的弧长与圆周长之比为518.解析:设圆的半径为r ,则扇形的半径为2r3,记扇形的圆心角为α,则扇形与圆面积之比为12α⎝⎛⎭⎪⎫2r 32πr 2=527,∴α=5π6.∴扇形的弧长与圆周长之比为l c =5π6·23r 2πr =518.12.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y 轴对称.若sin α=13,则sin β=13.解析:解法1:当角α的终边在第一象限时,取角α终边上一点P 1(22,1),其关于y 轴的对称点(-22,1)在角β的终边上,此时sin β=13;当角α的终边在第二象限时,取角α终边上一点P 2(-22,1),其关于y 轴的对称点(22,1)在角β的终边上,此时sin β=13.综合可得sin β=13.解法2:令角α与角β均在区间(0,π)内,故角α与角β互补,得sin β=sin α=13. 解法3:由已知可得,sin β=sin(2k π+π-α)=sin(π-α)=sin α=13(k ∈Z ).13.已知角α的终边上一点P 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫sin 2π3,cos 2π3,则角α的最小正值为( D )A.5π6B.2π3C.5π3D.11π6解析:由题意知点P 在第四象限,根据三角函数的定义得cos α=sin 2π3=32,故α=2k π-π6(k ∈Z ),所以α的最小正值为11π6.14.(武汉模拟)已知角α的顶点在原点,始边在x 轴正半轴,终边与圆心在原点的单位圆交于点A (m ,3m ),则sin2α=32.解析:由题意得|OA |2=m 2+3m 2=1,故m 2=14.由任意角三角函数定义知cos α=m ,sin α=3m , 由此sin2α=2sin αcos α=23m 2=32.尖子生小题库——供重点班学生使用,普通班学生慎用 15.已知sin α>sin β,那么下列命题成立的是( D ) A .若α,β是第一象限的角,则cos α>cos β B .若α,β是第二象限的角,则tan α>tan β C .若α,β是第三象限的角,则cos α>cos β D .若α,β是第四象限的角,则tan α>tan β 解析:由三角函数线可知选D.16.(2018·全国卷Ⅰ)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有两点A (1,a ),B (2,b ),且cos2α=23,则|a -b |=( B )A.15B.55C.255 D .1解析:解法1:由正切定义tan α=yx , 则tan α=a 1=b2, 即a =tan α,b =2tan α.又cos2α=cos 2α-sin 2α=cos 2α-sin 2αcos 2α+sin 2α=1-tan 2α1+tan 2α=23,得tan 2α=15,tan α=±55.∴|b -a |=|2tan α-tan α|=|tan α|=55. 解法2:由两点斜率公式, 得:tan α=b -a2-1=b -a .又cos2α=cos 2α-sin 2α =cos 2α-sin 2αcos 2α+sin 2α=1-tan 2α1+tan 2α=23, 解得tan 2α=15,∴|b -a |=|tan α|=55.。
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课时提升作业(十五)
一、选择题
1.(2013²银川模拟)已知命题p:“sinα=sinβ,且cosα=cosβ”,命题q:“α=β”,则命题p是命题q的( )
(A)必要不充分条件
(B)充分不必要条件
(C)充要条件
(D)既不充分也不必要条件
2.(2013²蚌埠模拟)若cosα=-,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
3.若α=m²360°+θ,β=n²360°-θ(m,n∈Z),则α,β终边的位置关
系是
( ) (A)重合(B)关于原点对称
(C)关于x轴对称(D)关于y轴对称
4.(2013²安阳模拟)点P从(1,0)出发,沿单位圆x2+y2=1逆时针方向运动到达P′点,则P′点的坐标为( )
(A)(-,) (B)(-,-)
(C)(-,-) (D)(-,)
5.若一扇形的圆心角为72°,半径为20cm,则扇形的面积为( )
(A)40πcm2(B)80πcm2
(C)40cm2(D)80cm2
6.(2013²杭州模拟)已知α是第二象限角,P(x,)为其终边上一点,且cosα=x,则x的值为( )
(A)-(B)-(C)(D)±
7.已知sinx=2cosx,则sin2x+1= ( )
(A)(B)(C)(D)
8.一段圆弧的长度等于其圆内接正三角形的边长,则其圆心角的弧度数为
( )
(A)(B)(C)(D)
9.已知sinα+cosα=,0<α<π,则= ( )
(A)(B)-(C)-(D)
10.(能力挑战题)已知角α的终边上一点的坐标为(sin,cos),则角α的最小正值为( )
(A)(B)(C)(D)
二、填空题
11.设扇形的周长为8cm,面积为4cm2,则扇形的圆心角的弧度数是.
12.(2013²台州模拟)已知锐角α,β的终边与单位圆交点的横坐标分
别为,,则tanα+tanβ= .
13.(2013²金华模拟)已知函数f(x)=
则f(-)= .
14.已知tanα=-,α是第二象限角,则sinα-cosα的值为.
三、解答题
15.(能力挑战题)已知角α终边经过点P(x,-)(x≠0),且cosα=x.求sinα+的值.
16.(2013²济宁模拟)已知在△ABC中,sinA+cosA=,
(1)求sinAcosA.
(2)判断△ABC是锐角三角形还是钝角三角形.
(3)求tanA的值.
答案解析
1.【思路点拨】先验证p能否推出q,再判断q能否推出p.
【解析】选A.若“sinα=sinβ,且cosα=cosβ”,则α=β+2kπ(k∈Z),未必有“α=β”;反之,若“α=β”,必定有“sinα=sinβ,且cos α=cosβ”,即p与q满足p q但q⇒p,所以命题p是命题q的必要不充分条件.
2.【解析】选D.由cosα=-<0,又点(x,2)在α的终边上,故角α为第
二象限角,故x<0.
∴r=,∴=-,
∴4x2=3x2+12,∴x2=12,∴x=-2或x=2(舍).
3.【解析】选C.由已知得,α的终边与θ终边相同,而β的终边与-θ的终边相同,θ与-θ关于x轴对称,故α,β终边关于x轴对称.
4.【解析】选A.如图所示,
由题意可知∠POP′=,
∴∠MOP′=,
∴OM=,MP′=,
∴P′(-,).
故选A.
5.【解析】选B.72°=,
∴S扇形=αR2=〓〓202=80π(cm2).
6.【解析】选 B.由三角函数的定义可知,cosα==x,∴x2+5=8,∴x=〒.又∵α为第二象限角,
∴cosα=x<0,∴x<0,∴x=-,故选B.
7.【思路点拨】由sinx=2cosx可得tanx,将所求式子弦化切代入求解. 【解析】选B.由sinx=2cosx得tanx=2,
而sin2x+1=2sin2x+cos2x=
===.
8.【解析】选C.由题意可知,圆内接正三角形边长a与圆的半径之间关系为a=r,
∴α===.
9.【思路点拨】把sinα,cosα看成两个未知数,仅有sinα+cosα=是不够的,还要运用sin2α+cos2α=1组成一个方程组,解出sinα,cosα的值,然后弦化切代入求解即可.
【解析】选C.由条件结合平方关系式可得
可得又∵0<α<π,
∴sinα>0,cosα<0,解得sinα=,cosα=-,
故tanα=-.∴==-.
【一题多解】本题还可用如下解法:sinα+cosα=两边平方可得:
1+2sinαcosα=,所以2sinαcosα=-,
故(sinα-cosα)2=1-2sinαcosα=.
因0<α<π,且sinα+cosα=,则α必为钝角(否则值大于等于1), 故sinα-cosα>0,sinα-cosα=.
则有===-.
10.【解析】选C.∵sin>0,cos>0,
∴角α的终边在第一象限,
∴tanα====,
∴角α的最小正值为.
11.【解析】设扇形的半径为rcm,弧长为l cm,
则
2r8,
1
r4,
2
+=
⎧
⎪
⎨
⎪⎩
l
l=
解得r2,
4.
=
⎧
⎨
⎩l=
∴圆心角α=
r
l ==2.
答案:2
12.【解析】由三角函数的定义可知cosα=,cosβ=,
∵α,β均为锐角,
∴sinα=,sinβ=,
∴tanα=3,tanβ=2,∴tanα+tanβ=5.
答案:5
13.【解析】由已知得f(-)=f(-+1)=f(-)=f(-+1)=f(),
f()=sin(·)=sin =.
答案:
14.【解析】∵tanα=-,∴=-,
∴sinα=-cosα.
又sin2α+cos2α=1,
∴cos2α+cos2α=1,∴cos2α=.
又α为第二象限角,∴cosα=-,
∴sinα=,
∴sinα-cosα=+=.
答案:
15.【思路点拨】利用三角函数定义先确定P到原点的距离r,再代入三角函数公式可解.
【解析】∵P(x,-)(x≠0),
∴点P到原点的距离r=,又cosα=x,
∴cosα==x.
∵x≠0,∴x=〒,∴r=2.
当x=时,P点坐标为(,-),
由三角函数的定义,有sinα=-,=-,
∴sinα+=--=-;
当x=-时,同理可求得sinα+=.
【变式备选】已知角α的终边过点(a,2a)(a≠0),求α的三角函数值. 【解析】因为角α的终边过点(a,2a)(a≠0),所以,
r=|a|,x=a,y=2a,
当a>0时,sinα====;
cosα===;tanα=2.
当a<0时,sinα====-;
cosα===-;tanα=2.
综上,角α的三角函数值为sinα=,cosα=,
tanα=2或sinα=-,cosα=-,tanα=2.
16.【解析】(1)∵sinA+cosA=,
∴两边平方得1+2sinAcosA=,
∴sinAcosA=-.
(2)由(1)sinAcosA=-<0,且0<A<π,可知cosA<0,∴A为钝角,
∴△ABC是钝角三角形.
(3)∵(sinA-cosA)2=1-2sinAcosA=1+=,
又sinA>0,cosA<0,∴sinA-cosA>0,
∴sinA-cosA=,
又sinA+cosA=,可得
sinA=,cosA=-,
∴tanA===-.
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