任意角和弧度制
任意角、弧度制及任意角的三角函数
1.角的概念的推广(1)定义:角可以看成平面内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)分类:①按旋转方向不同分为正角、负角、零角;②按终边位置不同分为象限角和轴线角.(3)终边相同的角❶: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+2k π,k ∈Z}. 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,弧度记作rad. (2)公式: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 ),那么sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx (x ≠0).(2).若α的终边上有一点P (x ,y )(与原点O 不重合),则sin α=yr ,cos α=xr ,tan α=yx (x ≠0),其中r=√x 2+y 2.(3)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 分别叫做角α的正弦线、余弦线和正切线❷.(4)三角函数值在各象限内的符号,1.三角函数值在各象限的符号规律:一全正、二正弦、三正切、四余弦. (1)终边相同的角不一定相等.(2)“锐角”不等同于“第一象限的角”,锐角的集合为{α|0°<α<90°},第一象限的角的集合为{α|k ·360°<α<k ·360°+90°,k ∈Z},小于90°的角包括锐角、负角、零角.(3)角的集合的表示形式不是唯一的,如⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=2k π+π3,k ∈Z =⎩⎨⎧⎭⎬⎫β|β=2k π+7π3,k ∈Z .当角α的终边与x 轴重合时,正弦线、正切线都变成一个点,此时角α的正弦值和正切值都为0;当角α的终边与y 轴重合时,余弦线变成一个点,正切线不存在,此时角α的余弦值为0,正切值不存在.1.象限角角α的弧度数公式 |α|=lr (l 表示弧长)注意:(1)正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零.(2)在一个式子中,采用的度量制度必须一致,不可混用 角度与弧度的换算①1°=π180rad ;②1 rad =⎝⎛⎭⎫180π° 弧长公式 l =|α|r扇形面积公式S =12lr =12|α|r 22.轴线角4.四种角的终边关系(1)β,α终边相同⇔β=α+2k π,k ∈Z . (2)β,α终边关于x 轴对称⇔β=-α+2k π,k ∈Z . (3)β,α终边关于y 轴对称⇔β=π-α+2k π,k ∈Z .(4)β,α终边关于原点对称(终边互为反向延长线)⇔β=π+α+2k π,k ∈Z . (5)β,α终边在一条直线上⇔β=π+α+k π,k ∈Z .5.若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则tan α>α>sin α. 角α的终边上到原点的距离为r 的点P 的坐标可写为:()cos ,sin P r r αα(3)特殊角的三角函数值2.弧度制(1)定义:长度等于半径的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角.(2)计算:如果半径为r 的圆的圆心角α所对弧的长为l ,那么角α弧度数的绝对值是 =l rα 其中,α的正负由角α的终边的旋转方向决定. 注意:弧长公式: =l r α. 扇形面积公式: 21122==S lr r α. (3)换算:360°=2π 180°=π 1001745180π≈=.1801=()5730≈.π说明:①1800=π是所有换算的关键,如ππ====,18018030456644;②1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.角α 0° 30° 45° 60°90°120°135°150°180° 270°360° 角α的弧度数π6π4 π3 π22π 3π 5π6π 3π2π sin α 0 12√22√321 √32√22120 -1 0 cos α 1 √32√22120 -12-√22-√32-1 0 1 tan α√331√3 不 存在-√3 -1-√33不 存在第四2.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 3.若α是第二象限的角,则下列结论一定成立的是( )A .sin α2>0B .cos α2>0C .tan α2>0D .sin α2cos α2<04.已知角α的终边经过点P (-x ,-6),且cos α=-513,则1sin α+1tan α=________.5.设集合M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x =k 2·180°+45°,k ∈Z ,N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =k4·180°+45°,k ∈Z ,那么( ) A.M =N B.M ⊆N C.N ⊆M D.M ∩N =∅6.若角α的顶点为坐标原点,始边在x 轴的非负半轴上,终边在直线y=-√3x 上,则角α的取值集合是 ( ) A.{α|α=2kπ-π3,k ∈Z} B.{α|α=2kπ+2π3,k ∈Z} C.{α|α=kπ-2π3,k ∈Z}D.{α|α=kπ-π3,k ∈Z}7.已知角α的终边上一点P (-3,m )(m ≠0),且sin α=2m4,求cos α,tan α的值. 8.已知α是第二象限角,P (x ,5)为其终边上一点,且cos α=24x ,则x =( ) A.3 B .±3 C .- 2 D .-39.已知角α的终边过点P (-8m ,-6sin 30°),且cos α=-45,则m 的值为( ) A.-12B.12C.-32D.3210.已知点P (tan α,cos α)在第三象限,则角α的终边所在象限是( )A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限D.第四象11.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴的正半轴重合,终边在直线y =2x 上,则cos 2θ=( ) A.-45B.-35C.35D.4512.设α为第四象限角,则下列函数值一定是负值的是________.①tan α2 ②sin α2 ③cos α2④cos2α13.(2008年高考全国卷Ⅱ改编)若sin α<0且tan α>0,则α是第_______象限的角.14.函数y =|sin x |sin x +cos x |cos x |+|tan x |tan x的值域为________.15.(原创题)若一个α角的终边上有一点P (-4,a ),且sin α·cos α=34,则a 的值为________.16.已知角α的终边上的一点P 的坐标为(-3,y )(y ≠0),且sin α=24y ,求cos α,tan α的值.17.已知角α的终边过点P (a ,|a |),且a ≠0,则sin α的值为________.18.已知扇形的周长为6 cm ,面积是2 cm 2,则扇形的圆心角的弧度数是_____. 19.如果一扇形的圆心角为120°,半径等于 10 cm ,则扇形的面积为________.4.若角θ的终边与168°角的终边相同,则在0°~360°内终边与θ3角的终边相同的角的集合为__________.答20.设角α的终边经过点P (-6a ,-8a )(a ≠0),则sin α-cos α的值是________.1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1❶;(2)商数关系:tan α=sin αcos α❷.2.三角函数的诱导公式断三角函数值的符号. 作用:切化弦,弦切互化.同角三角函数的基本关系式的几种变形(1)sin 2α=1-cos 2α=(1+cos α)(1-cos α); cos 2α=1-sin 2α=(1+sin α)(1-sin α);(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α.(2)sin α=tan αcos α⎝⎛⎭⎫α≠π2+k π,k ∈Z . (3)sin 2α=sin 2αsin 2α+cos 2α=tan 2αtan 2α+1;cos 2α=cos 2αsin 2α+cos 2α=1tan 2α+1.(4)(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α;(sin α+cos α)2+(sin α-cos α)2=2;(sin α+cos α)2-(sin α-cos α)2=4sin αcos α.考法(一)是公式的直接应用,即已知sin α,cos α,tan α中的一个求另外两个的值.解决此类问题时,直接套用公式sin 2α+cos 2α=1及tan α=sin αcos α即可,但要注意α的范围,即三角函数值的符号.1.已知cos α=k ,k ∈R ,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则sin α=( )A .-1-k 2 B.1-k 2 C .±1-k 2 D.1+k 22.sin 21°+sin 22°+…+sin 289°=________. 3.若角α的终边落在第三象限,则cos α1-sin 2α+2sin α1-cos 2α的值为( )A .3 B .-3 C .1D .-14.已知sin α+cos α=-15,且π2<α<π,则1sin (π-α)+1cos (π-α)的值为________.5.若sin α=-513,且α为第四象限角,则tan α=( )A.125 B.-125 C.512 D.-5126.已知α为锐角,且sin α=45,则cos (π+α)=( )A.-35 B.35 C.-45 D .457.已知△ABC 中,sin A +cos A =-713,则tan A =________.8.已知tan α=12,且α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,则cos ⎝⎛⎭⎫α-π2=( )A .-55 B.55 C.255 D .-255 考法(二)的分式中分子与分母是关于sin α,cos α的齐次式,往往转化为关于tan α的式子求解.1.已知tan α=2,求sin α-4cos α5sin α+2cos α的值.3.已知tan αtan α-1=-1,求下列各式的值:(1)sin α-3cos αsin α+cos α; (2)sin 2α+sin αcos α+2.4.若3sin α+cos α=0,则1cos 2α+2sin αcos α的值为______.5.已知sin α+3cos α3cos α-sin α=5,则cos 2α+12sin 2α的值是_____.6已知tan α=-43,求2sin 2α+sin αcos α-3cos 2α的值. 7.已知tan α=3,则1+2sin αcos αsin 2α-cos 2α的值是( )A.12 B.2 C.-12 D.-2 8.已知θ为直线y =3x -5的倾斜角,若A (cos θ,sin θ),B (2cos θ+sin θ,5cos θ-sin θ),则直线AB 的斜率为( )A .3B .-4 C.13 D .-14考法(三)是考查sin α±cos α与sin αcos α的关系.对于sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二1.已知x ∈(-π,0),sin x +cos x =15.(1)求sin x -cos x 的值; (2)求sin 2x +2sin 2x 1-tan x 的值.2.已知sin 2α=34,π4<α<π2,则sin α-cos α的值是( )A.12 B .-12 C.14D .-143.已知sin α-cos α=43,则sin 2α=( ) A.-79 B.-29C.29D.794.已知sin αcos α=18,且5π4<α<3π2,则cos α-sin α=( )A.-32 B.32 C.-34 D .345.已知角A 为△ABC 的内角,且sin A +cos A =15,则tan A 的值为__________. 6.(2018自贡一模)求值:√1-2sin10°cos10°√2=.7..若θ∈⎝⎛⎭⎫π4,π2,sin 2θ=116,则cos θ-sin θ的值是________. 8.已知sin θ+cos θ=43,θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,则sin θ-cos θ的值为________.1.(2018·大连二模)已知sin ⎝⎛⎭⎫π3-α=13,则cos ⎝⎛⎭⎫5π6-α=( )A.13 B .-13 C.222 D .-23 2.已知θ是第四象限角,且sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=35,则tan ⎝⎛⎭⎫θ-π4=( )A.34 B .-43 C .-34 D.433.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=a ,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6+θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ的值是________. 4.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3=1213,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=( )A.513 B.1213 C.-513D.-12135.已知sin (π3-α)=12,则cos (π6+α)= .6..(2016·全国Ⅰ卷)已知θ是第四象限角,且sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=35,则tan ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4=________.1.两角和与差的正弦、余弦和正切公式(1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β(异名相乘、加减一致);(2)cos(α∓β)=cos αcos β±sin αsin β(同名相乘、加减相反);(3)tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β(两式相除、上同下异).(1)二倍角公式就是两角和的正弦、余弦、正切中α=β的特殊情况. (2)二倍角是相对的,如:α2是α4的2倍,3α是3α2的2倍.2.二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)sin 2α=2sin αcos α; (2)cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α;(3)tan 2α=2tan α1-tan 2α.1.公式的常用变式:tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β);tan α·tan β=1-tan α+tan βtan (α+β)=tan α-tan βtan (α-β)-1.2.降幂公式:sin 2α=1-cos 2α2;cos 2α=1+cos 2α2;sin αcos α=12sin 2α. 3.升幂公式:1+cos α=2cos 2α2;1-cos α=2sin 2α2;1+sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α22;1-sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2-cos α22. 4.常用拆角、拼角技巧:例如,2α=(α+β)+(α-β);α=(α+β)-β=(α-β)+β;β=α+β2-α-β2=(α+2β)-(α+β);α-β=(α-γ)+(γ-β);15°=45°-30°;π4+α=π2-⎝⎛⎭⎫π4-α等. (1)sin(A+B )=sin C ;(2)cos(A+B )=-cos C ; (3)sin A+B 2=cos C 2;(4)cosA+B 2=sin C2; (5)tan(A+B )=-tan C ;(6)∵tan(A+B )=tan(π-C ),∴tanA+tanB1-tanAtanB=-tan C ,去分母,移项,整理可得tan A+tan B+tan C=tan A tan B tan C.2.找出下列复角的一个关系式,并写出它们的一个三角函数关系式.提示:(1)π4+α+π4-α=π2,sin (π4+α)=cos (π4-α);(2)(2π3+α)-(π6+α)=π2,sin (2π3+α)=cos (π6+α);(3) (π4+α)+(3π4-β)=π+(α-β),sin(α-β)=-sin [(3π4-β)+(π4+α)]; (4) (4)(3π4-β)-(π4+α)=π2-(α+β),sin(α+β)=cos [(3π4-β)-(π4+α)].5.辅助角公式:一般地,函数f (α)=a sin α+b cos α(a ,b 为常数)可以化为f (α)=a 2+b 2sin(α+φ)⎝⎛⎭⎫其中tan φ=ba 或f (α)=a 2+b 2cos(α-φ)⎝⎛⎭⎫其中tan φ=ab . 1.cos 18°cos 42°-cos 72°sin 42°=( )A .-32B.32 C .-12 D.122.cos(α+β)cos β+sin(α+β)sin β=( )A.sin(α+2β) B.sin α C.cos(α+2β)D.cos α3..3cos 15°-4sin 215°cos 15°=________.4.1+tan 18°)(1+tan 27°)的值是( ) A.√2 B.√3 C.2D.√55.已知cos x =34,则cos 2x =________6.若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β=________.7.已知sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,tan(π-β)=12,则tan(α-β)的值为( )A .-211 B.211 C.112D .-1128.设sin 2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan 2α的值是________. 9.在△ABC 中,若tan A tan B =tan A +tan B +1,则cos C =________. 10.sin 10°1-3tan 10°=________.(3)化简sin 235°-12cos 10°cos 80°=________.11.已知sin 2α=23,则cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=( )A.16B .-16 C.12 D.2312.已知cos ⎝⎛⎭⎫x -π6=13,则cos x +cos ⎝⎛⎭⎫x -π3=( )A.32 B.3 C.12 D.3313.(2019·南昌模拟)设α为锐角,若cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=-13,则sin ⎝⎛⎭⎫2α+π12的值为( )A.725 B.72-818C .-17250 D.25 14.已知tan θ+1tan θ=4,则cos 2⎝⎛⎭⎫θ+π4=( )A.12 B.13 C.14 D.1515.(2018·全国卷Ⅲ)若sin α=13,则cos 2α=( )A.89 B.79 C .-79 D .-8916.下列式子的运算结果为3的是( )①tan 25°+tan 35°+3tan 25°tan 35°;②2(sin 35°cos 25°+cos 35°cos 65°);③1+tan 15°1-tan 15°;④tanπ61-tan2π6.A .①②④ B .③④C .①②③ D .②③④17.若cos α=13,α∈(0,π),则cos α2的值为( )A.√63B.-√63C.±√63D.√3318已知α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,cos ⎝⎛⎭⎫α+π3=-23,则cos α=( )A.5+23 B.15-26 C.5-23 D.15+2619.(2016课标Ⅱ,9,5分)若cos (π4-α)=35,则sin 2α=( )A.725B.15C.-15D.-72520.(2015课标Ⅰ,2,5分)sin 20°cos 10°-cos 160°·sin 10°=( ) A.-√32 B.√32 C.-12 D.12 考法(一) 给角求值 1.cos 10°-3cos (-100°)1-sin 10°=________ 2.sin 50°+sin 10°(1+3tan 10°)]·2sin 280°=________.3.2sin 235°-1cos 10°-3sin 10°的值为( )A .1 B .-1C.12 D .-124.cos 165°的值是( ). A.√6-√22B.√6+√22C.√6-√24D.-√6-√245.sin47°-sin17°cos30°cos17°= .6.(2018年全国Ⅱ卷)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)= .考法(二) 给值求值1.已知cos ⎝⎛⎭⎫π4+x =35,若17π12<x <7π4,则sin 2x +2sin 2x 1-tan x 的值为________. 2.若tan α=2,tan(β-α)=3,则tan(β-2α)=( ).A.-1B.-15C.57D.173.已知0<α<π2<β<π,cos (β-π4)=13,sin(α+β)=45,求cos (α+π4)的值.4.已知sin (α+π3)=35,α∈(-π2,π6),求sin α的值. 5.在△ABC 中,若sin A=35,cos B=513,则cos C= .考法(三) 给值求角 1. 若sin 2α=55,sin(β-α)=1010,且α∈⎣⎡⎦⎤π4,π,β∈⎣⎡⎦⎤π,3π2,则α+β的值是________. 2.已知cos α=17,cos(α-β)=1314,若0<β<α<π2,则β=________. 3.已知α,β为锐角,cos α=17,且sin(α+β)=5314,则角β=________. 4.设cos α=-55,tan β=13,π<α<3π2,0<β<π2,则α-β=________.5.已知0<α<π2<β<π,cos (β-π4)=13,sin(α+β)=45,求cos (α+π4)的值.(2)已知sin (α+π3)=35,α∈(-π2,π6),求sin α的值.6.已知α∈(π2,π),且sin α2+cos α2=√62.(1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈(π2,π),求cos β的值.辅助角公式 (1)sin x±cos x ;(2)sin x±√3cos x ;(3)√3sin x±cos x.2.(2013年全国Ⅰ卷)设当x=θ时,函数f (x )=sin x -2cos x 取得最大值,则cos θ= .3.(2014年全国Ⅱ卷)函数f (x )=sin(x+2φ)-2sin φcos(x+φ)的最大值为 .1.tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β).2.cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2. 3.1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,4.sin α±cos α=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π4.3.tan 20°+tan 40°+3tan 20°·tan 40°=________.考点一 三角函数式的化简【例1】 (1)化简:sin(α+β)cos(γ-β)-cos(β+α)sin(β-γ)=________. (2)化简:(1+sin α+cos α)·⎝ ⎛⎭⎪⎫cos α2-sin α22+2cos α(0<α<π)=________.(1)cos(α+β)cos β+sin(α+β)sin β=( )A.sin(α+2β) B.sin α C.cos(α+2β) D.cos α 角度1 给角(值)求值(1)计算:cos 10°-3cos (-100°)1-sin 10°=________.(2)(2018·江苏卷)已知α,β为锐角,tan α=43,cos(α+β)=-55. ①求cos 2α的值;②求tan(α-β)的值.角度2 给值求角(1)(2019·河南六市联考)已知cos α=17,cos(α-β)=1314,若0<β<α<π2,则β=___. (2)已知α,β∈(0,π),且tan(α-β)=12,tan β=-17,则2α-β的值为________. 考点三 三角恒等变换的简单应用【例3】 (2019·郑州模拟)设函数f (x )=sin 2ωx -cos 2ωx +23sin ωx cos ωx +λ的图象关于直线x =π对称,其中ω,λ为常数,且ω∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1.(1)求函数f (x )的最小正周期;(2)若y =f (x )的图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0,求函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,3π5上的最值. (2016·全国Ⅲ卷)若tan θ=-13,则cos 2θ=( )A.-45 B.-15 C.15 D.45 1..sin 10°1-3tan 10°=( )A.14 B.12C.32 D .12..(2017·江苏卷)若tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=16,则tan α=________.3.(2017·全国Ⅰ卷)已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,tan α=2,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=________.4..已知sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,tan(π-β)=12,则tan(α-β)的值为( )A .-211 B.211 C.112 D .-1125..设sin 2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan 2α的值是________.3.下列式子的运算结果为3的是( ) ①tan 25°+tan 35°+3tan 25°tan 35°;②2(sin 35°cos 25°+cos 35°cos 65°); ③1+tan 15°1-tan 15°;④tan π61-tan2π6.A .①②④B .③④C .①②③D .②③④6.(2016·高考全国卷Ⅱ)若cos(π4-α)=35,则sin 2α=( )1、已知θ是第三象限角,且4459sincos θθ+=,那么2sin θ等于() A 、3B 、3-C 、23D 、23- 2、函数222y sin x x =-+的最小正周期 A 、2π B 、π C 、3π D 、4π 3、tan 70cos10(3tan 201)-等于 ( )A 、1B 、2C 、-1D 、-2 4、设10,sin cos 2απαα<<+=,则cos2α=_____。
教师版__任意角和弧度制知识点和练习
9.一扇形半径长与弧长之比是3:,则该扇形所含弓形面积与该扇形的
面积之比为( )
(A)(B)(C) (D)
针对练习
1.下列角中终边与330°相同的角是( )
Α.30° B.-30° C.630° D.-630°
2.下列命题正确的是( )
A.终边相同的角一定相等 B.第一象限的角都是锐角。 C.锐角都是第一象
12.已知是第二象限角,且则的范围是
.
三、解答题
13. 在与范围内,找出与下列各角终边相同的角,并判断它们是第几象
限角?
(1)
(2)
(3)
14.写出角的终边在下图中阴影区域内角的集合(用弧度制表示)
(1)
(2)
(3)
于的角是锐角。
其中正确的命题序号是
。
例2:写出终边在直线上的角的集合;
练习:写出终边在直线上的角的集合。 例3: 求两个集合的交集 已知集合,, 练习:1、集合,,则等于( )
A、 B、 C、 D、 2、集合,,则等于( ) (A) (B) (C) (D) 3、,求 例4:判断下列角的集合的关系: 已知集合集合,则( )
A.三角形的内角是第一象限角或第二象限角 B.第一象限的角是锐角
C.第二象限的角比第一象限的角大 D.角α是第四象限角的充要条件 是2kπ-
<α<2kπ(k∈Z) 14.设k∈Z,下列终边相同的角是 ( )
A.(2k+1)·180°与(4k±1)·180° B.k·90°与k·180°+90° C.k·180°+30°与k·360°±30° D.k·180°+60°与k·60° 15.若90°<-α<180°,则180°-α与α的终边 ( ) A.关于x轴对称 B.关于y轴对称 C.关于原点对称 D.以上 都不对 16.设集合M={α|α=
高中数学任意角和弧度制复习要点
高中数学任意角和弧度制复习要点
梳理
1.任意角
1角的分类:
①按旋转方向不同分为正角、负角、零角.
②按终边位置不同分为象限角和轴线角.
2终边相同的角:
终边与角α相同的角可写成α+k·360°k∈Z.
3弧度制:
①1弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.
②规定:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零,|α|=,l 是以角α作为圆心角时所对圆弧的长,r为半径.
③用“弧度”做单位来度量角的制度叫做弧度制.比值与所取的r的大小无关,仅与角的大小有关.
④弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度.
⑤弧长公式:l=|α|r,扇形面积公式:S扇形=lr=|α|r2.
2.任意角的三角函数
1任意角的三角函数定义:
设α是一个任意角,角α的终边与单位圆交于点Px,y,那么角α的正弦、余弦、正切分别是:sin α=y,cos α=x,tan α=,它们都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数.
2三角函数在各象限内的符号口诀是:一全正、二正弦、三正切、四余弦.
3.三角函数线
设角α的顶点在坐标原点,始边与x轴非负半轴重合,终边与单位圆相交于点P,过P作PM垂直于x轴于M.由三角函数的定义知,点P的坐标为cos_α,sin_α,即
Pcos_α,sin_α,其中cos α=OM,sin α=MP,单位圆与x轴的正半轴交于点A,单位
圆在A点的切线与α的终边或其反向延长线相交于点T,则tan α=AT.我们把有向线段OM、MP、AT叫做α的余弦线、正弦线、正切线.
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
任意角和弧度制、三角函数的概念
π
3π
所以 kπ+2 < 2<kπ+ 4 (k∈Z).
π
3π
当 k=2n(n∈Z)时,2nπ+2 < 2<2nπ+ 4 , 2是第二象限角;
3π
7π
当 k=2n+1(n∈Z)时,2nπ+ 2 < 2 <2nπ+ 4 , 2是第四象限角.
综上可知,当 α 是第三象限角时,2是第二或第四象限角.
4
3
3
3
是真命题;-400°=-360°-40°,从而-400°是第四象限角,故③是真命
题;-315°=-360°+45°,从而-315°是第一象限角,故④是真命题.
π
π
(2)集合 π + ≤ ≤ π + ,∈Z 中的角的终边所表示的范围(阴影
4
2
部分)是( C )
π
π
当 k=2n(n∈Z)时,2nπ+ ≤ ≤2nπ+ ,
3
3
3
4π
,k∈Z}.
3
= 2π +
解题心得1.角的终边在一条直线上比在一条射线上多一种情况.
2.判断角β所在的象限,先把β表示为β=2kπ+α,α∈[0,2π),k∈Z,再判断角α所
在的象限即可.
3.确定角 kα, (k≥2,且 k∈N*)的终边的位置:先用终边相同角的形式表示出
角 α 的范围,再写出 kα 或 的范围,最后根据 k 的可能取值讨论确定角 kα 或
∴终边在直线 y= 3x 上的角的集合为 =
任意角和弧度制
2.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_·_3_6_0_°_,__k_∈__Z__},即任一与角 α 终边相同的角,都可 以表示成角 α 与整数个周角的和.
3.轴线角的集合 角 α 终边的位置
在 x 轴的非负半轴上 在 x 轴的非正半轴上 在 y 轴的非负半轴上 在 y 轴的非正半轴上
2100
6600
-1500
特别地,当一条射线没有作任何旋转时, 我们也认为这时形成了一个角,并把这个角 叫做零度角(0º).
角的记法:角α或可以简记成∠α.
⑶角的概念扩展的意义:
用“旋转”定义角之后,角的范围大大地扩大 了
① 角有正负之分; 如:=210, = 150, =660.
② 角可以任意大; 实例:体操动作:旋转2周(360×2=720)
内、向外转体1080º;
生活中很多实例会不在该范围。 经过1小时,时针、分针、秒针各转了多 少度? 这些例子不仅不在范围[0º, 360º) ,而且 方向不同,有必要将角的概念推广到任意角, 想想用什么办法才能推广到任意角? 关键是用运动的观点来看待角的变化。
2.角的概念的推广
⑴“旋转”形成角
一条射线由原来的位置OA,
2.将射线 OM 绕端点 O 按逆时针方向旋转 120°所得的角为( )
A.120°
B.-120°
C.240° 答案:A
D.-240°
3.时钟经过 1 小时,时针转动的角的大小是________. 解析:时钟是顺时针转,故形成的角是负角,又经过 12 个小时时针 转动一个周角,故经过 1 个小时时针转动周角的112,所以转动的角的 大小是-112×360°=-30°. 答案:-30°
三角函数任意角和弧度制知识点
三角函数任意角和弧度制知识点第一章三角函数任意角和弧度制知识点任意角知识点一、任意角 B 终边总结:任意角构成要素为顶点、始边、终边、旋转方向、旋转量大小。
α知识点二、直角坐标系中角的分类始边 O 1、象限角与轴线角 A β 2、终边相同的角与角α终边相同的角β集合为__________________C 终边轴线角的表示:终边落在x轴非负半轴角的集合为_____________;终边落在x轴非正半轴角的集合为_______;终边落在x轴角的集合为____________________。
终边落在y轴非负半轴角的集合为_____________;终边落在y轴非正半轴角的集合为_______;终边落在y轴角的集合为____________________。
终边落在坐标轴角的集合为__________________ 。
象限角的表示第一象限的角的集合为_________________ 第二象限的角的集合为_____________。
第三象限的角的集合为_________________;第四象限的角的集合为____________。
例题1、判断下列各角分别是第几象限角:670°,480°, -150°,45°,405°,120°,-240°,210°,570°,310°, -50°,-315°例题2、下列角中与330°角终边相同的角是()A、30° B、-30° C、630° D-630° 题型一、象限角的判定例1、已知角的顶点与直角坐标系的原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,指出他们是第几象限角,并指出在0°~360°范围内与其终边相同的角。
(1)420° (2)-75° (3)855° (4)1785° (5)-1785° (6)2021° (7)-2021° (8)1450° (9)361° (10)-361° 例2、已知α是第二象限角,则180°-α是第_____象限角。
第1讲 任意角和弧度制、三角函数的概念
第1讲任意角和弧度制、三角函数的概念1.了解任意角的概念和弧度制的概念.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.1.任意角(1)任意角包括正角、负角和零角.(2)象限角:在平面直角坐标系中,使角的顶点与原点重合,角的始边与x轴的非负半轴重合,那么,角的终边在□1第几象限,就说这个角是第几□2象限角;如果角的终边在□3坐标轴上,就认为这个角不属于任何一个象限.(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=□4{β|β=α+k·360°,k∈Z}.2.弧度制的定义和公式(1)定义:把长度等于□5半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角,正角的弧度数是一个□6正数,负角的弧度数是一个□7负数,零角的弧度数是□80.(2)公式角α的弧度数公式|α|=lr(弧长用l表示)角度与弧度的换算1°=π180rad;1rad=□9(180π)°弧长公式弧长l=□10|α|r扇形面积公式S=□1112lr=□1212|α|r2扇形的弧长公式、面积公式中角的单位要用弧度,在同一式子中,采用的度量制必须一致.3.任意角的三角函数(1)概念:任意角α的终边与单位圆交于点P(x,y)时,sinα=□13y,cosα=□14x,tan α=□15y x(x ≠0).(2)概念推广:三角函数坐标法定义中,若取点P (x ,y )是角α终边上异于顶点的任一点,设点P 到原点O 的距离为r ,则sin α=□16y r ,cos α=□17x r ,tan α=□18y x(x ≠0).常用结论1.三角函数值在各象限的符号规律:一全正,二正弦,三正切,四余弦.2.象限角与不属于任何象限的角(1)(2)(3)3.重要不等关系:若α∈(0,π2),则sin α<α<tan α.1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)小于90°的角是锐角.()(2)锐角是第一象限角,第一象限角也都是锐角.()(3)角α的三角函数值与其终边上点P 的位置无关.()(4)若α为第一象限角,则sin α+cos α>1.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)√2.回源教材(1)67°30′化为弧度是()A.3π8B.38C.673π1800D.6731800解析:A 67°30′=67.5×π180=38π.(2)已知α是第一象限角,那么α2是()A.第一象限角B.第二象限角C.第一或第二象限角D.第一或第三象限角解析:D 易知2k π<α<π2+2k π,k ∈Z ,故k π<α2<π4+k π,所以α2是第一或第三象限角.(3)已知角θ的终边经过点P (-12,5),则sin θ+cos θ=.解析:由三角函数的定义可得sin θ+cos θ=5(-12)2+52+-12(-12)2+52=513-1213=-713.答案:-713任意角及其表示例1(1)(多选)若α是第二象限角,则()A.-α是第一象限角B.α2是第一或第三象限角C.3π2+α是第二象限角D.2α是第三或第四象限角或终边在y 轴负半轴上解析:BD因为α是第二象限角,所以可得π2+2k π<α<π+2k π,k ∈Z .对于A ,-π-2k π<-α<-π2-2k π,k ∈Z ,则-α是第三象限角,所以A 错误.对于B ,可得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,所以B 正确.对于C ,2π+2k π<3π2+α<5π2+2k π,k ∈Z ,即2(k +1)π<3π2+α<π2+2(k +1)π,k ∈Z ,所以3π2+α是第一象限角,所以C 错误.对于D ,π+4k π<2α<2π+4k π,k ∈Z ,所以2α的终边位于第三象限或第四象限或y 轴负半轴上,所以D 正确.故选BD.(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: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.反思感悟1.表示区间角的三个步骤(1)先按逆时针方向找到区域的起始和终止边界.(2)再按由小到大的顺序分别标出起始和终止边界对应的-360°~360°范围内的角α和β,写出最简区间{x |α<x <β},其中β-α<360°.(3)最后令起始、终止边界对应角α,β再加上360°的整数倍,即得区间角的集合.2.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的终边所在的象限判断已知角是第几象限角.训练1(1)把-380°表示成θ+2k π(k ∈Z )的形式,则θ的值可以是()A.π9B.-π9C.8π9D.-8π9解析:B∵-380°=-20°-360°,∴-380°=(-π9-2π)rad ,故选B.(2)终边在直线y =3x 上,且在[-2π,2π)内的角α的集合为.解析:如图,在平面直角坐标系中画出直线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,即π3,4π3;在[-2π,0)内满足条件的角有两个,即-2π3,-5π3,故满足条件的角α构成的集合为{-5π3,-2π3,π3,4π3}.答案:{-5π3,-2π3,π3,4π3}弧度制及其应用例2已知扇形的圆心角是α,半径为R,弧长为l.(1)若α=π3,R=10cm,求扇形的弧长l;(2)若扇形的周长是20cm,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?(3)若α=π3,R=2cm,求扇形的弧所在的弓形的面积.解:(1)因为α=π3,R=10cm,所以l=|α|R=π3×10=10π3(cm).(2)由已知,得l+2R=20,所以S=12lR=12(20-2R)R=10R-R2=-(R-5)2+25.所以当R=5cm时,S取得最大值,此时l=10cm,α=2.(3)设弓形面积为S弓形,由题意知l=2π3cm,所以S弓形=12×2π3×2-12×22×sinπ3=(2π3-3)(cm2).反思感悟应用弧度制解决问题时的注意点(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.(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,或用基本不等式解决.(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.训练2如图,图1是杭州2022年第19届亚运会的会徽,名为“潮涌”,整个会徽象征着新时代中国特色社会主义大潮的涌动和发展.图2是会徽的几何图形,设弧AD 的长度是l 1,弧BC 的长度是l 2,几何图形ABCD 的面积为S 1,扇形BOC 的面积为S 2,若l 1l 2=2,则S1S 2=()图1图2A.1B.2C.3D.4解析:C 设∠BOC =α,由l 1l 2=2,得OA ·αOB ·α=OA OB =2,即OA =2OB ,∴S1S 2=12α·OA 2-12α·OB 212α·OB 2=OA 2-OB 2OB 2=4OB 2-OB 2OB 2=3.故选C.三角函数的定义及其应用三角函数的定义例3(1)(2024·哈尔滨期中)已知角α的终边经过点P (-3,4),则sin α-cos α-11+tan α的值为()A.-65 B.1C.2D.3解析:A由(-3)2+42=5,得sin α=45,cos α=-35,tan α=-43,代入原式得45-(-35)-11+(-43)=-65.(2)如果点P 在角23π的终边上,且|OP |=2,则点P 的坐标是()A.(1,3)B.(-1,3)C.(-3,1)D.(-3,-1)解析:B由三角函数定义知,cos 23π=x P |OP |=-12,sin 23π=y P |OP |=32,所以x P =-1,y P =3,即P 的坐标是(-1,3).三角函数值的符号例4(1)点P (sin 100°,cos 100°)落在()A.第一象限内B.第二象限内C.第三象限内D.第四象限内解析:D因为sin 100°=sin(90°+10°)=cos 10°>0,cos 100°=cos(90°+10°)=-sin 10°<0,所以点P (sin 100°,cos 100°)落在第四象限内.(2)已知sin θ<0,tan θ<0,则角θ的终边位于()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限解析:D 由sin θ<0,tan θ<0,根据三角函数的符号与角的象限间的关系,可得角θ的终边位于第四象限.反思感悟1.三角函数定义的应用(1)直接利用三角函数的定义,找到给定角的终边上一个点的坐标,及这点到原点的距离,确定这个角的三角函数值.(2)已知角的某一个三角函数值,可以通过三角函数的定义列出含参数的方程,求参数的值.2.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象限,那就要进行分类讨论求解.训练3(1)(多选)已知角α的终边与单位圆交于点P (35,m5),则sin α的值可能是()A.45B.35C.-45 D.-35解析:AC由题意可得sin α=m 5(35)2+(m 5)2=m 32+m 2=m5,解得m =±4.当m =4时,sin α=45;当m =-4时,sin α=-45.故A ,C 正确,B ,D 错误.(2)(多选)已知角θ的终边经过点(-2,-3),且θ与α的终边关于x 轴对称,则()A.sin θ=-217B.α为钝角C.cos α=-277D.点(tan θ,tan α)在第四象限解析:ACD因为角θ的终边经过点(-2,-3),所以sin θ=-37=-217,故A 正确.因为θ与α的终边关于x 轴对称,所以α的终边经过点(-2,3),则α为第二象限角,不一定为钝角,且cos α=-27=-277,故B 错误,C 正确.因为tanθ=32>0,tan α=-32<0,所以点(tan θ,tan α)在第四象限,D 正确.故选ACD.限时规范训练(二十四)A级基础落实练1.与-2023°终边相同的最小正角是()A.137°B.133°C.57°D.43°解析:A因为-2023°=-360°×6+137°,所以与-2023°终边相同的最小正角是137°.2.下列与角9π4的终边相同的角的表达式中正确的是()A.2kπ+45°(k∈Z)B.k·360°+9π4(k∈Z)C.k·360°-315°(k∈Z)D.kπ+5π4(k∈Z)解析:C对于A,B,2kπ+45°(k∈Z),k·360°+9π4(k∈Z)中角度和弧度混用,不正确;对于C,因为9π4=2π+π4与-315°是终边相同的角,故与角9π4的终边相同的角可表示为k·360°-315°(k∈Z),C正确;对于D,kπ+5π4(k∈Z),不妨取k=0,则表示的角5π4与9π4终边不相同,D错误.3.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x轴非负半轴重合,若A(-1,y)是角θ终边上一点,且sinθ=-31010,则y=()A.3B.-3C.1D.-1解析:B因为sinθ=-31010<0,A(-1,y)是角θ终边上一点,所以y<0,由三角函数的定义,得yy2+1=-31010,解得y=-3(正值舍去).4.(2024·鹰潭期中)点A(sin1240°,cos1240°)在直角坐标平面上位于()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限解析:D1240°=3×360°+160°,160°是第二象限角,所以sin1240°>0,cos1240°<0,P点在第四象限.5.(2023·河东一模)在面积为4的扇形中,其周长最小时半径的值为()A.4B.22C.2D.1解析:C设扇形的半径为R(R>0),圆心角为α,则12αR2=4,所以α=8R2,则扇形的周长为2R+αR=2R+8R≥22R·8R=8,当且仅当2R=8 R,即R=2时,取等号,此时α=2,所以周长最小时半径的值为2.6.给出下列命题:①第二象限角大于第一象限角;②三角形的内角一定是第一象限角或第二象限角;③不论是用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形的半径的大小无关;④若sinα=sinβ,则α与β的终边相同;⑤若cosθ<0,则θ是第二或第三象限的角.其中正确命题的序号是()A.②④⑤B.③⑤C.③D.①③⑤解析:C①由于120°是第二象限角,390°是第一象限角,故第二象限角大于第一象限角不正确,即①不正确;②直角不属于任何一个象限,故三角形的内角是第一象限角或第二象限角错误,即②不正确;③不论是用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形的半径的大小无关,即③正确;④若sinα=sinβ,则α与β的终边相同或终边关于y轴对称,即④不正确;⑤若cosθ<0,则θ是第二象限角或第三象限角或θ的终边落在x轴的负半轴上,即⑤不正确.其中正确命题的序号是③,故选C.7.(多选)已知角α的顶点为坐标原点,始边为x轴的非负半轴,终边上有一点P(1,2sinα),且|α|<π2,则角α的可能取值为()A.-π3B.0C.π6D.π3解析:ABD因为角α的终边上有一点P(1,2sinα),所以tanα=2sinα,所以sinαcosα=2sinα,①若α=0,则sinαcosα=2sinα成立;②若α≠0,则cosα=12,因为|α|<π2,所以α=π3或α=-π3.8.已知角α的终边过点P(-8m,-6sin30°),且cosα=-45,则m的值为.解析:因为r=64m2+9,所以cosα=-8m64m2+9=-45,所以4m264m2+9=125,因为m>0,解得m=12.答案:1 29.α为第二象限角,且|cosα2|=-cosα2,则α2在象限.解析:∵α为第二象限角,∴α2为第一或第三象限角,又|cos α2|=-cos α2,∴cos α2<0,∴α2在第三象限.答案:第三10.若角α的终边与函数5x +12y =0(x <0)的图象重合,则2cos α+sin α=.解析:∵角α的终边与函数5x +12y =0(x <0)的图象重合,∴α为第二象限角,且tan α=-512,即sin α=-512cos α.∴sin 2α+cos 2α=(-512cos α)2+cos 2α=1,解得cos α=-1213.∴sin α=-512cos α=-512×(-1213)=513.∴2cos α+sin α=2×(-1213)+513=-1913.答案:-191311.用弧度制表示终边落在如图所示阴影部分内(含边界)的角θ的集合是.解析:由题图,终边OB 对应角为2k π-π6且k ∈Z ,终边OA 对应角为2k π+3π4且k ∈Z ,所以阴影部分角θ的集合是[2k π-π6,2k π+3π4],k ∈Z .答案:[2k π-π6,2k π+3π4],k ∈Z12.已知扇形的圆心角为23π,扇形的面积为3π,则该扇形的周长为.解析:设扇形的半径为R,利用扇形面积计算公式S=12×23πR2=3π,可得R=3,所以该扇形的弧长为l=23π×3=2π,所以周长为l+2R=6+2π.答案:6+2πB级能力提升练13.(多选)在平面直角坐标系xOy中,角α以Ox为始边,终边经过点P(-1,m)(m>0),则下列各式的值一定为负的是()A.sinα+cosαB.sinα-cosαC.sinαcosαD.sinαtanα解析:CD因为角α终边经过点P(-1,m)(m>0),所以α在第二象限,所以sinα>0,cosα<0,tanα<0,如果α=23π,所以sinα+cosα=32-12>0,所以选项A不满足题意;sinα-cosα>0;sinαcosα<0;sinαtanα<0,故CD正确.14.(2023·长治模拟)水滴是刘慈欣的科幻小说《三体Ⅱ·黑暗森林》中提到的由三体文明使用强相互作用力(SIM)材料所制成的宇宙探测器,因为其外形与水滴相似,所以被人类称为水滴.如图所示,水滴是由线段AB,AC和圆的优弧BC围成,其中AB,AC恰好与圆弧相切.若圆弧所在圆的半径为1,点A到圆弧所在圆的圆心的距离为2,则该封闭图形的面积为()A.3+2π3 B.23+2π3C.23+π3D.3+π3解析:A 如图,设圆弧所在圆的圆心为O ,连接OA ,OB ,OC ,依题意得OB ⊥AB ,OC ⊥AC ,且OB =OC =1,OA =2,则AB =AC =3,∠BAC =π3,所以∠BOC =2π3,所以该封闭图形的面积为2×12×3×1+12×(2π-2π3)×12=3+2π3.15.(2024·牡丹江模拟)在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (35,45),将线段OA绕原点顺时针旋转π3得到线段OB ,则点B 的横坐标为.解析:易知A (35,45)在单位圆上,记终边在射线OA 上的角为α,如图所示,根据三角函数定义可知,cos α=35,sin α=45;OA 绕原点顺时针旋转π3得到线段OB ,则终边在射线OB 上的角为α-π3,所以点B 的横坐标为cos(α-π3)=cos αcos π3+sin αsin π3=3+4310.答案:3+431016.若点P (sin α-cos α,tan α)在第一象限,则在[0,2π)内α的取值范围是.解析:由题意可得α-cos α>0,α>0,∈[0,2π),α>0,∈[0,2π),可得α∈(0,π2)或α∈(π,3π2),当α∈(0,π2),即α为第一象限角,则sin α>0,cos α>0,∵sin α-cos α>0,则tan α>1,∴α∈(π4,π2);当α∈(π,3π2),即α为第三象限角,则sin α<0,cos α<0,∵sin α-cos α>0,则0<tan α<1,∴α∈(π,5π4);综上所述,α∈(π4,π2∪(π,5π4).答案:(π4,π2)∪(π,5π4)。
三角函数-任意角与弧度制
三角函数-任意角与弧度制知识点1.角可以看成平面内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。
一条射线由原来的位置OA ,绕着它的端点O 按逆时针方向旋转到终止位置OB ,就形成角α。
旋转开始时的射线OA 叫做角的始边,OB 叫终边,射线的端点O 叫做叫α的顶点。
2. 角的分类为了区别起见,我们规定:(1)正角:按逆时针方向旋转所形成的角叫正角; (2)负角:按顺时针方向旋转所形成的角叫负角;(3)零角:如果一条射线没有做任何旋转,我们称它形成了一个零角。
注意:(1)角的概念推广后,它包括任意大小的正角、负角和零角(2)在不引起混淆的情况下,“角α”或“∠α”可以简化成“α”。
3.终边相同的角的表示方法:与α终边相同的角构成一个集合: {}360,S k k Z ββα==+⋅∈ 注:(1) Z k ∈; (2)α是任意角;(3)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同,终边相同的角有无数多个,它们相差360°的整数倍。
4.象限角:在直角坐标系内,角的顶点与原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,那么角的终边在第几象限,我们就说这个角是第几象限角.非象限角:终边落在x 轴或y 轴上的夹角。
5.弧度与角度的互化(1)弧度制的定义比较两个同心圆,我们发现同一个圆心角所对应的弧长与半径对应成比例。
或者说同一个圆中弧长与半径之比是不变的。
因此我们有如下定义:如果半径为r 的圆的圆心角α所对弧的长为l ,那么角α的弧度数的绝对值是|α|=lr(2). 弧度角的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。
弧度单位:rad 。
(此单位写不写都可以) (3). 弧长公式:r l ⋅=α(4). 角度与弧度的换算3602π=rad ;180π=rad 。
1°=π180rad ;1 rad =(180π)° (3)特殊角的度数与弧度制对应表:(5). 弧长、扇形面积的公式设扇形的弧长为l ,圆心角大小为α(rad),半径为r ,又l =rα,则扇形的面积为S =12=12|α|·r 2题型一 终边相同的角的表示【例1】写出与75角终边相同的角的集合,并求在1080~360范围内与75角终边相同的角【例2】写出终边落在如图所示直线上的角的集合.【例3】如图βα,分别是终边落在OA,OB 位置上的两个角.且31560==βα,. (1)求终边落在阴影部分(不包括边界)的所有角的集合;(2)求终边落在阴影部分(不包括边界)的角θ.且3600≤≤θ的所有角的集合.【过关练习】1.下列各对角中终边相同的角是( )。
任意角和弧度制
任意角和弧度制
角度制用于衡量任何角在平面上的大小,它以0°-360°范围来表示。
每一个角度都等于1/360圈,等于1π/180弧度。
角度制是最常用的一种
角度表示方式,并且用来做几何计算和几何构图。
弧度制则是以弧度来衡量圆周上的角度。
它利用弧长来表示角度,它
是另一种衡量角度大小的标准,一个圆的弧长等于一个圆的周长(即
2π)。
由此可见,它是以一圆的弧长为基准,所以它是一种可定量衡量
圆周上角度的角度制,它的最小单位是1/2π(也就是半圆的弧长)。
弧
度制往往用来做数学运算,有利于更准确的表示角度大小,尤其是在电子
计算机中,这是一种常见和重要的应用。
高中数学5.1任意角和弧度制
高中数学5.1 任意角和弧度制一、概述高中数学中,三角函数是一个重要内容。
而在学习三角函数之前,我们需要先了解一些基本概念,比如任意角和弧度制。
本文将围绕着这两个概念展开讲解,帮助读者更好地理解和掌握这些内容。
二、任意角的概念1. 任意角是指不限制在0°到360°之间的角。
在平面直角坐标系中,任意角可以被表示为一个终边落在坐标轴上的角。
这意味着任意角可以包括整个360°的范围。
2. 我们通常用θ来表示任意角,其实任意角可以被表示为θ=360k +α,其中k是整数,α是小于360°的正角,它是唯一的。
三、弧度制的概念1. 弧度制是另一种角度的度量方式,它是以圆的半径长为单位进行度量的。
一个圆的全周长为2πr,所以一个圆的一周等于2π弧度。
2. 我们知道360°等于2π弧度,所以1°等于π/180弧度。
角度和弧度之间可以通过π进行转换。
3. 弧度制适合用于求解圆的性质问题,因为它更直接地与圆的半径有关,可以简化很多计算,并且更具有普适性。
四、任意角与弧度的转换1. 已知一个角的度数,求其对应的弧度。
我们可以根据1°等于π/180弧度的关系,进行计算转换。
30°对应的弧度是30°×π/180=π/6弧度。
2. 已知一个角的弧度,求其对应的度数。
同样可以根据π弧度等于180°进行转换计算。
π/3弧度对应的度数是π/3÷π×180°=60°。
五、扩展知识1. 在解决某些三角函数的问题时,可能会遇到弧度制和角度制混用的情况。
在这种情况下,我们需要先将角度统一转换为弧度,然后再进行计算。
2. 在高等数学中,弧度制被广泛应用于导数、积分和微分等计算中。
了解弧度制可以为后续高等数学的学习奠定坚实基础。
六、总结任意角和弧度制是高中数学中一个基础而重要的知识点,它为后续学习三角函数和高等数学打下了基础。
高中数学 必修四 1.1.1任意角和弧度制
又k∈Z,故所求的最大负角为β=-50°. (2)由360°≤10 030°+k·360°<720°, 得-9670°≤k·360°<-9310°,又k∈Z,解得k=-26. 故所求的角为β=670°.
【方法技巧】 1.在0°到360°范围内找与给定角终边相同的角的方法 (1)一般地,可以将所给的角α 化成k·360°+β 的形式(其中 0°≤β <360°,k∈Z),其中的β 就是所求的角. (2)如果所给的角的绝对值不是很大,可以通过如下方法完成:当所 给角是负角时,采用连续加360°的方式;当所给角是正角时,采用 连续减360°的方式,直到所得结果达到要求为止.
4.将35°角的终边按顺时针方向旋转60°所得的角度数为_______, 将35°角的终边按逆时针方向旋转两周后的角度数________. 【解析】将35°角的终边按顺时针方向旋转60°所得的角为35°60°=-25°,将35°角的终边按逆时针方向旋转两周后的角为 35°+2×360°=755°. 答案:-25° 755°
【解析】(1)错误.终边与始边重合的角是k·360°(k∈Z),不一定 是零角. (2)错误.如-10°与350°终边相同,但是不相等. (3)错误.如-330°角是第一象限角,但它是负角. (4)错误.终边在x轴上的角不属于任何象限. 答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
2.下列各组角中,终边不相同的是( )
2.判断角的概念问题的关键与技巧 (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:判断一种说法正确需要证明,而判断一种说法错误只要举 出反例即可.
【变式训练】射线OA绕端点O顺时针旋转80°到OB位置,接着逆时针 旋转250°到OC位置,然后再顺时针旋转270°到OD位置,则 ∠AOD=________.
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.。
任意角和弧度制及任意角的三角函数
[归纳领悟] 1.对与角α终边相同的一般形式α+k· 360°的理解. (1)k∈Z;(2)α是任意角;
(3)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相
同.终边相同的角有无穷多个,它们相差360°的整数
倍.
α 2.已知 α 的终边位置,确定 kα,k (k∈N+)的终边的方法: 先用终边相同角的形式表示出角 α 的范围,再写出 kα α α 或k 的范围, 然后就 k 的可能取值讨论 kα 或k 的终边所 在位置.
解:所有与角α有相同终边的角可以表示为:β=
k· 360°+45°(k∈Z);
令k分别取-1,0,可得在(-360°,360°)内的角β
有-315°及45°.
4.(1)写出终边落在直线 y= 3x 上的角的集合; (2)若角 θ 与 168° 角的终边相同,求在[0° ,360° )内终边 θ 与 角的终边相同的角. 3
π 解:(1)在(0,π)内终边在直线 y= 3x 上的角是 , 3 π ∴终边在直线 y= 3x 上的角的集合为{α|α= +kπ,k∈Z}. 3 (2)∵θ=168° + k· 360° (k∈Z), θ ∴ =56° +k· 120° (k∈Z),∵0° ≤56° +k· 120° <360° , 3 θ ∴k=0,1,2 时, ∈[0° ,360° ). 3 θ 故在[0° ,360° )内终边与 角的终边相同的角是 56° ,176° ,296° . 3
三、任意角的三角函数和符号
四、三角函数线
1.若Α=K· 180°+45°(K∈Z),则Α在 A.第一或第三象限 C.第二或第四象限 B.第一或第二象限 D.第三或第四象限
( AΒιβλιοθήκη 解析:令k=0,1,知α在一、三象限.
第四课:任意角与弧度制
第四课:任意角与弧度制知识点⎧⎪⎨⎪⎩正角:按逆时针方向旋转形成的角1、任意角负角:按顺时针方向旋转形成的角零角:不作任何旋转形成的角 2、角α的顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合,终边落在第几象限,则称α为第几象限角.3、与角α终边相同的角的集合为{}360,k k ββα=⋅+∈Z 终边在x 轴上的角的集合为{}180,k k αα=⋅∈Z终边在y 轴上的角的集合为{}18090,k k αα=⋅+∈Z 终边在坐标轴上的角的集合为{}90,k k αα=⋅∈Z 第一象限角的集合为{}36036090,k k k αα⋅<<⋅+∈Z 第二象限角的集合为{}36090360180,k k k α⋅+<⋅+∈Z 第三象限角的集合为{}360180360270,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z 第四象限角的集合为{}360270360360,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z 说明:一个角按顺、逆时针旋转()后与原来角终边重合,同样一个“区间”内的角,按顺逆时针旋转()角后,所得“区间”仍与原区间重叠. 4、已知α是第几象限角,确定()*n n α∈N 所在象限的方法:先把各象限均分n 等份,再从x 轴的正半轴的上方起,依次将各区域标上一、二、三、四,则α原来是第几象限对应的标号即为nα终边所落在的区域. 5、在单位圆中,长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度.6、半径为r 的圆的圆心角α所对弧的长为l ,则角α的弧度数的绝对值是l rα=. 7、弧度制与角度制的换算公式:2360π=,1180π=,180157.3π⎛⎫=≈ ⎪⎝⎭.8、若扇形的圆心角为()αα为弧度制,半径为r ,弧长为l ,周长为C ,面积为S ,则l r α=,2C r l =+,21122S lr r α==. 练习题:1、用集合表示:终边落在轴右侧的角的集合.2、在~间,找出与下列各角终边相同的角,并判定它们是第几象限角 (1);(2);3、写出与下列各角终边相同的角的集合S ,并把S 中适合不等式-3600≤β<7200的元素β写出来:(1)600; (2)-210;4、 把'3067 化成弧度5、 把rad π53化成度6、 直径为20cm 的圆中,求下列各圆心所对的弧长 ⑴34π ⑵ 1657、如图,已知扇形AOB 的周长是6cm ,该扇形的中心角是1弧度,求该扇形的面积。
任意角的概念与弧度制
任意角的概念与弧度制1、角的概念的推广:角可以看作平面内一条射线绕端点从一个位置(始边)旋转到另一个位置(终边)形成的图形.规定按照逆时针方向旋转而成的角叫做正角;按照顺时针方向旋转而成的角叫做负角:射线没有旋转时称零角.任意角的概念与弧度制1.角可以看成平面内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.正角:按逆时针方向旋转所形成的角.负角:按顺时针方向旋转所形成的角.零角:如果一条射线没有做任何旋转,我们称它形成了一个零角.要点诠释:角的概念是通过角的终边的运动来推广的,既有旋转方向,又有旋转大小,同时没有旋转也是一个角,从而得到正角、负角和零角的定义.2.终边相同的角、象限角终边相同的角为角的顶点与原点重合,角的始边与轴的非负半轴重合.那么,角的终边(除端点外)在第几象限,我们就说这个角是第几象限角.要点诠释:(1)终边相同的前提是:原点,始边均相同;(2)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同;(3)终边相同的角有无数多个,它们相差的整数倍.3、终边相同的角与象限角:与角终边相同的角构成一个集合,;顶点与坐标原点重合,始边与轴正半轴重合,角的终边在第几象限,就把这个角叫做第几象限的角.知识点二:弧度制弧度制(1)长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度角,记作1,或1弧度,或1(单位可以省略不写).(2)弧度与角度互换公式:1rad=≈57.30°=57°18′,1°=≈0.01745(rad)(3)弧长公式:(是圆心角的弧度数),扇形面积公式:.要点诠释:(1)角有正负零角之分,它的弧度数也应该有正负零之分,如等等,一般地, 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,角的正负主要由角的旋转方向来决定.(2)角的弧度数的绝对值是:,其中,是圆心角所对的弧长,是半径.3、弧度制的概念及换算:规定长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角.弧度记作rad.注意在用弧度制时,“弧度”或“rad”可以略去不写.在半径为的圆中,弧长为的弧所对圆心角为,则所以,rad,(rad),1(rad).4、弧度制下弧长公式:;弧度制下扇形面积公式.类型一:象限角1.已知角;(1)在区间内找出所有与角有相同终边的角;(2)集合,,那么两集合的关系是什么?解析:(1)所有与角有相同终边的角可表示为:,则令,得解得,从而或代回或.(2)因为表示的是终边落在四个象限的平分线上的角的集合;而集合表示终边落在坐标轴或四个象限平分线上的角的集合,从而:.总结升华:(1)从终边相同的角的表示入手分析问题,先表示出所有与角有相同终边的角,然后列出一个关于的不等式,找出相应的整数,代回求出所求解;(2)可对整数的奇、偶数情况展开讨论.2.已知“是第三象限角,则是第几象限角?思路点拨:已知角的范围或所在的象限,求所在的象限是常考题之一,一般解法有直接法和几何法,其中几何法具体操作如下:把各象限均分n等份,再从x轴的正向的上方起,依次将各区域标上I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,并循环一周,则原来是第几象限的符号所表示的区域即为(n∈N*)的终边所在的区域.解法一:因为是第三象限角,所以,∴,∴当k=3m(m∈Z)时,为第一象限角;当k=3m+1(m∈Z)时,为第三象限角,当k=3m+2(m∈Z)时,为第四象限角,故为第一、三、四象限角.解法二:把各象限均分3等份,再从x轴的正向的上方起依次将各区域标上I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,并依次循环一周,则原来是第Ⅲ象限的符号所表示的区域即为的终边所在的区域.由图可知,是第一、三、四象限角.总结升华:(1)要分清弧度制与角度制象限角和终边在坐标轴上的角;(2)讨论角的终边所在象限,一定要注意分类讨论,做到不重不落,尤其对象限界角应引起注意.举一反三:【变式1】集合,,则( )A、B、C、D、【答案】C思路点拨:( 法一) 取特殊值-1,-3,-2,-1,0,1,2,3,4(法二)在平面直角坐标系中,数形结合(法三)集合M变形,集合N变形,是的奇数倍,是的整数倍,因此.【变式2】设为第三象限角,试判断的符号.解析:为第三象限角,当时,此时在第二象限.当时,此时在第四象限.综上可知:类型二:扇形的弧长、面积与圆心角问题3.已知一半径为r的扇形,它的周长等于所在圆的周长的一半,那么扇形的中心角是多少弧度?合多少度?扇形的面积是多少?解:设扇形的圆心角是,因为扇形的弧长是,所以扇形的周长是依题意,得≈≈总结升华:弧长和扇形面积的核心公式是圆周长公式和圆面积公式,当用圆心角的弧度数代替时,即得到一般的弧长公式和扇形面积公式:举一反三:【变式1】一个扇形的周长为,当扇形的圆心角等于多少弧度时,这个扇形的面积最大?并求出这个扇形的最大面积.思路点拨:运用扇形的面积公式和弧长公式建立函数关系,运用函数的性质来解决最值问题.解:设扇形的半径为,则弧长为,于是扇形的面积当时,(弧度),取到最大值,此时最大值为.故当扇形的圆心角等于2弧度时,这个扇形的面积最大,最大面积是.总结升华:求扇形最值的一般方法是根据扇形的面积公式,将其转化为关于半径(或圆心角)的函数表达式,进而求解.1、角度制与弧度制的互化:(1);(2).解:为第三象限;为轴上角为第二象限;为第三象限角小结:[1]用弧度表示角时,“弧度”两字不写,可写“”;[2]角度制化弧度时,分数形式,且“”不取近似值.2、用角度和弧度分别写出分别满足下列条件的角的集合:(1)第一象限角;(2)锐角;(3)小于的角;(4)终边与角的终边关于轴对称的角;(5)终边在直线上的角.解:(1)或;(2)或;(3)或;(4)分析:因为所求角的终边与角的终边关于轴对称,可以选择代表角,因此问题转化为写出与角的终边相同的角的集合即;(5)或.注意:角度制与弧度制不能混用!3、若是第二象限角,则是第几象限角?反之,是第二象限角,是第几象限角?解:若是第二象限角,则,两边同除以2,得当为奇数时,是第三象限角;当为偶数时,是第一象限角反之,若是第二象限角,则两边同乘以2,得所以是第一或第二象限角或终边在轴正半轴上的轴上角.注意:数形结合.。
任意角和弧度制三角函数的概念
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23Leabharlann 走进教材·夯实基础 细研考点·突破题型 课时分层作业
三个三角函数的性质如下表:
三角 函数
定义域
sin α
R
cos α
R
第一 象限 符号 + +
第二 象限 符号 + -
第三 象限 符号 - -
第四 象限 符号
- +
tan α
__α_α_≠__k_π_+__π2_,__k_∈__Z____
+
-+-
第一节 任意角和弧度制、三角函数的概念
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1.判断象限角的两种方法 在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直 图象法 接判断已知角是第几象限角 先将已知角化为k·360°+α(0°≤α<360°,k∈Z)的形式,即找 转化法 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
第一节 任意角和弧度制、三角函数的概念
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2.确定kα,αk(k∈N*)的终边位置的步骤 (1)用终边相同的角的形式表示出角α的范围; (2)写出kα或αk的范围; (3)根据k的可能取值确定kα或αk的终边所在的位置.
第一节 任意角和弧度制、三角函数的概念
第一节 任意角和弧度制、三角函数的概念
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3.任意角的三角函数 设 α 是一个任意角,α∈R,它的终边 OP 与单位圆相交于点 P(x, y),则 sin α= y ,cos α= x ,tan α=yx(x≠0).
任意角、弧度制、三角函数定义
任意角、弧度制、三角函数定义、同角三角函数关系式任意角和弧度制1.角的概念(1)角的概念:角可以看成平面内绕着从一个位置到另一个位置所成的图形.2.终边相同的角象限角与终边落在坐标轴上的角终边落在坐标轴上的角经常用到,下表是终边落在x轴、y轴各半轴上的角,请完成下表.下表是终边落在各个象限的角的集合,请补充完整.写出终边落在x轴上的角的集合S.写出终边落在y轴上的角的集合T.3.1弧度的角:把长度等于的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,用符号表示,读作.4.弧度制:用作为单位来度量角的单位制叫做弧度制.5.角的弧度数的规定:一般地,正角的弧度数是一个,负角的弧度数是一个,零角的弧度数是.如果半径为r的圆的圆心角α所对弧的长为l,那么,角α的弧度数的绝对值是.这里,α的正负由角α的终边的旋转方向决定.6.角度与弧度的互化:360°=rad;180°=rad;1°=rad≈0.017 45 rad.7.弧长公式和扇形面积公式,任意角的三角函数1.任意角三角函数的定义单位圆定义法:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),那么: 叫做α的正弦, 记作sin α,即sin α= ; 叫做α的余弦,记作cos α,即cos α= ;y x叫做α的正切,记作tan α,即tan α= (x ≠0).终边定义法:设角α终边上任意一点的坐标为(x ,y ),它与原点的距离为r ,则有sin α=___,cos α=___,tan α=___ (x ≠0),其中r =x 2+y 2>0.2.正弦、余弦、正切函数值在各象限的符号3.诱导公式一终边相同的角的同一三角函数的值 ,即:sin(α+k ·2π)= ,cos(α+k ·2π)= ,tan(α+k ·2π)= ,其中k ∈Z.【思考辨析】判断下面结论是否正确(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)角α终边上点P 的坐标为(-12,32),那么sin α=32,cos α=-12;同理角α终边上点Q 的坐标为(x 0,y 0),那么sin α=y 0,cos α=x 0.( )(4)α∈(0,π2),则tan α>α>sin α.( )(5)α为第一象限角,则sin α+cos α>1.( )【典型例题】例1 (1)已知角α的终边在如图所示阴影表示的范围内(不包括边界),则角α用集合可表示为________.(2)若角α在第三象限,则α2在第________象限.跟踪训练1 (1)设集合M ={x |x =k 2·180°+45°,k ∈Z },N ={x |x =k4·180°+45°,k ∈Z },那么( )A .M =NB .M ⊆NC .N ⊆MD .M ∩N =∅(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( )(3).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(4).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 )例2 已知一扇形的圆心角为α,半径为R ,弧长为l . (1)若α=60°,R =10cm ,求扇形的弧长l ;(2)已知扇形的周长为10cm ,面积是4cm 2,求扇形的圆心角;(3)若扇形周长为20cm ,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?跟踪训练2:(1)将表的分针拨快10分钟,则分针旋转过程中形成的角的弧度数是 ( ) A.π3 B.π6 C .-π3 D .-π6(2)已知扇形的周长为4cm ,当它的半径为________cm 和圆心角为________弧度时,扇形面积最大. (3).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 .sin2 C.2sin1D .2sin1例3 把下列各角化成2k π+α (0≤α<2π,k ∈Z)的形式,并指出是第几象限角: (1)-1 500°; (2)23π6; (3)-4. 跟踪训练3 将-1 485°化为2k π+α (0≤α<2π,k ∈Z)的形式例4 已知角α的终边上一点P (-15a,8a ) (a ∈R 且a ≠0),求α的各三角函数值.跟踪训练4 已知角θ的终边上一点P (x,3) (x ≠0),且cos θ=1010x ,求sin θ,tan θ.例5 求下列各式的值.(1)cos 25π3+tan ()-15π4; (2)sin(-1 320°)cos 1 110°+cos(-1 020°)sin 750°+tan 495°.跟踪训练5 求下列各式的值.(1)cos ()-23π3+tan 17π4; (2)sin 630°+tan 1 125°+tan 765°+cos 540°.例6 判断下列各式的符号:(1)sin α·cos α(其中α是第二象限角); (2)sin 285°cos(-105°); (3)sin 3·cos 4·tan ⎝⎛⎭⎫-23π4.跟踪训练6 (1)若sin αcos α<0,则α是第_________象限角.(2)代数式:sin 2·cos 3·tan 4的符号是________.例7 (1)已知角α的终边过点P (-8m ,-6sin30°),且cos α=-45,则m 的值为( )A .-12 B.12 C .-32 D.32(2)点P 从(1,0)出发,沿单位圆逆时针方向运动2π3弧长到达Q 点,则Q 点的坐标为 ( )A.⎝⎛⎭⎫-12,32B.⎝⎛⎭⎫-32,-12C.⎝⎛⎭⎫-12,-32 D .⎝⎛⎭⎫-32,12例8 (1)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(2)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 .第四象限角专项基础训练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.其中正确的命题有( )A .1个B .2个C .3个D .4个2.若一圆弧长等于其所在圆的内接正三角形的边长,则其圆心角α∈(0,π)的弧度数为( ) A.π3 B.π2C. 3 D .2 3.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等于( )A.43B.34 C .-34 D .-434.若α是第三象限角,则下列各式中不成立的是( )A .sin α+cos α<0B .tan α-sin α<0C .cos α-tan α<0D .tan αsin α<0 5.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不论是用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形的半径的大小无关;④若sin α=sin β,则α与β的终边相同; ⑤若cos θ<0,则θ是第二或第三象限的角. 其中正确命题的个数是( )A .1B .2C .3D .46.已知扇形的圆心角为π6,面积为π3,则扇形的弧长等于________.7.已知角α=2k π-π5(k ∈Z ),若角θ与角α的终边相同,则y =sin θ|sin θ|+cos θ|cos θ|+tan θ|tan θ|的值为________.8.设角α是第三象限角,且||sin α2=-sin α2,则角α2是第________象限角.9.一个扇形OAB 的面积是1cm 2,它的周长是4cm ,求圆心角的弧度数和弦长AB .10.已知角θ的终边上有一点P (x ,-1)(x ≠0),且tan θ=-x ,求sin θ+cos θ.11.已知圆O :x 2+y 2=4与y 轴正半轴的交点为M ,点M 沿圆O 顺时针运动π2弧长到达点N ,以ON 为终边的角记为α,则tan α等于( ) A .-1 B .1 C .-2 D .2 12.给出下列各函数值: ①sin(-1000°);②cos(-2200°);③tan(-10), 其中符号为负的是( )A .①②B .②C .③D .①③13.已知点P (sin α-cos α,2)在第二象限,则α的一个变化区间是( )A.()-π2,π2B.()-π4,3π4C.()-3π4,π4D.()π2,π14.在直角坐标系中,O 是原点,A 点坐标为(3,-1),将OA 绕O 逆时针旋转450°到B 点,则B 点的坐标为____________.15.如图所示,动点P ,Q 从点A (4,0)出发沿圆周运动,点P 按逆时针方向每秒钟转π3弧度,点Q 按顺时针方向每秒钟转π6弧度,求点P ,点Q 第一次相遇时所用的时间、相遇点的坐标及P ,Q 点各自走过的弧长.。
知识讲解_任意角和弧度制_基础
任意角和弧度制【学习目标】1.理解任意角的概念.掌握象限角、终边相同的角、终边在坐标轴上的角及区间角的表示方法。
2.了解弧度制的意义;掌握角的不同度量方法,能对弧度制和角度制进行正确的换算.3.掌握弧度制下扇形的弧长和面积的计算公式,并能结合具体问题进行正确地运算。
【要点梳理】 要点一:任意角的概念1.角可以看成平面内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. 正角:按逆时针方向旋转所形成的角. 负角:按顺时针方向旋转所形成的角.零角:如果一条射线没有做任何旋转,我们称它形成了一个零角. 要点诠释:角的概念是通过角的终边的运动来推广的,既有旋转方向,又有旋转大小,同时没有旋转也是一个角,从而得到正角、负角和零角的定义.2.终边相同的角、象限角 终边相同的角为{}|360k k Z βββα∈=+∈,角的顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合.那么,角的终边(除端点外)在第几象限,我们就说这个角是第几象限角.要点诠释:(1)终边相同的前提是:原点,始边均相同;(2)终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同; (3)终边相同的角有无数多个,它们相差360︒的整数倍. 3.常用的象限角α是第一象限角,所以(){}|36036090,k k k Z αα<<+∈ α是第二象限角,所以(){}|36090360180,k k k Z αα+<<+∈ α是第三象限角,所以(){}|360180360270,k k k Z αα+<<+∈ α是第四象限角,所以(){}|360270360360,k k k Z αα+<<+∈要点二:弧度制 1.弧度制的定义长度等于半径长的圆弧所对的圆心角叫做1弧度角,记作1rad ,或1弧度,或1(单位可以省略不写). 2.角度与弧度的换算弧度与角度互换公式: 180rad π︒=1rad=0180π⎛⎫ ⎪⎝⎭≈57.30°=57°18′,1°=180π≈0.01745(rad) 3.弧长公式:r l ||α=(α是圆心角的弧度数), 扇形面积公式:2||2121r r l S α==. 要点诠释:(1)角有正负零角之分,它的弧度数也应该有正负零之分,如2ππ--,等等,一般地, 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,角的正负主要由角的旋转方向来决定.(2)角α的弧度数的绝对值是:rl=α,其中,l 是圆心角所对的弧长,r 是半径. 【典型例题】类型一:角的概念的理解例1.下列结论:①第一象限角都是锐角;②锐角都是第一象限角;③第一象限角一定不是负角;④第二象限角是钝角;⑤小于180°的角是钝角、直角或锐角。
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例3、若是第二象限角, 则 是第几象限角 ? 呢 ? 2呢 ? 2
4、弧度制:
(1)定义 (2)弧长公式 B O R A l
l l r r
1 1 2 S lr r 2 2
(3)扇形面积公式:
5、角度与弧度的互化
2 360
180
180 , 1弧度 ( ) 57.30 5718 1
(C )260 k 360 (D) 260 k 360
3、象限角
(1)掌握各象限角的表示形式 (2)终边落在x轴上的角度集合:
{ | k , k Z }
(3)终边落在y轴上的角度集合:
{ |
2
k , k Z }
例2.给出下列命题,其中正确的是 (1)弧度角与实数之间建立了一一对应 (2)终边相同的角必相等 (3)锐角必是第一象限角 (4)小于900的角是锐角 (5)第二象限的角必大于第一象限角 A (1) B (1)(2)(5) C(3)(4)(5) D(1)(3)
(2) 2, 其所对的弦长为 2, 求该圆心角所对的弧的 弧长
(3)若扇形的周长是一定值C(C>0),当 为多 少弧度时,该扇形有最大面积?
180
特殊角的角度数与弧度数的对应表
度
0 30 45 60 90 120
6 4
3 2
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3
135 150 180 270 360
3 4
弧度 0
5 6
3 2
2
例4.已知一扇形的圆心角是 ,所在圆的半径 是R,(1) 60 , R 10cm, 求扇形的弧长 及该弧所在的弓形面积。
1、角概念的推广:正角,负角,零角 2、所有与角
终边相同的角,连同角 在内,构成集合: S { | k 360 , k Z} (角度制) (弧度制) { | 2k , k Z }
例1、与 460 终边相同的角( ) (A)460 k 360 (B)100 k 360