万州分水中学人教数学必修四教案任意角的三角函数
高中数学 121任意角的三角函数教案 新人教版必修4 教案
《任意角的三角函数》教案一、教学任务分析知识目标:位圆理解任意角的三角函数的定义;α终边上一点,会求角α的各三角函数值;3.从定义认识三角函数的定义域、函数值的符号,理解诱导公式(一)能力目标:1.理解并掌握任意角的三角函数的定义;2.树立映射观点,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数;单问题。
情感目标:1.使学生认识到事物之间是有联系的,三角函数就是角度(实数)与三角函数值(实数)之间的一种对应;2.学习转化的思想,培养学生严谨治学、一丝不苟的科学精神;二、教学重点、难点教学重点:任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义教学难点:用单位圆上的点的坐标刻画三角函数。
理解三角函数就是实数与实数之间的一种对应三、教学情景设计问1 你能回忆一下锐角三角函数的定义吗?在AB Rt ∆中,设A 对边为a ,B 对边为b ,C 对边为c ,锐角A 的正弦、余弦、正切依次为,,a b a sinA cosA tanA c c b ===。
从学生原有的认知出发,来认识任意角三角函数的定义。
从角度到实数(三角函数值)之间的对应。
问2 如何用直角坐标系中角的终边上的点的坐标来表示锐角三角函数?引导学生用坐标法来研究锐角三角函数。
以后我们在平面直角坐标系内研究角的问题,其顶点都在原点,始边都与x 轴的非负半轴重合。
问3 改变终边上的点的位置,这三个比值会改变?为什么?说明比值与终边上的点的位置无关,只与角α的终边有关。
引导学生利用相似三角形的性质证明。
问4 能否通过取适当的点使表达式简化呢?引出单位圆的定义,三角函数的定义。
体现简约思想,从特殊到一般的思想。
设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点),(y x P ,那么:(1)y 叫做α的正弦,记作αsin ,即y =αsin ;(2)x 叫做α的余弦,记作αcos ,即x =αcos ;(3)x y 叫做α的正切,记作αtan ,即)0(tan ≠=x xy α。
(整理)普通高中数学必修4《任意角的三角函数》教案
课题:§1.2.1任意角的三角函数教材:人教A版·普通高中课程标准实验教科书·数学·必修4一、教学目标1、知识目标:(1)理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义(2)判断三角函数值的符号(3)理解诱导公式一2、能力目标:(1)培养学生知识迁移的能力(2)培养学生自主探究、合作交流的能力3、情感目标:(1)在给出三角函数定义的过程中体会从一般到特殊的思想(2)在深化三角函数定义的过程中体会从特殊到一般的思想二、教学重点与难点重点:(1)任意角的正弦、余弦、正切的定义(2)三角函数在各象限的符号难点:(1)用角的终边上的点的坐标来刻画三角函数(2)对三角函数定义的理解三、教学方法与手段本节课的教学方法主要是“问题探究、引导启发、合作讨论”相结合,用“问题”组织教学,通过“引导启发、合作讨论”,让学生学会在探索中学习. 为了让学生更直观形象地理解问题,利用几何画板作图;为了避免不必要的繁琐的计算,借助了计算器进行辅助计算.四、教学过程教师提出问题,学生口头回教师在课件中显示直角三角形及三个三角函数值1.教学中应注重利用三角函数刻画周期现象的重要性来引入这部分的知识,加强数学与生活的联系.2.给出三角函数定义需要经历一个逐步化归的过程,以锐角三角函数为引子,由直角三角形中边的比到直角坐标系中坐标的比再到用单位圆上点的坐标定义三角函数,使学生的学习建立在已有任知经验基础上,对任意角的三角函数的定义的理解才能全面、深刻.3.我们在讨论三角函数的有关问题时,可以从三角函数与单位圆之间的这种紧密的内部联系中得到启发,期望能够帮助学生在学习知识的同时学会数学地思考问题.§1.2.1任意角的三角函数的教案说明教材:人教A版·普通高中课程标准实验教科书·数学·必修4本节教案是在学生已经学过锐角三角函数的基础上,针对自学能力一般的班级设计的.教学环节遵循学生的认知规律,体现循序渐进与启发式的教学原则.一.对教材的分析本节内容利用单位圆上的点的坐标来定义任意角的三角函数,为后续学习同角三角函数的基本关系、诱导公式、三角函数图像与性质打下基础.因此,本节内容具有承前启后的作用.二.对教学目标和教学重难点的认识:根据学生的认知特点,本节课从认知、能力、情感三个层面确定了相应的教学目标.重点是任意角的正弦、余弦、正切的定义、三角函数在各象限的符号;而难点是用角的终边上的点的坐标来刻画三角函数、对三角函数定义的理解.三.对教学方法和教学手段的选择:采用“问题探究、引导启发、合作讨论”相结合的教学方法,用“问题”组织教学,通过“引导启发、合作讨论”,让学生学会在探索中学习,加强学生能力的培养.为了让学生更直观形象地理解问题,利用几何画板作图,通过生动形象的演示,激活学生思维.四.对教学过程的说明:针对学生已有的知识以及学生的认知水平,把教学过程分为了①创设情景②探究新知③建构概念④知识应用⑤归纳总结⑥布置作业共六个环节,让学生在老师的引导下,自主探究知识的形成过程,探索知识的实际应用.。
普通高中数学必修4《任意角的三角函数》教案
课题:§1.2.1随意角的三角函数教材:人教A版·一般高中课程标准实验教科书·数学·必修 4一、教课目的1、知识目标:(1)理解随意角三角函数(正弦、余弦、正切 )的定义2)判断三角函数值的符号3)理解引诱公式一2、能力目标:(1)培育学生知识迁徙的能力(2)培育学生自主研究、合作沟通的能力3、感情目标:(1)在给出三角函数定义的过程中领会从一般到特别的思想2)在深入三角函数定义的过程中领会从特别到一般的思想二、教课要点与难点要点:(1)随意角的正弦、余弦、正切的定义2)三角函数在各象限的符号难点:(1)用角的终边上的点的坐标来刻画三角函数2)对三角函数定义的理解三、教课方法与手段本节课的教课方法主假如“问题研究、指引启迪、合作议论”相联合,用“问题”组织教课,经过“指引启迪、合作议论”,让学生学会在研究中学习.为了让学生更直观形象地理解问题,利用几何画板作图;为了防止不用要的繁琐的计算,借助了计算器进行协助计算.四、教课过程教课环节:创建情形研究新知建构观点知识应用概括总结部署作业教课问题师生活动设计企图环节实物演示:教师演示实验,学生察看.为了突出三角函数是刻画周(一)“装满细沙的漏斗在做期变化规律的数学模型;体现出数学根源于现实生活.单摆运动时,沙子落在与单摆创运动方向垂直运动的木板上设提出本节课的学习的任务就的轨迹”.情怎样将锐角的三角函数是学习随意角的三角函数.景推行到随意角的三角函数呢?(1) 你能说出初中锐角的三 教师提出问题,学生口头回 从原有的知识基础出发,为推角函数的定义吗?答.教师在课件中显示直角 广到随意角的三角函数打下三角形及三个三角函数值 基础.(二)的定义.直角三角形不可以知足非锐角探怎样将锐角的三角函数学生合作议论,教师一边引的三角函数,学生产生认知冲(2) 究导启迪.突,激发学生的求知欲念,也推行到随意角的三角函数新培育学生的合作精神.呢?知(3) 你能用直角坐标系中锐教师在课件中成立直角坐 指引学生用坐标法来研究锐角 的终边上的点P (x ,y ) 标系,显示锐角的终边及 角三角函数,使学生形成知识(不一样于坐标原点 )的坐标来 终边上的一点 P (x ,y ),学 迁徙的能力.表示锐角 的三角函数吗?生思虑并回答.教课问题师生活动设计企图环节(4)当点P在角终边上的地点改变时,上述三个比值会随之改变吗?(二)探究新知可否经过取适合点来将比值简化?给出随意角三角函数定义 .(三)建构概请同学们从函数的观点分析念三角函数定义中的对应关系.【示例练习】例1的教课总结:已知角的大小,求三角函数值的方法【深入三角函数定义】思虑1:(四)若已知角终边上随意一点知的坐标为P(x,y),怎样求识角的三角函数值?应变式练习2用总结:求三角函数值的方法①已知角的大小②已知角终边上点的坐标P15练习1、2【研究三角函数定义域】思虑2:正弦、余弦和正切函数的定义域是什么?教课问题环节教师利用几何画板演示点P在终边上滑动的过程,再取一点P/,计算比值;学生观察比值的变化状况,获得详细认识,由相像三角形得出结论.教师指引学生考虑点P到原点的距离,当距离为1时,可使比值化简.引入单位圆:圆心为原点,半径为1的圆.类比锐角的三角函数定义,给出随意角三角函数定义.教师指引学生以正弦为例,考虑角与纵坐标y能否知足函数关系,特别注意角用弧度数表示时是一个实数.近似得出余弦与正切也知足函数关系.教师在课件中演示角的终边地点,指引学生经过解直角三角形的知识,联合角的象限,先求出这个角的终边与单位圆的交点坐标,再由三角函数的定义求解.解题过程由学生自主达成.先由学生独立思虑,教师在课件演出示将随意点转变到单位圆上的点,再利用三角形相像得出结论的过程.练习由学生在黑板上操练,教师与学生一同评论.学生自主研究并达成书上P13的研究.师生活动要学生明确关于确立的角,这三个比值与点P在角终边上的地点没关,进而理解点P的随意性.引入单位圆,点P为终边与单位圆的交点,使正弦值用点P的纵坐标表示,余弦值用点P的横坐标表示,此设计表现由一般到特别的思想.使学生的学习成立在已有的认知经验基础上,对随意角的三角函数的定义的理解更深刻更全面.经过对对应关系的认识,深入对三角函数定义的理解.只给出角的大小,增强学生求交点的坐标的意识,进而达到懂得应用三角函数定义作为解题工具的目的.帮助学生打破原有知识的限制,领会从特别到一般的思想.经过总结加深对三角函数定义的实质的理解.让学生学习从定义出发研究三角函数的定义域,增强对定义的应企图识 .设计企图【研究三角函数的符号】思虑3:学生自主研究并达成书上三角函数在各象限的符号是P13的研究.什么?【研究特别角三角函数值】思虑4:学生自主研究并达成书上特别角三角函数值.P15的练习3.【示例练习】教师剖析证明思路,由学生例3的教课作出解答,师生对解答过程(四)进行评论.知P15练习6识【研究引诱公式一】应思虑5:用终边同样的角相差2的整教师指引学生从角的终边数倍,那么这些角的同一三角的关系到函数值之间的关函数值有何关系?怎样用数系得出结论.学公式表达?【研究引诱公式一】引诱公式一【示例练习】例4、例5的教课P15练习5、7请同学们从以下几个方面进行总结:1、从锐角三角函数推行就任(五)意角三角函数的过程先让学生自己总结,教师在2、随意角三角函数的定义学生总结的基础上再增补,归3、求三角函数值的方法特别是这节课表现的数形纳①已知角的大小联合、从一般到特别、从特总②已知角终边上点结坐标4、三角函数值在各象限的符号规律5、特别角的三角函数值6、本节表现的数学思想方法P20,习题,A组2,3,4,6(六)增补:若三角形的两内角布知足sincos<0,则此三角置形必为,,()作A.锐角三角形业B.钝角三角形C.直角三角形D.以上三种状况都可能五、教课反省让学生学习从定义出发研究三角函数的符号规律,增强对定义的应企图识.让学生学习从定义出发研究特别角的三角函数值,增强对定义的应企图识.培育学生谨慎的逻辑思想.练习让学生熟习三角函数符号规律及特别角的三角函数值.让学生领会三角函数值有“循环往复”的变化规律.懂得引诱公式一的作用.经过例题和练习,熟习引诱公式一的应用.学生对学习过程进行反应,对知识点、议论问题的思想方法进行总结,优化学生的认知结构. 增补的题目,使学生学会把三角函数值的符号与三角形的形状联系起来,掌握知识的应用.1.教课中应着厚利用三角函数刻画周期现象的重要性来引入这部分的知识,增强数学与生活的联系.给出三角函数定义需要经历一个逐渐化归的过程,以锐角三角函数为引子,由直角三角形中边的比到直角坐标系中坐标的比再到用单位圆上点的坐标定义三角函数,使学生的学习成立在已有任知经验基础上,对随意角的三角函数的定义的理解才能全面、深刻.我们在议论三角函数的相关问题时,能够从三角函数与单位圆之间的这类密切的内部联系中获得启迪,希望能够帮助学生在学习知识的同时学会数学地思虑问题.§1.2.1随意角的三角函数的教课设计说明教材:人教A版·一般高中课程标准实验教科书·数学·必修 4本节教课设计是在学生已经学过锐角三角函数的基础上,针对自学能力一般的班级设计的.教课环节按照学生的认知规律,表现顺序渐进与启迪式的教课原则.一.对教材的剖析本节内容利用单位圆上的点的坐标来定义随意角的三角函数,为后续学习同角三角函数的基本关系、引诱公式、三角函数图像与性质打下基础.所以,本节内容拥有承上启下的作用. 二.对教课目的和教课重难点的认识:依据学生的认知特色,本节课从认知、能力、感情三个层面确立了相应的教课目的.要点是随意角的正弦、余弦、正切的定义、三角函数在各象限的符号;而难点是用角的终边上的点的坐标来刻画三角函数、对三角函数定义的理解.三.对教课方法和教课手段的选择:采纳“问题研究、指引启迪、合作议论”相联合的教课方法,用“问题”组织教课,经过“指引启迪、合作议论”,让学生学会在研究中学习,增强学生能力的培育.为了让学生更直观形象地理解问题,利用几何画板作图,经过生动形象的演示,激活学生思想.四.对教课过程的说明:针对学生已有的知识以及学生的认知水平,把教课过程分为了①创建情形②研究新知③建构观点④知识应用⑤概括总结⑥部署作业共六个环节,让学生在老师的指引下,自主研究知识的形成过程,研究知识的实质应用.。
高中数学必修4教案1.2.1任意角的三角函数(教、学案)
1. 2.1任意角的三角函数【教学目标】(1)掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号); (2)理解任意角的三角函数不同的定义方法;(3)了解如何利用与单位圆有关的有向线段,将任意角α的正弦、余弦、正切函数值分别用正弦线、余弦线、正切线表示出来;(4)掌握并能初步运用公式一;(5)树立映射观点,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数. 【教学重难点】重点: 任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号);终边相同的角的同一三角函数值相等(公式一).难点: 任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号);三角函数线的正确理解. 【教学过程】 一、【创设情境】提问:锐角O 的正弦、余弦、正切怎样表示?借助右图直角三角形,复习回顾.引入:锐角三角函数就是以锐角为自变量,以比值为函数值的函数。
数,你能用直角坐标系中角的终边上点的坐标来表示锐角三角函数吗?如图,设锐角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的正半轴重合,那 (,)P a b ,它与原么它的终边在第一象限.在α的终边上任取一点点的距离220r a b =+>.过P 作x 轴的垂线,垂足为M ,则线段OM 的长度为a ,线段MP 的长度为b .则sin MP bOP r α==;cos OM a OP r α==; tan MP bOM aα==.P 在α的终边思考:对于确定的角α,这三个比值是否会随点上的位置的改变而改变呢?显然,我们可以将点取在使线段OP 的长1r =的特殊位置上,这样就可以得到用直角坐标系内的点的坐标表示锐角三角函数:sin MP b OP α==; cos OM a OP α==; tan MP bOM aα==. 思考:上述锐角α的三角函数值可以用终边上一点的坐标表示.那么,角的概念推广以后,我们应该如何对初中的三角函数的定义进行修改,以利推广到任意角呢?本节课就研究这个问题――任意角的三角函数.二、【探究新知】1.探究:结合上述锐角α的三角函数值的求法,我们应如何求解任意角的三角函数值呢?显然,我们只需在角的终边上找到一个点,使这个点到原点的距离为1,然后就可以类似锐角求得该角的三角函数值了.所以,我们在此引入单位圆的定义:在直角坐标系中,我们称以原点O 为圆心,以单位长度为半径的圆.2.思考:如何利用单位圆定义任意角的三角函数的定义?yP (a ,b )rαO Ma 的终边P(x,y)Oxy如图,设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点(,)P x y ,那么: (1)y 叫做α的正弦(sine),记做sin α,即sin y α=; (2)x 叫做α的余弦(cossine),记做cos α,即cos x α=; (3)y x 叫做α的正切(tangent),记做tan α,即tan (0)yx xα=≠. 注意:当α是锐角时,此定义与初中定义相同(指出对边,邻边,斜边所在);当α不是锐角时,也能够找出三角函数,因为,既然有角,就必然有终边,终边就必然与单位圆有交点(,)P x y ,从而就必然能够最终算出三角函数值.3.思考:如果知道角终边上一点,而这个点不是终边与单位圆的交点,该如何求它的三角函数值呢?前面我们已经知道,三角函数的值与点P 在终边上的位置无关,仅与角的大小有关.我们只需计算点到原点的距离22r x y =+,那么22sin y x yα=+,22cos x x yα=+,tan yxα=.所以,三角函数是以为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,又因为角的集合与实数集之间可以建立一一对应关系,故三角函数也可以看成实数为自变量的函数.4.探究:请根据任意角的三角函数定义,将正弦、余弦和正切函数的定义域填入下表;再将这三种函数的值在各个象限的符号填入表格中:三角函数定义域第一象限 第二象限 第三象限 第四象限角度制弧度制 sin αcos αtan α5.思考:根据三角函数的定义,终边相同的角的同一三角函数值有和关系? 终边相同的角的同一三角函数值相等.即有公式一:sin(2)sin k απα+=cos(2)cos k απα+= (其中k Z ∈) tan(2)tan k απα+=6.三角函数线设任意角α的顶点在原点O ,始边与x 轴非负半轴重合,终边与单位圆相交与点P (,)x y ,过P 作x 轴的垂线,垂足为M ;过点(1,0)A 作单位圆的切线,它与角α的终边或其反向延长线交与点T .oxy MP A xyo M TPA由四个图看出:当角α的终边不在坐标轴上时,有向线段,OM x MP y ==,于是有sin 1y y y MP r α====MP cos 1x x x OM r α====OM tan y MP ATx OM OAα====AT我们就分别称有向线段,,MP OM AT 为正弦线、余弦线、正切线。
高中数学必修四任意角的三角函数教案
4-1.2.1 任意角的三角函数(一)【课题】:任意角的三角函数定义【学情分析】:(适用于平行班)教学对象是高一的学生,学生在初中已经学习了锐角三角函数的有关知识。
本节课,学生是在此基础上结合刚学习的任意角及弧度制知识,进一步学习任意角的三角函数知识。
我们通过对三角函数定义的剖析,使学生理解从锐角三角函数到任意角三角函数中定义的变化,认识锐角三角函数是任意角三角函数的一种特例,加深特殊与一般关系的理解,从而掌握任意角的三角函数定义,这在平行班教学中是可行的。
【教学目标】:(1)理解并掌握任意角三角函数的定义;(2)理解并掌握各种三角函数在各象限内的符号;(3)理解并掌握终边相同的角的同一三角函数值相等.【教学重点】:理解并掌握任意角三角函数的定义;理解并掌握各种三角函数在各象限内的符号;理解并掌握终边相同的角的同一三角函数值相等.【教学难点】:理解并掌握任意角三角函数的定义.【教学突破点】:借助平面直角坐标系,通过对三角函数定义的剖析,使学生理解从锐角三角函数到任意角三角函数中定义的变化,认识锐角三角函数是任意角三角函数的一种特例,加深特殊与一般关系的理解,达到突破难点之目的.【教法、学法设计】:采用观察法、对比法和定义法。
通过图示,使学生观察三角函数定义的变化:从锐角三角函数到任意角三角函数,由边的比变为坐标与距离、坐标与坐标的比,在理解掌握定义的基础上,通过对比,认识锐角三角函数是任意角三角函数的一种特例,加深特殊与一般关系的理解。
通过对定义的剖析,使学生对各种三角函数在各象限内的符号,以及终边相同的角的同一三角函数值相等有比较深刻的认识.【课前准备】:课件【教学过程设计】:二、探究新知对于锐角三角函数,我们是在直角三角形中定义的,今天,对于任意角的三角函数,我们利用平面直角坐标系来进行研究.1. 任意角的三角函数定义设α是一个任意角,在α的终边上任取(异于原点的)一点P(x,y)则P与原点的距离02222>+=+=yxyxr.比值ry叫做α的正弦,记作:ry=αsin.比值rx叫做α的余弦,记作:rx=αcos.比值xy叫做α的正切,记作:xy=αtan.学生活动:学生阅读教材,自学有关概念.教师引导:对比锐角三角函数的定义, 任意角三角函数的定义有何变化?学生活动:独立思考后,分小组讨论.教师进一步引导学生:从锐角三角函数到任意角三角函数,由边的比变为什么与什么的比?教师引导学生回答并归纳出:从锐角三角函数到任意角三角函数,由边的比变为坐标与距离、坐标与坐标的比.教师引导: 锐角三角函数与任意角三角函数之间有何联系?谁是谁的特殊情形?学生讨论归纳: 锐角三角函数是任意角三角函数的特殊情形.教师引导: 上述四个比值会不会随点P在α的终边上的位置的改变而改变呢?(教师画图示意,引导学生思考)学生活动:分小组讨论,并举手回答.教师归纳:根据相似三角形的知识,对于终边不在坐标轴上确定的角α,上述四个比值都不会随P点在α的终边上的位置的改变而改变.即对于确定的角α,上面的四个比值都是唯一确定的实数,这就是说,正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以比值为函数值的函数.以上三种函数,统称为三角函数.注意:sinα是个整体符号,不能认为是“sin”与“α”的积.其余两个符号也是这样.例1已知角α的终边经过点P(2,-3)(如右图),求α的正弦、余弦、正切值.解:∵x=2,y=-3∴13)3(222=-+=r引导学生阅读教材,培养自学能力引导学生思考,教师归纳,明晰概念学生口答,教师板书,巩固新学习的概念ry)(x,αP_x_y_P1_P22.终边相同的角的同一三角函数值相等引例 分别求出30°和390°的正弦、余弦、正切值.解: sin30°=sin390°=21cos30°=cos390°=23tan30°=tan390°=33学生活动:跃跃欲试,画图计算. 教师引导:(1)引导建立平面直角坐标系.(以后我们在平面直角坐标系内研究角的问题,其顶点都在原点,始边都与x 轴的非负半轴重合) (2)根据定义找出一点P . 学生活动:回答结果.教师引导:为什么30°和390°的三角函数值相等?学生活动:热烈讨论结果.教师引导: 三角函数定义中,OP 是角α的终边,至于是转了几圈,按什么方向旋转的不清楚,也只有这样,才能说明角α是任意的.学生归纳:390°和30°终边相同.教师引导:那么什么情况下,两个角的同一个三角函数值相等? 学生猜想:终边相同的角的同一三角函数值相等. 教师总结:即有:sin(2)sin k απα+=,cos(2)cos k απα+=,其中k Z ∈. tan(2)tan k απα+=,这组公式的作用是可把任意角的三角函数值问题转化为0~2π间角的三角函数值问题.例2 求下列三角函数的值(1) sin(-1320°) (2)49cosπ (3))611tan(π-. 教师分析:关键找到角的终边位置,将问题化归为0°~360°内的角的三角函数问题,然后求出终边上一点P 的坐标.学生活动:画图计算(教师引导学生画出角的终边位置,利用定义代入).解:(1) sin(-1320°)=sin(-4×360°+120°)=sin120°=230x yα2400-5100P(3,1) _2_ 1_ 30 ° _x_y(2) 224cos )24cos(49cos==+=ππππ (3).336tan )26tan()611tan(==-=-ππππ 3.正弦、余弦、正切函数的定义域你能根据任意角三角函数的定义,说说正弦、余弦、正切函数的定义域分别是什么吗?学生活动:独立思考后,在小组内讨论.教师引导学生紧扣定义,观察并归纳:对于正弦函数ry=αsin ,因为r>0,所以r y 恒有意义,即α取任意实数,ry恒有意义,也就是说sin α恒有意义,所以正弦函数的定义域是R ;类似地可写出余弦函数的定义域;对于正切函数x y =αtan ,因为x =0时,xy无意义,即tan α无意义,又当且仅当角α的终边落在纵轴上时,才有x =0,所以当α的终边不在纵轴上时,xy恒有意义,即tan α恒有意义,所以正切函数的定义域是)(2Z ∈+≠k k ππα.从而有αααtan cos sin ===y y y )(2Z k k RR∈+≠ππα 例3 求下列各角的正弦、余弦、正切值. (1)0 (2)π (3)23π (4) 2π 教师分析:紧扣定义.学生活动:画图计算,分小组提交结果. 解:(1) ∵当α=0时,x =r,y=0∴sin0=0 cos0=1 tan0=0 (2) ∵当α=π时,x =-r,y=0∴sin π=0 cos π=-1tan π=0(3) ∵当23πα=时,x =0,y=-r ∴023cos 123sin =-=ππ 23tan π不存在 (4) ∵当α=2π时 r y x ==,0∴sin 2π=1 cos 2π=0 tan 2π不存在4. 三角函数在各象限内的符号规律 我们知道,锐角三角函数值都是正的,那么任意角的三角函数值是否也都是正的呢?学生活动:观察,热烈讨论.提问学生回答:第一象限:0,0.>>y x ,则sin α>0,cos α>0,tan α>0 第二象限:0,0.><y x ,则sin α>0,cos α<0,tan α<0第三象限:0,0.<<y x ,则sin α<0,cos α<0,tan α>0第四象限:0,0.<>y x ,则sin α<0,cos α>0,tan α<0 教师归纳: 记忆法则:第一象限全为正,二正三切四余弦 αsin 为正 全正 αtan 为正 αcos 为正 例4 确定下列三角函数值的符号 (1)cos250° (2))4sin(π- (3)tan (-672°) (4))311tan(π学生活动:独立思考,画图计算. 教师引导:帮助学生突破难点——角的转化. 解:(1)∵250°是第三象限角 ∴cos250°<0 (2)∵4π-是第四象限角,∴0)4sin(<-π (3)tan (-672°)=tan (48°-2×360°)=tan48° 而48°是第一象限角,∴tan (-672°)>0 (4) 35tan )235tan(311tan ππππ=+= 而35π是第四象限角,∴0311tan <π. 教师小结:化归思想,将问题转化为0°~360°内的角的三角函数问题. cot α<0tan α<0cos α>0sin α<0cot α>0tan α>0cos α<0sin α<0cot α<0tan α<0cos α<0sin α>0sin α>0tan α>0cot α>0cos α>0。
高中数学必修4《任意角的三角函数》教案
高中数学必修4《任意角的三角函数》教案高中数学必修4《任意角的三角函数》教案【一】教学准备教学目标1、知识与技能(1)能根据三角函数的定义,导出同角三角函数的基本关系;(2)能正确运用进行三角函数式的求值运算;(3)能运用同角三角函数的基本关系求一些三角函数(式)的值,并从中了解一些三角运算的基本技巧;(4)运用同角三角函数的基本关系式进行三角函数恒等式的证明。
2、过程与方法回忆初中所学的几个三角函数之间的关系,用高中所学的同角三角函数之间的关系试着进行证明;掌握几种同角三角函数关系的应用;掌握在具体应用中的一定技巧和方法;理解并掌握同角三角关系的简单变形;提高学生恒等变形的能力,提高分析问题和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观通过本节的学习,使同学们加深理解基本关系在本章中的地位;认识事物间存在的内在联系,使学生面对问题养成勤于思考的习惯;培养学生良好的学习方法,进一步树立化归的数学思想方法。
教学重难点重点: 同角三角函数之间的基本关系,化简与证明。
难点: 化简与证明中的符号,同角三角函数关系的灵活运用。
教学工具投影仪教学过程【创设情境,揭示课题】同角三角函数之间的关系我们在初中就已经学过,只不过当时应用不是很多,那么到底有哪些?它们成立的条件是什么?学习实践中,你还发现了哪些关系?今天这节课,我们就来讨论这些问题。
【探究新知】在初中我们已经知道,对于同一个锐角α,存在关系式:2.学生课堂练习教材P66练习1和P67练习2五、归纳整理,整体认识(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到主要数学思想方法有那些?(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?六、布置作业教材P68习题中1—6课后小结归纳整理,整体认识(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到主要数学思想方法有那些?(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向老师提出。
高中数学必修四任意角的三角函数(第2课时)教案
4-1.2.1 任意角的三角函数(二)【课题】:任意角的三角函数线【学情分析】:(适用于平行班)三角函数是中学数学的重要内容之一,而三角函数线的概念及其应用不仅体现了数形结合的数学思想,又贯穿整个三角函数的教学.借助三角函数线可以推出三角函数公式,求解三角函数不等式,探索三角函数的图像和性质,……可以说,三角函数线是研究三角函数的有利工具.学习本节前,学生已经掌握任意角三角函数的定义,三角函数值在各象限的符号,以及诱导公式一,为三角函数线的寻找做好了知识准备.【教学目标】:(1)复习三角函数的定义、定义域与值域、符号、及诱导公式;(2)掌握利用单位圆中的有向线段分别表示任意角的正弦、余弦、正切函数值,对三角函数的定义域、值域有更深的理解;(3)能利用三角函数线解决一些简单的三角函数问题,如利用三角函数线比较两个同名三角函数值的大小及表示角的范围;(4)培养学生善于观察、勇于探索的数学能力,学习转化思想,提高解题能力.【教学重点】:三角函数线的作法及其简单应用.【教学难点】:利用与单位圆有关的有向线段,将任意角的正弦、余弦、正切函数值分别用它们的几何形式表示出来.【教学突破点】:通过对有向线段的复习,分解教学难点,同时引导学生动手画图操作,通过观察、分析,获得新知.【教法、学法设计】:(1)教法选择:“引出问题、温故知新、分解难点、引导讨论、巩固应用”——启发式教学(2)学法选择:类比,达到知识迁移;动手实验,以理解知识;分析讨论,学会应用知识. 【课前准备】:课件起点,正弦线和正切线以此线段与坐标轴的公共点为起点,其中点A为定点(1,0).六、巩固训练,提高能力例1 作出下列各角的正弦线、余弦线、正切线:(1)3π;(2)136π-.学生先做,然后投影展示一个学生的作品,并强调三角函数线的位置和方向.解:图略.例2 利用三角函数线比较下列各组数的大小:(1)32sinπ与54sinπ;(2) cos32π与cos54π; (3) tan32π与tan54π解:如图可知:32sinπ>54sinπcos32π>cos54πtan32π< tan54π学生先做,教师引导学生利用三角函数线解题,并投影展示一个学生作品,强调数形结合思想.例3利用三角函数线画出适合下列条件的角α的终边:(1)21sin=α;(2)21cos-=α;(3)1tan=α.共同分析(1),设角α的终边与单位圆交于P(yx,),则αsin=y,所以要作出满足21sin=α的角的终边,只要在单位圆上找出纵坐标为21的巩固练习,准确掌握三角函数线的作法.巩固新知,提高运用知识的能力体会三角函数线的用处和实质.逆向思维,灵活运用三角函数线,并为利用三角函数线求解三角函数不等式(组)作铺垫.oBAT2T1P2 P1M2M1。
1.2《任意角的三角函数》教案(新人教必修4)
4-1.2.1任意角的三角函数(1)教学目的:知识目标: 1.掌握任意角的三角函数的定义;2.已知角α终边上一点,会求角α的各三角函数值;3.记住三角函数的定义域、值域,诱导公式(一)。
能力目标:(1)理解并掌握任意角的三角函数的定义;(2)树立映射观点,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数;(3)通过对定义域,三角函数值的符号,诱导公式一的推导,提高学生分析、探究、 解决问题的能力。
德育目标: (1)使学生认识到事物之间是有联系的,三角函数就是角度(自变量)与比值(函数值)的一种联系方式;(2)学习转化的思想,培养学生严谨治学、一丝不苟的科学精神;教学重点:任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号),以及这三种函数的第一组诱导公式。
公式一是本小节的另一个重点。
教学难点:利用与单位圆有关的有向线段,将任意角α的正弦、余弦、正切函数值分别用他们的集合形式表示出来.授课类型:新授课教学模式:启发、诱导发现教学. 教 具:多媒体、实物投影仪 教学过程: 一、复习引入:初中锐角的三角函数是如何定义的?在Rt △ABC 中,设A 对边为a ,B 对边为b ,C 对边为c ,锐角A 的正弦、余弦、正切依次为,,a b asinA cosA tanA c c b=== . 角推广后,这样的三角函数的定义不再适用,我们必须对三角函数重新定义。
二、讲解新课: 1.三角函数定义 在直角坐标系中,设α是一个任意角,α终边上任意一点P (除了原点)的坐标为(,)x y ,它与原点的距离为(0)r r ==>,那么(1)比值yr叫做α的正弦,记作sin α,即sin y r α=;(2)比值x r 叫做α的余弦,记作cos α,即cos xrα=;(3)比值yx叫做α的正切,记作tan α,即tan y x α=;(4)比值xy叫做α的余切,记作cot α,即cot x y α=;(5)比值r x 叫做α的正割,记作sec α,即sec rxα=;(6)比值ry叫做α的余割,记作csc α,即csc r y α=.说明:①α的始边与x 轴的非负半轴重合,α的终边没有表明α一定是正角或负角,以及α的大小,只表明与α的终边相同的角所在的位置;②根据相似三角形的知识,对于确定的角α,六个比值不以点(,)P x y 在α的终边上的位置的改变而改变大小;③当()2k k Z παπ=+∈时,α的终边在y 轴上,终边上任意一点的横坐标x 都等于0,所以tan y x α=与sec rxα=无意义;同理,当()k k Z απ=∈时,x coy y α=与csc ryα=无意义; ④除以上两种情况外,对于确定的值α,比值y r 、x r 、yx、x y 、r x 、r y 分别是一个确定的实数,所以正弦、余弦、正切、余切、正割、余割是以角为自变量,一比值为函数值的函数,以上六种函数统称为三角函数。
人教版数学必修四1.2.1《任意角的三角函数(2)》教案设计
1.2.1任意角的三角函数(2)教学内容解析三角函数是描述客观世界中周期性变化规律的重要数学模型,是对函数模型的丰富,是对函数概念,性质,图像变换及函数应用的进一步深化,是函数概念的下位知识。
三角函数在物理学、天文学、地理学等学科中都有重要的应用,它是解决实际问题的重要工具,它是学习数学及其他学科的基础,因此,通过本章的学习可以培养学生的数学应用能力。
本节之前学生学习了函数的概念,指数函数、对数函数、幂函数和任意角弧度制,本节之后还要接着研究三角函数的图像和性质,并应用性质解决一些简单的具有周期现象的实际问题。
而本节内容是研究三角函数图像和性质的基础。
因此本节内容具有承上启下的作用。
任意角三角函数概念的重点是借助单位圆上点的圆周运动理解任意角的正弦、余弦的定义,它们是本节,乃至本章的基本概念,解决这一重点的关键是在直角坐标系中,借助单位圆、象限角等知识,抽象概括出三角函数,在这一过程中,学生可以感受到数形结合、运动变化、对应等数学思想方法.学生学情分析初中学习了函数的初步概念,研究了一次函数、二次函数、反比例函数的图像和性质,进入高中后从集合与对应的观点重新刻画了函数的概念,研究了指数函数、对数函数和幂函数的定义、图像和性质。
学生已具备了学习和研究一个新函数的知识基础和初步能力。
本节课之前的任意角和弧度制,学生已经知道了角的弧度数与实数一一对应,这为学生学习任意角的三角函数奠定了基础。
三角函数是 “从角的集合到坐标分量的集合”的对应关系,所以学生对任意角三角函数对应关系的理解要比从前学过的特殊函数困难些,这是教学的一个难点,所以需要借助单位圆上的圆周运动以直观的几何方式给出定义,通过合理的设计问题串突破该难点。
教学的另一个难点是,任意角三角函数的定义域是角的集合(或它的子集),需要 “把角的集合转化为实数集”.回顾前一节的弧度制学生可以自行解决该难点,并也体现了引入弧度制的必要性。
一、教学目标知识点:有向线段,正弦线、余弦线、正切线的概念,作三角函数线.能力点:逐步发现三角函数值与单位圆中的“有向线段”的对应,分类讨论及数形结合的数学思想的运用.教育点:让学生通过经历由不确定的对应建立确定的对应的过程,体会发现的艰辛,享受发现的乐趣.自主探究点:角的终边在坐标轴上时三角函数线的情况.考试点:利用三角函数线判断三角函数值或角的范围.易错易混点:三角函数线作为有向线段与一般线段的联系与区别.拓展点:利用三角函数线证明有关不等式.重点: 三角函数线的概念及应用.难点:理解三角函数线作为有向线段其方向规定的合理性,三角函数线的应用.二 教学过程引入新课前面我们学习了角的弧度制,角α弧度数的绝对值rl =α,其中l 是以角α作为圆心角时所对弧的长,r 是圆的半径.特别地, 当1=r时,l =α,此时的圆称为单位圆,这样就可以用单位圆中弧的长度表示所对圆心角弧度数的绝对值,那么能否用几何图形来表示任意角的正弦、余弦、正切函数值呢?这就是我们今天一起要研究的问题.【探究新知】探究1:有向线段的概念问题1:如果角α是第一象限角,它的三个三角函数值用定义如何来求?问题2:在求解中,αsin ,αcos 的值都是正数,你能分别用一条线段表示正、余弦值吗?问题3:如果角α的终边在其他象限内,αsin ,αcos 的值也与这两条线段的长度相等吗?若不相等,有什么关系?自己画出第四象限角并研究结论:1.规定了始点和终点,带有方向的线段叫做有向线段.2.规定:在直角坐标系内,线段从始点到终点与坐标轴同向时为正方向,反向时为负方向. 探究2:正弦线、余弦线问题4:探究1中,哪条有向线段可以表示正弦值和余弦值?问题5:若角α的终边在坐标轴上时,角α的正弦线和余弦线的含义如何?探究3:正切线问题6:如果角α是第一象限角,其终边与单位圆的交点为),y x P (,则x y =αtan ,能否比照正弦线、余弦线的得到,怎样用一个实数表示正切值? 提示:利用已知,探究未知,加深学生对正切线的理解. 令xy =αtan 中的1=x .那么1y tan '==x y α中的'y 的值怎么用图象表示?在角α的终边上的点),1'y P (怎么找到?问题7:如果角α为第二、三象限角时,其终边与直线1=x 没有交点,若记终边的反向延长线与直线1=x 的交点为T ,)01(,A ,那么AT =αtan 还成立吗?问题8:若角α的终边在坐标轴上时,角α的正切线的含义如何?探究4:从三角函数线得出的结论(由学生自由发挥)教师给出几何画板的动态图四、【运用新知】例1.作出下列各角的正弦线、余弦线、正切线(1)65π ; (2)π45 ; (3)3π-. 例2. 利用三角函数线,求角α的取值集合 (1)1sin 2α=(2)1cos 2α= (3)tan 1α=- 【设计意图】利用三角函数线的逆向应用,让学生在理解的基础上灵活应用三角函数线.变式练习:求适合下列条件的角的集合(1)1sin2α≥(2)tan1α<-五回顾总结:如何画一个角的三角函数线?【设计意图】总结知识点,加深对三角函数线的理解,突破重难点.第一步:作出角α的终边,与单位圆交于点P;第二步:过点P作x轴的垂线,设垂足为M,得正弦线MP、余弦线OM;第三步:过点)01(,A作单位圆的切线,它与角α的终边或其反向延长线的交点设为T,得角α的正切线AT.要注意:三角函数线是有向线段,在用字母表示这些线段时,要注意它们的方向,分清起点和终点,书写顺序不能颠倒.余弦线以原点为起点,正弦线和正切线以此线段与坐标轴的公共点为起点,其中点A为定点)01(,.教学反思本节课通过研究三角函数线的变化过程,让学生充分理解了三角函数的变化规律,为以后三角函数的性质学习打下了基础。
高中数学必修4公开课教案121任意角的三角函数
1.2 任意角的三角函数1.2.1 任意角的三角函数整体设计教学分析学生已经学过锐角三角函数,它是用直角三角形边长的比来刻画的.锐角三角函数的引入与“解三角形〞有直接关系.任意角的三角函数是刻画周期变化现象的数学模型,它与“解三角形〞已经没有什么关系了.因此,与学习其他根本初等函数一样,学习任意角的三角函数,关键是要使学生理解三角函数的概念、图象和性质,并能用三角函数描述一些简单的周期变化规律,解决简单的实际问题.三维目标1.通过借助单位圆理解并掌握任意角的三角函数定义,理解三角函数是以实数为自变量的函数,并从任意角的三角函数定义认识正弦、余弦、正切函数的定义域,理解并掌握正弦、余弦、正切函数在各象限内的符号.2.通过对任意角的三角函数定义的理解,掌握终边相同角的同一三角函数值相等.3.正确利用与单位圆有关的有向线段,将任意角α的正弦、余弦、正切函数值表示出来,即用正弦线、余弦线、正切线表示出来.4.能初步应用定义分析和解决与三角函数值有关的一些简单问题.重点难点教学重点:任意角的正弦、余弦、正切的定义,终边相同的角的同一三角函数值相等.教学难点:用角的终边上的点的坐标来刻画三角函数;三角函数符号;利用与单位圆有关的有向线段,将任意角α的正弦、余弦、正切函数值用几何形式表示.课时安排2课时教学过程第1课时导入新课思路2.教师先让学生看教科书上的“思考〞,通过这个“思考〞提出用直角坐标系中角的终边上点的坐标表示锐角三角函数的问题,以引导学生回忆锐角三角函数概念,体会引进象限角概念后,用角的终边上点的坐标比表示锐角三角函数的意义,从而为定义任意角的三角函数奠定根底.教科书在定义任意角的三角函数之前,作了如下铺垫:直角三角形为载体的锐角三角函数→象限角为载体的锐角三角函数→单位圆上点的坐标表示的锐角三角函数.推进新课新知探究提出问题问题①:在初中时我们学了锐角三角函数,你能回忆一下锐角三角函数的定义吗?问题②:你能用直角坐标系中角的终边上的点的坐标来表示锐角三角函数吗?活动:教师提出问题,学生口头答复,突出它是以锐角为自变量,边的比值为函数值的三角函数,教师并对答复正确的学生进行表扬,对答复不出来的同学给予提示和鼓励.然后教师在黑板上画出直角三角形.教师提示:前面我们对角的概念已经进行了扩充,并且学习了弧度制,知道了角的集合与实数集是一一对应的,在此根底上,我们来研究任意角的三角函数.教师在直角三角形所在的平面上建立适当的坐标系,画出角α的终边;学生给出相应点的坐标,并用坐标表示锐角三角函数.图1如图1,设锐角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的正半轴重合,那么它的终边在第一象限.在α的终边上任取一点P(a,b),它与原点的距离22b a >0.过P 作x 轴的垂线,垂足为M,那么线段OM 的长度为a,线段MP 的长度为b. 根据初中学过的三角函数定义,我们有 sinα=OP MP =r b ,cosα=OP OM =r a ,tanα=OP MP =ab. 讨论结果:①锐角三角函数是以锐角为自变量,边的比值为函数值的三角函数. ②sinα=OP MP =r b ,cosα=OP OM =r a ,tanα=OM MP =ab. 提出问题问题①:如果改变终边上的点的位置,这三个比值会改变吗?为什么?问题②:你利用已学知识能否通过取适当点而将上述三角函数的表达式简化?活动:教师先让学生们相互讨论,并让他们动手画画图形,看看从图形中是否能找出某种关系来.然后提问学生,由学生答复教师的问题,教师再引导学生选几个点,计算一下对应的比值,获得具体认识,并由相似三角形的性质来证明.最后可以发现,由相似三角形的知识,对于确定的角α,这三个比值不会随点P 在α的终边上的位置的改变而改变.过图形教师引导学生进行比照,学生通过比照发现取到原点的距离为1的点可以使表达式简化. 此时sinα=OP MP =b,cosα=OP OM =a,tanα=OM MP =ab. 在引进弧度制时我们看到,在半径为单位长度的圆中,角α的弧度数的绝对值等于圆心角α所对的弧长(符号由角α的终边的旋转方向决定).在直角坐标系中,我们称以原点O 为圆心,以单位长度为半径的圆为单位圆.这样,上述P 点就是α的终边与单位圆的交点.锐角三角函数可以用单位圆上点的坐标表示.同样地,我们可以利用单位圆定义任意角的三角函数.图2如图2所示,设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么:(1)y 叫做α的正弦,记作sinα,即sinα=y; (2)x 叫做α的余弦,记作cosα,即cosα=x; (3)x y 叫做α的正切,记作tanα,即tanα=xy(x≠0). 所以,正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将它们统称为三角函数.在导学过程中教师应点拨学生注意,尽管我们从锐角三角函数出发来引导学生学习任意角的三角函数,但任意角的三角函数与锐角三角函数之间并没有一般与特殊的关系.教师在教学中应当使学生体会到,用单位圆上点的坐标表示锐角三角函数,不仅简单、方便,而且反映本质.教师可以引导学生通过分析三角函数定义中的自变量是什么,对应关系有什么特点,函数值是什么.特别注意α既表示一个角,又是一个实数(弧度数).“它的终边与单位圆交于点P(x,y)〞包含两个对应关系.从而可以把三角函数看成是自变量为实数的函数.值得注意的是:(1)正弦、余弦、正切、余切、正割、余割都是以角为自变量,以比值为函数值的函数.(2)sinα不是sin 与α的乘积,而是一个比值;三角函数的记号是一个整体,离开自变量的“sin 〞“tan 〞等是没有意义的.讨论结果:①这三个比值与终边上的点的位置无关,根据初中学过的三角函数定义,有sinα=OP MP =r b ,cosα=OP OM =r a, tanα=OP MP =ab .由相似三角形的知识,对于确定的角α,这三个比值不会随点P 在α的终边上的位置的改变而改变. ②能. 提出问题问题①:学习了任意角,并利用单位圆表示了任意角的三角函数,引入一个新的函数,我们可以对哪些问题进行讨论?问题②:根据三角函数的定义,正弦、余弦、正切的定义域、值域是怎样的?活动:教师引导学生结合在数学必修一中的有关函数的问题,让学生回忆所学知识,并总结答复老师的问题,教师对学生总结的东西进行提问,并对答复正确的学生进行表扬,答复不正确或者不全面的学生给予提示和补充.教师让学生完成教科书上的“探究〞,教师提问或让学生上黑板板书.按照这样的思路,我们一起来探究如下问题:请根据任意角的三角函数定义,先将正弦、余弦、正切函数在弧度制下的定义域填入下表,再将这三种函数的值在各象限的符号填入图3中的括号内.图3教师要注意引导学生从定义出发,利用坐标平面内点的坐标的特征得定义域、函数值的符号等结论.对于正弦函数sinα=y,因为y 恒有意义,即α取任意实数,y 恒有意义,也就是说sinα恒有意义,所以正弦函数的定义域是R;类似地可写出余弦函数的定义域;对于正切函数tanα=x y ,因为x=0时,xy无意义,即tanα无意义,又当且仅当角α的终边落在纵轴上时,才有x=0,所以当α的终边不在纵轴上时,x y 恒有意义,即tanα恒有意义,所以正切函数的定义域是α≠2π+kπ(k ∈Z ).(由学生填写下表)三角函数 定义域 sinα R cosα Rtanα{α|α≠2π+kπ,k ∈Z } 三角函数的定义告诉我们,各三角函数在各象限内的符号,取决于x,y 的符号,当点P 在第一、二象限时,纵坐标y>0,点P 在第三、四象限时,纵坐标y<0,所以正弦函数值对于第一、二象限角是正的,对于第三、四象限角是负的(可制作课件展示);同样地,余弦函数在第一、四象限是正的,在第二、三象限是负的;正切函数在第一、三象限是正的,在第二、四象限是负的.从而完成上面探究问题.即“一全正,二正弦,三正切,四余弦〞. 讨论结果:①定义域、值域、单调性等.②y=sinα与y=cosα的定义域都是全体实数R ,值域都是[-1,1].y=tanα的定义域是{α|α≠2π +kπ(k ∈Z )},值域是R . 应用例如思路1例1 角α的终边经过点P 0(-3,-4),求角α的正弦、余弦和正切值.活动:教师留给学生一定的时间,学生独立思考并答复.明确可以用角α终边上任意一点的坐标来定义任意角的三角函数,但用单位圆上点的坐标来定义,既不失一般性,又简单,更容易看清对应关系.教师要点拨引导学生习惯画图,充分利用数形结合,但要提醒学生注意α角的任意性.如图4,设α是一个任意角,P(x,y)是α终边上任意一点,点P 与原点的距离r=22y x +>0,那么:图4①r y 叫做α的正弦,即sinα=r y ; ②r x 叫做α的余弦,即cosα=r x ;③x y 叫做α的正切,即tanα=xy(x≠0).这样定义三角函数,突出了点P 的任意性,说明任意角α的三角函数值只与α有关,而与点P 在角的终边上的位置无关,教师要让学生充分思考讨论后深刻理解这一点. 解:由,可得OP 0=22)4()3(-+-=5.图5如图5,设角α的终边与单位圆交于点P(x,y).分别过点P 、P 0作x 轴的垂线MP 、M 0P 0,那么|M 0P 0|=4,|MP|=-y,|OM 0|=3,|OM|=-x,△OMP ∽△OM 0P 0, 于是sinα=y=1y =||||OP MP -=||||000OP P M -=54-;cosα=x=1x =||||OP OM -=||||00OP OM -=53-;tanα=x y =a cos sin =34. 点评:本例是角α终边上一点的坐标,求角α的三角函数值问题.可以先根据三角形相似将这一问题化归到单位圆上,再由定义得解. 变式训练 求35π的正弦、余弦和正切值.图6解:在平面直角坐标系中,作∠AOB=35π,如图6. 易知∠AOB 的终边与单位圆的交点坐标为(21,23-),所以sin35π=23-,cos 35π=21,tan 35π=3-.例2 求证:当且仅当以下不等式组成立时,角θ为第三象限角.⎩⎨⎧><.0tan ,0sin θθ 活动:教师引导学生讨论验证在不同的象限内各个三角函数值的符号有什么样的关系,提示学生从三角函数的定义出发来探究其内在的关系.可以知道:三角函数的定义告诉我们,各三角函数在各象限内的符号,取决于x,y 的符号,当点P 在第一、二象限时,纵坐标y>0,点P 在第三、四象限时,纵坐标y<0,所以正弦函数值对于第一、二象限角是正的,对于第三、四象限角是负的;同样地,余弦函数在第一、四象限是正的,在第二、三象限是负的;正切函数在第一、三象限是正的,在第二、四象限是负的.证明:我们证明如果①②式都成立,那么θ为第三象限角.因为①sinθ<0成立,所以θ角的终边可能位于第三或第四象限,也可能位于y 轴的非正半轴上;又因为②式tanθ>0成立,所以θ角的终边可能位于第一或第三象限. 因为①②式都成立,所以θ角的终边只能位于第三象限. 于是角θ为第三象限角. 反过来请同学们自己证明.点评:本例的目的是认识不同位置的角对应的三角函数值的符号,其条件以一个不等式出现,在教学时要让学生把问题的条件、结论弄清楚,然后再给出证明.这一问题的解决可以训练学生的数学语言表达能力. 变式训练(2007北京高考)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:C例3 求以下三角函数值: (1)sin390°;(2)cos619π;(3)tan(-330°). 活动:引导学生总结终边相同角的表示法有什么特点,终边相同的角相差2π的整数倍,那么这些角的同一三角函数值有何关系?为什么?引导学生从角的终边的关系到角之间的关系再到函数值之间的关系进行讨论,然后再用三角函数的定义证明.由三角函数的定义,可以知道:终边相同的角的同一三角函数的值相等.由此得到一组公式(公式一):利用公式一,可以把求任意角的三角函数值,转化为求0到2π(或0°到360°)角的三角函数值.这个公式称为三角函数的“诱导公式一〞.解:(1)sin390°=sin(360°+30°)=sin30°=21; (2)cos619π=cos(2π+67π)=cos 67π=23-;(3)tan(-330°)=tan(-360°+30°)=tan30°=33. 点评:此题主要是对诱导公式一的考查,利用公式一将任意角都转化到0—2π范围内求三角函数的值.思路2例1 角α的终边在直线y=-3x 上,那么10sinα+3secα=.活动:要让学生独立思考这一题目,此题虽然是个填空题,看似简单但内含分类讨论思想,可以找两个学生来板演这个例题.对解答思路正确的学生给以鼓励,对思路受阻的学生要引导其思路的正确性.并适时地点拨学生:假设是个大的计算题应该怎样组织步骤. 解:设角α终边上任一点为P(k,-3k)(k≠0),那么 x=k,y=-3k,r=22(-3k)k +=10|k |. (1)当k>0时,r=10k ,α是第四象限角, sinα=r y =kk 103-=10103-,secα=x r=k k 10=10,∴10sinα+3secα=10×10103-+310=-310+310=0. (2)当k<0时,r=k 10-,α为第二象限角, sinα=r y =kk 103--=10103,secα=x r=k k 10-=10-,∴10sinα+3secα=10×10103+3×(10-)=310-310=0. 综合以上两种情况均有10sinα+3secα=0.点评:此题的解题关键是要清楚当k>0时,P(k,-3k)是第四象限内的点,角α的终边在第四象限;当k<0时,P(k,-3k)是第二象限内的点,角α的终边在第二象限内,这与角α的终边在y=-3x 上是一致的. 变式训练 设f(x)=sin3πx,求f(1)+f(2)+f(3)+…+f(72)的值. 解:∵f(1)=sin3π=23,f(2)=sin 32π=23,f(3)=sinπ=0,f(4)=sin44π=23-,f(5)=sin 35π=23-,f(6)=sin2π=0,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=0. 而f(7)=sin37π=sin 3π,f(8)=sin 38π=sin 32π,…,f(12)=sin 312π=sin2π,∴f(7)+f(8)+f(9)+f(10)+f(11)+f(12)=0.同理f(13)+f(14)+f(15)+f(16)+f(17)+f(18)=0,…,f(67)+f(68)+…+f(72)=0, ∴f(1)+f(2)+f(3)+…+f(72)=0.求函数y=a sin +tanα的定义域.活动:让学生先回忆求函数的定义域需要注意哪些特点,并让学生归纳出一些常见函数有意义的要求,根据函数有意义的特征来求自变量的范围.对于三角函数这种特殊的函数在解三角不等式时要结合三角函数的定义进行.求含正切函数的组合型三角函数的定义域时,正切函数本身的定义域往往被忽略,教师提醒学生应引起注意这种情况.同时,函数的定义域是一个集合,所以结论要用集合形式表示.解:要使函数y=a sin +tanα有意义,那么sinα≥0且α≠kπ+2π(k ∈Z ). 由正弦函数的定义知道,sinα≥0就是角α的终边与单位圆的交点的纵坐标非负.∴角α的终边在第一、二象限或在x 轴上或在y 轴非负半轴上,即2kπ≤α≤π+2kπ(k ∈Z ). ∴函数的定义域是{α|2kπ≤α<2π+2kπ或2π+2kπ<α≤(2k+1)π,k ∈Z }. 点评:此题的关键是弄清楚要使函数式有意义,必须sinα≥0,且tanα有意义,由此推导出α的取值范围就是函数的定义域. 变式训练求以下函数的定义域:(1)y=sinx+cosx;(2)y=sinx+tanx; (3)y=xxx tan cos sin +;(4)y=x sin +tanx.解:(1)∵使sinx,cosx 有意义的x ∈R ,∴y=sinx+cosx 的定义域为R .(2)要使函数有意义,必须使sinx 与tanx 有意义.∴有⎪⎩⎪⎨⎧+≠∈2ππk x R x∴函数y=sinx+tanx 的定义域为{x |x≠kπ+2π,k ∈Z }. (3)要使函数有意义,必须使tanx 有意义,且tanx≠0.∴有⎪⎩⎪⎨⎧≠+≠πππk x ,k x 2(k ∈Z ),∴函数y=xx x tan cos sin +的定义域为{x |x≠2πk ,k ∈Z }.(4)当sinx≥0且tanx 有意义时,函数有意义,∴有⎪⎩⎪⎨⎧+≠+≤≤2x ,1)(2k 2k ππππk x (k ∈Z ). ∴函数y=sinx +tanx 的定义域为 [2kπ,2kπ+2π)∪(2kπ+2π,(2k+1)π](k ∈Z ). 知能训练课本本节练习. 解答: 1.sin67π=21-;cos 67π=23-;tan 67π=33点评:根据定义求某个特殊角的三角函数值. 2.sinθ=135;cosθ=1312-;tanθ=125-. 点评:角α终边上一点的坐标,由定义求角α的三角函数值.点评:熟悉特殊角的三角函数值,并进一步地理解公式一. 4.当α为钝角时,cosα和tanα取负值.点评:认识与三角形内角有关的三角函数值的符号. 5.(1)正;(2)负;(3)零;(4)负;(5)正;(6)正.点评:认识不同位置的角对应的三角函数值的符号. 6.(1)①③或①⑤或③⑤;(2)①④或①⑥或④⑥; (3)②④或②⑤或④⑤;(4)②③或②⑥或③⑥.点评:认识不同象限的角对应的三角函数值的符号. 7.(1)0.874 6;(2)3;(3)0.5;(4)1.点评:求三角函数值,并进一步地认识三角函数的定义及公式一. 课堂小结本节课我们给出了任意角三角函数的定义,并且讨论了正弦、余弦、正切函数的定义域,任意角的三角函数实质上是锐角三角函数的扩展,是将锐角三角函数中边的比变为坐标与距离、坐标与坐标的比,记忆方法可用锐角三角函数类比记忆,至于三角函数的定义域可由三角函数的定义分析得到.本节课我们重点讨论了两个内容,一是三角函数在各象限内的符号,二是一组公式,两者的作用分别是:前者确定函数值的符号,后者将任意角的三角函数化为0°到360°角的三角函数,这两个内容是我们日后学习的根底,经常要用,请同学们熟记. 作业课本习题1.2A 组题1—9.设计感想关于三角函数定义法,总的说来就两种:“单位圆定义法〞与“终边定义法〞.这两种方法本质上是一致的.正因为此,各种数学出版物中,两种定义方法都有采用.在学习本节的过程中可以与初中学习的三角函数定义进行类比、学习.理解任意角三角函数的定义不但是学好本节内容的关键,也是学好本章内容的关键.在教学中,教师应该充分调动学生独立思考和总结的能力,以稳固对知识的理解和掌握.(设计者:房增凤)第2课时导入新课思路1.(情境导入)同学们都在一些旅游景地或者在公园中见过大观览车,大家是否想过大观览车在转动过程中,座椅离地面的高度随着转动角度的变化而变化,二者之间有怎样的相依关系呢?推进新课新知探究 提出问题问题①:回忆上节课学习的三角函数定义并思考:三角函数的定义能否用几何中的方法来表示,应怎样表示呢?问题②:回忆初中学过的线段,假设加上方向会怎样呢?什么是有向线段?活动:指导学生在平面直角坐标系内作出单位圆,设任意角α的顶点在原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边与单位圆相交于点P(x,y),x 轴的正半轴与单位圆相交于A(1,0),过P 作x 轴的垂线,垂足为M;过A 作单位圆的切线,这条切线必平行于y 轴(垂直于同一条直线的两直线平行),设它与角α的终边或其反向延长线交于点T.教师点拨学生观察线段的方向与点P 的坐标.显然,线段OM 的长度为|x|,线段MP 的长度为|y|,它们都只能取非负值.当角α的终边不在坐标轴上时,我们可以把OM 、MP 都看作带有方向的线段:如果x>0,OM 与x 轴同向,规定此时OM 具有正值x;如果x<0,OM 与x 轴正向相反(即反向),规定此时OM 具有负值x,所以不管哪一种情况,都有OM=x.如果y>0,把MP 看作与y 轴同向,规定此时MP 具有正值y;如果y<0,把MP 看作与y 轴反向,规定此时MP 具有负值y,所以不管哪一种情况,都有MP=y. 引导学生观察OM 、MP 都是带有方向的线段,这种被看作带有方向的线段叫做有向线段. 于是,根据正弦、余弦函数的定义,就有sinα=r y =1y=y=MP, cosα=r x =1x=x=OM.这两条与单位圆有关的有向线段MP 、OM 分别叫做角α的正弦线、余弦线. 类似地,我们把OA 、AT 也看作有向线段,那么根据正切函数的定义和相似三角形的知识,就有tanα=x y =OAAT=A T. 这条与单位圆有关的有向线段A T,叫做角α的正切线. 讨论结果:①能.②被看作带有方向的线段叫做有向线段.提出问题问题②:正弦线、余弦线、正切线在平面直角坐标系中是怎样规定的?当角α的终边变化时,它们有什么变化?活动:师生共同讨论,最后一致得出以下几点:(1)当角α的终边在y 轴上时,余弦线变成一个点,正切线不存在.(2)当角α的终边在x 轴上时,正弦线、正切线都变成点.(3)正弦线、余弦线、正切线都是与单位圆有关的有向线段,所以作某角的三角函数线时,一定要先作单位圆.(4)线段有两个端点,在用字母表示正弦线、余弦线、正切线时,要先写起点字母,再写终点字母,不能颠倒;或者说,含原点的线段,以原点为起点,不含原点的线段,以此线段与x 轴的公共点为起点.(5)三种有向线段的正负与坐标轴正反方向一致,三种有向线段的数量与三种三角函数值相同.正弦线、余弦线、正切线统称为三角函数线.讨论结果:①略.②略.例如应用思路1例1 如图7,α,β的终边分别与单位圆交于点P,Q,过A(1,0)作切线AT,交图7射线OP 于点T,交射线OQ 的反向延长线于T′,点P 、Q 在x 轴上的射影分别为点M 、N,那么sinα=______________,cosα=______________,tanα=______________,sinβ=______________,co sβ=______________,tanβ=______________.活动:根据三角函数线的定义可知,sinα=MP,cosα=OM,tanα=AT,sinβ=NQ,cosβ=ON,tanβ=AT′.答案:MP OM AT NQ ON AT′点评:掌握三角函数线的作法,注意用有向线段表示三角函数线时,字母的书写顺序不能随意颠倒.变式训练利用三角函数线证明|sinα|+|cosα|≥1.解:当α的终边落在坐标轴上时,正弦(或余弦)线变成一个点,而余弦(或正弦)线的长等于r,所以|sinα|+|cosα|=1.当角α终边落在四个象限时,利用三角形两边之和大于第三边有|sinα|+|cosα|=|OM |+|MP |>1,∴|sinα|+|cosα|≥1.例2 在单位圆中画出适合以下条件的角α的终边或终边所在的范围,并由此写出角α的集合:(1)sinα=21;(2)sinα≥21.活动:引导学生画出单位圆,对于(1),可设角α的终边与单位圆交于A(x,y),那么sinα=y,所以要作出满足sinα=21的终边,只要在单位圆上找出纵坐标为21的点A,那么OA 即为角α的终边;对于(2),可先作出满足sinα=21的角的终边,然后根据条件确定角α的范围.图8解:(1)作直线y=21交单位圆于A 与B 两点,连结OA,OB,那么OA 与OB 为角α的终边,如图8所示.故满足条件的角α的集合为{α|α=2kπ+6π或α=2kπ+65π,k ∈Z }. (2)作直线y=21交单位圆于A 与B 两点,连结OA,OB,那么OA 与OB 围成的区域(如图中的阴影局部)即为角α的终边所在的范围.故满足条件的角α的集合为{α|2kπ+6π≤α≤2kπ+65π,k ∈Z }. 点评:在解简单的特殊值(如±21,22等)的等式或不等式时,应首先在单位圆内找到对应的终边(作纵坐标为特殊值的直线与单位圆相交,连结交点与坐标原点作射线),一般情况下,用(0,2π)内的角表示它,然后画出满足原等式或不等式的区域,用集合表示出来.变式训练sinα≥21,求角α的集合. 解:作直线y=21交单位圆于点P,P′,那么sin ∠POx=sin ∠P′Ox=21,在[0,2π)内∠POx=6π,∠P′Px=65π. ∴满足条件的集合为{α|2kπ+6π≤α≤2kπ+65π,k ∈Z }. 思路2例1 求以下函数的定义域:(1)y=log sinx (2cosx+1);(2)y=lg(3-4sin 2x).活动:先引导学生求出x 所满足的条件,这点要提醒学生注意,研究函数必须在自变量允许的范围内研究,否那么无意义.再利用三角函数线画出满足条件的角x 的终边范围.求解时,可根据各种约束条件,利用三角函数线画出角x 满足条件的终边范围,写出适合条件的x 的取值集合.解:(1)由题意,得⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧->≠>>+≠>21cos ,1sin ,0sin ,01cos 2,1sin ,0sin x x x x x x 那么⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+<<-+≠+<<,322322,22,22πππππππππk x k k x k x k (k ∈Z ). ∴函数的定义域为{x|2kπ<x<2kπ+2π或2kπ+2π<x<2kπ+32π,k ∈Z }. (所求x 的终边所在的区域如图9中的阴影局部所示)(2)∵3-4sin 2x>0,∴sin 2x<43.∴23-<sinx<23. ∴x ∈(2kπ3π-,2kπ+3π)∪(2kπ+32π,2kπ+34π)(k ∈Z ), 即x ∈(kπ-3π,kπ+3π)(k ∈Z ). (所求x 的终边所在的区域如图10中的阴影局部所示)图9 图10变式训练求函数y=1-2cosx 的定义域.解:要使函数有意义,需满足2cosx-1≥0,所以cosx≥21. 故由余弦函数线可知函数的定义域为[2kπ-3π-,2kπ+3π],k ∈Z . 例2 证明恒等式a 2sin 11++a 2cos 11++a 2sec 11++a2csc 11+=2. 活动:引导学生总结证明恒等式的方法与步骤,特别地,在证明三角恒等式时,一般地是从较繁的一边推向较简的一边.从方向上来推证三角恒等式主要有三种推证方法,即:从左边推向右边;从右边推向左边;左、右两边同推向第三个式子.解:证法一:设M(x,y)为角α终边上异于原点的一点,|OM |=r,由三角函数定义有 sinα=ry ,cosα=r x ,secα=x r ,cscα=y r . 原式左边=2222222211111111yr x r r x r y +++++++ =222222222222yr y x r x x r r y r r +++++++ =22222222xr x r y r y r +++++ =2=右边.∴原等式成立.证法二:左边=a a a a 2222sin '111cos 111cos 11sin 11+++++++ =aa a a a a 222222sin 1sin cos 1cos cos 11sin 11+++++++ =右边==+++++a aa a a 2222cos 1cos 1sin 1sin 1 ∴左边=右边.∴原等式成立.点评:根据此题的特点,被证式的左边比拟复杂,故可由左边证向右边.变式训练求证:.cos sin 1tan sec 1tan sec 1aa a a a a +=-+++ 证明:设M(x,y)为α终边上异于原点的一点,|OM |=r,由三角函数定义有 .sec ,tan ,cos ,sin x r a x y r x a ry a ====左边=y r x y r x x y x r x y x r -+++=-+++11 =))(()((y r x y r x y r x y r x ++-+++++=xr x ry xr xy r y r x y r x 222222)()(22222++++=-+++ =xy r x r x x r y r +=+++)())(( 右边=,1xy r rx r y +=+∴左边=右边,故原等式成立.知能训练课本本节练习.解答:1.终边在不同位置的角对应的三角函数值的情况,包括三角函数值的符号情况,终边相同的角的同一三角函数的值相等.点评:利用单位圆中的三角函数线认识三角函数的性质,对未学性质的认识不作统一要求.2.(1)如图11所示,图11(2)(3)(4)略.点评:作角的三角函数线.3.225°角的正弦、余弦、正切线的长分别为3.5 cm 、3.5 cm 、5 cm;330°角的正弦、余弦、正切线的长分别为2.5 cm 、4.3 cm 、2.9 cm,其中5,2.5是准确数,其余都是近似数(图略).sin225°=55.3-=-0.7,cos225°=55.3-=-0.7,tan225°=-1; sin330°=-0.5,cos330°=53.4=0.86,tan330°=59.2-=-0.58. 点评:进一步认识单位圆中的三角函数线.4.三角函数线是三角函数的几何表示,它直观地刻画了三角函数的概念,与三角函数的定义结合起来,可以从数和形两方面认识三角函数的定义,并使得对三角函数的定义域、函数值符号的变化规律、公式一等的理解容易了.点评:反思单位圆中的三角函数线对认识三角函数概念的作用.课堂小结本节课我们学习了有向线段的定义,正弦线、余弦线、正切线的定义,这三种三角函数线都是一些特殊的有向线段,其之所以特殊,一是其与坐标轴平行(或重合),二是其与单位圆有关,这些线段分别都可以表示相应三角函数的值,所以说它们是三角函数的一种几何表示.三角函数线是利用数形结合的思想解决有关问题的重要工具,利用三角函数线可以解或证明三角不等式,求函数的定义域以及比拟大小,三角函数线也是后面将要学习的三角函数的。
人教版数学必修四1.2.1《任意角的三角函数(第一课时)》教学设计
“任意角的三角函数”第一课时教学设计一、教学目标设置1、知识与技能:①借助单位圆让学生认识和理解任意角的三角函数的定义②让学生能根据定义判定三角函数的符号③让学生知道公式一,并由此体会三角函数的周期性特点.2、过程与方法:①通过回忆初中的锐角三角函数定义,发现角概念推广后其局限性,必须寻找其它方式定义;②在形成新的锐角三角函数定义的过程中领悟坐标法的优越性,加深对函数概念的理解;③由特殊到一般的思想推广到任意角的三角函数定义;④通过探究任意角正弦函数定义,类比得到任意角的余弦函数和正切函数,培养学生类比分析的能力;⑤通过对三角函数值在各个象限符号的确定,培养学生利用规律解决问题的意识;⑥通过对公式一的学习,培养学生数形结合的意识,让学生体会三角函数的周期性.3、情感态度与价值观:①培养学生在运动变化的过程中认识知识的发生和发展,体会知识之间的内在联系,感悟知识的整体性;②通过小组合作交流,倡导学生主动参与课堂,培养学生团队合作的意识;③通过对新知识的探究,培养学生分析解决问题的能力和理性思维的能力.二、教学重点1、对任意角的三角函数定义的理解;2、正弦、余弦、正切函数值在各个象限内符号的确定;3、三角函数的周期性特点(公式一).三、教学难点任意角的三角函数概念的建构过程.四、学生学情分析学生在初中学习的锐角三角函数是以锐角为自变量,以边的比值为函数值的函数,以及高中学习过的函数的定义和任意角及弧度制,这些是学生学习任意角的三角函数知识的基础和依据.本节课从研究锐角三角函数的概念出发,更容易激发学生学习的热情,从而催生学生创造性思维.在概念建构的过程中,学生必需经历由特殊到一般的认识过程以及把新的概念纳入到一般函数的结构之中,这是认知过程的一道坎,又是认知的一次升华.五、教学策略分析本课采用“引”“探”相结合的方式,将问题以问题串的形式展现,让学生在问题中形成认知冲突,体会、感悟数学研究的一般思路和方法. 课堂中以学生为主体,将学生分成若干小组,使学生全员参与课堂,通过学生之间合作交流,教师间或参与学生的讨论,对有困惑的小组或者个别学生进行帮助和引导,培养学生主动探究新知识的能力.此外,为了提高教学效果,使课堂教学更生动形象,利用多媒体课件进行教学.六、教学过程(一)创设情境,导入新课(问题1到问题2是温故知新化过程)问题1 初中我们在直角三角形中学习过锐角三角函数,你能回忆出初中锐角的正弦、余弦、正切函数是怎样定义的吗?你能说出它们的自变量是什么,又以什么为函数值呢?自变量的范围是什么?设计意图:要让学生体会知识的产生、发展过程,就要从源头上开始,从学生现有认知状况开始,因此对锐角三角函数的复习是必不可少的.将锐角三角函数融入学生已有的函数知识结构中,容易为学生建立起任意角的三角函数获取心理逻辑的自然.问题2 在高中,随着角的概念的推广和弧度制的引入,角的范围变成了全体实数R,那么对于任意角α,比如当α为钝角时,角α的“斜边”这种说法还存在吗?那么任意角的三角函数该如何定义呢?设计意图:利用角α的变化作为思维的切入点,打破学生已有的认知结构的平衡,感受学习新知识的必要性,即角的范围扩大了,初中锐角三角函数的定义也应该与时俱进,这有利于将探究的主动权交给学生.(二)提出问题,探求新知(问题3到问题5是定义坐标化过程)问题3 中国有句古话说的好,“工欲善其事,必先利其器”.随着角的概念推广和弧度制的引入,我们一般借助什么工具来研究角?设计意图:依托学生已有的经验,启发学生联想,触发学生的灵感,为坐标法的实施奠定研究的基础.问题4 我们先研究哪种角呢?是直接研究任意角的情形还是先研究锐角的情形呢?设计意图:以锐角三角函数的研究为本节课知识的“生长点”,这样的研究符合学生的认知规律,学生有思考的落脚点,更能够激发学生的求知欲,由特殊到一般的思想突破本节课任意角三角函数概念的建构这一教学难点.问题5 对于任意角α都有始边和终边.在直角坐标系中,如何放置锐角α可以方便研究?在锐角α的终边上任取一点(,)P a b ,它与原点O 的距离为r ,你能用点P 的坐标及r 来表示锐角α的三角函数吗?设计意图:把锐角α放在直角坐标系下对学生来说比较简单,构造直角三角形也是一目了然的,这样可以把复习的初中的锐角三角函数的定义纳入直角坐标系,将边长的比变成坐标关系,为任意角的三角函数定义的给出做好铺垫.提及“始边”、“终边”也是为了概念一般化做铺垫.(问题6到问题7是表达式形式优化过程)问题6 当锐角α确定,如果改变α的终边上的P 点位置,角α的正弦值会发生改变吗? 设计意图:问正弦值这一种情况,方便师生研究.余弦值和正切值可以类比得到,更方便学生理解(下面有类似问法也是同样考虑);由三角形相似,说明在终边上任意取点不影响三角函数值. 这是为单位圆定义的提出做好铺垫.问题7 数学追求“简洁美”,既然这三个比值与终边上点P 的位置无关,那么当P 点选在何处时,sin cos αα和的形式最简单?设计意图:通过问题的形式过渡,自然得出单位圆的概念.由此便可顺势得出sin cos αα和的简化形式,体现了数学的“简洁美”.同时也明确在单位圆的背景下,锐角和单位圆上P 点有对应关系.(问题8到问题10是函数化过程)问题8 当锐角α发生变化时,P 点的坐标会发生相应的改变吗?(追问)当锐角α确定了,P 点的坐标是否唯一确定?(配合动画演示)(教师板书:任意锐角α(实数)→唯一实数b ;任意锐角α(实数)→唯一实数a .)设计意图:初中学生对函数理解还比较肤浅,这里提出的问题扣准了函数概念的内涵,突出了变量之间的依赖关系及对应关系,是从一般函数知识演绎到三角函数知识的重要环节,是准确理解三角函数概念的关键.问题9 你能给这个函数(任意锐角α(实数)→唯一实数b )命名吗?设计意图:只单问一个函数,可以方便学生思考,也方便师生共同总结,还可以让学生在自行总结任意角的三角函数概念时有参照对象.问题10 既然是函数,你能说出锐角α正弦函数的自变量吗?以什么为函数值呢?设计意图:让学生能更好的理解锐角三角函数的定义,同时为总结任意角三角函数定义打好基础.(问题11到问题12是特殊到一般化过程)问题11 我们现在得到的锐角三角函数的定义和初中所学锐角三角函数定义有什么区别? 设计意图:加强学生对新的定义方式的理解,让学生意识到任意角没有“斜边”,但是有“始边”、“终边”,从而发现对于任意角,如果始边放在x 轴非负半轴上,其终边定与单位圆有唯一交点,从而能形成函数关系.为归纳任意角三角函数概念扫清心理障碍.问题12 由特殊到一般的思想,你能给任意角的三角函数下一个定义吗?(教师在与学生交流中,板书定义)设计意图:利用类比、迁移的认知规律,学生容易给出任意角的三角函数定义.学生可以意识到锐角三角函数是任意角三角函数的特例,任意角三角函数是锐角三角函数的自然延伸.(三)分析思考,加深理解(下列问题是概念理解强化过程)问题13 既然它们是函数,就要注意其定义域,它是函数的“生命之域”,那么正弦、余弦、正切函数的定义域分别是什么?设计意图:因为角的集合与实数集之间可以建立一一对应的关系,故三角函数也可以看成实数为自变量的函数,强调了其函数属性.问题14 当α为锐角时,sin ,cos ,tan ααα的值都是正数,当α的终边落在各个象限时,它们分别取什么符号?设计意图:对比锐角三角函数,让学生再次回忆任意角三角函数的定义,培养学生利用规律解决问题的意识.设置一个阅读环节,让学生阅读“三角函数名称由来简史”.设计意图:通过三角知识简史的阅读,让学生有新奇感,同时提高课堂的数学文化感,让学生感知数学是源于生活的.以此,进一步激发学生的学习热情.(四)强化训练,巩固双基第一关 求53π的正弦、余弦和正切的值. 设计意图:将例题以闯关的形式呈现,和综艺节目设置相似,寓教于乐,能激发学生的学习热情;明确已知角的终边,要求其三角函数值,可以先求终边与单位圆的交点坐标,通过运用概念,巩固对概念的理解.问题15 (追问)求113π的正弦、余弦和正切的值. 设计意图:引起学生发现这两个角的终边是重合的,所以它们与单位圆的交点坐标相同,由任意角三角函数的定义可知,终边相同的角的同一三角函数值是相等的.让学生体验到公式一的作用和三角函数的周期性.第二关 确定下列三角函数值的符号:(1)cos 260; (2)sin()4π-; (3)tan(700)-; (4)tan3π.第三关 求下列三角函数值:(1)sin(1050)-; 9(2)cos 4π; 11(3)tan()6π-. 设计意图:判断三角函数值的正负符号,是本节课的教学目标之一,引导学生抓住定义、数形结合判断三角函数值的正负符号,同时应用终边相同的角的同一三角函数值是相等的这一结论.第四关 已知角α的终边经过点0(3,4),P --求角α的正弦,余弦和正切值.0(3,4)(0),P a a a--≠情况又如何?设计意图:该点不在单位圆上,与例题1的解法对比;为课后探究“角α终边上任一点(,)Q x y,求角α的正弦、余弦和正切的值.”这一问题作铺垫;增加了一个问题,加强了学生对任意角三角函数定义的理解,同时渗透了分类讨论的思想.(五)课堂小结,升华提高知识与技能:任意角三角函数的定义(单位圆);能根据定义判定三角函数的符号;公式一(终边相同的角的同一三角函数值相等)即三角函数的周期性特点.思想与方法:坐标法、特殊到一般、数形结合、类比、转化、分类讨论.设计意图:让学生自己总结,教师补充,并且提醒学生知识重要,探究的思想与方法更重要,体现了教学应以学生为主体,教师为主导的新课标理念.(六)作业布置:1、课本15页练习2、3、5.2、假设角α的顶点是直角坐标系的原点,始边与x轴的非负半轴重合,已知角α终边上任一点(,)Q x y,求角α的正弦、余弦和正切函数值.3、通过本节课学习,你对任意角三角函数有哪些新的认识?利用定义你能解决哪些问题?你还有哪些不明白的地方?请把它写下来.。
高中数学人教必修4:1.2 任意角的三角函数 教案3
教与学过程设计第一课时 任意角的三角函数(一)(一)新课引入 提问:锐角O 的正弦、余弦、正切、余切怎样表示? 答:根据图形,手势比划。
如果现在要求 225sin 显然,不能再用初中的定义,因为,这里没有直角三角形,也就没有什么对边、邻边和斜边。
那么,我们应该如何对初中的三角函数的定义进行修改,以利推广到任意角呢?(二)新课1.任意角的三角函数的定义在上述三角形上画上直角坐标系。
此时,∠POM 的对边,邻边分别是什么?斜边呢? 将P 点改写成坐标形式,P 的坐标是(x ,y ),它与原点的距离是=+=22(y x r r022>+y x ),然后写出三个三角函数的定义。
我们定义:(1)比值r y 叫做α的正弦,记做sin α 即 sin α=r y ; (2)比值r x 叫做α的余弦,记做cos α 即 cos α=rx ; (3)比值x y 叫做α的正切,记做tan α 即 tan α=x y . 说明:这样定义以后,(1)当α是锐角时,此定义与初中定义相同。
(指出对边,邻边,斜边所在)(2)当α不是锐角时,也能够找出三角函数,因为,既然有角,就必然有终边,就必然可以在终边上取点P (x ,y ),从而就必然能够算出P 到原点的距离r ,最终就可算出三角函数。
(用第三象限角示范,可能避免寻找对边的误区)所以现在大家可以完全抛开对边、邻边、斜边的概念,用我们现在新的坐标定义来研究三角函数。
(3)注意,三角函数的值与点P 在终边上的位置无关,(可在锐角的情形下任取两点P 和P /,由三角形的相似形知各类比值不变)。
追问:那三角函数的值与什么有关?答:仅与角的大小有关。
(可考察30度角和45度角的三角函数值)所以,三角函数是角的函数,又因为角与实数成一一对应,故三角函数也是实数的函数。
例1 已知角α的终边经过点P (2,-3)(如图),问角α为第几象限角?并求α的三个三角函数值。
注意:体会三角函数的符号(问为什么会出现负号?)并说明三角函数值不一定是正的。
必修4任意角的三角函数教案
《任意角的三角函数》教学设计教学过程教学环节教学内容教师教学学生活动设计意图复习导入探究新知情景导入旋转水车做周而复始的运动.如何用函数模型描述水车上的点p的运动轨迹?PMyxOαP(a,b)1.将点P取在使线段OP的长r=1的特殊位置上探究新知2P(a,b)M A(1,0)xyα1O以原点O为圆心,以单位长度为半径的圆称为单位圆.sin,cos,tanMPbOPOMaOPMP bOM aααα======师:同学们,思考初中学习的锐角三角形的三边关系说出锐角的正弦、余弦、正切的数量关系。
将直角放入坐标中,你会表示吗?生:通过老师所给直角三角形,回答老师所提问题。
仔细观察OP的长度为特殊情况1时,这三个函数值与P点坐标这间关系。
通过设置情景,引导学生在直角标系中表示角,让学生尝试用直角坐标系中角的终边上的点坐标来表示锐角三角函数,为后面的任意角的三角函数做铺垫。
并取OP的长度为特殊情况1时,为引入单位圆做铺垫,渗透数形结合的思想。
Q (x,y )A (1,0)xyα2. 单位圆中任意角的三角函数定义设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点Q (x ,y )(3)正切,记作tan α,即()tan 0yx x α=≠(1) 正弦,记作sinα,即sinα=y(2) 余弦,记作cosα,即cosα=x形成定义正弦、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,统称为三角函数.三角函数定义域sinαcosαtanαR R {|,}2k k Z πααπ≠+∈ 3.改变点P在终边上的位置,三个比值会改变吗?﹒P 'M 'sin MP OP α=cos OM OPα=tan MP OMα=OMP ∆∽P M O ''∆M P OP ''='OM OP '='M P OM ''='OyxP(a,b)α诱思探究M三角函数值与点P 在角的终边上的位置无关.结论4.设角α 是一个任意角,P (x ,y )是终边上的任意一点,点p 与原点的距离.220r x y =+>那么①叫做的正弦,即yrαsin y r α=②叫做的余弦,即x r αcos x r α=③叫做的正切,即yxα()tan 0y x x α=≠定义推广情形二:设水车转过的角度为任意α例2.已知角α的终边经过点,求角α的正弦、余弦和正切值.0(3,4)P --()22223(4)5r x y =+=-+-=43sin ,cos 55y x r r θ==-θ==-4tan 3y x θ==于是,解:由已知可得:实例剖析设点P (x ,y )为水车上任意一点,以水车的旋转中心为圆心,其半径为r ,则点P 的运动轨迹为:解决问题x=r cos αy=r sin α描述水车上的点P 的运动轨迹x Oy P (x,y )αcos α=sin α=xryr5.根据三角函数的定义,研究三角函数值在各个象限的符号.-+++++sin cos tan yy x xααα===-----sin αcos αtan αyOxOxyOxy+探究新知3Q (x,y )A (1,0)xyα例3.求证:当下列不等式组成立时,角θ为第三角限角.sin 0,tan 0.θθ⎧⎨⎩<>①②证明:若,那么θ角的终边可能位于第三或第四象限,也可能位于y 轴的非正半轴上;又若,那么θ角的终边可能位于第一或第三象限.由于①②式都成立,故θ角的终边只能位于第三象限.于是θ为第三象限角.sin 0θ<tan 0θ>实例剖析1. 内容总结:①三角函数的概念.②三角函数的定义域.运用了定义法、数形结合法解题.化归的思想.2 .方法总结:3 .体现的数学思想:归纳总结1.设角α属于第二象限,且,则属于第几象限?2.α是第而象限,其终边上一点,且,求sin α的值?布置作业5(,)P x cos 24x α=|22|c os osc αα=-2α板书设计:1.任意角三角函数在单位圆中定义;2.任意角三角函数的定义域;3.任意角三角函数在各个象限的符号. 教学反思教学中要充分发挥单位圆的作用,并且要注意逐渐使学生形成用单位圆讨论三角函数问题的意识和习惯,引导学生自主地用单位圆探索三角函数的有关性质,提高分析和解决问题的能力.在本节课教学中,根据学生的生活经验,创设丰富的情境,使学生体会三角函数模型的意义。
人教高中数学必修四任意角的三角函数教案
人教高中数学必修四任意角的三角函数教案一、教材剖析〝恣意角的三角函数〞是人民教育出版社〔A 版〕普通高中规范实验教科书数学必修4第一章第二节的内容,是第一章〝恣意角和弧度制〞的后继内容。
1、主要教学内容:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=•+=•+=•+符号;域和函数值在各象限的、三种三角函数的定义、公式一义弦、余弦、正切)的定、任意角三角函数(正知识结构图:利用单位圆理解任意角的三角函数3tan )2tan(cos )2cos(sin )2sin(:2;1)(απααπααπαk k k 2、教材的位置与作用:〝恣意角的三角函数〞是高中数学十分重要的内容,本节是三角函数第一章第二节第一课时,主要学习恣意三角函数的定义,它是这一章也是整个三角函数局部的重要基础知识,在教材内容结构上起到一个承上启下的作用,对三角函数的全体学习也至关重要。
同时它又为平面向量、解析几何等外容的学习作必要的预备。
最后对恣意角的三角函数的探求进程中,使先生阅历了观察、归结、推理、交流、反思等理性思想进程,培育了先生的思想方式,提高了他们探求效果、剖析效果、处置效果的才干,协助先生愈加深化了解函数这一基本概念,为以后的学习奠定了扎实的基础。
所以这个内容要仔细讨论教材,精心设计进程。
二、学情剖析1、知识基础:在初中时,先生曾经学了〝锐角三角函数〞为本节了解三角函数的几何意义有协助,以及在本章第一节〝恣意角与弧度制〞的内容中先生用坐标不只找出来恣意角与象限角,而且还了解了它们的含义与性质,对角的范围和表示方法有所了解,学习了弧度制,先生可以把以前所学过的角度都在弧度制下表示出来。
2、才干基础:高一先生已初步具有笼统逻辑思想才干,相关于初中先生来说曾经相对成熟,能在教员的引导下独立的处置效果。
3、习气状况:班级先生基础知识较扎实、思想较生动,能较好的运用数形结合处置效果,但处置笼统效果的才干还有待进一步提高。
三、教学重难点1、重点:①恣意角三角函数的定义及区分在各个象限的符号判别法;②终边相反角的诱导公式〔一〕;2、难点:从函数角度了解以实数为自变量的恣意角的三角函数,以及单位圆、有向线段的运用。
高中数学必修4第一章第二节《任意角的三角函数》全套教案
任意角的三角函数1.2.1任意角的三角函数【教学目标】知识技能:1.掌握任意角的三角函数的定义。
2.已知角α终边上一点,会求角α的各三角函数值。
过程与方法:1.理解并掌握任意角的三角函数的定义。
2.树立映射观点,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数。
3.通过对定义域、三角函数值的符号判断,提高学生分析、探究、解决问题的能力。
情感态度与价值观:体验知识探索过程,获得发现问题、解决问题的能力【教学重点难点】重点:任意角的三角函数的定义,三角函数的符号的规律。
难点:任意角的三角函数概念的建构过程【学前准备】:多媒体,预习例题电脑、三角板问题4:你能用直角坐标系中角的终边上的点的坐标来表示锐角三角函数吗?(老师引导,学生探究)(使角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合.在角α的终边上取一点P )。
如图,建立平面直角坐标系,设P 点坐标为(x,y ),则22||y x OP +=, 从而x yyx xy x y=+=+=αααtan ,cos ,sin 2222 问题5:若α是的的终边落到第二、三、四象限时,问题4的方法还使用吗? 思考1:对于确定的角α,上述三个比值是否随点P 在角α的终边上的位置的改变而改变呢?为什么?引导学生利用相似的知识不难得到:a b xyb a a y x x b a by x y b y a x ba y x AB PMOB OM OA OP ==+=+=+=+=⇒==++⇒==αααtan ,cos ,sin 222222222222归纳结论(强调):当α为锐角时,三个比值随α的变化而变化;但对于锐角α的每一个确定值,三个比值都是确定的,不会随P 在终边上的移动而变化。
通过类比再把锐角进一步推广到任意角都是成立的。
所以,三个比值分别是以角α为自变量、以比值为函数值的函数。
问题6:为了使sin α,cos α的表示式更简单,你认为点P 的位置选在何处最好?此时,sin α,cos α分别等于什么?单位圆交于点P (x ,y ),为了不与当α为锐角时的三角函数值发生矛盾,让学生尝试总结sin α,cos α,tan α对应的值应分别如何定义?:引导学生总结归纳出利用单位圆定义任意角的三角函数:设α是任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),则: (1) y 叫做α的正弦(sine ),记作sin α,即sin α=y 。
高中数学必修四教案-任意角的三角函数
第二课时 任意角的三角函数(二)【复习回顾】1、 三角函数的定义;2、 三角函数在各象限角的符号;3、 三角函数在轴上角的值;4、 诱导公式(一):终边相同的角的同一三角函数的值相等;5、 三角函数的定义域.要求:记忆.并指出,三角函数没有定义的地方一定是在轴上角,所以,凡是碰到轴上角时,要结合定义进行分析;并要求在理解的基础上记忆.【探究新知】1.引入:角是一个图形概念,也是一个数量概念(弧度数).作为角的函数——三角函数是一个数量概念(比值),但它是否也是一个图形概念呢?换句话说,能否用几何方式来表示三角函数呢?2.[边描述边画]以坐标原点为圆心,以单位长度1为半径画一个圆,这个圆就叫做单位圆(注意:这个单位长度不一定就是1厘米或1米).当角α为第一象限角时,则其终边与单位圆必有一个交点(,)P x y ,过点P 作PM x ⊥轴交x 轴于点M ,则请你观察: 根据三角函数的定义:|||||sin |MP y α==;|||||cos |OM x α==随着α在第一象限内转动,MP 、OM 是否也跟着变化?3.思考:(1)为了去掉上述等式中的绝对值符号,能否给线段MP 、OM 规定一个适当的方向,使它们的取值与点P 的坐标一致?(2)你能借助单位圆,找到一条如MP 、OM 一样的线段来表示角α的正切值吗?我们知道,指标坐标系内点的坐标与坐标轴的方向有关.当角α的终边不在坐标轴时,以O 为始点、M 为终点,规定:当线段OM 与x 轴同向时,OM 的方向为正向,且有正值x ;当线段OM 与x 轴反向时,OM 的方向为负向,且有正值x ;其中x 为P 点的横坐标.这样,无论那种情况都有 cos OM x α==同理,当角α的终边不在x 轴上时,以M 为始点、P 为终点,规定:当线段MP 与y 轴同向时,MP 的方向为正向,且有正值y ;当线段MP 与y 轴反向时,MP 的方向为负向,且有正值y ;其中y 为P 点的横坐标.这样,无论那种情况都有sin MP y α==4.像MP OM 、这种被看作带有方向的线段,叫做有向线段(direct line segment ).5.如何用有向线段来表示角α的正切呢?如上图,过点(1,0)A 作单位圆的切线,这条切线必然平行于轴,设它与α的终边交于点T ,请根据正切函数的定义与相似三角形的知识,借助有向线段OA AT 、,我们有tan y AT xα== 我们把这三条与单位圆有关的有向线段MP OM AT 、、,分别叫做角α的正弦线、余弦线、正切线,统称为三角函数线.6.探究:(1)当角α的终边在第二、第三、第四象限时,你能分别作出它们的正弦线、余弦线和正切线吗?(2)当α的终边与x 轴或y 轴重合时,又是怎样的情形呢?7.例题讲解例1.已知42ππα<<,试比较,tan ,sin ,cos αααα的大小.处理:师生共同分析解答,目的体会三角函数线的用处和实质.8.练习19P 第1,2,3,4题9学习小结(1)了解有向线段的概念.(2)了解如何利用与单位圆有关的有向线段,将任意角α的正弦、余弦、正切函数值分别用正弦线、余弦线、正切线表示出来.(3)体会三角函数线的简单应用.【评价设计】二、作业:比较下列各三角函数值的大小(不能使用计算器)(1)sin15︒、tan15︒ (2)'cos15018︒、cos121︒ (3)5π、tan 5π 2.练习三角函数线的作图.。
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【示范教案】1.2.1任意角的三角函数教学分析学生已经学过锐角三角函数,它是用直角三角形边长的比来刻画的.锐角三角函数的引入与“解三角形”有直接关系.任意角的三角函数是刻画周期变化现象的数学模型,它与“解三角形”已经没有什么关系了.因此,与学习其他基本初等函数一样,学习任意角的三角函数,关键是要使学生理解三角函数的概念、图象和性质,并能用三角函数描述一些简单的周期变化规律,解决简单的实际问题.本节以锐角三角函数为引子,利用单位圆上点的坐标定义三角函数.由于三角函数与单位圆之间的这种紧密的内部联系,使得我们在讨论三角函数的问题时,对于研究哪些问题以及用什么方法研究这些问题等,都可以从圆的性质(特别是对称性)中得到启发.三角函数的研究中,数形结合思想起着非常重要的作用.利用信息技术,可以很容易地建立角的终边和单位圆的交点坐标、单位圆中的三角函数线之间的联系,并在角的变化过程中,将这种联系直观地体现出来.所以,信息技术可以帮助学生更好地理解三角函数的本质.激发学生对数学研究的热情,培养学生勇于发现、勇于探索、勇于创新的精神;通过学生之间、师生之间的交流合作,实现共同探究、教学相长的教学情境. 三维目标1.通过借助单位圆理解并掌握任意角的三角函数定义,理解三角函数是以实数为自变量的函数,并从任意角的三角函数定义认识正弦、余弦、正切函数的定义域,理解并掌握正弦、余弦、正切函数在各象限内的符号.2.通过对任意角的三角函数定义的理解,掌握终边相同角的同一三角函数值相等.3.正确利用与单位圆有关的有向线段,将任意角α的正弦、余弦、正切函数值表示出来,即用正弦线、余弦线、正切线表示出来.4.能初步应用定义分析和解决与三角函数值有关的一些简单问题.重点难点教学重点:任意角的正弦、余弦、正切的定义,终边相同的角的同一三角函数值相等.教学难点:用角的终边上的点的坐标来刻画三角函数;三角函数符号;利用与单位圆有关的有向线段,将任意角α的正弦、余弦、正切函数值用几何形式表示.课时安排2课时教学过程第1课时导入新课思路1.我们把角的范围推广了,锐角三角函数的定义还能适用吗?譬如三角形内角和为180°,那么sin200°的值还是三角形中200°的对边与斜边的比值吗?类比角的概念的推广,怎样修正三角函数定义?由此展开新课.另外用“单位圆定义法”单刀直入给出定义,然后再在适当时机联系锐角三角函数,这也是一种不错的选择.思路2.教师先让学生看教科书上的“思考”,通过这个“思考”提出用直角坐标系中角的终边上点的坐标表示锐角三角函数的问题,以引导学生回忆锐角三角函数概念,体会引进象限角概念后,用角的终边上点的坐标比表示锐角三角函数的意义,从而为定义任意角的三角函数奠定基础.教科书在定义任意角的三角函数之前,作了如下铺垫:直角三角形为载体的锐角三角函数→象限角为载体的锐角三角函数→单位圆上点的坐标表示的锐角三角函数.推进新课新知探究提出问题问题①:在初中时我们学了锐角三角函数,你能回忆一下锐角三角函数的定义吗?问题②:你能用直角坐标系中角的终边上的点的坐标来表示锐角三角函数吗?活动:教师提出问题,学生口头回答,突出它是以锐角为自变量,边的比值为函数值的三角函数,教师并对回答正确的学生进行表扬,对回答不出来的同学给予提示和鼓励.然后教师在黑板上画出直角三角形.教师提示:前面我们对角的概念已经进行了扩充,并且学习了弧度制,知道了角的集合与实数集是一一对应的,在此基础上,我们来研究任意角的三角函数.教师在直角三角形所在的平面上建立适当的坐标系,画出角α的终边;学生给出相应点的坐标,并用坐标表示锐角三角函数.图1如图1,设锐角α的顶点与原点O重合,始边与x轴的正半轴重合,那么它的终边在第一象限.在α的终边上任取一点P(a,b),它与原点的距离22b a >0.过P 作x 轴的垂线,垂足为M,则线段OM 的长度为a,线段MP 的长度为b.根据初中学过的三角函数定义,我们有sinα=OP MP =r b ,cos α=OP OM =r a ,tanα=OP MP =ab . 讨论结果:①锐角三角函数是以锐角为自变量,边的比值为函数值的三角函数.②sinα=OP MP =rb ,cosα=OP OM =r a ,tanα=OM MP =a b . 提出问题问题①:如果改变终边上的点的位置,这三个比值会改变吗?为什么?问题②:你利用已学知识能否通过取适当点而将上述三角函数的表达式简化?活动:教师先让学生们相互讨论,并让他们动手画画图形,看看从图形中是否能找出某种关系来.然后提问学生,由学生回答教师的问题,教师再引导学生选几个点,计算一下对应的比值,获得具体认识,并由相似三角形的性质来证明.最后可以发现,由相似三角形的知识,对于确定的角α,这三个比值不会随点P 在α的终边上的位置的改变而改变.过图形教师引导学生进行对比,学生通过对比发现取到原点的距离为1的点可以使表达式简化.此时sinα=OPMP =b,cosα=OP OM =a,tanα=OM MP =a b . 在引进弧度制时我们看到,在半径为单位长度的圆中,角α的弧度数的绝对值等于圆心角α所对的弧长(符号由角α的终边的旋转方向决定).在直角坐标系中,我们称以原点O 为圆心,以单位长度为半径的圆为单位圆.这样,上述P 点就是α的终边与单位圆的交点.锐角三角函数可以用单位圆上点的坐标表示.同样地,我们可以利用单位圆定义任意角的三角函数.图2如图2所示,设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么:(1)y 叫做α的正弦,记作sinα,即sinα=y;(2)x 叫做α的余弦,记作cosα,即cosα=x;(3)x y 叫做α的正切,记作tanα,即tan α=xy (x≠0). 所以,正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将它们统称为三角函数.教师出示定义后,可让学生解释一下定义中的对应关系.教师应指出任意角的正弦、余弦、正切的定义是本节教学的重点.用单位圆上点的坐标表示任意角的三角函数,与学生在锐角三角函数学习中建立的已有经验有一定的距离,与学生在数学必修一的学习中建立起来的经验也有一定的距离.学生熟悉的函数y=f(x)是实数到实数的一一对应,而这里给出的三角函数首先是实数(弧度数)到点的坐标的对应,然后才是实数(弧度数)到实数(横坐标或纵坐标)的对应,这就给学生的理解造成一定的困难.教师在教学中可以在学生对锐角三角函数已有的几何直观认识的基础上,先建立直角三角形的锐角与第一象限角的联系,在直角坐标系中考查锐角三角函数,得出用角的终边上点的坐标(比值)表示锐角三角函数的结论,然后再“特殊化”引出用单位圆上点的坐标表示锐角三角函数的结论.在此基础上,再定义任意角的三角函数.在导学过程中教师应点拨学生注意,尽管我们从锐角三角函数出发来引导学生学习任意角的三角函数,但任意角的三角函数与锐角三角函数之间并没有一般与特殊的关系.教师在教学中应当使学生体会到,用单位圆上点的坐标表示锐角三角函数,不仅简单、方便,而且反映本质.教师可以引导学生通过分析三角函数定义中的自变量是什么,对应关系有什么特点,函数值是什么.特别注意α既表示一个角,又是一个实数(弧度数).“它的终边与单位圆交于点P(x,y)”包含两个对应关系.从而可以把三角函数看成是自变量为实数的函数.值得注意的是:(1)正弦、余弦、正切、余切、正割、余割都是以角为自变量,以比值为函数值的函数.(2)sinα不是sin 与α的乘积,而是一个比值;三角函数的记号是一个整体,离开自变量的“sin”“tan”等是没有意义的.讨论结果:①这三个比值与终边上的点的位置无关,根据初中学过的三角函数定义,有 sinα=OP MP =rb ,cosα=OP OM =r a , tanα=OP MP =a b . 由相似三角形的知识,对于确定的角α,这三个比值不会随点P 在α的终边上的位置的改变而改变.②能.提出问题问题①:学习了任意角,并利用单位圆表示了任意角的三角函数,引入一个新的函数,我们可以对哪些问题进行讨论?问题②:根据三角函数的定义,正弦、余弦、正切的定义域、值域是怎样的?活动:教师引导学生结合在数学必修一中的有关函数的问题,让学生回顾所学知识,并总结回答老师的问题,教师对学生总结的东西进行提问,并对回答正确的学生进行表扬,回答不正确或者不全面的学生给予提示和补充.教师让学生完成教科书上的“探究”,教师提问或让学生上黑板板书. 按照这样的思路,我们一起来探究如下问题:请根据任意角的三角函数定义,先将正弦、余弦、正切函数在弧度制下的定义域填入下表,再将这三种函数的值在各象限的符号填入图3中的括号内.三角函数定义域sinα cosαtanα图3教师要注意引导学生从定义出发,利用坐标平面内点的坐标的特征得定义域、函数值的符号等结论.对于正弦函数sinα=y,因为y 恒有意义,即α取任意实数,y 恒有意义,也就是说sinα恒有意义,所以正弦函数的定义域是R;类似地可写出余弦函数的定义域;对于正切函数tanα=x y ,因为x=0时,xy 无意义,即tanα无意义,又当且仅当角α的终边落在纵轴上时,才有x=0,所以当α的终边不在纵轴上时,x y 恒有意义,即tanα恒有意义,所以正切函数的定义域是α≠2 +kπ(k ∈Z ).(由学生填写下表)三角函数 定义域sinαR cosαR tanα {α|α≠2π+kπ,k ∈Z } 三角函数的定义告诉我们,各三角函数在各象限内的符号,取决于x,y 的符号,当点P 在第一、二象限时,纵坐标y>0,点P 在第三、四象限时,纵坐标y<0,所以正弦函数值对于第一、二象限角是正的,对于第三、四象限角是负的(可制作课件展示);同样地,余弦函数在第一、四象限是正的,在第二、三象限是负的;正切函数在第一、三象限是正的,在第二、四象限是负的.从而完成上面探究问题.即“一全正,二正弦,三正切,四余弦”.讨论结果:①定义域、值域、单调性等.②y=sinα与y=cosα的定义域都是全体实数R ,值域都是[-1,1].y=tanα的定义域是{α|α≠2π +kπ(k ∈Z )},值域是R .应用示例思路1例1 已知角α的终边经过点P 0(-3,-4),求角α的正弦、余弦和正切值.活动:教师留给学生一定的时间,学生独立思考并回答.明确可以用角α终边上任意一点的坐标来定义任意角的三角函数,但用单位圆上点的坐标来定义,既不失一般性,又简单,更容易看清对应关系.教师要点拨引导学生习惯画图,充分利用数形结合,但要提醒学生注意α角的任意性.如图4,设α是一个任意角,P(x,y)是α终边上任意一点,点P 与原点的距离r=22y x +>0,那么:图4①r y 叫做α的正弦,即sinα=ry ; ②r x 叫做α的余弦,即cosα=rx ; ③x y 叫做α的正切,即tanα=x y (x≠0).这样定义三角函数,突出了点P 的任意性,说明任意角α的三角函数值只与α有关,而与点P 在角的终边上的位置无关,教师要让学生充分思考讨论后深刻理解这一点.解:由已知,可得OP 0=22)4()3(-+-=5.图5如图5,设角α的终边与单位圆交于点P(x,y).分别过点P 、P 0作x 轴的垂线MP 、M 0P 0,则|M 0P 0|=4,|MP|=-y,|OM 0|=3,|OM|=-x,△OMP ∽△OM 0P 0,于是sin α=y=1y =||||OP MP -=||||000OP P M -=54-; cos α=x=1x =||||OP OM -=||||00OP OM -=53-; tanα=x y =a cos sin =34. 点评:本例是已知角α终边上一点的坐标,求角α的三角函数值问题.可以先根据三角形相似将这一问题化归到单位圆上,再由定义得解.变式训练求35π的正弦、余弦和正切值.图6解:在平面直角坐标系中,作∠AOB=35π,如图6. 易知∠AOB 的终边与单位圆的交点坐标为(21,23-),所以sin 35π=23-,cos 35π=21,tan 35π=3-. 例2 求证:当且仅当下列不等式组成立时,角θ为第三象限角.⎩⎨⎧><.0tan ,0sin θθ 活动:教师引导学生讨论验证在不同的象限内各个三角函数值的符号有什么样的关系,提示学生从三角函数的定义出发来探究其内在的关系.可以知道:三角函数的定义告诉我们,各三角函数在各象限内的符号,取决于x,y 的符号,当点P 在第一、二象限时,纵坐标y>0,点P 在第三、四象限时,纵坐标y<0,所以正弦函数值对于第一、二象限角是正的,对于第三、四象限角是负的;同样地,余弦函数在第一、四象限是正的,在第二、三象限是负的;正切函数在第一、三象限是正的,在第二、四象限是负的.证明:我们证明如果①②式都成立,那么θ为第三象限角.因为①sinθ<0成立,所以θ角的终边可能位于第三或第四象限,也可能位于y 轴的非正半轴上;又因为②式tanθ>0成立,所以θ角的终边可能位于第一或第三象限.因为①②式都成立,所以θ角的终边只能位于第三象限.于是角θ为第三象限角.反过来请同学们自己证明.点评:本例的目的是认识不同位置的角对应的三角函数值的符号,其条件以一个不等式出现,在教学时要让学生把问题的条件、结论弄清楚,然后再给出证明.这一问题的解决可以训练学生的数学语言表达能力.变式训练(2007北京高考)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:C例3 求下列三角函数值:(1)sin390°;(2)cos 619π;(3)tan(-330°). 活动:引导学生总结终边相同角的表示法有什么特点,终边相同的角相差2π的整数倍,那么这些角的同一三角函数值有何关系?为什么?引导学生从角的终边的关系到角之间的关系再到函数值之间的关系进行讨论,然后再用三角函数的定义证明.由三角函数的定义,可以知道:终边相同的角的同一三角函数的值相等.由此得到一组公式(公式一):利用公式一,可以把求任意角的三角函数值,转化为求0到2π(或0°到360°)角的三角函数值.这个公式称为三角函数的“诱导公式一”.解:(1)sin390°=sin(360°+30°)=sin30°=21; (2)cos 619π=cos(2π+67π)=cos 67π=23-; (3)tan(-330°)=tan(-360°+30°)=tan30°=33. 点评:本题主要是对诱导公式一的考查,利用公式一将任意角都转化到0—2π范围内求三角函数的值.思路2例1 已知角α的终边在直线y=-3x 上,则10sinα+3secα=.活动:要让学生独立思考这一题目,本题虽然是个填空题,看似简单但内含分类讨论思想,可以找两个学生来板演这个例题.对解答思路正确的学生给以鼓励,对思路受阻的学生要引导其思路的正确性.并适时地点拨学生:假如是个大的计算题应该怎样组织步骤.解:设角α终边上任一点为P(k,-3k)(k≠0),则x=k,y=-3k,r=22(-3k)k +=10|k |.(1)当k>0时,r=10k ,α是第四象限角,sinα=r y =kk 103-=10103-,secα=x r =k k 10=10,∴10sinα+3secα=10×10103-+310=-310+310=0. (2)当k<0时,r=k 10-,α为第二象限角, sinα=r y =kk 103--=10103,secα=x r =k k 10-=10-, ∴10sinα+3secα=10×10103+3×(10-)=310-310=0. 综合以上两种情况均有10sinα+3secα=0.点评:本题的解题关键是要清楚当k>0时,P(k,-3k)是第四象限内的点,角α的终边在第四象限;当k<0时,P(k,-3k)是第二象限内的点,角α的终边在第二象限内,这与角α的终边在y=-3x 上是一致的.变式训练设f(x)=sin 3πx,求f(1)+f(2)+f(3)+…+f(72)的值. 解:∵f(1)=sin3π=23,f(2)=sin 32π=23,f(3)=sin π=0, f(4)=sin 44π=23-,f(5)=sin 35π=23-,f(6)=sin2π=0, ∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=0.而f(7)=sin 37π=sin 3π,f(8)=sin 38π=sin 32π,…,f(12)=sin 312π=sin2π, ∴f(7)+f(8)+f(9)+f(10)+f(11)+f(12)=0.同理f(13)+f(14)+f(15)+f(16)+f(17)+f(18)=0,…,f(67)+f(68)+…+f(72)=0,∴f(1)+f(2)+f(3)+…+f(72)=0.求函数y=a sin +tanα的定义域.活动:让学生先回顾求函数的定义域需要注意哪些特点,并让学生归纳出一些常见函数有意义的要求,根据函数有意义的特征来求自变量的范围.对于三角函数这种特殊的函数在解三角不等式时要结合三角函数的定义进行.求含正切函数的组合型三角函数的定义域时,正切函数本身的定义域往往被忽略,教师提醒学生应引起注意这种情况.同时,函数的定义域是一个集合,所以结论要用集合形式表示.解:要使函数y=a sin +tanα有意义,则sinα≥0且α≠kπ+2π(k ∈Z ). 由正弦函数的定义知道,sinα≥0就是角α的终边与单位圆的交点的纵坐标非负. ∴角α的终边在第一、二象限或在x 轴上或在y 轴非负半轴上,即2kπ≤α≤π+2kπ(k ∈Z ). ∴函数的定义域是{α|2kπ≤α<2π+2kπ或2π+2kπ<α≤(2k+1)π,k ∈Z }. 点评:本题的关键是弄清楚要使函数式有意义,必须sinα≥0,且tanα有意义,由此推导出α的取值范围就是函数的定义域. 变式训练求下列函数的定义域: (1)y=sinx+cosx;(2)y=sinx+tanx; (3)y=xxx tan cos sin +;(4)y=x sin +tanx.解:(1)∵使sinx,cosx 有意义的x ∈R ,∴y=sinx+cosx 的定义域为R .(2)要使函数有意义,必须使sinx 与tanx 有意义.∴有⎪⎩⎪⎨⎧+≠∈2ππk x R x∴函数y=sinx+tanx 的定义域为{x |x≠kπ+2π,k ∈Z }. (3)要使函数有意义,必须使tanx 有意义,且tanx≠0.∴有⎪⎩⎪⎨⎧≠+≠πππk x ,k x 2(k ∈Z ),∴函数y=xx x tan cos sin +的定义域为{x |x≠2πk ,k ∈Z }.(4)当sinx≥0且tanx 有意义时,函数有意义,∴有⎪⎩⎪⎨⎧+≠+≤≤2x ,1)(2k 2k ππππk x (k ∈Z ). ∴函数y=sinx +tanx 的定义域为 [2kπ,2kπ+2π)∪(2kπ+2π,(2k+1)π](k ∈Z ). 知能训练 课本本节练习.解答: 1.sin67π=21-;cos 67π=23-;tan 67π=33点评:根据定义求某个特殊角的三角函数值. 2.sinθ=135;cosθ=1312-;tanθ=125-. 点评:已知角α终边上一点的坐标,由定义求角α的三角函数值. 3.点评:熟悉特殊角的三角函数值,并进一步地理解公式一. 4.当α为钝角时,cosα和tanα取负值.点评:认识与三角形内角有关的三角函数值的符号. 5.(1)正;(2)负;(3)零;(4)负;(5)正;(6)正.点评:认识不同位置的角对应的三角函数值的符号. 6.(1)①③或①⑤或③⑤;(2)①④或①⑥或④⑥; (3)②④或②⑤或④⑤;(4)②③或②⑥或③⑥. 点评:认识不同象限的角对应的三角函数值的符号. 7.(1)0.874 6;(2)3;(3)0.5;(4)1.点评:求三角函数值,并进一步地认识三角函数的定义及公式一. 课堂小结本节课我们给出了任意角三角函数的定义,并且讨论了正弦、余弦、正切函数的定义域,任意角的三角函数实质上是锐角三角函数的扩展,是将锐角三角函数中边的比变为坐标与距离、坐标与坐标的比,记忆方法可用锐角三角函数类比记忆,至于三角函数的定义域可由三角函数的定义分析得到.本节课我们重点讨论了两个内容,一是三角函数在各象限内的符号,二是一组公式,两者的作用分别是:前者确定函数值的符号,后者将任意角的三角函数化为0°到360°角的三角函数,这两个内容是我们日后学习的基础,经常要用,请同学们熟记.作业课本习题1.2A组题1—9.设计感想关于三角函数定义法,总的说来就两种:“单位圆定义法”与“终边定义法”.这两种方法本质上是一致的.正因为此,各种数学出版物中,两种定义方法都有采用.在学习本节的过程中可以与初中学习的三角函数定义进行类比、学习.理解任意角三角函数的定义不但是学好本节内容的关键,也是学好本章内容的关键.在教学中,教师应该充分调动学生独立思考和总结的能力,以巩固对知识的理解和掌握.教师在教学中,始终引导学生紧扣三角函数的定义,善于利用数形结合.在利用三角函数定义进行求值时,应特别强调要注意横向联系,即不仅仅能求出该值,还要善于观察该值与其他三角函数值之间的联系,找出规律来求解.(设计者:房增凤)第2课时导入新课思路1.(情境导入)同学们都在一些旅游景地或者在公园中见过大观览车,大家是否想过大观览车在转动过程中,座椅离地面的高度随着转动角度的变化而变化,二者之间有怎样的相依关系呢?思路2.(复习导入)我们研究了三角函数在各象限内的符号,学习了将任意角的三角函数化成0°—360°角的三角函数的一组公式,前面还分析讨论了三角函数的定义域,这些内容的研究,都是建立在任意角的三角函数定义之上的,这些知识在以后我们继续学习“三角”内容时,是经常、反复运用的,请同学们务必在理解的基础上要加强记忆.由三角函数的定义我们知道,对于角α的各种三角函数我们都是用比值来表示的,或者说是用数来表示的,今天我们再来学习正弦、余弦、正切函数的另一种表示方法——几何表示法.我们知道,直角坐标系内点的坐标与坐标轴的方向有关.因此自然产生一个想法是以坐标轴的方向来规定有向线段的方向,以使它们的取值与点的坐标联系起来.推进新课新知探究提出问题问题①:回忆上节课学习的三角函数定义并思考:三角函数的定义能否用几何中的方法来表示,应怎样表示呢?问题②:回忆初中学过的线段,若加上方向会怎样呢?什么是有向线段?活动:指导学生在平面直角坐标系内作出单位圆,设任意角α的顶点在原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边与单位圆相交于点P(x,y),x 轴的正半轴与单位圆相交于A(1,0),过P 作x 轴的垂线,垂足为M;过A 作单位圆的切线,这条切线必平行于y 轴(垂直于同一条直线的两直线平行),设它与角α的终边或其反向延长线交于点T.教师点拨学生观察线段的方向与点P 的坐标.显然,线段OM 的长度为|x|,线段MP 的长度为|y|,它们都只能取非负值. 当角α的终边不在坐标轴上时,我们可以把OM 、MP 都看作带有方向的线段:如果x>0,OM 与x 轴同向,规定此时OM 具有正值x;如果x<0,OM 与x 轴正向相反(即反向),规定此时OM 具有负值x,所以不论哪一种情况,都有OM=x.如果y>0,把MP 看作与y 轴同向,规定此时MP 具有正值y;如果y<0,把MP 看作与y 轴反向,规定此时MP 具有负值y,所以不论哪一种情况,都有MP=y.引导学生观察OM 、MP 都是带有方向的线段,这种被看作带有方向的线段叫做有向线段. 于是,根据正弦、余弦函数的定义,就有sinα=r y =1y=y=MP, cosα=r x =1x=x=OM.这两条与单位圆有关的有向线段MP 、OM 分别叫做角α的正弦线、余弦线.类似地,我们把OA 、AT 也看作有向线段,那么根据正切函数的定义和相似三角形的知识,就有tanα=x y =OAAT=AT. 这条与单位圆有关的有向线段AT,叫做角α的正切线. 讨论结果:①能.②被看作带有方向的线段叫做有向线段. 提出问题问题①:怎样把三角函数线与有向线段联系在一起?问题②:正弦线、余弦线、正切线在平面直角坐标系中是怎样规定的?当角α的终边变化时,它们有什么变化?活动:师生共同讨论,最后一致得出以下几点:(1)当角α的终边在y 轴上时,余弦线变成一个点,正切线不存在. (2)当角α的终边在x 轴上时,正弦线、正切线都变成点.(3)正弦线、余弦线、正切线都是与单位圆有关的有向线段,所以作某角的三角函数线时,一定要先作单位圆.(4)线段有两个端点,在用字母表示正弦线、余弦线、正切线时,要先写起点字母,再写终点字母,不能颠倒;或者说,含原点的线段,以原点为起点,不含原点的线段,以此线段与x轴的公共点为起点.(5)三种有向线段的正负与坐标轴正反方向一致,三种有向线段的数量与三种三角函数值相同.正弦线、余弦线、正切线统称为三角函数线.讨论结果:①略.②略.示例应用思路1例1 如图7,α,β的终边分别与单位圆交于点P,Q,过A(1,0)作切线AT,交图7射线OP于点T,交射线OQ的反向延长线于T′,点P、Q在x轴上的射影分别为点M、N,则sinα=______________,cosα=______________,tanα=______________,sinβ=______________,co sβ=______________,tanβ=______________.活动:根据三角函数线的定义可知,sinα=MP,cosα=OM,tanα=AT,sinβ=NQ,cosβ=ON,tanβ=AT′.答案:MP OM AT NQ ON AT′点评:掌握三角函数线的作法,注意用有向线段表示三角函数线时,字母的书写顺序不能随意颠倒.变式训练利用三角函数线证明|sinα|+|cosα|≥1.解:当α的终边落在坐标轴上时,正弦(或余弦)线变成一个点,而余弦(或正弦)线的长等于r,所以|sinα|+|cosα|=1.。