任意角的三角函数
教学目标
1.使学生切实掌握任意角三角函数的定义.
2.使学生掌握三角函数的定义域及其确定方法.
3.使学生掌握三角函数值在各个象限内的符号.
4.使学生掌握诱导公式一.
教学重点与难点
教学难点为:任意角三角函数的定义.教学重点为:三角函数的定义;三角函数的定义域及其确定方法;三角函数值在各个象限内的符号以及诱导公式一.
教学过程设计
师:我们学过锐角的正弦、余弦、正切、余切中,∠A是锐角,∠C是直角,那么(板书)
师:经过最近几节课的学习,我们知道角的概念已经被推广了,我们现在所说的角可以任意大小的正角、负角和零角,那么任意的三角函数是怎么定义的呢?直角三角形显然不能包含所有的角.
生:借助平面直角坐标系来定义.
师:好的.这位同学可能预习了.任意角三角函数就是在平面直角坐标系内定义的.
设角α是一个任意大小的角,我们以它的顶点为原点,以它的始边为x轴的正半轴Ox,建立直角坐标系(图2),在角α的终边任取一点P,它的横坐标是x,纵坐标是y,点P和原点O(0,0)的距离r= (r总是正的),然后把角α的正弦、余弦、正切、余切、正割、余割分别规定为(板书)
师:以前我们就知道,图1中的四个比值的大小仅与角A的大小有关,而与直角三角形的大小无关;同样,在图2中,六个比值的大小也仅与角α的大小有关,而与点P在角αα的终边上的位置无关.
师:下面咱们一起来看这六个三角函数,自变量是什么?是x?是y?是r?还是角a?大家讨论一下.
生:……
师:通过大家的讨论,咱们可以看出,只要角α确定了,就能在它的终边上取点,从而可确定x,y,计算出r的值,所以自变量应是角α.
这些函数的函数值是什么呢?
生:两个量的比值.
师:也就是说是个实数.
由于角的集合与实数之间可以建立一一对应关系,三角函数可以看成是以实数为自变量的函
数,即
实数→ 角(其弧度数等于这个实数) → 三角函数值(实数)
也就是说,三角函数是以角(实数)为自变量,以比值为函数值的函数.
既然是研究函数,那么就要从函数最主要的内容——三要素入手,而其中又以定义域和对应法则更重要,三角函数的对应法则我们可以由解析式中直接看出.下面我们研究各个函数的定义域.
(这几函数的定义域并不难求,只是务必使学生明确,函数的自变量是角.定义域由学生一一做答,教师最后在黑板上列表总结.)
师:我们已经知道了三角函数的定义,下面我们就该应用定义解题了.请看例1.(板书)
例1 已知角α的终边经过点P(2,-3),求α的六个三角函数值.
师:要求六个三角函数值,我们需要知道哪些量?
生:x,y,r.
师:我们是必须知道这三个量,还是知道其中两个量就行了?
生:只需知道其中的两个量.
师:例1中是否有咱们所需要的两个量?
生:有.x=2,y=-3.
师:好的.这道题就由你来解,你说我往黑板上写.(板书)
解
师:由三角函数的定义,我们知道,已知角α终边上一点的坐标就可以求六个三角函数值,若已知条件是某角的度数或弧度数,那么这个角的终边位置也是唯一确定的,其三角函数值也应是唯一的.这类题目应怎样求它的各个三角函数值呢?下面看例2.(板书)
例2 求下例各角的六个三角函数值.
师:咱们先看角0的六个三角函数值怎么求.
生:没想好.
师:你觉得为什么不好求呢?
生:题目里没给出x,y的值.
师:x,y的值与所给出的角有什么关系?
生:x,y是角的终边上一点的坐标.
师:角的终边上的哪点?
生:可以任意选取.
师:那当然要使所取点的坐越简单越好了,你打算取哪点?
生:取(1,0)点.
师:现在这道题目你会做了吗?
生:会了.
师:你说我来写在黑板上.(板书)
解 在角0的终边上取一点(1,0),所以x=1,y=0,r=x2+y2=1因此
师:这道从题会做了,下面的两道小题也就不成问题了.大家都在笔记本上准备一下,一会儿,我叫几个同学说一下你们的答案.
(2)在角π的终边上任取一点(-1,0),x=-1,y=0,r=1,sin π=0,cos=-1,tan π=0 cot πα不存在,sce π=-1 ,csc πα不存在;
(3)在角的终边上任取一点(0,-1),x=0,y=-1,r=1,sin =-1,cos=0,tan不存在,cot=0,sec不存在,csc=-1.
师:下一个问题是确定一下各三角函数值在每个象限的符号.
我们知道,当角的概念被推广后,我们常常把角放到平面直角坐标系中讨论,当角的顶点与坐标原点重合,角的始边落在x轴的正半轴上时,角的终边落在第几象限,就说这个角是第几象限角.现在,我们又学习了三角函数,若一类三角函数值在同一个象限的符号是一致的,那我们既可以根据角所在象限确定出相应的三角函数的符号,又可以利用三角函数的符号确定出角所在的象限了.
下面咱们先看正弦函数的函数值在各个限内的符号.(请好学生回答)
生:对于sin α,当角α在第一象限内时,它的符号是正的,当角α在第二象限时,……
师:等等,你所说的第一条结论正确,你能不能把你的解题方法具体地告诉我们?(尽量突出这节课的主要内容.)函数的定义域怎么算
生:根据三角函数的定义,sin α=,当角a是第一象限角时,也就是说,角α的终边落在第一象限内,而第一象限内的点的坐标都是正的,所以sin α>0.
师:解题思路非常清楚,就是下结论前的叙述显得有点匆忙,不够确切.咱们看这样说是不是更好些?前边的就用他的说法,接着说,第一象限内的点的纵坐标都为正数,也就是y>0,而r=,也一定大于零,所以得出结论,sin α>0,符号为“+”.
师:这个结论一经推出,其余问题我们也就都会解决了.下面我们再把角落在第二、第三、四象限内,将正弦函数的函数值的符号确定一下.
生:正弦函数sin α=yr,当角a在第二象限时,sin α的符号为“+”;当角α在第三象限时,sin α的符号为“-”;当角α在第四象时,sin α的符号也为“-”.
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