任意角三角函数的诱导公式教案二。
一、基本概念与原理
在学习任意角三角函数的诱导公式之前,我们首先需要明确三个概念:一个是单位圆,一个是向量,最后一个则是终边。其中,单位圆需要我们用一个圆心在坐标原点、半径为1的圆来表示;向量则是以原点为起点,以终点为终点所表示的有向线段;终边则是以向量为边的线段,其在平面直角坐标系中所占据的位置分别对应着正、负的两个象限。
基于上面的概念,我们可以得出三个基本公式:
(1) $\sin \theta = y$
(2) $\cos \theta = x$
(3) $\tan \theta = \frac{y}{x}$
其中,$x$表示向量在x轴上的投影,$y$则表示向量在y轴上的投影。显然,这三个公式只适用于在第一象限中的角度,当角度超出该范围时,我们就需要使用三角函数的诱导公式来计算其
值。
二、相关公式的推导
在了解了基本概念和公式之后,我们接下来需要推导三角函数的诱导公式,这也是整个教学中的重点和难点。
1.$\sin(\theta + \pi) = -\sin \theta$
我们需要根据勾股定理和三角函数的定义,得到在第二象限中任意角度$\theta$对应的弧上的坐标$(x, y)$:
$x = -\cos \theta, y = \sin \theta$
我们来考虑角度为$\theta + \pi$时对应弧上的坐标$(x', y')$,它们满足以下关系:
$x' = -x = \cos \theta, y' = -y = -\sin \theta$
因此,我们得到:
$\sin(\theta + \pi) = y' = -\sin \theta$
也就是说,当角度为$\theta + \pi$时,$\sin \theta$的值变为其相反数的相反数,即$-\sin \theta$。
2.$\cos(\theta + \pi) = -\cos \theta$
接下来,我们来推导在第二象限中任意角度$\theta$对应的弧上的坐标$(x, y)$:
$x = -\cos \theta, y = \sin \theta$
我们再考虑角度为$\theta + \pi$时对应弧上的坐标$(x', y')$,它们满足以下关系:
$x' = -x = \cos \theta, y' = -y = -\sin \theta$
因此,我们得到:
$\cos(\theta + \pi) = x' = -\cos \theta$
也就是说,当角度为$\theta + \pi$时,$\cos \theta$的值变为其相反数的相反数,即$-\cos \t
heta$。
3.$\tan(\theta + \pi) = \tan \theta$
接下来,我们来考虑角度为$\theta$和$\theta + \pi$时,向量$a$和$a'$的关系:
$a = (\cos \theta, \sin \theta), a' = (-\cos \theta, -\sin \theta)$
因此,我们得到:
$\tan(\theta + \pi) = \frac{-\sin \theta}{-\cos \theta} = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = \tan \theta$
也就是说,当角度为$\theta + \pi$时,$\tan \theta$的值保持不变。
三、应用举例
我们来看一些应用举例,以帮助大家更好地掌握三角函数的诱导公式。
1.给定一个角度$\theta$,求$\sin (2\pi + \theta)$的值。
根据诱导公式,我们有:
三角函数诱导公式推导$\sin (2\pi + \theta) = \sin (2\pi) \cos \theta + \cos (2\pi) \sin \theta = 0 \times \cos \theta + 1 \times \sin \theta = \sin \theta$
因此,$\sin (2\pi + \theta) = \sin \theta$。
2.给定一个角度$\theta$,求$\cos (2\pi - \theta)$的值。
根据诱导公式,我们有:
$\cos (2\pi - \theta) = \cos (2\pi) \cos \theta + \sin (2\pi) \sin \theta = 1 \times \cos \theta + 0 \times \sin \theta = \cos \theta$
因此,$\cos (2\pi - \theta) = \cos \theta$。
通过以上的例子,相信大家已经初步掌握了三角函数的诱导公式,接下来就需要多加练习和巩固,加深对该知识点的理解和熟练度。

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