一. 锐角三角函数的定义。
1.直角三角形的三条边:
如图所示,在直仍三角形ΔABC中,∠C是直角。则AC、BC叫做直角边,AB叫做斜边。∠A、∠B都是锐角。对于∠A来说,AC叫做∠A的邻边,BC叫做∠A的对边。2.锐角三角函数
初中几何课本中给出锐角三角函数的定义,是依据这样一个基本事实:在直角三角形中,当锐角固定时,它的对边、邻边与斜边的比值是一个固定的值。
关于这点,我们看下图,图中的直角三角形AB1C1,AB2C2,AB3C3,…都有一个相等的锐角A,即锐角A取一个固定值。如图所示,许许多多直角三角形中相等的那个锐角叠合在一起,并使一条直角边落在同一条直线上,那么斜边必然都落在另一条直线上。不难看出:
B1C1∥B2C2∥B3C3∥…,
∵△AB1C1∽△AB2C2∽△AB3C3∽…,
因此,在这些直角三角形中,∠A的对边与斜边的比值是一个固定的值。
根据同样道理,由“相似形”知识可以知道,在这些直角三角形中,∠A的对边与邻边的比值,∠A的邻边与斜边的比值都分别是某个固定的值。
这样,在△ABC中,∠C为直角,我们把锐角A的对边与斜边的比叫做∠A的正弦,记作SinA;锐角A邻边与斜边的比叫做∠A的余弦,记作CosA;锐角A的对边与邻边的比叫做∠A的正切,记作tgA;锐角A的邻边与对边的比叫做∠A的余切,记作ctgA,于是我们得到锐角A的四个锐角三角函数。
三角函数定义如下:
设∠A=α,并令AC=x,BC=y,AB=r,则α的四个三角函数值定义为:
∠A 的正弦Sinα=?
∠A 的余弦Cosα=?
∠A 的正切tanα=?
∠A 的余切cotα=?
∠A 的正弦、余弦、正切、余切统称为三角函数(高中数学还将会学到其它的三角函数名称)。
锐角三角函数的主要性质:
1. 三角函数值只是一个比值,由角的大小唯一确定,与直角三角形的边长无关。
2.Sinα、Cosα、tanα、cotα均为正值。
3.当0<α<90o时,正弦与正切函数为增函数;余弦与余切函数为减函数
4.对于同一个角α,存在如下的关系:
①平方和关系:
Sin2α+Cos2α=1
②比值的关系:
③倒数关系:
tanα×cotα=1
5. 若α、β互为余角,则有:
Sinα=Cosβ,Cosα=Sinβ,tanα=cotβ,cotα=tanβ
. 0-90°之间的特殊角的各三角函数值:
高中物理计算中经常用到00、300、370、450、530、600、900的角的三角函数的值。现把这些值列在下面的表格中,这些值都是要求记忆的。其它角度的三角函数的值可以查数学用表或用计算器来算。
表格中的370和530角同学们在初中很少遇到,但我们在高中物理中经常要用到它们。其实这两个角也是大家很熟悉的,还记得“勾3股4弦必5”吧?在这个直角三角形中,长为5的边所对的是直角,长为3的边所对的锐角就是370,长为4的边对的角就是530。
.例题
在物理中应用锐角的三角函数,要深刻理解锐角三角函数定义,一般说来注意以下三点方法就够用了:
(1)准确理解锐角三角函数定义。
要熟记每个锐角三角函数是怎样规定的,是角的哪条边与哪条边的比;在具体应用定义时,要注意分清图形中,哪条边是角的对边,哪条边是角的邻边,哪条边是斜边。
例1. 求出图中sinD,tgE的值。
解:(1)因为斜边DE=
(2)角A的锐角三角函数值与三角形的大小,即边的长短无关。
根据这一点,我们在已知一个角的任意一个三角函数时,可以通过画直角三角形的办法来求出这个角的所有的三角函数的值,而不一定要知道这个角究竟是多少度的角。
例2,已知A是锐角,tanA=0.75,求SinA、CosA的值。
分析与解答:
因为tanA=0.75,即∠A的对边与邻边的比值是0.75,我们把这个比值化为最简单的整数比即
为3:4,所以我们可以画一个直角三角形,(如图,各边的长度不一定要很准确)。它的两条直角边的长分别是3和4,那么由勾股定理可得,斜边的长度为:
(3)熟记特殊角的三角函数的值。
例3.α为锐角,试比较sinα与cosα的大小。
分析与解答:
先分析比较特殊角的三角函数的值的特点。可知
当α=45o时,sinα=cosα所以这题要按锐角α的取值范围来讨论:0o<α<45o,α=45o以及45o<α<90o来讨论。
⑴当0o<α<45o时,显然,α<90o-α
∴sinα< sin(90o-α),即sinα<cosα
⑵当α=45o时,sinα=cosα
⑶当45o<α<90o时,显然α>90o-α
∴sinα> sin(90o-α) 即sinα>cosα
第二课时 有效数字、科学计数法、角的弧度制
一.有效数字
物理学是一门以实验为基础的学科。实验方法是我们研究和解决物理问题的一种基本方法,做物理实验时,不仅要观察物理现象,还要到现象中的数量关系,这就需要知道物理量的具体数值。要知道物理量的具体数值,就必须进行测量。而测量的结果不可能是绝对精确的,测量值与真实值之间的差异,就是我们初中学过的误差。
由于测量结果总是有误差的,所以测得的数据就只能是近似数。例如,用毫米刻度尺测量物理课本的长度时,测量值是27.86厘米。这个结果的最末一位数字6就是估计出来的,是不可靠的数字,但是仍然是有意义的,仍然要写出来。像这种带有一位不可靠数字的近似数,叫做有效数字。
在有效数字中,2.7,2.70,2.700的含义是不一样的,它们分别代表二位、三位、四位有效数字。2.7表示最末的一位数7是不可靠的,而2.70,2.700则表示最末位的0是不可靠的。所以,小数点后面的“0”是有意义的,不能随便舍掉或添加。
小数的第一个非0数字前面的“0”是用来表示小数点位置的,不是有效数字。例如:0.92、0.085、0.0063都只有两位有效数字。
所以,对一个数的有效数位的确定方法是:从这个数的最左边第一个不为0的数开始向右数,有几位该数就有几个有效数字。例如:三角函数表格0到900.000333000,这个数的有效数字位数是6位。
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