任意角三角函数 正弦函数和余弦函数的定义与诱导公式
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正弦函数和余弦函数的定义与诱导公式
尝试回忆
1、1弧度的角
;2、角度制与弧度制的互化;3、弧长公式及扇形面积公式;4、用弧度
制表示第一象限内的角的集合
和x轴上的角的集合。
2、特别注意:角度与弧度不要混用。如
k
90
0
,kZ
,应写成
k180
0
90
0
,kZ
或
k
2
,kZ
3、初中所学的锐角的正、余弦函数是如何定义的?
探究新知
1、单位圆
在直角坐标系中,以原点为圆心,以单位长为半径的圆,称为单位圆。
单位长:可以是1cm、1m、1km、1光年等。单位圆可根据需要移到其它地方。
2、任意角的正、余弦函数定义
在直角坐标系中,给定单位圆,对于任意角α,使角α的顶点
与原点重合,始边与x
轴正半轴重合,终边与单位圆交于点P(u,v),则交点P的纵坐标v叫作角α
的正弦函数,
记作v=sinα; 点P的横坐标u叫作角α的余弦函数,记作u=cosα.
α
通常,用x表示自变量,用x表示角的大小,用y表示函数值,因此
y
定义任意角的三角函数y=sinx和y=cosx,定义域为R,值域为[-1,1]。
P(a,b)
设点P(a,b)是角α终边上除原点之外的任意一点,记
ra2
b
2
则定义
sin
O
x
ba
,cos
.
更具有一般性。
rr
3、三角函数值的符号
根据定义,三角函数值的符号仅与点P的纵、横坐标的符
号有关。sinα在一、二象限
为正,三、四象限为负;cosα在一、四象限为正,二、三象限为负.
轴线角的正余弦函数值
也有符号。
例1功能:会求任意角的三角函数值。其步骤(1)画角;
(2)求交点坐标。可联立方
x
2
y
2
1,
程
解得;(3)求值。
yx.
4、单位圆与周期性 在单位圆中找到角
6
,2
6
,4
6
等与单位圆的交点,说明:(1)终边没变;(2)<
br>交点没变;(3)交点的纵、横坐标没变。从而说明正弦函数值没变,余弦函数值没变。即
si
n(4
6
)sin(2
<
br>6
)sin
6
,cos(4
6
)cos(2
6
)cos
6
.
从而说明终边相同的角的正弦函数值相等,终边相同的角的余弦函数值相等
。即
sin(2k
x)sinx,k(2k
x)co
sx,kZ.
说明:对于任意一个角x,每增加
2
的整数倍,
其正弦函数值、余弦函数值均不变。
所以,正弦函数值、余弦函数值均是随角的变化呈周期性变化的。这
种随自变量的变化函数
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值呈周期性变化的函数叫做周
期函数。特别指出,周期性不是三角函数特有的,一般函数也
有周期性。周期函数的自变量不一定是角。
2
是
ysinx,xR
的周期,则
2k
<
br>,kZ,k0
都是它的周期,并且它的所有周期中有一个最小的正数
2
<
br>,称
2
为它
的最小正周期。同理
2
也是
ycosx,xR
的最小正周期。有的周期函数没有最小正周期,
如
f(
x)2,xR.
任意一个正数都是它的周期,但没有一个最小的正数。
周期函数的严格定
义:一般地,对于函数
f(x)
,如果存在非零常数
T
,对定义域内的任意一个
x
值,都有
f(xT)f(x)
,则称
f(x)为周期函数,
T
为它的一个周期。
单位圆与诱导公式
利用
单位圆的对称性:通过观察角的终边的对称性以及角的终边与单位圆交点坐标的对称
性,探寻角与
,
,
,
等正、余弦函数关系,得到诱导公式。便于推导,
2
y
也方便记忆。把用对称找点的坐标作为重点。
1、角
与
的正、余弦函数关系
P(x,y)
sin(
)sin
,
cos(
)cos
.
2、角
与
的正、余弦函数关系
P’(x,-y)
M
o x
P (x,y)
y
sin(
)sin
,c
os(
)cos
.
sin
(
)sin
,cos(
)cos
.
3、角
与
的正、余弦函数关系
o x
P
1
(-x,-y)
sin(
)sin
<
br>,cos(
)cos
.
也可以由1、2两组公式推出
P (x,y)
y
P
2
(-x,y)
o
P
1
(x,-y)
y
P
1
(-y, x)
M
1
o
M
P (x,y)
x
sin(
)sin(
<
br>
)(sin
)sin
,
c
os(
)cos(
)
cos
.
4、角
与
x
2
的正、余弦函数关系
sin(
)cos
,cos(
)sin
.
22
5、角
与
2
的正、余弦函数关系
sin(
)cos
,co
s(
)sin
.
22
6、任意角
的正、余弦函数的诱导公式
(1)
2k
y
M
1
P (x,y)
o
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P
1
(y, x)
sin(2k
)sin
,cos(2k
)cos
.(kZ)
M
x
y=x
(2)
sin(
)
sin
,cos(
)cos
.
(3)
2
sin(2
)sin
,cos(2
)cos
(4)
sin(
)sin
,cos(
<
br>
)cos
.sin(
)s
in
,cos(
)cos
.
(5)
2
sin(<
br>
)cos
,cos(
)sin
.
sin(
)cos
,cos(
)sin
.
2222
3
补:
2
3
3
3
3
sin(
)
cos
,cos(
)sin
.
sin(
)cos
,cos(
)s
in
.
2222
2k
、
2
、
、
记忆规律:“函数名不变,符号看象限”。即它们的正、
余弦函数值等于
的同名三角函数值,加上把
看成为锐角时,对应的三角函数值的符号。
如把
看成锐角时,
2
终边在第四象限,其
余弦值为正,函数名称不变,所以
cos(2
)cos
2
,
3
记忆规律:“函数名改变,符号看象限”。即它们的正、余弦函数值等于
2
“余”名:“正
的“余”名三角函数值,加上把
看成为锐角时,对应的三角函数值的符号。<
br>
则余,余则正”。如把
看成锐角时,
终边在
第二象限,其余弦值为负,函数名称改变,
2
所以
cos(
2
)sin
。
7、诱导公式的作用
(1)
可把任意角的三角函数值转化为
0~
2
的三角函数值求出。一般地:负角化
正角
(
),再化成为
0~2
(
2k
),再化成为
0~
限用
,第四象限用
2
.
(2)化简
(3)求值
例1. 求下列函数值
(1) sin(-<
br>
2
求出。第二象限用
,第三象
73
1
π) (2)sin(
); (3)sin(-1650);
4
6
解: (1)
sin(-
7
2
π)=sin(-2π+)=sin=
4
44
2
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(2)<
br>cos(
31
31
7
7
3
)coscos(4
)coscos(
)cos.
6666662
1
2
(3)s
in(-1650)=-sin1650=-sin(4×360+210)=-sin210
=-sin(180+30)=sin30=
例2.化简:
解:原式=1
sin
2
sin
3
sin
sin
3
sin
三角函数诱导公式习
题
一、选择题
1.如果|cosx|=cos(x+π),则x的取值集合是( )
A.-
C.
πππ3π
+2kπ≤x≤+2kπ
B.-+2kπ≤x≤+2kπ
2222
π3π
+2kπ≤x≤+2kπ
D.(2k+1)π≤x≤2(k+1)π(以上k∈Z)
22
2.sin(-
A.
19π
)的值是( )
6
1
2
B.-
1
2
C.
3
2
D.-
3
2
3.下列三角函数:
①sin(nπ+
4π
πππ
);②cos(2nπ+);③sin(2nπ+);④cos[(2n+1)π-];
3636
⑤sin[(2n+1)π-
其中函数值与sin
A.①②
D.①③⑤
π
](n∈Z).
3
π
的值相同的是( )
3
B.①③④ C.②③⑤
4.若cos(π+α)=-
A.-
D.
6
2
6
3
10
π3π
,且α∈(-,0),则tan(+α)的值为( )
5
22
B.
6
3
C.-
6
2
5.设A、B、C是三角形的三个内角,下列关系恒成立的是( )
A.cos(A+B)=cosC B.sin(A+B)=sinC
C.tan(A+B)=tanC
D.sin
ABC
=sin
2
2
二、填空题
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7.若
α是第三象限角,则
12sin(π
)cos(π
)=_________.
8.sin
2
1°+sin
2
2°+
sin
2
3°+…+sin
2
89°=_________.
三、解答题
9.求值:sin(-660°)cos420°-tan330°cot(-690°).
10.证明:
11
11.已知cosα=,cos(α+β)=1,求证:cos(2α+β)=.
33
2sin(π
)cos
1tan(9π
)1
.
tan(π
)1
12sin
2
14.
求证:(1)sin(
(2)cos(
3π
-α)=-cosα;
2
3π
+α)=sinα.
2
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