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打印  送给朋友  网友讨论 2001-1-9 阅读次数:12866 

任意角的三角函数
刘青

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.)

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“-”.

师:完全正确.由于r=>0,所以我们可以看出,sinπ的符号与谁的符号一致?

生:与y的符号一致.

师:好的.现在正弦函数的问题咱们已经解决了,下面该确定余弦函数的函数值在各个象限内的符号了.我想,得出正确结论已经不是什么难事了.只是如果请你说,你能叙述得完整

吗?另外,你还有没有别的办法解决这个问题?

生:余弦函数cos α=xr,我们知道r=>0,它的值永远是正的,所以cos a的符号是由x确定的,而且与x的符号相同.x是角α所在象限内的点的横坐标,所以当角a在第一象限内时,cos α的符号为“+”,当角α在第二或第三象限时,cos a的符号为“-”,而当角α在第四象限时,cos α的符号为“+”.

师:回答得很好.各个量之间的关系都说得非常清楚、准确.

生:还可以简单地记为:余弦函数值的符号与x的符号一致.

师:也对.只是这个结论前的一些推理咱们必须清楚.

正切函数tan α=在各个象限内的符号又是怎样的?

生:对于第一、三象限内的角,正切值为正的,因为此时x,y同号;对于第二、四象限内的角,正切值为负的,因为此时x,y异号.

师:完全正确.我们研究清楚了正弦、余弦、正切函数的函数值在各个象限内的符号,剩下的三个三角函数的函数值在各个象限内的符号就好确定了.为什么?

生:因为余切值()与正切值()互为倒数,所以它们的符号一致,同理,正割值()与余弦值()的符号一致,而余割值()与正弦值()的符号一致.

师:很好.为了便于记忆,我们不妨把刚才的结论总结于坐标系中,看看这种直观、形象的方式是否适合于你?(板书)

师:现在我们知道了三角函数的数值是由角的终边的位置决定的.显然,当两个角相差

360°的整数倍时,它们俩的终边相同,所以它们的同一个三角函数的值相等.由此得到一组公式(公式一).

(板书)

        

师:这组公式使我们可以把任意角的三角函数值的问题,转化为0°~360°(或0~2π)间的角的三角函数值的问题.(板书)

例3   确定下列各三角函数值的符号.

    (1)cos 250°;    (2)sin(-);    (3)tan(-672°10′)

(教师边分析边板书)

解    (1)因为250°是第三象限的角,所以cos 250°<0.

(2)(由学生口述完成)因为-是第四象限角,所以sin (-)<0.

(3)(由学生解)

因为tan(-672°10′)=tan(-2×360°+47°50′)=tan 47°50′,又因为47°50′是第一象限角,所以tan (-672°10′)>0.

师:下面咱们接着做例4.(板书)

例4   根据条件sin<0且tan>0,确定是第几象限角.

(教师边讲边写)

解    为sin<0,所以在第三象限或第四象限,或的终边落在y轴的负半轴上.

因为tan>0.所以在第一象限或第三象限.

由于sin <0与tan>0同时成立,所以在第三象限.

师:下面咱们小结一下这节课,这节课的主要内容是任意角三角函数的定义,通过对这一定义的学习,我们掌握六个三角函数的定义域,要会利用定义,求出各三角函数在每个象限的符号并且记住各结论.要知道公式一的理论依据就是任意角三角函数的定义,当然还要掌握公式一.

作业:课本P138练习一第1,2,3,4,5,6题.其中第2,3题写在书上,其余的写在本上.

课堂教学设计说明

1.复习锐角三角函数.

2.讲解任意角三角函数的定义.

3.用列表的形式总结出各个三角函数的定义域.

4.例1是三角函数定义的最简单、直接的应用.例2是应用任意角三角函数的定义解题.

5.利用三角函数的定义和各象限内点的坐标的符号,确定各三角函数值在每个象限的符号.

6.诱导公式一

    

7.例3和例4.

8.小结、作业.

为什么要采取以上步骤呢?因为本节课的重点和难点就是任意角三角函数的定义,而其余内容均是关于任意角的函数的定义的应用,所以对于这一定义,不仅安排了复习锐角的三角函数,而且还安排了两道应用定义的例题,即例1和例2.此外,三角函数与学生们以往所学过的函数从形式上看区别很大,有的学生可能一时找不对自变量,所以,在讲课时注意强调了三角函数的自变量是角,并在此基础上,应用新学的任意角三角函数的定义,求出各个三角函数的定义域.

应用三角函数的定义,可判断出三角函数在各个象限的符号.对于这点,教师觉得学生完全有能力自己完成,所以,这块知识是以教师提问学生回答,最后一起做总结的形式完成的.

诱导公式一,也是任意角三角函数定义的再次应用,有了它,我们就可以把求任意角的三角函数值问题,转化为求0°~360°(或0~2π)间角的三角函数值的问题了.

板书设计


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