1、5.2.1 5.2.1 三角函数的概念三角函数的概念 本节课选自普通高中课程标准数学教科书-必修第一册(人教 A 版)第五章三角函数, 本节课是第 3 课时,这是节关于任意角的三角函数的概念课. 三角函数是高中范围内继指数函数、 对数函数和幂函数之后学习的函数,是函数的一个下位概念, 与指对数函数、幂函数属于同一抽象(概括)层次。它是一种重要的基本初等函数,是解决实际问题的 重要工具,也是学习数学中其他知识内容的基础。 在初中,学生已学过锐角三角函数,知道直角三角形中锐角三角函数等于相应边长的比值。 在此 基础上,随着角的概念的推广,引入弧度制,相应地将锐角三角函数推广为任意角的三角函数,此时
2、它 与三角形已经没有什么关系了。任意角的三角函数是研究一个实数集(角的弧度数构成的集合)到另 一个实数集(角的终边与单位圆交点的坐标或其比值构成的集合)的对应关系。认识它需要借助单位 圆、角的终边以及两者的交点这些几何图形的直观帮助,这里体现了数形结合的思想,由锐角三角函 数到坐标表示的锐角三角函数,再到单位圆上的点的坐标表示的锐角三角函数,直至得到任意角的三 角函数的定义,体现了合情推理的思想方法。本节课将围绕任意角三角函数的概念展开,任意角三角 函数的概念是本节课的重点,能够利用单位圆认识这个概念是解决教学重点的关键。 课程目标课程目标 学科素养学科素养 A.借助单位圆理解任意角三角函数的
3、定 B.根据定义认识函数值的符号,理解诱导 公式一; C.能初步运用定义分析和解决与三角函数 值有关的一些简单问题; D.体验三角函数概念的产生、发展过程, 领悟直角坐标系的工具功能,丰富数形结 合的经验。 1.数学抽象:三角函数的定义; 2.逻辑推理:三角函数概念的推导过程; 3.数学运算:根据定义求三角函数值; 4.直观想象:三角函数定义的推导。 1.教学重点:任意角的三角函数(正弦函数、余弦函数、正切函数)的定义; 2.教学难点:任意角的三角函数概念的建构过程。 多媒体 教学过程 教学设计意图 核心素养目标 一、复习回顾,温故知新 1. 1 弧度角的定义 【答案】等于半径长的圆弧所对的圆
4、心角 2. 角度制与弧度制的换算: 【答案】 30.57 180 1180)(弧度, 3. 关于扇形的公式 【答案】. 2 1 )3( ; 2 1 )2( ;1 2 lRSRSRl)( 4.在初中我们是如何定义锐角三角函数的? 【答案】 .tan,cos,sin a b c a c b 二、探索新知 探究一.角的始边在 x 轴非负半轴,终边 与单位圆交于点 P。当 6 时,点 P 的坐标是什么?当 3 2 2 或 时,点 P 的坐标又是什么?它们唯一 确定吗? 【答案】当 6 时,点 P 的坐标为 ),( 2 1 2 3 。 当 2 时,点 P 的坐标为),( 10。 当 3 2 时,点 P
5、的坐标为)( 2 3 , 2 1 。 探究二 :一般地,任意给定一个角,它的终边 OP 与单位圆交点 P 的坐标能唯一确定吗? 【答案】点 P 的横、纵坐标都能唯一确定。 1.任意角的三角函数定义 设角,是一个任意角,R它的终边与单位圆交于点),(Pyx。 那么(1);sin,sinyy即的正弦函数。记作叫做 (2);cos,cosxx即的余弦函数。记作叫做 通过复习上节知识 和初中所学锐角三 角函数,引入本节新 课。建立知识间的联 系,提高学生概括、 类比推理的能力。 通过探究,让学 能求角的终边与单 位圆的交点坐标,进 而明白其确定性,提 高学生的解决问题、 分析问题的能力。 让学生了解三
6、 角函数的定义,提高 学生分析问题、概括 (3);tan,tan x y x y 即的正切。记作叫做 )0(tanx x y 是 以角为自变量,以单位圆上点的纵坐标与横坐 标的比值为函数值的函数,称为正切函数(tangent function) 正弦函数,余弦函数,正切函数都是以角为自变量,以单位圆上点 的坐标或坐标的比值为函数值的函数,我们将他们称为三角函数. 通常将它们记为:正弦函数 Rxxy,sin 余弦函数 Rxxy,cos 正切函数 )( 2 ,tanZkkxxy 探究三: 在初中我们学了锐角三角函数, 知道它们都是以锐角为自变 量。以比值为函数值的函数,设) 2 , 0( x ,把
7、按锐角三角函数定 义求得的锐角x的正弦记为 1 z,并把按本节三角函数定义求得的 x的正弦记为 1 y。 1 z与 1 y相等吗?对于余弦、正切也有相同的结论 吗? 【答案】都相等 例 1. 求 3 5 的正弦、余弦和正切值. 变式:把角 3 5 改为 6 7 呢? 【答案】, 2 1 6 7 sin 2 3 6 7 cos 3 3 6 7 tan 例2. 如图,设是一个任意角,它的终边上任意一点 P(不与原 点 O 重合)的坐标为(x,y),点 P 与原点的距离为 r。求证: .tan,cos,sin x y r x r y 探究四.1.根据三角函数的定义,确定三角函数的定义域。 三角函数
8、定义域 siny R cosy R tany )( 2 Zkk 2.确定三角函数值在各象限的符号。 能力。 通过探究让学 生理解锐角的三角 函数与任意角的三 角函数的关系。提高 学生分析问题的能 力。 通过例题让学生学 会根据三角函数的 定义求角的三角函 数值,提高学生解决 问题的能力。 通过探究让学生明 白三角函数的定义 域及在各象限的符 号,提高学生分析问 题、概括问题的能 力。 通过例题巩固三角 函数的正负,提高学 口诀:一全正,二正弦,三正切,四余弦。 例3. 求证:角为第三象限角的充要条件是 0tan 0sin . 【答案】见教材 思考: 如果两个角的终边相同, 那么这两个角的同一三
9、角函数值有何 关系? 终边相同的角的同一三角函数值相等(公式一) tan)2tan( cos)2cos( sin)2sin( k k k ,其中,zk。 作用:利用公式一,可以把求任意角的三角函数值,转化为 求)3600(20 或角的三角函数值 . 例 4 确定下列三角函数值的符号: .3tan)4();672tan()3(); 4 sin()2( ;250cos1 )( 例 5 求下列三角函数值: ). 6 11 tan()3( ; 4 9 cos2);001. 0(011480sin1 )(精确到)( 生解决问题的能力。 通过例题让学生 理解判断任意角的 三角函数值的正负 及求值,提高学生
10、解 决问题的能力。 三、达标检测 1sin(315 )的值是( ) A 2 2 B1 2 C. 2 2 D.1 2 【答案】【答案】C 【解析】sin(315 )sin(360 45 )sin 45 2 2 2.已知角 终边过点 P(1,1),则 tan 的值为( ) A1 B1 C. 2 2 D 2 2 【答案】【答案】B 【解析】由三角函数定义知 tan 1 1 1. 3在平面直角坐标系 xOy 中,角 与角 均以 Ox 为始边, 它们的终边关于 x 轴对称,若 sin 1 5,则 sin _. 通过练习巩固本节 所学知识,通过学生 解决问题的能力,感 悟其中蕴含的数学 思想,增强学生的应
11、 用意识。 任意角三角函数的第一节课,其中心任务应该是让学生建立起计算一个任意角的三角函数与其 边上点的坐标之间的关系,并在此基础上初步建立任意角三角函数概念的意义。如,计算方法、定 义域、值域、符号表示、有关结论(与点的位置的选取无关)后,首先提供“坐标系”作为脚手架, 引发学生的认知冲突一“在坐标系下,如何研究一个任意角的三角函数?”并以坐标系为平台,有层 次的研究随角的变化,即第一象限下的锐角(认识研究方法的变化,以及符号表示的变化 0-2范围 内的角(认识该范围内角的三角函数的表示方法, 特别是值域的变化)不同象限下终边相同的角(逐渐 形成计算一个任意角的三角函数的操作过程)。 锐角三
12、角函数概念教学时如果是先给一个锐角,再构造三角形,而不是家当前大多数教材中采 用的直接放在一个直角三角形下,对学生概念的迁移会更有帮助。 【答案】1 5 【解析】设角 的终边与单位圆相交于点 P(x,y), 则角 的终边与单位圆相交于点 Q(x,y), 由题意知 ysin 1 5,所以 sin y 1 5. 4求值:(1)sin 180 cos 90 tan 0 . (2)cos25 3 tan 15 4 . 【解析】 (1)sin 180 cos 90 tan 0 0000. (2)cos25 3 tan 15 4 cos 8 3 tan 4 4 cos 3tan 4 1 21 3 2. 四、小结 1. 内容总结 三角函数的概念. 三角函数的定义域及三角函数值在各象限的符号. 诱导公式一. 2. 方法总结 运用了定义法、公式法、数形结合法解题. 3. 体现的数学思想 化归的思想,数形结合的思想. 五、作业 习题 5.2 1.(1)、(2) 2 题 通过总结,让学生 进一步巩固本节所 学内容,提高概括能 力,提高学生的数学 运算能力和逻辑推 理能力。