教学目标
(一)知识目标
1.任意角的概念、弧度制、任意角的三角函数的概念、同角三角函数间的关系、诱导公式;
2.两角和与差的三角函数、二倍角的三角函数;
3.三角函数的图象和性质、已知三角函数值求角.
(二)能力目标
1.理解任意角的概念、弧度的意义;能正确地进行弧度与角度的换算;
2.掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义,并会利用与单位圆有关的三角函数线表示正弦、余弦和正切;了解任意角的余切、正割、余割的定义;掌握同角三角函数的基本关系式;掌握正弦、余弦的诱导公式;
3.掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式;掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式;
4.能正确运用三角公式,进行三角函数式的化简、求值及恒等式证明;
5.会用与单位圆有关的三角函数线画出正弦函数、正切函数的图象,并在此基础上由诱导公式画出余弦函数的图象;理解周期函数与最小正周期的意义;并通过它们的图象理解正弦函数、余弦函数、正切函数的性质;会用“五点法”画正弦函数、余弦函数和函数y=Asin(ωx+<…)的简图,理解A、ω、…的物理意义;
6.会用已知三角函数值求角,并会用符号arcsinx、arccosx、arctanx表示.
(三)德育目标
1.渗透“化归”思想;
2.培养逻辑推理能力;
3.提高解题能力.
教学重点
三角函数公式、三角函数(尤其是正弦函数、余弦函数、正切函数)的图象和性质的应用.
教学难点
灵活应用三角公式,正弦、余弦、正切函数的图象和性质解决问题.
教学方法
讲练结合法
通过讲解强化训练题目,加深对三角函数知识的理解,提高对三角函数知识的应用能力.
教学过程
A组
1.解:(1)Z},
(2)Z},
(3)Z},
(4)Z},-2π,0,2π
评述:这一题目要求我们首先要准确写出集合S,并判断k可取何值时,能使集合S中角又属于所要求的范围.
2.解:由l=|α|r得
cm
cm2
答:周长约44 cm,面积约1.1×10 cm2
评述:这一题需先将54°换算为弧度数,然后分别用公式进行计算.
3.(1)sin4<0;(2)cos5>0;(3)tan8<0;(4)tan(-3)>0.
评述:先判断角所属象限,然后确定其三角函数的符号..
评述:先由已知条件确定角所属象限,然后结合同角三角函数基本关系式,求出另外的三角函数值.
5.解:由sinx=2cosx,得tanx=2
∴x为第一象限或第三象限角
当x为第一象限角时
tanx=2,cotx=,cosx=,secx=,sinx=,cscx=
当x为第三象限角时
tanx=2,cotx=,cosx=-,secx=-,sinx=-,cscx=-
评述:注意灵活使用同角三角函数的基本关系式的变形式,即“1”的妙用,这也是三角函数式化简过程中常用的技巧之一,另外,注意及时使用诱导公式和三角函数图象和性质:当α∈[0,)时,sinα<cosα.
7.解:sin4α-sin2α+cos2α=sin2α(sin2α-1)+cos2α=(1-cos2α)(-cos2α)+cos2α
=-cos2α+cos4α+cos2α=cos4α
评述:注意使用sin2α+cos2α=1及变形式.
8.证明:(1)左边=2(1-sinα)(1+cosα)=2(1-sinα+cosα-sinαcosα)
=2-2sinα+2cosα-sin2α
右边=(1-sinα+cosα)2=[1-(sinα-cosα)]2
=1-2(sinα-cosα)+(sinα-cosα)2
=1-2sinα+2cosα+sin2α+cos2α-2sinαcosα
=2-2sinα+2cosα-sin2α
∴左边=右边
即原式得证.
(2)左边=sin2α+sin2β-sin2α·sin2β+cos2α·cos2β
=sin2α(1-sin2β)+cos2α·cos2β+sin2β
=sin2α·cos2β+cos2α·cos2β+sin2β
=cos2β(sin2α+cos2α)+sin2β=1=右边
∴原式得证
评述:三角恒等式的证明一般遵循由繁到简的原则.
9.解:(1)
将tanα=3代入得,原式=
(2)sinαcosα=tanα·cos2α=tanα·
(3)(sinα+cosα)2=1+2sinαcosα=1+2×
评述:注意挖掘已知条件与所求结论中的三角函数的关系.
10.解:(1)sinπ+cosπ+tan(-π)=sin+cos-tan=
(2)sin2+cos3+tan4≈1.0777
评述:注意灵活应用诱导公式化简后再求值.
11.解:(1)∵sin(π+α)=-=-sinα
∴sinα=
∴cos(2π-α)=cosα=±
当α为第一象限时,cosα=
当α为第二象限时,cosα=-
(2)tan(α-7π)=-tan(7π-α)=tanα
当α为第一象限时,tanα=
当α为第二象限时,tanα=-
评述:要注意讨论角的范围.
12.解:(1)sin378°21′=sin18°21′=0.3148
(2)sin(-879°)=-sin(159°)=-sin21°=-0.3584
(3)sin3=0.1409
评述:要用诱导公式将其转化为锐角三角函数值问题.
13.解:设0<x<2π
x | ||||||
sinx | - | - | - | - | - | |
cosx | - | - | - | - | ||
tanx | -1 | 1 | -1 | - |
14.解:∵cosα=-且π<α<
∴sinα=-,∴tanα=
∴tan(-α)=
评述:仔细分析题目,要做到有的放矢.
15.解:∵sinα=,α为锐角 ∴cosα=
又∵sinβ=,β为锐角 ∴cosβ=
∴cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ=
又∵0<α+β<π,∴α+β=
说明:若先求出sin(α+β)=,则需否定α+β=.
评述:一般地,若所求角在(0,π)上,则一般取此角的余弦较为简便;若所求角在(-,)上,则一般取此角的正弦较为简便.
16.(1)证明:∵
∴tan(A+B)=tan=1=
即:tanA+tanB=1-tanAtanB
∴tanA+tanB+tanAtanB=1
∵(1+tanA)(1+tanB)=1+tanA+tanB+tanAtanB
∴(1+tanA)(1+tanB)=2
(2)证明:由(1+tanA)(1+tanB)=2得
tanA+tanB=1-tanAtanB
又∵0<A<,0<B<
∴tanA+tanB>0
即tan(A+B)=1
又∵0<A+B<π
∴A+B=
(3)解:由上述解答过程可知:
两锐角之和为直角之半的充要条件是(1+tanA)(1+tanB)=2不可以说“两个角A、B之和为的充要条件是(1+tanA)(1+tanB)=2”因为在(2)小题中要求A、B都是锐角.
17.证明:设正方形的边长为1
则tanα=,tanβ=
∴tan(α+β)=
又∵0<α,β<π,∴α+β=
评述:要紧扣三角函数定义.
18.证明:∵0<α,β,γ<
且tanα=<1,tanβ=<1,tanγ=<1
∴0<α,β,γ<
又∵tan(α+β+γ)=1
0<α+β+γ<
∴α+β+γ=45°
20.解:设△ABC的底为a,则腰长为2a
∴sin= cos=
∴sinA=2sincos=
cosA=2cos2-1=-1=
tanA=.
21.证明:p=iv=imsinωt·vmsin(ωt+)=imvmsinωtcosωt=imvmsin2ωt
22.证明:由题意可知:
sin=
cos=
∴sinθ=2sincos=2··=
23.解:由教科书图4—12,可知:
当α为某一象限角时,有:
|sinα|=|Mp|,|cosα|=|OM|
∵|Mp|+|OM|>|Op|=1,
∴|sinα|+|cosα|>1
当α的终边落在坐标轴上时,有|sinα|+|cosα|=1.
因此,角α的正弦绝对值与余弦绝对值之和不小于1.
评述:要注意数形结合这种重要的数学思想的利用.
24.解:(1)由1-tanx≠0,得tanx≠1
∴x≠kπ+且x≠kπ+,k∈Z
∴函数y=的定义域为:
{x|x≠kπ+且x≠kπ+,k∈Z}
(2)由≠kπ+得x≠2kπ+π,k∈Z
∴y=tan的定义域为{x|x≠2kπ+π,k∈Z}
25.解:(1)由cos2x=1.5,得cosx=±
又∵ [-1,1]
∴cos2x=1.5不能成立.
(2)由sinx-cosx=sin(x-)∈[-,]
∴sinx-cosx=2.5不能成立
(3)当x=时,tanx=1
∴tanx+=2有可能成立
(4)由sin3x=-得sinx=-∈[-1,1]
∴sin3x=-成立.
评述:要注意三角函数的有界性.
26.解:(1)当sinx=1时,即x=2kπ+,k∈Z时,
y=+取得最大值.
∴y=+的最大值为+.
使y取得最大值的x的集合为{x|x=+2kπ,k∈Z}.
当sinx=-1时,即x=-+2kπ时.
y=+取得最小值.
∴y=+的最小值为-.
使y取得最小值的x的集合为{x|x=-+2kπ,k∈Z}.
(2)当cosx=-1即x=(2k+1)π时,
y=3-2cosx取得最大值,
∴y=3-2cosx的最大值为5.
使y取得最大值的x的集合为{x|x=2kπ+π,k∈Z}.
当cosx=1,即x=2kπ时
y=3-2cosx取得最小值
∴y=3-2cosx的最小值为1
使y取得最小值的x的集合为{x|x=2kπ,k∈Z}
27.解:(1)y=sinx-cosx(x∈R)=2sin(x-),
∴ymax=2,ymin=-2
(2)y=sinx+cosx=sin(x+),(x∈R)
∴ymax=,ymin=-
28.解:当0≤x≤2π时,由图象可知:
(1)当x∈[,2π]时,角x的正弦函数、余弦函数都是增函数.
(2)当x∈[,π]时,角x的正弦函数、余弦函数都是减函数.
(3)当x∈[0,]时,角x的正弦函数是增函数,而余弦函数是减函数.
(4)当x∈[π,]时,角x的正弦函数是减函数,而余弦函数是增函数.
29.解:(1)由f(-x)=(-x)2+cos(-x)=x2+cosx=f(x)
得y=x2+cosx,x∈R是偶函数
(2)由y=|2sinx|=|2sin(-x)|
得y=|2sinx|,x∈R是偶函数
(3)由y=tanx2=tan(-x)2
得y=tanx2,x≠±(k∈Z)是偶函数
(4)由y=x2sinx=-(-x)2sin(-x)
得y=x2sinx,x∈R是奇函数
30.(1)y=sin(3x-),x∈R
(2)y=-2sin(x+),x∈R
(3)y=1-sin(2x-),x∈R
(4)y=3sin(-),x∈R
31.(1)略
(2)解:由sin(π-x)=sinx,可知函数y=sinx,x∈[0,π]的图象关于直线x=对称,据此可得出函数y=sinx,x∈[,π]的图象;又由sin(2π-x)=-sinx,可知函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象关于点(π,0)对
称,据此可得出函数y=sinx,x∈[π,2π]的图象.
(3)解:把y轴向右(当 >0时)或向左(当 <0时=平行移动| |个单位长度,再把x轴向下(当k>0时)或向上(当k<0时=平移|k|个单位长度,就可得出函数y=sin(x+)+k的图象.
32.解:(1)y=sin(5x+),x∈R振幅是1,周期是,初相是
把正弦曲线向左平行移动个单位长度,可以得出函数y=sin(x+),x∈R的图象;再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),就可得出函数y=sin(5x+),x∈R的图象.
(2)y=2sinx,x∈R
振幅是2,周期是12π,初相是0
把正弦曲线上所有点的横坐标伸长到原来的6倍(纵坐标不变),可以得出函数y=sinx,x∈R的图象;再把所得图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),就可得出函数y=2sinx,x∈R的图象.
33.解:(1)由h=2sin(t+),t∈[0,+∞)
得t=0时,h=cm
即:小球开始振动时的位置在离平衡位置cm处.
(2)当sin(t+)=1时,hmax=2sin(t+)=-1时,hmax=-2
即:小球最高、最低点与平衡位置的距离都是2 cm.
(3)由T=得T=2πs
即:经过2πs,小球往复振动一次.
(4)f=
即:小球每1 s往复振动次.
34.解:(1)由sinx=0,x∈[0,2π] 得x=0,π,2π
(2)由cosx=-0.6124,x∈[0,2π]
得x=0.71π,1.29π或arccos(-0.6124),2π-arccos(-0.6124)
(3)由cosx=0,x∈[0,2π]
得x=,
(4)由sinx=0.1011,x∈[0,2π]
得x=0.03π,1.97π或arcsin0.1011,π-arcsin0.1011.
(5)由tanx=-4,x∈[0,2π]
得x=0.58π,1.58π或π+arctan(-4),2π+arctan(-4)
(6)由cosx=1,x∈[0,2π]
得x=0,2π
B组
1.解:由已知α是第四象限角
得2kπ+<α<2kπ+2π,(k∈Z)
(1)∴kπ+<<kπ+π∴的终边在第二或第四象限
(2)+<<+
即:90°+k·120°<<30°+90°+k·120°
∴的终边在第二、第三或第四象限
(3)4kπ+3π<2α<4kπ+4π
即:2α的终边在第三或第四象限,也可在y轴的负半轴上.
2.解:由题意知
解之得|α|=弧度
答:扇形中心角度数约为143°
3.解:cosα+sinα=cosα·
=cosα·=cosα(-(α为第二象限角)
4.解:由tanα=-
(1)
5.证明:左边=
=
=
=
=sinα+cosα=右边
6.证明:∵xcosθ=a,ycotθ=b,(a≠0,b≠0)
7.证明:(1)左边=
右边=
∴
(2)左边=
8.证明:由tanθ+sinθ=a,tanθ-sinθ=b
得(a2-b2)2=(a-b)2(a+b)2=(2sinθ)2(2tanθ)2=16sin2θ·tan2θ
16ab=16(tanθ+sinθ)(tanθ-sinθ)=16(tan2θ-sin2θ)
=16sin2θ(-1)=16sin2θ=16sin2θtan2θ
∴(a2-b2)2=16ab
9.证明:由3sinβ=sin(2α+β)
得3sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α]
=3sin(α+β)cosα-3cos(α+β)sinα
=sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα
∴2sin(α+β)cosα=4cos(α+β)sinα
∴tan(α+β)=2tanα
评述:等式两边主要是角的差异,应从变换条件中的角入手.
10.解:由已知cos(+x)=,<x<
得:cos2(+x)=2cos2(+x)-1=cos(+2x)=-sin2x=-
∴sin2x=,sin(+x)=-
11.解:(1)当2kπ≤2x-≤2kπ+π,(k∈Z)
即kπ+≤x≤kπ+时
y=3cos(2x-)是减函数
(2)当2kπ+≤-3x+≤2kπ+,(k∈Z)
即-+≤x≤+时
y=sin(-3x+)是减函数
12.解:由
得-+kπ<x<+kπ或+kπ<x<+kπ(k∈Z)
∴函数的定义域为:
(-+kπ,+kπ)∪(+kπ,+kπ),k∈Z
13.解:y=sin2x+2sinxcosx+3cos2x(x∈R)
=1+sin2x+2cos2x=2+sin2x+cos2x
=2+sin(2x+)
(1)周期T==π
(2)当2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z
即-+kπ≤x≤+kπ时,原函数为增函数
∴函数在[-+kπ,+kπ]上是增函数
(3)图象可以由函数y=sin2x,x∈R的图象向左平行移动个单位长度,再向上平行移动2个单位长度而得到
14.证明:由sinβ=msin(2α+β)
得sin[(α+β)-α]=m·sin[(α+β)+α]
即sin(α+β)cosα-cos(α+β)sinα
=m[sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα]
=(1-m)·sin(α+β)cosα
=(1+m)·cos(α+β)sinα
∵m≠1,α≠,α+β≠+kπ(k∈Z)
∴tan(α+β)=tanα
评述:此方法是综合法,利用综合法证明恒等式时,必须有分析的基础,此证法是观察到结论中的角构造:β=(α+β)-α;2α+β=(α+β)+α,证明时有的放矢,顺利完成证明.
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