三角函数你真的懂了吗?让我们从角说起!

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数学是一门逻辑很严密的学科,连贯性比较强,都是建立在最基本的定义、概念的基础上的;要把数学学好得多问几个为什么?多思考,得把基本的概念定义弄明白了!比如小学就学过什么叫自然数、合数、质数、分数等等,如果概念都不懂就很难学下去。我个人认为不管你学到什么时候都不要忘了最更本的概念、定义。

今天我们来研究高中数学中的三角函数,是怎么一步步演变而来的!我们先从角开始说起。

一、先有射线

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射线

二、在射线的基础上我们定义了角

来看看初中对角的定义:从一个点出发引出的两条射线构成的几何图形。

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角是平面几何中的一个基本图形,角是可以度量大小的,在小学我们就会用量角器来度量角的大小。在平面几何中角的取值范围:0°~360°

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角的分类

三、研究角的性质,初中我们在直角三角形中定义了三角函数。

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直角三角形

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三角函数

我们都知道在直角三角形中不存在钝角,我们在高中阶段定义了任意角:

一条射线绕着它的端点在平面内旋转形成的图形。

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任意角

在此基础上我们定义了:

正角:按逆时针方向旋转形成的角

负角:按顺时针方向旋转形成的角

零角:一条射线没有作任何旋转形成的角(零角的始边与终边重合)

四、为了便于研究三角函数,于是我们将三角函数定义推广至平面直角坐标系中。

1.锐角开始,借助直角三角形中的定义

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平面直角坐标系中的三角函数

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坐标系中的定义

2.推广至钝角,定义不变:其中P(x,y)中,x<0,y>0

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直角三角形中的钝角

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三角函数定义

角推广至超过180°,甚至超过360°时,“两射线夹角”这个定义显然不能满足需求

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超过180°的角

射线a与b,顺时针方向形成夹角β,逆时针方向形成夹角α,于是角的大小与方向有关。

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射线a与b,所夹锐角为β,但超过周角大小的角α也被它们所夹,于是角的大小与是否超过周角有关。

因此,角的概念推广至:一条射线a,绕着端点旋转至终边b形成角。且逆时针旋转形成正角,顺时针旋转为负角。

把角放在直角坐标系中定义三角函数:

其中,射线a做x轴,a的端点是原点,在终边b上任取一点P(x,y),定义三角函数如下:

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直角坐标系

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三角函数的定义

已知角的终边为直线3x+4y=0,在α终边上任取一点P,

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角终边在直线上

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三角函数

由于直线3x+4y=0是由两条射线构成,因此对应两组三角函数值。

其中α可以表示成

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终边相等的角的集合

任意角三角函数值只与终边位置有关,站在纯代数角考虑,要表示以直线3x+4y=0为终边的α的三角函数值,可以在终边上任取一点P(4a,-3a),则,

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三角函数

下面来看一个高考题:

【2018全国I卷11】已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴非负半轴重合,终边上有两点A(1,a),B(2,b),且cos2α=2/3,则|a-b|=______.

解法一:

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解法一

解法二:

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解法二

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法二

关于三角函数的一些总结,整理好持续更新,特别利用直角三角形在三角函数中的一些巧妙运用,关注我,就不会错过哟!


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