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任意角和弧度制及任意角的三角函数
【知识清单】
知识点1.象限角及终边相同的角
1.(1)任意角的分类:
①按旋转方向不同分为正角?负角?零角.
②按终边位置不同分为象限角和轴线角.
(2)终边相同的角:
终边与角α相同的角可写成α+k·360°(k∈Z).
2.弧度制:
①1弧度的角:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.
②规定:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零,|α|=,l是以角α作为圆心角时所对圆弧的长,r为半径.
③用“弧度”做单位来度量角的制度叫做弧度制.比值与所取的r的大小无关,仅与角的大小有关.
3.弧度与角度的换算:360°=2π弧度;180°=π弧度.
若一个角的弧度数为α,角度数为n,则αrad=()°,n°=n·rad.
知识点2.三角函数的定义
1.任意角的三角函数定义:
设α是一个任意角,角α的终边与单位圆交于点P(x,y),那么
(1)点P的纵坐标叫角α的正弦函数,记作sinα=y;
(2)点P的横坐标叫角α的余弦函数,记作cosα=x;
(3)点P的纵坐标与横坐标之比叫角α的正切函数,记作tanα=.它们都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数.
将正弦函数?余弦函数和正切函数统称为三角函数,通常将它们记为:正弦函数y=sinx,x∈R;余弦函数y=cosx,x∈R;正切函数y=tanx,x≠+kπ(k∈Z).
2.三角函数在各象限内的符号口诀是:一全正?二正弦?三正切?四余弦
知识点3.扇形的弧长及面积公式
(1)弧长公式
在半径为r的圆中,弧长为l的弧所对的圆心角大小为α,则|α|=,变形可得l=|α|r,此公式称为弧长公式,其中α的单位是弧度.
(2)扇形面积公式
由圆心角为1rad的扇形面积为=r2,而弧长为l的扇形的圆心角大小为rad,故其面积为S=×=lr,将l=|α|r代入上式可得S=lr=|α|r2,此公式称为扇形面积公式.
(3)弧长公式及扇形面积公式的两种表示
名称
角度制
弧度制
弧长公式
l=
l=|α|r
扇形面积公式
S=
S=r2=lr
注意事项
r是扇形的半径,n是圆心角的角度数
r是扇形的半径,α是圆心角的弧度数,l是弧长
【典例剖析】
高频考点一象限角及终边相同的角
【典例1】(2019·乐陵市第一中学高三专题练习)如果,那么与终边相同的角可以表示为( )
A. B.
C. D.
规律方法】
象限角的两种判断方法
(1)图象法:在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角.
(2)转化法:先将已知角化为k·360°+α(0°≤α<360°,k∈Z)的形式,即找出与已知角终边相同的角α,再由角α终边所在的象限判断已知角是第几象限角.
【变式探究】
1. 若角是第二象限角,试确定的终边所在位置.
【总结提升】
象限角与轴线角(终边在坐标轴上的角)的集合表示
(1)象限角:
象限角
集合表示
第一象限角
{α|k·360°<α<k·360°+90°,k∈Z}
第二象限角
{α|k·360°+90°<α<k·360°+180°,k∈Z}
第三象限角
{α|k·360°+180°<α<k·360°+270°,k∈Z}
第四象限角
{α|k·360°+270°<α<k·360°+360°,k∈Z}
(2)轴线角:
角的终边的位置
集合表示
终边落在x轴的非负半轴上
{α|α=k·360°,k∈Z}
终边落在x轴的非正半轴上
{α|α=k·360°+180°,k∈Z}
终边落在y轴的非负半轴上
{α|α=k·360°+90°,k∈Z}
终边落在y轴的非正半轴上
{α|α=k·360°+270°,k∈Z}
终边落在y轴上
{α|α=k·180°+90°,k∈Z}
终边落在x轴上
{α|α=k·180°,k∈Z}
终边落在坐标轴上
{α|α=k·90°,k∈Z}
高频考点二三角函数的定义
【典例2】已知角的终边过点,且,则的值为( )
A. B. C. D.
【典例3】已知角的终边落在直线y=2x上,求sinα?cosα?tanα的值.
【典例4】已知角的顶点为坐标原点,始边为x轴的正半轴,若是角终边上一点,且,则y=_______.
【规律方法】
1.已知角α终边上一点P的坐标,则可先求出点P到原点的距离r,然后利用三角函数的定义求解.
2.已知角α的终边所在的直线方程,则可先设出终边上一点的坐标,求出此点到原点的距离,然后利用三角函数的定义求解相关的问题.若直线的倾斜角为特殊角,也可直接写出角α的三角函数值.
【变式探究】
(浙江省嘉兴市第一中学期中)
2. 已知角的终边与单位圆交于点,则
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