7.3

三角函数的概念

借助单位圆坐标定义任意角的正弦、余弦和正切。

12 分钟三角函数
本文章目录

01 · 出发点

用单位圆坐标定义任意角的三角函数

直角三角形中的边长比只能直接处理锐角。把角的终边与单位圆相交,交点坐标就能为任意角定义正弦和余弦。

单位圆方法同时展示了函数值符号、取值范围和周期性。终边相同的角落在同一点,因此具有相同三角函数值。

02 · 概念

正弦、余弦与正切的定义

角 α 的终边与单位圆交于 P(x,y),定义 cos α=x、sin α=y;当 x≠0 时,tan α=y/x。正切在终边位于 y 轴时无定义。

由单位圆坐标可知 sin α、cos α 的值域均为 [-1,1]。各象限符号由 x、y 正负决定:第一象限全正,第二象限正弦正,第三象限正切正,第四象限余弦正。

03 · 方法

由终边信息求三角函数值

  1. 01

    把终边上的点归一化到单位圆,或用点坐标除以到原点距离 r。

  2. 02

    根据所在象限确定正弦、余弦和正切的符号。

  3. 03

    代入坐标定义计算,并检查正弦、余弦绝对值不超过 1、正切分母不为零。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1由单位圆点坐标求值

角 α 的终边与单位圆交于 P(-3/5,4/5),求 sin α、cos α、tan α。

  1. 1

    点坐标满足 (-3/5)²+(4/5)²=1,确实位于单位圆上。

  2. 2

    由定义,横坐标给出 cos α=-3/5,纵坐标给出 sin α=4/5。

  3. 3

    横坐标非零,所以 tan α=(4/5)/(-3/5)=-4/3。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 单位圆交点纵坐标是正弦,横坐标是余弦。
  • 正切等于正弦与余弦之比且要求余弦非零。
  • 象限决定三角函数值的符号。