數(shù)學人教B版必修4課堂探究1.2.2單位圓與三角函數(shù)線

課堂探究探究一作出三角函數(shù)線作三角函數(shù)線的題型主要有兩種：(1)已知角的大小，作三角函數(shù)線，此類題型只需按步驟進行即可；(2)已知函數(shù)值的大小找角，先找出相應(yīng)y或x的值，再找出相應(yīng)的角．【例1】在單位圓中畫出適合下列條件的角α的終邊．(1)sinα＝；(2)cosα＝－；(3)tanα＝2．分析：對于(1)設(shè)角α的終邊與單位圓交于點P(x，y)，則sinα＝y(tǒng)，cosα＝x．所以，要作出滿足sinα＝的角的終邊，只要在單位圓上找出縱坐標為的點P，則OP即為α的終邊，對于(2)，(3)可采用同樣的方法予以處理．解：(1)作直線y＝交單位圓于點P，Q，則OP與OQ為角α的終邊，如圖①．(2)作直線x＝－交單位圓于點M，N，則OM與ON為角α的終邊，如圖②．(3)在直線x＝1上截取AT＝2，其中A的坐標為(1,0)．設(shè)直線OT與單位圓交于點C，D，則OC與OD為角α的終邊，如圖③．評注三角函數(shù)線可以用來求出滿足形如f(a)＝m的三角函數(shù)的角α的終邊，體現(xiàn)了對三角函數(shù)線的深刻理解，同時這也是利用三角函數(shù)解決問題的關(guān)鍵．探究二利用三角函數(shù)線比較大小利用三角函數(shù)線比較大小，先要作出相應(yīng)的三角函數(shù)線，然后觀察三角函數(shù)線的大小和方向．【例2】若θ∈，則下列各式錯誤的是________．(填序號)①sinθ＋cosθ<0；②sinθ－cosθ>0；③|sinθ|<|cosθ|；④sinθ＋cosθ>0．解析：畫出單位圓如圖所示，借助三角函數(shù)線進行判斷．由圖可觀察出，當θ∈時，sinθ>0，cosθ<0，且|sinθ|<|cosθ|．所以①②③正確，④錯誤．答案：④反思通過此題，我們發(fā)現(xiàn)三角函數(shù)線在解決一些與三角函數(shù)有關(guān)的不等式、比較大小等問題時十分快捷有效，所以我們要熟練地畫出一個角的三角函數(shù)線，結(jié)合圖形對比得出結(jié)論．這也是數(shù)形結(jié)合思想的很好體現(xiàn)．探究三利用三角函數(shù)線解不等式用三角函數(shù)線來解基本的三角不等式的步驟：【例3】求函數(shù)f(α)＝的定義域．分析：要使函數(shù)f(α)有意義，則sinα≥．利用三角函數(shù)線可得α的范圍，即為函數(shù)f(α)的定義域．解：要使函數(shù)f(α)有意義，必須使2sinα－1≥0，則sinα≥，如圖所示，畫出單位圓，作x軸的平行直線y＝，交單位圓于兩點P1，P2，連接OP1，OP2，分別過點P1，P2作x軸的垂線，畫出如圖的兩條正弦線，易知這兩條正弦線的值都等于．在[0,2π)內(nèi)，sin＝sin＝．由于sinα≥，故滿足條件的角α的終邊在圖中陰影部分，所以函數(shù)f(α)的定義域為．反思求此類三角函數(shù)定義域的本質(zhì)是求三角不等式(組)的解集，其方法是首先作出單位圓，然后根據(jù)約束條件利用三角函數(shù)線畫出角α終邊所在的區(qū)域(可用陰影部分表示)，然后寫出該區(qū)域內(nèi)角的集合即可．【例4】已知點P(sinα－cosα，tanα)在第一象限，在[0,2π]內(nèi)求α的取值范圍．解：由題意，知如圖所示，由三角函數(shù)線可得故<α<或π<α<．反思根據(jù)三角函數(shù)線可以判斷sinα，cosα，tanα的符號，推出三角函數(shù)的定義域，比較三角函數(shù)值的大小等，更重要的是，由于給出了三角函數(shù)的幾何定義，可以直觀地研究三角函數(shù)，運用數(shù)形結(jié)合思想解決某些實際問題，還可以溝通三角函數(shù)與幾何等其他內(nèi)容的聯(lián)系．探究四三角函數(shù)值與角的關(guān)系由三角函數(shù)定義知：－1≤sinα≤1，－1≤cosα≤1，即三角函數(shù)值是一個數(shù)值，而由弧度制知，數(shù)值與角也是一一對應(yīng)的，如1rad＝．【例5】(1)若角θ在第四象限，試判斷sin(cosθ)·cos(sinθ)的符號．(2)若tan(cosθ)·cot(sinθ)>0，試指出θ所在象限．分析：本題主要考查正弦、余弦函數(shù)的定義和取值范圍，以及它們在各象限函數(shù)值的符號，關(guān)鍵將角α，cosα，sinα看作弧度制下的角．解：(1)因為角θ在第四象限，所以0<cosθ<1<，－<－1<sinθ<0．所以sin(cosθ)>0，cos(sinθ)>0．所以sin(cosθ)·cos(sinθ)>0．(2)由題意，知或所以或即θ在第一或第三象限．探究五易錯辨析易錯點：因忽視角的終邊在坐標軸上而致誤【例6】利用三角函數(shù)線證明|sinα|＋|cosα|≥1．錯解：證明：如圖所示，MP＝|sinα|，OM＝|cosα|．根據(jù)三角形中兩邊之和大于第三邊，易知|sinα|＋|cosα|≥1．錯因分析：上述解法忽視了角α的終邊在坐標軸上的情況，并且正弦線、余弦線是有方向的，不能寫成MP＝|sinα|和OM＝|cosα|．正解：證明：當角α的終邊在x(或y)軸上時，正弦線(或余弦線)變成一個點，而余弦線(或正弦線)的長等于r(r=1