引言:当前高中数学教材在阐述三角函数的定义时,表述不够明晰,导致学生在理解过程中感到困惑,缺乏系统性的认识。本文旨在提供一个详尽的论述过程,以期帮助学生更清晰地掌握并记忆三角函数的定义
一:任意角的三角函数定义解析:
三角函数的定义核心在于:半径r恒为正值,而其余部分则取决于角终边所在的象限。
三角函数作为数学中的关键概念,主要用来描述直角三角形内角度与边长之间的内在联系。其主要包括正弦(sin)、余弦(cos)、正切(tan)、余切(cot)、正割(sec)以及余割(csc)等六种基本函数。
任意角的三角函数定义如下:在直角坐标系中,任取一个角α的终边上的点P,该点到原点O的距离记作r(且r始终大于0)。设点P的横坐标为x,纵坐标为y。那么,角α的六个三角函数值可以通过以下公式确定:
关键点在于:只要角α的终边位置固定,这些函数值之间的比值关系将保持不变。
这意味着,对于确定的角α,其正弦值sinα、余弦值cosα、正切值tanα、余切值cotα、正割值secα以及余割值cscα都将有唯一确定的值。因为这些函数值会随着角α的变化而变化,当角α取特定值时,这些函数值也相应地被唯一确定。因此,角α的正弦、余弦、正切、余切、正割和余割均可视为角α的函数,这些函数统称为三角函数。显而易见,当角α为锐角或钝角时,上述三角函数的定义与锐角、钝角三角函数的定义完全一致,所以说锐角、钝角三角函数定义实际上是任意角三角函数定义的特殊情形。
1. 正弦(sin):正弦函数的值等于角α终边与单位圆交点的纵坐标y除以半径r,即 sin α = y / r。
2. 余弦(cos):余弦函数的值等于角α终边与单位圆交点的横坐标x除以半径r,即 cos α = x / r。
3. 正切(tan):正切函数的值等于角α的正弦值除以余弦值,即
tan α = sin α / cos α = y / x。
4. 余切(cot):余切函数的值等于角α的余弦值除以正弦值,即
cot α = cos α / sin α = x / y。
5. 正割(sec):正割函数的值等于角α的余弦值的倒数,即
sec α = 1 / cos α = r / x。
6. 余割(csc):余割函数的值等于角α的正弦值的倒数,即
csc α = 1 / sin α = r / y。
特别需要注意的是,这些定义在角度制单位下是适用的,而在弧度制下,一个完整圆周对应于2π弧度。因此,在弧度制下,这些三角函数的定义和性质与角度制下相同,只是度量单位有所不同。
二: 三角函数sinx的深入理解:
定义:变数x的三角函数,实际上是指具有弧度数x的角(或弧)所对应的三角函数值。
例如,若x=1.54,求sinx的值。
下面是对该问题的详细解析:“由于,
又1.541.54弧度’≈88∘14′, 所以\sin 1.54≈sin88∘14′≈0.9995 在任意大小的角、弧以及数之间可以建立起对应的映射关系,这使得我们可以将三角函数理解为角的函数、弧的函数或数的函数。其中,变数x可以根据需要进行解释,既可以视为角,也可以视为弧,或者直接视为数。
三: 三角函数值的正负性规律:
四: 核心总结
1. 三角函数能够用实数(以弧度表示)或角度来表示,通常在研究中,三角函数主要关注弧度形式,其中x为实数。
2. 角的终边位置决定了三角函数值的正负性。 r始终大于0, (x,y)的符号确定正负性,且(x,y)在不同象限时具有不同的符号表现。
学生需要培养从角度到弧度的认知转换能力,
π=180° 即 1弧度=1度/180度.π
x=度数/180度.π 比如30度的弧度表示为30/180.π=1/6π
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