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2024届高考数学一轮复习（新教材人教A版强基版）第四章三角函数与解三角形4.1任意角和弧度制、三角函数的概念课件
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这是一份2024届高考数学一轮复习（新教材人教A版强基版）第四章三角函数与解三角形4.1任意角和弧度制、三角函数的概念课件，共60页。PPT课件主要包含了落实主干知识，探究核心题型，课时精练，2分类，象限角，半径长，2公式，轴线角，－660°等于，－4π等内容，欢迎下载使用。
1.了解任意角的概念和弧度制.2.能进行弧度与角度的互化，体会引入弧度制的必要性.3.借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.
1.角的概念(1)定义：角可以看成一条射线绕着它的 旋转所成的图形.
按旋转方向不同分为 、 、______按终边位置不同分为 和轴线角.
(3)相反角：我们把射线OA绕端点O按不同方向旋转相同的量所成的两个角叫做互为相反角.角α的相反角记为 .(4)终边相同的角：所有与角α终边相同的角，连同角α在内，可构成一个集合S＝ .
{β|β＝α＋k·360°，k∈Z}
2.弧度制的定义和公式(1)定义：把长度等于 的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角，弧度单位用符号rad表示.
3.任意角的三角函数(1)任意角的三角函数的定义：设P(x，y)是角α终边上异于原点的任意一点，其到原点O的距离为r，则(2)三角函数值在各象限内的符号：一全正、二正弦、三正切、四余弦，如图.
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(3)若sin α>0，则α是第一或第二象限角.( )
2.某次考试时间为120分钟，则从开始到结束，墙上时钟的分针旋转了______弧度.
某次考试时间为120分钟，则从开始到结束，墙上时钟的分针顺时针旋转了－720°，即－4π.
3.已知角α的终边经过点P(2，－3)，则sin α＝________，tan α＝_____.
例1 (1)(2023·宁波模拟)若α是第二象限角，则A.－α是第一象限角
D.2α是第三或第四象限角或在y轴负半轴上
对于D，可得π＋4kπ<2α<2π＋4kπ，k∈Z，所以2α是第三或第四象限角或在y轴负半轴上，所以D正确.
延伸探究 若α是第一象限角，则 是第几象限角？
因为α是第一象限角，所以k·360°<α
－675°和－315°
所有与45°终边相同的角可表示为β＝45°＋k×360°(k∈Z)，当k＝－1时，β＝45°－360°＝－315°，当k＝－2时，β＝45°－2×360°＝－675°.
跟踪训练1 (1)若α＝45°＋k·180°(k∈Z)，则α的终边在A.第二或第三象限 B.第一或第三象限C.第二或第四象限 D.第三或第四象限
当k为奇数时，记k＝2n＋1，n∈Z，则α＝225°＋n·360°(n∈Z)，此时α为第三象限角；当k为偶数时，记k＝2n，n∈Z，则α＝45°＋n·360°(n∈Z)，此时α为第一象限角.故α的终边在第一或第三象限.
(2)已知角α的终边在图中阴影部分内，则角α的取值范围为_________________________________________.
{α|30°＋k·180°≤α<105°＋k·180°，k∈Z}
终边在30°角的终边所在直线上的角的集合为S1＝{α|α＝30°＋k·180°，k∈Z}，终边在180°－75°＝105°角的终边所在直线上的角的集合为S2＝{α|α＝105°＋k·180°，k∈Z}，因此，终边在图中阴影部分内的角α的取值范围为{α|30°＋k·180° ≤α<105°＋k·180°，k∈Z}.
例2 已知一扇形的圆心角为α(α>0)，弧长为l，周长为C，面积为S，半径为r.(1)若α＝35°，r＝8 cm，求扇形的弧长；
(2)若C＝16 cm，求S的最大值及此时扇形的半径和圆心角.
方法一 由题意知2r＋l＝16，∴l＝16－2r(0
当且仅当l＝2r，即r＝4(cm)时，S的最大值是16 cm2.此时扇形的圆心角α＝2 rad.
应用弧度制解决问题的方法(1)利用扇形的弧长和面积公式解题时，要注意角的单位必须是弧度.(2)求扇形面积最大值的问题时，常转化为基本不等式或二次函数的最值问题.
跟踪训练2 已知弧长为60 cm的扇形面积是240 cm2，求：(1)扇形的半径；
设扇形的弧长为l，半径为r，面积为S，圆心角为α.
解得r＝8(cm)，即扇形的半径为8 cm.
(2)扇形圆心角的弧度数.
所以点(tan θ，sin α)在第一象限，D正确.
(3)若sin αtan α<0，且 >0，则角α是A.第一象限角 B.第二象限角C.第三象限角 D.第四象限角
由sin αtan α<0，知α是第二象限或第三象限角，
所以角α是第二象限角.
(1)利用三角函数的定义，已知角α终边上一点P的坐标，可以求出α的三角函数值；已知角α的三角函数值，也可以求出点P的坐标.(2)利用角所在的象限判定角的三角函数值的符号时，特别要注意不要忽略角的终边在坐标轴上的情况.
跟踪训练3 (1)已知角α的终边经过点P(－12a,5a)(a<0)，则2sin α＋cs α的值为
(2)sin 2cs 3tan 4的值A.小于0 B.大于0 C.等于0 D.不存在
∴sin 2cs 3tan 4<0.
1.与－2 023°终边相同的最小正角是A.137° B.133° C.57° D.43°
因为－2 023°＝－360°×6＋137°，所以与－2 023°终边相同的最小正角是137°.
3.(多选)已知扇形的周长为10，面积为6，则扇形的圆心角的弧度数为
设扇形的半径为R，弧长为l，
4.(2023·惠州模拟)如果点P(2sin θ，sin θ·cs θ)位于第四象限，那么角θ所在的象限为A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限
∵点P(2sin θ，sin θ·cs θ)位于第四象限，
∴角θ所在的象限是第二象限.
5.(2023·南昌模拟)我国在文昌航天发射场用长征五号运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道，经过两次轨道修正，嫦娥五号顺利进入环月轨道飞行，嫦娥五号从椭圆形环月轨道变为近圆形环月轨道，若这时把近圆形环月轨道看作圆形轨道，嫦娥五号距离月球表面400 千米，已知月球半径约为1 738 千米，则嫦娥五号绕月每旋转 弧度，飞过的路程约为(取π≈3.14)A.1 069千米 B.1 119千米C.2 138千米 D.2 238千米
嫦娥五号绕月飞行半径为400＋1 738＝2 138(千米)，
6.(2022·湖州模拟)“数摺聚清风，一捻生秋意”是宋朝朱翌描写折扇的诗句，折扇出入怀袖，扇面书画，扇骨雕琢，是文人雅士的宠物，所以有“怀袖雅物”的别号.当折扇所在扇形的圆心角为 时，折扇的外观看上去是比较美观的，则此时折扇所在扇形的弦长AB与弧长 之比为
设扇形的弧长为l，半径为r，如图，取AB的中点D，连接OD，
(1)试判断角α所在的象限；
由lg(cs α)有意义，可知cs α>0，所以α是第四象限角.
(2)若角α的终边上一点 ，且|OM|＝1(O为坐标原点)，求m的值及sin α的值.
10.如图，在平面直角坐标系Oxy中，角α的始边与x轴的非负半轴重合且与单位圆相交于点A(1,0)，它的终边与单位圆相交于x轴上方一点B，始边不动，终边在运动.
(1)若点B的横坐标为 ，求sin α的值和与角α终边相同的角β的集合；
11.在平面直角坐标系中，若α与β的终边互相垂直，那么α与β的关系式为A.β＝α＋90°B.β＝α±90°C.β＝α＋90°＋k·360°(k∈Z)D.β＝α±90°＋k·360°(k∈Z)
∵α与β的终边互相垂直，∴β＝α±90°＋k·360°(k∈Z).
12.(多选)已知点P(sin x－cs x，－3)在第三象限，则x可能位于的区间是
由点P(sin x－cs x，－3)在第三象限，可得sin x－cs x<0，
A.1 B.－1 C.3 D.－3
因为△ABC为锐角三角形，
所以sin A>cs B，sin C>cs A，所以θ是第四象限角，
14.在北京冬奥会短道速滑混合接力的比赛中，中国队以2分37秒348的成绩获得金牌.如图，短道速滑的比赛场地的内圈半圆的弯道计算半径为8.5 m，直道长为28.85 m，点O为半圆的圆心，点N为弯道与直道的连接点，运动员沿滑道逆时针滑行，在某次短道速滑比赛最后一圈的冲刺中，运动员小夏在弯道上的P点处成功超过所有对手，并领先到达终点Q(终点Q为直道的中点).若从P点滑行到Q点的距离为31.425 m，则∠PON等于
15.(2023·常州模拟)赵爽是我国古代数学家、天文学家，约公元222年，赵爽在注解《周髀算经》一书时介绍了“勾股圆方图”，亦称“赵爽弦图”，它是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的大正方形.如图所示的是一张弦图，已知大正方形的面积为100，小正方形的面积为20，若直角三角形中较小的锐角为α，则sin αcs α的值为
大正方形的面积为100，则边长为10.
16.如图，点P是半径为2的圆O上一点，现将如图放置的边长为2的正方形ABCD(顶点A与P重合)沿圆周逆时针滚动.若从点A离开圆周的这一刻开始，正方形滚动至使点A再次回到圆周上为止，称为正方形滚动了一轮，则当点A第一次回到点P的位置时，正方形滚动了___轮，此时点A走过的路径的长度为__________.
1.了解任意角的概念和弧度制.2.能进行弧度与角度的互化，体会引入弧度制的必要性.3.借助单位圆理解任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义.
1.角的概念(1)定义：角可以看成一条射线绕着它的 旋转所成的图形.
按旋转方向不同分为 、 、______按终边位置不同分为 和轴线角.
(3)相反角：我们把射线OA绕端点O按不同方向旋转相同的量所成的两个角叫做互为相反角.角α的相反角记为 .(4)终边相同的角：所有与角α终边相同的角，连同角α在内，可构成一个集合S＝ .
{β|β＝α＋k·360°，k∈Z}
2.弧度制的定义和公式(1)定义：把长度等于 的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角，弧度单位用符号rad表示.
3.任意角的三角函数(1)任意角的三角函数的定义：设P(x，y)是角α终边上异于原点的任意一点，其到原点O的距离为r，则(2)三角函数值在各象限内的符号：一全正、二正弦、三正切、四余弦，如图.
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(3)若sin α>0，则α是第一或第二象限角.( )
2.某次考试时间为120分钟，则从开始到结束，墙上时钟的分针旋转了______弧度.
某次考试时间为120分钟，则从开始到结束，墙上时钟的分针顺时针旋转了－720°，即－4π.
3.已知角α的终边经过点P(2，－3)，则sin α＝________，tan α＝_____.
例1 (1)(2023·宁波模拟)若α是第二象限角，则A.－α是第一象限角
D.2α是第三或第四象限角或在y轴负半轴上
对于D，可得π＋4kπ<2α<2π＋4kπ，k∈Z，所以2α是第三或第四象限角或在y轴负半轴上，所以D正确.
延伸探究 若α是第一象限角，则 是第几象限角？
因为α是第一象限角，所以k·360°<α
－675°和－315°
所有与45°终边相同的角可表示为β＝45°＋k×360°(k∈Z)，当k＝－1时，β＝45°－360°＝－315°，当k＝－2时，β＝45°－2×360°＝－675°.
跟踪训练1 (1)若α＝45°＋k·180°(k∈Z)，则α的终边在A.第二或第三象限 B.第一或第三象限C.第二或第四象限 D.第三或第四象限
当k为奇数时，记k＝2n＋1，n∈Z，则α＝225°＋n·360°(n∈Z)，此时α为第三象限角；当k为偶数时，记k＝2n，n∈Z，则α＝45°＋n·360°(n∈Z)，此时α为第一象限角.故α的终边在第一或第三象限.
(2)已知角α的终边在图中阴影部分内，则角α的取值范围为_________________________________________.
{α|30°＋k·180°≤α<105°＋k·180°，k∈Z}
终边在30°角的终边所在直线上的角的集合为S1＝{α|α＝30°＋k·180°，k∈Z}，终边在180°－75°＝105°角的终边所在直线上的角的集合为S2＝{α|α＝105°＋k·180°，k∈Z}，因此，终边在图中阴影部分内的角α的取值范围为{α|30°＋k·180° ≤α<105°＋k·180°，k∈Z}.
例2 已知一扇形的圆心角为α(α>0)，弧长为l，周长为C，面积为S，半径为r.(1)若α＝35°，r＝8 cm，求扇形的弧长；
(2)若C＝16 cm，求S的最大值及此时扇形的半径和圆心角.
方法一 由题意知2r＋l＝16，∴l＝16－2r(0
当且仅当l＝2r，即r＝4(cm)时，S的最大值是16 cm2.此时扇形的圆心角α＝2 rad.
应用弧度制解决问题的方法(1)利用扇形的弧长和面积公式解题时，要注意角的单位必须是弧度.(2)求扇形面积最大值的问题时，常转化为基本不等式或二次函数的最值问题.
跟踪训练2 已知弧长为60 cm的扇形面积是240 cm2，求：(1)扇形的半径；
设扇形的弧长为l，半径为r，面积为S，圆心角为α.
解得r＝8(cm)，即扇形的半径为8 cm.
(2)扇形圆心角的弧度数.
所以点(tan θ，sin α)在第一象限，D正确.
(3)若sin αtan α<0，且 >0，则角α是A.第一象限角 B.第二象限角C.第三象限角 D.第四象限角
由sin αtan α<0，知α是第二象限或第三象限角，
所以角α是第二象限角.
(1)利用三角函数的定义，已知角α终边上一点P的坐标，可以求出α的三角函数值；已知角α的三角函数值，也可以求出点P的坐标.(2)利用角所在的象限判定角的三角函数值的符号时，特别要注意不要忽略角的终边在坐标轴上的情况.
跟踪训练3 (1)已知角α的终边经过点P(－12a,5a)(a<0)，则2sin α＋cs α的值为
(2)sin 2cs 3tan 4的值A.小于0 B.大于0 C.等于0 D.不存在
∴sin 2cs 3tan 4<0.
1.与－2 023°终边相同的最小正角是A.137° B.133° C.57° D.43°
因为－2 023°＝－360°×6＋137°，所以与－2 023°终边相同的最小正角是137°.
3.(多选)已知扇形的周长为10，面积为6，则扇形的圆心角的弧度数为
设扇形的半径为R，弧长为l，
4.(2023·惠州模拟)如果点P(2sin θ，sin θ·cs θ)位于第四象限，那么角θ所在的象限为A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限
∵点P(2sin θ，sin θ·cs θ)位于第四象限，
∴角θ所在的象限是第二象限.
5.(2023·南昌模拟)我国在文昌航天发射场用长征五号运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道，经过两次轨道修正，嫦娥五号顺利进入环月轨道飞行，嫦娥五号从椭圆形环月轨道变为近圆形环月轨道，若这时把近圆形环月轨道看作圆形轨道，嫦娥五号距离月球表面400 千米，已知月球半径约为1 738 千米，则嫦娥五号绕月每旋转 弧度，飞过的路程约为(取π≈3.14)A.1 069千米 B.1 119千米C.2 138千米 D.2 238千米
嫦娥五号绕月飞行半径为400＋1 738＝2 138(千米)，
6.(2022·湖州模拟)“数摺聚清风，一捻生秋意”是宋朝朱翌描写折扇的诗句，折扇出入怀袖，扇面书画，扇骨雕琢，是文人雅士的宠物，所以有“怀袖雅物”的别号.当折扇所在扇形的圆心角为 时，折扇的外观看上去是比较美观的，则此时折扇所在扇形的弦长AB与弧长 之比为
设扇形的弧长为l，半径为r，如图，取AB的中点D，连接OD，
(1)试判断角α所在的象限；
由lg(cs α)有意义，可知cs α>0，所以α是第四象限角.
(2)若角α的终边上一点 ，且|OM|＝1(O为坐标原点)，求m的值及sin α的值.
10.如图，在平面直角坐标系Oxy中，角α的始边与x轴的非负半轴重合且与单位圆相交于点A(1,0)，它的终边与单位圆相交于x轴上方一点B，始边不动，终边在运动.
(1)若点B的横坐标为 ，求sin α的值和与角α终边相同的角β的集合；
11.在平面直角坐标系中，若α与β的终边互相垂直，那么α与β的关系式为A.β＝α＋90°B.β＝α±90°C.β＝α＋90°＋k·360°(k∈Z)D.β＝α±90°＋k·360°(k∈Z)
∵α与β的终边互相垂直，∴β＝α±90°＋k·360°(k∈Z).
12.(多选)已知点P(sin x－cs x，－3)在第三象限，则x可能位于的区间是
由点P(sin x－cs x，－3)在第三象限，可得sin x－cs x<0，
A.1 B.－1 C.3 D.－3
因为△ABC为锐角三角形，
所以sin A>cs B，sin C>cs A，所以θ是第四象限角，
14.在北京冬奥会短道速滑混合接力的比赛中，中国队以2分37秒348的成绩获得金牌.如图，短道速滑的比赛场地的内圈半圆的弯道计算半径为8.5 m，直道长为28.85 m，点O为半圆的圆心，点N为弯道与直道的连接点，运动员沿滑道逆时针滑行，在某次短道速滑比赛最后一圈的冲刺中，运动员小夏在弯道上的P点处成功超过所有对手，并领先到达终点Q(终点Q为直道的中点).若从P点滑行到Q点的距离为31.425 m，则∠PON等于
15.(2023·常州模拟)赵爽是我国古代数学家、天文学家，约公元222年，赵爽在注解《周髀算经》一书时介绍了“勾股圆方图”，亦称“赵爽弦图”，它是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的大正方形.如图所示的是一张弦图，已知大正方形的面积为100，小正方形的面积为20，若直角三角形中较小的锐角为α，则sin αcs α的值为
大正方形的面积为100，则边长为10.
16.如图，点P是半径为2的圆O上一点，现将如图放置的边长为2的正方形ABCD(顶点A与P重合)沿圆周逆时针滚动.若从点A离开圆周的这一刻开始，正方形滚动至使点A再次回到圆周上为止，称为正方形滚动了一轮，则当点A第一次回到点P的位置时，正方形滚动了___轮，此时点A走过的路径的长度为__________.
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