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4. 三角函数

函数的性质、导数及其应用 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 研究角度与单位圆上点坐标关系的函数,核心是正弦、余弦、正切。

从哪来 建立在“1. 集合的概念与表示”之上,将角度视为自变量集合,坐标视为因变量集合。

为什么 为了统一描述周期性现象(如波动、旋转),需建立角度与直角三角形边长比值的映射,消除三角形大小影响。

几何直观法
利用单位圆,强调终边与圆交点坐标 $(x,y)$ 即 $(\cos\alpha, \sin\alpha)$。
适合:空间想象力强、偏好图形化思维的学生。
代数映射法
将三角函数视为从实数集(弧度)到 $[-1,1]$ 或 $\mathbb{R}$ 的映射,强调定义域与值域。
适合:逻辑严密、擅长代数运算、对几何图形不敏感的学生。
应用驱动法
从物理简谐运动或交流电波形切入,展示 $y=A\sin(\omega x+\phi)$ 的实际意义。
适合:对纯数学抽象感到枯燥、喜欢联系实际应用的学生。
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练一道
基础题
已知角 $\alpha$ 终边过点 $P(-3, 4)$,求 $\sin\alpha, \cos\alpha, \tan\alpha$。
变式
若 $\sin\alpha + \cos\alpha = \frac{1}{5}$,且 $\alpha \in (\frac{\pi}{2}, \pi)$,求 $\sin\alpha - \cos\alpha$。
试试手自己判
检测题
已知 $\tan\alpha = 2$,求 $\frac{\sin\alpha + \cos\alpha}{\sin\alpha - \cos\alpha}$ 的值。
看答案和判分标准
答案:$3$
判对标准:
1. 正确利用同角三角函数关系将式子转化为 $\frac{\tan\alpha + 1}{\tan\alpha - 1}$(或等价变形)。
2. 代入 $\tan\alpha=2$ 计算无误。
3. 最终结果为 $3$。若未化简直接求 $\sin, \cos$ 具体值但结果正确,也给分;若符号错误不得分。
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