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一、角的概念

三角函数的概念、图像与公式 · 高一
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 由一点引出的两条射线所组成的图形,其中该点为顶点,两条射线为边。

从哪来 本知识点建立在一、函数的定义之上。角可以看作是一个变量(旋转量),其大小由终边位置决定,这与函数中自变量与因变量的对应关系在逻辑结构上具有同构性,为后续引入任意角及三角函数奠定认知基础。

为什么 在几何学中,角最初被定义为两条射线的夹角,这是静态的。但在高一阶段,我们需要引入“运动观点”:角是由一条射线绕其端点旋转而成的。 之所以要这样定义,是因为静态的角无法描述旋转的方向(顺时针或逆时针)和旋转的圈数(超过360度)。通过引入“旋转”这一动态过程,我们可以自然地定义出正角、负角和零角,从而将角的范围从 $[0^\circ, 360^\circ]$ 扩展到任意实数范围。这种扩展是建立三角函数(以角为自变量)的前提,解决了周期现象的数学描述问题。

动态演示法** **适合学生
形象思维强、对抽象定义感到困难的学生。 操作:使用量角器或动态几何软件(如GeoGebra)。固定始边,让终边逆时针旋转,强调“旋转方向”和“旋转量”。让学生亲手操作,观察当终边转过360度继续旋转时,角的大小如何变化。重点区分“位置”与“过程”,强调角是一个量,而不仅仅是图形。
代数映射法** **适合学生
逻辑推理能力强、擅长抽象思维的学生。 操作:回顾函数的定义 $y=f(x)$。指出角 $\alpha$ 可以看作自变量,其终边位置 $P$ 是因变量。虽然多个不同的角(如 $30^\circ, 390^\circ$)对应同一个终边位置,但这并不违反函数定义,因为函数定义允许不同自变量对应同一因变量(多对一)。通过这种类比,让学生理解角的“任意性”和“周期性”在代数结构上的合理性。
生活实例法** **适合学生
对数学应用感兴趣、需要建立直观联系的学生。 操作:以钟表指针为例。分针从12点走到3点,是90度角;如果分针继续走到6点,是180度角;如果分针转了一圈回到12点,是360度角。提问:如果分针转了两圈半,角是多少度?(900度)。由此引出角的大小可以超过360度,且方向不同(顺时针拨表 vs 逆时针拨表)会导致角的正负不同。
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练一道
基础题
已知角 $\alpha = 750^\circ$,求与 $\alpha$ 终边相同的最小正角。
变式
若角 $\alpha$ 的终边在第三象限,求角 $2\alpha$ 的终边可能在哪些象限?
试试手自己判
检测题
已知角 $\alpha$ 的终边与角 $-300^\circ$ 的终边相同,求满足 $-720^\circ < \alpha < 0^\circ$ 的所有 $\alpha$ 的值。
看答案和判分标准
答案:$-300^\circ, 60^\circ$ (注意:$60^\circ$ 不在范围内,需重新计算)。 正确推导: 与 $-300^\circ$ 终边相同的角为 $\alpha = -300^\circ + k \cdot 360^\circ$ ($k \in \mathbb{Z}$)。 当 $k=0$ 时,$\alpha = -300^\circ$,满足 $-720^\circ < -300^\circ < 0^\circ$。 当 $k=1$ 时,$\alpha = -300^\circ + 360^\circ = 60^\circ$,不满足 $< 0^\circ$。 当 $k=-1$ 时,$\alpha = -300^\circ - 360^\circ = -660^\circ$,满足 $-720^\circ < -660^\circ < 0^\circ$。 当 $k=-2$ 时,$\alpha = -300^\circ - 720^\circ = -1020^\circ$,不满足 $> -720^\circ$。 故答案为:$-300^\circ, -660^\circ$。
判对标准:
1. 正确列出通解公式 $\alpha = -300^\circ + k \cdot 360^\circ$。
2. 正确代入整数 $k$ 值进行筛选。
3. 最终答案包含且仅包含 $-300^\circ$ 和 $-660^\circ$。
4. 若只写出 $-300^\circ$ 或只写出 $-660^\circ$,判为部分正确;若写出 $60^\circ$,判为错误。
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