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(修正版)什么?还有三角函数线!三角函数还能看图说话?

 钺YUE 2022-01-21

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音乐是一个很奇妙的东西,它无体无身,但它总是可以调节人们的情绪!


数涵妙理总堪寻,道通功成浅亦深!大家好,我是麒麟子,我和我的数学故事都还在路上!


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勘误说明

之前分享的三角函数线内容中,关于正切线的分析出现失误,错把正弦线的内容放到了正切线的位置,也有很多粉丝私信我这个问题,首先给大家说声抱歉,今天这期是修正之后的版本,希望本期的内容能够帮到大家,感谢大家的支持和关注!

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 前情回顾

我们已经讨论了任意角和弧度制的知识:
1、任意角将我们以前学的角的概念进行了推广,角的范围不再有限制;
2、角度制到弧度制的转化使得我们可以更简洁,更方便地讨论三角函数的内容,三角函数和其他数学内容实现了统一。
往期分享的内容想进一步回顾的话,点击下方蓝色链接

1、知识点

▶ 任意角和弧度制——基本知识点总结!

▶ 任意角和弧度制加强巩固——小题狂练!

2、例题
▶ 三角函数1——图像性质!
    视频讲解
▶ 三角函数基本功
▶ 一题足矣,彻底秒杀这类象限角的例题!
▶ 三角函数的诱导公式!

 本期数学分享——有趣的三角函数线

任意角和弧度制只是学习“三角函数”的预备知识,这些准备知识为我们后续讨论三角函数做了很好的铺垫。要真正了解三角函数,离不开一个重要的工具——单位圆!

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三角函数规范化定义

我们讨论的三角函数主要是正弦函数sin、余弦函数cos、正切函数tan。三角函数最严谨的定义,当然是通过单位圆进行定义:

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在平面直角坐标系xoy中设∠θ的始边为x轴的正半轴,设点P(x,y)为∠θ的终边与单位圆的交点,则:

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三角函数依据半径为1中心为原点的单位圆来定义。单位圆定义允许三角函数对所有正数和负数角都有定义,而不只是对于在 0 和 π/2弧度之间的角。这就是单位圆定义相比于三角形定义的优势!

三角函数线

三角函数线(Trigonometric function line)是正弦线、余弦线、正切线、余切线、正割线和余割线的总称,是三角函数的几何表示。而我们主要讨论的就是正弦线、余弦线、正切线三个!
根据上图三角函数定义式可知,上图所示的一些线段的长度等于某些三角函数的绝对值。如果我们去掉绝对值,引入向量的概念。这些向量叫做三角函数线。

预备知识

规定了方向(起点和终点)的线段称为有向线段(与向量有区别),类似地可以把规定了正方向的直线称为有向直线。若有向线段AB在有向直线l上或与有向直线l平行,根据有向线段AB与有向直线l的方向相同或相反,分别把它的长度添上正号或负号,这样所得的数,叫做有向线段的数量,记为AB。 

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上图中:有向线段AB和BA的关系为BA=-AB

正弦线

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余弦线

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正切线

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 总结

苏轼在《题西林壁》诗中写到:横看成岭侧成峰,远近高低各不同。同样是观察同一个事物,角度不同,可能会有不一样的结果。
三角函数线是三角函数的图形化表示,体现了数学中的“数形结合”的数学思想方法,同时也给我们提供了一种理解三角函数更为有趣的思路,相当于我们从几何的角度看待三角函数。这也是一种别样的视角,当然也会给我们带来一些处理问题的新思路,三角函数线在以下几个方面都有应用,这就需要大家在之后的学习中主动去体验啦!
  • 解三角函数中不等式;

  • 三角函数不等式的证明;

  • 比较三角函数值的大小;

  • 证明三角恒等变换公式。

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数学的探寻之路也许会充满荆棘,但这趟旅途中一定也会有很多意外的惊喜,希望大家保持热情,保持好奇,在数学这趟看不见尽头的旅程中开心的驰骋下去吧!
数缺形时少直观,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休。
——华罗庚 中国数学家

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