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三角函數是高中數學的重要內容,主要研究角度與邊長之間的關係。它從直角三角形中的基本定義開始,逐步推廣到任意角和實數範圍。三角函數包含豐富的內容,涵蓋定義、性質、圖像變換以及在解三角形等方面的應用。
銳角三角函數是三角函數的基礎定義。在直角三角形中,對於銳角θ,正弦函數定義為對邊與斜邊的比值,餘弦函數定義為鄰邊與斜邊的比值,正切函數定義為對邊與鄰邊的比值。這些比值只與角度大小有關,與三角形的大小無關。
單位圓是理解任意角三角函數的重要工具。在以原點為圓心、半徑為1的單位圓上,任意角θ對應圓上唯一的點P。該點的x坐標就是cosθ,y坐標就是sinθ。這樣就將三角函數從銳角推廣到任意角,為後續學習三角函數的性質和圖像奠定基礎。
三角函數具有重要的性質。正弦和餘弦函數都是週期函數,週期為2π,值域都是負1到1。正弦函數是奇函數,餘弦函數是偶函數。從圖像可以看出,正弦函數在π/2處達到最大值1,餘弦函數在0處達到最大值1。這些性質在解決三角函數問題時非常重要。
三角恆等式是三角函數的重要工具。基本恆等式sin²θ + cos²θ = 1反映了單位圓的性質。兩角和公式和倍角公式幫助我們計算複合角的三角函數值。在解三角形中,正弦定理和餘弦定理是核心工具,正弦定理建立了邊與對角正弦值的比例關係,餘弦定理則是勾股定理的推廣,這些都是高中數學的重要內容。