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7.2.1 任意角的三角函數-第2課時 三角函數線(課件 學案 練習)高中數學蘇教版(2019)必修 第一冊

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7.2.1 任意角的三角函數-第2課時 三角函數線(課件 學案 練習)高中數學蘇教版(2019)必修 第一冊

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(共48張PPT)
7.2 三角函數概念
7.2.1 任意角的三角函數
第2課時 三角函數線
探究點一 作三角函數線
探究點二 利用三角函數線比較大小
探究點三 利用三角函數線解不等式



課前預習
課中探究
練習冊
答案核查【導】
答案核查【練】
【學習目標】
1.用三角函數線表示一個角的正弦、余弦和正切.
2.能利用三角函數線解決一些簡單的三角函數問題.
知識點一 有向線段
規定了______(即規定了起點和終點)的線段稱為有向線段.
類似地,可以把規定了正方向的直線稱為有向直線.若有向線段
在有向直線上或與有向直線平行,根據有向線段與有向直線 的方
向相同或相反,分別把它的長度添上正號或負號,這樣所得的數,叫作有
向線段的數量,記為 .
方向
知識點二 三角函數線
1.已知角 的終邊位置(圖中圓為單位圓),則角 的三條三角函
數線如圖所示.
有向線段,,分別叫作角 的正弦線、余弦線、正切線,則
_____,_____, ____.
2.三角函數線的方向
正弦線由垂足指向角 的終邊與單位圓的交點,余弦線由原點指向
垂足,正切線由切點指向切線與角 的終邊或其反向延長線的交點.
知識點三 三角函數的定義域
三角函數 解析式 定義域
正弦函數 ___
余弦函數 ___
正切函數 _ ___________________
【診斷分析】
判斷正誤.(請在括號中打“√”或“×”)
(1)三角函數線的長度等于三角函數值.( )
×
(2)三角函數線的方向表示三角函數值的正負.( )

(3)角 與角 的正切線相同.( )
×
(4)任何角都有正切線.( )
×
探究點一 作三角函數線
例1 分別作出下列各角的正弦線、余弦線與正切線.
(1) ;
解:如圖①,在直角坐標系中作單位圓,以 軸正半
軸為始邊作 角,角的終邊與單位圓交于點 ,作
軸,垂足為,過單位圓與軸正半軸的交點作
軸的垂線,與的反向延長線交于點,
則, ,,即 的正弦線為有向線段,
余弦線為有向線段 ,正切線為有向線段 .
例1 分別作出下列各角的正弦線、余弦線與正切線.
(2) .
解:如圖②,在直角坐標系中作單位圓,以 軸正半軸
為始邊作角,角的終邊與單位圓交于點,作 軸,
垂足為,過單位圓與軸正半軸的交點作 軸的垂線,與
的延長線交于點,
則, , ,即的正弦線為
有向線段,余弦線為有向線段 ,正切線為有向線段 .
[素養小結]
(1)作正弦線、余弦線時,首先找到角的終邊與單位圓的交點,然
后過此交點作軸的垂線,得到垂足,從而得到正弦線和余弦線.
(2)作正切線時,應從點引單位圓的切線交角的終邊所在直
線于一點,即可得到正切線,要特別注意,當角的終邊上一點
(與原點不重合)在軸左側時,應將角的終邊反向延長,再按上述
作法來作正切線.
探究點二 利用三角函數線比較大小
例2 利用三角函數線比較下列各組數的大小:
(1) 與 ;
解:如圖所示,在單位圓中,角 的終邊為 ,角
的終邊為,作出角 與 的正弦線、余弦線、
正切線,
由圖觀察可得, ,,
, ,,,
, .
.
探究點二 利用三角函數線比較大小
例2 利用三角函數線比較下列各組數的大小:
(2) 與 ;
解: .
(3) 與 .
解: .
[素養小結]
利用三角函數線比較函數值大小的關鍵及注意點:
(1)關鍵:在單位圓中作出所要比較的角的三角函數線.
(2)注意點:既要注意三角函數線的長短,又要注意方向.
探究點三 利用三角函數線解不等式
例3 在單位圓中畫出適合下列條件的角 的終邊范圍,并由此寫出
角 的集合.
(1) ;
解:作直線,交單位圓于, 兩點,連
接,,其中為原點,則射線與
(包括, )圍成的區域(圖①中陰影部分)
即為角 的終邊范圍.
故滿足條件的角 的集合為 .
例3 在單位圓中畫出適合下列條件的角 的終邊范圍,并由此寫出
角 的集合.
(2) .
解:作直線,交單位圓于,兩點,連接
與,其中為原點,則射線與(包括 ,
)圍成的區域(圖②中的陰影部分)即為角 的
終邊范圍.
故滿足條件的角 的集合為 .
變式 [2025·江蘇靖江中學高一月考] 函數 的
定義域為( )
A. B.
C. D.

[解析] 由題意,得,即 ,
作直線,交單位圓于,兩點,連接, ,
其中為原點,則射線與(包括, )圍
成的區域(如圖中的陰影部分)即為角 的終邊的范圍,
故,則函數 的定義域為
.故選B.
[素養小結]
1.利用三角函數線解基本的三角不等式的步驟:
(1)作出取等號時角的終邊;
(2)利用三角函數線的直觀性,在單位圓中確定滿足不等式的角的
范圍;
(3)將圖中的范圍用不等式表示出來.
2.求與三角函數有關的函數的定義域時,先轉化為三角不等式(組),
然后借助三角函數線解此不等式(組)即可得函數的定義域.
練習冊
1.如圖,在單位圓中,關于角 的正弦線、
正切線的說法正確的是( )
A.正弦線為,正切線為
B.正弦線為,正切線為
C.正弦線為,正切線為
D.正弦線為,正切線為
[解析] 角 為第三象限角,其正弦線為,正切線為 .故選C.

2.設, ,則( )
A. B. C. D.
[解析] 作出單位圓以及角 的正弦線和余弦線 ,如圖所示,
由圖可知, ,故選B.

3.[2025·江蘇鹽城中學高一月考]角和角 有相同的( )
A.正弦線 B.余弦線 C.正切線 D.以上均不正確
[解析] 因為,所以角和角 的終邊互
為反向延長線,即兩個角的終邊在同一條直線上,
設為直線,過點作單位圓的切線,與直線
的交點為(如圖),可得, 都等于有
向線段 的數量,即兩角有相同的正切線.故選C.

4.若,則 , , 的大小關系是( )
A. B.
C. D.
[解析] 如圖所示,作出單位圓及角 的正弦線 ,
余弦線,正切線,
因為 ,所以
余弦線,正弦線的數量均為負值,正切線
的數量為正值,且,故 .故選C.

5.,, 的大小關系是( )
A. B.
C. D.
[解析] 作出單位圓,用三角函數線進行求解.
如圖所示, 角的正弦線、余弦線、正切線分別
為有向線段,,,
由圖有 ,即 .故選D.

6.使不等式成立的 的取值集合是( )
A.
B.
C.
D.

[解析] 由,得 ,
作單位圓與直線,如圖,
設直線與單位圓交于, 兩點,為原點,
連接,,可得角 的終邊在圖中陰影區域(含邊界)內,
又,所以所求 的取值集合為
.
7.,, 從小到大的排列順序是_____________________.
[解析] 如圖所示,作出角的余弦線,角 的正弦
線和正切線,
可得, , ,
由,得 ,故 .
8.已知,在單位圓中,角 的正弦線、余弦線、正切線分
別是有向線段,, ,則它們的數量從大到小的順序為_______
__________.
[解析] 如圖,由圖可知,當 時,
,,即 ,
,故當時, .
9.(13分)分別作出下列各角的正弦線、余弦線和正切線,并利用它
們求出各角的正弦、余弦和正切值.
(1) ;
解:如圖所示,其中有向線段,, 分別為正弦線、余弦線和
正切線.
,, .
9.(13分)分別作出下列各角的正弦線、余弦線和正切線,并利用它
們求出各角的正弦、余弦和正切值.
(2) .
解:如圖所示,其中有向線段,, 分別為正弦線、余弦線和
正切線.
,,
.
10.(13分)利用三角函數線,確定滿足不等式的 的
取值范圍.
解:如圖,作出單位圓和直線, ,
設直線與單位圓交于點,(在軸下方),
與 軸交于點,
直線與單位圓交于點,(在 軸下方),與軸交于點,
設為坐標原點,連接,, , .
在內,,
,則點 ,
,,分別在角,,, 的終邊上.
又,結合圖形可知,
當時, 或,
故 的取值范圍為, 或
, .
11.依據三角函數線,下面四個選項中正確的是( )
A. B.
C. D.

[解析] 畫出四個選項中所涉及角的三角函數線,如圖,由圖可知選B.
12.已知,, ,則( )
A. B. C. D.
[解析] 畫出單位圓和 時對應的三角函數線
(正弦線和正切線 ),如圖所示,
由三角函數的定義,可得,,
的長 ,
設扇形的面積為,則 ,連接 ,則


又 ,
且易 知,所以 ,可
得 ,.
因為 ,所以,即 .故選C.
13.(多選題)如圖,在平面直角坐標系中,以
原點為圓心的圓與軸正半軸交于點 .已
知點在圓上,點在弧 上且位于第
一象限,點的坐標是 ,則下列說法
中正確的是( )
A.若 ,則 B.若,則
C.若,則 D.若,則


[解析] 對于A,由題知,圓 為單位圓,且單
位圓的半徑為1,根據弧長公式有
,所以A正確.
對于B,因為, ,所以
,因為,所以當 時,
;當 時,
,所以B錯誤.
對于C,由對B的分析知,當時,
,則 與 不一
定相等,所以C錯誤.
對于D,當,即 時,
,所以D正確.故選 .
14.[2025·北京朝陽區期末]使不等式 成立的
的一個值是__________________.
(答案不唯一)
[解析] 結合單位圓中的正弦線、余弦線及正切線可知,當
時, ,可取
.
15.古人把正弦函數、余弦函數、正切函數、余切函數、
正割函數、余割函數、正矢函數、余矢函數這八種三
角函數的函數線合稱為八線.其中余切函數 ,
正割函數,余割函數 ,正矢函數
,余矢函數. 如圖,角 始
邊為軸的非負半軸,其終邊與單位圓交于點,, 分別是單位圓
與軸和軸正半軸的交點,過點作垂直軸,作垂直 軸,
垂足分別為,,過點作軸的垂線,過點作 軸
的垂線分別交 的終邊于,,其中,, ,
為有向線段,下列結論正確的是 ( )
A. B.
C. D.

[解析] 根據題意,易得 .對于
A, ,即
( 為有向線段),故A錯誤;
對于B,根據三角函數定義結合相似三角形相似比,可得
( 為有向線段),故B錯誤;
對于C,( 為有向線段),故C正確;
對于D,根據三角函數定義結合相似三角形相似比,可得
( 為有向線段),故D錯誤.故選C.
16.(15分)[2025·江蘇常州中學高一月考] 當 時,求
證: .
證明:如圖,作單位圓,作角 的終邊與單位圓交于
點,過點作垂直于軸于點 .
設單位圓與軸正半軸交于點,過點作 軸的垂線,
交射線于點,連接 ,
則,,的長,, .
由圖知, ,即
,則,即 .
快速核答案(導學案)
課前預習 知識點一 方向 知識點二 1.
知識點三
【診斷分析】 (1)× (2)√ (3)× (4)×
課中探究 探究點一 例1 略
探究點二 例2 (1) (2) (3)
探究點三 例3 (1)圖略,角的集合為
(2)圖略,角的集合為.
變式 B
練習冊
基礎鞏固 1.C 2.B 3.C 4.C 5.D 6.C 7.
8.
9.(1)圖略,. m>
,,
(2),,
10. m>,,
綜合提升 11.B 12.C 13.AD 14.(答案不唯一)
思維探索 15.C 16.證明略第2課時 三角函數線
【課前預習】
知識點一
方向
知識點二
1.MP OM AT
知識點三
R R 
診斷分析
(1)× (2)√ (3)× (4)×
【課中探究】
探究點一
例1 解:(1)如圖①,在直角坐標系xOy中作單位圓,以x軸正半軸為始邊作π角,角的終邊與單位圓交于點P,作PD⊥x軸,垂足為D,過單位圓與x軸正半軸的交點A作x軸的垂線,與OP的反向延長線交于T點,則sinπ=DP,cosπ=OD,tanπ=AT,即π的正弦線為有向線段DP,余弦線為有向線段OD,正切線為有向線段AT.
(2)如圖②,在直角坐標系xOy中作單位圓,以x軸正半軸為始邊作-角,角的終邊與單位圓交于點P,作PD⊥x軸,垂足為D,過單位圓與x軸正半軸的交點A作x軸的垂線,與OP的延長線交于T點,則sin=DP,cos=OD,tan=AT,即-的正弦線為有向線段DP,余弦線為有向線段OD,正切線為有向線段AT.
探究點二
例2 解:如圖所示,在單位圓中,角π的終邊為OP1,角π的終邊為OP2,作出角π與π的正弦線、余弦線、正切線,由圖觀察可得M1P1>M2P2,AT1OM2,sinπ=M1P1,sinπ=M2P2,tanπ=AT1,tanπ=AT2,cosπ=OM1,cosπ=OM2.
(1)sinπ>sinπ.
(2)tanπ(3)cosπ>cosπ.
探究點三
例3 解:(1)作直線y=,交單位圓于A,B兩點,連接OA,OB,其中O為原點,則射線OA與OB(包括OA,OB)圍成的區域(圖①中陰影部分)即為角α的終邊范圍.故滿足條件的角α的集合為.
(2)作直線x=-,交單位圓于C,D兩點,連接OC與OD,其中O為原點,則射線OC與OD(包括OC,OD)圍成的區域(圖②中的陰影部分)即為角α的終邊范圍.故滿足條件的角α的集合為.
變式 B [解析] 由題意,得2sinx-1≥0,即sinx≥,作直線y=,交單位圓于M,N兩點,連接OM,ON,其中O為原點,則射線OM與ON(包括OM,ON)圍成的區域(如圖中的陰影部分)即為角x的終邊的范圍,故x∈(k∈Z),則函數f(x)的定義域為(k∈Z).故選B.第2課時 三角函數線
1.C [解析] 角α為第三象限角,其正弦線為MP,正切線為AT.故選C.
2.B [解析] 作出單位圓以及角π的正弦線MP和余弦線OM,如圖所示,由圖可知,b<03.C [解析] 因為=π+,所以角和角的終邊互為反向延長線,即兩個角的終邊在同一條直線上,設為直線l,過點A(1,0)作單位圓的切線,與直線l的交點為T(如圖),可得tan,tan都等于有向線段AT的數量,即兩角有相同的正切線.故選C.
4.C [解析] 如圖所示,作出單位圓及角α的正弦線MP,余弦線OM,正切線AT,因為-<α<-,所以余弦線OM,正弦線MP的數量均為負值,正切線AT的數量為正值,且OM>MP,故sin α5.D [解析] 作出單位圓,用三角函數線進行求解.如圖所示,1 rad角的正弦線、余弦線、正切線分別為有向線段MP,OM,AT,由圖有OM6.C [解析] 由-2sin x≥0,得sin x≤,作單位圓與直線y=,如圖,設直線y=與單位圓交于A,B兩點,O為原點,連接OA,OB,可得角x的終邊在圖中陰影區域(含邊界)內,又sin=sin=,所以所求x的取值集合為.
7.cos[解析] 如圖所示,作出角的余弦線ON,角的正弦線MP和正切線AT,可得cos<0,tan>0,sin>0,由MP8.AT>MP>OM [解析] 如圖,由圖可知,當α∈時,cos α1,即OM1,故當α∈時,AT>MP>OM.
9.解:如圖所示,其中有向線段MP,OM,AT分別為正弦線、余弦線和正切線.
(1)sin=-,cos=-,tan=.
(2)sin=-,cos=,tan=-.
10.解:如圖,作出單位圓和直線x=-,x=,設直線x=-與單位圓交于點P1,P2(P2在x軸下方),與x軸交于點M1,直線x=與單位圓交于點P3,P4(P4在x軸下方),與x軸交于點M2,設O為坐標原點,連接OP1,OP2,OP3,OP4.
在[-π,π)內,cos=cos=-,cos=cos=,則點P1,P2,P3,P4分別在角,-,,-的終邊上.
又-≤cos θ<,結合圖形可知,當θ∈[-π,π)時,-≤θ<-或<θ≤,故θ的取值范圍為2kπ-≤θ<2kπ-,k∈Z或2kπ+<θ≤2kπ+,k∈Z.
11.B [解析] 畫出四個選項中所涉及角的三角函數線,如圖,由圖可知選B.
12.C [解析] 畫出單位圓O和θ∈時對應的三角函數線(正弦線AC和正切線BD),如圖所示,由三角函數的定義,可得sin θ=AC,tan θ=BD,的長l=θ,設扇形OBC的面積為S1,則S1=θ,連接BC,則S△OBC=OB·AC=sin θ,又S△OBD=OB·BD=tan θ,且易知S△OBC13.AD [解析] 對于A,由題知,圓O為單位圓,且單位圓的半徑為1,根據弧長公式有=1·α=α,所以A正確.對于B,因為y1=sin∠AOB,y1=sin x0,所以sin∠AOB=sin x0,因為x1=cos∠AOB,所以當0≤x1≤1時,x1===|cos x0|;當-1≤x1<0時,x1=-=-=-|cos x0|,所以B錯誤.對于C,由對B的分析知,當y1=sin x0時,sin∠AOB=sin x0,則=∠AOB與x0不一定相等,所以C錯誤.對于D,當=x0,即∠AOB=x0時,y1=sin∠AOB=sin x0,所以D正確.故選AD.
14.(答案不唯一) [解析] 結合單位圓中的正弦線、余弦線及正切線可知,當-+2kπ<θ<2kπ(k∈Z)時,cos θ>sin θ>tan θ,可取θ=.
15.C [解析] 根據題意,易得△OMP∽△OAT∽△SBO.對于A,1-cos θ=1-OM=OA-OM=MA,即versin θ=MA(MA為有向線段),故A錯誤;對于B,根據三角函數定義結合相似三角形相似比,可得csc θ=====OS(OS為有向線段),故B錯誤;對于C,cot θ===BS(BS為有向線段),故C正確;對于D,根據三角函數定義結合相似三角形相似比,可得sec θ=====OT(OT為有向線段),故D錯誤.故選C.
16.證明:如圖,作單位圓,作角x的終邊與單位圓交于點P,過點P作PM垂直于x軸于點M.
設單位圓與x軸正半軸交于點A,過點A作x軸的垂線,交射線OP于點T,連接PA,
則sin x=MP,tan x=AT,的長=x,OA=1,∠AOP=x rad.由圖知,S△AOP【學習目標】
  1.用三角函數線表示一個角的正弦、余弦和正切.
  2.能利用三角函數線解決一些簡單的三角函數問題.
◆ 知識點一 有向線段
規定了    (即規定了起點和終點)的線段稱為有向線段.
類似地,可以把規定了正方向的直線稱為有向直線.若有向線段AB在有向直線l上或與有向直線l平行,根據有向線段AB與有向直線l的方向相同或相反,分別把它的長度添上正號或負號,這樣所得的數,叫作有向線段的數量,記為AB.
◆ 知識點二 三角函數線
1.已知角α的終邊位置(圖中圓為單位圓),則角α的三條三角函數線如圖所示.
有向線段MP,OM,AT分別叫作角α的正弦線、余弦線、正切線,則sin α=   ,cos α=    ,tan α=    .
2.三角函數線的方向
正弦線由垂足指向角α的終邊與單位圓的交點,余弦線由原點指向垂足,正切線由切點指向切線與角α的終邊或其反向延長線的交點.
◆ 知識點三 三角函數的定義域
三角函數 解析式 定義域
正弦函數 y=sin α    
余弦函數 y=cos α     
正切函數 y=tan α     
【診斷分析】 判斷正誤.(請在括號中打“√”或“×”)
(1)三角函數線的長度等于三角函數值. (  )
(2)三角函數線的方向表示三角函數值的正負. (  )
(3)角60°與角120°的正切線相同. (  )
(4)任何角都有正切線. (  )
◆ 探究點一 作三角函數線
例1 分別作出下列各角的正弦線、余弦線與正切線.
(1);(2)-.
[素養小結]
(1)作正弦線、余弦線時,首先找到角的終邊與單位圓的交點,然后過此交點作x軸的垂線,得到垂足,從而得到正弦線和余弦線.
(2)作正切線時,應從點A(1,0)引單位圓的切線交角的終邊所在直線于一點T,即可得到正切線AT,要特別注意,當角的終邊上一點(與原點不重合)在y軸左側時,應將角的終邊反向延長,再按上述作法來作正切線.
◆ 探究點二 利用三角函數線比較大小
例2 利用三角函數線比較下列各組數的大小:
(1)sinπ與sinπ;
(2)tanπ與tanπ;
(3)cosπ與cosπ.
[素養小結]
利用三角函數線比較函數值大小的關鍵及注意點:
(1)關鍵:在單位圓中作出所要比較的角的三角函數線.
(2)注意點:既要注意三角函數線的長短,又要注意方向.
◆ 探究點三 利用三角函數線解不等式
例3 在單位圓中畫出適合下列條件的角α的終邊范圍,并由此寫出角α的集合.
(1)sin α≥;(2)cos α≤-.
變式 [2025·江蘇靖江中學高一月考] 函數f(x)=的定義域為 (  )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
[素養小結]
1.利用三角函數線解基本的三角不等式的步驟:
(1)作出取等號時角的終邊;
(2)利用三角函數線的直觀性,在單位圓中確定滿足不等式的角的范圍;
(3)將圖中的范圍用不等式表示出來.
2.求與三角函數有關的函數的定義域時,先轉化為三角不等式(組),然后借助三角函數線解此不等式(組)即可得函數的定義域.第2課時 三角函數線
1.如圖,在單位圓中,關于角α的正弦線、正切線的說法正確的是 (  )                 
A.正弦線為PM,正切線為A'T'
B.正弦線為MP,正切線為A'T'
C.正弦線為MP,正切線為AT
D.正弦線為PM,正切線為AT
2.設a=sin,b=cos,則 (  )
A.aC.b3.[2025·江蘇鹽城中學高一月考] 角和角有相同的 (  )
A.正弦線 B.余弦線
C.正切線 D.以上均不正確
4.若-<α<-,則sin α,cos α,tan α的大小關系是 (  )
A.sin αB.cos αC.sin αD.tan α5.cos 1,sin 1,tan 1的大小關系是 (  )
A.sin 1B.sin 1C.cos 1D.cos 16.使不等式-2sin x≥0成立的x的取值集合是 (  )
A.
B.
C.
D.
7.sin,cos,tan從小到大的排列順序是        .
8.已知α∈,在單位圓中,角α的正弦線、余弦線、正切線分別是有向線段MP,OM,AT,則它們的數量從大到小的順序為           .
9.(13分)分別作出下列各角的正弦線、余弦線和正切線,并利用它們求出各角的正弦、余弦和正切值.
(1)-;(2)-.
10.(13分)利用三角函數線,確定滿足不等式-≤cos θ<的θ的取值范圍.
11.依據三角函數線,下面四個選項中正確的是 (  )
A.sin=sin B.cos=cos
C.tan>tan D.sin12.已知a=,b=sin,c=tan,則 (  )
A.cC.b13.(多選題)如圖,在平面直角坐標系中,以原點O為圓心的圓與x軸正半軸交于點A(1,0).已知點B(x1,y1)在圓O上,點C在弧AB上且位于第一象限,點T的坐標是(x0,sin x0),則下列說法中正確的是 (  )
A.若∠AOB=α,則=α
B.若y1=sin x0,則x1=x0
C.若y1=sin x0,則=x0
D.若=x0,則y1=sin x0
14.[2025·北京朝陽區期末] 使不等式cos θ>sin θ>tan θ成立的θ的一個值是    .
15.古人把正弦函數、余弦函數、正切函數、余切函數、正割函數、余割函數、正矢函數、余矢函數這八種三角函數的函數線合稱為八線.其中余切函數cot θ=,正割函數sec θ=,余割函數csc θ=,正矢函數versin θ=1-cos θ,余矢函數vercos θ=1-sin θ.如圖,角θ始邊為x軸的非負半軸,其終邊與單位圓交于點P,A,B分別是單位圓O與x軸和y軸正半軸的交點,過點P作PM垂直x軸,作PN垂直y軸,垂足分別為M,N,過點A作x軸的垂線,過點B作y軸的垂線分別交θ的終邊于T,S,其中AM,PS,BS,NB為有向線段,下列結論正確的是 (  )
A.versin θ=AM B.csc θ=PS
C.cot θ=BS D.sec θ=NB
16.(15分)[2025·江蘇常州中學高一月考] 當x∈時,求證:sin x

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