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高中数学《4.1单位圆与任意角的正弦函数、余弦函数定义》微课精讲+知识点+教案课件+习题

全册精讲+→ 班班通教学系统 2023-02-12

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知识点:


视频教学:



练习:

1.若sin α·cos α>0,则α在()

A.第一、二象限  B.第一、三象限

C.第一、四象限D.第二、四象限


2.函数ysin x1的定义域为()

A.RB.{xR|xkπ,kZ}

C.-1,0)(0,1D.{x|x0}


3.函数y=2-sin x的最大值及取最大值时x的值为()

A.y=3,x2π

B.y=1,x2π+2kπ(kZ)

C.y=3,x=-2π+2kπ(kZ)

D.y=3,x2π+2kπ(kZ)


4.设函数f=sin xxR,对于以下三个命题:

函数f的值域是-1,1;

当且仅当x=2kπ+2π(kZ)时,f取得最大值1;

当且仅当2kπ+π<x<2kπ+2(kZ)时,f<0.

其中正确命题的个数是()

A.0

B.1

C.2

D.3


课件:


教案:

 由于三角函数是刻画周期变化现象的数学模型,这也是三角函数不同于其他类型函数的最重要的地方,而且对于周期函数,我们只要认识清楚它在一个周期的区间上的性质,那么它的性质也就完全清楚了,因此本节课利用单位圆中的三角函数的定义、三角函数值之间的内在联系性等来作图,从画出的图形中观察得出五个关键点,得到“五点法”画正弦函数、余弦函数的简图.

教学目标

   1.掌握“五点法”画正弦曲线和余弦曲线的步骤和方法,能用“五点法”作出简单的正弦、余弦曲线.

   2.理解正弦曲线与余弦曲线之间的联系.

 数学学科素养

1.数学抽象:正弦曲线与余弦曲线的概念;

2.逻辑推理:正弦曲线与余弦曲线的联系;

3.直观想象:正弦函数余弦函数的图像;

4.数学运算:五点作图;

5.数学建模:通过正弦、余弦图象图像,解决不等式问题及零点问题,这正是数形结合思想方法的应用

教学重、难点

  重点:正弦函数、余弦函数的图象.

  难点:将正弦函数在单位园中的纵坐标“量”通过平移转化为正弦函数图象上的点;正弦函数与余弦函数图象间的关系.

教学过程

    (一)规划研究方案,形成研究思路

    问题1:三角函数是我们学习的一类新的基本初等函数,按照函数研究的方法,学习了三角函数的定义之后,接下来应该研究什么问题?怎样研究?

    追问:

    (1)研究指数函数、对数函数图象与性质的思路是怎样的?

    (2)绘制一个新函数图象的基本方法是什么?

    (3)根据三角函数的定义,需要绘制正弦函数在整个定义域上的函数图象吗?选择哪一个区间即可?

    师生活动:教师提出问题,学生回忆函数研究的路线图,师生共同交流、规划,完善方案,预设的答案如下.

    研究的线路图:

  函数的定义——函数的图象——函数的性质。

    绘制一个新函数图象的基本方法是描点法,

    对于三角函数,单位圆上任意一点在圆周上旋转一周又回到原来的位置,这一特性已经用公式一表示,据此,可以简化对正弦函数、余弦函数图象与性质的研究过程,比如可以先画函数y=sinx,的图象,再画正弦函数y=sinx,的图象.

  设计意图:规划研究方案,构建本单元的研究路径,以便从整体上掌握整个单元的学习进程,形成整体观念。

    (二)正弦函数的图象

    问题2:绘制函数的图象,首先需要准确绘制其上一点,对于正弦函数,在上任取一个值x。,如何借助单位圆确定正弦函数值sinx。,并画出点T(x。,sinx。)?

追问(1):根据正弦函数的定义思考,一个点的横坐标x。在单位圆上表示哪个几何量?sinx。的几何意义又是什么?

    师生活动:教师引导学生,根据定义分析确定x。,sinx。对应的几何量。

    追问(2):

    根据上述分析,如何具体地作出点T(x。,sinx。)?

    师生活动:教师和学生讨论后,共同通过提前准备的工具尝试绘制这个点.

    具体的操作:

    方法1:“手工细线缠绕”法(具体操作办法见“教学问题诊断分析”).

    方法2:利用信息技术.

    设计意图:教师引导学生剖析一个点的画法,深化对正弦函数定义的理解,通过分析点的坐标的几何意义,准确描点。

    问题3:我们已经学会绘制正弦函数图象上的某一个点,类比指数函数、对数函数图象的画法,接下来,如何画出函数y=sinx,的图象?你能想到什么办法?

    师生活动:学生给出设想,师生讨论后选择一种或者多种适合的方法实施.

预设的答案:

    方案1:在区间内任取一些横坐标的值,按照上述方法逐一绘制,再用光滑的曲线连接.

    方案2:为方便操作,可以在区间内取等分点,按照上述方法逐一绘制,再用光滑的曲线连接.

    追问:这两种绘制方法的异同是什么?(两种方法本质相同,在信息技术条件支持下都容易实现,在手工操作的条件下,用方案2比较可行.)

    师生活动:学生用方案2绘制函数图象.教师借助信息技术,用方案1绘制函数图象

    设计意图:确定画出一个周期内正弦函数图象的方法并实施,同时体会信息技术给数学研究带来的便捷.

    问题4:根据函数y=sinx,的图象,你能想象正弦函数y=sinx,的图象吗?依据是什么?画出该函数的图象.

    师生活动:学生画图,教师予以指导.

    预设的答案:根据公式一,可知函数y=sinx,

的图象与y=sinx,的图象形状完全一致.因此将函数y=sinx,的图象不断向左、向右平移(每次移动2元个单位长度),就可以得到正弦函数y=sinx,的图象,如图2所示.

    教师指出,正弦函数的图象叫做正弦曲线(sine curve),是一条“波浪起伏”的连续光曲线. 设计意图:绘制函数y=sinx,的图象,并培养说理的习惯。

    问题5:如何画出函数y=sinx,图象的简图?

    追问:在确定正弦函数的图象形状时,应抓住哪些关键点?

    师生活动:教师提出问题,引导学生观察图2,并说出他们的想法.

    预设的答案:观察图2,在函数y=sinx,的图象上,五个点

在确定图象形状时起关键作用.因此只要描出这五个点,按照正弦函数图象的走势,并用光滑的曲线将之连接就可以画出函数的简图,称为“五点法”.

    设计意图:观察函数图象,概括其特征,获得“五点法”画图的简便画法.

    (三)余弦函数的图象

    问题6:如何画出余弦函数y=cosx的图象?

    师生活动:学生可能会类比正弦函数图象的画法,提出用类似的方法画余弦函数的图象.对此教师应予以肯定,并进一步提出追问的问题.

    追问(1):由三角函数的定义可知,正弦函数、余弦函数是一对密切相关的函数.诱导公式表明,余弦函数和正弦函数可以互化。相应地,能否通过对正弦函数图象进行变换得到余弦函数的图象?

    师生活动:学生先用排除法观察诱导公式,选择简洁的公式,作为正弦函数、余弦函数关系研究的依据.教师引导学生通过比较进行选择.从数的角度看,可以选择关系.记f(x)=sinx,则.因此函数y=cosx的图象,可以看作将函数y=sinx的图象上的点向左平移,个单位得到。

    追问(2):你能在两个函数图象上选择一对具体的点,解释这种平移变换吗?

    师生活动:这是教学的难点,教师要首先进行示范.教师可以先选择一个具体的点,进行分析,然后上升到对一般点的分析.得到图象之后还可以再利用图象进行验证

    预设的答案:设(x。,y。)是函数y=cosx图象上任意一点,则有


即在函数y=sinx图象上有对应点(t。,y。)。

比较两个点:(t。,y。)与(x。,y。),


所以点(x。,y。)可以看做是点(t。,y。)向左平移个单位得到的,只要将函数y=sinx图象上的点向左平移个单位即可得到函数y=cosx的图象,如图3所示:



教师指出,余弦函数y=cosx,的图象叫做余弦曲线(cosine curve).它是与正弦曲线具有相同形状的“波浪形”曲线.

    设计意图:利用诱导公式,通过图象变换,由正弦函数的图象获得余弦函数图象;增强对两个函数图象之间的联系性的认识.

    问题7:类似于用“五点法”作正弦函数图象,如何作出余弦函数的简图?

    追问:余弦函数在区间上相应的五个关键点是哪些?请将它们的坐标填入下表,然后作出y=cosx,的简图。


  设计意图:观察余弦函数图象,掌握其特征,获得“五点法”

    (四)例题

    先用“五点法”画出下列函数的图象,然后再说明如何经过图象变换得到下列函数的图象:

    师生活动:学生先独立完成,然后就解题思路和结果进行展示交流,教师点评并给出规范的解答.

    设计意图:巩固学生对正弦函数、余弦函数图象特征的掌握,熟练“五点法”画图,掌握画图的基本技能,通过分析图象变换,深化对函数图象关系的理解,并为后续的学习作好铺垫。

(五)目标检测设计

  教科书第200页练习第2题.

   设计意图:考查学生对正弦函数、余弦函数图象的基本特征的掌握程度,是否会利用“五点法”作图,

 【以上内容大部分选自《普通高中教科书教师教学用书数学必修第一册》,版权归原作者、原出版者所有,摘录、转载是为没有带纸质用书时研讨使用。】


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