高中数学 131《正弦函数的图象与性质》3教案 新人教A版必修4.docx

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高中数学131《正弦函数的图象与性质》3教案新人教A版必修4

2019-2020年高中数学1.3.1《正弦函数的图象与性质》(3)教案新人教A版必修4

一、教学目标

(一)、知识与技能:

1、初步认识振幅、周期、频率、初相的概念,认识正弦型函数;

2、会“五点作图”作正弦型函数的图象。

例:

、、、、、等;

3、能够认识以上这些函数与正弦函数图象的关系,即它们是如何通过正弦函数图象平移、伸缩而得到;

4、能够根据图象的特征写出正弦型函数的解析式,并能由解析式求出函数的周期、最值等;

5、明确的物理意义,把数学知识用在解决相关的物理等实际问题中的能力。

(二)、过程与方法:

1、通过“五点作图”法,使得学生掌握作三角函数图象的一种一般方法;

2、通过图象变换的学习,培养运用数行结合思想分析、研究问题的能力,以及探究、创新的能力;

3、通过图象的对比,学生利用联系、变化的辩证唯物主义观点去分析、解决问题;

4、培养逆向思维解决问题的能力;

(三)、情感、态度与价值观:

1、通过图象变换的学习,培养从特殊到一般,从具体到抽象的思维方法,从而达到从感性认识到理性认识的飞跃;

2、事物之间总是有联系的,通过现象能够看到不同表象背后的共性,培养概括、归纳的思维习惯;

3、培养动与静的辩证关系;

4、渗透数形结合的思想方法。

二、教学重点、难点

重点:

“五点作图”法;图象的平移与伸缩变换。

难点:

图象的平移与伸缩变换;函数与的图象的关系。

三、教学方法

问题+资料,引导式教学方法

四、教学过程

教学环节

教学内容

师生互动

设计意图

情景引入

1、放短片---大观览车

学生观看短片

老师提出问题:

问题1:

已知转轮半径为R,转轮距地面最近距离1米,转动的角速为(),有一人在的位置,如图,此时。

当经过t秒后,点到达点的位置,求此时此人的距地面高度。

(座椅的高度不计)

生:

动手解决问题

教师引导归纳:

将实际问题转化为数学问题的能力,培养学生建模的能力

 

利用解析法研究问题的能力

 

概念形成

引出概念

振幅、周期、频率、相位、初相

(幻灯片)函数,表示一个振动量时,A就表示这个量振动时离开平衡位置的最大距离,通常称为这个振动的振幅;往复振动一次所需要的时间,称为这个振动的周期;单位时间内往复振动的次数,称为振动的频率;称为相位;时的相位称为初相。

老师讲解:

如果以转轮轴心为坐标原点建立坐标系,那么,点P位置的纵坐标是,这种函数我们在前一节见到过:

我们把这种形式的函数称为正弦型函数。

学生看书44页,第一自然段

培养学生自主学习的能力

应用举例

例1、用五点作图法作下列函数一个周期上的图象:

(1)

(2)

(3)

(4)

(一半学生完成例1,另一半学生完成例2,最后互相交流)

解:

(1)易知,函数的周期,作的简图

列表:

描点作图:

X

0

sinx

0

1

0

-1

0

3sinx

0

3

0

-3

0

 

先复习回顾正弦函数的五点作图法

师:

提问

生:

回答

师:

请同学们用“五点法”作出下列函数在一个周期上的简图

生:

动手做图

(1)、(4)

列表描点连线(光滑曲线)

(2)、(3)可以利用电脑生成,分别放在一个坐标系中与函数的图像分别比较。

师:

(1)请说出每个函数的最大值、最小值、值域,振幅,周期等;

(2)在同一坐标系中,对比这些函数分别与图象的关系,观察图像说出它们(例:

和)分别是由的图象如何变换得到?

(3)学生总结归纳:

的值域是[-3,3],图象可看作把函数的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的3倍(横坐标不变)而得到。

师引导归纳:

1、函数的值域是,可知的大小,

巩固、强化学生

动手作图的能力

 

培养学生类比、归纳的能力

例2、用五点作图法作下列函数的图象:

(1)

(2)

(3)

(4)

方案二:

例1课上研究、交流,例2课下作业,学生独立研究完成

反映曲线波动幅度的大小。

2、一般地,函数(其中A)0,且A)的图象,可以看作把函数的图象上所有点的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0

(4)学生总结:

函数的图象可看作曲线上所有点向左平移个单位长度得到。

师引导归纳:

一般地,把函数的图象上所有的点向左(当时)或向右(当时)平移个单位长度,就得到函数。

(5)类似,由学生完成总结型

培养学生抽象概括的能力

应用举例

例3、如图,是一个按照正弦规律变化的交流电的图象,根据图象求出它的周期、频率和电流的最大值,并写出图象的函数解析式。

老师给出问题,图象

学生:

看图、思考并回答问题

 

读图、提取信息的能力

 

思维拓展

 

总结归纳图象变换的一般规律:

由图象经过怎样的变化得到

问题:

由两条途径得到的图象

途径一:

步骤1----由

步骤2-----(沿x轴平移)

 

步骤3----()

 

步骤4----()

得到:

函数的图象

途径二:

步骤1----由

步骤2-----(所有点的纵坐标不变,横坐标发生变化)

 

步骤3----()

 

步骤4----()

得到:

函数的图象

培养思维的条理性

 

使思维向纵深发展,进一步揭示客观事物的内在规律

归纳小结

知识方面:

图象的平移规律;

方法:

1、数形结合的思想;

2、由特殊到一般的研究规律

让学生谈本节课的收获,并进行反思

教师归纳

作业

层次一:

教材49页练习A,T1(4),T2(3)、(4),习题1-3AT7、T8

层次二:

习题1-3BT1、T2、T3、T4

 

作业分两个层次,第一层次要求所有学生都要完成;第二层次要求学有余力的学生完成。

通过分层作业使学生进一步巩固本节课所学内容

板书设计

 

课后反思

2019-2020年高中数学1.3.1三角函数的周期性练习(含解析)苏教版必修4

情景:

自然界中存在着许多周而复始的现象,如地球的自转和公转,物理学中的单摆运动和弹簧振动,圆周运动等.从正弦函数、余弦函数的定义可知,角α的终边每转一周又会与原来的位置重合,故sinα,cosα的值也具有周而复始的变化规律.

思考:

正弦函数、余弦函数及正切函数它们都是周期函数吗?

其周期分别为多少?

你能给周期函数下一个定义吗?

1.对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有________________,那么函数f(x)就叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的____________.对于一个周期函数f(x),如果在它所有的周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的______________.

2.正弦函数是______________,______________都是它的周期,最小正周期是________________.

3.余弦函数是________________,________________都是它的周期,最小正周期是__________________.

4.函数的周期与解析式中__________________有关.

答案:

1.f(x+T)=f(x) 周期 最小正周期

2.周期函数 2kπ(k∈Z且k≠0) 2π

3.周期函数 2kπ(k∈Z且k≠0) 2π

4.自变量的系数

 

 最小正周期

对于函数f(x),如果存在一个非零的常数T,使得定义域内的每一个x值,都满足f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期.

对于一个周期函数f(x),如果在它所有的周期中存在一个最小的正数,那么这个最小的正数就叫做f(x)的最小正周期.

根据上述定义,我们有:

正弦函数是周期函数,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π.

余弦函数是周期函数,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π.

说明:

(1)周期函数不一定存在最小正周期,例如,对于常数函数f(x)=c(c为常数,x∈R),所有非零实数T都是它的周期,而最小正数是不存在的,所以常数函数没有最小正周期,又如,函数D(x)=

设r是任意一个有理数,那么,当x是有理数时,x+r也是有理数,而当x是无理数时,x+r也是无理数,即D(x)与D(x+r)或者都等于1,或者都等于0,因此在两种情况下都有:

D(x+r)=D(x).

所以D(x)是周期函数,任何非零有理数r都是它的周期,而最小正有理数不存在,所以D(x)也没有最小正周期.

(2)如果不加特别说明,教材中提到的周期,一般都是指最小正周期.

难点释疑:

对周期函数概念的理解:

(1)设f(x)的定义域为A,对任意x∈A,存在常数T≠0,则x+T∈A.

例如f(x)=sinx(x≠0)不是周期函数,我们可用反证法证之.

若f(x)=sinx(x≠0)的周期为T(T≠0),∴-T≠0.

设x0=-T是这个定义域内一点,但x0+T=0不在定义域内,∴f(x0+T)=f(x0)对于定义域有的点不成立,

∴f(x)=sinx(x≠0)不是周期函数.

(2)对周期函数与周期定义中的“当x取定义域内每一个值时”,要特别注意“每一个值”的要求,如果只是对某些x有f(x+T)=f(x),那么T就不是f(x)的周期.例如,分别取x1=2kπ+

(k∈Z),x2=

,则由sin

=sin

(k∈Z),sin

≠sin

,可知对于

而言,虽然正弦函数对2kπ+

(k∈Z)都有sin

=sin

(k∈Z).但由于它不是对“每一个”自变量都有sin

=sinx,所以

不是正弦函数的周期.

(3)周期函数的周期不唯一.例如2kπ(k∈Z,k≠0)都是正弦函数的周期.这一点可以从周期函数的图象上得到反映,也可以从代数上证明:

设T是函数f(x)的周期,那么对于任意的k∈Z,k≠0,kT也是函数f(x)的周期.

 函数y=Af(ωx+φ)的周期

函数y=Asin(ωx+φ)及函数y=Acos(ωx+φ)(其中A,ω,φ为常数,且A≠0,ω>0)的周期T=

.

若函数y=f(x)的周期为T,则函数y=Af(ωx+φ)的周期为

(其中A,ω,φ为常数,且A≠0,ω≠0).

 

1.函数y=sin

的最小正周期是________.

答案:

2.已知函数f(x)满足f(x+2)=f(x),当x∈[0,1]时,f(x)=2x,则f(2014)=________.

答案:

1

3.函数y=4tan

的最小正周期是________.

答案:

4.(xx·陕西卷)函数f(x)=cos

的最小正周期是(  )

A.

B.πC.2πD.4π

答案:

B

5.直线y=a(a为常数)与正切曲线y=tanωx(ω为常数,且ω>0)相交的相邻两点间的距离是________.

答案:

6.设函数f(x)是周期为2T的函数,若f(x)定义域为R,且其图象关于直线x=T对称,那么f(x)是(  )

A.奇函数       B.偶函数

C.非奇非偶函数D.既是奇函数又是偶函数

解析:

∵f(x)的图象关于x=T对称,

∴f(T-x)=f(T+x).①

又f(x)的周期为2T,

∴f(T+x)=f(T+x-2T)=f(x-T).②

由①、②有f(T-x)=f(x-T).

令x-T=t,则f(-t)=f(t)对一切t∈R都成立,∴f(x)是偶函数.

答案:

B

7.为使函数y=sinωx(ω>0)在区间[0,1]上至少出现50次最大值,则ω的最小值是________.

解析:

要使y=sinωx在区间[0,1]上至少出现50次最大值,此区间至少含有49

个周期.

49

T≤1,又T=

,∴49

×

≤1.

∴ω≥

π.

答案:

8.若函数f(x)=2tan

的最小正周期T满足1<T<2,则自然数k的值为________.

解析:

T=

,1<

<2,

<k<π,而k∈N⇒k=2或3.

答案:

2或3

9.若函数f(x)的定义域为R,对一切实数x,都有f(5+x)=f(5-x),f(7+x)=f(7-x),试判断f(x)是否是周期函数,若是,求出它的一个周期,若不是,请说明理由.

解析:

∵f(5+x)=f(5-x),f(7+x)=f(7-x),∴f(10-x)=f(x),f(14-x)=f(x).

∴f(14-x)=f(10-x).

令t=10-x,则f(4+t)=f(t),所以f(x)是周期函数,4是它的一个周期.

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