教与学过程设计。
第一课时正弦函数、余弦函数的图象与性质(一)
一)引入课题。
电脑演示一次函数、反比例函数、二次函数、对数函数、指数函数的图象,并指出研究一种函数,我们都会去研究它的性质,如:定义域、值域、奇偶性、单调性等,而研究这些性质有一个很好的工具就是——函数图象。那么,三角函数的图象究竟是怎样的呢?
它的定义域、值域、奇偶性、单调性又是如何的呢?今天,我们就一起来学习这部分内容。
二)复习旧知。
在此之前我们先复习一些必要的知识。
1.电脑演示正弦线、余弦线的定义,同时说明:当角度变化时,对应的线段mp的长度就是这个角度的正弦值。
2.电脑演示作出点(),为作正弦函数图象作铺垫6分钟)
三)新课。一、 正弦函数的图象。
下面我们一起来画正弦函数的图象。(边操作边讲解)
说明:1、这里将单位圆12等分,如果分得越细,则图象越精确,就像描点法作函数图象,点描得越多,图象越精确;
2、描点;3、作图。
提问:我们作出了正弦函数在区间上的图象,但正弦函数对任意角均有值,即定义域为?(实数集r)如何作在其他区间上的函数图象呢?
由终边相同的角的三角函数值相等知:在区间上其函数图象与在上是一样的,在上也一样,在其他区间上也是一样。每隔2π正弦函数的图象就出现一次重复,如此充满整个实数轴。
可以想象,正弦函数的图象是怎样的?(电脑演示完整的正弦函数图象)
说明:正弦函数的图象叫做正弦曲线。
二、 五点法作正弦函数图象。
可以看出这种方法作三角函数图象是比较精确的,我们称之为:几何法。虽然几何法作图精确,但太麻烦,不容易操作。有没有简单点的方法作三角函数的图象呢?
请同学们观察在[0,2π]上正弦函数的图象,它上面哪几个点对函数图象的确定起关键作用?为什么?(基本确定图象的形状)[电脑显示这五个点,以示突出]所以我们只要画出这五个点,这个图形就基本确定了。
因此,在精确度要求不太高时(画草图),我们一般可采用这种方法来画三角函数图象帮助我们分析。这种方法要比我们刚才的几何法简单得多,我们称之为:五点法。
三、 余弦函数的图象。
正弦函数的图象已经得到了,那我们当然急切地知道,余弦函数的图象是怎样的?别急,我们马上来研究。我们知道,正余弦函数有着十分密切的关系,正弦可以通过一些诱导公式转化为余弦,因此我们猜想它们的图象也应该有着某种联系。
下面先设法找到函数y=cosx与正弦函数y=sinx之间的关系。
由此可见:函数y=cosx与函数是同一个函数,因此它们的图象应该是一样的。也就是说,余弦函数的图象可以由正弦曲线向左平移个单位得到。
(电脑演示,将正弦曲线进行平移)余弦函数的图象叫做余弦曲线。
同样在[0,2π]上的余弦曲线上哪几个点起关键作用?为什么?
练习:在同一直角坐标系内,用五点法分别画出函数。
的简图。说明:
1、学生练习,教师稍后电脑演示(注意指出哪五点);2、提问:这两条曲线有何关系?
四、 正弦函数、余弦函数的主要性质。
计算机显示正余弦函数的图象)请同学们观察正余弦函数的图象,讨论解决以下几个问题,稍后请两组各推选一名代表作总结。
1) 这两个函数的定义域分别是什么?
2) 它们的值域分别是什么?最大值、最小值是多少,此时自变量x等于什么?
3) 它们的奇偶性如何?为什么?
4) 它们的单调性如何?它有什么特殊的地方?为什么会有这种周期性?(图象本身或者说函数本身就存在周期性)
5) 这两个函数还有没有与其他函数不一样的性质?(提示:我们一直在强调的;或从图象上看?)—教师引导出周期性(先感性认识,不深入)
说明:1、学生总结后,各小组派代表阐述结论,其他同学补充;
2、教师归纳;(电脑显示正弦函数的性质)
五)作业。1. 复习p48-52;
2. 课件上的补充题。
第二课时正弦函数、余弦函数的图象与性质(二)
一)复习与引入。
上节课,我们学习了两种作正余弦函数的图象的方法,其中我们经常要用到的是五点法作图。(一图了事)
教师在黑板上用五点法画出函数y=sinx,y=cosx的图象(列表、描点、连线),同时说明五个关键点的坐标。强调作正余弦函数要抓住五个关键点。
二)新课。一、正余弦函数作图。
例1 画出下列函数的简图。
1)y=1+sinx,x∈[0,2π];2)y=-cosx,x∈[0,2π].
说明:1、第(1)题由教师演示(列表,描点,作图),第(2)题由学生自行完成,教师校对;
2、作正弦、余弦函数的图象必须抓住五个关键点;
3、第(1)题中的函数与函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象之间有何关系?(由函数y=sinx,x∈[0,2π]上的每一点向上平移一个单位长度或图象向上平移一个单位长度)第(2)题中的函数与函数y=cosx,x∈[0,2π]的图象之间有何关系?(关于x轴对称)
4、口答:请根据函数y=sinx,y=cosx的图象,画出函数y=sinx-1,y=1-cosx的图象。
5、推广并归纳:y=sinx+m,y=cosx+n可由y=sinx,y=cosx经过怎样的变换而得到?(在y轴上平行移动)若在自变量x上加上某个实数则在x轴上作平行移动,如;y=-sinx+m,y=-cosx+n呢?
6、学生练习:p56练习3,学生板演,教师讲评。
二、正余弦函数的周期性。
函数y=sinx,y=cosx的周期(最小正周期)均为2π,换句话说,自变量x只要并且至少要增加到x+2π,正余弦函数的值才能重复取得。
1、周期性是三角函数的一个特殊性质,正是由于这个特殊性质的存在,使得正弦、余弦函数的图象、性质呈现出一种不断重复的特性。正是由于周期性,对三角函数的某些性质的解释也就顺理成章了。(极值、单调性的反复出现)
2、正余弦函数的周期性(突破重点与难点)
正余弦函数的这种特性可由诱导公式sin(x+2kπ)=sinx,cos(x+2kπ)=cosx(k∈z)来解释,正弦函数值、余弦函数值是按照一定规律不断重复取得的,我们作图也是按此性质画出的。像正弦、余弦这种函数我们称为周期函数。若记f(x)=sinx,上式如何表达?
f(x+2kπ)=f(x),其中2kπ就是周期)同学们能不能用一条数学式子将周期函数表达出来?
教师引导:对于任一个函数f(x),若它是周期函数,周期为t。则它在定义域内的任一点x上的函数值与它在此基础上过了一个周期的函数值是相等的,即f(x)=f(x+t)。
下面请同学们给出周期函数的定义:
一般地,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f(x+t) =f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数。非零常数t就叫做这个函数的周期。
例如,2π,4π,…2π,-4π…等都是正弦函数和余弦函数的周期,事实上,任何一个常数2kπ(k∈z且k≠0)都是这两个函数的周期。对于一个周期函数,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)的最小正周期。例如正余弦函数的最小正周期就是2π。
今后如不加特别说明,周期即指最小正周期。
周期函数的定义与奇函数、偶函数的定义有类似的地方:
函数对于定义域内的每一个值,都有:
f(-x)=-f(x),则为奇函数;f(-x)=f(x),则为偶函数;f(x+t)=f(x),则为周期函数。
例3 判断下列语句的正误,并说明理由:
1)∵,函数y=sinx的周期为;(错,对定义域内的每一个值x都要满足f(x+t) =f(x),只个别满足不能说t是它的周期,如)
2)任何周期函数均有最小正周期;(错,反例:常数函数f(x)=c)
3)若t(t≠0)是函数f(x)的周期,则nt(n∈z且n≠0)也是它的周期。(对,简证:∵f(x+t) =f(x),∴f(x+2t) =f[(x+t)+t]= f(x+t) =f(x),同样f(x+3t)= f[(x+2t)+t]= f(x+2t)= f(x),以此类推f(x+nt)= f(x),所以nt也是它的周期)
例4 求下列函数的周期:
1) y=3cosx,x∈r;
2) y=sin2x,x∈r;
处理:1、利用换元思想,令整个式子为z,当z只要并且至少要增加到z+2π时,自变量x只要并且至少要增加到多少;
2、最小正周期是指能使函数值重复出现的自变量x要加上的那个最小的正数,这个最小的正数是相对x来讲的;
3、由此可知,这些函数的周期只与自变量x的系数有关,一般地,对于函数。
与。令z=,当z只要并且至少要增加到z+2π,而此时z+2π=(2π=,即自变量x只要并且至少要增加到,函数值才能重复取得,即是能使等式。
及。成立的最小正数。从而函数及的周期。
根据这个结论,我们可以由这类函数的解析式直接写出函数的周期。如,例3中(1)(2)(3)的周期分别为。
学生练习:p56练习5
说明:1、学生练习后校对,进一步说明三角函数的周期只与自变量x的系数有关;
2、补充题:已知函数是周期为2的周期函数,且,求的值。(2n)
三)作业。1. 复习课本。
2. p57-58习题4.8 第题。
3. 每课一练(一)
正弦函数 余弦函数的图象与性质习题
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4 8正弦函数 余弦函数的图象与性质
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