高中数学 第五节余弦函数教案 北师大版必修4
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余弦函数的性质学习目的:1、要求学生能理解三角函数的奇、偶性和单调性;2、掌握余弦函数的奇、偶性的判断,并能求出余弦函数的单调区间。
学习重点:余弦函数的奇、偶性和单调性;学习难点:余弦函数奇、偶性和单调性的理解与应用授课类型:新授课学习模式:启发、诱导发现学习.教 具:多媒体、实物投影仪学习过程:一、讲解新课:1.奇偶性请同学们观察正、余弦函数的图形,说出函数图象有怎样的对称性?其特点是什么?(1)余弦函数的图形当自变量取一对相反数时,函数y 取同一值。
例如: f(-3π)=21,f(3π)=21 ,即f(-3π)=f(3π);…… 由于cos(-x)=cosx ∴f(-x)= f(x).以上情况反映在图象上就是:如果点(x,y )是函数y=cosx 的图象上的任一点,那么,与它关于y 轴的对称点(-x,y)也在函数y=cosx 的图象上,这时,我们说函数y=cosx 是偶函数。
定义:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x ,都有f(-x)= f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数。
例如:函数f(x)=x 2+1, f(x)=x 4-2等都是偶函数。
余弦函数在每一个闭区间[(2k -1)π,2kπ](k ∈Z )上都是增函数,其值从-1增加到1;在每一个闭区间[2kπ,(2k +1)π](k ∈Z )上都是减函数,其值从1减小到-1.3.有关对称轴观察余弦函数的图形,可知y=cosx 的对称轴为x=πk k ∈Z(1)写出函数x y 2sin 3=的对称轴;(2))4sin(π+=x y 的一条对称轴是( C ) (A) x 轴, (B) y 轴, (C) 直线4π=x , (D) 直线4π-=x4.例题讲解例1 判断下列函数的奇偶性(1)1sin cos ();1sin cos x x f x x x +-=++ (2) f(x)=sin 4x-cos 4x+cos2x;(3)()lg(sin f x x =(4)2|2|)1lg()(2---=x x x f (5)⎪⎩⎪⎨⎧>+-<+=)0()0( )(22x x x x x x x f ; 例2 (1)函数f (x )=sin x 图象的对称轴是 ;对称中心是 .(2)函数()cos f x x x +图象的对称轴是 ;对称中心是 .例3 已知f(x)=ax+bsin 3x+1(a 、b 为常数),且f(5)=7,求f(-5). 例4 已知121sin ()log .1sin x f x x -=+已知 (1) 求f(x)的定义域和值域;(2) 判断它的奇偶性、周期性;(3) 判断f(x)的单调性.三、小结:本节课学习了以下内容:1.余弦函数的周期性2.余弦函数的奇偶性。
1.4.1《任意角的正弦函数、余弦函数的定义》一、教学目标1.知识与技能目标(1)了解任意角的正弦函数、余弦函数定义产生的背景和应用;(2)掌握任意角的正弦函数与余弦函数的定义,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数,并能应用.2.过程与方法目标(1)通过参与知识的“发现”与“形成”的过程,培养合理猜测的能力,体会函数模型思想,数形结合思想.(2)培养观察、分析、探索、归纳、类比及解决问题的能力.3.情感、态度、价值观目标在学习中感悟数学概念的合理性、严谨性、科学性.感悟数学的本质,培养追求真理的精神.通过本节的学习,使同学们对正弦函数与余弦函数有了一个全新的认识,通过对定义的应用,提高学生分析、解决问题的能力.二、教学重难点教学重点: 任意角的正弦函数与余弦函数的定义(包括定义域和函数值在各象限的符号)及其应用.难点: 任意角的正弦函数与余弦函数的定义及其构建过程的理解.三、教学方法与教学手段问题教学法、合作学习法结合多媒体课件四、教学过程(一)问题引入【投影展示】问题1:初中我们学过锐角 的正弦函数与余弦函数,同学们还记得它是怎样表示的吗?借助右图直角三角形,复习回顾. sin s rαα==的对边斜边,cos h rα==α的邻边斜边.问题2:锐角三角函数就是以锐角为自变量,以比值为函数值的函数,那么该比值会随着三角形的大小而改变吗?为什么?(根据相似三角形的知识可知该比值不会发生改变)(二)新知探究我们所学角的范围已经扩充到任意角,如果角α为任意角,显然初中正弦函数与余弦函数的定义已经不能满足我们的需求,我们必须重新定义正弦函数、余弦函数.今天,我们将在直角坐标系中,对此作深入探讨.【投影展示】问题3:如图,在直角坐标系中,我们作出一个以原点为圆心,以单位长度为半径的圆,该圆称为单位圆.设锐角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的正半轴重合,终边与单位圆交于点(,)P u v ,你能求出sin α与cos α的值吗?该值与点P 的坐标有什么关系呢?由学生自己探究,得出结论,sin v v rα==,cos uu rα==. 归纳总结:一般地,在直角坐标系中,给定单位圆,对于任意角α,使角α的顶点与原点重合,始边与x 轴正半轴重合,终边与单位圆交于点(,)P u v ,那么点P 的纵坐标v 叫作角α的正弦函数,记作sin v α=;点P 的横坐标u 叫作角α的余弦函数,记作cos u α=.通常,我们用x 表示自变量,即x 表示角的大小,用y 表示函数值,则得到任意角的正弦函数sin y x =,余弦函数cos y x =.【投影展示】问题4:在上述定义中,正、余弦函数的定义域与值域分别是什么?说明:x 表示角的大小,故可为全体实数,而在单位圆中显然[1,1]y ∈-,故值域为[1,1]-.【投影展示】问题5 如果知道角终边上一点P ,而这个点不是终边与单位圆的交点,该如何求它的三角函数值呢?(由学生探讨)说明:三角函数的值与点(,)P x y 在终边上的位置无关,仅与角的大小有关.根据三角形相似对应边成比例可知,我们只需计算点(,)P x y到原点的距离r =,那么sin y rα==cos x rα==.因此任意角的正弦函数与余弦函数是以角度为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,又因为角的集合与实数集之间可以建立一一对应关系,故它们也可以看成以实数为自变量的函数.【投影展示】问题6 当角α分别在第一、第二、第三、第四象限时,你能确定角α的正弦函数值、余弦函数值的正负吗?完成课本P14页表格.三角函数说明:正弦函数符号与所在象限记忆法则,从函数出发来记,“正弦上为正,余弦右为正,正切一、三正”;也可以从象限出发来记忆,即“一全为正,二正弦正,三正切正,四余弦正”.(三)新知应用【投影展示】例1在直角坐标系的单位圆中,4πα=-,(1)画出角α;(2)求出角α的终边与单位圆的交点坐标;(3)求出角α的正弦函数值、余弦函数值.(课本P14页例1)分析:只需求出交点坐标,套用定义即可求解. 变式训练1判断65sinπ与65cos π的符号,并通过计算进行验证. 【投影展示】例2已知角α终边上一点(3,2)P -,求角α的正弦函数值、余弦函数值.分析:该点并不是角的终边与单位圆的交点,所以应先计算||r OP =,再利用sin y r α=,cos xrα=求解.解:r ==所以siny r α===,cos x r α=== 【投影展示】变式训练2已知角α终边上一点(2,3)(0)P a a a -≠,求角α的正弦函数值、余弦函数值.【投影展示】变式训练3已知角α终边与直线1(0)3y x x =≤重合,求角α的正弦函数值、余弦函数值.若去掉“0x ≤”这个条件呢?说明:变式2中由于未注明a 的正、负,故需分情况讨论,旨在让同学们学会分类讨论思想,而变式3中并没有给出终边上一点的坐标,需要自己任意选取一特殊点的坐标求解,也可以作出单位圆与该射线或直线的交点,借助方程组的思想求出交点坐标,套用定义求解.(四)反思升华由学生自己从以下三方面进行反思小结,教师从知识层面和思想方法层面帮助学生整理本节课的小节:①本章的三角函数定义与初中时的定义有何异同? ②你能准确判断三角函数值在各象限内的符号吗? ③正弦函数与余弦函数的定义在应用时应注意什么呢? (五)作业布置【投影展示】课本P16页练习3,4,5填书上,P20页A 组1,3,做作业本上.补充作业:已知角α终边与直线2y x =重合,求sin cos αα+的值. (六)板书设计五、教学反思本节课整体效果是不错的,从熟知的初中的锐角三角函数到高中的任意三角函数,从旧知识到新知的扩展,对学生来讲较容易接受.课堂中的变式训练也使新知识能够以充分的应用,锻炼了学生的思维能力、考虑问题周密性,整节课学生始终处于探索与应用中.。
正弦、余弦函数的图象1.了解正弦函数、余弦函数的图象.2.会用“五点法”画出正弦函数、余弦函数的图象.(重点)3.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上的性质.(重点、难点)[基础·初探]教材整理 正弦曲线、余弦曲线阅读教材P 26~P 28图1-3-3以上的部分,完成下列问题. 1.正弦曲线、余弦曲线正弦函数y =sin x (x ∈R )和余弦函数y =cos x (x ∈R )的图象分别叫正弦曲线和余弦曲线.图1-3-32.“五点法”画图画正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象,五个关键点是(0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,1,(π,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,-1,(2π,0). 画余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象,五个关键点是(0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0,(π,-1),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,0,(2π,1).3.正弦、余弦曲线的联系依据诱导公式cos x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2,要得到y =cos x 的图象,只需把y =sin x 的图象向左平移π2个单位长度即可.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)正弦曲线的图象向左右无限延展.( )(2)y =sin x 与y =cos x 的图象形状相同,只是位置不同.( ) (3)余弦曲线向右平移π2个单位得到正弦曲线.( ) 【答案】 (1)√ (2)√ (3)√[小组合作型](1)y =sin x -1,x ∈[0,2π]. (2)y =2+cos x ,x ∈[0,2π]. (3)y =-1-cos x ,x ∈[0,2π].【精彩点拨】 先分别取出相应函数在[0,2π]上的五个关键点,再描点连线. 【自主解答】 (1)列表如下:图(1)(2)列表如下:图(2)(3)列表:图(3)1.“五点法”中的五点即y=sin x或y=cos x的图象在一个最小正周期内的最高点、最低点和与x轴的交点.“五点法”是作简图的常用方法.2.列表、描点、连线是“五点法”作图过程中的三个基本环节.[再练一题]1.用“五点法”作出函数y=3+2cos x在一个周期内的图象.【解】按五个关键点列表;描点并将它们用光滑的曲线连接起来.【精彩点拨】 作出正弦函数y =sin x 在一个周期内的图象,然后借助图象求解.【自主解答】 首先作出y =sin x 在[0,2π]上的图象,如图所示,作直线y =12,根据特殊角的正弦值,可知该直线与y =sin x ,x ∈[0,2π]的交点横坐标为π6和5π6;作直线y =32,该直线与y =sin x ,x ∈[0,2π]的交点横坐标为π3和2π3.观察图象可知,在[0,2π]上,当π6<x ≤π3,或2π3≤x <5π6时,不等式12<sin x ≤32成立,所以12<sin x ≤32的解集为利用正弦曲线、余弦曲线解三角不等式的一般步骤为:(1)画出正弦函数y =sin x 或余弦函数y =cos x 在[0,2π]上的图象; (2)写出适合不等式的在区间[0,2π]上的解集; (3)把此解集推广到整个定义域上去.[再练一题] 2.求函数y =log 21sin x -1的定义域.【解】 为使函数有意义,需满足正弦函数图象如图所示,∴定义域为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪2k π<x ≤2k π+π6,k ∈Z∪ ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪2k π+5π6≤x <2k π+π,k ∈Z. [探究共研型]【提示】 先画出y =sin x 的图象,然后将其x 轴下方的对称到x 轴的上方(x 轴上方的保持不变)即可得到y =|sin x |的图象,如图.探究2 方程|sin x |=a ,a ∈R 在[0,2π]上有几解?【提示】 当a <0时,方程|sin x |=a 无解; 当a =0时,方程|sin x |有三解; 当0<a <1时,方程|sin x |=a 有四解; 当a =1时,方程|sin x |=a 有两解; 当a >1时,方程|sin x |=a 无解.在同一坐标系中,作函数y =sin x 和y =lg x 的图象,根据图象判断出方程sin x =lg x 的解的个数.【精彩点拨】 作图―→看图―→交点个数―→sin x =lg x 解的个数 【自主解答】 建立坐标系xOy ,先用五点法画出函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象,再依次向左、右连续平移2π个单位,得到y =sin x 的图象.描出点⎝ ⎛⎭⎪⎫110,-1,(1,0),(10,1)并用光滑曲线连结得到y =lg x 的图象,如图所示.由图象可知方程sin x =lg x 的解有3个.利用三角函数图象能解决求方程解的个数问题,也可利用方程解的个数(或两函数图象的交点个数)求参数的范围问题.[再练一题]3.函数f (x )=sin x +2|sin x |,x ∈[0,2π]的图象与直线y =k 有且仅有两个不同的交点,求k 的取值范围.【解】 f (x )={ 3sin x ,0≤x ≤π, -sin x ,π<x ≤2π的图象如图所示,故由图象知1<k <3.。
余弦函数的图象学习目的:(1)作出R x x y ∈=,cos 的图象;(2)用“五点法”作出余弦函数的简图,利用图象解决一些有关问题; 学习重点:作余弦函数的图象; 学习难点:作余弦函数的图象,周期性; 1、复习(1) 关于作函数[]0,2x π∈的图象,你学过哪几种方法?(2) 观察我们上一节课用几何法作出的函数[]sin ,0,2y x x π=∈的图象,你发现有哪几个点在确定图象的形状起着关键作用?为什么? (用几何画板显示通过平移正弦线作正弦函数图像的过程)2、“五点(画图)法”试用“五点(画图)法”作函数[]cos ,0,2y x x π=∈的图象。
解:按五个关键点列表:描点、连线,画出简图。
1.510.5-0.5-1123456Oπ2π32π2πf x () = cos x ()例1:画出下列函数的简图: (1) y =-cosx ,[]0,2x π∈(2)按五个关键点列表:描点、连线,画出简图。
●探究2如何利用y=cos x ,[]0,2x π∈的图象,通过图形变换(平移、翻转等)来得到 y =-cosx ,[]0,2x π∈的图象? 小结:这两个图像关于x 轴对称。
●探究3如何利用y=cos x ,[]0,2x π∈的图象,通过图形变换(平移、翻转等)来得到 y =2-cosx ,[]0,2x π∈的图象?小结:先作 y=cos x 图象关于x 轴对称的图形,得到 y =-cosx 的图象, 再将y =-cosx 的图象向上平移2个单位,得到 y =2-cosx 的图象。
●探究4不用作图,你能判断函数y=sin( 32x π-)和y=cosx 的图象有何关系吗?请在同一坐标系中画出它们的简图,以验证你的猜想。
小结:sin(32x π-)= sin[(32x π-) +2π] =sin(x+2π)=cosx 这两个函数相等,图象重合。
归纳小结1、五点(画图)法(1)作法 先作出五个关键点,再用平滑的曲线将它们顺次连结起来。
数学必修四北师大版1.4.1《任意角的正弦函数、余弦函数的定义》教学设计1.4.1《任意角的正弦函数、余弦函数的定义》一、教学目标1.知识与技能目标(1)了解任意角的正弦函数、余弦函数定义产生的背景和应用;(2)掌握任意角的正弦函数与余弦函数的定义,正确理解三角函数是以实数为自变量的函数,并能应用.2.过程与方法目标(1)通过参与知识的“发现”与“形成”的过程,培养合理猜测的能力,体会函数模型思想,数形结合思想.(2)培养观察、分析、探索、归纳、类比及解决问题的能力.3.情感、态度、价值观目标在学习中感悟数学概念的合理性、严谨性、科学性.感悟数学的本质,培养追求真理的精神.通过本节的学习,使同学们对正弦函数与余弦函数有了一个全新的认识,通过对定义的应用,提高学生分析、解决问题的能力.二、教学重难点教学重点: 任意角的正弦函数与余弦函数的定义(包括定义域和函数值在各象限的符号)及其应用.难点: 任意角的正弦函数与余弦函数的定义及其构建过程的理解.三、教学方法与教学手段问题教学法、合作学习法结合多媒体课件四、教学过程(一)问题引入【投影展示】问题1:初中我们学过锐角 的正弦函数与余弦函数,同学们还正弦函数,记作sin v α=;点P 的横坐标u 叫作角α的余弦函数,记作cos u α=.通常,我们用x 表示自变量,即x 表示角的大小,用y 表示函数值,则得到任意角的正弦函数sin y x =,余弦函数cos y x =.【投影展示】问题4:在上述定义中,正、余弦函数的定义域与值域分别是什么?说明:x 表示角的大小,故可为全体实数,而在单位圆中显然[1,1]y ∈-,故值域为[1,1]-.【投影展示】问题5 如果知道角终边上一点P ,而这个点不是终边与单位圆的交点,该如何求它的三角函数值呢?(由学生探讨)说明:三角函数的值与点(,)P x y 在终边上的位置无关,仅与角的大小有关.根据三角形相似对应边成比例可知,我们只需计算点(,)P x y 到原点的距离22r x y =+,那么22sin y r x y α==+cos x r α=22x y +.因此任意角的正弦函数与余弦函数是以角度为自变量,以单位圆上点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,又因为角的集合与实数集之间可以建立一一对应关系,故它们也可以看成以实数为自变量的函数.【投影展示】问题 6 当角α分别在第一、第二、第三、第四象限时,你能确定角α的正弦函数值、余弦函数值的正负吗?完成课本P14页表格. x y (,P x y O αM象限 第一象限 第二象限 第三象限 第四象限sin αcos α说明:正弦函数符号与所在象限记忆法则,从函数出发来记,“正弦上为正,余弦右为正,正切一、三正”;也可以从象限出发来记忆,即“一全为正,二正弦正,三正切正,四余弦正”.(三)新知应用【投影展示】例1在直角坐标系的单位圆中,4πα=-,(1)画出角α;(2)求出角α的终边与单位圆的交点坐标;(3)求出角α的正弦函数值、余弦函数值.(课本P14页例1)分析:只需求出交点坐标,套用定义即可求解.变式训练1判断65sin π与65cos π的符号,并通过计算进行验证. 【投影展示】例2已知角α终边上一点(3,2)P -,求角α的正弦函数值、余弦函数值.分析:该点并不是角的终边与单位圆的交点,所以应先计算||r OP =,再利用sin y r α=,cos x rα=求解. 解:22(3)213r =-+=所以2sin 131313y r α===3cos 131313x r α=== 【投影展示】变式训练2已知角α终边上一点(2,3)(0)P a a a -≠,求角α的正弦函数值、余弦函数值.三角【投影展示】变式训练3已知角α终边与直线1(0)3y x x =≤重合,求角α的正弦函数值、余弦函数值.若去掉“0x ≤”这个条件呢?说明:变式2中由于未注明a 的正、负,故需分情况讨论,旨在让同学们学会分类讨论思想,而变式3中并没有给出终边上一点的坐标,需要自己任意选取一特殊点的坐标求解,也可以作出单位圆与该射线或直线的交点,借助方程组的思想求出交点坐标,套用定义求解.(四)反思升华由学生自己从以下三方面进行反思小结,教师从知识层面和思想方法层面帮助学生整理本节课的小节:①本章的三角函数定义与初中时的定义有何异同?②你能准确判断三角函数值在各象限内的符号吗?③正弦函数与余弦函数的定义在应用时应注意什么呢?(五)作业布置【投影展示】课本P16页练习3,4,5填书上,P20页A 组1,3,做作业本上.补充作业:已知角α终边与直线2y x =重合,求sin cos αα+的值.(六)板书设计五、教学反思 本节课整体效果是不错的,从熟知的初中的锐角三角函数到高中的任意三角函数,从旧知识到新知的扩展,对学生来讲较容易接1.41.任意角的正弦函数、余弦函数 例1 例2定义:受.课堂中的变式训练也使新知识能够以充分的应用,锻炼了学生的思维能力、考虑问题周密性,整节课学生始终处于探索与应用中.。
余弦函数的概念和诱导公式一、教学目标: 1、知识与技能:(1)了解任意角的余弦函数概念; (2)理解余弦函数的几何意义; (3)掌握余弦函数的诱导公式;(4)掌握利用数形结合思想分析问题、解决问题的技能。
2、过程与方法:类比正弦函数的概念,引入余弦函数的概念;在正、余弦函数定义的基础上,将三角函数定义推广到更加一般的情况;让学生通过类比,联系正弦函数的诱导公式,自主探究出余弦函数的诱导公式。
3、情感态度与价值观:使同学们对余弦函数的概念有更深的体会;会用联系的观点看问题,建立数形结合的思想,激发学习的学习积极性;培养学生分析问题、解决问题的能力;让学生体验自身探索成功的喜悦感,培养学生的自信心;使学生认识到转化“矛盾”是解决问题的有效途经;培养学生形成实事求是的科学态度和锲而不舍的钻研精神。
二、教学重、难点重点:余弦函数的概念和诱导公式。
难点: 余弦函数的诱导公式运用。
三、学法与教法我们已经知道正弦函数的概念是通过在单位圆中,以函数定义的形式给出来的,从而把锐角的正弦函数推广到任意角的情况;现在我们就应该与正弦函数的概念作比较,得出余弦函数的概念;同样地,可以仿照正弦函数的诱导公式推出余弦函数的诱导公式。
用五点作图的方法作出y =cosx 在[0,2π]上的图像,并由图像直观得到其性质。
教法:自主合作探究式 四、教学过程(一)、创设情境,揭示课题在初中,我们不但学习了正弦函数,也学习了余弦函数,sin α=斜边邻边。
同样地,当我们把角放在平面直角坐标系中以后,就可以得到余弦函数的定义。
下面请同学们类比正弦函数的定义,自主学习课本P30—P31. (二)、探究新知1.余弦函数的定义:在直角坐标系中,设任意角α与单位圆交于点P (a ,b ),那么点P 的横坐标a 叫做角α余弦函数,记作:a =cos α(α∈R). 通常我们用x ,y 分别表示自变量与因变量,将余弦函数表示,b)为y =cosx(x∈R).如图,有向线段OM 称为角α的余弦线。
§6余弦函数的图像与性质一、 教学思路【创设情境,揭示课题】在上一次课中,我们知道正弦函数y =sinx 的图像,是通过等分单位圆、平移正弦线而得到的,在精确度要求不高时,可以采用五点作图法得到。
那么,对于余弦函数y =cosx 的图像是不是也是这样得到的呢?有没有更好的方法呢?【探究新知】1.余弦函数y =cosx 的图像由诱导公式有:与正弦函数关系 ∵y =cosx =cos(-x)=sin[2π-(-x)]=sin(x +2π) 结论:(1)y =cosx, x ∈R 与函数y =sin(x +2π) x ∈R 的图象相同 (2)将y =sinx 的图象向左平移2π即得y =cosx 的图象 (3)也同样可用五点法作图:y =cosx x ∈[0,2π]的五个点关键是(0,1) (2π,0) (π,-1) (23π,0) (2π,1) (4)类似地,由于终边相同的三角函数性质y =cosx x ∈[2k π,2(k+1)π] k ∈Z,k ≠0的图像与 y =cosx x ∈[0,2π] 图像形状相同只是位置不同(向左右每次平移2π个单位长2.余弦函数y =cosx 的性质观察上图可以得到余弦函数y =cosx 有以下性质:(1)定义域:y=cosx 的定义域为R(2)值域: y=cosx 的值域为[-1,1],即有 |cosx|≤1(有界性)(3)最值:1︒对于y =cosx 当且仅当x =2k π,k ∈Z 时 y max =1当且仅当时x =2k π+π, k ∈Z 时 y min =-12︒当2k π-2π<x<2k π+2π (k ∈Z)时 y=cosx>0当2k π+2π<x<2k π+23π (k ∈Z)时 y=cosx<0 (4)周期性:y =cosx 的最小正周期为2π(5)奇偶性cos(-x)R)是偶函数(6)单调性增区间为[(2k -1)π, 2k π](k∈Z),其值从-1增至1;减区间为[2k π,(2k +1)π](k∈Z),其值从1减至-1。
2014高中数学 第五节余弦函数教案 北师大版必修4
一、 教学目标:
1、 知识与技能
(1)了解任意角的余弦函数概念;(2)理解余弦函数的几何意义;(3)掌握余弦函数
的诱导公式;(4)能利用五点作图法作出余弦函数在[0,2π]上的图像;(5)熟练根
据余弦函数的图像推导出余弦函数的性质;(6)能区别正、余弦函数之间的关系;(7)
掌握利用数形结合思想分析问题、解决问题的技能。
2、 过程与方法
类比正弦函数的概念,引入余弦函数的概念;在正、余弦函数定义的基础上,将三角
函数定义推广到更加一般的情况;让学生通过类比,联系正弦函数的诱导公式,自主
探究出余弦函数的诱导公式;能学以致用,尝试用五点作图法作出余弦函数的图像,
并能结合图像分析得到余弦函数的性质。
3、 情感态度与价值观
使同学们对余弦函数的概念有更深的体会;会用联系的观点看问题,建立数形结合的
思想,激发学习的学习积极性;培养学生分析问题、解决问题的能力;让学生体验自
身探索成功的喜悦感,培养学生的自信心;使学生认识到转化“矛盾”是解决问题的
有效途经;培养学生形成实事求是的科学态度和锲而不舍的钻研精神。
二、教学重、难点
重点:余弦函数的概念和诱导公式,以及余弦函数的性质。
难点: 余弦函数的诱导公式运用和性质应用。
三、学法与教学用具
我们已经知道正弦函数的概念是通过在单位圆中,以函数定义的形式给出来的,从而把
锐角的正弦函数推广到任意角的情况;现在我们就应该与正弦函数的概念作比较,得出余
弦函数的概念;同样地,可以仿照正弦函数的诱导公式推出余弦函数的诱导公式。
用五点
作图的方法作出y =cosx 在[0,2π]上的图像,并由图像直观得到其性质。
教学用具:投影机、三角板
第一课时 余弦函数的概念和诱导公式
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
在初中,我们不但学习了正弦函数,也学习了余弦函数,sin α=
斜边邻边。
同样地,当我们把角放在平面直角坐标系中以后,就可以得到余弦函数的定义。
下面请同学们类比正弦函数的定义,自主学习课本P30—P31.
【探究新知】
1.余弦函数的定义
在直角坐标系中,设任意角α与单位圆交于点P (a ,b ),
那么点P 的横坐标a 叫做角α余弦函数,记作:a =cos α(α∈R).
通常我们用x ,y 分别表示自变量与因变量,将余弦函数表示
为y =cosx(x∈R).
如图,有向线段OM 称为角α的余弦线。
其实,由相似三角形的知识,我们知道,只要已知角α
的终边上任意一点P 的坐标(a ,b ),求出|OP|,记为r ,则
角α的正弦和余弦分别为:sin α=r b ,cos α=r
a .
在今后的解题中,我们可以直接运用这种方法,简化运算过程。
2.余弦函数的诱导公式
从右图不难看出,角α和角2π+α,2π-α,(-α)的终边 与单位圆的交点的横坐标是相同的,所以,它们的余弦函数值相等;
角α和角π+α,π-α的终边与单位圆的交点的横坐标是相反数,
所以,它们的余弦函数值互为相反数。
由此归纳出公式:
cos(2π+α)=cos α
cos(-α) = cos α
cos(2π-α) =cos α
cos(π+α) =-cos α
cos(π-α) =-cos α
请同学们观察右图,角α与角2
π+α的正弦、余弦函数值有什么关 系?由图可知,R t⊿OMP≌Rt⊿OM’P’,点P 的横坐标cos α与点P ’的纵坐标sin(
2π+α) 相等;点P 的纵坐标sin α与点P ’的横坐标cos(2
π+α)互为相反数。
我们可以得到: sin(2π+α)=cos α cos(2
π+α)=-sin α 问题与思考:验证公式 sin(2π+α)=cos α cos(2
π+α)=-sin α 以上公式统称为诱导公式,其中α可以是任意角。
利用诱导公式,可以将任意角的正、
余弦函数问题转化为锐角的正、余弦函数问题。
【巩固深化,发展思维】
1. 例题讲评
例1.已知角α的终边经过点P (2,-4)(如图),求角α的余弦
函数值。
解:∵x =2,y =-4 , ∴ r =|OP|=25
∴cos α=r x =5
5 例2.如果将例1中点P 的坐标改为(2t ,-4t )(t≠0),那么怎样求角α的余弦函数
值。
解:(提示:在r =|OP|=25|t|中,分t <0和t >0两种情况,见教材P31)
例3.求值:
(1)cos 611π (2)cos 89π (3)cos(-4
3π) (4)cos(-1650°) (5)cos(-150°15’) 解:(1)cos
611π=cos (2π-6π)=cos 6π=23 (2)cos 89π=cos (π+8π)=-cos 8
π≈-0.9239 (3)、(4)、(5)略,见教材P33
例4.化简:()()()()()
πααπαπαπαπ---+-+-cos 3cos cos 3cos 2cos 解:(略,见教材P33)
2. 学生练习
教材P31的练习1、2、3 和 P34的练习1、2、3
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及的主要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、课后反思
第二课时 余弦函数的图像与性质
一、 教学思路
【创设情境,揭示课题】
在上一次课中,我们知道正弦函数y =sinx 的图像,是通过等分单位圆、平移正弦线而得到的,在精确度要求不高时,可以采用五点作图法得到。
那么,对于余弦函数y =cosx 的图像是不是也是这样得到的呢?有没有更好的方法呢?
【探究新知】
1.余弦函数y =cosx 的图像
由诱导公式有:
与正弦函数关系 ∵y =cosx =cos(-x)=sin[
2π-(-x)]=sin(x +2π) 结论:(1)y =cosx, x ∈R 与函数y =sin(x +
2π) x ∈R 的图象相同 (2)将y =sinx 的图象向左平移2
π即得y =cosx 的图象 (3)也同样可用五点法作图:y =cosx x ∈[0,2π]的五个点关键是(0,1) (
2π,0) (π,-1) (2
3π,0) (2π,1)
(4)类似地,由于终边相同的三角函数性质y =cosx x ∈[2k π,2(k+1)π] k ∈Z,k ≠0的图像与 y =cosx x ∈[0,2π] 图像形状相同只是位置不同(向左右每次平移2π个单位长度)
2.余弦函数y =cosx 的性质
观察上图可以得到余弦函数y =cosx 有以下性质:
(1)定义域:y=cosx 的定义域为R
(2)值域: y=cosx 的值域为[-1,1],即有 |cosx|≤1(有界性)
(3)最值:1︒对于y =cosx 当且仅当x =2k π,k ∈Z 时 y max =1
当且仅当时x =2k π+π, k ∈Z 时 y min =-1
2︒当2k π-
2π<x<2k π+2π (k ∈Z)时 y=cosx>0 当2k π+2π<x<2k π+2
3π (k ∈Z)时 y=cosx<0 (4)周期性:y =cosx 的最小正周期为2π
(5)奇偶性
cos(-x)=cosx (x∈R) y=cosx (x∈R)是偶函数
(6)单调性
增区间为[(2k -1)π, 2k π](k∈Z),其值从-1增至1;
减区间为[2k π,(2k +1)π](k∈Z),其值从1减至-1。
【巩固深化,发展思维】
1. 例题讲评
例1.请画出函数y =cosx -1的简图,并根据图像讨论函数的性质。
解:(略,见教材P36)
2.课堂练习
教材P37的练习1、2、3、4
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及的主要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、布置作业:P38的习题8、9、10、11
四、课后反思。