人教版高中数学必修4第三章小结
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课堂探究关于升降幂公式的解读剖析:口诀如下:(1)1加余弦想余弦;(2)1减余弦想正弦;(3)幂升一次角减半;(4)幂降一次角翻番.图表如下:归纳总结(1)对于公式sin 2α=2sin αcos α,有①cos α=sin 2α2sin α,②sin α=sin 2α2cos α; (2)对于(sin α+cos α)2=sin 2α+cos 2α+2sin αcos α,有(sin α+cos α)2=1+sin 2α,同理有(sin α-cos α)2=1-sin 2α;(3)对于公式tan 2α=2tan α1-tan 2α,有1tan α-tan α=1-tan 2αtan α=2tan 2α; (4)对于等腰三角形,已知底角的三角函数值求顶角的三角函数值正用倍角公式,已知顶角的三角函数值求底角的三角函数值逆用倍角公式.题型一 化简、求值问题【例题1】求值:sin 50°(1+3tan 10°).分析:应通过“切化弦”化为关于弦函数的分式,然后利用“分式通分”技巧求解.解:原式=sin 50°⎝⎛⎭⎫1+3sin 10°cos 10° =sin 50°×2⎝⎛⎭⎫12cos 10°+32sin 10°cos 10°=sin 50°×2sin (30°+10°)cos 10° =2sin 40°sin 50°cos 10°=2sin 40°cos 40°cos 10° =sin 80°cos 10°=cos 10°cos 10°=1. 反思问题中含有正弦、正切,采用“切化弦”,变为仅含有正弦、余弦的三角函数式,然后利用两角和公式、倍角公式等变形,将问题化简到底.题型二 给值求值问题【例题2】若sin ⎝⎛⎭⎫π6-α=13,则cos ⎝⎛⎭⎫2π3+2α等于( ) A .-79 B .-13 C .13 D .79解析:观察发现2π3+2α=2⎝⎛⎭⎫π3+α,而⎝⎛⎭⎫π3+α+⎝⎛⎭⎫π6-α=π2,则cos ⎝⎛⎭⎫π3+α=sin ⎝⎛⎭⎫π6-α, 所以cos ⎝⎛⎭⎫2π3+2α=2cos 2⎝⎛⎭⎫π3+α-1 =2sin 2⎝⎛⎭⎫π6-α-1=-79. 答案:A反思通过角的形式的变化,生成所求的角或再变形即得所求角,是三角变换的重要方式.求解时应当对所给角有敏锐的感觉,这种感觉的养成要靠平时经验的积累.题型三 给值求角问题【例题3】已知tan α=13,tan β=-17且α,β∈(0,π),求2α-β的值. 分析:tan α=13→tan 2α→tan (2α-β)→确定2α-β的范围→在确定范围中找出角 解:∵tan α=13>0,∴α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,2α∈(0,π),∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×131-⎝⎛⎭⎫132=34>0, ∴2α∈⎝⎛⎭⎫0,π2.又∵tan β=-17<0,β∈(0,π), ∴β∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴tan(2α-β)=tan 2α-tan β1+tan 2αtan β=34-⎝⎛⎭⎫-171+34×⎝⎛⎭⎫-17=1. 又∵2α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,β∈⎝⎛⎭⎫π2,π, ∴2α-β∈(-π,0),∴2α-β=-3π4. 反思在给值求角时,一般选择一个适当的三角函数,根据题设确定所求角的范围,然后再求出角,确定角的范围是关键的一步.题型四 恒等式的证明【例题4】已知tan(α+β)=3tan α.求证:2sin 2β-sin 2α=sin(2α+2β).分析:解答本题可先将条件式切化弦,再设法推出待证式,最后进行解答.证明:tan(α+β)=3tan α,可变为sin(α+β)cos α=3sin αcos(α+β)⇒sin(α+β)cos α-sin αcos(α+β)=2sin αcos(α+β)⇒sin[(α+β)-α]=2sin α(cos αcos β-sin αsin β)⇒sin β=2sin αcos αcos β-2sin 2αsin β⇒(1+2sin 2α)sin β=sin 2αcos β.当cos β=0时,上式中因为1+2sin 2α≠0,所以sin β=0,矛盾.所以cos β≠0,上式两边同乘以2cos β,得(1+2sin 2α)sin 2β=sin 2α2cos 2β⇒sin 2β+(1-cos 2α)sin 2β=sin 2α(1+cos 2β)⇒2sin 2β-sin 2α=sin 2αcos 2β+cos 2αsin 2β=sin(2α+2β),所以等式成立,即得证.反思证明三角恒等式常用的方法是:观察等式两边的差异(角、函数、运算的差异),从解决某一差异入手(同时消除其他差异),决定从该等式的哪边证明(也可两边同时化简),当差异不易消除时,可采用转换命题法或分析法等方法作进一步的化简.题型五 三角函数的综合问题【例题5】已知函数f (x )=(1+cot x )sin 2x -2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4sin ⎝⎛⎭⎫x -π4. (1)若tan α=2,求f (α);(2)若x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π2,求f (x )的取值范围.分析:(1)利用两角的和差公式、三角函数基本关系式、倍角公式,将f (x )化成同角的函数形式,然后变成切的形式代入求解;(2)将(1)中的结论用公式将其变形为正弦函数,再研究其性质.解:(1)f (x )=(1+cot x )sin 2x -2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 sin ⎝⎛⎭⎫x -π4=sin 2x +sin x cos x +cos 2x =1-cos 2x 2+12sin 2x +cos 2x =12(sin 2x +cos 2x )+12. 由tan α=2,得sin 2α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan α1+tan 2α=45,cos 2α=cos 2α-sin 2αsin 2α+cos 2α=1-tan 2α1+tan 2α=-35. 所以f (α)=12⎝⎛⎭⎫45-35+12=35. (2)由(1)得f (x )=12(sin 2x +cos 2x )+12=22sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+12. 由x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π2,得2x +π4∈⎣⎡⎦⎤5π12,5π4, 所以sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4∈⎣⎡⎦⎤-22,1, 从而f (x )=22sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+12∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,1+22. 即f (x )的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,1+22.。
高中数学必修4知识点汇总第一章:三角函数1、任意角①正角:按逆时针方向旋转形成的角 ②负角:按顺时针方向旋转形成的角 ③零角:不作任何旋转形成的角2、角α的顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合,终边落在第几象限,则称α为第几象限角.第一象限角的集合为{}36036090,k k k αα⋅<<⋅+∈Z 第二象限角的集合为{}36090360180,k k k α⋅+<⋅+∈Z第三象限角的集合为{}360180360270,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z 第四象限角的集合为{}360270360360,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z 终边在x 轴上的角的集合为{}180,k k αα=⋅∈Z终边在y 轴上的角的集合为{}18090,k k αα=⋅+∈Z 终边在坐标轴上的角的集合为{}90,k k αα=⋅∈Z3、与角α终边相同的角集合为{}360,k k ββα=⋅+∈Z4、已知α是第几象限角,确定()*n nα∈N 所在象限的方法:先把各象限均分n 等份,再从x 轴的正半轴的上方起,依次将各区域标上一、二、三、四,则α原来是第几象限对应的标号即为nα终边所落在区域.5、长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度6、半径为r 的圆的圆心角α所对弧的长为l ,则角α的弧度数的绝对值是lr α=.7、弧度制与角度制的换算公式:2360π=,1180π=,180157.3π⎛⎫=≈ ⎪⎝⎭.8、若扇形的圆心角为α(α为弧度制),半径为r ,弧长为l ,周长为C ,面积为S则αr l =,l r C +=2,22121r lr S α==9、设α是一个任意大小的角,α的终边上任意一点P 的坐标是(),x y ,它与原点的距离是()0r r =>,则sin y r α=,cos x r α=,()tan 0yx xα=≠. 10、三角函数在各象限的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦.11、三角函数线:sin α=MP ,cos α=OM ,tan α=AT .12、同角三角函数的基本关系:()221sin cos 1αα+=;()sin 2tan cos ααα=; 13、三角函数的诱导公式:()()1sin 2sin k παα+=,()cos 2cos k παα+=,()()tan 2tan k k παα+=∈Z . ()()2sin sin παα+=-,()cos cos παα+=-,()tan tan παα+=.()()3sin sin αα-=-,()cos cos αα-=,()tan tan αα-=-. ()()4sin sin παα-=,()cos cos παα-=-,()tan tan παα-=-.口诀:函数名称不变,符号看象限.()5sin cos 2παα⎛⎫-=⎪⎝⎭,cos sin 2πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭. ()6sin cos 2παα⎛⎫+=⎪⎝⎭,cos sin 2παα⎛⎫+=- ⎪⎝⎭. 口诀:正弦与余弦互换,符号看象限.14、要由sin y x =的图像得到sin()y A x φ=+的图像主要有下列两种方法:sin sin()sin()sin()y x y x y x y A x φωφωφ=−−−→=+−−−→=+−−−→=+相位周期振幅变换变换变换sin sin sin()sin()y x y x y x y x ωωφωφ=−−−→=−−−→=+−−−→=+周期相位振幅变换变换变换注:第二种φωω+→x x 的情况需要平移ωφ个单位 函数()()sin 0,0y x ωϕω=A +A >>的性质: ①振幅:A ;②周期:2πωT =;③频率:12f ωπ==T ; ④相位:x ωϕ+;⑤初相:ϕ.α) A α)(1)(2)15、正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质:sin y x = cos y x = tan y x =图象定义域 R R,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭值域[]1,1-[]1,1-R最值当22x k ππ=+()k ∈Z 时,max 1y =;当22x k ππ=-()k ∈Z 时,min 1y =-.当()2x k k π=∈Z 时,max 1y =;当2x k ππ=+()k ∈Z 时,min 1y =-.既无最大值也无最小值周期性 2π 2ππ奇偶性奇函数 偶函数 奇函数单调性 在2,222k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦()k ∈Z 上是增函数;在 32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ ()k ∈Z 上是减函数.在[]()2,2k k k πππ-∈Z 上是增函数;在[]2,2k k πππ+()k ∈Z 上是减函数.在,22k k ππππ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭()k ∈Z 上是增函数.对称性对称中心 ()(),0k k π∈Z 对称轴 ()2x k k ππ=+∈Z对称中心(),02k k ππ⎛⎫+∈Z⎪⎝⎭ 对称轴()x k k π=∈Z对称中心(),02k k π⎛⎫∈Z⎪⎝⎭无对称轴函 数 性质第二章:平面向量1、向量:既有大小,又有方向的量. 数量:只有大小,没有方向的量.有向线段的三要素:起点、方向、长度. 零向量:长度为0的向量.单位向量:长度等于1个单位的向量. 平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量.零向量与任一向量平行. 相等向量:长度相等且方向相同的向量. 2、向量加法运算: ⑴三角形法则的特点:首尾相连. ⑵平行四边形法则的特点:共起点.⑶三角形不等式:a b a b a b -≤+≤+.⑷运算性质:①交换律:a b b a +=+;②结合律:()()a b c a b c ++=++;③00a a a +=+=.⑸坐标运算:设()11,a x y =,()22,b x y =,则()1212,a b x x y y +=++. 3、向量减法运算:⑴三角形法则的特点:共起点,连终点,方向指向被减向量. ⑵坐标运算:设()11,a x y =,()22,b x y =,则()1212,a b x x y y -=--. 设A 、B 两点的坐标分别为()11,x y ,()22,x y ,则),(AB 1212y y x x --=4、向量数乘运算:⑴实数λ与向量a 的积是一个向量的运算叫做向量的数乘,记作a λ. ①a a λλ=;②当0λ>时,a λ的方向与a 的方向相同;当0λ<时,a λ的方向与a 的方向相反;当0λ=时,0a λ=.⑵运算律:①()()a a λμλμ=;②()a a a λμλμ+=+;③()a b a b λλλ+=+. ⑶坐标运算:设(),a x y =,则()(),,a x y x y λλλλ==.5、向量共线定理:向量()0a a ≠与b 共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使b a λ=.baC BAa b C C -=A -AB =B设()11,a x y =,()22,b x y =,其中0b ≠,则当且仅当12210x y x y -=时,向量a 、()0b b ≠共线.6、平面向量基本定理:如果1e 、2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数1λ、2λ,使1122a e e λλ=+.(不共线的向量1e 、2e 作为这一平面内所有向量的一组基底)7、分点坐标公式:设点P 是线段12P P 上的一点,1P 、2P 的坐标分别是()11,x y ,()22,x y ,当12λP P =PP 时,点P 的坐标是1212,11x x y y λλλλ++⎛⎫⎪++⎝⎭. 8、平面向量的数量积:⑴()cos 0,0,0180a b a b a b θθ⋅=≠≠≤≤.零向量与任一向量的数量积为0.⑵性质:设a 和b 都是非零向量,则①0a b a b ⊥⇔⋅=.②当a 与b 同向时,a b a b ⋅=;当a 与b 反向时,a b a b ⋅=-;22a a a a ⋅==或a a a =⋅.③a b a b ⋅≤. ⑶运算律:①a b b a ⋅=⋅;②()()()a b a b a b λλλ⋅=⋅=⋅;③()a b c a c b c +⋅=⋅+⋅. ⑷坐标运算:设两个非零向量()11,a x y =,()22,b x y =,则1212a b x x y y ⋅=+. 若(),a x y =,则222a x y =+,或2a x y =+ 设()11,a x y =,()22,b x y =,则12120a b x x y y ⊥⇔+=.设a 、b 都是非零向量,()11,a x y =,()22,b x y =,θ是a 与b 的夹角,则121cos a b a bx θ⋅==+.第三章:三角恒等变换1、两角和与差的正弦、余弦和正切公式: ⑴()cos cos cos sin sin αβαβαβ-=+; ⑵()cos cos cos sin sin αβαβαβ+=-; ⑶()sin sin cos cos sin αβαβαβ-=-; ⑷()sin sin cos cos sin αβαβαβ+=+; ⑸()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ--=+(()()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ-=-+);⑹()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ++=-(()()tan tan tan 1tan tan αβαβαβ+=+-).2、二倍角的正弦、余弦和正切公式: ⑴sin22sin cos ααα=.⑵2222cos2cos sin 2cos 112sin ααααα=-=-=- (2cos 21cos 2αα+=,21cos 2sin 2αα-=). ⑶22tan tan 21tan ααα=-.3、()sin cos αααϕA +B =+,其中tan ϕB =A.。
《两角差的余弦公式》教学设计教材:人教版《普通高中课程标准实验教科书·数学(A版)》必修4课题:3.1.1 两角差的余弦公式课时:1课时一、教学内容分析三角恒等变换处于三角函数与数学变换的结合点和交汇处,是前面所学三角函数知识的继续与发展,是培养学生推理能力与运算能力的重要素材.由于和与差内在的联系性与统一性,教材选择两角差的余弦公式作为基础,使公式的证明过程尽量简洁明了,易于学生理解和掌握.教学没有直接给出两角差的余弦公式,而是分探求结果、证明结果两步进行探究,并从简单情况入手得出结果.这样安排不仅使探究更加真实,也有利于学生学会探究、发展思维.因此,本节课的教学重点是:利用诱导公式发现两角差的余弦公式,并运用向量方法证明公式.二、教学目标1.掌握两角差的余弦公式,并能正确运用公式进行简单的求值运算;2.经历用向量的数量积推导两角差的余弦公式的过程,进一步体会向量方法的作用;3.在利用诱导公式进行两角差余弦公式的探究过程中,体会“特殊到一般”、“数形结合”、“归纳猜想”等数学思想方法和思维方法,能体会到数学思维的合理性与条理性.三、学生学情分析学生此前已经掌握了任意角三角函数的概念、诱导公式的推导、向量的坐标表示以及向量数量积的坐标运算等知识.同时,学生多次经历了由特殊到一般,归纳猜想等数学思维方法,基本具备数形结合的能力,这些都为本节课的学习建立了良好的知识基础.教材根据一个实例提出本章所要研究的主要内容,然后直接提出研究两角差的余弦公式,学生会感到有些突然;教材中用几何方法研究两角差的余弦公式学生不易想到用“割补法”求正弦线、余弦线;用向量的数量积公式证明两角差的余弦公式,学生容易犯思维不严谨、不严密的错误.因此,我将本节课的教学难点确定为:发现并证明两角差的余弦公式.四、教学过程设计1.创设情景【情境问题】如图,某城市的电视发射塔CB 建筑市郊的一座小山CD 上,从山脚A 测得AC=50m,塔顶B的仰角(DAB ∠)为60︒,从A 点观测塔顶B 的视角(CAB ∠)约为45︒,求:A,B 两点间的距离.(请学生思考求解过程,某生表述:AB=2AD=2×50×()cos 6045︒-︒=100cos15︒.教师引导说明15︒角的余弦值是未知的,而60︒角、45︒角的三角函数值是已知的,不妨用它们来求差角6045︒-︒的余弦值.)【设计意图】从实际问题出发,有利于强调数学与实际的联系,增强学生的应用意识,激发学生学习的积极性,使其感受到实际问题中对研究差角公式的需要.【思考1】()cos 6045︒-︒如何求角60︒,45︒的正弦、余弦值来表示呢? (请学生大胆尝试说明,并根据自己的结论计算验证.在这个过程中,可将问题一般化:两角差αβ-的余弦值与这两个角,αβ的三角函数值之间有怎样的关系呢?引入课题:两角差的余弦公式)【设计意图】让学生体验如何用反例进行反驳,明确常犯的直接性错误为什么是错的,提出本节课的研究内容,统一对探究目标中“恒等”要求的认识.2.新知探究【思考2】在已学过的知识中,有没有类似求两角差余弦的式子呢?(请学生思考说明:诱导公式()cos cos πββ-=-,cos sin 2πββ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.) ()()cos cos cos 2πβαβπβ--−−−→⎛⎫- ⎪⎝⎭特殊化 【说明】观察以上两式就是把角α用特殊角π、2π来替换.由于特殊中往往能反映一般规律,我们不妨从上述公式出发,建立研究思路,寻找两角差的余弦公式的一般性规律.【设计意图】从学生的学习实际出发,回想已有的关于两角差的余弦的式子,寻找新旧知识之间的联系,使两角差的余弦公式的发现与推导是用“随机、自然进入”的方式呈现给学生.【探究1】()cos πβ-如何用角π和β的正弦、余弦值来表示呢?本环节以教师引导探究为主,展现知识的生成过程.【问题1】根据三角函数的定义,你能写出点12,P P 的坐标吗?(请学生说明,点 ()()12cos ,sin ,cos ,sin P P ππββ.)【问题2】根据三角函数的定义,()cos πβ-是角πβ-的终边与单位圆交点的横坐标.那么,你能在图1中画出角πβ-的终边吗?(请学生说明自己画图的过程,可能会有两种做法:方法一:由角β的终边画出角β-的终边,然后将角β-旋转角π,得角πβ-的终边;方法二:以角π的终边为始边旋转角β,得角πβ-的终边.设角πβ-的终边与单位圆交于点3P ,则点3P 的坐标为()()()cos ,sin πβπβ--)【过渡】在已知各点坐标的情况下,我们不妨用向量知识来解决问题.【问题3】观察图1,有几组向量的夹角相等?(请学生说明:0312P OP POP ∠=∠,又向量的模相等,0312OP OP OP OP ∴⋅=⋅,由向量数量积的坐标运算得:()cos cos cos sin sin πβπβπβ-=+.)【活动】根据上述推导过程,请同学们整理研究思路,在学案(附后表1)β的终边y x π-β的终边1,0()π的终边P3P1P2O P0上完成图1对应的表格.【设计意图】根据三角函数的定义及任意角三角函数的定义,建立几何图形与点的坐标之间的联系——向量,加强新旧知识之间的关联性,使向量方法的引入自然、合理.本环节设计为引导探究的学习方式,将探究一拆分为三个问题,帮助学生建立研究思路.【探究2】根据上述做法, cos 2πβ⎛⎫- ⎪⎝⎭的值如何用角,2πβ的正弦、余弦值来表示呢?(请学生根据学案中的图2,四人一组完成探究. 教师引导说明角2πβ-的终边的形成过程,学生类比()cos πβ-的推导过程,以向量为工具,根据向量的夹角相等,得:0312OP OP OP OP ⋅=⋅βπβπβπsin 2sin cos 2cos 2cos +=⎪⎭⎫ ⎝⎛-∴【设计意图】再一次经历由图形对称得等量关系,运用向量数量积的坐标运算建立数与形的联系,推导两脚差余弦的一个表达式.使学生从知识、方法、策略上多层次的感受式子的推导过程.【思考3】观察上面两个式子,猜想:若,αβ是任意角,那么()cos αβ-= ?(学生观察上式,归纳说明.)【设计意图】有特殊到一般,猜想任意角两角差的余弦公式,使学生成为数学结论的发现者,这对增强学生学习数学的信心、学会学习数学是有意义的.【探究3】你能否证明自己的猜想?π(请学生类比上面两式的推导过程,在学案中自主探究完成,并与周围同学相互交流,解决自己存在的问题.其中,差角αβ-的形成过程教师可利用几何画板旋转得到,帮助学生认识图形间的内在联系.之后投影展示某生的证明过程,并请该生解说: 0312OP OP OP OP ⋅=⋅()cos cos cos sin sin αβαβαβ∴-=+)【设计意图】通过对猜想进行证明,体现数学知识的严谨性、合理性,使学生对公式的认识上升到理性高度.同时,体会向量方法的作用.【归纳】两角差的余弦公式:()cos cos cos sin sin αβαβαβ-=+【问题4】观察两角差的余弦公式,我们如记忆公式呢?(请学生尝试说明,教师从式子左右两边的三角函数名及符号给予归纳:余余正正异相连.)【设计意图】引导学生总结公式特点,帮助学生记忆公式.3.应用举例例.求cos15︒的值.(本例由情景问题提出,可引导学生采用不同的方法求值,认识到拆分角的多样性.)【设计意图】帮助学生掌握两角差的余弦公式的应用,拓展数学思维,体会拆分的多样性,决定变换的多样性.4.课堂小结【问题5】本节课你学到了哪些知识,有什么样的心得体会?(学生说明,师生共同归纳总结.)(1)两角差的余弦公式:()cos cos cos sin sin αβαβαβ-=+;(2)向量作为工具性知识的运用;(3)解决数学问题的思路:由已知到未知、由特殊到一般.β的终边α)【设计意图】让学生对探究的过程、思路与方法有一个清晰的认识,获得知识和能力的共同进步.5.作业布置(1)课本127页,练习2,3题;(2)查一查“两角差的余弦公式”还有其他证明方法吗?【设计意图】巩固所学知识,拓展解决数学问题的思路.。
教 目标 知识与技能: 通过两角和与差的正弦、余弦、正切公式的运用,包括公式的直接运用与公式的逆用,会进行简单的求值、化简;有目的的化简函数。
过程与方法: 在学习两角差的余弦公式的基础上,通过让学生探索、发现并推导两角和与差的正弦、正切公式。
情感、态度、价值观: 通过知识的探究过程培养学生认真分析的良好的习惯及勇于探索精神,激发学生的学习兴趣。
重点 两角和与差的正弦和正切公式的推导,及运用公式进行简单的求值。
难点 灵活运用所学公式进行求值、化简。
教学方法探究学习,小组讨论、学案导学教学手段投影仪,多媒体 教 学 过 程设 计 意 图 一、知识回顾学生活动:回顾复习,完成两角差与和的余弦公式的填空。
二、公式推导思考1:上面学生回顾复习了两角和与差的余弦公,两角和与差的正弦公式是怎样的呢??)(cos =-βα ?)(cos =+βα师生活动: 引导学生回答)(cos βα+是怎样由)(cos βα-推导出来的?思考2:我们利用什么公式来实现正、余弦的互化呢? 学生活动:学生可能有的想到利用诱导公式来化余弦为正弦即引导学生得出:sin(α+β)=cos [2π-(α+β)]=cos [(2π-α)-β]合作探究:(分小组讨论完成下面的推导)cos [(2π-α)-β]=cos(2π-α)cos β+sin(2π-α)sin β =sin αcos β+cos αsin β. 思考3:类比cos(α-β)推导出cos(α+β)的方法,我们可以由sin(α+β)的公式推出sin(α-β)的公式吗?β用-β代之,则(下面由学生自己推导,找一个学生回答)学生活动:sin(α-β)=sin [α+(-β)]=sinαcos(-β)+cosαsin(-β)设计意图:由复习引入新课,激发学生的成功喜悦,同时引起学生对新知识的思考和探索,激发学生的学习兴趣,增强学生的求知欲望.(也有的想到利用同角的平方和关系式sin 2α+cos 2α=1来互化,此法让学生课下进行)设计意图:合作探究,让学生小组讨论,自己推导出两角差的正弦公式,加深学生对知识的理解。
高中数学必修4-必修4第三章教材分析必修4第三章教材分析(一) 编写特色1( 用向量证明和角公式,引导学生用向量研究和差化积公式。
2( 建立和角公式与旋转变换之间的联系。
3( 融入算法,引导学生找出求正弦函数值的算法。
4( 引导学生独立的由和角公式推导出倍角公式与和差化积、积化和差公式。
5( 和角公式在三角恒等变换及三角计算中的应用。
(二) 内容结构1(内容编排本章的主要内容是和角公式、倍角公式和半角公式、三角函数的积化和差公式与和差化积公式,为了引起学生学习本章的兴趣,同时为了加强三角变换的实际应用,本章的开篇从一个实际问题出发,通过数学化,得到一个必须通过三角变换才能解决的数学问题,从而激发学生对本章内容的学习兴趣和求知欲。
全章共分三大节。
第一大节,首先利用向量的方法证明了两角差的余弦公式,接着导出两角和的余弦公式,再利用诱导公式推出两角和、差的正弦公式,又利用同角三角函数关系式推出两角和、差的正切公式;第二大节,推导出倍角公式和半角公式。
第三大节,推导出积化和差与和差化积公式,并通过例题讲解以上各公式的应用。
2,地位与作用变换是数学的重要工具,也是数学学习的主要对象之一。
代数变换是学生熟悉的,与代数变换一样,三角变换也是只变其形不变其质,它可以揭示那些外形不同但实质相同的三角函数式之间的内在联系。
在本册第一章,学生接触了同角三角函数式的变换。
在本章,学生将运用向量方法推导两角差的余弦公式,由此出发导出其他的三角恒等变换公式,并运用这些公式进行简单的三角恒等变换,通过本章学习,学生的推理能力和运算能力将得到进一步提高。
三角恒等变换在数学及应用科学中应用广泛,同时有利于发展学生的推理能力和计算能力,本章将通过三角恒等变形揭示一些问题的数学本质。
3(重点与难点本章的重点是掌握和角公式的推导过程;难点是理解和角公式的几何意义。
4(本章知识结构SS2a a-bSTa+bTa-ba+b向量的数量积Ca-b及其坐标运算Ca+b积化和差C2a T2aaT,aa和差化积CS222(三)课时分配本章教学时间约8课时,具体分配如下: 3(1 和角公式3(1(1 两角和与差的余弦 2课时3(1(2 两角和与差的正弦 1课时3(1(3 两角和与差的正切 1课时 3(2 倍角公式和半角公式3(2(1 倍角公式 1课时3(2(2 半角的正弦、余弦和正切 1课时 3(3 三角函数的积化和差与和差化积1课时本章小结 1课时3(1(1两角和与差的余弦(一) 课题(一)教学目标:知识目标:理解并掌握两角和、差的余弦公式及其推导过程,理解公式的使用条件;会用公式求值能力目标:培养学生观察分析、类比、联想能力;推理能力及交流探讨能力。
3.2 简单的三角恒等变换(3个课时)一、课标要求: 本节主要包括利用已有的十一个公式进行简单的恒等变换,以及三角恒等变换在数学中的应用.二、编写意图与特色本节内容都是用例题来展现的.通过例题的解答,引导学生对变换对象目标进行对比、分析,促使学生形成对解题过程中如何选择公式,如何根据问题的条件进行公式变形,以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法的认识,从而加深理解变换思想,提高学生的推理能力.三、教学目标通过例题的解答,引导学生对变换对象目标进行对比、分析,促使学生形成对解题过程中如何选择公式,如何根据问题的条件进行公式变形,以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法的认识,从而加深理解变换思想,提高学生的推理能力.四、教学重点与难点教学重点:引导学生以已有的十一个公式为依据,以推导积化和差、和差化积、半角公式的推导作为基本训练,学习三角变换的内容、思路和方法,在与代数变换相比较中,体会三角变换的特点,提高推理、运算能力. 教学难点:认识三角变换的特点,并能运用数学思想方法指导变换过程的设计,不断提高从整体上把握变换过程的能力.五、学法与教学用具学法:讲授式教学六、教学设想:学习和(差)公式,倍角公式以后,我们就有了进行变换的性工具,从而使三角变换的内容、思路和方法更加丰富,这为我们的推理、运算能力提供了新的平台.下面我们以习题课的形式讲解本节内容.例1、试以cos α表示222sin ,cos ,tan 222ααα. 解:我们可以通过二倍角2cos 2cos12αα=-和2cos 12sin 2αα=-来做此题. 因为2cos 12sin2αα=-,可以得到21cos sin 22αα-=; 因为2cos 2cos 12αα=-,可以得到21cos cos 22αα+=.又因为222sin 1cos 2tan 21cos cos 2ααααα-==+. 思考:代数式变换与三角变换有什么不同? 代数式变换往往着眼于式子结构形式的变换.对于三角变换,由于不同的三角函数式不仅会有结构形式方面的差异,而且还会有所包含的角,以及这些角的三角函数种类方面的差异,因此三角恒等变换常常首先寻找式子所包含的各个角之间的联系,这是三角式恒等变换的重要特点.例2、求证:(1)、()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)、sin sin 2sin cos 22θϕθϕθϕ+-+=. 证明:(1)因为()sin αβ+和()sin αβ-是我们所学习过的知识,因此我们从等式右边着手.()sin sin cos cos sin αβαβαβ+=+;()sin sin cos cos sin αβαβαβ-=-. 两式相加得()()2sin cos sin sin αβαβαβ=++-; 即()()1sin cos sin sin 2αβαβαβ=++-⎡⎤⎣⎦; (2)由(1)得()()sin sin 2sin cos αβαβαβ++-=①;设,αβθαβϕ+=-=, 那么,22θϕθϕαβ+-==.把,αβ的值代入①式中得sin sin 2sincos 22θϕθϕθϕ+-+=.思考:在例2证明中用到哪些数学思想? 例2 证明中用到换元思想,(1)式是积化和差的形式,(2)式是和差化积的形式,在后面的练习当中还有六个关于积化和差、和差化积的公式.例3、求函数sin y x x =的周期,最大值和最小值.解:sin y x x =这种形式我们在前面见过,1sin 2sin 2sin 23y x x x x x π⎛⎫⎛⎫=+==+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以,所求的周期22T ππω==,最大值为2,最小值为2-.点评:例3是三角恒等变换在数学中应用的举例,它使三角函数中对函数()sin y A x ωϕ=+的性质研究得到延伸,体现了三角变换在化简三角函数式中的作用. 小结:此节虽只安排一到两个课时的时间,但也是非常重要的内容,我们要对变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法加深认识,学会灵活运用.作业:157158P P -14T T -。
高中数学必修4-基本初等函数小结高中数学必修4-基本初等函数小结基本初等函数是高中数学中最重要的内容之一,它是研究数学的基础,也是理解其他数学分支的重要工具。
基本初等函数包括幂函数、指数函数、对数函数、三角函数和反三角函数。
幂函数是一种非常基础的函数,它的形式为y=x^n,其中n为任意实数。
它有两个特殊情况:n为正整数时,函数图像是单调递增的,n为负整数时,函数图像是单调递减的。
幂函数有很多重要的性质,比如定义域和值域的确定,奇偶性的判断和函数图像的变化规律。
指数函数是以指数为自变量,以底数为底的函数,它的形式为y=a^x,其中a为一个实数且大于0且不等于1。
指数函数是以底数是常数的变异函数,具有指数函数特有的性质。
指数函数的图像具有一些重要的特点,比如当a>1时,函数图像是上升的;当0<a<1时,函数图像是下降的;在反比例函数中,a=1时,函数图像变为常数。
对数函数是指数函数的逆函数,它的形式为y=loga(x),其中a 为一个实数且大于0且不等于1。
对数函数有很多重要的性质,比如定义域和值域的确定,奇偶性的判断和函数图像的变化规律。
对数函数和指数函数是基本相关的,可以通过对数函数求解指数函数问题。
三角函数是研究三角关系的基础,它的形式为y=sin(x),y=cos(x)和y=tan(x)。
三角函数有很多重要的性质,比如定义域和值域的确定,周期性和奇偶性的判断。
在解决三角关系的问题中,三角函数起着重要的作用,可以通过三角函数的计算来求解各种三角关系。
反三角函数是三角函数的逆函数,它的形式为y=arcsin(x),y=arccos(x)和y=arctan(x)。
反三角函数有很多重要的性质,比如定义域和值域的确定,函数图像的变化规律。
在解决三角关系的问题中,反三角函数起着重要的作用,它可以通过三角函数的计算来求解各种三角关系。
总结而言,基本初等函数在高中数学中起着非常重要的作用,它们是数学学习的基础,也是理解其他数学分支的重要工具。