【实用教案系列】正弦、余弦函数的图象
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1.4.1 正弦函数、余弦函数的图象三维目标1.通过实验演示,让学生经历图象画法的过程及方法,通过对图象的感知,形成正弦曲线的初步认识,进而探索正弦曲线准确的作法,养成善于发现、善于探究的良好习惯.学会遇到新问题时善于调动所学过的知识,较好地运用新旧知识之间的联系,提高分析问题、解决问题的能力.2.通过本节学习,理解正弦函数、余弦函数图象的画法.借助图象变换,了解函数之间的内在联系.通过三角函数图象的三种画法:描点法、几何法、五点法,体会用“五点法”作图给我们学习带来的好处,并会熟练地画出一些较简单的函数图象.3.通过本节的学习,让学生体会数学中的图形美,体验善于动手操作、合作探究的学习方法带来的成功愉悦.渗透由抽象到具体的思想,加深数形结合思想的认识.. 重点难点教学重点:正弦函数、余弦函数的图象.教学难点:将单位圆中的正弦线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. 课时安排:1课时教学过程导入新课思路1.(复习导入)遇到一个新的函数,非常自然的是画出它的图象,观察图象的形状,看看有什么特殊点,并借助图象研究它的性质,如:值域、单调性、奇偶性、最大值与最小值等.我们也很自然的想知道y=sinx 与y=cosx 的图象是怎样的呢?回忆我们在必修1中学过的指数函数、对数函数的图象是什么?是如何画出它们图象的(列表描点法:列表、描点、连线)?进而引导学生通过取值,画出当x ∈[0,2π]时,y=sinx 的图象. 推进新课 新知探究 提出问题问题①:作正弦函数图象的各点的纵坐标都是查三角函数表得到的数值,由于对一般角的三角函数值都是近似值,不易描出对应点的精确位置.我们如何得到任意角的三角函数值并用线段长(或用有向线段数值)表示x 角的三角函数值?怎样得到函数图象上点的两个坐标的准确数据呢?简单地说,就是如何得到y=sinx,x ∈[0,2π]的精确图象呢? 问题②:如何得到y=sinx,x ∈R 时的图象? 活动:教师先让学生阅读教材、思考讨论,对于程度较弱的学生,教师指导他们查阅课本上的正弦线.此处的难点在于为什么要用正弦线来作正弦函数的图象,怎样在x 轴上标横坐标?为什么将单位圆分成12份?学生思考探索仍不得要领时,教师可进行适时的点拨.只要解决了y=sinx,x ∈[0,2π]的图象,就很容易得到y=sinx,x ∈R 时的图象了.对问题①,第一步,可以想象把单位圆圆周剪开并12等分,再把x 轴上从0到2π这一段分成12等份.由于单位圆周长是2π,这样就解决了横坐标问题.过⊙O 1上的各分点作x 轴的垂线,就可以得到对应于0、6π、4π、3π、2π、…、2π等角的正弦线,这样就解决了纵坐标问题(相当于“列表”).第二步,把角x 的正弦线向右平移,使它的起点与x 轴上的点x 重合,这就得到了函数对(x,y)(相当于“描点”).第三步,再把这些正弦线的终点用平滑曲线连接起来,我们就得到函数y=sinx 在[0,2π]上的一段光滑曲线(相当于“连线”).如图1所示(这一过程用课件演示,让学生仔细观察怎样平移和连线过程.然后让学生动手作图,形成对正弦函数图象的感知).这是本节的难点,教师要和学生共同探讨.图1对问题②,因为终边相同的角有相同的三角函数值,所以函数y=sinx 在x ∈[2kπ,2(k+1)π],k ∈Z 且k≠0上的图象与函数y=sinx 在x ∈[0,2π]上的图象的形状完全一致,只是位置不同.于是我们只要将函数y=sinx,x ∈[0,2π]的图象向左、右平行移动(每次2π个单位长度),就可以得到正弦函数y=sinx,x ∈R 的图象.(这一过程用课件处理,让同学们仔细观察整个图的形成过程,感知周期性)图2讨论结果:①利用正弦线,通过等分单位圆及平移即可得到y=sinx,x ∈[0,2π]的图象. ②左、右平移,每次2π个长度单位即可.提出问题: 如何画出余弦函数y=cosx,x ∈R 的图象?你能从正弦函数与余弦函数的关系出发,利用正弦函数图象得到余弦函数图象吗?活动:如果再用余弦线作余弦函数的图象那太麻烦了,根据已学的知识,教师引导学生观察诱导公式,思考探究两个函数之间的关系,通过怎样的坐标变换可得到余弦函数图象?让学生从函数解析式之间的关系思考,进而学习通过图象变换画余弦函数图象的方法.让学生动手做一做,体会正弦函数图象与余弦函数图象的异同,感知两个函数的整体形状,为下一步学习正弦函数、余弦函数的性质打下基础.讨论结果:把正弦函数y=sinx,x ∈R 的图象向左平移2个单位长度即可得到余弦函数图象.如图3.图3正弦函数y=sinx,x ∈R 的图象和余弦函数y=cosx,x ∈R 的图象分别叫做正弦曲线和余弦曲线点.提出问题问题①:以上方法作图,虽然精确,但不太实用,自然我们想寻求快捷地画出正弦函数图象的方法.你认为哪些点是关键性的点?问题②:你能确定余弦函数图象的关键点,并作出它在[0,2π]上的图象吗?活动:对问题①,教师可引导学生从图象的整体入手观察正弦函数的图象,发现在[0,2π]上有五个点起关键作用,只要描出这五个点后,函数y=sinx 在[0,2π]上的图象的形状就基本上确定了.这五点如下:(0,0),(2π,1),(π,0),(23π,-1),(2π,0).因此,在精确度要求不太高时,我们常常先找出这五个关键点,然后用光滑的曲线将它们连接起来,就可快速得到函数的简图.这种近似的“五点(画图)法”是非常实用的,要求熟练掌握. 对问题②,引导学生通过类比,很容易确定在[0,2π]上起关键作用的五个点,并指导学生通过描这五个点作出在[0,2π]上的图象. 讨论结果:关键点也有五个,它们是:(0,1),(2π,0),(π,-1),(23π,0),(2π,1).应用示例例1 画出下列函数的简图(1)y=1+sinx,x ∈[0,2π];(2)y=-cosx,x ∈[0,2π].活动:本例的目的是让学生在教师的指导下会用“五点法”画图,并通过独立完成课后练习1领悟画正弦、余弦函数图象的要领,最终达到熟练掌握.从实际教学来看,“五点法”画图易学却难掌握,学生需练好扎实的基本功.可先让学生按“列表、描点、连线”三步来完成.对学生出现的种种失误,教师不要着急,在学生操作中指导一一纠正,这对以后学习大有好处. 解:(1)按五个关键点列表:x 0 2π π 23π 2π sinx 0 1 0 -1 0 1+sinx1211描点并将它们用光滑的曲线连接起来(图4).图4(2)按五个关键点列表:x 0 2π π 23π 2π cosx 1 0 -1 0 1 -cosx-11-1描点并将它们用光滑的曲线连接起来(图5).图5知能训练:课本本节练习 解答:1.可以用单位圆中的三角函数线作出它们的图象,也可以用“五点法”作出它们的图象,还可以用图形计算器或计算机直接作出它们的图象.两条曲线形状相同,位置不同,例如函数y=sinx,x ∈[0,2π]的图象,可以通过将函数y=cosx,x ∈[2π,23π]的图象向右平行移动2π个单位长度而得到(图10).图10点评:在同一个直角坐标系中画出两个函数图象,利于对它们进行对比,可以加强正弦函数与余弦函数的联系.通过多种方法画图,渗透数形结合思想,强化学生对数学概念本质的认识. 两个函数的图象相同.课堂小结1.怎样利用“周而复始”的特点,把区间[0,2π]上的图象扩展到整个定义域的?2.如何利用图象变换从正弦曲线得到余弦曲线?这节课学习了正弦函数、余弦函数图象的画法.除了它们共同的代数描点法、几何描点法之外,余弦函数图象还可由平移交换法得到.“五点法”作图是比较方便、实用的方法,应熟练掌握.数形结合思想、运动变化观点都是学习本课内容的重要思想方法. 作业1.课本习题1.4 A 组1.2.预习下一节:正弦函数、余弦函数的性质. 板书设计:(略) 课后记:教研组长意见:。
1.4.1正弦函数、余弦函数的图象教学目的:1、用单位圆中的正弦线画出正弦函数的图象;2、用五点法作正弦函数和余弦函数的简图;3、正弦函数图象与余弦函数图象的变换关系。
教学重点、难点重点:会用单位圆中的三角函数线画出正弦函数的图像,并在此基础上由诱导公式画出余弦函数的图像难点:用单位圆中的正弦线作正弦函数的图象教学过程:一、复习引入:正弦线、余弦线:设任意角α的终边与单位圆相交于点P(x ,y),过P 作x 轴的垂线,垂足为M ,则有 MP r y ==αsin ,OM r x ==αcos向线段MP 叫做角α的正弦线,有向线段OM 叫做角α的余弦线.二、讲授新课:1、正弦函数图象的几何作法采用弧度制, x 、y 均为实数,步骤如下:(1)在 x 轴上任取一点 O 1 ,以 O l 为圆心作单位圆;(2)从这个圆与 x 轴交点 A 起把圆分成 12 等份;(3)过圆上各点作x 轴的垂线,可得对应于0、6π、3π、L 、2π的正弦线;(4)相应的再把 x 轴上从原点 O 开始,把这0~2π这段分成 12 等份;(5)把角的正弦线平移,使正弦线的起点与 x 轴上对应的点重合;(6)用光滑曲线把这些正弦线的终点连结起来。
2、五点法作图描点法在要求不太高的情况下,可用五点法作出,y sin x,x [0,2]=∈π的图象上有五 点起决定作用,它们是 描出这五点后,其图象的形状基本上就确定了。
3(0,0),(,1),(,0),(,1),(2,0)22πππ-π因此,在精确度要求不太高时,我们常常先描出这五个点,然后用平滑的曲线将它们连接起来,就得到在相应区间内正弦函数的简图,这种方法叫做五点法。
注意:(1)描点法所取的各点的纵坐标都是查三角函数表得到的数值,不易描出对应点的精确位置,因此作出的图象不够精确。
(2)几何法作图较为精确,但画图时较繁。
(3)五点法是我们画三角函数图象的基本方法,要切实掌握好。
教学目标:1.要求学生了解用单位圆中的正弦线画出正弦函数的图象. 2.通过分析掌握五点法画正(余)弦函数图象.3.培养学生利用类比的思想方法研究正弦、余弦问题;培养学生的动手操作能力. 教学重点:正弦函数、余弦函数的图象.教学难点:正弦函数与余弦函数图象间的关系,五点作图法关键点如何找。
教学方法:自主学习,合作探究、启发式 教学用具:多媒体、直尺、铅笔【教学过程】一、预习提案(课前完成)1.用描点法作出函数图象的主要步骤是怎样的? 问题:如何作出x y sin =,]2,0[π∈x 的图象. (1)(3) 连线2.sin α、cos α、tan α的几何意义. (三角函数线) 在图像上作出相应的三角函数线:正弦线:_____________ 余弦线:_____________ 正切线:_____________ 3.预习教材p30---p33二、讲授新课(合作探究为主)问题1:想一想,如何画出]2,0[,sin π∈=x x y 的图象思路点拨:我们可以借助单位圆,利用正弦线作出比较精确的正弦函数图象(其中]2,0[π∈x ),方法如下: 第一步:先作单位圆,把⊙O 1十二等分;第二步:十二等分后得0,6π, 3π,2π,…2π等角,作出相应的___;第三步:将x 轴上从0到2π一段分成___等份(2π≈6.28); 第四步:取点,平移正弦线,使___与___上的点重合;第五步:用光滑的曲线把上述正弦线的___连接起来,得y=sinx ,x ∈[0,2π]的图象;问题2:如何根据]2,0[,sin π∈=x x y 的图象作出x y sin =,R x ∈的图象.思路点拨:终边相同的角的同一三角函数值相同。
可将函数]2,0[,sin π∈=x x y 的图象向左向右平行移动(每次___个单位长度)就可以得到正弦函数的图象.如图所示:说明:该图象称为“正弦曲线”. 问题3:1.在做正弦函数的图象时,应抓住那些关键点? 思路点拨:与x 轴的交点,最高点和最低点坐标。
【课题】 5.4.1正弦函数、余弦函数的图像【教材分析】本节内容选自《普通高中课程标准实验教科书数学必修第一册(人教版A 版)》第五章《三角函数》第四节“三角函数的图像与性质”的第一课时“正弦函数、余弦函数的图像”。
本节主要内容是正弦函数和余弦函数的图象画法,过去学生已经学习了一次函数、二次函数、指数函数和对数函数等。
此前已学习三角函数的概念和诱导公式。
在此基础上学习正弦函数和余弦函数的图像画法,为后续研究正弦函数和余弦函数的性质、正切函数的图象与性质、函数y=Asin(ωx+φ)的图象的研究打好基础,起到了承上启下的作用,因此,本节的学习有着极其重要的地位。
【学情分析】◆从学生的知识层面上:1、学习过任意角三角函数的定义,三角函数的诱导公式等知识。
2、已学习用描点法绘制函数图像。
本节课主要学习几何法,利用三角函数定义绘制函数图象是第一次。
◆从学生的能力层面上:1、拥有基础的绘制函数图象的经验。
2、具备通过图形平移变换作图的能力和数形结合思想。
【教学目标】课标要求:1、利用三角函数的概念画x y sin =,x y cos =的图像。
2、掌握“五点法”画x y sin =、x y cos =的图像的步骤和方法;利用“五点法”作简单的正弦、余弦曲线。
3、理解x y sin =与x y cos =的图像之间的联系。
素养要求通过利用三角函数概念和“五点法”作x y sin =与x y cos =的图像,提升学生的数学抽象、逻辑推理和直观想象能力。
【教学重点】理解“几何法”画正弦函数图像;掌握“五点法”画正弦函数和余弦函数的简图。
【教学难点】利用正弦函数概念作图以及正弦函数和余弦函数的图像变换。
【教学策略方法】学生为主体,教师为主导。
采用问题引导探究式教学和小组合作式学习法。
【教学设备及工具】几何画板、Geogebra 软件、坐标纸、课件、多媒体、翻页笔。
教学过程设计师:通过刚才的物理实验,我们对正弦函数和余弦函数图象已经有了一个直观的认识,但这是从物理实验中得到的,我们如何利用所学过的数学知识来作出正弦函数和余弦函数图到原来的位置,由公式一:()απαsin 2sin =±k ,()απαcos 2cos =±k 可表示。