高中數學《三角函數的圖象與性質》微課精講+知識點+教案課件+習題

2021-02-08 班班通教學系統

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視頻教學:



知識點:


教案:

 教材分析

本節課是正弦函數、餘弦函數圖像的繼續,本課是正弦曲線、餘弦曲線這兩種曲線的特點得出正弦函數、餘弦函數的性質.

 教學目標與核心素養

課程目標

1.了解周期函數與最小正周期的意義;

2.了解三角函數的周期性和奇偶性;

3.會利用周期性定義和誘導公式求簡單三角函數的周期;

4.藉助圖象直觀理解正、餘弦函數在[0,2π]上的性質(單調性、最值、圖象與x軸的交點等);

5.能利用性質解決一些簡單問題.

數學學科素養

1.數學抽象:理解周期函數、周期、最小正周期等的含義;

2.邏輯推理:求正弦、餘弦形函數的單調區間;

3.數學運算:利用性質求周期、比較大小、最值、值域及判斷奇偶性.

4.數學建模:讓學生藉助數形結合的思想,通過圖像探究正、餘弦函數的性質.

 教學重難點

重點:通過正弦曲線、餘弦曲線這兩種曲線探究正弦函數、餘弦函數的性質;

難點:應用正、餘弦函數的性質來求含有cosx,sinx的函數的單調性、最值、值域及對稱性. 

 課前準備

教學方法:以學生為主體,小組為單位,採用誘思探究式教學,精講多練。

教學工具:多媒體。

教學過程 

一、 情景導入

研究一個函數的性質從哪幾個方面考慮?我們知道從定義域、值域、單調性、周期性、奇偶性、稱性等考慮,那么正餘弦函數有哪些性質呢?

要求:讓學生自由發言,教師不做判斷。而是引導學生進一步觀察.研探.

二、預習課本,引入新課 

閱讀課本201-205頁,思考並完成以下問題

1.  周期函數、周期、最小正周期等的含義?

2. 怎樣判斷三角函數的周期性和奇偶性?

3.  通過正弦曲線和餘弦曲線得到正弦函數、餘弦函數的哪些性質?

要求:學生獨立完成,以小組為單位,組內可商量,最終選出代表回答問題。

三、新知探究

(正(餘)弦型函數的對稱軸為過最高點或最低點且垂直於軸的直線,對稱中心為圖象與軸(中軸線)的交點).

6.單調性


四、典例分析、舉一反三

題型一    正、餘弦函數的周期性

例1  求下列三角函數的最小正周期:

【答案】(1) 2π;(2)π;(3) 4π;(4)π.

【解析】:(1)因為3cos(x+2π)=3cos x,所以由周期函數的定義知,y=3cos x的最小正周期為2π.

(2)因為sin2(x+π)=sin(2x+2π)=sin2x,所以由周期函數的定義知,y=sin2x的最小正周期為π.

(3)因為,所以由周期函數的定義知,的最小正周期為4π.

(4)y=|cos x|的圖象如圖(實線部分)所示.由圖象可知,y=|cos x|的最小正周期為π.


 

解題技巧:(求函數最小正周期的常用方法)

(1)定義法,即利用周期函數的定義求解.

(2)公式法,對形如y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)(A,ω,φ是常數,A≠0,ω≠0)的函數,T

(3)圖象法,即通過畫出函數圖象,通過圖象直接觀察即可.

三種方法各有所長,要根據函數式的結構特徵,選擇適當的方法求解.  

跟蹤訓練一

(2)函數y=|sin 2x|(x∈R)的最小正周期為. 

【答案】(1)B;(2)

【解析】(2)作出y=|sin 2x|(x∈R)的圖象(如圖所示).

由圖象可知,函數y=|sin 2x|(x∈R)的最小正周期為.

 

題型二  化簡、求值

例2判斷下列函數的奇偶性:

解題技巧:(判斷函數奇偶性的方法)

判斷函數奇偶性的方法

(1)利用定義判斷一個函數f(x)的奇偶性,要考慮兩方面:①函數的定義域是否關於原點對稱;②f(-x)與f(x)的關係;

(2)判斷函數的奇偶性常用方法是:①定義法;②圖象法.

跟蹤訓練二

1.下列函數中,最小正周期為π的奇函數是()

【答案】B

【解析】A中,y=sin(2x+),即y=cos 2x,為偶函數;C,D中,函數為非奇非偶函數;B中,y=cos(2x+)=-sin 2x,是奇函數,T==π,故選B.

2.定義在R上的函數f(x)既是偶函數,又是周期函數,若f(x)的最小正周期為π,且當x∈時,f(x)=sin x,則f等於 ()

【答案】D

【解析】因為f(x)的最小正周期為T=π,


題型三   正、餘弦函數的單調性

例3 

【答案】略.


解題技巧:(求單調區間的步驟)

(1)用「基本函數法」求函數y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)或

y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的單調區間的步驟:

第一步:寫出基本函數y=sin x(或y=cos x)的相應單調區間;

第二步:將「ωx+φ」視為整體替換基本函數的單調區間(用不等式表示)中的「x」;

第三步:解關於x的不等式.

(2)對於形如y=Asin(ωx+φ)的三角函數的單調區間問題,當ω<0時,可先用誘導公式轉化為y=-Asin(-ωx-φ),則y=Asin(-ωx-φ)的單調遞增區間即為原函數的單調遞減區間,單調遞減區間即為原函數的單調遞增區間.餘弦函數y=Acos(ωx+φ)的單調性討論同上.另外,值得注意的是k∈Z這一條件不能省略.


解題方法(比較兩個三角函數值的大小) 

(1)比較兩個同名三角函數值的大小,先利用誘導公式把兩個角化為同一單調區間內的角,再利用函數的單調性比較.

(2)比較兩個不同名的三角函數值的大小,一般應先化為同名的三角函數,後面步驟同上.

(3)已知正(餘)弦函數的單調性求參數範圍,多用數形結合思想及轉化思想求解.

跟蹤訓練四

1.下列結論正確的是 ()

A.sin 400°>sin 50°B.sin 220°<sin 310°

C.cos 130°>cos 200°  D.cos(-40°)<cos 310°

【答案】C.

【解析】由cos 130°=cos(180°-50°)=-cos 50°,cos 200°=cos(180°+20°)=-cos 20°,因為當0°<x<90°時,函數y=cos x是減函數,所以cos 50°<cos 20°,所以-cos 50°>-cos 20°,即cos 130°>cos 200°.

題型五   正、餘弦函數的值域與最值問題

例5  求下列函數的值域:


解題方法(三角函數的值域問題解題思路) 

三角函數的值域問題的兩種類型,一是化為y=Asin(ωx+)+B的形式,這種類型的值域問題解決方法是利用區間上的單調性;二是與其他函數相複合,最為常見的是與二次函數複合,利用的是三角函數的有界性和二次函數區間的最值.其方法是換元法,把問題轉化為二次函數求值域問題.


跟蹤訓練五

五、課堂小結

讓學生總結本節課所學主要知識及解題技巧

六、板書設計

 

  

七、作業

課本207頁練習、213頁習題5.4 2-6、10、11題.

 教學反思

本節課主要探究正弦函數、餘弦函數的性質,從而用性質解決一些問題。但是本節課內容量比較多,一節課講完有一定的難度,可根據學生的實際情況分兩節課展開.

課件:

練習:

1、 下列函數中,周期為π,且在(,)上單調遞減的是(  )

2、函數f(x)=cos(πx+φ)(0<φ<)的部分圖象如圖所示,若方程f(x)=a在(0,x0)上有兩個不同的實數解x1,x2,則x1f(x1)+x2f(x2)的取值範圍是(  )(5分)

3、 若函數y=Asinωx(A>0,ω>0,x>0)的圖象上相鄰三個最值點為頂點的三角形是直角三角形,則A•ω=(  )

D、0

4、 「錢江潮」主要由杭州灣入海口的特殊地形形成,杭州灣外寬內窄,外深內淺,是一個典型的喇叭狀海灣.起潮時,寬深的灣口,下子吞進大量海水,由於江面迅速收縮變窄變淺,奪路上湧的潮水來不及均勻上升,便都後浪推前浪,一浪更比一浪高.詩云:錢塘一望浪波連,頃刻狂瀾橫眼前;看似平常江水裡,蘊藏能量可驚天.「觀測員在某觀測點觀察潮水的高度時,發現潮水高度(y)隨時間(x)的變化可近似看成函數y=cos(ωx+φ),現已知在某觀測點測得部分函數圖象如圖所示,則此函數的單調遞減區間為(  )(5分)

5、 已知函數f(x)=Asin(ωx+φ)(其中A>0,ω>0,|φ|≤)離原點最近的對稱軸為x=x0,若滿足|x0|≤,則稱f(x)為「近軸函數」.若函數y=2sin(2x-φ)是「近軸函數」,則φ的取值範圍是(  )(5分)

C、D、


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