内容正文:
学习目标
情境引入
探求新知
典例铺路
随堂演练
课堂小结
当堂检测
第一章 三角函数
互动设计
1.5.1正弦函数的图象与性质再认识
互动设计课程
1
学
习
目
标
掌握用”五点法”和”几何法”绘制正弦函数图象的方法。。。
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1
掌握用”五点法”和”几何法”绘制正弦函数图象的方法理解正弦函数 y=sinx 的周期性、奇偶性、单调性、最值等基本性质
能够运用正弦函数的性质解决相关问题
2
通过单位圆与正弦线的动态演示,体会数形结合思想经历从具体到抽象、从特殊到一般的认知过程培养观察、归纳、类比、推理的数学思维能力
情
境
引
入
【情境一:生活中的周期现象】
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【情境二:数学史引入】
【情境一:生活中的周期现象】
播放视频:四季更替
播放视频:摩天轮转动
问题链: 这些现象有什么共同特征?
(重复出现、周而复始)
如何用数学模型描述这些周期性变化?
我们已经学过哪些周期函数?
【情境二:数学史引入】
介绍正弦函数的历史:源于古希腊天文学家托勒密对弦长的研究,后经印度数学家阿耶波多发展为”正弦”概念。
互
动
设
计
【活动1:复习回顾】
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【活动2:图象绘制探究】
【活动3:性质探究】
【活动1:复习回顾】
小组讨论:
在单位圆中,角 α 的正弦线如何作?
2. 填写下表(特殊角的正弦值):
0
探究任务: 如何画出 y=sinx,x∈R 的完整图象?
【活动2:图象绘制探究】
步骤一:几何法作图 - 利用单位圆中的正弦线,在坐标系中描点 - 动态演示:随着角 x 的变化,正弦线 的长度变化
步骤二:五点法作图 找出 上的五个关键点:
起点:
最高点:
平衡点:
最低点:
终点:
学生操作: 在练习本上先用五点法画出 [0,2π] 上的图象
【活动3:性质探究】
分组探究任务:
小组 探究内容 探究方法
第1组 周期性 观察图象重复特征,计算
第2组 奇偶性 观察图象对称性,验证 与 关系
第3组 单调性 观察图象升降趋势,结合正弦线变化
第4组 最值与值域 找出最高点、最低点,确定取值范围
探
求
新
知
【知识点1:正弦函数的图象】
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【知识点2:正弦函数的性质】
【知识点3:性质记忆技巧】
【知识点1:正弦函数的图象】
1. 正弦曲线 y=sinx, x∈R
2. 图象特征 - 形状:波浪形,像”水波” - 范围:在直线 y=1 和 y=-1 之间波动 - 周期性:每隔 2π 重复出现
3. 五点法作图口诀 : “起、高、平、低、终” , 起:原点 , 高:最高点 , 平:平衡点 , 低:最低点 , 终:周期终点
【知识点2:正弦函数的性质】
性质 内容 说明
定义域 (全体实数)
值域 即
周期性 周期 最小正周期为
奇偶性 奇函数 图象关于原点对称,
单调性 增区间:减区间:() 在一个周期内,先增后减
最值 最大值 ,当 最小值 ,当 ()
对称性 对称中心:对称轴:()
【知识点3:性质记忆技巧】
1. 周期性记忆 : “转一圈,回到原处”——单位圆转 360∘(2π 弧度)回到原位
2. 单调性记忆口诀 : “一四象限增,二三象限减” : 第一、四象限( 到 ):函数递增 : 第二、三象限( 到 ):函数递减
3. 对称性记忆 > - 零点处是中心对称点(拐点) > - 最值处是轴对称轴(峰谷)
典
例
铺
路
【例题1】五点法作图
【例题2】利用性质比较大小
【例题3】求单调区间与最值
【例题4】综合应用
【例题1】五点法作图
用”五点法”画出函数 y=sinx 在 [0,2π] 上的简图,并指出在该区间内函数取得最大值、最小值的点。
解答: 步骤1:列表
0
0 1 0 -1 0
步骤2:描点 在坐标系中描出五个点:, , , ,
步骤3:连线 用光滑曲线顺次连接各点
结论: - 最大值点:, - 最小值点:,
【例题2】利用性质比较大小
不计算具体值,比较下列各组数的大小:
(1) 与 (2) 与
(1) - 因为 - 且 在 上单调递增 - 所以
(2) - 先利用周期性化简: - - - 因为 ,所以 - 因此 - 即
【例题3】求单调区间与最值
求函数 在区间 上的单调递增区间、单调递减区间以及最大值、最小值。
分析: 结合正弦函数图象和单调性性质
单调区间: - 递增区间:(从最小值到最大值) - 递减区间:(从最大值到最小值)
最值: - 当 时, - 当 或 时,
值域:
【例题4】综合应用
若函数 的最大值为 3,求 的值及此时的 取值集合。
解答: - 因为 - 所以 - 由最大值为 3,得 ,解得 - 当 即 ()时,取得最大值
答案: ,此时 的取值集合为
随
堂
演
练
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【基础训练】
1. 用五点法画出 y=sinx 在 [-π,π] 上的简图。
答案: 关键点:, , , ,
【基础训练】
2. 填空: (1) 正弦函数的最小正周期是 ______; (2) sinx>0 的解集是 ______; (3) 函数 y=sinx 在 [0,2π] 上的递减区间是 ______。
答案: (1) (2) ,(或写成 ) (3)
【基础训练】
3. 比较大小: ______ (填”>“、”<“或”=“)
答案: > 解析:因为 ,所以 ,填 “=”
【基础训练】
4. 求函数 y=3-2sinx 的最大值和最小值。
答案: - 因为 sinx∈[-1,1] - 当 sinx=-1 时,y_max=3-2×(-1)=5 - 当 sinx=1 时,y_min=3-2×1=1
【能力提升】
5. 求函数 y= 的定义域。
答案: 由 ,得 , 定义域为 ,
【能力提升】
6. 判断函数 f(x)=sinx+x 的奇偶性。
答案: - 定义域为 R,关于原点对称 - f(-x)=sin(-x)+(-x)=-sinx-x=-(sinx+x)=-f(x) - 所以 f(x) 是奇函数
随
堂
检
测
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【选择题】
1. 函数 在区间 上的值域是( )
A. B. C. D.
解析: 在 递增,在 递减 - - (最大值) -
所以值域为
2. 下列不等式成立的是( )
A. sin2>sin3 B. sin2>sin4 C. sin2<sin4 D. sin2=sin4
解析:注意这里的角度是弧度制 - ,, - 所以 ,, - ,, - 因此 (正数大于负数)
【填空题】(每题5分)
3. 函数 y=sinx 的图象与直线 y= 在 [0,2π] 上的交点有 ______
解析:在 上, 的解为 或 ,共2个交点。
4. 函数 y=sinx 在区间 [a,a+2π] 上的值域为 ______。
解析:因为区间长度为 ,正好是一个周期,无论 取何值,都会包含完整的正弦曲线,所以值域始终是 。
【解答题】(10分)
5. 已知函数 ,当 时, 取得最大值 3;当 时, 取得最小值 -1。求 、 的值。
由题意: - 当 时,, …① - 当 时,, …②
联立①②:
①+②:,得 代入①:
答: ,
课
堂
小
结
1. 知识小结
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2. 方法小结
3. 思想方法
1
2
3
4
认真领会
1. 知识小结
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2. 方法小结
作图方法:五点法(快速简图)、几何法(精确理解)
研究函数性质的”三看”:
一看图象(直观形象)
二看定义(严格证明)
三看联系(数形结合)
解题策略:
比较大小:先化到同一单调区间
求最值:结合单调性和边界
解不等式:利用图象或单位圆
3. 思想方法
数形结合思想:用图象理解性质,用性质指导画图
化归转化思想:将复杂角通过周期性化到基本区间
分类讨论思想:按周期分段研究
Lavf58.76.100
Lavf58.28.102
$