高中数学三角函数的图象与性质教案新人教版必修4.docx

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高中数学三角函数的图象与性质教案新人教版必修4

1.4.1正弦、余弦函数的图象

教学目标：

知识目标：

（1）利用单位圆中的三角函数线作出的图象，明确图象的形状；

（2）根据关系，作出的图象；

（3）用“五点法”作出正弦函数、余弦函数的简图，并利用图象解决一些有关问题；

能力目标：

（1）理解并掌握用单位圆作正弦函数、余弦函数的图象的方法；

（2）理解并掌握用“五点法”作正弦函数、余弦函数的图象的方法；

德育目标：

通过作正弦函数和余弦函数图象，培养学生认真负责，一丝不苟的学习和工作精神；

教学重点：

用单位圆中的正弦线作正弦函数的图象；

教学难点：

作余弦函数的图象。

教学过程：

一、复习引入：

1．弧度定义：

长度等于半径长的弧所对的圆心角称为1弧度的角。

2.正、余弦函数定义：

设是一个任意角，在的终边上任取（异于原点的）一点P（x,y）

P与原点的距离r（）

则比值叫做的正弦记作：

比值叫做的余弦记作：

3.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

，

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、讲解新课：

1、用单位圆中的正弦线、余弦线作正弦函数、余弦函数的图象（几何法）：

为了作三角函数的图象，三角函数的自变量要用弧度制来度量，使自变量与函数值都为实数．在一般情况下，两个坐标轴上所取的单位长度应该相同，否则所作曲线的形状各不相同，从而影响初学者对曲线形状的正确认识．

（1）函数y=sinx的图象

第一步：

在直角坐标系的x轴上任取一点，以为圆心作单位圆，从这个圆与x轴的交点A起把圆分成n（这里n=12）等份.把x轴上从0到2π这一段分成n（这里n=12）等份.（预备：

取自变量x值—弧度制下角与实数的对应）.

第二步：

在单位圆中画出对应于角，，,…，2π的正弦线正弦线（等价于“列表”）.把角x的正弦线向右平行移动，使得正弦线的起点与x轴上相应的点x重合，则正弦线的终点就是正弦函数图象上的点（等价于“描点”）.

第三步：

连线.用光滑曲线把这些正弦线的终点连结起来，就得到正弦函数y=sinx，x∈[0，2π]的图象．

根据终边相同的同名三角函数值相等，把上述图象沿着x轴向右和向左连续地平行移动，每次移动的距离为2π，就得到y=sinx，x∈R的图象.

把角x的正弦线平行移动，使得正弦线的起点与x轴上相应的点x重合，则正弦线的终点的轨迹就是正弦函数y=sinx的图象.

（2）余弦函数y=cosx的图象

探究1：

你能根据诱导公式，以正弦函数图象为基础，通过适当的图形变换得到余弦函数的图象？

根据诱导公式,可以把正弦函数y=sinx的图象向左平移单位即得余弦函数y=cosx的图象.（课件第三页“平移曲线”）

正弦函数y=sinx的图象和余弦函数y=cosx的图象分别叫做正弦曲线和余弦曲线．

思考：

在作正弦函数的图象时，应抓住哪些关键点？

2．用五点法作正弦函数和余弦函数的简图（描点法）：

正弦函数y=sinx，x∈[0，2π]的图象中，五个关键点是：

（0,0）（,1）（,0）（,-1）（2,0）

余弦函数y=cosxx[0,2]的五个点关键是哪几个？

（0,1）（,0）（,-1）（,0）（2,1）

只要这五个点描出后，图象的形状就基本确定了．因此在精确度不太高时，常采用五点法作正弦函数和余弦函数的简图，要求熟练掌握．

优点是方便，缺点是精确度不高，熟练后尚可以

3、讲解范例：

例1作下列函数的简图

（1）y=1+sinx，x∈[0，2π]，　

（2）y=-COSx

●探究2．如何利用y=sinx，ｘ∈〔0，２π〕的图象，通过图形变换（平移、翻转等）来得到

（1）y＝1＋sinx,ｘ∈〔0，２π〕的图象；

（2）y=sin（x-π3）的图象？

小结：

函数值加减，图像上下移动；自变量加减，图像左右移动。

●探究３．

如何利用y=cosx，ｘ∈〔0，２π〕的图象，通过图形变换（平移、翻转等）来得到y＝-cosx，

ｘ∈〔0，２π〕的图象？

小结：

这两个图像关于X轴对称。

●探究４．

如何利用y=cosx，ｘ∈〔0，２π〕的图象，通过图形变换（平移、翻转等）来得到y＝2-cosx，ｘ∈〔0，２π〕的图象？

小结：

先作y=cosx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５．

不用作图，你能判断函数y=sin（x-3π2）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（x-3π2）=sin[（x-3π2）+2π]=sin（x+π2）=cosx

这两个函数相等，图象重合。

例2　分别利用函数的图象和三角函数线两种方法，求满足下列条件的x的集合：

三、巩固与练习

四、小结：

本节课学习了以下内容：

1．正弦、余弦曲线几何画法和五点法

2．注意与诱导公式，三角函数线的知识的联系

五、课后作业：

1.4.2正弦、余弦函数的性质

教学目标：

1、知识与技能

掌握正弦函数和余弦函数的性质．

2、过程与能力目标

　　通过引导学生观察正、余弦函数的图像，从而发现正、余弦函数的性质，加深对性质的理解．并会求简单函数的定义域、值域、最小正周期和单调区间．

3、情感与态度目标

　　渗透数形结合思想，培养学生辩证唯物主义观点．

教学重点：

正、余弦函数的周期性；正、余弦函数的奇、偶性和单调性。

教学难点：

正、余弦函数周期性的理解与应用；正、余弦函数奇、偶性和单调性的理解与应用。

正弦、余弦函数的性质

（一）

教学过程：

一、复习引入：

1．问题：

（1）今天是星期一，则过了七天是星期几？

过了十四天呢？

……

（2）物理中的单摆振动、圆周运动，质点运动的规律如何呢？

2．观察正（余）弦函数的图象总结规律：

自变量

函数值

正弦函数性质如下：

（观察图象）1正弦函数的图象是有规律不断重复出现的；

2规律是：

每隔2重复出现一次（或者说每隔2k,kZ重复出现）

3这个规律由诱导公式sin（2k+x）=sinx可以说明

结论：

象这样一种函数叫做周期函数。

文字语言：

正弦函数值按照一定的规律不断重复地取得；

符号语言：

当增加（）时，总有．

也即：

（1）当自变量增加时，正弦函数的值又重复出现；

（2）对于定义域内的任意，恒成立。

余弦函数也具有同样的性质，这种性质我们就称之为周期性。

二、讲解新课：

1．周期函数定义：

对于函数f（x），如果存在一个非零常数T，使得当x取定义域内的每一个值时，都有：

f（x+T）=f（x）那么函数f（x）就叫做周期函数，非零常数T叫做这个函数的周期。

问题：

（1）对于函数，有，能否说是它的周期？

（2）正弦函数，是不是周期函数，如果是，周期是多少？

（，且）

（3）若函数的周期为，则，也是的周期吗？

为什么？

（是，其原因为：

）

2、说明：

1周期函数x定义域M，则必有x+TM,且若T>0则定义域无上界；T<0则定义域无下界；

2“每一个值”只要有一个反例，则f（x）就不为周期函数（如f（x0+t）f（x0））

3T往往是多值的（如y=sinx2,4,…,-2,-4,…都是周期）周期T中最小的正数叫做f（x）的最小正周期（有些周期函数没有最小正周期）

y=sinx,y=cosx的最小正周期为2（一般称为周期）

从图象上可以看出，；，的最小正周期为；

判断：

是不是所有的周期函数都有最小正周期？

（没有最小正周期）

3、例题讲解

例1求下列三角函数的周期：

①②（3），．

解：

（1）∵，

∴自变量只要并且至少要增加到，函数，的值才能重复出现，

所以，函数，的周期是．

（2）∵，

∴自变量只要并且至少要增加到，函数，的值才能重复出现，

所以，函数，的周期是．

（3）∵，

∴自变量只要并且至少要增加到，函数，的值才能重复出现，

所以，函数，的周期是．

练习1。

求下列三角函数的周期：

1y=sin（x+）2y=cos2x3y=3sin（+）

解：

1令z=x+而sin（2+z）=sinz即：

f（2+z）=f（z）

f[（x+2）+]=f（x+）∴周期T=2

2令z=2x∴f（x）=cos2x=cosz=cos（z+2）=cos（2x+2）=cos[2（x+）]

即：

f（x+）=f（x）∴T=

3令z=+则：

f（x）=3sinz=3sin（z+2）=3sin（++2）

=3sin（）=f（x+4）∴T=4

思考：

从上例的解答过程中归纳一下这些函数的周期与解析式中的哪些量有关？

说明：

（1）一般结论：

函数及函数，（其中为常数，且，）的周期；

（2）若，如：

①；②；③，．

则这三个函数的周期又是什么？

一般结论：

函数及函数，的周期

思考：

求下列函数的周期：

1y=sin（2x+）+2cos（3x-）2y=|sinx|

解：

1y1=sin（2x+）最小正周期T1=y2=2cos（3x-）最小正周期T2=

∴T为T1,T2的最小公倍数2∴T=2

2T=作图

三、巩固与练习P36面

四、小结：

本节课学习了以下内容：

周期函数的定义，周期，最小正周期

五、课后作业：

正弦、余弦函数的性质

（二）

教学过程：

一、复习引入：

偶函数、奇函数的定义，反映在图象上，说明函数的图象有怎样的对称性呢？

二、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（-）=,f（）=,即f（-）=f（）；……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。

（2）正弦函数的图形

观察函数y=sinx的图象，当自变量取一对相反数时，它们对应的函数值有什么关系？

这个事实反映在图象上，说明函数的图象有怎样的对称性呢？

函数的图象关于原点对称。

也就是说，如果点（x,y）是函数y=sinx的图象上任一点，那么与它关于原点对称的点（-x,-y）也在函数y=sinx的图象上，这时，我们说函数y=sinx是奇函数。

2.单调性

从y＝sinx，x∈［－］的图象上可看出：

当x∈［－，］时，曲线逐渐上升，sinx的值由－1增大到1.

当x∈［，］时，曲线逐渐下降，sinx的值由1减小到－1.

结合上述周期性可知：

正弦函数在每一个闭区间［－＋2kπ，＋2kπ］（k∈Z）上都是增函数，其值从－1增大到1；在每一个闭区间［＋2kπ，＋2kπ］（k∈Z）上都是减函数，其值从1减小到－1.

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

观察正、余弦函数的图形，可知

y=sinx的对称轴为x=k∈Zy=cosx的对称轴为x=k∈Z