東莞市南開實驗學(xué)校高一數(shù)學(xué)教案(1正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的性質(zhì))1四_第1頁
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學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精正弦、余弦函數(shù)性質(zhì)的難點,在于對函數(shù)周期性的正確理解與運用,以下的奇偶性,無論是由圖象觀察,還是由誘導(dǎo)公式進(jìn)行證明,都很容易。單調(diào)性只要求由圖象觀察,不要求證明,而正弦、余弦函數(shù)的最大值和最小值可以作為單調(diào)性的一個推論,只要注意引導(dǎo)學(xué)生利用周期進(jìn)行正確歸納即可。三維目標(biāo)1.通過創(chuàng)設(shè)情境,如單擺運動、波浪、四季變化等,讓學(xué)生感知周期現(xiàn)象;理解周期函數(shù)的概念;能熟練地求出簡單三角函數(shù)的周期,并能根據(jù)周期函數(shù)的定義進(jìn)行簡單的拓展運用。2。通過本節(jié)的學(xué)習(xí),使同學(xué)們對周期現(xiàn)象有一個初步的認(rèn)識,感受生活中處處有數(shù)學(xué),從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的信心,學(xué)會運用聯(lián)系的觀點認(rèn)識事物.重點難點教學(xué)重點:正弦、余弦、正切函數(shù)的主要性質(zhì)(包括周期性、單調(diào)性、奇偶性、最值或值域);深入研究函數(shù)性質(zhì)的思想方法.教學(xué)難點:正弦函數(shù)和余弦函數(shù)圖象間的關(guān)系、圖象變換,以及周期函數(shù)概念的理解,最小正周期的意義及簡單的應(yīng)用.課時安排2課時教學(xué)過程第1課時導(dǎo)入新課思路1.人的情緒、體力、智力都有周期性的變化現(xiàn)象,在日常生活和工作中,人們常常有這樣的自我感覺,有的時候體力充沛,心情愉快,思維敏捷;有的時候卻疲倦乏力,心灰意冷,反應(yīng)遲鈍;也有的時候思緒不穩(wěn),喜怒無常,煩躁不安,糊涂健忘,這些感覺呈周期性發(fā)生,貫穿人的一生,這就是人體節(jié)律。這種有規(guī)律性的重復(fù),我們稱之為周期性現(xiàn)象.請同學(xué)們舉出生活中存在周期現(xiàn)象的例子,在學(xué)生熱烈的爭論中引入新課.思路2。取出一個鐘表,實際操作,我們發(fā)現(xiàn)鐘表上的時針、分針和秒針每經(jīng)過一周就會重復(fù),這是一種周期現(xiàn)象.我們這節(jié)課要研究的主要內(nèi)容就是周期現(xiàn)象與周期函數(shù)。那么我們怎樣從數(shù)學(xué)的角度研究周期現(xiàn)象呢?在圖形上讓學(xué)生觀察正弦線“周而復(fù)始”的變化規(guī)律,在代數(shù)式上讓學(xué)生思考誘導(dǎo)公式:sin(x+2kπ)=sinx又是怎樣反映函數(shù)值的“周而復(fù)始”的變化規(guī)律的.要求學(xué)生用日常語言敘述這個公式,通過對圖象、函數(shù)解析式的特點的描述,使學(xué)生建立在比較牢固的理解周期性的認(rèn)知基礎(chǔ)上,來理解“周而復(fù)始”變化的代數(shù)刻畫,由此引出周期函數(shù)的概念。推進(jìn)新課新知探究提出問題問題①正弦函數(shù)、余弦函數(shù)是周期函數(shù)嗎?如果是,又是怎樣周期性變化的?問題②閱讀教材并思考:怎樣從代數(shù)的角度定義周期函數(shù)?活動:教師可先引導(dǎo)學(xué)生查閱思考上節(jié)學(xué)過的正弦函數(shù)圖象,讓學(xué)生觀察正弦線的變化規(guī)律,有什么新的發(fā)現(xiàn)?再讓學(xué)生描述這種規(guī)律是如何體現(xiàn)在正弦函數(shù)的圖象上的,即描述正弦函數(shù)圖象是如何體現(xiàn)“周而復(fù)始"的變化規(guī)律的.通過研究圖象,學(xué)生很容易看出正弦函數(shù)、余弦函數(shù)是周期函數(shù).怎樣變化呢?從圖1中也能看出是每隔2π就重復(fù)一次。對問題①,學(xué)生對正弦函數(shù)是周期函數(shù)是沒有疑問的,至于怎樣描述,學(xué)生一時很難回答。教師可引導(dǎo)學(xué)生思考討論,正弦函數(shù)圖象是怎樣重復(fù)出現(xiàn)的?對于回答對的學(xué)生給予肯定,鼓勵繼續(xù)探究.對于找不到思路的學(xué)生給予提示,指導(dǎo)其正確的探究思路。圖1問題②,從圖象上能夠看出,但關(guān)鍵是怎樣對“周而復(fù)始”的變化規(guī)律作出代數(shù)描述,這對學(xué)生有一定的難度。在引入正式定義之前,可以引導(dǎo)學(xué)生先從不同角度進(jìn)行描述.例如:對于函數(shù)f(x)自變量每增加或減少一個定值(這樣的定值可以有很多個),函數(shù)值就重復(fù)出現(xiàn),那么這個函數(shù)就叫做周期函數(shù)。教師也可以引導(dǎo)點撥學(xué)生從誘導(dǎo)公式進(jìn)行描述.例如:sin(α+2kπ)=sinα,cos(α+2kπ)=cosα,k∈Z。這表明,正弦函數(shù)、余弦函數(shù)在定義域內(nèi)自變量每增加(k〉0時)或減少(k<0時)一個定值2kπ,它的函數(shù)值就重復(fù)出現(xiàn),所以正弦函數(shù)、余弦函數(shù)都是周期函數(shù).還可以通過類比奇函數(shù)、偶函數(shù)、周期函數(shù)的研究方法來加深理解周期性概念。如果函數(shù)f(x)對于其定義域內(nèi)的每一個值,都有:f(—x)=—f(x),那么f(x)叫做奇函數(shù);f(—x)=f(x),那么f(x)叫做偶函數(shù);f(x+T)=f(x),其中T是非零常數(shù),那么f(x)叫做周期函數(shù).從上述定義可以看到,函數(shù)的性質(zhì)是對函數(shù)的一種整體考察結(jié)果,反映了同一類函數(shù)的共同特點,它們可以從代數(shù)角度得到統(tǒng)一刻畫。這種共同特點還可以從函數(shù)的圖象上得到反映.討論結(jié)果:①正弦函數(shù)、余弦函數(shù)是周期函數(shù),每隔2π就重復(fù)一次.②略.定義:對于函數(shù)f(x),如果存在一個非零常數(shù)T,使得當(dāng)x取定義域內(nèi)的每一個值時,都有f(x+T)=f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做周期函數(shù)。非零常數(shù)T叫做這個函數(shù)的周期.如果在周期函數(shù)f(x)的所有周期中存在一個最小的正數(shù),那么這個最小正數(shù)就叫做f(x)的最小正周期。正弦函數(shù)是周期函數(shù),2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π。提出問題①怎樣正確理解三角函數(shù)是周期函數(shù)的定義?并舉例說明.②通過探求思考怎樣求一些簡單三角函數(shù)的周期?活動:對問題①,學(xué)生一時可能難于理解周期的代數(shù)刻畫.教師在引導(dǎo)學(xué)生閱讀、討論、思考問題時可多舉些具體例子,以使抽象概念具體化。如常數(shù)函數(shù)f(x)=c(c為常數(shù),x∈R)是周期函數(shù),所有非零實數(shù)T都是它的周期.同時應(yīng)特別強(qiáng)調(diào):(1)對周期函數(shù)與周期定義中的“當(dāng)x取定義域內(nèi)每一個值時”這句話,要特別注意“每一個值”的要求.如果只是對某些x有f(x+T)=f(x),那么T就不是f(x)的周期。例如,分別取x1=2kπ+(k∈Z),x2=,則由sin(2kπ++)≠sin(2kπ+),sin(+)≠sin,可知不是正弦函數(shù)的周期.又如sin(30°+120°)=sin30°,但不是對所有x都有f(x+120°)=f(x),所以120°不是f(x)的周期.(2)從上述定義還可以看到周期函數(shù)的周期不唯一,例如2π,4π,6π,8π,……都是它的周期,有無窮多個,即2kπ(k∈Z,k≠0)都是正弦函數(shù)的周期。這一點可以從周期函數(shù)的圖象上得到反映,也可以從代數(shù)上給以證明:設(shè)T是函數(shù)f(x)的周期,那么對于任意的k∈Z,k≠0,kT也是函數(shù)f(x)的周期。(3)對于周期函數(shù)來說,如果所有的周期中存在著一個最小的正數(shù),就稱它為最小正周期。但周期函數(shù)不一定存在最小正周期,例如,對于常數(shù)函數(shù)f(x)=c(c為常數(shù),x∈R),所有非零實數(shù)T都是它的周期,由于T可以是任意不為零的常數(shù),而正數(shù)集合中沒有最小值,即最小正數(shù)是不存在的,所以常數(shù)函數(shù)沒有最小正周期。(4)正弦函數(shù)中,正周期無窮多,2π是最小的一個,在我們學(xué)習(xí)的三角函數(shù)中,如果不加特別說明,教科書提到的周期,一般都是指最小正周期.對問題②,教師要指導(dǎo)學(xué)生緊扣定義,可先出一些簡單的求周期的例子,如:若T是f(x)的周期,那么2T、3T、…呢?怎樣求?實際上,由于T是f(x)的周期,那么2T、3T、…也是它的周期。因為f(x+2T)=f(x+T+T)=f(x+T)=f(x)。這樣學(xué)生就會明白,數(shù)學(xué)中的周期函數(shù),其實就是在獨立變量上加上一個確定的周期之后數(shù)值重復(fù)出現(xiàn)的函數(shù)。討論結(jié)果:①略.②定義法、公式法和圖象法.應(yīng)用示例思路1例1求下列函數(shù)的周期:(1)y=3cosx,x∈R;(2)y=sin2x,x∈R;(3)y=2sin(-),x∈R?;顒?教師引導(dǎo)學(xué)生緊扣定義,一切從定義出發(fā)來求。(1)因為3cos(x+2π)=3cosx,根據(jù)周期函數(shù)的定義可知,原函數(shù)的周期為2π。有的學(xué)生可能會提出π是不是呢?讓學(xué)生自己試一試,加深對概念的理解.因為3cos(x+π)=-3cosx≠3cosx,所以π不是周期.(2)教師引導(dǎo)學(xué)生觀察2x,可把2x看成一個新的變量u,那么cosu的最小正周期是2π,就是說,當(dāng)u增加到u+2π時,函數(shù)cosu的值重復(fù)出現(xiàn),而u+2π=2x+2π=2(x+π),所以當(dāng)自變量x增加到x+π且必須增加到x+π時函數(shù)值重復(fù)出現(xiàn).因為sin2(x+π)=sin(2x+2π),所以由周期函數(shù)的定義可知,原函數(shù)的周期為π。(3)因為2sin[(x+4π)—]=2sin[(-)+2π]=2sin(—).所以由周期函數(shù)的定義可知,原函數(shù)的周期為4π。解:(1)周期為2π;(2)周期為π;(3)周期為4π.點評:通過本例我們看到函數(shù)周期的變化僅與自變量的系數(shù)有關(guān),關(guān)鍵是讓學(xué)生認(rèn)識到,f(x+T)=f(x)中,T是相對于自變量x而言的,讓學(xué)生總結(jié)歸納一下這些函數(shù)的周期與解析式中哪些量有關(guān)。一般地,函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(其中A、ω、φ為常數(shù),A≠0,ω>0,x∈R)的周期為T=.可以按照如下的方法求它的周期:y=Asin(ωx+φ+2π)=Asin[ω(x+)+φ]=Asin(ωx+φ)。于是有f(x+)=f(x),所以其周期為。例如,在第(3)小題,y=2sin(x—),x∈R中,ω=,所以其周期是4π.由上述解法可以看到,思考的基本依據(jù)還是y=sinx的周期為2π.根據(jù)這個結(jié)論,我們可以由這類函數(shù)的解析式直接寫出函數(shù)的周期.如例3中的第(3)小題:T==4π.這是求簡單三角函數(shù)周期的最基本方法,即公式法.變式訓(xùn)練1.已知f(x)是周期為5的周期函數(shù),且f(1)=2007,求f(11)。解:因為5是函數(shù)f(x)在R上的周期,所以f(11)=f(6+5)=f(6)=f(1+5)=f(1)=2007。2.已知奇函數(shù)f(x)是R上的函數(shù),且f(1)=2,f(x+3)=f(x),求f(8).解:由題意知,3是函數(shù)f(x)的周期,且f(-x)=-f(x),所以f(8)=f(2+2×3)=f(2)=f(-1+3)=f(—1)=-f(1)=-2.思路2例1判斷函數(shù)f(x)=2sin2x+|cosx|,x∈R的周期性.如果是周期函數(shù),最小正周期是多少?活動:本例的難度較大,教師可引導(dǎo)學(xué)生從定義出發(fā),結(jié)合誘導(dǎo)公式,尋求使f(x+T)=f(x)成立的T的值。學(xué)生可能會很容易找出4π,2π,這的確是原函數(shù)的周期,但是不是最小正周期呢?教師引導(dǎo)學(xué)生選其他幾個值試試。如果學(xué)生很快求出,教師給予表揚鼓勵;如果學(xué)生做不出,教師點撥學(xué)生的探究思路,主要讓學(xué)生自己討論解決。解:因為f(x+π)=2sin2(x+π)+|cos(x+π)|=2sin2x+|cosx|=f(x).所以原函數(shù)是周期函數(shù),最小正周期是π。點評:本題能很容易判斷是周期函數(shù),但要求的是“最小正周期",那就要多加小心了.雖然將4π,2π帶入公式后也符合要求,但還必須進(jìn)一步變形,即f(x)中的x以x+π代替后看看函數(shù)值變不變。為此需將π,等都代入試一試。實際上,在f(x)=2sin2x+|cosx|,x∈R中,學(xué)生應(yīng)看到平方與絕對值的作用是一樣的,與負(fù)號沒有關(guān)系。因而π肯定是原函數(shù)的一個周期。變式訓(xùn)練1.求函數(shù)y=2sin(π-x)的周期.解:因為y=2sin(π—x)=-2sin(x-),所以周期T=6π。2。證明正弦、余弦函數(shù)的最小正周期是2π.證明:(反證法)先證正弦函數(shù)的最小正周期是2π。由于2π是它的一個周期,所以只需證明任意一個小于2π的正數(shù)都不是它的周期。假設(shè)T是正弦函數(shù)的周期,且0〈T〈2π,那么根據(jù)周期函數(shù)的定義,當(dāng)x取定義域內(nèi)的每一個值時,都有sin(x+T)=sinx.令x=,代入上式,得sin(+T)=sin=1,但sin(+T)=cosT,于是有cosT=1.根據(jù)余弦函數(shù)的定義,當(dāng)T∈(0,2π)時,cosT<1。這說明上述cosT=1是不可能的于是T必須等于2π,即正弦函數(shù)的最小正周期是2π。同理可證,余弦函數(shù)的最小正周期也是2π。知能訓(xùn)練課本本節(jié)練習(xí)解答:1.成立.但不能說12°是正弦函數(shù)的一個周期,因為此等式不是對x的一切值都成立。例如sin(20°+120°)≠sin20°。點評:理解周期函數(shù)概念中“當(dāng)x取定義域內(nèi)每一個值時”的“每一個值”的含義.2.(1);(2);(3)2π;(4)6π。點評:利用周期函數(shù)的圖象和定義求周期,體會周期與自變量x的系數(shù)有關(guān).3。可以先在一個周期的區(qū)間上研究函數(shù)的其他性質(zhì),再利用函數(shù)的周期性,將所研究的性質(zhì)擴(kuò)展到整個定義域。點評:了解如何利用函數(shù)的周期性來認(rèn)識周期函數(shù)的其他性質(zhì).可讓學(xué)生課堂討論,然后歸納總結(jié)。課堂小結(jié)由學(xué)生回顧本節(jié)所學(xué)的數(shù)學(xué)知識有哪些?〔周期函數(shù)的概念,最小正周期的定義,正弦、余弦函數(shù)的周期性,y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的周期〕.并思考總結(jié)本節(jié)都用了哪些數(shù)學(xué)方法?(觀察與歸納,特殊到一般,定義法,數(shù)形結(jié)合,辯證的觀點)作業(yè)1。課本習(xí)題A組3,B組3.2.預(yù)習(xí)正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的奇偶性。設(shè)計感想1.本節(jié)課的設(shè)計思想是:在學(xué)生的探究活動中突破正弦、余弦函數(shù)的周期性這個教學(xué)難點。因此一開始要讓學(xué)生從圖形、代數(shù)兩方面深入探究,不要讓開始的探究成為一種擺設(shè).如果學(xué)生一開始沒有很好的理解,那么,以后有些題就會很難做.通過探究讓學(xué)生找出周期這個規(guī)律性的東西,并明確知識依附于問題而存在,方法為解決問題的需要而產(chǎn)生。將周期性概念的形成過程自然地貫徹到教學(xué)活動中去,由此把學(xué)生的思維推到更高的廣度。2。本節(jié)設(shè)計的特點是從形到數(shù)、由特殊到一般、由易到難,這符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律.讓學(xué)生在探究中積累知識,發(fā)展能力,對形成科學(xué)的探究未知世界的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)有著良好的啟導(dǎo)。但由于學(xué)生知識水平的限制,本節(jié)不能擴(kuò)展太多,建議讓學(xué)有余力的學(xué)生繼續(xù)探討函數(shù)的周期性的規(guī)律及一般三角函數(shù)的周期的求法.3.根據(jù)本節(jié)課的特點可考慮分層推進(jìn)、照顧全體.對優(yōu)等生,重在引導(dǎo)他們進(jìn)行一題多解,多題合一,變式思考的訓(xùn)練,培養(yǎng)他們求同思維、求異思維能力,以及思維的靈活性、深刻性與創(chuàng)造性,鼓勵他們獨立思考,勇于探索,敢于創(chuàng)新,對正確的要予以肯定,對暴露出來的問題要及時引導(dǎo)、剖析糾正,使課堂學(xué)習(xí)成為再發(fā)現(xiàn)再創(chuàng)造的過程。第2課時導(dǎo)入新課思路1.(類比導(dǎo)入)我們在研究一個函數(shù)的性質(zhì)時,如冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的性質(zhì),往往通過它們的圖象來研究.先讓學(xué)生畫出正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖象,從學(xué)生畫圖象、觀察圖象入手,由此展開正弦函數(shù)、余弦函數(shù)性質(zhì)的探究.思路2.(直接導(dǎo)入)研究函數(shù)就是要討論函數(shù)的一些性質(zhì),y=sinx,y=cosx是函數(shù),我們當(dāng)然也要探討它們的一些性質(zhì)。本節(jié)課,我們就來研究正弦函數(shù)、余弦函數(shù)最基本的幾條性質(zhì).請同學(xué)們回想一下,一般來說,我們是從哪些方面去研究一個函數(shù)的性質(zhì)的呢(定義域、值域、奇偶性、單調(diào)性、最值)?然后逐一進(jìn)行探究。推進(jìn)新課新知探究提出問題①回憶并畫出正弦曲線和余弦曲線,觀察它們的形狀及在坐標(biāo)系中的位置;②觀察正弦曲線和余弦曲線,說出正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的定義域各是什么;③觀察正弦曲線和余弦曲線,說出正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的值域各是什么;由值域又能得到什么;④觀察正弦曲線和余弦曲線,函數(shù)值的變化有什么特點?⑤觀察正弦曲線和余弦曲線,它們都有哪些對稱?(1)(2)圖2活動:先讓學(xué)生充分思考、討論后再回答.對回答正確的學(xué)生,教師可鼓勵他們按自己的思路繼續(xù)探究,對找不到思考方向的學(xué)生,教師可參與到他們中去,并適時的給予點撥、指導(dǎo)。在上一節(jié)中,要求學(xué)生不僅會畫圖,還要識圖,這也是學(xué)生必須熟練掌握的基本功。因此,在研究正弦、余弦函數(shù)性質(zhì)時,教師要引導(dǎo)學(xué)生充分挖掘正弦、余弦函數(shù)曲線或單位圓中的三角函數(shù)線,當(dāng)然用多媒體課件來研究三角函數(shù)性質(zhì)是最理想的,因為單位圓中的三角函數(shù)線更直觀地表現(xiàn)了三角函數(shù)中的自變量與函數(shù)值之間的關(guān)系,是研究三角函數(shù)性質(zhì)的好工具.用三角函數(shù)線研究三角函數(shù)的性質(zhì),體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想方法,有利于我們從整體上把握有關(guān)性質(zhì)。對問題①,學(xué)生不一定畫準(zhǔn)確,教師要求學(xué)生盡量畫準(zhǔn)確,能畫出它們的變化趨勢.對問題②,學(xué)生很容易看出正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的定義域都是實數(shù)集R〔或(-∞,+∞)〕.對問題③,學(xué)生很容易觀察出正弦曲線和余弦曲線上、下都有界,得出正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的值域都是[—1,1].教師要引導(dǎo)學(xué)生從代數(shù)的角度思考并給出證明∵正弦線、余弦線的長度小于或等于單位圓的半徑的長度,∴|sinx|≤1,|cosx|≤1,即—1≤sinx≤1,-1≤cosx≤1。也就是說,正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的值域都是[—1,1]。對于正弦函數(shù)y=sinx(x∈R),(1)當(dāng)且僅當(dāng)x=+2kπ,k∈Z時,取得最大值1。(2)當(dāng)且僅當(dāng)x=—+2kπ,k∈Z時,取得最小值-1。對于余弦函數(shù)y=cosx(x∈R),(1)當(dāng)且僅當(dāng)x=2kπ,k∈Z時,取得最大值1.(2)當(dāng)且僅當(dāng)x=(2k+1)π,k∈Z時,取得最小值—1.對問題④,教師可引導(dǎo)、點撥學(xué)生先截取一段來看,選哪一段呢?如圖3,通過學(xué)生充分討論后確定,選圖象上的[-,](如圖4)這段.教師還要強(qiáng)調(diào)為什么選這段,而不選[0,2π]的道理,其他類似。圖3圖4這個變化情況也可從下表中顯示出來:x—[…0……π…sinx—1↗0↗1↘0↘—1就是說,函數(shù)y=sinx,x∈[-,].當(dāng)x∈[—,]時,曲線逐漸上升,是增函數(shù),sinx的值由—1增大到1;當(dāng)x∈[,]時,曲線逐漸下降,是減函數(shù),sinx的值由1減小到-1。類似地,同樣可得y=cosx,x∈[-π,π]的單調(diào)變化情況.教師要適時點撥、引導(dǎo)學(xué)生先如何恰當(dāng)?shù)剡x取余弦曲線的一段來研究,如圖5,為什么選[—π,π],而不是選[0,2π].圖5引導(dǎo)學(xué)生列出下表:x—π…-…0……πcosx—1↗0↗1↘0↘-1結(jié)合正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的周期性可知:正弦函數(shù)在每一個閉區(qū)間[—+2kπ,+2kπ](k∈Z)上都是增函數(shù),其值從—1增大到1;在每一個閉區(qū)間[+2kπ,+2kπ](k∈Z)上都是減函數(shù),其值從1減小到-1。余弦函數(shù)在每一個閉區(qū)間[(2k-1)π,2kπ](k∈Z)上都是增函數(shù),其值從—1增加到1;在每一個閉區(qū)間[2kπ,(2k+1)π](k∈Z)上都是減函數(shù),其值從1減小到-1.對問題⑤,學(xué)生能直觀地得出:正弦曲線關(guān)于原點O對稱,余弦曲線關(guān)于y軸對稱.在R上,y=sinx為奇函數(shù),y=cosx為偶函數(shù)。教師要恰時恰點地引導(dǎo),怎樣用學(xué)過的知識方法給予證明?由誘導(dǎo)公式:∵sin(-x)=-sinx,cos(-x)=cosx,∴y=sinx為奇函數(shù),y=cosx為偶函數(shù).至此,一部分學(xué)生已經(jīng)看出來了,在正弦曲線、余弦曲線上還有其他的對稱點和對稱軸,如正弦曲線還關(guān)于直線x=對稱,余弦曲線還關(guān)于點(,0)對稱,等等,這是由它的周期性而來的。教師可就此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探討,為今后的學(xué)習(xí)打下伏筆。討論結(jié)果:①略。②定義域為R。③值域為[-1,1],最大值都是1,最小值都是-1。④單調(diào)性(略).⑤奇偶性(略)。當(dāng)我們仔細(xì)對比正弦函數(shù)、余弦函數(shù)性質(zhì)后,會發(fā)現(xiàn)它們有很多共同之處.我們不妨把兩個圖象中的直角坐標(biāo)系都去掉,會發(fā)現(xiàn)它們其實都是同樣形狀的曲線,所以它們的定義域相同,都為R,值域也相同,都是[-1,1],最大值都是1,最小值都是-1,只不過由于y軸放置的位置不同,使取得最大(或最?。┲档臅r刻不同;它們的周期相同,最小正周期都是2π;它們的圖象都是軸對稱圖形和中心對稱圖形,且都是以圖象上函數(shù)值為零所對應(yīng)的點為對稱中心,以過最值點且垂直于x軸的直線為對稱軸.但是由于y軸的位置不同,對稱中心及對稱軸與x軸交點的橫坐標(biāo)也不同。它們都不具備單調(diào)性,但都有單調(diào)區(qū)間,且都是增、減區(qū)間間隔出現(xiàn),也是由于y軸的位置改變,使增減區(qū)間的位置有所不同,也使奇偶性發(fā)生了改變。應(yīng)用示例思路1例1數(shù)有最大值、最小值嗎?如果有,請寫出取最大值、最小值時的自變量x的集合,并說出最大值、最小值分別是什么.(1)y=cosx+1,x∈R;(2)y=—3sin2x,x∈R?;顒樱和ㄟ^這道例題直接鞏固所學(xué)的正弦、余弦的性質(zhì).容易知道,這兩個函數(shù)都有最大值、最小值.課堂上可放手讓學(xué)生自己去探究,教師適時的指導(dǎo)、點撥、糾錯,并體會對應(yīng)取得最大(?。┲档淖宰兞繛槭裁磿袩o窮多個.解:(1)使函數(shù)y=cosx+1,x∈R取得最大值的x的集合,就是使函數(shù)y=cosx,x∈R取得最大值的x的集合{x|x=2kπ,k∈Z};使函數(shù)y=cosx+1,x∈R取得最小值的x的集合,就是使函數(shù)y=cosx,x∈R取得最小值的x的集合{x|x=(2k+1)π,k∈Z}.函數(shù)y=cosx+1,x∈R的最大值是1+1=2,最小值是—1+1=0。(2)令Z=2x,使函數(shù)y=—3sinZ,Z∈R取得最大值的Z的集合是{Z|Z=-+2kπ,k∈Z},由2x=Z=-+2kπ,得x=—+kπ.因此使函數(shù)y=—3sin2x,x∈R取得最大值的x的集合是{x|x=-+kπ,k∈Z}。同理,使函數(shù)y=-3sin2x,x∈R取得最小值的x的集合是{x|x=+kπ,k∈Z}。函數(shù)y=—3sin2x,x∈R的最大值是3,最小值是-3。點評:以前我們求過最值,本例也是求最值,但對應(yīng)的自變量x的值卻不唯一,這從正弦函數(shù)的周期性容易得到解釋。求解本例的基本依據(jù)是正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的最大(?。┲档男再|(zhì),對于形如y=Asin(ωx+φ)+B的函數(shù),一般通過變量代換(如設(shè)Z=ωx+φ化歸為y=AsinZ+B的形式),然后進(jìn)行求解.這種思想對于利用正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的其他性質(zhì)解決問題時也適用.例2函數(shù)的單調(diào)性,比較下列各組數(shù)的大?。海?)sin(-)與sin(-);(2)cos()與cos()?;顒?學(xué)生很容易回憶起利用指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)進(jìn)行大小比較,充分利用學(xué)生的知識遷移,有利于學(xué)生能力的快速提高。本例的兩組都是正弦或余弦,只需將角化為同一個單調(diào)區(qū)間內(nèi),然后根據(jù)單調(diào)性比較大小即可.課堂上教師要讓學(xué)生自己獨立地去操作,教師適時地點撥、糾錯,對思考方法不對的學(xué)生給予幫助指導(dǎo).解:(1)因為〈〈〈0,正弦函數(shù)y=sinx在區(qū)間[,0]上是增函數(shù),所以sin()〉sin().(2)cos()=cos=cos,cos()=cos=cos。因為0<<<π,且函數(shù)y=cosx,x∈[0,π]是減函數(shù),所以cos〉cos,即cos()<cos()。點評:推進(jìn)本例時應(yīng)提醒學(xué)生注意,在今后遇到的三角函數(shù)值大小比較時,必須將已知角化到同一個單調(diào)區(qū)間內(nèi),其次要注意首先大致地判斷一下有沒有符號不同的情況,以便快速解題,如本例中,cos〉0,cos〈0,顯然大小立判。例3函數(shù)y=sin(x+),x∈[—2π,2π]的單調(diào)遞增區(qū)間?;顒樱嚎梢岳谜液瘮?shù)的單調(diào)性來求所給函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.教師要引導(dǎo)學(xué)生的思考方向:把x+看成Z,這樣問題就轉(zhuǎn)化為求y=sinZ的單調(diào)區(qū)間問題,而這就簡單多了。解:令Z=x+。函數(shù)y=sinZ的單調(diào)遞增區(qū)間是[+2kπ,+2kπ]。由—+2kπ≤x+≤+2kπ,得+4kπ≤x≤+4kπ,k∈Z。由x∈[—2π,2π]可知,—2π≤+4kπ且+4kπ≤2π,于是≤k≤,由于k∈Z,所以k=0,即≤x≤,而[,][—2π,2π],因此,函數(shù)y=sin(+),x∈[-2π,2π]的單調(diào)遞增區(qū)間是[,]。點評:本例的求解是轉(zhuǎn)化與化歸思想的運用,即利用正弦函數(shù)的單調(diào)性,將問題轉(zhuǎn)化為一個關(guān)于x的不等式問題。然后通過解不等式得到所求的單調(diào)區(qū)間,要讓學(xué)生熟悉并靈活運用這一數(shù)學(xué)思想方法,善于將復(fù)雜的問題簡單化.思路2例1求下列函數(shù)的定義域:(1)y=;(2)y=.活動:學(xué)生思考操作,教師提醒學(xué)生充分利用函數(shù)圖象,根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)點撥,糾正出現(xiàn)的一些錯誤或書寫不規(guī)范等.解:(1)由1+sinx≠0,得sinx≠-1,即x≠+2kπ(k∈Z).∴原函數(shù)的定義域為{x|x≠+2kπ,k∈Z}.(2)由cosx≥0,得+2kπ≤x≤+2kπ(k∈Z).∴原函數(shù)的定義域為[+2kπ,+2kπ](k∈Z).點評:本例實際上是解三角不等式,可根據(jù)正弦曲線、余弦曲線直接寫出結(jié)果。本例分作兩步,第一步轉(zhuǎn)化,第二步利用三角函數(shù)曲線寫出解集.例2在下列區(qū)間中,函數(shù)y=sin(x+)的單調(diào)增區(qū)間是()A。[,π]B.[0,]C.[-π,0]D。[,]活動:函數(shù)y=sin(x+)是一個復(fù)合函數(shù),即y=sin[φ(x)],φ(x)=x+,欲求y=sin(x+)的單調(diào)增區(qū)間,因φ(x)=x+在實數(shù)集上恒遞增,故應(yīng)求使y隨φ(x)遞增而遞增的區(qū)間.也可從轉(zhuǎn)化與化歸思想的角度考慮,即把x+看成一個整體,其道理是一樣的。解:∵φ(x)=x+在實數(shù)集上恒遞增,又y=sinx在[2kπ—,2kπ+](k∈Z)上是遞增的,故令2kπ—≤x+≤2kπ+?!?kπ—≤x≤2kπ+?!鄖=sin(x+)的遞增區(qū)間是[2kπ—,2kπ+]。取k=—1、0、1分別得[,]、[,]、[,],對照選擇肢,可知應(yīng)選B.答案:B點評:像這類題型,上述解法屬常規(guī)解法,而運用y=Asin(ωx+φ)的單調(diào)增區(qū)間的一般結(jié)論,由一般到特殊求解,既快又準(zhǔn)確,若本題運用對稱軸方程求單調(diào)區(qū)間,則是一種頗具新意的簡明而又準(zhǔn)確、可靠的方法。當(dāng)然作為選擇題還可利用特殊值、圖象變換等手段更快地解出。解題規(guī)律:求復(fù)合函數(shù)單調(diào)區(qū)間的一般思路是:(1)求定義域;(2)確定復(fù)合過程,y=f(t),t=φ(x);(3)根據(jù)函數(shù)f(t)的單調(diào)性確定φ(x)的單調(diào)性;(4)寫出滿足φ(x)的單調(diào)性的含有x的式子,并求出x的范圍;(5)得到x的范圍,與其定義域求交集,即是原函數(shù)的單調(diào)區(qū)間。結(jié)論:對于復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,可以直接根據(jù)構(gòu)成函數(shù)的單調(diào)性來判斷。變式訓(xùn)練1.如果函數(shù)f(x)=sin(πx+θ)(0<θ〈2π)的最小正周期是T,且當(dāng)x=2時取得最大值,那么()A.T=2,θ=B。T=1,θ=πC。T=2,θ=πD.T=1,θ=解:T==2,又當(dāng)x=2時,sin(π·2+θ)=sin(2π+θ)=sinθ,要使上式取得最大值,可取θ=。答案:A2.求函數(shù)y=sin(—)的單調(diào)遞減區(qū)間及單調(diào)遞增區(qū)間.解:y=sin(—)=-sin(—).由2kπ—≤-≤2kπ+,可得3kπ≤x≤3kπ+(k∈Z),為單調(diào)減區(qū)間;由2kπ+≤—≤2kπ+,可得3kπ+≤x≤3kπ+(k∈Z),為單調(diào)增區(qū)間.所以原函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為[3kπ,3kπ+](k∈Z);原函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為[3kπ+,3kπ+](k∈Z).知能訓(xùn)練課本本節(jié)練習(xí)解答:1.(1)(2kπ,(2k+1)π),k∈Z;(2)((2k-1)π,2kπ),k∈Z;(3)(—+2kπ,+2kπ),k∈Z;(4)(+2kπ,+2kπ),k∈Z。點評:只需根據(jù)正弦曲線、余弦曲線寫出結(jié)果,不要求解三角不等式,要注意結(jié)果的規(guī)范及體會數(shù)形結(jié)合思想方法的靈活運用。2。(1)不成立.因為余弦函數(shù)的最大值是1,而cosx=〉1.(2)成立。因為sin2x=0。5,即sinx=±,而正弦函數(shù)的值域是[-1,1],±∈[-1,1]。點評:比較是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵,反例能加深概念的深刻理解。通過本題準(zhǔn)確理解正弦、余弦函數(shù)的最大值、最小值性質(zhì).3。(1)當(dāng)x∈{x|x=+2kπ,

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