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文檔簡介
高中數(shù)學(xué)第一章三角函數(shù)正弦函數(shù)知識導(dǎo)航北師大版必修教案一、教學(xué)內(nèi)容分析1.課程標(biāo)準(zhǔn)解讀分析在《高中數(shù)學(xué)第一章三角函數(shù)正弦函數(shù)知識導(dǎo)航北師大版必修教案》中,課程標(biāo)準(zhǔn)解讀分析是教學(xué)設(shè)計的基石。首先,在知識與技能維度,核心概念包括正弦函數(shù)的定義、性質(zhì)、圖像以及應(yīng)用。關(guān)鍵技能涵蓋正弦函數(shù)的識別、解析、圖像繪制和函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用。認(rèn)知水平要求學(xué)生能夠了解正弦函數(shù)的基本定義和性質(zhì),理解其圖像特征,并能夠應(yīng)用正弦函數(shù)解決實際問題。其次,過程與方法維度強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過觀察、實驗、推理等方式構(gòu)建知識體系,通過思維導(dǎo)圖等工具構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),培養(yǎng)邏輯思維和解決問題的能力。在情感·態(tài)度·價值觀和核心素養(yǎng)維度,注重培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力,以及提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)業(yè)質(zhì)量要求學(xué)生能夠達(dá)到對正弦函數(shù)知識的掌握和應(yīng)用,能夠運用數(shù)學(xué)語言表達(dá)和解決問題,具備初步的數(shù)學(xué)建模能力。2.學(xué)情分析學(xué)情分析旨在了解學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和潛在需求。學(xué)生已有知識儲備包括初中階段學(xué)習(xí)的函數(shù)概念和圖像知識,生活經(jīng)驗涉及周期性現(xiàn)象的理解。技能水平方面,學(xué)生能夠處理一些簡單的函數(shù)問題,但可能存在對周期性函數(shù)理解不深、繪圖技巧不足等問題。認(rèn)知特點上,學(xué)生對抽象概念的理解可能存在困難,興趣傾向則因個體差異而異。可能存在的學(xué)習(xí)困難包括對周期概念的理解、函數(shù)圖像的識別與應(yīng)用。分析結(jié)果將指導(dǎo)教學(xué)策略,如通過實例引入周期性概念,設(shè)計互動活動提升繪圖技能,以及針對不同學(xué)生特點提供個性化輔導(dǎo),確保教學(xué)設(shè)計滿足學(xué)生的實際需求,實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識目標(biāo)本節(jié)課的知識目標(biāo)旨在幫助學(xué)生構(gòu)建起正弦函數(shù)的清晰認(rèn)知結(jié)構(gòu)。學(xué)生需要識記正弦函數(shù)的基本定義、性質(zhì)和圖像特征,理解其周期性和對稱性,并能運用這些知識解決實際問題。通過“描述”、“解釋”和“比較”等行為動詞,學(xué)生將能夠識別正弦函數(shù)的關(guān)鍵特征,并能通過“運用…解決…”等方式,將知識應(yīng)用于新情境中,如設(shè)計一個關(guān)于潮汐周期的模型。2.能力目標(biāo)能力目標(biāo)關(guān)注學(xué)生將正弦函數(shù)知識應(yīng)用于實踐的能力。學(xué)生需要能夠獨立完成正弦函數(shù)圖像的繪制,并能根據(jù)實際問題設(shè)計合適的函數(shù)模型。例如,學(xué)生應(yīng)能夠“獨立并規(guī)范地完成正弦函數(shù)圖像的繪制”,以及“從多個角度評估證據(jù)的可靠性”以驗證模型的準(zhǔn)確性。通過小組合作完成調(diào)查研究報告的任務(wù),學(xué)生將綜合運用邏輯推理、信息處理和實驗探究等能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和對科學(xué)探索的尊重。學(xué)生將通過了解科學(xué)家在三角函數(shù)領(lǐng)域的貢獻(xiàn),體會到科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和創(chuàng)新精神。例如,學(xué)生將“通過了解科學(xué)家的探索歷程,體會堅持不懈的科學(xué)精神”,并在日常生活中“能夠?qū)⒄n堂所學(xué)的環(huán)保知識應(yīng)用于實踐,并提出改進(jìn)建議”。4.科學(xué)思維目標(biāo)科學(xué)思維目標(biāo)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)抽象、模型建構(gòu)和邏輯推理等思維方式。學(xué)生需要能夠“構(gòu)建…的物理模型,并用以解釋…現(xiàn)象”,以及“評估某一結(jié)論所依據(jù)的證據(jù)是否充分有效”。通過設(shè)計性的問題解決任務(wù),學(xué)生將“能夠運用設(shè)計思維的流程,針對…問題提出原型解決方案”。5.科學(xué)評價目標(biāo)科學(xué)評價目標(biāo)關(guān)注學(xué)生評價能力的發(fā)展。學(xué)生將學(xué)會運用評價量規(guī)對同伴的實驗報告進(jìn)行評價,并能夠“運用…策略對自己的學(xué)習(xí)效率進(jìn)行復(fù)盤并提出改進(jìn)點”。通過參與評價實踐,學(xué)生將“能夠運用多種方法交叉驗證網(wǎng)絡(luò)信息的可信度”,并形成對學(xué)習(xí)過程和成果的自我監(jiān)控能力。三、教學(xué)重點、難點1.教學(xué)重點教學(xué)重點聚焦于學(xué)生對正弦函數(shù)概念的理解和應(yīng)用。重點在于使學(xué)生掌握正弦函數(shù)的定義、基本性質(zhì)和圖像特征,并能將其應(yīng)用于解決實際問題。具體而言,學(xué)生需要能夠“解釋正弦函數(shù)的周期性和對稱性”,以及“運用正弦函數(shù)分析周期性現(xiàn)象”。這些內(nèi)容是后續(xù)學(xué)習(xí)三角函數(shù)系列知識的基礎(chǔ),對于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和解決問題的能力至關(guān)重要。2.教學(xué)難點教學(xué)難點在于學(xué)生理解正弦函數(shù)圖像的周期性以及如何應(yīng)用它來解決問題。難點成因在于周期性的抽象概念和數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用。例如,“難點:正確繪制和理解正弦函數(shù)圖像的周期性”,以及“難點:應(yīng)用正弦函數(shù)解決實際問題時,如何識別并處理周期性問題”。為了突破這些難點,教學(xué)活動將包括直觀化教學(xué)工具的使用、實例分析和小組討論,以幫助學(xué)生建立直觀的數(shù)學(xué)模型,并培養(yǎng)他們的邏輯推理能力。四、教學(xué)準(zhǔn)備清單多媒體課件:包含正弦函數(shù)定義、性質(zhì)、圖像的動畫演示。教具:正弦函數(shù)圖像圖表、三角板、量角器。實驗器材:電子計算器、繪圖軟件。音頻視頻資料:與正弦函數(shù)相關(guān)的科普視頻。任務(wù)單:正弦函數(shù)應(yīng)用問題解決任務(wù)單。評價表:學(xué)生正弦函數(shù)知識掌握評價表。學(xué)生預(yù)習(xí):預(yù)習(xí)教材相關(guān)章節(jié),完成基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)。學(xué)習(xí)用具:畫筆、直尺、圓規(guī)。教學(xué)環(huán)境:小組座位排列,黑板板書設(shè)計框架。五、教學(xué)過程第一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)探索生活中的周期現(xiàn)象同學(xué)們,你們有沒有注意到,在我們的日常生活中,有很多現(xiàn)象都是周期性的呢?比如,太陽每天東升西落,月亮的陰晴圓缺,還有我們?nèi)梭w的生物鐘,比如我們的睡眠和清醒周期。這些都是周期性的現(xiàn)象,它們都遵循著一定的規(guī)律。引入正弦函數(shù)的概念今天,我們就來探索一種特殊的周期現(xiàn)象——正弦函數(shù)。正弦函數(shù)是一種描述周期性變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,它在物理學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境現(xiàn)在,請大家看這個圖(展示一個不規(guī)則的波形圖),這個波形看起來很奇怪,它并不是我們常見的正弦波形。那么,你們能想象一下,如果我們要描述這樣的波形,我們應(yīng)該如何去定義它呢?提出挑戰(zhàn)性任務(wù)這個任務(wù)可能對你們來說是一個挑戰(zhàn),但正是這種挑戰(zhàn)能夠激發(fā)我們的學(xué)習(xí)興趣。我們需要運用我們已有的數(shù)學(xué)知識,結(jié)合今天要學(xué)習(xí)的正弦函數(shù),來嘗試描述并理解這個波形。展示真實生活問題比如,在建筑設(shè)計中,我們需要考慮建筑物的振動問題,這就需要我們運用正弦函數(shù)來分析建筑物的振動模式。再比如,在音樂制作中,正弦波是樂器的聲音波形,了解正弦波可以幫助我們更好地理解音樂。明確學(xué)習(xí)路線圖那么,接下來,我們將一起學(xué)習(xí)正弦函數(shù)的定義、性質(zhì)、圖像,以及如何應(yīng)用正弦函數(shù)來解決實際問題。首先,我們會回顧一下與正弦函數(shù)相關(guān)的舊知識,然后,我們將學(xué)習(xí)正弦函數(shù)的新概念,并通過實例來加深理解。最后,我們將嘗試運用正弦函數(shù)來解決一些實際問題??偨Y(jié)導(dǎo)入環(huán)節(jié)第二、新授環(huán)節(jié)任務(wù)一:探索正弦函數(shù)的定義教學(xué)目標(biāo):理解正弦函數(shù)的定義,掌握正弦函數(shù)的基本性質(zhì)。教師活動:1.展示生活中周期性現(xiàn)象的圖片,如海浪、心跳等,引導(dǎo)學(xué)生觀察并描述這些現(xiàn)象。2.提出問題:“這些現(xiàn)象有什么共同點?”引導(dǎo)學(xué)生思考周期性變化的規(guī)律。3.介紹正弦函數(shù)的概念,通過動畫演示正弦函數(shù)圖像的生成過程。4.引導(dǎo)學(xué)生觀察正弦函數(shù)圖像的特點,如周期性、對稱性等。5.分組討論:讓學(xué)生根據(jù)正弦函數(shù)圖像的特點,總結(jié)正弦函數(shù)的基本性質(zhì)。學(xué)生活動:1.觀察圖片,描述周期性現(xiàn)象。2.思考并回答問題:“這些現(xiàn)象有什么共同點?”3.觀看動畫,理解正弦函數(shù)圖像的生成過程。4.觀察正弦函數(shù)圖像的特點,如周期性、對稱性等。5.分組討論,總結(jié)正弦函數(shù)的基本性質(zhì)。即時評價標(biāo)準(zhǔn):1.學(xué)生能夠正確描述周期性現(xiàn)象。2.學(xué)生能夠理解正弦函數(shù)圖像的生成過程。3.學(xué)生能夠總結(jié)正弦函數(shù)的基本性質(zhì)。任務(wù)二:正弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)教學(xué)目標(biāo):掌握正弦函數(shù)的圖像與性質(zhì),能夠運用正弦函數(shù)解決實際問題。教師活動:1.展示正弦函數(shù)圖像,引導(dǎo)學(xué)生觀察圖像的變化規(guī)律。2.講解正弦函數(shù)的性質(zhì),如周期性、對稱性、奇偶性等。3.提出問題:“如何運用正弦函數(shù)解決實際問題?”4.示范如何運用正弦函數(shù)解決實際問題。5.分組討論:讓學(xué)生根據(jù)正弦函數(shù)的性質(zhì),設(shè)計解決實際問題的方案。學(xué)生活動:1.觀察正弦函數(shù)圖像,分析圖像的變化規(guī)律。2.聽講并理解正弦函數(shù)的性質(zhì)。3.思考并回答問題:“如何運用正弦函數(shù)解決實際問題?”4.觀看示范,學(xué)習(xí)如何運用正弦函數(shù)解決實際問題。5.分組討論,設(shè)計解決實際問題的方案。即時評價標(biāo)準(zhǔn):1.學(xué)生能夠正確描述正弦函數(shù)圖像的變化規(guī)律。2.學(xué)生能夠理解正弦函數(shù)的性質(zhì)。3.學(xué)生能夠設(shè)計解決實際問題的方案。任務(wù)三:正弦函數(shù)的應(yīng)用教學(xué)目標(biāo):運用正弦函數(shù)解決實際問題,提高解決實際問題的能力。教師活動:1.提出實際問題,如建筑設(shè)計中的振動問題、音樂制作中的波形問題等。2.引導(dǎo)學(xué)生運用正弦函數(shù)解決實際問題。3.組織學(xué)生展示解題過程和結(jié)果。4.對學(xué)生的解題過程和結(jié)果進(jìn)行評價。學(xué)生活動:1.思考并提出實際問題。2.運用正弦函數(shù)解決實際問題。3.展示解題過程和結(jié)果。4.接受評價并反思。即時評價標(biāo)準(zhǔn):1.學(xué)生能夠運用正弦函數(shù)解決實際問題。2.學(xué)生能夠清晰展示解題過程。3.學(xué)生能夠接受評價并反思。任務(wù)四:正弦函數(shù)的拓展教學(xué)目標(biāo):拓展正弦函數(shù)的應(yīng)用,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師活動:1.提出具有挑戰(zhàn)性的問題,如如何設(shè)計一個能夠產(chǎn)生正弦波形的裝置。2.引導(dǎo)學(xué)生思考并設(shè)計解決方案。3.組織學(xué)生展示設(shè)計方案。4.對學(xué)生的設(shè)計方案進(jìn)行評價。學(xué)生活動:1.思考并提出具有挑戰(zhàn)性的問題。2.設(shè)計解決方案。3.展示設(shè)計方案。4.接受評價并反思。即時評價標(biāo)準(zhǔn):1.學(xué)生能夠提出具有挑戰(zhàn)性的問題。2.學(xué)生能夠設(shè)計具有創(chuàng)新性的解決方案。3.學(xué)生能夠清晰展示設(shè)計方案。4.學(xué)生能夠接受評價并反思。任務(wù)五:總結(jié)與反思教學(xué)目標(biāo):總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容,反思學(xué)習(xí)過程。教師活動:1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。2.引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程,總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗。3.鼓勵學(xué)生提出問題,進(jìn)行進(jìn)一步的探究。學(xué)生活動:1.回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。2.反思學(xué)習(xí)過程,總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗。3.提出問題,進(jìn)行進(jìn)一步的探究。即時評價標(biāo)準(zhǔn):1.學(xué)生能夠回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。2.學(xué)生能夠反思學(xué)習(xí)過程,總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗。3.學(xué)生能夠提出問題,進(jìn)行進(jìn)一步的探究。第三、鞏固訓(xùn)練基礎(chǔ)鞏固層練習(xí)1:根據(jù)正弦函數(shù)的定義,填寫下列表格中的空缺部分。角度:0°|30°|45°|60°|90°正弦值:|||||練習(xí)2:繪制正弦函數(shù)y=sin(x)在[0,2π]范圍內(nèi)的圖像。練習(xí)3:計算下列正弦函數(shù)的值。y=sin(π/6)|y=sin(5π/6)|y=sin(2π/3)練習(xí)4:判斷下列函數(shù)是否為正弦函數(shù)。y=2sin(x)|y=sin(x+π)|y=sin(x^2)綜合應(yīng)用層練習(xí)5:已知一物體的振動周期為T,求其振動頻率f。練習(xí)6:一根彈簧的伸長量與所受拉力成正比,已知彈簧的勁度系數(shù)k,求彈簧伸長x時的拉力F。練習(xí)7:一電路中的電流I隨時間t的變化關(guān)系為I=10sin(ωt),求電流的最大值和周期。拓展挑戰(zhàn)層練習(xí)8:設(shè)計一個實驗,驗證正弦函數(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。練習(xí)9:探究正弦函數(shù)在其他學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用,如物理學(xué)、工程學(xué)等。練習(xí)10:利用正弦函數(shù)解決實際問題,如建筑設(shè)計、音樂制作等。第四、課堂小結(jié)知識體系構(gòu)建引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容,梳理正弦函數(shù)的定義、性質(zhì)、圖像和應(yīng)用。使用思維導(dǎo)圖或概念圖的形式,幫助學(xué)生構(gòu)建正弦函數(shù)的知識體系。強(qiáng)調(diào)正弦函數(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用,如物理學(xué)、工程學(xué)、音樂制作等。方法提煉與元認(rèn)知培養(yǎng)總結(jié)本節(jié)課使用的科學(xué)思維方法,如建模、歸納、證偽等。通過反思性問題,如“這節(jié)課你最欣賞誰的思路?”培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力。作業(yè)布置與延伸巧妙聯(lián)結(jié)下節(jié)課內(nèi)容,提出開放性探究問題。布置“必做”和“選做”作業(yè),滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。作業(yè)指令清晰,與學(xué)習(xí)目標(biāo)一致,并提供完成路徑指導(dǎo)??谡Z化表達(dá)通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),你們對正弦函數(shù)有了更深入的理解。學(xué)習(xí)正弦函數(shù)不僅需要掌握知識,還需要運用到實際生活中。希望你們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到未來的學(xué)習(xí)和工作中。六、作業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)性作業(yè)核心知識點:正弦函數(shù)的定義、性質(zhì)、圖像。作業(yè)內(nèi)容:1.完成課堂練習(xí)中的基礎(chǔ)鞏固層練習(xí)題。2.畫出正弦函數(shù)y=sin(x)在[0,π]范圍內(nèi)的圖像,并標(biāo)出關(guān)鍵點。3.計算下列正弦函數(shù)的值,并說明計算過程。y=sin(π/4)|y=sin(3π/4)|y=sin(5π/4)拓展性作業(yè)核心知識點:正弦函數(shù)的應(yīng)用、知識遷移。作業(yè)內(nèi)容:1.分析家中某種工具的工作原理,并嘗試用正弦函數(shù)解釋其運動規(guī)律。2.設(shè)計一個簡單的實驗,驗證正弦函數(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用,如測量音叉振動的周期。3.撰寫一篇短文,介紹正弦函數(shù)在音樂制作中的應(yīng)用,并舉例說明。探究性/創(chuàng)造性作業(yè)核心知識點:批判性思維、創(chuàng)造性思維、深度探究。作業(yè)內(nèi)容:1.針對學(xué)?;蛏鐓^(qū)的某個問題,設(shè)計一個基于正弦函數(shù)的解決方案,如設(shè)計一個能夠自動調(diào)節(jié)光照的植物生長箱。2.研究正弦函數(shù)在其他學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用,如物理學(xué)、工程學(xué)等,并撰寫一份研究報告。3.創(chuàng)作一個數(shù)學(xué)小故事,將正弦函數(shù)融入故事情節(jié)中,并嘗試用故事的形式解釋正弦函數(shù)的概念。七、本節(jié)知識清單及拓展1.正弦函數(shù)的定義:正弦函數(shù)是描述周期性變化規(guī)律的數(shù)學(xué)函數(shù),通常表示為y=sin(x),其中x是角度,y是對應(yīng)的正弦值。2.正弦函數(shù)的性質(zhì):正弦函數(shù)具有周期性、奇偶性、對稱性等性質(zhì),其周期為2π,是奇函數(shù),圖像關(guān)于原點對稱。3.正弦函數(shù)的圖像:正弦函數(shù)的圖像是一個波形曲線,其最高點和最低點分別為1和1,且圖像在y軸上對稱。4.正弦函數(shù)的圖像繪制:繪制正弦函數(shù)圖像時,需要確定圖像的起點、周期、振幅和相位。5.正弦函數(shù)的應(yīng)用:正弦函數(shù)在物理學(xué)、工程學(xué)、音樂制作等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,如描述振動、電流、聲波等。6.正弦函數(shù)的公式:正弦函數(shù)的基本公式包括sin(x)=cos(π/2x),sin(x+2π)=sin(x)等。7.正弦函數(shù)的變換:正弦函數(shù)可以通過平移、伸縮、反射等變換得到不同的函數(shù)圖像。8.正弦函數(shù)的解法:解正弦函數(shù)方程時,可以使用三角恒等式、圖像法、數(shù)值法等方法。9.正弦函數(shù)的極限:正弦函數(shù)的極限包括當(dāng)x趨向于0時,sin(x)/x趨向于1。10.正弦函數(shù)的微分:正弦函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為cos(x),即d/dx(sin(x))=cos(x)。11.正弦函數(shù)的積分:正弦函數(shù)的積分為cos(x)+C,其中C是積分常數(shù)。12.正弦函數(shù)的數(shù)值計算:可以使用計算器或編程語言來計算正弦函數(shù)的值。13.正弦函數(shù)在三角學(xué)中的應(yīng)用:正弦函數(shù)是三角學(xué)中的重要函數(shù),與其他三角函數(shù)(如余弦、正切)一起構(gòu)成了三角函數(shù)的基本體系。14.正弦函數(shù)在物理學(xué)中的應(yīng)用:在物理學(xué)中,正弦函數(shù)用于描述簡諧運動、振動等物理現(xiàn)象。15.正弦函數(shù)在工程學(xué)中的應(yīng)用:在工程學(xué)中,正弦函數(shù)用于設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)、電路系統(tǒng)等。16.正弦函數(shù)在音樂制作中的應(yīng)用:在音樂制作中,正弦波是樂器的聲音波形,正弦函數(shù)用于分析和合成音樂。17.正弦函數(shù)的數(shù)學(xué)證明:可以使用三角恒等式和幾何方法證明正弦函數(shù)的性質(zhì)和公式。18.正弦函數(shù)的極限應(yīng)用:正弦函數(shù)的極限在微積分中用于求解極限問題。19.正弦函數(shù)的數(shù)值積分:可以使用數(shù)值積分方法計算正弦函數(shù)的積分。20.正弦函數(shù)的教育意義:正弦函數(shù)的學(xué)習(xí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和解決問題的能力,是數(shù)學(xué)教育和科學(xué)教育的重要組成部分。八、教學(xué)反思在本節(jié)課的教學(xué)過程中,我深刻體會到了教學(xué)反思的重要性。以下是我對本次教學(xué)的反思:1.教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評估本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)主要包括學(xué)生對正弦函數(shù)的定義、性質(zhì)、圖像的理解和運用。
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