课件13张PPT。第1章 三角函数1.3.1 三角函数的周期性(一)情境引入
1.问题:
(1)今天是星期二,则过了七天是星期几?过了十四天呢?……
(2)物理学中的单摆振动、圆周运动中质点运动,规律如何呢?
2.我们学过的函数中哪些函数也具有这种“周而复始”的基本特征呢?怎样从数学的角度研究函数的周期现象呢?(二)意义建构
由单位圆中的三角函数线可知,正、余弦函数值的变化呈现出周期现象,每当角增加(或减少)2π,所得角的终边与原来角的终边相同,故两角的正、余弦函数值也分别相同.即有
sin(2π+x)=sinx,
cos(2π+x)=cosx,
正弦函数和余弦函数所具有的这种性质称为周期性.(三)数学理论
一般地,对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得定义域内的每一个x值,都满足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.
对于一个周期函数f(x),如果在它所有的周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.?判断下列说法是否正确√× ?对于一个周期函数f(x),如果在它所有的周期中存在一个最小的正数,那么这个最小的正数就叫做f(x)的最小正周期。?正弦函数和余弦函数的最小正周期
都是?一个周期函数的周期有多少个?若钟摆的高度h(mm)与时间t(s)之间的函数关系如图所示:(1)求该函数的周期;(2)求t=10s时钟摆的高度?应用例2.求函数 的周期 解:设f (x)周期为T,则f (x+T)=f (x),
即cos2(x+T)=cos2x对任意实数x都成立.令u=2x,则cos(u+2T)=cosu对任意实数u都成立.可知使得cos(u+2T)=cosu对任意实数u都成立的2T的最小正值为2?,可知2T=2?,即T=?.所以f (x)=cos2x的周期为?.由y=cosu的周期为2?,一般地,函数 及 (其中 为常数,且 )的周期是?通过我们刚才的研究知道 y=sinx,
y=cosx是周期函数,周期都 是 ,那么下列函数的周期是多少呢??应用 2.若函数 的最小
正周期为 ,求正数 的值。1.求下列函数的最小正周期函数y=tanx是周期函数吗?那么它的周期是多少?它有最小正周期吗?它的最小正周期是多少??思考函数y=tan(ax)(a>0)是周期函数吗??思考1.下面函数是周期函数吗?如果是周期函数,你能找出最小正周期吗?
3.已知函数f(x)对定义域中的每个自变量都有f(x+2)=-f(x),它是周期函数吗?如果是,它的周期是多少?
2.已知奇函数f(x)是R上的函数,且f(1)=2,f(x+3)=f(x),求f(8).课件13张PPT。第1章 三角函数1.3.2 三角函数的图象与性质(1).列表(2).描点(3).连线用描点法作函数图象的主要步骤有什么?描点PMAT正弦线MP余弦线OM正切线AT想一想?三角问题几何问题11. . . .利用三角函数线
作三角函数图象几何法:怎样才能方便地把单位圆中角x的正弦线移到直角坐标系内,从而确定对应的点 (x,sinx)呢?
作三角函数线得三角函数值,描点 连线.作法:(1) 等分(2) 作正弦线(3) 平移得点(4) 连线因为终边相同的角的三角函数值相同,所以y=sinx的图象在
……与y=sinx,x∈[0,2π]的图象相同因为终边相同的角的三角函数值相同,所以y=cosx的图象在
……与y=cosx,x∈[0,2π]的图象相同正弦曲线余弦曲线与x轴交点图象最高点图象最低点与x轴交点图象最高点图象最低点图象中关键点简图作法
(五点作图法)(1) 列表(列出对图象形状起关键作用的五点坐标)(2) 描点(定出五个关键点)(3) 连线(用光滑的曲线顺次连结五个点)解:列表描点作图例2 画出函数y= - cosx,x?[0, 2?]的简图: 0 ? 2 ?10-101 -1 0 1 0 -1 y= - cosx,x?[0, 2?]y=cosx,x?[0, 2?] 0 ? 2 ? 练习:在同一坐标系内,用五点法分别画出函数
y= sinx,x?[0, 2?] 和 y= cosx,x?[ , ]的简图:y=sinx,x?[0, 2?]y= cosx,x?[ , ] 向左平移 个单位长度100-10 0 ? 1.正、余弦函数的图象每相隔2π个单位重复出现,因此,只要记住它们在[0,2π]内的图象形态,就可以画出正弦曲线和余弦曲线.2.作与正、余弦函数有关的函数图象,是解题的基本要求,用“五点法”作图是常用的方法.y=sinx,x?[0, 2?]y=cosx,x?[0, 2?]课件24张PPT。第1章 三角函数1.3.2 三角函数的图象与性质问题1怎样作出正弦函数 的图象呢?(1).列表(2).描点(3).连线1、用描点法作出函数图象的主要步骤是怎样的?思考1 当给定一个角 时,我们如何精确地、方便直观地将它的正弦值 表示出来呢? 2、sinα、cosα的几何意义.PM正弦线 MP余弦线 OM三角问题几何问题-11---作法:(1) 等分(2) 作正弦线(3) 平移(4) 连线-正弦曲线结合正弦函数图象的作法,余弦函数的图象又应该如何去作呢?问题2余弦曲线正弦曲线 在精确度要求不高时,如何快速地作出正弦、余弦函数在 上的简图?问题3练习: 画出函数y=1+sinx,x?[0, 2?]的简图.o1-12y=sinx,x?[0, 2?]练习: 画出函数 y=-cosx,x∈[0,2π]的简图.
我们这节课都研究了些什么?你有什么收获?课堂小结 (1) 利用三角函数线画正、余弦函数的图象;
(2)通过正弦曲线平移得到余弦函数图象;
(3)“五点法”作出正弦、余弦函数的简图;
(4)数形结合思想和化归思想的应用。课堂小结:五点作图法作正弦、余弦函数的图象.生活中的数学------切甘蔗正、余弦函数图象的应用十分广泛:光学物理建筑设计机械制造服装设计
……课件12张PPT。第1章 三角函数1.3.2 三角函数的图象与性质 正弦、余弦函数的图象和性质 y=sinx (x?R) y=cosx (x?R) 定义域值 域周期性x?Ry?[ - 1, 1 ]T = 2? 正弦、余弦函数的奇偶性、单调性 sin(-x)= - sinx (x?R) y=sinx (x?R)是奇函数cos(-x)= cosx (x?R) y=cosx (x?R)是偶函数定义域关于原点对称 正弦、余弦函数的奇偶性 正弦、余弦函数的奇偶性、单调性 正弦函数的单调性 y=sinx (x?R)增区间为 [ , ] 其值从-1增至1 … 0 … … ? …-1 0 1 0 -1减区间为 [ , ] 其值从 1减至-1[ +2k?, +2k?],k?Z[ +2k?, +2k?],k?Z 正弦、余弦函数的奇偶性、单调性 余弦函数的单调性 y=cosx (x?R) -? … … 0 … … ?-1 0 1 0 -1 正弦、余弦函数的奇偶性、单调性 例1 不通过求值,指出下列各式大于0还是小于0:
(1) sin( ) – sin( )(2) cos( ) - cos( ) 解:?又 y=sinx 在 上是增函数解:?又 y=cosx 在 上是减函数cos( )=cos =cos cos( )=cos =cos 从而 cos( ) - cos( ) <0 正弦、余弦函数的奇偶性、单调性 例2 求下列函数的单调区间: (1) y=2sin(-x )解: y=2sin(-x )= -2sinx (2) y=3sin(2x- ) 单调增区间为所以:解:单调减区间为 正弦、余弦函数的奇偶性、单调性 (3) y = | sin(x+ )|解:令x+ =u , 则 y= -|sinu| 大致图象如下:小 结: 正弦、余弦函数的奇偶性、单调性 奇偶性 单调性(单调区间)奇函数偶函数[ +2k?, +2k?],k?Z单调递增[ +2k?, +2k?],k?Z单调递减函数求函数的单调区间:1. 直接利用相关性质2. 复合函数的单调性3. 利用图象寻找单调区间 正弦、余弦函数的奇偶性、单调性 y=sinxy=sinx (x?R) 图象关于原点对称课件12张PPT。第1章 三角函数1.3.2 三角函数的图象与性质α在第一象限时:
正弦线: sinα=MP>0
余弦线: cosα=0M>0
正切线:tanα=AT>0
α在第二象限时:
正弦线: sinα=M’P’>0 余弦线: cosα=0M’<0 正切线:tanα=AT’ <0
三角函数线:正切函数的作图作法如下:
作直角坐标系,并在直角坐标系y轴左侧作单位圆。
找横坐标(把x轴上 到 这一段分成8等份)
把单位圆右半圆中作出正切线。
找交叉点。
连线。正切函数的图象全体实数R 正切函数是周期函数,T=正切函数在开区间
内都是增函数。(1)定义域:(2)值域:(3)周期性:(5)单调性:正切函数的性质(4)奇偶性: 正切函数是奇函数,正切曲线关于原点0对称例 题 讲 解例1 求函数 的定义域。解:令
那么函数 的定义域是:
所以由 可得:
所以函数 的定义域是:例2 不通过求值,比较下列各组中两个正切函数值的大小:与与例3 求下列函数的单调区间:这个题目应该注意什么例4 求下列函数的周期:由上面两例,你能得到函数y=Atan(ωx+Ф)的周期吗(1)正切函数的图象
(2)正切函数的性质:
定义域:
值域:
周期性:
奇偶性:
单调性:全体实数R正切函数是周期函数,
最小正周期T=奇函数,正切函数在开区间
内都是增函数。小结课件22张PPT。第1章 三角函数1.3.3 函数y=Asin(ωx+φ)(A>0, ω>0)的图象 实例一、课前检测1、 函数 y=3sin(2x- )的振幅为________,
周期为________,
频率为________,
相位为________,
初相为___________32、如何由函数y=sinx的图象变换得到下列函数的图像(1) y=sinx y=sin(x+ )向左平移 个单位y=sinx y=sin(x- )向右平移 个单位(3) y=sinx y=sin2x y=sinx y=sin0.5x (2)y=sinx y=2sinxy=sinx y=0.5sinx演示相位变换函数 y=sinx振幅变换周期变换8二、小组合作函数 y=3sin(2x+ )的图象可以由y=sinx的图象经过哪些变换得到?【例如】 如何作函数 y=3sin(2x+ )的简图?10(3)连线:(4)根据周期性将作出的简图左右
延伸。三、师生互动先相位
再周期
后振幅先周期
再相位
后振幅其他方法变换方法探究:2??方法一演示返回13(1)向左平移方法一:y=sin(x+ ) 的图象函数 y=sinx142??y=sin2x① 方法二演示返回15(2) 向左平移
方法二:函数 y=sinx162??① y=3sinx②y=3sin2x其余方法演示 ….返回 例.函数
它的图象由y=sinx的图象经过怎样的变化得到?典例分析四、总结提升y=sinx的图象经过振幅、周期、相位变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象19方法一:一般规律20方法二:一般规律1、将函数 y=3sinx的图象向右平移 个单位长度,得到函数的解析式为 。 五、当堂检测2、将函数y=2sin(x+ )的图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,得到的函数的解析式为 。 3、将函数y=sinx的图象上所有点的横坐标变为原来的3倍,纵坐标不变,再将所得函数图象向左平移 个单位长度,得到的函数的解析式为 。课件26张PPT。第1章 三角函数例1.画出函数的简图。,列表:描点画图 一般地,函数y=Asinx,x∈R(其中A>0且A≠1)的图象,可以看作把正弦曲线上所有的纵坐标:伸长(当A>1时)或缩短(当0
0且ω ≠1)的图象,可以看作把正弦曲线上所有点的横坐标缩短(当ω >1时)或伸长(当0<ω <1)到原来的 倍(纵坐标不变)而得到。例3 画出函数的简图(3)思考:O方法2:y=sinx纵向伸长3倍y=3sinxy=3sin2x方法1:y=sinx纵向伸长3倍y=3sinx练习:画出函数的简图并写出单调减区间 2.已知函数 f(x)=Asin(?x+?)(A>0, ?>0, x?R) 在一个周期内的图象如图所示求函数解析式.课件20张PPT。第1章 三角函数1.3.4 三角函数的应用引入: 三角函数能够模拟许多周期现象.因此,在解决问题中有着广泛的应用.本节课我们来研究三角函数的应用问题.例1.如图,某地一天从6时到14时的温度变化曲线
近似满足函数(1)求这一天的最大温差;
(2)写出这段曲线的函数解析式.解:(1)观察图象可知,
这段时间的最大温差是20oC。(2)从图中可以看出,从6时到14时的图象是函数y=Asin(ωx+φ) +b的半个周期的图象,所以因为点(6,10)是五点法作图中的第四点,故所求函数解析式为小结: 一般的,所求出的函数模型只能近似刻画这天某个时刻的温度变化情况,因此应当特别注意自变量的变化范围.也可以利用函数的零值点来求.·O·· 例1:如图,点O为做简谐运动的物体的平衡位置,取向右的方向为物体位移的正方向,若已知振幅为3㎝,周期为3s,且物体向右运动到距平衡位置最远处时开始计时.(1)求物体对于平衡位置的位移x(㎝)和时间t(s)之间的函数关系.(2)求物体在t=5s时的位置.分析:
以运动时间为横坐标,运动位移为纵坐标,
在直角坐标系中画出散点图,根据图象,可以
考虑用函数来刻画位移与时间之间的对应关系.从数据和图象可以得出
所求函数的模型为是:·解(1)设x和t之间的函数关系为: 例2: 如图,某大风车的半径为2m,每12s旋转一周,它的最低点O离地面0.5m,风车圆周上一点A从最低点O按逆时针方向开始运动,运动t(s)后与地面的距离为h(m).求距离h(m)与运动时间t(s)的关系式.
解:建立直角坐标
系如图所示A······由题意知:所求函数的模型为则A=2,B=2.5,T=12,∴ω=π/6∵t=0时 h=0.5 ∴当t=0时,sin(ωt+φ)=-1所以Φ=-π/2因此所求函数的关系式为
h=2sin[(π/6)x-π/2] 例3:海水受日月的引力,在一定的时候发生涨落的现象叫潮。一般地,早潮叫潮,晚潮叫汐。在通常情况下,船在涨潮时驶进航道,靠近码头;卸货后,在落潮时返回海洋。下面是某港口某季节每天的时间与水深关系表:(1)选用一个函数来近似描述这个港口的水深与时间的函数关系,给出整点时的水深的近似值
(精确到0.001).解:(1)以时间为横坐标,
水深为纵坐标,
在直角坐标系中画出散点图,根据图象,可以考虑用函数
来刻画水深与时间之间的对应关系.
从数据和图象可以得出:A=2.5,h=5,T=12, φ =0;由 ,得所以,这个港口的水深与时间的关系可以近似
描述为:由上述关系式易得港口在整点时水深的近似值:(2)一条货船的吃水深度(船底与水面的距离)为4米,安全条例规定至少要有1.5米的安全间隙(船底与洋底的距离),该船何时能进入港口?在港口能呆多久?(2)货船需要的安全水深为 4+1.5=5.5(米),
所以当y≥5.5时就可以进港.令
化简得由计算器计算可得因为 ,所以有函数周期性易得解得因此,货船可以在凌晨
零时30分左右进港,早晨
5时30分左右出港;或在中午12时30分左右进港,下午17时30分左右出港,每次可以在港口停留5小时左右。(3)若某船的吃水深度为4米,安全间隙为1.5米,该船在2:00开始卸货,吃水深度以每小时0.3米的速度减少,那么该船在什么时间必须停止卸货,将船驶向较深的水域?(3)设在时刻x船舶的安全水深为y,那么y=5.5-0.3(x-2) (x≥2),在同一坐标系内作出这两个函数的图象,可以看到在6时到7时之间两个函数图象有一个交点. 通过计算可得在6时的水深约为5米,此时船舶的安全水深约为4.3米;6.5时的水深约为4.2米,此时船舶的安全水深约为4.1米;7时的水深约为3.8米,而船舶的安全水深约为4米,因此为了安全,船舶最好在6.5时之前停止卸货,将船舶驶向较深的水域。 实际问题 数学模型实际问题 的解抽象概括数学模型 的解还原说明推理
演算三角应用题的解题策略: