高中数学 必修四 1.4 三角函数的图象与性质 上课课件(共31+48+44张PPT)

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名称 高中数学 必修四 1.4 三角函数的图象与性质 上课课件(共31+48+44张PPT)
格式 zip
文件大小 2.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2020-02-01 14:01:15

文档简介

(共31张PPT)

新课导入
  生活中,各种各样的波无时无刻不在影响着我们,比如说发电机输出的电压波,说话的声音、我们爱听的音乐所形成的声波,以及微波炉、烤箱所发出的一些电磁波等等。
  实数集与角的集合之间可以建立一一对应关系,而一个确定的角又对应着唯一确定的正弦(或余弦)值.由这个对应法则所确定的函数y=sinx(或者y=cosx)叫做正弦函数(或者余弦函数),其定义域是R。
探究
  通过简谐运动试验,得到简谐运动的图象,物理中把简谐运动的图象叫做“正弦曲线”或“余弦曲线”,从而对“正弦曲线”或“余弦曲线”有一个直观的印象。
1.4.1正弦函数、余弦函数的图象
掌握五点作图法的三个步骤,即:列表、描点、连线;
掌握函数图象的变换过程。

学习目标
知识与能力
2、根据关系 ,作出 的图象;
1、利用单位圆中的三角函数线来作出 的图象,明确图象的形;
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。
知识目标:
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。
采用不同的方法对函数图象进行变换。
1、五点法做函数图象及有关问题;
2、函数图象变换问题。

学习重难点
重点:
难点:
三角函数
三角函数线
正弦函数
余弦函数
正切函数
正切线AT




y

x
x
O

-1

?
P

M
A(1,0)

T
sin?=MP
cos?=OM
tan?=AT
注意:三角函数线是有向线段!
正弦线MP
余弦线OM
一、复习引入
作出下列各角 的正弦线、余弦线和
正切线。








x
y
P
O
A(1,0)
T
M

正弦线: MP 余弦线:OM
正切线: AT








x
y
P
O
A(1,0)
T
正弦线: MP 余弦线:OM 正切线: AT
M










x
y
P
O
A(1,0)
T
正弦线: MP 余弦线:OM 正切线: AT
M


函数
图象的几何作法
. . . .
利用三角函数线
作三角函数图象
作三角函数线得三角函数值,描点
,连线

如:
的正弦线
平移定点

几何法作图的关键是如何利用单位圆中角x的正弦线,巧妙地
移动到直角坐标系内,从而确定对应的点 (x,sinx)。

二、正、余弦函数图象
1、几何法作正弦函数的图象:


x
y
o


1



-1








?
2?
A
B





(B)
(O1)
O1












y=sinx, x∈
[0,2?]
(1)列表
(2)描点
(3)连线(光滑的曲线)
2、描点法作正弦函数的图象:
y=sinx, x∈
[0,2?]















































x

sin
x








x
y
o


1
-1
-2?
-?
?
2?
3?
4?





  因为终边相同的角有相同的三角函数值,所以函数y=sinx,x∈R的图象只要将y=sinx,x∈[0,2π]的图象向左、向右平行移动即可得到。
余弦函数的图像可以通过正弦曲线向左平移

个单位长度而得到.
由于
所以余弦函数
与函数
是同一个函数;


3、作余弦函数曲线:
y=cosx, x ∈ R

余弦曲线


1
-1






















































































y=cosx, x ∈ R
y=sinx, x ∈ R
































x
y
0
y
x
0
-1
1
-1
1






y=sinx, x ∈ R
y=cosx, x ∈ R
正弦曲线












余弦曲线
4、正弦函数、余弦函数的图象
简图作法:(五点作图法)











































与x轴的交点
图象的最高点
图象的最低点
与x轴的交点
图象的最高点
图象的最低点
(1) 列表(列出对图象形状起关键作用的五点坐标);
(3) 连线(用光滑的曲线顺次连结五个点).
(2) 描点(定出五个关键点);



-
-
-1
1
-






















-
-
-1
1
-































5、五点作图法的五个关键点








例1:画出下列函数的简图
(1)y=sinx+1, x∈[0,2π];
列表
描点作图








(2)y= - cosx , x∈[0,2π].
解:
(1)










(2)列表





















1
0
-1
0
1
-1
0
1
0
-1

描点作图








例2:画出函数y=1-sinx, x∈[0,2π]的简图.
列表
描点作图








解法一:
(五点法作图)













解法二:
(变换法作图)
①先作出函数y=sinx的图像;
②其次将函数y=sinx的图像关于x轴对称得到y=-sinx的图像;
③最后将函数y=-sinx的图像整体向上平移1个单位就是y=1-sinx的图像。
例3 :(1) 作函数 y=1+3cosx,x∈[0,2π]的简图;
(2) 作函数 y=2sinx-1,x∈[0,2π]的简图。
解:(1)



解:(2)




















y
0
x
Π
Π/2
3Π/2

-3
2
1
3
-1
-2












y
0
x
Π/2
Π
3Π/2

-2
3
-1
2
4
1
2、决定正弦函数、余弦函数图像的五个关键点是用五点法作简图的依据;
3、作三角函数的图像可以用五点法作简图,也可以通过函数图形的基本变换来实现。
1、用单位圆中的正弦线作正弦函数的图象,及通过平移得到余弦函数的图像;

课堂小结












































































(1) 等分
作法:
(2) 作余弦线
(3) 竖立、平移
(4) 连线


-
-

-1
-
-


-
-
-1
1








































































-
-
-1
1
-
-

-1
-
-





正、余弦函数的图象的几何作法:
余弦函数
的图象








































与x轴的交点
图象的最高点
图象的最低点
与x轴的交点
图象的最高点
图象的最低点



-
-
-1
1
-






















-
-
-1
1
-































正、余弦函数的图象的五点作图法:
x
sinx
0 ? 2 ?
1
0
-1
0
1
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:
x
cosx
1
0
0
-1
0
0 ?

课堂练习


o
1








y
x

-1
2
y=sinx,x?[0, 2?]











y= cosx,x?[ , ]

向左平移 个单位长度
(共48张PPT)
正弦函数的图像
余弦函数的图像




















观察

新课导入
1.4.2正、余弦函数的性质

学习目标
知识与能力
能理解周期函数,周期函数的周期和最小正周期的定义;理解三角函数的奇、偶性和单调性。
过程与方法
掌握正、余弦函数的周期和最小正周期,并能求出正、余弦函数的最小正周期。掌握正、余弦函数的奇、偶性的判断,并能求出正、余弦函数的单调区间。
能够根据函数图像而导出周期性,领会从特殊推广到一般的数学思想,体会三角函数图像所蕴涵的和谐美,激发学数学的兴趣。
激发学生学习数学的兴趣和积极性,陶冶学生的情操,培养学生坚忍不拔的意志,实事求是的科学学习态度和勇于创新的精神。
情感态度与价值观
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、余弦函数的周期性;正、余弦函数的奇、偶性和单调性。

学习重难点
重点:
难点:

余弦曲线:



x
y
1
-1



















正弦曲线:



x
y
1
-1




















一、观察函数周期性
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。
1、T要是非零常数;
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));
3、周期函数的周期T往往是多值的(如y=sinx 2?,4?,…,-2?,-4?,…都是周期);
4、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)。
注:
正弦曲线:

x
y
1
-1




















周期性:
正弦函数是周期函 ,最小正周期是
周期性:
余弦曲线:


x
y
1
-1



















余弦函数的周期为 ,最小正周期是
例1.求下列函数的周期.
(1) ∵

由周期函数的定义知道,原函数的周期为2 。
(2) ∵

由周期函数的定义知道,原函数的周期为4 。
解:
函数 的周期是
函数 的周期是
注:由上面的得出:
正弦函数的图像
二、观察正余弦函数图像奇偶性
余弦函数的图像
问题:它们的图像有什么特征?

































这说明:将正弦函数曲线绕原点旋转180度后所得的曲线能够和原来的曲线重合.即正弦函数关于原点对称。正弦函数是奇函数。
正弦函数的图像
正弦曲线是中心对称图形,其所有的
对称中心坐标为
同时还是轴对称图形,其所有的对称轴方程是 。
对称性
观察余弦函数的图像













这说明若将余弦曲线延着 y轴折叠,y轴两旁的部分能够互相重合 ,即余弦曲线关于y轴对称。
余弦函数是偶函数。
余弦曲线是中心对称图形,其所有的对称中心坐标为
同时还是轴对称图形,其所有的对称轴方程是 。
对称性
三、复习函数的单调性
函数若在 指定区间任取 ,且  ,都有:
单减函数
2、 ,则f(x)在这个区间上是________
1、 ,则 f(x) 在这个区间上是_______;
单增函数
函数的单调性反映了函数在一个区间上的走向。
请认真观察正余弦函数的图像,看看其是否具有这类性质?
先看正弦函数图像
当 在区间…
…上时,
曲线逐渐上升,sinα的值由 增大到 。
当 在区间…
上时,曲线逐渐下降,sinα的值由 减小到 。












由正弦函数的周期性知:
正弦函数在每个闭区间
都是增函数,其值从-1增大到1;
而在每个闭区间
上都是
减函数,其值从1减小到-1。
我们在来观察余弦函数的图像,看看是否有类似的特征。
再来观察余弦函数图像
当 在区间
上时,
曲线逐渐上升,cosα的值由 增大到 。
曲线逐渐下降, sinα的值由 减小到 。
当 在区间
上时,










由余弦函数的周期性知:
函数,其值从1减小到-1。
而在每个闭区间
上都是减
其值从-1增大到1 ;
在每个闭区间
都是增函数,
当x∈R时,即在整个定义域内并不单调,图像时而上升,时而下降,存在规范的单调区间.由于它们是周期函数,因此在考虑函数增减的问题时,只要研究一个周期即可。
四、函数的最大值与最小值
正弦函数当且仅当 时取得最大值1,正弦函数当且仅当 时取得最小值-1。
余弦函数当且仅当 时取得最大值1,余弦函数当且仅当 时取得最小值-1。
不求值,判断下列各式的符号.
分析:比较同名函数值的大小,往往可以利用函数的单调性,但需要考虑它是否在同一单调区间上,若是,即可判断,若不是,需化成同一单调区间后再作判断。
例2:
解:(1)












例3 求函数
解:令

函数
例4 求下列函数的单调区间:
(1) y=2sin(-x )
解:
y=2sin(-x ) = -2sinx
?
函数在 上单调递减;
[ +2k?, +2k?],k?Z
函数在 上单调递增。
[ +2k?, +2k?],k?Z
(2) y=3sin(2x- )
单调增区间为
所以:
解:
单调减区间为
(3)
y= (tan )
sin2x
解:
?
单调减区间为
单调增区间为
?
(4)
解:
定义域


为减区间;


为增区间。
(5) y = -| sin(x+ )|
解:
令x+ =u ,
则 y= -|sinu| 大致图象如下:




y=sinu




y=|sinu|




y=- |sinu|






u
O


1

y
-1





减区间为
增区间为
即:
?
y为增函数;
y为减函数。
例5:求下列函数的单调增区间:
解:
1、正余弦函数的周期性.
正弦函数是周期函数, ,最小正周期是 。
余弦函数是周期函数, ,最小正周期是 。

课堂小结



奇函数
偶函数
[ +2k?, +2k?],k?Z
单调递增
[ +2k?, +2k?],k?Z
单调递减
[ +2k?, 2k?],k?Z
单调递增
[2k?, 2k? + ?], k?Z
单调递减
函数
余弦函数
正弦函数
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。
2、正余弦函数的奇偶性、单调性
奇偶性
单调性(单调区间)
3、最大值与最小值
正弦函数当且仅当 时取得最大值1,正弦函数当且仅当 时取得最小值-1。
余弦函数当且仅当 时取得最大值1,余弦函数当且仅当 时取得最小值-1。
1、 求下列三角函数的周期
(2)
(3)
(1)

课堂练习
解:
(1)令

即:f (2?+z)=f (z)
∴ 周期

(2)令z=2x
∴ T=π
即:f(x+π)=f(x)

(3)令
则:
∴ T=4π
2、已知
的大小关系是( )
B
3、下列函数,在 上是增函数的是(  )
A.
B.
D.
C.

4、函数 是(  )
A.增函数
B.减函数
C.偶函数
D.奇函数

(共44张PPT)
提问:

新课导入
2、正弦函数的两个代数性质:
反映了正弦函数图象的什么几何特征?
正弦函数 都有哪些
性质?
1、
1.4.3正切函数的性质及图象
利用正切函数已有的知识(如定义、诱导公式、正切线等)研究性质,根据性质探究正切函数的图象。

学习目标
知识与能力
上的性质(如单调性、周期性、最大值和最小值、图象与x轴的交点等),并能解决一些简单问题。
借助单位圆中的三角函数线能画出y=tanx的图象,借助图象理解正切函数在
亲身经历数学研究的过程,体验探索的乐趣,增强学习数学的兴趣。
过程与方法
情感态度与价值观
1、利用正切函数已有的知识(如定义、诱导公式、正切线等)研究性质;
2、根据性质探究正切函数的图象。
画正切函数的简图,体会与x轴的交点以及渐近线 在确定图象形状时所起的关键作用。

学习重难点
重点:
难点:
周期性:
奇偶性:奇函数;
定义域:
1、
正弦函数明晰:
单调性:

是单调递增的;
是单调递减的;

值域:
2、
反映了函数的周期性;
反映了函数的奇偶性。
3、函数图象的每一个几何特征也都是函数性质的直观反映,函数的每一个代数性质反映在图象上都有其相应的几何特征;所以可借助于函数的图象来研究函数的性质;也可借助于函数的性质研究函数的图象,本节课就是从一个全新的角度来研究正切函数的性质与图象。
  类比研究正弦和余弦函数的方法,从前面的学过的有关正切函数的知识中你认为有那些性质?
提问:
一、正切函数的定义域:
定义域为:
二、正切函数的周期性:
是它的一个周期。




也是
的周期。
显然最小正周期是:
由 ,可知正切函数
是周期函数.
例1:求下列函数的周期:
解:
解:
由上面两例题,你能得到函数y=Atan(ωx+φ)的周期吗?
三、正切函数的奇偶性:
可知,正切函数是奇函数。

四、正切函数的单调性
2、借助多媒体,动态演示单位圆中的正切线的变化规律可以得出:
1、给出在    内的一些特殊角,进行计算、观察、归纳,猜想。
正切函数在    内是增函数,又由正切函数的周期性可知:正切函数在开区间          内都是增函数。
注意:正切函数只有增区间没有减区间。
例2:求下列的单调区间:
这个题目应该注意什么?
  用多媒体展示单位圆中的正切线的变化规律,得到:正切函数的值域是实数集R。
五、正切函数的值域
例3:不通过求值,比较下列各组中两个正切函数值的大小:
在     上是增函数

解:
正切函数的主要性质总结如下:
定义域
值 域
周期性
奇偶性
单调性



实数集


奇函数(正切曲线关于原点对称)

例 题










例 题
例 题
例 题
例 题
回忆:怎样利用单位圆中的正弦线作出 图像的.
用正切线作正切函数图象:
正切函数 是否为周期函数?
利用正切线画出函数 , 的图像:
画图:
∴ 是周期函数, 是它的一个周期.






























































作法:
(1) 等分:
(2) 作正切线
(3) 平移
(4) 连线
把单位圆右半圆分成8等份























利用正切函数的周期性,把图象向左,右扩展,得到正切函数
叫做正切曲线。
从图中可以看出,正切曲线是由被相互平行的直线
所隔的无穷多支曲线组成的。












x


y
0
例3:不通过求值,比较下列两个正切函数值的大小。
说明:比较两个正切型函数的大小,关键是把相应的角诱导到y=tanx的同一单调区间内,利用y=tanx的单调递增性来解决。
例4:求下列函数的周期,
分析:利用周期函数定义及正切函数最小正周期为π。
例5:判断下列函数的奇偶性:
说明:函数具有奇。偶性的必要条件之一是定义域
关于原点对称,故验证f(-x)=f(-x)或
f(-x)= -f(x)成立前,要先判断定义域
是否关于原点对称。
例6:求下列函数的单调区间:


奇函数

R

单调增区间
奇偶性
周期
值域










定义域

课堂小结
1、直线 ( 为常数)与正切曲线 ( 为常数

且 )相交的相邻两点间的距离是( )
2、 是的 ( )

A.充分不必要条件 B.必要不充分条件

C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
C
D
D.与 值有关
A.
B.

C.

课堂练习
4、已知θ是三角形的一个内角,且tanθ≥-1,则θ的取值范围是( )
A.
3、已知                    则( )
A.aC
C
C.
B .
D.以上都不对
5、求函数y=tan3x的定义域,值域,单调增区间。




定义域:{
z
k
,
6
3
k
x
\
x
?
p
+
p
?

R
值域:





z
k
,
3
k
,
3
k
?
p
+
p
p
+
p
-

单调递增区间:(
6
6
解:
求函数 的周期。
6、
这说明自变量 x ,至少要增加  ,函数的值才能重复取得,所以函数    的周期
是 。     
解:











解法1
7、












y
x

T
A
0

解:





0
y
x







解法2
7、
答案:
求函数 的定义域、值域,并指出它的单调性、奇偶性和周期性;
8、
答案
自测练习
答案