(北师大版 )数学必修 4全套教案
§1 周期现象与周期函数( 1课时)
教学目标:
知识与技能
(1)了解周期现象在现实中广泛存在; (2)感受周期现象对实
际工作的意义;(3)理解周期函数的概念; (4)能熟练地判断简
单的实际问题的周期; (5)能利用周期函数定义进行简单运用。
过程与方法
通过创设情境:单摆运动、时钟的圆周运动、潮汐、波浪、四季
变化等,让学生感知周期现象;从数学的角度分析这种现象,就
可以得到周期函数的定义; 根据周期性的定义, 再在实践中加以
应用。
情感态度与价值观
通过本节的学习, 使同学们对周期现象有一个初步的认识, 感受
生活中处处有数学, 从而激发学生的学习积极性, 培养学生学好
数学的信心,学会运用联系的观点认识事物。
二、教学重、难点
重点 : 感受周期现象的存在,会判断是否为周期现象。
难点 : 周期函数概念的理解,以及简单的应用。
三、学法与教学用具
学法:数学来源于生活,又指导于生活。在大千世界有很多的现
象,通过具体现象让学生通过观察、类比、思考、交流、讨论,
感知周期现象的存在。 并在此基础上学习周期性的定义, 再应用
于实践。
教学用具 :实物、图片、投影仪
四、教学思路
【创设情境,揭示课题】
同学们:我们生活在海南岛非常幸福,可以经常看到大海,陶冶
我们的情操。众所周知,海水会发生潮汐现象,大约在每一昼夜
的时间里,潮水会涨落两次, 这种现象就是我们今天要学到的周
期现象。再比如, [取出一个钟表 , 实际操作 ] 我们发现钟表上的
时针、分针和秒针每经过一周就会重复,这也是一种周期现象。
所以,我们这节课要研究的主要内容就是周期现象与周期函数。
(板书课题 )
【探究新知】
1.我们已经知道,潮汐、钟表都是一种周期现象,请同学们观
察钱塘江潮的图片 (投影图片),注意波浪是怎样变化的?可见,
波浪每隔一段时间会重复出现, 这也是一种周期现象。 请你举出
生活中存在周期现象的例子。 (单摆运动、四季变化等)
(板书:一、我们生活中的周期现象)
2.那么我们怎样从数学的角度研究周期现象呢?教师引导学生
自主学习课本 P3——P4的相关内容,并思考回答下列问题:
①如何理解“散点图”?
②图 1-1 中横坐标和纵坐标分别表示什么?
③如何理解图 1-1 中的“ H/m”和“ t/h ”?
④对于周期函数的定义,你的理解是怎样?
以上问题都由学生来回答, 教师加以点拨并总结: 周期函数定义
的理解要掌握三个条件,即存在不为 0 的常数 T;x 必须是定义
域内的任意值; f(x +T)=f(x) 。
(板书:二、周期函数的概念)
3. [ 展示投影 ]练习 :
已知函数 f(x) 满足对定义域内的任意 x,均存在非零常数 T,使
得 f(x +T)= f(x) 。
求 f(x +2T) ,f(x +3T)
略解: f(x +2T)= f[(x +T)+T]= f(x +T)=f(x)
f(x +3T)= f[(x +2T)+T]= f(x +2T)=f(x)
本题小结,由学生完成,总结出“周期函数的周期有无数个” ,
教师指出一般情况下,为避免引起混淆,特指最小正周期。
(2) 已知函数 f(x) 是 R上的周期为 5的周期函数,且 f(1) =2005,
求 f(11)
略解: f(11) = f(6 +5)=f(6) = f(1 +5)= f(1) =2005
(3) 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)
略解: f(8) =f(2 +2×3)= f(2) = f( -1+3)=f( -1)=- f(1)
=- 2
【巩固深化,发展思维】
1.请同学们先自主学习课本 P4倒数第五行—— P5倒数第四行,
然后各个学习小组之间展开合作交流。
2.例题讲评
例 1.地球围绕着太阳转,地球到太阳的距离 y 是时间 t 的函数
吗?如果是,这个函数
y= f(t) 是不是周期函数?
例 2. 图 1-4(见课本)是钟摆的示意图,摆心 A到铅垂线 MN的
距离 y 是时间 t 的函数, y=g(t) 。根据钟摆的知识,容易说明
g(t +T)=g(t), 其中 T为钟摆摆动一周(往返一次)所需的时间,
函数 y=g(t) 是周期函数。若以钟摆偏离铅垂线 MN的角θ的度
数为变量,根据物理知识,摆心 A到铅垂线 MN的距离 y 也是θ
的周期函数。
例 3.图 1-5(见课本)是水车的示意图,水车上 A点到水面的距
离 y 是时间 t 的函数。假设水车 5min 转一圈,那么 y 的值每经
过 5min 就会重复出现,因此,该函数是周期函数。
3.小组课堂作业
(1) 课本 P6的思考与交流
(2) ( 回答 ) 今天是星期三那么 7k(k ∈Z)天后的那一天是星期
几?7k(k ∈Z)天前的那一天是星期几 ?100 天后的那一天是星期
几?
五、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到的
主要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
六、布置作业
1.作业:习题 1.1 第 1,2,3 题.
2.多观察一些日常生活中的周期现象的例子,进一步理解它的
特点.
七、课后反思
§2 角的概念的推广( 1课时)
教学目标:
知识与技能
(1)推广角的概念,理解并掌握正角、负角、零角的定义; (2)
理解象限角、坐标轴上的角的概念; (3)理解任意角的概念,掌
握所有与 角终边相同的角(包括 角)的表示方法;(4)能表
示特殊位置(或给定区域内)的角的集合; (5)能进行简单的角
的集合之间运算。
过程与方法
类比初中所学的角的概念, 以前所学角的概念是从静止的观点阐
述,现在是从运动的观点阐述,进行角的概念推广,引入正角、
负角和零角的概念;由于角本身是一个平面图形,因此,在角的
概念得到推广以后,将角放入平面直角坐标系,引出象限角、非
象限角的概念,以及象限角的判定方法;通过几个特殊的角,画
出终边所在的位置, 归纳总结出它们的关系, 探索具有相同终边
的角的表示;讲解例题,总结方法,巩固练习。
情感态度与价值观
通过本节的学习, 使同学们对角的概念有了一个新的认识; 树立
运动变化观点, 学会运用运动变化的观点认识事物; 揭示知识背
景,引发学生学习兴趣;创设问题情景,激发学生分析、探求的
学习态度;让学生感受图形的对称美、运动美,培养学生对美的
追求。
二、教学重、难点
重点 : 理解正角、 负角和零角和象限角的定义, 掌握终边相同角
的表示法及判断。
难点 : 把终边相同的角用集合和符号语言正确地表示出来。
三、学法与教学用具
在初中,我们知道最大的角是周角,最小的角是零角;通过回忆
和类比初中所学角的概念 ,把角的概念进行了推广;角是一个平
面图形,把角放入平面直角坐标系中以后 , 了解象限角的概念;
通过角终边的旋转掌握终边相同角的表示方法; 我们在学习这部
分内容时 ,首先要弄清楚角的表示符号 ,以及正负角的表示, 另外
还有相同终边角的集合的表示等。
教学用具 :多媒体、三角板、圆规
四、教学思路
【创设情境,揭示课题】
同学们,我们在拧螺丝时,按逆时针方向旋转会越拧越松,按顺
时针方向旋转会越拧越紧。 但不知同学们有没有注意到, 在这两
个过程中,扳手分别所组成的两个角之间又有什么关系呢?请几
个同学畅谈一下,教师控制好时间, 2-3 分钟为宜。
这里面到底是怎么回事?这就是我们这节课所要学习的内容。
初中我们已给角下了定义, 先请一个同学回忆一下当时是怎么定
义的?
我们把“有公共端点的两条射线组成的图形叫做角” ,这是从静
止的观点阐述的。
【探究新知】
如果我们从运动的观点来看, 角可以看成平面内一条射线绕着端
点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形。 (先后用教具圆规
和多媒体给学生演示:逆时针转动形成角,顺时针转动而成角,
转几圈也形成角,为推广角的概念做好准备 )
正角、负角、零角的概念 (打开课件第一版,演示正角、负角、
零角的形成过程 ).
我们规定:(板书 )按逆时针方向旋转形成的角叫做正角, 如图(见
课件)。一条射线由原来的位置 OA,绕着它的端点 O按逆时针方
向旋转到终止位置 OB,就形成角 . 旋转开始时的射线 OA叫做角
的始边, OB叫终边,射线的端点 O叫做叫 的顶点 .按顺时针方
向旋转形成的角叫做负角; 如果一条射线没有作任何旋转, 我们
认为这时它也形成了一个角, 并把这个角叫做零角, 如果α是零
角,那么 α=0°。钟表的时针和分针在旋转时所形成的角总是
负角.为了简便起见,在不引起混淆的前提下, “角α”或“∠
α”可以记成“ α”。
过去我们研究了 0°~ 360°范围的角.如图(见课件)中的角
α就是一个 0°~ 360°范围内的角 (α=30°).如果我们将角
α的终边 OB继续按逆时针方向旋转一周、两周??而形成的角
是多少度 ?是不是仍为 30°的角 ?(用多媒体演示这一旋转过程,
让学生思考;为终边相同角概念做准备 ).将终边 OB旋转一周、
两周??,分别得到 390°, 750°??的角.如果将 OB继续旋
转下去,便可得到任意大小的正角。同样地,如果将 OB按顺时
针方向旋转,也可得到任意大小的负角 (通过课件,动态演示这
一无限旋转过程 ).这就是说,角度并不局限于 0°~ 360°的范
围,它可以为任意大小的角 (与数轴进行比较 ). (打开课件第三
版).如图 (1) 中的角为正角,它等于 750°; (2) 中,正角 α=
210°,负角 β=— 150°,γ=- 660°.在生活中,我们也经
常会遇到不在 0°~ 360°范围的角,如在体操中,有“转体
720°” (即“转体 2 周” ),“转体 1080°” (即“转体 3 周” )
这样的动作名称;紧固螺丝时,扳手旋转而形成的角.
角的概念经过这样的推广以后,就包括正角、负角和零角.
2.象限角、坐标轴上的角的概念.
由于角是一个平面图形,所以今后我们常在直角坐标系内讨论
角,(板书 )我们使角的顶点与原点重合, 角的始边与 x 轴的非负
半轴 (包括原点 )重合,那么角的终边 (除端点外 )在第几象限, 我
们就说这个角是第几象限角. (打开课件第四版 )例如图 (1) 中的
30°、 390°、- 330°角都是第一象限角,图 (2) 中的 300°、
-60°角都是第四象限角; 585°角是第三象限角.
(板书 )如果角的终边在坐标轴上,就认为这个角不属于任一象
限.
3.终边相同的表示方法.
(返回课件第二版,在图 (1)1(2) 中分别以 O为原点,直线 0A为
x轴建立直角坐标系,重新演示前面的旋转过程 )在图 (1) 中,如
果将终边 OB按逆时针方向旋转一圈、 两圈??,分别得到 390°,
750°??的角,这些角的终边与 30°角的终边相同,只是转过
的圈数不同,它们可以用 30°角来表示,如 390°= 30°十
360°,750°= 30°十 2×360°,??在图 (2) 中,如果将终边
OB按顺时针方向旋转一圈、两圈??分别得到- 330°,-
690°??的角,这些角的终边与 30°角终边也相同,也只是转
过的圈数不同,它们也都可以用 30°的角来表示,如- 330°=
30°- 360°,- 690°= 30°— 2×360°,??
由此可以发现, 上面旋转所得到的所有的角 (记为β),都可以表
示成一个 0°到 360°的角与 k(k ∈Z)个周角的和,即:β=30°
十 k·360°(k ∈Z).如果我们把 β的集合记为 S,那么 S={β |
β=30°十 k·360°, k ∈Z}.容易看出:所有与 30°角终边
相同的角,连同 30°角 (k=0)在内,都是集合 S 的元素;反过
来,集合 S的任一元素显然与 30°角终边相同。
【巩固深化,发展思维】
例题讲评
例 1.判断下列各角是第几象限角 .
(1) —60°; (2)585 °; (3) —950°12’.
解: (1) ∵— 60°角终边在第四象限,∴它是第四象限角; (2)
∵585°= 360°十 225°,∴585°与 225°终边相同,又∵ 225°
终边在第三象限,∴ 585°是第三象限角; (3) ∵ —950°12’=
-230°12’—2×360°,又∵- 230°12’终边在第二象限,∴
—950°12’是第二象限角 .
例 2.在直角坐标系中,写出终边在 y轴上的角的集合(α用 0°~
360°的角表示) .
解:在 0°~ 360°范围内,终边在 y 轴上的角有两个,即 90°
与 270°角,因此,所有与 90°角终边相同的角构成集合 S1={β
|β=90°+k·360°, k∈Z};所有与 270°角终边相同的角构
成集合 S2= {β| β=270°+k·360°,k∈Z};所以,终边在 y
轴上的角的集合 S=S1∪S2={β| β=90°+ k·360°, k∈Z}
∪{β |β=270°+ k·360°, k∈Z}.
例 3.写出与 60°角终边相同的角的集合 S,并把 S中适合不等
式- 360°≤β<270°的元素 β写出来 .
解: S= {β |β=60°+ k·360°, k∈Z},S 中适合- 360°≤
β<270°的元素是:
60°- 1×360°=- 300°, 60°+ 0×360°= 60°, 60°+ 1
×360°= 420° .
2.学生课堂练习
参考练习 ( 通过多媒体给题 )。
(1) ( 口答 )锐角是第几象限角 ?第一象限角一定是锐角吗 ?再分
别就直角、钝角来回答这两个问题 .
(2) 与— 496°终边相同的角是 ,它是第 象限的
角,它们中最小正角是 ,最大负角是 。
(3) 时针经过 3 小时 20分,则时针转过的角度为 ,分针
转过的角度为 。
(4) 若α、β的终边关于 x 轴对称,则 α与β的关系是 ;
若α与β的终边关于 y
轴对称,则 α与β的关系是 ;若α、β的终边关于原点对
称,则 α与β的关系是 ;若角α是第二象限角,则 180°—
α是第 象限角。
[答案 ](1) 是,不一定 .
(2) —496°十 k·360°(k ∈Z),三, 240°,— 136°.
(3) —100°,— 1200°.
(4) α十β=k·360° (k ∈Z);α十β=180°十 k·360。(k∈
Z);
α一β=180°十 k·360°(k∈Z);一 .
五、归纳整理,整体认识
请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?你知道角是如何
推广的吗 ?
象限角是如何定义的呢 ? 你熟练掌握具有相同终边角的表示了
吗?
(3)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(4)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
六、布置作业 : 习题 1.2 第 2,3 题.
七、课后反思
§3 弧度制( 1课时)
教学目标:
知识与技能
(1)理解 1 弧度的角及弧度的定义; (2)掌握角度与弧度的换
算公式;(3)熟练进行角度与弧度的换算; (4)理解角的集合与
实数集 R之间的一一对应关系;(5)理解并掌握弧度制下的弧长
公式、扇形面积公式,并能灵活运用这两个公式解题。
过程与方法
通过单位圆中的圆心角引入弧度的概念; 比较两种度量角的方法
探究角度制与弧度制之间的互化; 应用在特殊角的角度制与弧度
制的互化,帮助学生理解掌握; 以针对性的例题和习题使学生掌
握弧长公式和扇形的面积公式; 通过自主学习和合作学习, 树立
学生正确的学习态度。
情感态度与价值观
通过弧度制的学习, 使学生认识到角度制与弧度制都是度量角制
度,二者虽单位不同,但却是相互联系、辩证统一的;在弧度制
下,角的加、减运算可以像十进制一样进行,而不需要进行角度
制与十进制之间的互化, 化简了六十进制给角的加、 减运算带来
的诸多不便, 体现了弧度制的简捷美; 通过弧度制与角度制的比
较,使学生认识到引入弧度制的优越性, 激发学生的学习兴趣和
求知欲望,养成良好的学习品质。
二、教学重、难点
重点 : 理解弧度制的意义, 正确进行弧度与角度的换算; 弧长和
面积公式及应用。
难点 : 弧度的概念及与角度的关系; 角的集合与实数之间的一一
对应关系。
三、学法与教学用具
在初中,我们非常熟悉角度制表示角,但在进行角的运算时,运
用六十进制出现了很不习惯的问题,与我们常用的十进制不一
样,正因为这样,所以有必要引入弧度制;在学习中,通过自主
学习的形式, 让学生感受弧度制的优越性, 在类比中理解掌握弧
度制。
教学用具 :多媒体、三角板
四、教学思路
【创设情境,揭示课题】
在初中几何里我们学过角的度量, 当时是用度做单位来度量
角的.我们把周角的 360
1
规定为 1 度的角,而把这种用度作单位
来度量角的单位制叫做角度制. 但在数学和其他科学中我们还经
常用到另一种度量角的单位制——弧度制。 下面我们就来学习弧
度制的有关概念. (板书课题 )弧度制的单位是 rad,读作弧度.
【探究新知】
1.1弧度的角的定义.
(板书 )我们把长度等于半径长的弧所对的圆心角, 叫做 1 弧度的
角(打开课件 ).如图 1—14(见教材 ),弧 AB的长等于半径 r,则
弧 AB所对的圆心角就是 1弧度的角,弧度的单位记作 rad。
在图 1(课件)中,圆心角∠ AOC所对的弧长 l=2r,那么∠ AOC
的弧度数就是 2rad;圆心角∠ AOD所对的弧长 l = 2
1
r,那么∠ AOC
的弧度数就是 2
1
rad;圆心角∠ AOE所对的弧长为 l ,那么∠ AOE
的弧度数是多少呢?学生思考并交流, 此我们可以得到弧度制的
定义.
2 .弧度制的定义:
一般地, (板书 )正角的弧度数是一个正数, 负角的弧度数是
一个负数,零角的弧度数
是 o;角α的弧度数的绝对值 |α |= r
l
,其中 l 是以角 α作为圆
心角时所对弧的长, r 是圆
的半径,这种以弧度作为单位来度量角的单位制,叫做弧度制.
在弧度制的定义中, 我们是用弧长与其半径的比值来反映弧
所对的圆心角的大小的. 为什么可以用这个比值来度量角的大小
呢?这个比值与所取的圆的半径大小有没有关系 ?请同学们自主
学习课本 P12—P13,从课本中我们可以看出,这个比值与所取
的半径大小无关, 只与角的大小有关。 有兴趣的同学们可以对它
进行理论上的证明:
( 论证 )如图 1—13(见教材),设∠ α为 n°(n°> 0)的角,
圆弧 AB和 AlBl 的长分别为 l 和 l1,点 A和 Al 到点 O的距离 (即
圆的半径 )分别为 r(r >0)和 rl(rl >0),由初中所学的弧长公式
有 l = 180
n
r, l1 = 180
n
r1,所以 r
l
= 1
1
r
l
= 180
n
,这表明以角 α为圆
心角所对的弧长与其半径的比值, 与所取的半径大小无关, 只与
角α的大小有关.
用角度制和弧度制来度量零角,单位不同,但量数相同 (都
是 0);用角度制和弧度制度量任一非零角,单位不同,量数也
不同.但它们既然是表示同一个角, 那这二者之间就应该可以进
行换算,下面我们来讨论角度与弧度的换算.
3 .角度制与弧度制的换算.
现在我们知道: 1个周角= 360°= r
2
r,所以,(板书 )360°
=2πrad,由此可以得到 180°=πrad,1°= 180≈0.01745rad,
1rad=(
180
)°≈ 57.30°= 57°18’。
说明:在进行角度与弧度的换算时,关键要抓住 180°=πrad
这一关系式.
今后我们用弧度制表示角时, “弧度”二字或“ rad”通常略去不
写,而只写这个角所对应的弧度数. 例如,角α=2就表示是 2rad
的角,sin 3就表示 3 rad 的角的正弦,但用角度制表示角时,“度”
或“°”不能省去.而且用“弧度”为单位度量角时,常把弧度
数写成多少 π的形式,如无特别要求,不必把 π写成小数,如
45°= 4 rad ,不必写成 45°= 0.785弧度.
前面我们介绍了角度制下的终边相同角的表示方法, 而角度制与
弧度制可以相互转化,所以与角 α终边相同的角 (连同角 α在
内),也可以用弧度制来表示.但书写时要注意前后两项所采用
的单位制必须一致.
角的概念推广后, 无论用角度制还是用弧度制, 都能在角的集合
与实数集 R之间建立一种一一对应的关系: 每一个角都有唯一的
一个实数与它对应,例如这个角的弧度数或度数;反过来,每一
个实数也都有唯一的一个角与它对应, 就是弧度数或度数等于这
个实数的角。
【巩固深化,发展思维】
1 .例题讲评
例 1.把 45°化成弧度。
解: 45°= 180×45rad= 4 rad.
例 2.把 5
3
rad 化成度。
解: 5
3
rad= 5
3
×180°= 108°.
例 3.利用弧度制证明扇形面积公式 S= 2
1
lr ,其中 l 是扇形的
弧长, r 是圆的半径。
证:∵圆心角为 1 的扇形的面积为 2
1
·πr2,又∵弧长为 l 的
扇形的圆心角的大小为 r
l
,∴扇形的面积 S= r
l
·2
1
·π r2= 2
1
lr.
2.学生课堂练习
(1)填表
度 0° 45° 60°
180
°
360
°
弧
度 6 2 2
3
说明:一些特殊角的弧度数,大家要熟记,免得每次遇到都要去
进行换算.
(2)用弧度制写出终边落在 y 轴上和 x轴上的角集合。
五、归纳整理,整体认识
(1)主要学习了弧度制的定义;角度与弧度的换算公式;特殊
角的弧度数。
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
六、布置作业:习题 1—3中的 1、2、6.
七、课后反思
§4.1 锐角的正弦函数§ 4.2 任意角的正弦函数§ 4.3 正弦函数
y=sinx 的图像( 2课时)
教学目标:
知识与技能
(1)回忆锐角的正弦函数定义; (2)熟练运用锐角正弦函数的
性质;(3)理解通过单位圆引入任意角的正弦函数的意义; (4)
掌握任意角的正弦函数的定义; (5)理解有向线段的概念; (6)
了解正弦函数图像的画法; (7)掌握五点作图法,并会用此方法
画出 [0,2π] 上的正弦曲线。
过程与方法
初中所学的正弦函数, 是通过直角三角形中给出定义的; 由于我
们已将角推广到任意角的情况, 而且一般都是把角放在平面直角
坐标系中,这样一来,我们就在直角坐标系中来找直角三角形,
从而引出单位圆; 利用单位圆的独特性, 是高中数学中的一种重
要方法,在第二节课的正弦函数图像, 以及在后面的正弦函数的
性质中都有直接的应用;讲解例题,总结方法,巩固练习。
情感态度与价值观
通过本节的学习,使同学们对正弦函数的概念有了一个新的认
识;在由锐角的正弦函数推广到任意角的正弦函数的过程中, 体
会特殊与一般的关系, 形成一种辩证统一的思想; 通过单位圆的
学习,建立数形结合的思想,激发学习的学习积极性;培养学生
分析问题、解决问题的能力。
二、教学重、难点
重点 : 1. 任意角的正弦函数定义,以及正弦函数值的几何表示。
2. 正弦函数图像的画法。
难点 : 1. 正弦函数值的几何表示。
2. 利用正弦线画出 y=sinx ,x∈ [0, 2 π]的图像。
三、学法与教学用具
在初中,我们知道直角三角形中锐角的对边比上斜边就叫着这个
角的正弦,当把锐角放在直角坐标系中时, 角的终边与单位圆交
于一点,正弦函数对应于该点的纵坐标,当是任意角时,通过函
数定义的形式引出正弦函数的定义;作正弦函数 y=sinx 图像
时,在正弦函数定义的基础上,通过平移正弦线得出其图像,再
归结为五点作图法。
教学用具 :投影机、三角板
第一课时 §4.1 锐角的正弦函数 §4.2 任意角的正
弦函数
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
我们学习角的概念的推广和弧度制, 就是为了学习三角函数。 请
同学们回忆( 1)角的概念的推广及弧度制、象限角等概念; (2)
初中所学的正弦函数是如何定义的?并想一想它有哪些性质?
A
学生思考回答以后,教师小结。 (板书课题)
【探究新知】
在初中,我们学习了锐角 α的正弦函数值: sin α=斜边
对边
,
如图:sinA= c
a
,由于 a 是直角边, c 是斜边,所 sinA∈(0,1)。
由于我们通常都是将
角 放到平面直角坐标系中,我们来看看会发生什么?
在直角坐标系中,(如图所示),设角α(α∈(0,
2))
的终边与半经为 r 的圆交于点 P(a,b),则角α的正弦值是:
sin α= r
b
.根据相似三角形的知识可知,对于确定的角 α, r
b
都
不会随圆的半经的改变而改变。为简单起见,令 r=1(即为单位
圆),那么 sin α=b,也就是说,若角 α的终边与单位圆相交于
P,则点 P的纵坐标 b就是角 α的正弦函数。
直角三角形显然不能包含所有的角, 那么,我们可以仿照锐
角正弦函数的定义.你认为该如何定义任意角的正弦函数 ?
一般地,在直角坐标系中(如上图) ,对任意角 α,它的终边与
单位圆交于点 P(a,b),我们可以唯一确定点 P(a,b)的纵坐
标 b,所以 P点的纵坐标 b是角α的函数,称为正弦函数,记作
y=sin α (α∈R)。通常我们用 x,y 分别表示自变量与因变量,
B C a
b
c
y
P(a, b)
O
r
M
x
将正弦函数表示为 y=sinx.
正弦函数值有时也叫正弦值 .
请同学们画图, 并利用正弦函数的定义比较说明: 3角与 3
7
角的终边与单位圆的交点的纵坐标有什么关系?它们的正弦值
有什么关系? 3角和 3
8
角呢?- 3角和 3
5
角呢?- 3
2
角和-
3
14
角呢?
通过上述问题的讨论, 容易得到: 终边相同的角的正弦函数值相
等,即
sin(2k π+α)=sin α (k ∈Z),说明对于任意一个角 α,每增
加 2π的整数倍,其正弦函数值不变。所以,正弦函数是随角的
变化而周期性变化的, 正弦函数是周期函数, 2kπ(k∈Z,k≠0)
为正弦函数的周期。
2π是正弦函数的正周期中最小的一个,称为最小正周期。一般
地,对于周期函数 f(x) ,如果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作 f(x) 的最小正周期。
【巩固深化,发展思维】
课本 P17的思考与交流。
课本 P18的练习。
3.若点 P(—3,y)是α终边上一点,且 sin α=— 3
2
,求 y 值.
4.若角α的顶点为坐标原点,始边与 x 轴正半轴重合,终边在
函数 y=— 3x (x ≤0)
的图像上,则 sin α= 。
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到的
主要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、课后反思
第二课时 §4.3 正弦函数 y=sinx 的图像
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
三角函数是一种重要的函数,从第一节我们就知道在实际生活
中,有许多地方用到三角函数。今天我们来学正弦函数 y=sinx
的图像的做法。在前一节,我们知道正弦函数是一个周期函数,
最小正周期是 2π,所以,关键就在于画出 [0,2π ]上的正弦函
数的图像。
请同学们回忆初中作函数图像的方法是怎样的?
作函数图像的三步骤:列表,描点,连线。
【探究新知】
正弦函数线 MP
下面我们来探讨正弦函数的一种几何表示.如右图所示,
角α的终边与单位圆交于点 P(x,y),提出问题
①线段 MP的长度可以用什么来表示 ?
②能用这个长度表示正弦函数的值吗 ?如果不能,你能否设计
一种方法加以解决 ?引出有向线段的概念.
有向线段:当 α的终边不在坐标轴上时,可以把 MP看作是带方
向的线段,
y>0 时,把 MP看作与 y 轴同向 (多媒体优势,利用计算机演示
角α终边在
一、二象限时 MP从 M到 P点的运动过程.让学生看清后定位,
α的终边
P
M O x
y
运动的方向表明与 y 轴同向 ).
y<0 时,把 MP看作与 y 轴反向 (演示角 α终边在三、四象限时
MP从 M到 P点的运动过程.让学生看清后定位,运动的方向表
明与 y 轴反向 ).
师生归纳:① MP是带有方向的线段,这样的线段叫有向线
段.MP是从 M→P,而 PM则是从 P→M。②不论哪种情况,都有
MP=y.③依正弦定义,有 sin α=MP=y,我们把 MP叫做α的
正弦线.
(投影仪出示反馈练习 ) 当α为特殊角,即终边在坐标轴上时,
找出其正弦线。演示运动过程,让学生清楚认识到:当 α终边在
x轴上时,正弦线变为一个点,即 sin α=0。
2.作图的步骤
边作边讲(几何画法) y=sinx x [0,2 ]
作单位圆,把⊙ O十二等分(当然分得越细,图像越精确)
十二等分后得对应于 0, 6 , 3 , 2 ,?2 等角,并作出相应的正弦
线,
将 x 轴上从 0到 2 一段分成 12等份 (2 ≈6.28) ,若变动比例,
今后图像将相应“变形”
取点,平移正弦线,使起点与轴上的点重合
描图(连接)得 y=sinx x [0,2 ]
( 6)由于终边相同的三角函数性质知 y=sinx x [2k ,
2(k+1) ] (k Z,k 0)
与函数 y=sinx x [0,2 ]图像相同,只是位置不同——每次向
左(右)平移 2 单位长。
可以得到 y=sinx 在 R上的图像
五点作图法:
由上图我们不难发现,在函数 y=sinx ,x [0,2 ] 的图像上,起
着关键作用的有以下五个关键点: (0,0) ( 2 ,1) ( ,0)
( 2
3
,-1) (2 ,0) 。描出这五个点后,函数 y=sinx ,x [0,2 ]
的图像的形状就基本上确定了。因此,在精确度要求不太高时,
我们常常先找出这五个关键点,然后用光滑曲线将它们连接起
来,就得到这个函数的简图。 我们称这种画正弦曲线的方法为 “五
点法”。
【巩固深化,发展思维】
1 .例题讲评
例 1.用“五点法”画出下列函数在区间 [0,2π]上的简图。
(1)y=- sinx (2)y=1+sinx
x
yo
-
2
-
3
-
4
1
解:(1)列表
x 0
2 π 2
3 2π
y = -
sinx
0 1 0 -1 0
描点得 y=- sinx 的图像:(略,见教材 P22)
2 .学生练习
教材 P22
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到的
主要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、布置作业
作业:习题 1—4 第 1,2 题.
四、课后反思
§4.4 正弦函数的性质( 2 课时)
教学目标:
知识与技能
(1)进一步熟悉单位圆中的正弦线; (2)理解正弦诱导公式的
推导过程;(3)掌握正弦诱导公式的运用; (4)能了解诱导公式
之间的关系,能相互推导; (5)理解并掌握正弦函数的定义域、
值域、周期性、最大(小)值、单调性、奇偶性; (6)能熟练运
用正弦函数的性质解题。
过程与方法
通过正弦线表示 α , -α , π-α , π+α ,2π-α , 从而体会各
正弦线之间的关系; 或从正弦函数的图像中找出 α ,-α ,π-α ,
π+α,2 π-α,让学生从中发现正弦函数的诱导公式; 通过正
弦函数在 R上的图像,让学生探索出正弦函数的性质; 讲解例题,
总结方法,巩固练习。
情感态度与价值观
通过本节的学习,培养学生创新能力、探索归纳能力;让学生体
验自身探索成功的喜悦感, 培养学生的自信心; 使学生认识到转
化“矛盾”是解决问题的有效途经;培养学生形成实事求是的科
学态度和锲而不舍的钻研精神。
二、教学重、难点
重点 : 正弦函数的诱导公式,正弦函数的性质。
难点 : 诱导公式的灵活运用,正弦函数的性质应用。
三、学法与教学用具
在上一节课的基础上, 运用单位圆中正弦线或正弦函数图像中角
的关系,引发学生探索出正弦函数的诱导公式; 通过例题和练习
掌握诱导公式在解题中的作用; 在正弦函数的图像中, 直观判断
出正弦函数的性质, 并能上升到理性认识; 理解掌握正弦函数的
性质;以学生的自主学习和合作探究式学习为主。
教学用具 :投影机、三角板
第一课时 正弦函数诱导公式
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
在上一节课中, 我们已经学习了任意角的正弦函数定义, 以及终
边相同的角的正弦函数值也相等,即 sin(2k π+α )=sin α (k
∈Z),这一公式体现了求任意角的正弦函数值转化为求 0°~
360°的角的正弦函数值。如果还能把 0°~ 360°间的角转化为
锐角的正弦函数, 那么任意角的正弦函数就可以查表求出。 这就
是我们这一节课要解决的问题。
【探究新知】
复习:(公式 1)sin(360 k+ ) = sin
对于任一 0 到 360 的角,有四种可能(其中 为不大于 90 的非
负角)
为第四象限角),当
为第三象限角),当
为第二象限角),当
为第一象限角,当
360270360
270180180
18090180
)900
(以下设 为任意角)
公式 2:
设 的终边与单位圆交于点 P(x,y) ,则 180 + 终边与单位圆交
于点 P’(-x,-y) ,由正弦线可知: sin(180 + ) = sin
4.公式 3:
如图:在单位圆中作出 α与-α角的终边,同样可得:
sin( ) = sin ,
公式 4:由公式 2和公式 3 可得:
sin(180 ) = sin[180 +( )] = sin( ) = sin ,
同理可得: sin(180 ) = sin ,
6.公式 5:sin(360 ) = sin
【巩固深化,发展思维】
例题讲评
求下列函数值
(1)sin( -1650 ); (2)sin( -150 15’); (3)sin( - 4
7
π)
x
y
o
P’(x,-y)
P(x,y)
M
x
y
o
P (x,y)
P
,
(-x,-y)
解:(1)sin( -1650 )=- sin1650 =- sin(4 ×360 +210 )
=- sin210 =-sin(180 +30 )=sin30 = 2
1
(2) sin( -150 15’ )=- sin150 15’=- sin(180 -
29 45’)=-sin29 45’=- 0.4962
(3) sin( - 4
7
π)=sin( -2π+ 4 )=sin 4= 2
2
例 2.化简: sin3sinsin
3sin2sin
解:(略,见教材 P24)
学生练习
教材 P24练习 1、2、3
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到的
主要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、课后反思
第二课时 正弦函数的性质
教学思路
【创设情境,揭示课题】
同学们,我们在数学一中已经学过函数, 并掌握了讨论一个函数
性质的几个角度, 你还记得有哪些吗?在上一次课中, 我们已经
学习了正弦函数的 y=sinx 在 R上图像,下面请同学们根据图像
一起讨论一下它具有哪些性质?
【探究新知】
让学生一边看投影, 一边仔细观察正弦曲线的图像, 并思考以下
几个问题:
正弦函数的定义域是什么?
正弦函数的值域是什么?
它的最值情况如何?
它的正负值区间如何分?
?(x) =0的解集是多少?
师生一起归纳得出:
定义域: y=sinx 的定义域为 R
值域:引导回忆单位圆中的正弦函数线,结论: |sinx| ≤1(有
界性)
再看正弦函数线(图象)验证上述结论,所以 y=sinx 的值
域为 [-1 ,1]
3.最值: 1 对于 y=sinx 当且仅当 x=2k + 2 ,k Z时 ymax
=1
当且仅当时 x=2k - 2 , k Z时 ymin =- 1
2 当 2k <x<(2k+1) (k Z)时 y =sinx >0
当(2k-1) <x<2k (k Z)时 y =sinx <0
4.周期性:(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 ,k Z重复出
现)
3 这个规律由诱导公式 sin(2k +x) =sinx 也可以说明
结论: y=sinx 的最小正周期为 2
5.奇偶性
sin( -x) =- sinx (x ∈R) y =sinx (x
∈R)是奇函数
6.单调性
增区间为 [- 2+2kπ, 2+2kπ ](k∈Z),其值从- 1增至 1;
减区间为 [ 2+2kπ, 2
3
+2kπ ](k∈Z),其值从 1减至- 1。
x
- 2
? 0 ?
2
? π ?
2
3
sin
x
-1 0 1 0 -1
【巩固深化,发展思维】
例题讲评
例 1.利用五点法画出函数 y=sinx -1 的简图,根据函数图像
和解析式讨论它的性质。
解:(略,见教材 P26)
2.课堂练习
教材 P27的练习 1、2、3
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及的主
要数学思想方法有哪些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、布置作业:习题 1—4第 3、4、5、6、7题.
四、课后反思
§5 余弦函数( 2课时)
教学目标:
知识与技能
(1)了解任意角的余弦函数概念; (2)理解余弦函数的几何意
义;(3)掌握余弦函数的诱导公式; (4)能利用五点作图法作出
余弦函数在 [0 ,2π ]上的图像;(5)熟练根据余弦函数的图像推
导出余弦函数的性质;(6)能区别正、余弦函数之间的关系;(7)
掌握利用数形结合思想分析问题、解决问题的技能。
过程与方法
类比正弦函数的概念,引入余弦函数的概念;在正、余弦函数定
义的基础上, 将三角函数定义推广到更加一般的情况; 让学生通
过类比,联系正弦函数的诱导公式, 自主探究出余弦函数的诱导
公式;能学以致用,尝试用五点作图法作出余弦函数的图像,并
能结合图像分析得到余弦函数的性质。
情感态度与价值观
使同学们对余弦函数的概念有更深的体会; 会用联系的观点看问
题,建立数形结合的思想,激发学习的学习积极性;培养学生分
析问题、解决问题的能力;让学生体验自身探索成功的喜悦感,
培养学生的自信心;使学生认识到转化“矛盾”是解决问题的有
效途经;培养学生形成实事求是的科学态度和锲而不舍的钻研精
神。
二、教学重、难点
重点 :余弦函数的概念和诱导公式,以及余弦函数的性质。
难点 : 余弦函数的诱导公式运用和性质应用。
三、学法与教学用具
我们已经知道正弦函数的概念是通过在单位圆中, 以函数定义的
形式给出来的, 从而把锐角的正弦函数推广到任意角的情况; 现
在我们就应该与正弦函数的概念作比较,得出余弦函数的概念;
同样地,可以仿照正弦函数的诱导公式推出余弦函数的诱导公
式。用五点作图的方法作出 y=cosx 在 [0,2π ]上的图像,并由
图像直观得到其性质。
教学用具 :投影机、三角板
第一课时 余弦函数的概念和诱导公式
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
在初中,我们不但学习了正弦函数,也学习了余弦函数, sin α
= 斜边
邻边
。同样地,当我们把角放在平面直角坐标系中以后,就可
以得到余弦函数的定义。
下面请同学们类比正弦函数的定义,自主学习课本 P30—P31.
【探究新知】
1.余弦函数的定义
在直角坐标系中,设任意角 α与单位圆交于点 P(a,b) ,
那么点 P的横坐标 a 叫做角 α余弦函数,记作: a=cosα (α∈
R).
通常我们用 x,y 分别表示自变量与因变量,将余弦函数表示
为 y=cosx(x ∈R).
如图,有向线段 OM称为角α的余弦线。
其实,由相似三角形的知识,我们知道,只要已知角 α
的终边上任意一点 P的坐标( a,b),求出 |OP|,记为 r,则
角α的正弦和余弦分别为: sin α= r
b
,cosα= r
a
.
在今后的解题中,我们可以直接运用这种方法,简化运算过程。
2.余弦函数的诱导公式
从右图不难看出,角 α和角 2π+α,2π-α,(-α)的终边
O
r
x
y
P(a,b)
M
π-α α
与单位圆的交点的横坐标是相同的, 所以,它们的余弦函数值相
等;
角α和角π+α,π-α的终边与单位圆的交点的横坐标是相反
数,
所以,它们的余弦函数值互为相反数。
由此归纳出公式:
cos(2 π+α)=cosα
cos( -α) = cos α
cos(2 π-α) =cosα
cos( π+α) =- cosα
cos( π-α) =- cosα
请同学们观察右图,角 α与角 2+α的正弦、余弦函数值有
什么关
系?由图可知, Rt⊿OMP≌Rt⊿OM’P’,点 P 的横坐标 cosα与
点 P’的纵坐标 sin( 2+α )
相等;点 P的纵坐标 sin α与点 P’的横坐标 cos( 2+α )互为相
反数。我们可以得到:
sin( 2+α)=cosα cos( 2+α)=- sin α
问题与思考:验证公式 sin( 2+α)=cosα
π+α
-α
x
y
o
P’
P(x,y)
M M’
cos( 2+α)=- sin α
以上公式统称为诱导公式, 其中α可以是任意角。利用诱导公式,
可以将任意角的正、 余弦函数问题转化为锐角的正、 余弦函数问
题。
【巩固深化,发展思维】
例题讲评
例 1.已知角 α的终边经过点 P(2,- 4)(如图 ),求角α的余
弦
函数值。
解:∵ x=2,y=- 4 , ∴ r = |OP|=2 5
∴cosα= r
x
= 5
5
例 2.如果将例 1中点 P的坐标改为( 2t,- 4t)(t ≠0),那么
怎样求角 α的余弦函数值。
解:(提示:在 r= |OP|=2 5 |t| 中,分 t<0 和 t>0两种情况,
见教材 P31)
例 3.求值:
(1)cos 6
11
(2)cos 8
9
(3)cos( - 4
3
)
(4)cos( -1650°) (5)cos( -150°15’ )
解:(1)cos 6
11
=cos(2π- 6)= cos 6= 2
3
2
y
- 4
P
x
(2)cos 8
9
=cos(π+ 8)=- cos 8≈- 0.9239
(3) 、(4)、(5)略,见教材 P33
例 4.化简: cos3coscos
3cos2cos
解:(略,见教材 P33)
学生练习
教材 P31的练习 1、2、3 和 P34 的练习 1、2、3
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及的主
要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、课后反思
第二课时 余弦函数的图像与性质
教学思路
【创设情境,揭示课题】
在上一次课中, 我们知道正弦函数 y=sinx 的图像,是通过等分
单位圆、平移正弦线而得到的,在精确度要求不高时,可以采用
五点作图法得到。 那么,对于余弦函数 y=cosx 的图像是不是也
是这样得到的呢?有没有更好的方法呢?
【探究新知】
1.余弦函数 y=cosx 的图像
由诱导公式有:
与正弦函数关系 ∵ y=cosx= cos( - x) =sin[ 2 - (-x)] =
sin(x + 2 )
结论:(1)y=cosx, x R与函数 y=sin(x + 2 ) x R的图象
相同
(2)将 y=sinx 的图象向左平移 2即得 y=cosx 的图象
(3)也同样可用五点法作图: y=cosx x [0,2 ]的五个点关
键是 (0,1) ( 2 ,0) ( ,-1) ( 2
3
,0) (2 ,1)
y
x o 1 -
1
2
2
3
2
2
y
x
1 -1
( 4) 类 似地 , 由于 终 边 相 同的 三 角 函数 性 质 y= cosx
x [2k ,2(k+1) ] k Z,k 0 的图像与 y =cosx x [0,2 ] 图
像形状相同只是位置不同(向左右每次平移 2π个单位长度)
2.余弦函数 y=cosx 的性质
观察上图可以得到余弦函数 y=cosx 有以下性质:
(1)定义域: y=cosx 的定义域为 R
(2)值域: y=cosx 的值域为 [-1,1] ,即有 |cosx| ≤1(有界
性)
(3) 最值:1 对于 y=cosx 当且仅当 x=2k ,k Z时 ymax=
1
当且仅当时 x=2k +π, k Z时 ymin =- 1
2 当 2k - 2
0
当 2k + 2 3
(k Z)时 y=cosx<0
(4) 周期性: y=cosx 的最小正周期为 2
(5) 奇偶性
cos( -x) =cosx (x ∈R) y =cosx (x ∈
x 6y o - -
1
2 3 4 5-
2
-
3
-
4
1
x
y
R)是偶函数
(6) 单调性
增区间为 [(2k-1)π, 2k π] (k∈Z),其值从- 1增至 1;
减区间为 [2k π,(2k+1)π ](k∈Z),其值从 1减至- 1。
【巩固深化,发展思维】
例题讲评
例 1.请画出函数 y=cosx -1 的简图,并根据图像讨论函数
的性质。
解:(略,见教材 P36)
2.课堂练习
教材 P37的练习 1、2、3、4
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及的主
要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、布置作业: P38的习题 8、9、10、11
四、课后反思
§6 正切函数( 2课时)
洋浦实验中学 吴永和
教学目标:
知识与技能
(1)了解任意角的正切函数概念; (2)理解正切函数中的自变
量取值范围;(3)掌握正切线的画法;(4)能用单位圆中的正切
线画出正切函数的图像; (5)熟练根据正切函数的图像推导出正
切函数的性质;(6)能熟练掌握正切函数的图像与性质; (7)掌
握利用数形结合思想分析问题、解决问题的技能。
过程与方法
类比正、余弦函数的概念,引入正切函数的概念;在此基础上,
比较三个三角函数之间的关系; 让学生通过类比, 联系正弦函数
图像的作法, 通过单位圆中的有向线段得到正切函数的图像; 能
学以致用,结合图像分析得到正切函数的诱导公式和正切函数的
性质。
情感态度与价值观
使同学们对正切函数的概念有一定的体会; 会用联系的观点看问
题,建立数形结合的思想,激发学习的学习积极性;培养学生分
析问题、解决问题的能力;让学生体验自身探索成功的喜悦感,
培养学生的自信心; 培养学生形成实事求是的科学态度和锲而不
舍的钻研精神。
二、教学重、难点
重点 : 正切函数的概念、诱导公式、图像与性质
难点 : 熟练运用诱导公式和性质分析问题、解决问题
三、学法与教学用具
我们已经知道正、 余弦函数的概念是通过在单位圆中, 以函数定
义的形式给出来的, 从而把锐角的正、 余弦函数推广到任意角的
情况;现在我们就应该与正、余弦函数的概念作比较,得出正切
函数的概念;同样地,可以仿照正、余弦函数的诱导公式推出正
切函数的诱导公式;通过单位圆中的正切线画出正切函数的图
像,并从图像观察总结出正切函数的性质。
教学用具 :投影机、三角板
第一课时 正切函数的定义、图像及性质
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
常见的三角函数还有正切函数, 在前两次课中, 我们学习了任意
角的正、余弦函数,并借助于它们的图像研究了它们的性质。今
天我们类比正弦、 余弦函数的学习方法, 在直角坐标系内学习任
意角的正切函数,请同学们先自主学习课本 P40。
【探究新知】
正切函数的定义
在直角坐标系中,如果角 α满足:α∈R,α≠ 2+kπ(k∈Z),
那么,角 α的终边与单位圆交于点 P(a,b),唯一确定比值 a
b
.
根据函数定义,比值 a
b
是角α的函数,我们把它叫作角 α的正切
函数,记作 y=tanα,其中α∈R,α≠ 2+kπ,k∈Z.
比较正、余弦和正切的定义,不难看出: tanα= cos
sin
( α∈R,
α≠ 2+kπ,k∈Z).
由此可知,正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以比值为函数
值的函数,我们统称为三角函数。
下面,我们给出正切函数值的一种几何表示 .
如右图,单位圆与 x 轴正半轴的交点为 A(1 ,0 ),任意角 α
的终边与单位圆交于点 P,过点 A(1 ,0 )作 x 轴的垂线,与角
的终边或终边的延长线相交于 T点。从图中可以看出:
当角α位于第一和第三象限时, T点位于 x 轴的上方;
当角α位于第二和第四象限时, T点位于 x 轴的下方。
分析可以得知,不论角 α的终边在第几象限,都可以构造两
个相似三角形,使得角 α的正切值与有向线段 AT的值相等。因
此,
我们称有向线段 AT为角α的正切线。
2.正切函数的图象
(1)首先考虑定义域:
zkkx
2
x
y
o
T
A
210
30
P
(2)为了研究方便,再考虑一下它的周期:
zkkxRxx
x
x
x
xx ,
2
,tan
cos
sin
cos
sintan 且
∴
zkkxRxxy ,
2
,tan 且
的周期为 T (最小正
周期)
(3)因此我们可选择 2
,
2 的区间作出它的图象。
根据正切函数的周期性,把上述图像向左、右扩展,得到正切函
数 Rxxy tan ,且
zkkx
2 的图像,称“正切曲线”
x
y
2 2
O
从上图可以看出, 正切曲线是由被相互平行的直线 x= 2+kπ(k
∈Z)隔开的无穷多支曲线组成的, 这些直线叫作正切曲线各支的
渐近线。
3.正切函数 y= tanx 的性质
引导学生观察,共同获得:
(1)定义域:
zkkxx ,
2
|
,
(2)值域: R
观察:当 x从小于
zkk
2 , 2
kx
时, xtan
2
3
2 2 2
30
y
x
当 x 从 大 于
zkk
2 ,
kx
2 时 ,
xtan 。
(3)周期性: T
(4)奇偶性: xx tantan 奇函数。
(5)单调性:在开区间
zkkk
2
,
2 内,函数单调递增。
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及的主
要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、课后反思
第二课时 正切函数的诱导公式及例题讲评
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
同学们已经知道,在正、余弦函数中,我们是先学诱导公式,再
学图像与性质的。 在学正切函数时, 我们为什么要先学图像与性
质,再学诱导公式呢?
【探究新知】
观察下图,角 α与角 2π+α,2π-α,π+α,π-α,
-α的正切函数值有何关系?
我们可以归纳出以下公式: π-α,
tan(2 π+α )=tanα
tan( -α )=- tanα
tan(2 π-α )=- tanα
tan( π-α)=- tanα
tan( π+α)= tanα
【巩固深化,发展思维】
例题讲评
例 1.若 tanα= 3
2
,借助三角函数定义求角 α的正弦函数值和
2
3
2 2 2
30
y
x
余弦函数值。
解:∵ tanα= 3
2
>0,∴α是第一象限或第三象限的角
(1)如果α是第一象限的角,则由 tanα= 3
2
可知,角α终边上
必有一点 P(3,2) .
所以 x=3,y=2. ∵ r= |OP|= 13 ∴sin α= r
y
= 13
132
, cos
α= r
x
= 13
133
.
(2) 如果α是第三象限角,同理可得: sin α= r
y
=- 13
132
,
cosα= r
x
=- 13
133
.
例 2.化简: tan3tantan
3tan2tan
解:原式= t ant ant an
t ant an
= tantantan
tantan
=
- tan
1
.
2 .学生课堂练习
教材 P45的练习 1、2、3、4
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及的主
要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、布置作业: P45习题 A组 1—11
四、课后反思
§7 函数 y=Asin( ωx+φ)的性质( 1课时)
洋浦实验中学 吴永和
教学目标:
知识与技能
(1)进一步理解表达式 y=Asin( ωx+φ ),掌握 A、φ、ωx
+ φ 的 含 义 ;( 2) 熟 练 掌 握 由 xy s i n 的 图 象 得 到 函 数
)()sin( RxkxAy 的图象的方法;(3)会由函数 y=Asin( ωx
+φ )的图像讨论其性质; (4)能解决一些综合性的问题。
过程与方法
通过具体例题和学生练习,使学生能正确作出函数 y=Asin( ωx
+φ )的图像;并根据图像求解关系性质的问题;讲解例题,总
结方法,巩固练习。
情感态度与价值观
通过本节的学习,渗透数形结合的思想;通过学生的亲身实践,
引发学生学习兴趣;创设问题情景,激发学生分析、探求的学习
态度;让学生感受数学的严谨性,培养学生逻辑思维的缜密性。
二、教学重、难点
重点 :函数 y=Asin( ωx+φ )的图像,函数 y=Asin( ωx+φ)
的性质。
难点 : 各种性质的应用。
三、学法与教学用具
在前面,我们讨论了正弦、 余弦、正切函数的性质, 如:定义域、
值域、最值、周期性、单调性和奇偶性,那么,对于函数 y=Asin( ω
x+φ)的性质会是什么样的呢?今天我们这一节课就研究这个
问题。
教学用具 :投影机、三角板
四、教学思路
【创设情境,揭示课题】
函数 y=Asin( ωx+φ)的性质问题,是三角函数中的重要问题,
是高中数学的重点内容, 也是高考的热点,因为,函数 y=Asin( ω
x+φ)在我们的实际生活中可以找到很多模型, 与我们的生活息
息相关。
【探究新知】
复习提问:(1)如何由 xy sin 的图象得到函数 )sin( xAy 的图
象?
(2)如何用五点法作 )sin( xAy 的图象?
(3) 、、A 对函数 )sin( xAy 图象的影响作用
函数 )0,0(,),0),sin( AxxAy 其中 的物理意义:
函数表示一个振动量时:
A:这个量振动时离开平衡位置的最大距离,称为“振幅”
T:
2T
往复振动一次所需的时间,称为“周期”
f: 2
1
T
f
单位时间内往返振动的次数,称为“频率”
x :称为相位
:x = 0 时的相位,称为“初相”
例一.函数
)
2
||,0,0(),sin( AxAy
的最小值是 2,其图
象最
高点与最低点横坐标差是 3 ,又:图象过点 (0,1) ,求函数解析
式。
解:易知: A = 2 半周期
3
2
T
∴T = 6 即
6
2
从而:
3
1
设:
)
3
1
sin(2 xy
令 x = 0 有 1sin2
又: 2
||
∴ 6 ∴所求函数解析式为
)
63
1
sin(2 xy
例二.函数 f (x) 的横坐标伸长为原来的 2 倍,再向左平移 2个
单位所得的曲线是
xy sin
2
1
的图像,试求 )( xfy 的解析式。
解:将
xy sin
2
1
的图像向右平移 2个单位得:
)
2
sin(
2
1
xy
即
xy cos
2
1
的 图 像 再 将 横 坐 标 压 缩 到 原 来 的 2
1
得 :
xy 2cos
2
1
∴
xxfy 2cos
2
1)(
例三.求下列函数的最大值、最小值,以及达到最大值、最
小值时 x 的集合。
(1)y=sinx -2 (2)y = 3
4
sin 2
1
x (3)y = 2
1
cos(3x +
4 )
解:(1)当 x=2kπ+ 2 (k∈Z)时, sinx 取最大值 1,此时函数
y=sinx -2取最大值- 1;
当 x=2kπ+ 2
3
(k∈Z)时,sinx 取最小值- 1,此时函数 y=sinx
-2取最小值- 3;
(2)、(3)略,见教材 P59
例四.(1)求函数 y=2sin( 2
1
x- 3 )的递增区间;
(2)求函数 y= 3
1
cos(4x+ 6
5
)的递减区间。
解:略,见教材 P60
【巩固深化,发展思维】
学生课堂练习:教材 P60练习 3
五、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到主
要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
六、布置作业 : 习题 1-7 第 4,5,6 题.
七、课后反思
§7 函数 y=Asin( ωx+φ)的图象( 2课时)
洋浦实验中学 吴永和
教学目标:
知识与技能
(1)熟练掌握五点作图法的实质; (2)理解表达式 y=Asin( ω
x+φ),掌握 A、φ、ωx+φ的含义;(3)理解振幅变换和周
期变换的规律,会对函数 y=sinx 进行振幅和周期的变换; (4)
会利用平移、伸缩变换方法,作函数 y=Asin( ωx+φ )的图像;
(5)能利用相位变换画出函数的图像。
过程与方法
通过学生自己动手画图像,使他们知道列表、描点、连线是作图
的基本要求;通过在同一个坐标平面内对比相关的几个函数图
像,发现规律,总结提练,加以应用;要求学生能利用五点作图
法,正确作出函数 y=Asin( ωx+φ )的图像;讲解例题,总结
方法,巩固练习。
情感态度与价值观
通过本节的学习,渗透数形结合的思想;树立运动变化观点,学
会运用运动变化的观点认识事物; 通过学生的亲身实践, 引发学
生学习兴趣;创设问题情景,激发学生分析、探求的学习态度;
让学生感受图形的对称美、运动美,培养学生对美的追求。
二、教学重、难点
重点 : 相位变换的有关概念,五点法作函数 y=Asin( ωx+φ)
的图像
难点 : 相位变换画函数图像,用图像变换的方法画 y=Asin( ωx
+φ )的图像
三、学法与教学用具
在前面,我们知道精确度要求不高时,可以用五点作图法,是哪
五个关键点; 首先请同学们回忆, 然后通过物理学中的几个情境
引入课题;主要让学生动手实践, 两节课尽可能多地让他们画图,
教师只是加以点拨;可以从几个具体的、简单的例子开始,在适
当的时候加以推广;先分解各个小知识点,再综合在一起,上升
更高一层。
教学用具 :投影机、三角板
第一课时 y =sinx 和 y=Asinx 的图像, y=sinx 和 y =sin
(x+φ)的图像
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
在物理和工程技术的许多问题中,经常会遇到形如 y=Asin( ωx
+φ )的函数,例如:在简谐振动中位移与时间表的函数关系就
是形如 y=Asin( ωx+φ)的函数。正因为此,我们要研究它的
图像与性质,今天先来学习它的图像。
【探究新知】
例一.画出函数 y=2sinx x R;y= 2
1
sinx x R的图象(简图)。
解:由于周期 T=2 ∴不妨在 [0,2 ]上作图,列表:
作 图:
x 0
2 2
3 2
sinx
0 1 0 -1 0
2sinx
0 2 0 -2 0
2
1
sinx
0 2
1 0 - 2
1
0
x
y
O 2
1 2
2 1
1
2
-2
-1
2
y=2sinx
y=sinx
y=
2
1 sinx
配套练习:函数 y= 3
2
sinx 的图像与函数 y=sinx 的图像有什么
关系?
引导 ,观察 ,启发:与 y=sinx 的图象作比较,结论:
1.y=Asinx,x R(A>0 且 A 1)的图象可以看作把正数曲线上的
所有点的纵坐标伸长 (A>1)或缩短 (02.若 A<0 可先作 y=-Asinx 的图象 ,再以 x 轴为对称轴翻折。
性质讨论:不变的有定义域、奇偶性、单调区间与单调性、周期
性
变化的有值域、最值、
由上例和练习可以看出:在函数 y=Asinx(A>0)中,A决定了
函数的值域以及函数的最大值和最小值,通常称 A为振幅。
例二.画出函数 y=sin(x+ 3 ) (x R)和 y=sin(x 4 ) (x R)的
图像(简图)。
解:由于周期 T=2 ∴不妨在 [0,2 ]上作图,列表:
x+ 3 0 2 2
3 2
x
3 6 3
2
6
7
3
5
配套练习:函数 y=sin (x- 15)的图像与函数 y=sinx 的图像
有什么关系?
引导 ,观察 ,启发:与 y=sinx 的图象作比较,结论:
y=sin (x+φ),x R(φ 0)的图象可以看作把正数曲线上的所
有点向左平移 φ (φ>0)个单位或向右平移- φ个单位 (φ<0=
得到的。
性质讨论:不变的有定义域、值域、最值、周期
变化的有奇偶性、单调区间与单调性
sin(x+
3 )
0 1 0 -1 0
xO
1
1
3 4
y=sin(x-
4
)
y=sin(x+
3
)
2
y=sinx
由上例和练习可以看出:在函数 y=sin(x+φ),x R(φ 0)中,
φ决定了 x=0时的函数,通常称 φ为初相, x+φ为相位。
【巩固深化,发展思维】
课堂练习: P52练习第 3题
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到主
要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、课后反思
第二课时 y =sinx 和 y=sin ωx 的图像, y =sinx 和 y =
Asin( ωx+φ )的图像
一、教学思路
【创设情境,揭示课题】
上一节课,我们已过 y=sinx 和 y=Asinx 的图像,y=sinx 和 y
=sin (x+φ)的图像间的关系,请与 y=Asin( ωx+φ )比较
一下,还有什么样的我们没作过?
【探究新知】
例一.画出函数 y=sin2x x R;y=sin 2
1
x x R的图象(简图)。
解:∵函数 y=sin2x 周期 T= ∴在 [0, ]上作图
令 t=2x 则 x= 2
t
从而 sint=sin2x
列表:
t=2x 0
2 2
3 2
x 0 4 2 4
3
sin2x 0 1 0 -1 0
作图:
函数 y=sin 2
x
周期 T=4 ∴在 [0, 4 ]上作图
列表
t= 2
x
0 2 2
3 2
x 0 2 3 4
sin 2
x 0 1 0 -1 0
x
y
O 2
1
1
3 4
y=sinx
y=sin
2
1 x
y=sin2x
2 4
配套练习:函数 y=sin 3
2
x 的图像与函数 y=sinx 的图像有
什么关系?
引导 , 观察启发 与 y=sinx 的图象作比较,结论:
1.函数 y=sin ωx, x R (ω>0 且ω 1)的图象,可看作把正弦
曲线上所有点的横坐标缩短 (ω >1)或伸长 (0<ω<1)到原来的
1
倍(纵坐标不变)
2.若ω<0则可用诱导公式将符号“提出”再作图。
由上例和练习可以看出:在函数 y=sin ωx, x R (ω>0且ω 1)
中,ω决定了函数的周期 T=
2
,通常称周期的倒数 f = T
1
= 2
为频率。
例二.画出函数 y=3sin(2x+ 3 ) x R的图象。
解:周期 T= (五点法),
设
t=2x+ 3则 x= 622
3 t
t
2x+ 3 0 2 2
3 2
x 6 12 3 12
7
6
5
3sin(2x
+ 3 )
0 3 0 -3 0
y=sin(x+
3
)
y=sin(2x+
3
)
小结平移法过程(步骤)
作 y=sinx(长度为 2 的某闭区间)
得 y=sin(x+φ ) 得 y=sinωx
得 y=sin(ωx+φ ) 得 y=sin(ωx+φ )
得 y=Asin( ωx+φ )的图象,先在一
个周期闭区间上再扩充到 R 上。
沿 x轴平 移 |φ|个单位 横坐标 伸长或缩短
横坐标伸 长或缩短 沿 x轴平 移 | |个单位
纵坐标伸 长或缩短 纵坐标伸 长或缩短
x
y
O
1
1
3 46
5
63
两种方法殊途同归
【巩固深化,发展思维】
教材 P58练习 1、2、3
二、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到主
要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
三、布置作业 :教材 P62习题 2、3、4
四、课后反思
§8 同角三角函数的关系( 1课时)
教学目标:
知识与技能
(1)能根据三角函数的定义,导出同角三角函数的基本关系;
(2)能正确运用进行三角函数式的求值运算; ( 3)能运用同角
三角函数的基本关系求一些三角函数(式)的值,并从中了解一
些三角运算的基本技巧; (4)运用同角三角函数的基本关系式进
行三角函数恒等式的证明。
过程与方法
回忆初中所学的几个三角函数之间的关系, 用高中所学的同角三
角函数之间的关系试着进行证明; 掌握几种同角三角函数关系的
应用;掌握在具体应用中的一定技巧和方法; 理解并掌握同角三
角关系的简单变形; 提高学生恒等变形的能力, 提高分析问题和
解决问题的能力。
情感态度与价值观
通过本节的学习,使同学们加深理解基本关系在本章中的地位;
认识事物间存在的内在联系, 使学生面对问题养成勤于思考的习
惯;培养学生良好的学习方法, 进一步树立化归的数学思想方法。
二、教学重、难点
重点 : 同角三角函数之间的基本关系,化简与证明。
难点 : 化简与证明中的符号,同角三角函数关系的灵活运用。
三、学法与教学用具
在初中,学生已经见过同角三角函数之间的关系, 在高中就要求
学生能对这些关系进行证明, 最主要的还是在于运用。 主要有三
方面的应用,即计算、化简、证明。正因为这样,本节课通过例
题讲评和学生练习的形式开展教学。
教学用具 :投影机、三角板
四、教学思路
【创设情境,揭示课题】
同角三角函数之间的关系我们在初中就已经学过, 只不过当时应
用不是很多,那么到底有哪些?它们成立的条件是什么?学习实
践中,你还发现了哪些关系?今天这节课, 我们就来讨论这些问
题。
【探究新知】
在初中我们已经知道,对于同一个锐角 α,存在关系式:
1cossin
22 tan
cos
sin
理论证明:(采用定义)
tan
cos
sin
)(
2
2
1cossincos,sin1 22222
x
y
x
r
r
y
r
x
r
y
Zkk
r
x
r
y
ryx
时,当
且
注意: 1 “同角”的概念与角的表达形式无关,
如: 13cos3sin
22
2
tan
2
cos
2
sin
2 上述关系(公式 2)都必须在定义域允许的范围内成立。
3 据此,由一个角的任一三角函数值可求出这个角的另两个三
角函数值,且因为利用“平方关系”公式,最终需求平方根,会
出现两解,因此应尽可能少用(实际上,至多只要用一次) 。
【巩固深化,发展思维】
1.例题讲评
例 1.已知 sin α=- 5
3
,且α在第三象限,求 cosα和 tanα .
解:∵ 1cossin
22
∴cos2α=1-sin2 α=1-(- 5
3
)2= 25
16
又∵α在第三象限, cosα<0 ∴cosα=- 5
4
,tanα=
cos
sin
= 4
3
例 2.已知 的其他三角函数值。求),1,0(cos mmm
解:若 在第一、二象限,则
m
mm
2
2 1tan1sin
若 在第三、四象限,则
m
mm
2
2 1tan1sin
例 3.化简: 440sin1
2
解:原式 80cos80cos80sin1)80360(sin1
222
例 4.求证: cos
sin1
sin1
cos
证一:
22 cos
)sin1(cos
sin1
)sin1(cos
)sin1)(sin1(
)sin1(cos
左边
右边
cos
sin1
等式成立 (利用平方关系)
证二: 0cos,0sin1cossin1)sin1)(sin1(
22 且
cos
sin1
sin1
cos
(利用比例关系)
证三: cos)sin1(
)sin1(cos
cos)sin1(
)sin1)(sin1(cos
cos
sin1
sin1
cos 222
0
cos)sin1(
coscos 22
cos
sin1
sin1
cos
(作差)
2.学生课堂练习
教材 P66练习 1和 P67练习 2
五、归纳整理,整体认识
(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到主
要数学思想方法有那些?
(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向
老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么?
六、布置作业
教材 P68习题中 1—6
七、课后反思
本章复习与小结( 1课时)
洋浦实验中学 吴永和
教学目标:
知识与技能
(1)了解本章的知识结构体系,在整体上有一个初步的认识;
(2)加深对任意角、弧度及三角函数的理解; ( 3)掌握三角函
数的图像与性质,能利用性质进行解题; (4)掌握一定的解题方
法,形成较好的能力。
过程与方法
三角函数是一种重要的函数, 通过整理本章的各知识点以及它们
之间的联系, 帮助学生系统地认识本章内容, 从而对本章内容有
全面的认识, 上升到更高一个水平; 启发学生将本章内容与数学
1、数学 2 的横向联系,形成知识的网络化。
情感态度与价值观
通过本节的复习, 使同学们对三角函数有一个全面的认识; 以辩
证唯物主义的观点看待任何事, 养成一种科学的态度; 帮助学生
树立正确的世界观和人生观,树立远大理想,立志为国争光,为
洋浦的开发建设贡献力量。
二、教学重、难点
重点 : 三角函数定义,以及三角函数的图像与性质
难点 : 本章内容的系统掌握与灵活运用
三、学法与教学用具
师生共同整理本章的知识结构体系, 从角到角的度量, 从三角函
数的定义到它们之间的关系, 再到三角函数的图像与性质; 整理
本章出现的各种题目,从中理顺它们的关系,将它们适当归类,
提炼其中的方法,争取做到举一反三、触类旁通。
教学用具:投影仪、三角板
四、教学思路
【知识的初步整合】
任意角
的概念
角度制与
弧度制
任意角的三
角函数定义
三角函数的
图像与性质
同角三角函
数的关系
诱导公式
弧长与扇形
面积公式
【知识的概括与引申】
1.角是由射线的旋转所产生的,那么就有旋转量与旋转方向的
问题,所以必须推广到任意正角、负角和零角。为了使弧长公式
在形式上变得简单, 引进了弧度制, 这一度量单位不仅使弧长公
式、扇形面积公式得以简化, 也为定义任意角的三角函数作好了
准备。
2.同角三角函数的基本关系的作用是:已知某任意角的一种三
角函数值,就能求出另一种三角函数值。
3.诱导公式的作用是:把求任意角的三角函数值转化为求锐角
三角函数值。
4.三角函数的图像和性质是本章的重要内容,是三角函数应用
的基础。
【例题选讲】
例 1.求图中公路弯道处弧 AB的长 l(精确到 1m)
R=45
60
图中长度单位为: m
解: ∵ 3
60
∴
)(471514.345
3
mRl
已知 是第三象限角且
0
2
cos
,问 2是第几象限角?
解:∵ 2
)12()12( kk )( Zk
∴ 4
3
22
kk )( Zk 则 2是第二或第四象限
角
又∵
0
2
cos
则 2是第二或第三象限角
∴ 2必为第二象限角
例 3.已知 cos2sin ,求
的值。及 cossin2sin
cos2sin5
cos4sin 2
解: 2tancos2sin
6
1
12
2
2tan5
4tan
cos2sin5
cos4sin
5
6
14
24
1tan
tan2tan
cossin
cossin2sin
cossin2sin 2
2
22
2
2
例 4.函数 3
3tan xy
的定义域、值域,并指出它的周期性、
奇偶性、单调性。
解:由 23
3 kx
得 18
5
3
k
x
,
所求定义域为
zk
k
xRxx ,
18
5
3
,| 且
值域为 R,周期 3
T
,是非奇非偶函数。
在区间
zk
kk
18
5
3
,
183 上是增函数。
【随堂练习】 教材 P77复习题一 A组 1—11
【教学小结】
本章涉及到的主要数学思想方法有那些?你在这节课中的表现
怎样?你的体会是什么? 【布置作业】 教材 P77复习题一 A组
12—15
【课后反思】
第二章 平面向量
2.1 从位移、速度、力到向量( 1课时)
一、教学目标:
1.知识与技能
(1)理解向量与数量、向量与力、速度、位移之间的区别;
(2)理解向量的实际背景与基本概念,理解向量的几何表示,
并体会学科之间的联系 .
(3)通过教师指导发现知识结论,培养学生抽象概括能力和逻
辑思维能力
2.过程与方法
通过力与力的分析等实例, 引导学生了解向量的实际背景, 帮助
学生理解平面向量与向量相等的含义以及向量的几何表示; 最后
通过讲解例题, 指导学生能够发现问题和提出问题, 善于独立思
考,学会分析问题和创造地解决问题 .
3.情感态度价值观
通过本节的学习, 使同学们对向量的实际背景、 几何表示有了一
个基本的认识; 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 .
二 .教学重、难点
重点 : 向量及向量的有关概念、表示方法 .
难点 : 向量及向量的有关概念、表示方法 .
三 .学法与教学用具
学法: (1) 自主性学习 +探究式学习法:
(2) 反馈练习法: 以练习来检验知识的应用情况, 找出未掌握的
内容及其存在的差距 .
教学用具 :电脑、投影机 .
四 .教学设想
【创设情境】
实例:老鼠由 A向西北逃窜,猫在 B处向东追去,
问:猫能否追到老鼠?(画图)
结论:猫的速度再快也没用,因为方向错了 .
【探究新知】
1.学生阅读教材思考如下问题
[展示投影 ](学生先讲,教师提示或适当补充)
1. 举例说明什么是向量?向量与数量有何区别?
既有大小又有方向的量叫向量。例:力、速度、加速度、冲量等
注意:①数量与向量的区别:
数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小;
向量有方向,大小,双重性,不能比较大小。
②从 19世纪末到 20世纪初,向量就成为一套优良通性的数学体
系,用以研究空间性质。
2.向量的表示方法有哪些?
①几何表示法:有向线段
有向线段:具有方向的线段叫做有向线段。记作: AB
注意:起点一定写在终点的前面。
A B
A(起点 )
B
(终点)
a
有向线段的长度:线段 AB的长度也叫做有向线段 AB的长
度
有向线段的三要素:起点、方向、长度
②字母表示法:也可用字母 a、b、c(黑体字)来表示,即 AB可
表示为 a(印刷时用黑体字)
3. 向量的模的概念是如何定义的?
向量 AB的大小——长度称为向量的模。
记作: | AB | 模是可以比较大小的
4.两个特殊的向量:
①零向量——长度(模)为 0 的向量,记作 0。 0的方向是任意
的 .
注意 0与 0的区别
②单位向量——长度(模)为 1 个单位长度的向量叫做单位向
量。
思考:①温度有零上零下之分, “温度”是否向量?
答:不是。因为零上零下也只是大小之分。
② AB与 BA是否同一向量?
答:不是同一向量。
③有几个单位向量?单位向量的大小是否相等?单位向
量是否都相等?
答:有无数个单位向量,单位向量大小相等,单位向量
不一定相等。
5.向量间的关系:
平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量。
记作: a∥ b∥ c
规定: 0与任一向量平行
相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。
记作: a =b
规定: 0 =0
任两相等的非零向量都可用一有向线段表示,与
起点无关。
共线向量:任一组平行向量都可移到同一条直线上 ,
所以平行向量也叫共线向量。
OA =a OB =b OC =c
[展示投影 ]例题讲评(学生先做,学生讲,教师提示或适当补充)
例题:如图,设 O是正六边形 ABCDEF的中心,①分别写出图
中与向量 OA、OB、OC相等的向量; ②分别写出图中与向量 OD、
OE、 OE共线的向量 .
a
b
c
C O B A
D E
O
A B
C F
[学习小结 ](学生总结,其它学生补充)
①向量及其表示方法 .
②向量的模 .
③零向量与单位向量 (零向量的方向任意; 单位向量不一定相等)
④相等向量与平行向量 .
五 .作业: P86 习题 2—1
六 . 课后反思
2.2 从位移的合成到向量的加法( 2 课时)
一、教学目标:
1.知识与技能
(1)掌握向量加法的概念;能熟练运用三角形法则和平行四边
形法则做几个向量的和向量; 能准确表述向量加法的交换律和结
合律,并能熟练运用它们进行向量计算 .
(2)了解相反向量的概念;掌握向量的减法,会作两个向量的
减向量
(3)通过实例,掌握向量加、减法的运算,并理解其几何意义 .
(4)初步体会数形结合在向量解题中的应用 .
2.过程与方法
教材利用同学们熟悉的物理知识引出向量的加法, 一方面启发我
们利用位移的合成去探索两个向量的和, 另一方面帮助我们利用
物理背景去理解向量的加法 . 然后用“相反向量” 定义向量的减
法;最后通过讲解例题,指导发现知识结论,培养学生抽象概括
能力和逻辑思维能力 .
3.情感态度价值观
通过本节内容的学习, 使同学们对向量加法的三角形法则和平行
四边形法则有了一定的认识, 进一步让学生理解和领悟数形结合
的思想;同时以较熟悉的物理背景去理解向量的加法, 这样有助
于激发学生学习数学的兴趣和积极性, 实事求是的科学学习态度
和勇于创新的精神 .
二 .教学重、难点
重点 : 向量加法的概念和向量加法的法则及运算律 .
难点 : 向量的减法转化为加法的运算 .
三 .学法与教学用具
学法: (1) 自主性学习 +探究式学习法:
(2) 反馈练习法: 以练习来检验知识的应用情况, 找出未掌握的
内容及其存在的差距 .
教学用具 :电脑、投影机 .
四 .教学设想
【创设情境】
提出课题:向量是否能进行运算?
某人从 A到 B,再从 B按原方向到 C,
则两次的位移和: AB + BC = AC
若上题改为从 A到 B,再从 B按反方向到 C,
则两次的位移和: AB + BC = AC
某车从 A到 B,再从 B改变方向到 C,
则两次的位移和: AB + BC = AC
船速为 AB,水速为 BC,
则两速度和: AB + BC = AC
提出课题:向量的加法
【探究新知】
1 .定义:求两个向量的和的运算,叫做向量的加法。
注意:两个向量的和仍旧是向量(简称和向量)
2 .三角形法则:
强调:
A B C
C A B
A B
C
A B
C
a+ b A A A
B
B B
C
C C
a+ b
a+ b
a a
b
b
b
a
a
① “向量平移”(自由向量):使前一个向量的终点为后一
个向量的起点
②可以推广到 n个向量连加
③ aaa 00
④不共线向量都可以采用这种法则——三角形法则
[展示投影 ]例题讲评(学生讲,学生评,教师提示或适当补充)
例 1、已知向量 a、 b,求作向量 a +b
作法:在平面内取一点,
作 aOA bAB
则 baOB
【探究新知】
3.加法的交换律和平行四边形法则
思考:上题中 b +a的结果与 a +b是否相同 验证结果相同
从而得到: 1 向量加法的平行四边形法则
2 向量加法的交换律: a +b =b +a
4.向量加法的结合律: ( a+b ) + c = a + ( b +c )(可请学生先上来
做,不足之处学生更正)
证:如图:使 aAB , bBC , cCD
则( a +b ) + c = ADCDAC
a + ( b +c ) = ADBDAB
∴( a +b ) + c =a + ( b +c)
从而,多个向量的加法运算可以按照任意的次序、 任意的组合来
O A
a
a
a
b b b
A
B
C
D
a
c a+b+c
b
a+b
b+c
进行。
[展示投影 ]例题讲评(学生讲,学生评,教师提示或适当补充)
例 2.如图,一艘船从 A点出发以 hkm/32 的速度
向垂直于对岸的方向行驶, 同时水的流速为 hkm/2 ,
求船实际航行的速度的大小与方向。
解:设 AD表示船垂直于对岸的速度, AB表示水流
的速度,
以 AD,AB为邻边作平行四边形 ABCD,则 AC就是船实际航行的速
度
在 ABCRt 中, 2|| AB , 32|| BC
所以 4||||||
22 BCABAC
因为
603
2
32
tan CBACAB
【探究新知】
思考:已知 a, b,怎样求作 ba ?
这个问题涉及到两个向量相减, 到底如何运算呢?首先引入 “相
反向量”这个概念 .
5.用“相反向量”定义向量的减法
①“相反向量”的定义:与 a长度相同、方向相反的向量;记作
a
②规定:零向量的相反向量仍是零向量。 ( a) = a
任一向量与它的相反向量的和是零向量。 a + ( a) = 0
如果 a、b互为相反向量,则 a = b, b = a, a + b =
0
③向量减法的定义: 向量 a加上的 b相反向量,叫做 a与 b 的差。
即: a b = a + ( b) 求两个向量差的运算叫做向量的
减法。
6.用加法的逆运算定义向量的减法:
向量的减法是向量加法的逆运算:
若 b + x = a ,则 x 叫做 a与 b的差,记作 a b
7.请同学们自己解决思考题:
ba 的作法:
方法一、已知向量 a、 b,在平
面 内 任 取 一 点 O , 作
bOBaOA , ,则 BA ba 。即
ba 可以表示为从向量 b的终点指向向量 a的终点的向量
方法二、在平面内任取一点 O,作 bOBaOA , 则 AB ba 。即 ba
也可以表示为从向量 a的起点指向向量 b的起点的向量 .
方法三、在平面内任取一点 O,作 bOBaOA , ,则由向量加法
的平行四边形法则可得 OC baba )( .
[展示投影 ]思考与讨论:
思考:从向量 a的终点指向向量 b的终点的向量是什么?( ab )
讨论:如右图,a∥ b时,怎样作出 ba
呢?
[展示投影 ]例题讲评(学生讲,学生评,教师提示或适当补充)
例 3.已知向量 a、b、c、d,求作向量 a b、c d。
解:在平面上取一点 O,作 OA = a, OB = b, OC = c, OD = d, 作
BA , DC , 则 BA = a b, DC = c d
例 4.平行四边形中, AB =a,AD = b,用 a、b表示向量 AC, DB .
解:由平行四边形法则得:
AC = a + b, DB = AB - AD = a b A B
D C
A B
C
b
a
d
c
D
O
变式一:当 a, b 满足什么条件时, a+b与 a b垂直?(|a| = |b| )
变式二:当 a, b 满足什么条件时, |a+b| = |a b| ?( a, b 互
相垂直)
变式三: a+b与 a b 可能是相当向量吗?(不可能,∵ 对角线
方向不同)
例 5.试用向量方法证明:对角线互相平分的四边形是平行四边
形。
证:由向量加法法则:
AB = AO +OB , DC = DO +OC
由已知: AO =OC , OB =DO
∴ AB = DC 即 AB与 CD平行且相等
∴ABCD为平行四边形
[学习小结 ](学生总结,其它学生补充)
①向量加法的三角形法则与平行四边形法则 .
②向量加法运算律 .
③相反向量及向量减法的运算法则 .
五、评价设计
1.作业:习题 2.2 A 组第 1、2、3、4、5、6题.
2.(备选题):
①证明:对于任意给定的向量 ba. 都有
baba
②证明:
bababa
并说明什么时候取等号?
A B
D C
O
提示:可用例 5 的图当 a、 b不共线时,由三角形两边之和大于
第三边,而两边之差小于第三边得
baBCABACba
、
baBCABACba
即
bababa
六、课后反思:
2.3 从速度的倍数到数乘向量( 2课时)
一、教学目标:
1.知识与技能
(1)要求学生掌握实数与向量积的定义及几何意义 .
(2)了解数乘运算的运算律,理解向量共线的充要条件。
(3)要求学生掌握平面向量的基本定理,能用两个不共线向量
表示一个向量;或一个向量分解为两个向量。
(4)通过练习使学生对实数与积,两个向量共线的充要条件,
平面向量的基本定理有更深刻的理解, 并能用来解决一些简单的
几何问题。
2.过程与方法:
教材利用同学们熟悉的物理知识引出实数与向量的积(强调:
1.“模”与“方向”两点 ) 2 .三个运算定律(结合律,第一分
配律,第二分配律)),在此基础上得到数乘运算的几何意义;通
过正交分解得到平面向量基本定理(定理的本身及其实质) 。为
了帮助学生消化和巩固相应的知识, 教材设置了几个例题; 通过
讲解例题,指导发现知识结论, 培养学生抽象概括能力和逻辑思
维能力 .
3. 情感态度价值观
通过本节内容的学习, 使同学们对实数与向量积以及平面向量基
本定理有了较深的认识, 让学生理解和领悟知识将各学科有机的
联系起来了, 这样有助于激发学生学习数学的兴趣和积极性, 有
助于培养学生的发散思维和勇于创新的精神 .
二 .教学重、难点
重点 : 1. 实数与向量积的定义及几何意义 .
2.平面内任一向量都可以用两个不共线非零向量表示
难点 : 1. 实数与向量积的几何意义的理解 .
2. 平面向量基本定理的理解 .
三 .学法与教学用具
学法: (1) 自主性学习 +探究式学习法:
(2) 反馈练习法: 以练习来检验知识的应用情况, 找出未掌握的
内容及其存在的差距 .
教学用具 :电脑、投影机 .
四 .教学设想
【探究新知】
1.思考 : (引入新课)已知非零向量 a 作出 a +a +a和
( a )+( a )+( a )
OC = BCABOA =a +a+a =3 a
PN = MNQMPQ =( a )+( a )+( a )= 3 a
讨论:① 3 a与 a方向相同且 |3 a |=3| a |
② 3 a与 a方向相反且 | 3a |=3| a |
a a a a
O A B
C
a a a a
N M Q P
2.从而提出课题: 实数与向量的积; 实数λ与向量 a的积,记作:
λ a
定义:实数 λ与向量 a的积是一个向量,记作: λ a
① |λ a |=| λ || a |
②λ>0 时λ a与 a方向相同; λ<0 时λ a与 a方向相反; λ=0 时
λ a =0(请学生自己解释其几何意义)
[展示投影 ]例题讲评(学生先做,学生评,教师提示或适当补充)
例 1.(见 P96例 1)略
[展示投影 ]
思考:根据几何意义, 你能否验证下列实数与向量的积的是否满
足下列运算定律(证明的过程可根据学生的实际水平决定)
结合律: λ(μ a )=( λμ ) a ①
第一分配律: (λ+μ) a =λ a+μ a ②
第二分配律: λ( a +b )=λ a +λ b ③
结合律证明:
如果λ=0,μ=0, a =0至少有一个成立,则①式成立
如果λ 0,μ 0,a 0有: |λ(μ a )|=| λ|| μ a |=| λ || μ || a |
|( λμ) a |=| λμ || a |=| λ|| μ || a |
∴| λ(μ a )|=|( λμ) a |
如果λ、μ同号,则①式两端向量的方向都与 a同向;
如果λ、μ异号,则①式两端向量的方向都与 a反向。
从而λ(μ a )=( λμ) a
第一分配律证明:
如果λ=0,μ=0, a =0至少有一个成立,则②式显然成立
如果λ 0,μ 0, a 0
当λ、μ同号时,则 λ a和μ a同向,
∴ |( λ+μ) a |=| λ+μ|| a |=(| λ |+| μ |)| a |
|λ a +μ a |=| λ a |+| μ a |=| λ || a |+| μ || a |=(| λ|+| μ |)| a |
∵λ、μ同号 ∴②两边向量方向都与 a同向
即: |( λ+μ ) a |=| λ a +μ a |
当λ、μ异号,当 λ>μ时 ②两边向量的方向都与 λ a同向
当λ<μ时 ②两边向量的方向都与 μ a同向
还可证: |( λ+μ) a |=| λ a +μ a |
∴②式成立
第二分配律证明:
如果 a =0,b =0中至少有一个成立,或 λ=0,λ=1则③式显然成
立
当 a 0, b 0且λ 0,λ 1时
1 当λ>0且λ 1时在平面内任取一点 O,
作 OA =a AB =b 1OA =λ a 11BA =λ b
则 OB =a +b 1OB λ a +λ b
由作法知: AB∥ 11BA 有 OAB= OA1B1 | AB |=λ | 11 BA |
∴ ||
||
||
|| 111
AB
BA
OA
OA
λ ∴△OAB∽△OA1B1
O A
B
B 1
A 1
∴ ||
|| 1
OB
OB
λ AOB= A1OB1
因此,O,B,B1在同一直线上, | 1OB |=| λ OB | 1OB 与λ OB方
向也相同
λ( a +b )=λ a +λ b
当λ<0时 可类似证明: λ ( a+b )=λ a +λ b
∴ ③式成立
【探究新知】(师生共同分析向量共线的充要条件)
若有向量 a ( a 0 )、 b,实数 λ,使 b =λ a 则由实数与向量积
的定义知: a与 b为共线向量
若 a与 b共线 ( a 0 )且 | b |: | a |=μ,则当 a与 b同向时 b =μ a;
当 a与 b反向时 b = μ a
从而得:向量 b与非零向量 a共线的充要条件是:有且只有一个
非零实数 λ,使 b =λ a .
[展示投影 ]例题讲评(师生共同分析,学生动手做)
例 2. (见 P97例 2)略
例 3.(P97例 3 改编)如图: OA,OB不共线, P点在 AB上,求
证:存在实数 1. 且
使 OBOAOP
(证明过程与 P97例 3 完全类似;略)
思考:由本例你想到了什么?(用向量证明三点共线)
A O
B
B 1
A1
P
B
A O
【巩固深化,加强基础】
1.见 P98练习 1、2、3、4题 .
2.如例 3图,OA,OB不共线,AP =t AB (t R)用 OA,OB表示 OP .
【探究新知、展示投影】
1.思考:
①.是不是每一个向量都可以分解成两个不共线向量?且分解是
唯一?
②.对于平面上两个不共线向量 1e , 2e 是不是平面上的所有向量
都可以用它们来表示?
2.教师引导学生分析
设 1e , 2e 是不共线向量, a是平面内任一向量
OA = 1e OM =λ1 1e OC =a =OM +ON =λ1 1e +λ
2 2e
OB = 2e ON =λ2 2e
得平面向量基本定理:如果 1e , 2e 是同一平面内的两个不共线向
量,那么对于这一平面内的任一向量 a,有且只有一对实数 λ1,
λ2使 a =λ1 1e +λ2 2e .
[注意几个问题 ]:
① 1e 、 2e 必须不共线,且它是这一平面内所有向量的一组基底 .
② 这个定理也叫共面向量定理 .
1e
2e
a
O N B
M C
③λ1,λ2是被 a, 1e , 2e 唯一确定的数量 .
④同一平面内任一向量都可以表示为两个不共线向量的线性组
合 .
[展示投影 ]例题讲评(教师可从中选择几个例题让学生先做, 学
生评讲,教师提示或适当补充; )
例 4.1kg 的重物在两根细绳的支持下,处于平衡状态(如图) ,
已知两细绳与水平线分别成 30