高中数学人教A版必修第一册:5.4.2正弦、余弦函数的性质-教学设计.docx
教学设计
课程基本信息
学科
数学
年级
高一
学期
秋季
课题
函数与函数的周期
教学目标
1.通过具体函数让学生理解周期函数的概念;通过定义法能熟练地求出简单三角函数的周期,并能用定义法推导一般函数y=f(ωx+φ)的周期.
2.理解与掌握函数及周期的求法及周期公式.
3.体会从形到数、由特殊到一般、由易到难的认知规律,领悟数形结合的思想.
教学重难点
教学重点:
1.用周期函数的定义求函数及的周期,得到它们的周期公式,并归纳出定义法求周期的一般步骤.
2.推广使用定义法,得到一般函数f(ωx+φ)的周期.
教学难点:
1.对周期函数概念的理解;最小正周期的意义;
2.定义法的应用.
教学过程
复习回顾
问题1:周期函数、最小正周期的定义是什么?
周期函数的定义:一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一个x∈D都有x+T∈D,且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.
最小正周期的定义:如果在周期函数f(x)的所有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.
问题2:正弦函数是周期函数吗?它的周期和最小正周期分别是什么?
(1)正弦函数y=sinx(x∈R)是一个周期函数.o
o
2
4
?
-2
y
x
(2)周期为2π、4π、?2π、?4π、?.
(3)最小正周期为2π.
【设计意图】对前一节课中的知识进行回顾,并用正弦函数直观说明周期函数、周期、最小正周期这三个概念,为本节课的探究作好准备.
探究正弦型、余弦型函数的周期
例1求下列函数的周期.
(1),;
(2),;
(3),.
【预设师生活动】引导学生紧扣定义,一切从定义出发来求.
因为3cos(x+2π)=3cosx,根据周期函数的定义可知,原函数的周期为2π.有的学生可能会提出π是不是呢?让学生自己试一试,加深对概念的理解.因为3cos(x+π)=-3cosx≠3sinx,所以π不是周期.
引导学生观察2x,可把2x看成一个新的变量u,那么sinu的最小正周期是2π,就是说,当u增加到u+2π时,函数sinu的值重复出现,而u+2π=2x+2π=2(x+π),所以当自变量x增加到x+π且必须增加到x+π时函数值重复出现.因为sin2(x+π)=sin(2x+2π)=sin2x,所以由周期函数的定义可知,原函数的周期为π.
(3)因为
所以由周期函数的定义可知,原函数的周期为4π.
【设计意图】紧扣周期函数的定义,形成求正弦型、余弦型函数周期的方法.教师引导学生在解题过程中注意归纳周期和表达式中的哪些量有关,在概念的应用中经历严谨论证的思维过程,提升学生逻辑推理能力,培养学生的数学抽象核心素养.
问题3:回顾例1的解答过程,思考一下求解的依据是什么?据此求解的步骤是什么?
【预设师生活动】由学生总结阐述,教师点评、补充.
1.求解的依据是周期函数的定义.
2.求解的步骤:第一步,先用换元法转换;第二步,利用已知三角函数的周期找关系;
第三步,根据定义变形;第四步,确定结论.即
整体换元利用周期定义变形 确定结论
在总结过程中,强调求出函数y=cos2x的周期T,即求出满足cos2(x+T)=cos2x的最小正数T.求出函数的周期T,即求出满足的最小正数T.
强调:用定义法求周期要注意:
(1)对于定义域中的每一个x,f(x+T)=f(x)恒成立.
(2)针对f(x+T)=f(x)中自变量x本身所加的常数T才是周期.
【设计意图】让学生通过归纳、概括例题当中函数周期的求法,让知识系统化,体会数学抽象过程,并以此培养学生的数学抽象素养.
问题4:例1中的这些函数的周期与解析式中的哪些量有关?
【预设师生活动】观察例1中的三个函数的最小正周期与函数解析式中各个量的关系,猜想函数周期与x的系数有关.
探究1:函数(A、ω、φ为常数,A≠0,ω0,x∈R)的周期是什么?
【预设师生活动】引导学生用定义法求解.因为y=sinx的周期为2π,所以
y=Asin(ωx+φ+2π)=Asin[ω(x+)+φ]=Asin(ωx+φ),
于是有f(x+)=f(x),所以其周期为.从而得到正弦型、余弦型函数的周期公式:
(1)函数(A、ω、φ为常数,A≠0,ω0,x∈R)的周期为
(2)函数(A、ω、φ为常数,A≠0,ω0,x∈R)的周期为
【设计意图】让学生充分经历由特殊到一般的推广,思维活动层层递进,培养学生的逻辑推理能力,提升数学抽象核心素养.
练习1:求下列函数的周期.