第一章《三角函数》教学设计(复习课)
【教学目标】
1.任意角的概念与弧度制;任意角三角函数(正弦、余弦、正切)的定义;[&@中国教育出^%*版网]
2.同角三角函数的关系(,),诱导公式;[来源~:#中^@国%教育出版网]
3.正弦、余弦、正切函数的图象与性质;
4.利用三角函数的图象求三角函数的定义域、值域等;
5.函数的实际意义;函数图象的变换(平移平换与伸缩变换);
6.会用三角函数解决一些简单实际问题及最值问题.
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新授课阶段
一、同角三角函数基本关系式的运用
例1 若,求:(1)的值;
(2)的值.
解:(1);
(2)原式
.
例2 若的值.
解:,
例3 已知.
化简;[来*源%:zzs#tep&@.com]
若是第三象限的角,且,求的值;
若,求的值.
解:(1).
(2),
.
.
(3),
.
二、正弦函数、余弦函数的图象与性质的应用
例4 求下列函数的定义域:
(1);(2);(3).
解:(1)由,得,∴.
∴的定义域为.
(2)∵,∴.即的定义域为.
(3)由已知得
∴
∴原函数的定义域为.
例5 求下列函数的周期:
(1);(2);(3).
解:(1),
∴周期.
(2),故周期.
(3),故周期.
例6 已知函数f(x)=sin(2x-)+2sin2(x-) (x∈R).
(1)求函数f(x)的最小正周期; (2)求使函数f(x)取得最大值的x的集合.
解:(1) f(x)=sin(2x-)+1-cos2(x-)
= 2[sin2(x-)- cos2(x-)]+1
=2sin[2(x-)-]+1
=2sin(2x-)+1,
∴ T==π.
(2)当f(x)取最大值时, sin(2x-)=1,有2x- =2kπ+.[*中~国教育出版网@^%]
即x=kπ+ (k∈Z).∴所求x的集合为{x∈R|x= kπ+ ,k∈Z}.
例7 判断下列函数的奇偶性:
(1); (2 ) ;
(3 ) ; (4 ) .
解:(1)的定义域为,故其定义域关于原点对称,
又,
为奇函数.
(2)时,,而,
的定义域不关于原点对称,为非奇非偶函数.
(3)的定义域为R,又,
为偶函数.
(4)由得,又 ,故此函数的定义域为
,关于原点对称,此时[中#国教育@出版&%网~]
既是奇函数,又是偶函数.
例8 已知:函数.
(1)求它的定义域和值域; (2)判断它的奇偶性; (3)求它的单调区间; (4)判断它的周期性,若是周期函数,求它的最小正周期.
解:(1).由,
.定义域为
,值域为
(2) 定义域不关于原点对称,函数为非奇非偶函数.
(3),
的递增区间为,
递减区间为.
(4) ,
是周期函数,最小正周期T.[来*源:^中教%@#网]
例9 已知函数,.求:
(I)函数的最大值及取得最大值的自变量的集合;
(II) 函数的单调增区间.
解:(I)
当,即时, 取得最大值.
函数的取得最大值的自变量的集合为.
(II) .
由题意得: ,
即: .
因此函数的单调增区间为.
三、函数的图象与变换
例10 已知函数,若直线为其一条对称轴.(1)试求的值;(2)作出函数在区间上的图象.[来@源:zzstep*%.&~com]
解:(1)
.
是的一条对称轴,.
.
(2)用五点作图
例11 已知函数,且的最大值为2,其图象相邻两对称轴间的距离为2,并过点(1,2).
(I)求;
(II)计算.
解:(I)的最大值为2,.
又其图象相邻两对称轴间的距离为2,,
.过点,
又.
(II),
.
又的周期为4,,
例12设函数(其中).且的图像在轴右侧的第一个最高点的横坐标是.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)如果在区间上的最小值为,求的值.
解:(I)
依题意得 .
(II)由(I)知,.又当时,
,故,从而在区间上的最小值为,故
四、三角函数的运用
例13 某港口水的深度y(米)是时间,单位:时)的函数,记作,下面是某日水深的数据:
t时
0
3
6
9
12
15
18
21
24
y米
10.0
13.0
9.9
7.0
10.0
13.0
10.1
7.0
10.0
[~中国教育%*出版&网@]
经长期观察,的曲线可以近似地看成函数的图象.
(1)试根据以上数据,求出函数的近似表达式,
(2)一般情况下船舶航行时,船底离海底的距离为5米或5米以上时认为是安全的(船舶停靠时,船底只需不碰海底即可).某船吃水深度(船底离水面的距离)为6.5米,如果该船希望在同一天内安全进出港,请问,它至多能在港内停留多长时间(忽略进出港所需时间)?
解:(1)由已知数据,易知函数的周期T=12,振幅A=3,b=10,
(2)由题意,该船进出港时,水深应不小于5+6.5=11.5米.
,解得:.
,在同一天内,取.
∴该船可在当日凌晨1时进港,下午17时出港,在港口内最多停留16个小时.
例14如图所示,一个摩天轮半径为10米,轮子的底部在地面上2米处,如果此摩天轮每20秒转一圈,且当摩天轮上某人经过点P处(点P与摩天轮中心O高度相同)时开始计时,
求此人相对于地面的高度关于时间的函数关系式;[zzs%t&ep~#.c@om]
在摩天轮转动的一圈内,有多长时间此人相对于
地面的高度不超过10米?
解:(1)以O为坐标原点,以OP所在直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,设摩天轮上某人在Q处,则在t秒内OQ转过的角为,所以t秒时,Q点的纵坐标为,故在t秒时此人相对于地面的高度为(米).
(2)令,则.
,故约有8.72秒此人相对于地面的高度不超过10米.例15 如图,ABCD是一块边长为100米的正方形地皮,其中ATPS是一半径为90米的扇形小山,P是弧TS上一点,其余部分都是平地,现一开发商想在平地上建造一个有边落在BC与CD上的长方形停车场PQCR,求长方形停车场的最大值与最小值.
解:如图,连结AP,设,延长RP交AB于M,
则, ,
,故矩形PQCR的面积
.
设,
,故当时,.
当时,.[中#国教^*@育出版网%]
例16.将一块圆心角为1200,半径为20㎝的扇形铁片裁成一块矩形,有如图(1)、(2)的两种裁法:让矩形一边在扇形的一条半径OA上,或让矩形一边与弦AB平行,请问哪种裁法能得到最大面积的矩形?并求出这个最大值.[来&源:#中教^%网~]
解:按图(1)的裁法:矩形的一边OP在OA上,顶点M在圆弧上,设,则
,所以矩形OPMN的面积
即当时,.
按图(2)的裁法:矩形一边PQ与弦AB平行,设,在△MOQ中,
,则正弦定理得:.
又,
[来源^:中~#&教网*]
.
当时,[www^.#z&zstep*.c@om]
由于,所以用第二种裁法得面积最大的矩形,最大面积为
课堂小结
主要掌握正弦函数与余弦函数的图象与性质,这是本章的核心知识点,主要的思想方法就是数形结合思想和分类讨论思想.
作业[中国#教育^%出版网~@]
见同步练习
拓展提升
1. ( )[中^国教育出版网~@]
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.已知,且是第二象限角,则应满足的条件是( )
A. B. C. D.
3.已知的值是 ( )
A. B. C.2 D.-2[来源#*:中国%教育出~&版网]
4. 给出四个函数,则同时具有以下两个性质的函数是:①最小正周期是;②图象关于点(,0)对称 ( )
(A)(B) (C) (D)
5.为了使函数在区间[0,1]上至少出现50次最大值,则的最小值是( )
(A) (B) (C) (D)[zz@s&te~p.c%o#m]
6.函数f(x)=cos2x+sinx在区间[-,]上的最小值是 ( )
A. B.- C.-1 D.
7.函数f(x)=sin(2x+φ)+cos(2x+φ)的图像关于原点对称的充要条件是 ( )
A.φ=2kπ-,k∈Z B.φ=kπ-,k∈Z
C.φ=2kπ-,k∈Z D.φ=kπ-,k∈Z[来&源:^zzstep.c#~o%m]
8.在中,,若函数在[0,1]上为单调递减函数,则下列命题正确的是
(A) (B)
(C) (D)
9.同时具有性质“⑴ 最小正周期是;⑵ 图象关于直线对称;⑶ 在上是增函数”的一个函数是( )
A. B.
C. D.
10.若把一个函数的图象按(,-2)平移后得到函数的图象,则原图象的函数解析式是 ( )[z&z*step.com%~@]
(A) (B)
(C) (D)
11.为了得到函数y=sin(2x-)的图象,可以将函数y=cos2x的图象 ( )
A.向右平移个单位长度 B.向右平移个单位长度[来~源^:中国%教育&*出版网]
C.向左平移个单位长度 D.向左平移个单位长度
12.若函数f(x)=sin(ωx+)的图象(部分)如下图所示,则ω和的取值是 ( )
A.ω=1,= B.ω=1,=- C.ω=,= D.ω=,=-
13.若函数图象上每一个点的纵坐标保持不变,横坐标伸长到原来的两倍,然后再将整个图象沿轴向右平移个单位,向下平移3个单位,恰好得到的图象,则 .
14.函数为奇函数的充要条件是 ;为偶函数的充要条件是 .
15.一正弦曲线的一个最高点为,从相邻的最低点到这最高点的图象交轴于,最低点的纵坐标为-3,则这一正弦曲线的解析式为 .
16.已知方程sinx+cosx=k在0≤x≤π上有两解,求k的取值范围.
17.数的最小值是(2,其图象相邻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.
[来源~@#:*zzste&p.com]
[www@#.zzst%e~*p.com]
18.已知函数f(x)=Asinωx+Bcosωx(A、B、ω是实常数,ω>0)的最小正周期为2,并当x=时,.[zzs*tep.co#~^m@]
(1)求f(x).
(2)在闭区间[,]上是否存在f(x)的对称轴?如果存在,求出其对称轴方程;如果不存在,请说明理由.
参考答案
1.D 提示;由
可得
2.C 提示:由可得.
3.A 提示: 4.D
5.B 提示:49×T≤1,即×≤1,∴ω≥. [中@国教育~出%#&版网]
6.提示:f(x)=1-sin2x+sinx =-(sinx-)2+,当x=-时,取最小值
7.D 提示:令可得
8.C 提示:根据,所以[www~.#zzst&*e%p.com]
9.D 提示:由性质(1)和(2)可排除 A和C ,再求出的增区间即可
10.D 提示:将函数的图象按平移可得原图象的函数解析式[中国教育出*&版@网#~]
11.B 提示:∵y=sin(2x-)=cos[-(2x-)]=cos(-2x)=cos(2x-)=cos[2(x-)],∴ 将函数y=cos2x的图象向右平移个单位长度
12.C 提示:由图象知,T=4(+)=4π=,∴ ω=.又当x=时,y=1,
sin(×+)=1,+=2kπ+,k∈Z,当k=0时,=.
13.
14. ;
15.
16解:原方程sinx+cosx=ksin(x+)=k,在同一坐标系内作函数y1=sin(x+)与y2=k的图象.对于y=sin(x+),令x=0,得y=1.
∴当k∈[1,]时,观察知两曲线
在[0,π]上有两交点,方程有两解
17.解:易知:A = 2,半周期,∴T = 6(,即,从而:.
设:,令x = 0,有.
又:,∴. ∴所求函数解析式为
18.解:(1)由,.
由题意可得 解得
.
(2)令,所以.
由 得 , .
所以在[,]上只有f(x)的一条对称轴x=
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