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【關(guān)鍵詞】三角函數(shù) 教材分析 教學(xué)建議
在學(xué)習(xí)三角函數(shù)之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了一次函數(shù)、二次函數(shù)、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù),對(duì)函數(shù)有了一定的認(rèn)識(shí)。三角函數(shù)是學(xué)生遇到的第一個(gè)周期性函數(shù),是中等教育階段最后一個(gè)基本初等函數(shù)。學(xué)完本章以后,學(xué)生應(yīng)對(duì)函數(shù)的一般內(nèi)容,如函數(shù)符號(hào)、定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、周期性等建立更完整的認(rèn)識(shí)。
初中數(shù)學(xué)教學(xué)中已有銳角的三角函數(shù)的概念,但沒(méi)有將其作為一種函數(shù)來(lái)教學(xué),關(guān)注的只是三角函數(shù)值,主要利用銳角三角函數(shù)的定義解決直角三角形中有關(guān)邊角的問(wèn)題。到了中職教育階段,需要從函數(shù)的角度來(lái)認(rèn)識(shí)三角函數(shù),落實(shí)大綱中與三角函數(shù)部分相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容與要求。
本章首先對(duì)角的概念進(jìn)行推廣,并通過(guò)弧度制對(duì)角的度量建立角與實(shí)數(shù)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,為學(xué)生理解三角函數(shù)是以實(shí)數(shù)為自變量的函數(shù)奠定基礎(chǔ);為了角的概念推廣的需要,把角放到平面直角坐標(biāo)系中進(jìn)行研究,不僅建立了角的大小與終邊位置的關(guān)系,而且通過(guò)角的終邊上的點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)定義任意角的三角函數(shù),并利用角的終邊上點(diǎn)的坐標(biāo)的正負(fù)直觀性,判斷三角函數(shù)值的符號(hào),得到特殊角的三角函數(shù)值,建立同角三角函數(shù)的兩個(gè)基本關(guān)系式以及誘導(dǎo)公式;借助三角函數(shù)圖像以及誘導(dǎo)公式幫助學(xué)生從“形”與“數(shù)”兩方面理解正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的變化規(guī)律;最后利用計(jì)算器及誘導(dǎo)公式,能由已知三角函數(shù)值求出指定范圍的角。
本章內(nèi)容分為五個(gè)部分:角的概念推廣,弧度制,任意角三角函數(shù)的概念及相關(guān)公式,正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖像與性質(zhì),已知三角函數(shù)值求角。
《中等職業(yè)學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》建議本章設(shè)置18課時(shí),其中新授部分16課時(shí),復(fù)習(xí)部分2課時(shí)。
《大綱》對(duì)本章知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求包括:4項(xiàng)“了解”(角的概念推廣、誘導(dǎo)公式、余弦函數(shù)的圖像和性質(zhì)、已知三角函數(shù)值求指定范圍內(nèi)的角);4項(xiàng)“理解”(弧度制,任意角的正弦函數(shù)、余弦函數(shù)和正切函數(shù),同角三角函數(shù)基本關(guān)系式,正弦函數(shù)的圖像和性質(zhì));2項(xiàng)“掌握”(利用計(jì)算器求三角函數(shù)值及利用計(jì)算器求角度)。
本章可看作是第三章(函數(shù))的延伸和拓展,在教學(xué)中要注意讓學(xué)生體會(huì)三角函數(shù)與一般函數(shù)之間的關(guān)系,即個(gè)性與共性之間的關(guān)系。同時(shí),在本章的教學(xué)中,要特別注意數(shù)學(xué)思想方法的滲透,如突出“數(shù)形結(jié)合”的思想方法。由于三角函數(shù)的基礎(chǔ)是幾何中的相似形和圓,而研究方法又主要是代數(shù)的,所以教學(xué)中既要“以形助數(shù)”,突出幾何直觀幫助學(xué)生理解抽象概念,又要“以數(shù)助形”,通過(guò)代數(shù)性質(zhì)反映圖像的變化規(guī)律。再如,由銳角的三角函數(shù)值到任意角的三角函數(shù)值,三角函數(shù)圖像上一點(diǎn)的作法到一個(gè)周期內(nèi)的圖像上的畫法乃至整個(gè)定義域上的圖像的畫法等都遵循了由特殊到一般的思維方法。學(xué)好余弦函數(shù)的圖像和性質(zhì)的最有效的方法是與正弦函數(shù)的圖像和性質(zhì)進(jìn)行類比。
下面,筆者對(duì)本章的教學(xué)內(nèi)容,從學(xué)習(xí)準(zhǔn)備、教學(xué)探究、教學(xué)過(guò)程及例題處理等方面,分節(jié)給出教學(xué)建議。
一、5.1角的概念推廣(2課時(shí))
在學(xué)習(xí)了角概念的基礎(chǔ)上,本節(jié)的學(xué)習(xí)將進(jìn)行角的概念推廣。在初中,角的定義是有公共端點(diǎn)的兩條射線組成的圖形,角的范圍是0°~360°。
為了研究的方便,常將角放在平面直角坐標(biāo)系中,一般將角的頂點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)重合,角的始邊與X軸的正半軸重合。這樣對(duì)所有的角來(lái)說(shuō),角的頂點(diǎn)、始邊是相同的,區(qū)別僅在終邊,而終邊的位置就決定了它是哪個(gè)象限的角。
銳角是第一象限角,但第一象限角不一定是銳角;鈍角是第二象限角,但第二象限角不一定是鈍角。
由“問(wèn)題解決”可歸納出一般的結(jié)論:
若α是第一象限角,則α/2是第一或第三象限角;若α是第二象限角,則α/2是第一或第三象限角;若α是第三象限角,則α/2是第二或第四象限角;若α是第四象限角,則α/2是第二或第四象限角。
二、5.2弧度制(1課時(shí))
本節(jié)的學(xué)習(xí)是在初中學(xué)習(xí)的角度制基礎(chǔ)上進(jìn)行的。首先要引導(dǎo)學(xué)生回顧角度制的規(guī)定:一個(gè)周角的1/360叫做一度。
在此基礎(chǔ)上通過(guò)多種形式的教學(xué)活動(dòng)使學(xué)生理解:弧度制是一種新的度量角的單位制。一個(gè)角的弧度數(shù)就是這個(gè)角(以角的頂點(diǎn)為圓心,任意長(zhǎng)為半徑的圓的圓心角)所對(duì)弧的長(zhǎng)度與半徑的比值,關(guān)鍵是要掌握弧度與角度換算的基本關(guān)系式:360°=2π(rad)或180°=π(rad)。
三、5.3任意角的三角函數(shù)(2課時(shí))
本節(jié)的學(xué)習(xí)是在初中角的正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、正切函數(shù)等概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在初中,學(xué)生是通過(guò)直角三角形邊的比值來(lái)規(guī)定角的三角函數(shù)值:對(duì)于一個(gè)直角三角形的銳角,其正弦值為對(duì)邊與斜邊的比值,余弦值為鄰邊與斜邊的比值,正切值為對(duì)邊與鄰邊的比值。現(xiàn)在對(duì)任意角,分別用三個(gè)比值y/r、x/r、y/x來(lái)規(guī)定,它們都只與角的終邊所在位置有關(guān),而與點(diǎn)P在角的終邊上的具置無(wú)關(guān)。
從“問(wèn)題解決”中,我們可以得出結(jié)論:
一個(gè)角的終邊與單位圓交點(diǎn)的縱坐標(biāo)就等于這個(gè)角的正弦;與單位圓交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就等于這個(gè)角的余弦;與單位圓交點(diǎn)的縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的比值就等于這個(gè)角的正切。
由討論可知,對(duì)于任意角α,它的正弦、余弦都有意義(因?yàn)閞>0),但正切不同(因?yàn)閠anα=y/x,x有可能為0),只有當(dāng)x≠0,即角α的終邊不在y軸上才有意義。因此,正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的定義域都是R,正切函數(shù)的定義域是{α|α≠π/2+kπ,k∈Z}。
要確定角α的三個(gè)三角函數(shù)值的符號(hào),關(guān)鍵還應(yīng)從任意角的三角函數(shù)的定義出發(fā),結(jié)合圖形更容易掌握。
四、5.4同角三角函數(shù)的基本關(guān)系(2課時(shí))
本教材是利用單位圓導(dǎo)出同角三角函數(shù)基本關(guān)系的:角α的終邊與單位圓的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)就等于sinα,橫坐標(biāo)就等于cosα。由此就能得到sin2α+cos2α=1(稱為平方關(guān)系);再由正切的定義tanα=y/x,就可得到sinα/cosα=cosα(稱為商數(shù)關(guān)系)。
由兩個(gè)基本關(guān)系式可知,一個(gè)角的正弦、余弦、正切函數(shù)值之間是相互關(guān)聯(lián)的。因此,已知一個(gè)角的一個(gè)三角函數(shù)值,就可利用基本關(guān)系式求出其余兩個(gè)三角函數(shù)值。
學(xué)習(xí)了同角三角函數(shù)的基本關(guān)系后,除了可以解決已知一個(gè)角的某個(gè)三角函數(shù)值求其余三角函數(shù)值,還可以對(duì)三角函數(shù)式進(jìn)行化簡(jiǎn)。要啟發(fā)學(xué)生在解題的基礎(chǔ)上討論并總結(jié)化簡(jiǎn)的原則。
五、5.5三角函數(shù)的誘導(dǎo)公式(2課時(shí))
根據(jù)終邊相同的角的同名三角函數(shù)值相等,就能得到誘導(dǎo)公式1;根據(jù)單位圓上點(diǎn)的坐標(biāo)及對(duì)稱關(guān)系,就能得到誘導(dǎo)公式2、誘導(dǎo)公式3、誘導(dǎo)公式4。
要掌握三角函數(shù)的誘導(dǎo)公式,關(guān)鍵是要掌握公式2、3、4的特點(diǎn):函數(shù)名稱不變,至于正負(fù)號(hào),可以通過(guò)特殊化的辦法來(lái)確定。既然公式對(duì)任意角α都成立,那么,當(dāng)α是銳角時(shí)當(dāng)然也成立。當(dāng)α是銳角時(shí),-α為第四象限角,其正弦、正切值為負(fù),余弦值為正,因此,-α的正弦、余弦、正切就分別為-sinα、cosα和-tanα。公式3、4也是如此。
用誘導(dǎo)公式可以把任意角的三角函數(shù)值化為[0,π/2]內(nèi)的角的三角函數(shù)值,正確地化角和正確地運(yùn)用誘導(dǎo)公式是關(guān)鍵。
由“問(wèn)題解決”可知,誘導(dǎo)公式之間是有聯(lián)系的。如對(duì)于sin(π+α),我們可以作如下轉(zhuǎn)化:
sin(π+α)=sin[π-(-α)]=sin(-α)=-sinα.
分析例4時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生回顧:判斷一個(gè)函數(shù)的奇偶性,一般都是從定義出發(fā)。在確認(rèn)了定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱后,接著就考察f(-x)的結(jié)果等于f(x)還是-f(x),進(jìn)而判定這個(gè)函數(shù)是偶函數(shù)還是奇函數(shù)。
六、5.6正弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)(3課時(shí))
用正弦線作正弦曲線的好處是不需要計(jì)算角的正弦值,實(shí)際就是把正弦線平移到相應(yīng)角的位置。這里要特別注意在坐標(biāo)系里橫軸、縱軸的單位必須一致,同時(shí)注意曲線的走向,[0,π]是向上凸的,[π,2π]是向下凹的?!拔妩c(diǎn)法”作正弦曲線,實(shí)際就是列表描點(diǎn)法。這里的五個(gè)點(diǎn)分別是曲線與x軸的交點(diǎn)和最高點(diǎn)及最低點(diǎn),它們的橫坐標(biāo)的間隔是π/2。
無(wú)論是幾何法還是“五點(diǎn)法”,都是為了找到曲線上的一些點(diǎn),再用光滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)。熟練之后就要把握好正弦曲線的形狀和特征,能迅速畫出正弦曲線的草圖。
由教材P152的“思考交流”所得結(jié)論,我們可以進(jìn)一步推廣:y=-f(x)的圖像,與y=f(x)的圖像關(guān)于x軸對(duì)稱,y=f(x)+1的圖像,可以由y=f(x)的圖像向上平移一個(gè)單位而得到。
無(wú)論是單位圓中角在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中正弦線的變化規(guī)律,還是由誘導(dǎo)公式1,均能得出正弦函數(shù)的圖像是呈“周而復(fù)始”的規(guī)律的。結(jié)合周期函數(shù)的定義和對(duì)周期的規(guī)定,由“探究”所得結(jié)論可知,正弦函數(shù)y=sinx是周期函數(shù),它的周期為2kπ,k∈Z,最小正周期為2π。
要判斷一個(gè)函數(shù)是否為周期函數(shù),通常是按照定義,尋找非零常數(shù)T,滿足f(x+T)=f(x)。由于已約定,在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下,我們所說(shuō)的周期都是最小正周期。因此,在找到這樣的常數(shù)T之后,還要再找出其中的最小正數(shù)。
由于正弦函數(shù)y=sinx的周期為2π,也就是說(shuō)其圖像每經(jīng)過(guò)2π就重復(fù),因此,要討論正弦函數(shù)的單調(diào)性,只需選取長(zhǎng)度為2π的區(qū)間即可。
解決了例3后,可啟發(fā)學(xué)生總結(jié):遇到出現(xiàn)含有正弦式的等式,求其他量的范圍問(wèn)題時(shí),通常是把正弦式放在等式的一側(cè),其余的放在另一側(cè)。由于sinx的取值范圍是[-1,1],等式另一側(cè)表達(dá)式的取值范圍也就是[-1,1],這樣就可求出其他量的范圍。
不求值比較兩個(gè)角的正弦值的大小時(shí),關(guān)鍵是用好誘導(dǎo)公式把問(wèn)題化為在一個(gè)單調(diào)區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)角的正弦,再根據(jù)單調(diào)性來(lái)確定它們的大小。
七.5.7余弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)(2課時(shí))
本節(jié)的教學(xué)過(guò)程中要充分運(yùn)用好類比法,利用上一節(jié)研究正弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)的類似方法來(lái)研究余弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)。
與畫正弦線類似,我們要畫出余弦函數(shù)y=cosx圖像上的點(diǎn)(x,cosx)。但余弦線不像正弦線那樣是“豎立”的。從畫圖的角度來(lái)說(shuō),得到每一個(gè)角的余弦線后,用圓規(guī)還是可以把它移到相應(yīng)的位置使它“立”起來(lái)的,但這樣做比較麻煩。用教材P157上的圖5-23,就能達(dá)到使它“立”起來(lái)的效果,這樣畫圖就比較方便。
無(wú)論是幾何法還是“五點(diǎn)法”,都是為了找到余弦函數(shù)y=cosx圖像上的一些點(diǎn),再用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)。熟練之后把握好余弦曲線的形狀和特征,就能迅速畫出余弦曲線的草圖。
仔細(xì)觀察教材P159的“思考交流”中的圖5-28,我們可以發(fā)現(xiàn)余弦函數(shù)y=cosx的圖像,可以由正弦函數(shù)y=sinx的圖像向左平移π/2個(gè)單位得到。
類比正弦函數(shù)的性質(zhì),很容易得到余弦函數(shù)的前三個(gè)性質(zhì),對(duì)照正弦函數(shù)的性質(zhì),余弦函數(shù)的定義域、值域、周期沒(méi)有變化,最大的區(qū)別在于奇偶性(是偶函數(shù))、單調(diào)性(單調(diào)區(qū)間不同)和最大值最小值(取得最大值最小值的自變量不同)。如此類同的根本原因,可以從幾何上得到解釋:余弦函數(shù)y=cosx的圖像,可以由正弦函數(shù)y=sinx的圖像向左平移π/2個(gè)單位得到。
不求值比較兩個(gè)角的余弦值的大小時(shí),關(guān)鍵是用好誘導(dǎo)公式把問(wèn)題化為在一個(gè)單調(diào)區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)角的余弦,再根據(jù)單調(diào)性來(lái)確定它們的大小。
對(duì)于例3,解決時(shí)要有整體意識(shí),即把x/3看作一個(gè)角,為了方便,用換元法,設(shè)t=x/3,由t=2kπ,就能得到x/3=2kπ,從而得到x=6kπ。最后還須注意把所得結(jié)果寫成集合形式。
八、5.8已知三角函數(shù)值求角(2課時(shí))
為了解決有關(guān)已知三角函數(shù)值求角的問(wèn)題,學(xué)生需要具備良好的基礎(chǔ)。為此,教師要組織同學(xué)一起回顧本章前面所學(xué)的知識(shí),特別是誘導(dǎo)公式,各個(gè)象限的三角函數(shù)值的符號(hào)以及特殊角的三角函數(shù)值等。
1.內(nèi)容與要求
1.1 本章主要內(nèi)容是任意角的概念、弧度制、任意角的三角函數(shù)、同角三角函數(shù)間的關(guān)系、誘導(dǎo)公式、兩角和與差的三角函數(shù)、二倍角的三角函數(shù),以及三角函數(shù)的圖象和性質(zhì),已知三角函數(shù)值求角等
1.2 章頭引言安排了一個(gè)實(shí)際問(wèn)題――求半圓內(nèi)接矩形的最大面積.這個(gè)問(wèn)題可以用二次函數(shù)來(lái)解決,但如果設(shè)角度為自變量,就會(huì)得到三角函數(shù)式,學(xué)生尚未學(xué)過(guò)求它的最大值
第一大節(jié)是“任意角的三角函數(shù)” 教科書(shū)首先推廣了角的概念,介紹了弧度制,接著把三角函數(shù)的概念由銳角直接推廣到任意角(都用坐標(biāo)定義),然后導(dǎo)出同角三角函數(shù)的兩個(gè)基本關(guān)系式及正弦、余弦的誘導(dǎo)公式教科書(shū)在本大節(jié)的各小節(jié)中,都安排了許多實(shí)例以及知識(shí)的應(yīng)用
第二大節(jié)是“兩角和與差的三角函數(shù)” 教科書(shū)先引入平面內(nèi)兩點(diǎn)間距離公式(只通過(guò)畫圖說(shuō)明公式的正確性,不予嚴(yán)格證明),用距離公式推出余弦的和角公式,然后順次推出(盡量用啟發(fā)式)其他公式,同時(shí)安排了這些公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用和實(shí)際應(yīng)用,包括解決引言中的實(shí)際問(wèn)題,引出半角公式、和差化積及積化和差公式讓學(xué)生有所了解
第三大節(jié)是“三角函數(shù)的圖象和性質(zhì)” 教科書(shū)先利用正弦線畫出函數(shù) ,x∈[0, ]的圖象,并根據(jù)“終邊相同的角有相同的三角函數(shù)值”,把這一圖象向左、右平行移動(dòng),得到正弦曲線;在此基礎(chǔ)上,利用誘導(dǎo)公式,把正弦曲線向左平行移動(dòng)個(gè)單位長(zhǎng)度,得到余弦曲線接著根據(jù)這兩種曲線的形狀和特點(diǎn),研究了正弦、余弦函數(shù)的性質(zhì),然后又研究了正弦函數(shù)的簡(jiǎn)圖的畫法,簡(jiǎn)要地介紹了利用正切線畫出正切函數(shù)的圖象以及正切函數(shù)的性質(zhì)最后講述了如何由已知三角函數(shù)值求角,并引進(jìn)了arcsinx、arccosx、arctanx等記號(hào),以供在后續(xù)章節(jié)中遇到求角問(wèn)題時(shí)用來(lái)表示答案
1.3 本章的教學(xué)要求是:
1.3.1 使學(xué)生理解任意角的概念、弧度的意義;能正確地進(jìn)行弧度與角度的換算
1.3.2 使學(xué)生掌握任意角的正弦、余弦、正切的定義,了解余切、正割、余割的定義;掌握同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式;掌握正弦、余弦的誘導(dǎo)公式
1.3.3 使學(xué)生掌握兩角和與兩角差的正弦、余弦、正切公式;掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式通過(guò)公式的推導(dǎo),了解它們的內(nèi)在聯(lián)系,從而培養(yǎng)邏輯推理能力
1.3.4 使學(xué)生能正確運(yùn)用三角公式,進(jìn)行簡(jiǎn)單三角函數(shù)式的化簡(jiǎn)、求值和恒等式證明(包括引出積化和差、和差化積、半角公式,但不要求記憶)
1.3.5 使學(xué)生會(huì)用單位圓中的三角函數(shù)線畫出正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、正切函數(shù)的圖象,并在此基礎(chǔ)上由誘導(dǎo)公式畫出余弦函數(shù)的圖象;理解周期函數(shù)與最小正周期的意義,并通過(guò)它們的圖象理解這正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、正切函數(shù)的性質(zhì);會(huì)用“五點(diǎn)法”畫正弦函數(shù)、余弦函數(shù)和函數(shù)的簡(jiǎn)圖,理解A、、φ的物理意義
1.3.6 使學(xué)生會(huì)由已知三角函數(shù)值求角,并會(huì)用符號(hào)arcsinx、arccosx、arctanx表示
2.考點(diǎn)要求
2.1 理解弧度的定義,并能正確地進(jìn)行弧度和角度的換算。
2.2 掌握任意角的三角函數(shù)的定義、三角函數(shù)的符號(hào)、同角三角函數(shù)的關(guān)系式與誘導(dǎo)公式,了解周期函數(shù)和最小正周期的意義,會(huì)求的周期,或者經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的恒等變形可以化為上述函數(shù)的三角函數(shù)的周期能運(yùn)用上述三角公式化簡(jiǎn)三角函數(shù)式,求任意角的三角函數(shù)值與證明較簡(jiǎn)單的三角恒等式
2.3 了解正弦、余弦、正切、余切函數(shù)的圖象的畫法,會(huì)用“五點(diǎn)法”畫正弦、余弦函數(shù)和函數(shù)的簡(jiǎn)圖,并能解決正弦、曲線有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題
2.4 能推導(dǎo)并掌握兩角和、兩角差、二倍角與半角的正弦、余弦、正切公式
2.5 了解三角函數(shù)的積化和差與和差化積公式
2.6 能正確地運(yùn)用上述公式簡(jiǎn)化三角函數(shù)式、求某些角的三角函數(shù)值 證明較簡(jiǎn)單的三角恒等式以及解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題
2.7 掌握余弦定理、正弦定理及其推導(dǎo)過(guò)程、并能運(yùn)用它們解斜三角形
3.考點(diǎn)分析
三角函數(shù)是一種重要的初等函數(shù),由于其特殊的性質(zhì)以及與其他代數(shù)、幾何知識(shí)的密切聯(lián)系,它既是研究其他各部分知識(shí)的重要工具,又是高考考查雙基的重要內(nèi)容之一
本章分兩部分,第一部分是三角函數(shù)部分的基礎(chǔ),不要求引入難度過(guò)高,計(jì)算過(guò)繁,技巧性過(guò)強(qiáng)的題目,重點(diǎn)應(yīng)放在結(jié)知識(shí)理解的準(zhǔn)確性、熟練性和靈活性上
試題以選擇題、填空題形式居多,試題難度不高,常與其他知識(shí)結(jié)合考查
復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)把握好以下幾點(diǎn):
3.1 理解弧度制表示角的優(yōu)點(diǎn)在于把角的集合與實(shí)數(shù)集一一對(duì)應(yīng)起來(lái),二是就可把三角函數(shù)看成以實(shí)數(shù)為自變量的函數(shù)
3.2 要區(qū)別正角、負(fù)角、零角、銳角、鈍角、區(qū)間角、象限角、終邊相同角的概念
3.3 在已知一個(gè)角的三角函數(shù)值,求這個(gè)角的其他三角函數(shù)值時(shí),要注意題設(shè)中角的范圍,并對(duì)不同的象限分別求出相應(yīng)的值在應(yīng)用誘導(dǎo)公式進(jìn)行三角式的化簡(jiǎn)、求值時(shí),應(yīng)注意公式中符號(hào)的選取
3.4 單位圓中的三角函數(shù)線,是三角函數(shù)的一種幾何表示,用三角函數(shù)線的數(shù)值來(lái)代替三角函數(shù)值,比由三角函數(shù)定義所規(guī)定的比值所得出三角函數(shù)值優(yōu)越得多,因此,三角函數(shù)是討論三角函數(shù)性質(zhì)的一個(gè)強(qiáng)有力的工具
3.5 要善于將三角函數(shù)式盡可能化為只含一個(gè)三角函數(shù)的“標(biāo)準(zhǔn)式”,進(jìn)而可求得某些復(fù)合三角函數(shù)的最值、最小正周期、單調(diào)性等對(duì)函數(shù)式作恒等變形時(shí)需特別注意保持定義域的不變性
3.6 函數(shù)的單調(diào)性是在給定的區(qū)間上考慮的,只有屬于同一單調(diào)敬意的同一函數(shù)的兩個(gè)函數(shù)值才能由它的單調(diào)性來(lái)比較大小
3.7 對(duì)于具有周期性的函數(shù),在作圖時(shí)只要先作它在一個(gè)周期中的圖象,然后利用周期性就可作出整個(gè)函數(shù)的圖象
3.8 對(duì)于,,等表達(dá)式,要會(huì)進(jìn)行熟練的變形,并利用等三角公式進(jìn)行化簡(jiǎn)
本章第二部分是兩角和與差的三角函數(shù),考查的知識(shí)共7個(gè),高考中在選擇題、填空題和解答題三種題型中都考查過(guò)本章知識(shí),題目多為求值題,有直接求某個(gè)三角函數(shù)值的,也有通過(guò)三角變換求函數(shù)的變量范圍,周期,最小、大值和討論其他性質(zhì);以及少量的化簡(jiǎn),證明題考查的題量一般為3―4個(gè),分值在12―22分,都是容易題和中等題,重點(diǎn)考查內(nèi)容是兩角和與差的正弦、余弦及正切公式,和差化積、各積化和差公式
考生丟分的原因主要有以下兩點(diǎn):一是公式不熟,二是運(yùn)算不過(guò)關(guān),因此復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
3.8.1 熟練掌握和、差、倍、半角的三角函數(shù)公式復(fù)習(xí)中注意掌握以下幾個(gè)三角恒等變形的常用方法和簡(jiǎn)單技巧
①常值代換,特別是“1”的代換,如:,,,等等
②項(xiàng)的分拆與角的配湊
③降次與升次
④萬(wàn)能代換
另外,注意理解兩角和、差、倍、半角公式中角的實(shí)質(zhì),可以把公式中的角看成一種整體形式,可以錦成其他變量或函數(shù),這樣可加大公式的應(yīng)用范圍和力度
3.8.2 要會(huì)運(yùn)用和差化積與積化和差公式對(duì)三角函數(shù)和差式,要善于轉(zhuǎn)化為積的形式,反之亦然,對(duì)于形如的式子,要引入輔助角并化成的形式,這里輔助角所在的象限由的符號(hào)決定,角的值由確定對(duì)這種思想,務(wù)必強(qiáng)化訓(xùn)練,加深認(rèn)識(shí)
3.8.3 歸納總結(jié)并熟練掌握好三角函數(shù)的化簡(jiǎn)與求值的常用方法和技巧
①三角函數(shù)化簡(jiǎn)時(shí),在題設(shè)的要求下,首先應(yīng)合理利用有關(guān)公式,還要盡量減少角的種數(shù),盡量減少三角函數(shù)種數(shù),盡量化同角、化同名等其他思想還有:異次化同次、高次化低次、化弦或化切、化和差為乘積、化乘積為和差、特殊角三角函數(shù)與特殊值互化等
②三角函數(shù)的求值問(wèn)題,主要有兩種類型 一關(guān)是給角求值問(wèn)題;另一類是給值求角問(wèn)題它們都是通過(guò)恰當(dāng)?shù)淖儞Q,設(shè)法再與求值的三角函數(shù)式、特殊角的三角函數(shù)式、已知某值的三角函數(shù)式之間建立起聯(lián)系選用公式時(shí)應(yīng)注意方向性、靈活性,以造成消項(xiàng)或約項(xiàng)的機(jī)會(huì),簡(jiǎn)化問(wèn)題
3.8.4 關(guān)于三角函數(shù)式的簡(jiǎn)單證明 三角恒等證明分不附加條件和附加條件兩種,證明方法靈活多樣一般規(guī)律是從化簡(jiǎn)入手,適當(dāng)變換,化繁為簡(jiǎn),不過(guò)這里的變換目標(biāo)要由所證恒等式的特點(diǎn)來(lái)決定
①不附加條件的三角恒等式證明:多用綜合法、分析法、在特定的條件下,也可使用數(shù)學(xué)歸納法
②附加條件的三角恒等式證明:關(guān)鍵在于恰當(dāng)而適時(shí)地使用所附加的條件,也就是要仔細(xì)地尋找所附加條件和要證明的等式之間的內(nèi)在聯(lián)系常用的方法是代入法和消元法
三角恒等證明中要重點(diǎn)會(huì)用和差與積的互化公式,掌握等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想和變量代換的方法證明的關(guān)鍵是:發(fā)現(xiàn)差異――觀察等式兩邊角、函數(shù)、運(yùn)算間的差異;尋找聯(lián)系――選擇恰當(dāng)公式,找出差異間的聯(lián)系;合理轉(zhuǎn)化促進(jìn)聯(lián)系,創(chuàng)造性地應(yīng)用基本公式
而關(guān)于角的恒等式或條件恒等式的證明,一般來(lái)說(shuō),要證,先證明的同名三角函數(shù)值相等,即,再證明在三角函數(shù)的同一單調(diào)區(qū)間內(nèi),而后由函數(shù)的單調(diào)性得出
3.8.5 在解有關(guān)三角形的問(wèn)題中,銳角三角函數(shù)的定義、勾股定理、正弦定理、余弦定理是常用的工具注意三角形面積公式,的妙用和三角形內(nèi)角和的制約關(guān)系的作用
3.8.6 求三角函數(shù)最值的常用方法是:配方法、判別式法、重要不等式法、變量代換法、三角函數(shù)的單調(diào)性和有界性等其基本思想是將三角函數(shù)的最值轉(zhuǎn)化為代數(shù)函數(shù)的最值
4.三角函數(shù)中應(yīng)注意的問(wèn)題
4.1 本章內(nèi)容的重點(diǎn)是:任意角三角函數(shù)的概念,同角三角函數(shù)間的關(guān)系式、誘導(dǎo)公式及其運(yùn)用,正弦、余弦的和角公式,正弦曲線的畫法和正弦函數(shù)的性質(zhì)難點(diǎn)是:弧度制的慨念,綜合運(yùn)用本章公式進(jìn)行簡(jiǎn)單三角函數(shù)式的化簡(jiǎn)及恒等式的證明,周期函數(shù)的概念,函數(shù)的圖象與正弦曲線的關(guān)系關(guān)鍵是:使學(xué)生熟練掌握任意角三角函數(shù)的定義,講清余弦的和角公式的特征及其差角公式、正弦的和角公式的變化,正弦曲線的畫法和正弦函數(shù)的性質(zhì)
由于課時(shí)較緊,教學(xué)中應(yīng)遵循大綱所規(guī)定的內(nèi)容和要求,不要隨意補(bǔ)充已被刪簡(jiǎn)的知識(shí)點(diǎn)例如,三角函數(shù)基本上只講正弦、余弦、正切三種;同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式只講,三個(gè);除(k∈Z)外,其余誘導(dǎo)公式中,要求學(xué)生記住并能靈活運(yùn)用的,只是用正弦、余弦表示那幾個(gè),以后求tan 可通過(guò)用科學(xué)計(jì)算器或者轉(zhuǎn)化為來(lái)求;在推導(dǎo)正切的和角公式以及畫正切函數(shù)的圖象時(shí),出現(xiàn)了正切的誘導(dǎo)公式,但這只作為推導(dǎo)的中間步驟,不要求學(xué)生記憶;積化和差與和差化積公式、半角公式也只是作為和(差)角公式的應(yīng)用出現(xiàn)一下,結(jié)果不要求記憶,更不要求運(yùn)用;此外,也不要補(bǔ)充“把化成一個(gè)角的三角函數(shù)的形式”這樣的例習(xí)題
4.2 在講述弧度制的優(yōu)點(diǎn)、角度制的不足時(shí),要注意科學(xué)性事實(shí)上,角的概念推廣后,無(wú)論用弧度制還用角度制,都能在角的集合與實(shí)數(shù)集R及之間建立起一種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系說(shuō)“每個(gè)角都有唯一的實(shí)數(shù)與它對(duì)應(yīng)”時(shí),這個(gè)實(shí)數(shù)可以取這個(gè)角的弧度數(shù),或度數(shù),或角度制下的分?jǐn)?shù),或角度制下的秒數(shù),所以對(duì)應(yīng)法則不是唯一的,但每一種對(duì)應(yīng)法則下對(duì)應(yīng)的實(shí)數(shù)是唯一的所以不要認(rèn)為只有弧度制才能將角與實(shí)數(shù)一一對(duì)應(yīng)有的教師認(rèn)為角度制的計(jì)量單位太小,而弧度制的計(jì)量單位大,而且可以省略不寫,這種說(shuō)法雖有一定道理,但在科學(xué)上并不具有充足的理由,因?yàn)樾∮行〉暮锰?,何況坐標(biāo)系中兩條數(shù)軸上的單位長(zhǎng)度可以不一致關(guān)鍵在于用角度制表示角的時(shí)候,我們總是十進(jìn)制、六十進(jìn)制并用的,例如角其中61、21、12都是十進(jìn)數(shù),而度、分、秒之間的關(guān)系是六十進(jìn)(退)位的,這樣,為了找出與角對(duì)應(yīng)的實(shí)數(shù)(我們學(xué)的實(shí)數(shù)都是十進(jìn)數(shù)),要經(jīng)過(guò)一番計(jì)算,這就不太方便了
4.3 定義了任意角的三角函數(shù)以后,嚴(yán)格地說(shuō),例如,只有,才可以說(shuō)是正弦函數(shù);六種函數(shù)統(tǒng)稱三角函數(shù),說(shuō)明不是這六種函數(shù)的函數(shù),都不能說(shuō)是三角函數(shù),例如可以說(shuō)是2x的正弦函數(shù)(這時(shí)可說(shuō)它是三角函數(shù)),也可以說(shuō)是正弦函數(shù)與正比例函數(shù)的復(fù)合函數(shù),但不能說(shuō)是x的正弦函數(shù)另一點(diǎn)是函數(shù)的定義域,三角函數(shù)或與其相關(guān)的函數(shù)總是附帶定義域的,所以教學(xué)中不宜隨便說(shuō)(或?qū)懀罢液瘮?shù)y=sinx”,需知“函數(shù),”只是正弦函數(shù)的一個(gè)周期,不要把部分當(dāng)作整體
4.4 關(guān)于已知三角函數(shù)值求角,在講解相關(guān)例題時(shí),可以利用設(shè)輔助角(即通過(guò)設(shè)輔助元素把未知轉(zhuǎn)化為已知,這是化歸思想的運(yùn)用)來(lái)求解,把求解過(guò)程調(diào)整為:
4.4.1 如果函數(shù)值為正數(shù),則先求出對(duì)應(yīng)的銳角,如果函數(shù)值為負(fù)數(shù),則先求出與其絕對(duì)值相應(yīng)的銳角
4.4.2 決定角x可能是第幾象限角
4.4.3 如果函數(shù)值為負(fù)數(shù),則根據(jù)角x可能是第幾象限角,得出 內(nèi)對(duì)應(yīng)的角――如果它是第二象限角,那么可表示為 ;如果它是第三或第四象限角,那么可表示為 或
也可以把上述輔助角看作參變量(x為自變量),那么所提供的方法就可以看作參數(shù)的應(yīng)用新大綱把參數(shù)的知識(shí)分散在有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容中,教學(xué)時(shí)適時(shí)提醒學(xué)生注意使用,這是有好處的
4.5 本章所使用的符號(hào)及其用法,全部與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的取得一致,在板書(shū)中逐漸達(dá)到規(guī)范化 物理教科書(shū)也是這樣做的因此在布置和批改作業(yè)時(shí),對(duì)于本章中的幾道與物理(力學(xué)、電學(xué))有關(guān)的習(xí)題,解答時(shí)使用的符號(hào)及其用法,應(yīng)與教科書(shū)上的相同,以免與物理教師講課時(shí)的要求發(fā)生矛盾,弄得學(xué)生無(wú)所適從
(1)從運(yùn)動(dòng)的角度看,角可分為正角、負(fù)角和零角。
(2)從終邊位置來(lái)看,角可分為象限角與軸線角。
(3)若β與α是終邊相同的角,則β用α表示為β=2kπ+α,kZ。
2.弧度與角度的互化
我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是任意角,如何判斷角度以及對(duì)應(yīng)三角函數(shù)的符號(hào),我們引入了單位圓。
1.任意角的三角函數(shù)
(1)定義:設(shè)α是一個(gè)任意角,它的終邊與單位圓交于點(diǎn)P(x,y),那么sinα=y,cosα=x,tanα=(x≠0)。
(2) 幾何表示:三角函數(shù)線可以看作是三角函數(shù)的幾何表示.正弦線的起點(diǎn)都在x軸上,余弦線的起點(diǎn)都是原點(diǎn),正切線的起點(diǎn)都是(1,0)。如圖中有向線段MP,OM,AT分別叫做角α的正弦線,余弦線和正切線。
1.角可以任意大,不受周角限制 2.角有正負(fù)之分,由旋轉(zhuǎn)方向決定 3.還有零角, 一條射線,沒(méi)有旋轉(zhuǎn)。要點(diǎn)闡釋 任意角的三要素:題型一 :鐘表走了兩個(gè)半小時(shí),,分針?biāo)D(zhuǎn)的角度是多少?角的符號(hào)主要由旋轉(zhuǎn)方向決定角。題型二: 比較下面三個(gè)角的大小 根據(jù)角的符號(hào)判斷規(guī)律。誤區(qū)解密:下列四個(gè)命題中,正確的是( ) A.第一象限的角必是銳角。(學(xué)生這方面犯錯(cuò)比較多,初中主要學(xué)的是銳角,特別是特殊角。) B.銳角必是第一象限的角。C.終邊相同的角必相等。(從橫軸正方向開(kāi)始,逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的角是正角,多轉(zhuǎn)一圈多360°。) D.第二象限的角必大于第一象限的角。錯(cuò)解:D 錯(cuò)誤分析:在象限角中,做題的時(shí)候往往容易忽略 任意角的存在。正解:B。銳角必是第一象限的角 糾錯(cuò)心得: 對(duì)于任意角的概念理解非常重要,尤其是角的旋轉(zhuǎn)方向。初中對(duì)于角的認(rèn)識(shí)只限于0 ° ――360°,在剛接觸任意角時(shí)容易忽略任意角的方向,任意角的旋轉(zhuǎn)方向是有始邊到終邊決定的。注意: 任意角是有方向的,角的正負(fù)由旋轉(zhuǎn)方向決定 任意角的大小事沒(méi)有限制的,角可以任意大小,絕對(duì)值大小由旋轉(zhuǎn)次數(shù)及終邊位置決定 描述任意角時(shí)需要注意三個(gè)要素,尤其是旋轉(zhuǎn)方向。(旋轉(zhuǎn)中心、旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)量。)
借助單位圓理解任意角的三角函數(shù)的定義。根據(jù)三角函數(shù)的定義,能夠判斷三角函數(shù)值的符號(hào)。通過(guò)學(xué)生積極參與知識(shí)的“發(fā)現(xiàn)”與“形成”的過(guò)程,培養(yǎng)合情猜測(cè)的能力,從中感悟數(shù)學(xué)概念的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性。單位圓對(duì)于學(xué)生理解任意角三角函數(shù)的正負(fù)有極大的幫助。當(dāng)一個(gè)角出現(xiàn)時(shí),我們首先判斷它的象限,利用單位圓的知識(shí)很方便?,F(xiàn)實(shí)世界中的許多運(yùn)動(dòng)變化都有循環(huán)往復(fù)、周而復(fù)始的現(xiàn)象,這種變化規(guī)律稱為周期性。如何用數(shù)學(xué)的方法來(lái)刻畫這種變化?我們要來(lái)學(xué)習(xí)刻畫這種規(guī)律的數(shù)學(xué)模型之一 ――三角函數(shù)。
三角函數(shù)是與角有關(guān)的函數(shù),在學(xué)習(xí)任意角概念時(shí),我們知道在直角坐標(biāo)系中研究角,可以給學(xué)習(xí)帶來(lái)許多方便,比如我們可以根據(jù)角終邊的位置把它們進(jìn)行歸類,現(xiàn)在大家考慮:若在直角坐標(biāo)系中來(lái)研究銳角,則銳角三角函數(shù)又可怎樣定義呢?
學(xué)生情況估計(jì):學(xué)生可能會(huì)提出兩種定義的方式,一種定義為邊之比,另一種定義在比值中引入了終邊上的一點(diǎn)P的坐標(biāo)。
問(wèn)題:1.銳角三角函數(shù)能否表示成第二種比值方式?
2.點(diǎn)P能否取在終邊上的其它位置?為什么?
3.點(diǎn)P在哪個(gè)位置,比值會(huì)更簡(jiǎn)潔?符號(hào)決定于什么?橫軸和縱軸決定什么?(引出單位圓的定義)。指出sina=MP的函數(shù)依舊表示一個(gè)比值,不過(guò)其分母為1而已。
三角函數(shù)首先是函數(shù)。你能從函數(shù)觀點(diǎn)解析三角函數(shù)嗎?(定義域)
對(duì)于確定的角a,上面三個(gè)函數(shù)值都是唯一確定的,所以,正弦、余弦、正切都是以角為自變量,以單位圓上點(diǎn)的坐標(biāo)或坐標(biāo)的比值為函數(shù)值的函數(shù),我們將它們統(tǒng)稱為三角函數(shù)。由于角的集合和實(shí)數(shù)集之間可以建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,三角函數(shù)可以看成是自變量為實(shí)數(shù)的函數(shù)。
新教材的教學(xué)理念之一是讓學(xué)生去體驗(yàn)新知識(shí)的發(fā)生過(guò)程,首先,角的概念推廣了,那么銳角三角函數(shù)的定義是否也該推廣到任意角的三角函數(shù)的定義呢?通過(guò)這個(gè)問(wèn)題,讓學(xué)生體會(huì)到新知識(shí)的發(fā)生是可能的,自然的。
筆者現(xiàn)以概念形成理論為基礎(chǔ)簡(jiǎn)述數(shù)學(xué)概念的教學(xué)過(guò)程。
概念教學(xué)的基本步驟是:(1)數(shù)學(xué)概念背景的引入。(2)通過(guò)分析、比較不同的例證,進(jìn)行相關(guān)屬性的概括和綜合。(3)概括例證的共同本質(zhì)特征得到概念的本質(zhì)屬性。(4)形成概念的定義,并用符號(hào)表示數(shù)學(xué)概念。(5)概念的辨析,進(jìn)一步明確概念的內(nèi)涵和外延。(6)概念的初步應(yīng)用,形成用概念作判斷的具體步驟。(7)建立與相關(guān)概念的聯(lián)系,形成概念之間的結(jié)構(gòu)。
1.數(shù)學(xué)概念背景的引入。一般來(lái)說(shuō),教師教學(xué)一個(gè)新概念,先應(yīng)讓學(xué)生體會(huì)和認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)的必要性,包括明確學(xué)習(xí)這一概念的意義,了解概念的作用,引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。這就是概念引入環(huán)節(jié)的主要目的和任務(wù)。
新概念的引入方式一般可分為兩大類:一類是從數(shù)學(xué)概念體系的發(fā)展過(guò)程中引入新概念,另一類是從解決實(shí)際問(wèn)題的需要出發(fā)引入新概念。
2.通過(guò)分析、比較不同的例證,進(jìn)行相關(guān)屬性的概括和綜合。例如,在“函數(shù)單調(diào)性”的教學(xué)中,我們就可以首先舉出若干增函數(shù)的例子,如正比例函數(shù),反比例函數(shù),二次函數(shù),讓學(xué)生觀察、思考,初步得出有的“在某個(gè)區(qū)間上圖像上升”,有的“在某個(gè)區(qū)間上圖像下降”,并通過(guò)表格定量地分析自變量的增大與函數(shù)值的變化之間的規(guī)律,為學(xué)生抽象概括本質(zhì)屬性奠定基礎(chǔ)。這里的例證一方面應(yīng)以正例為主,另一方面又要關(guān)注正例的多種變式。
3.概括例證的共同本質(zhì)特征得到概念的本質(zhì)屬性。還以“函數(shù)的單調(diào)性”教學(xué)為例,在學(xué)生觀察思考上述例證之后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生嘗試概括“增函數(shù)”的共同的本質(zhì)特征。
4.形成概念的定義,并用符號(hào)表示數(shù)學(xué)概念。例如,“增函數(shù)”的定義是“一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,如果對(duì)于定義域D內(nèi)的某個(gè)區(qū)間上的任意兩個(gè)自變量的值x1,x2,當(dāng)x1
5.概念的辨析,進(jìn)一步明確概念的內(nèi)涵和外延。教師將概念與其他有關(guān)概念進(jìn)行聯(lián)系和分化,使新概念與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的起固著點(diǎn)作用的相關(guān)概念建立起實(shí)質(zhì)的聯(lián)系。例如,在學(xué)習(xí)三角函數(shù)中的“第一象限的角”這個(gè)概念以后,學(xué)生如果不及時(shí)與已有的“銳角”概念分化,就很容易把兩個(gè)概念混淆。為此,教師在本階段教學(xué)中應(yīng)注意:(1)對(duì)定義的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析。(2)以實(shí)例(正例、反例)為載體,讓學(xué)生進(jìn)行辨析。防止概念理解錯(cuò)誤的一種有效方法是舉反例,反例就是與定義對(duì)象內(nèi)涵不一致(擴(kuò)大或縮?。┑睦印#?)讓學(xué)生自己舉出若干實(shí)例,檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)概念的理解。
6.概念的初步應(yīng)用,形成用概念作判斷的具體步驟。該步驟本質(zhì)上是檢驗(yàn)和修正概念定義的過(guò)程。學(xué)生通過(guò)解決用概念作判斷的具體事例,形成用概念作判斷的具體步驟,通過(guò)運(yùn)用概念,使得抽象概念變成思維中的具體。例如,在形成“任意角三角函數(shù)”概念的定義后,為了讓學(xué)生熟悉定義,教師可從中概括出用定義解題的步驟,可以安排如下問(wèn)題:(1)分別求自變量■,?仔-■所對(duì)應(yīng)的正弦函數(shù)值和余弦函數(shù)值。(2)角的終邊過(guò)點(diǎn)P(■,-■),求它的三角函數(shù)值。
7.建立與相關(guān)概念的聯(lián)系,形成概念之間的結(jié)構(gòu)。在概念獲得的過(guò)程中,很重要的是通過(guò)概念之間的關(guān)系來(lái)認(rèn)識(shí)新概念,由于在這個(gè)過(guò)程中經(jīng)歷了新舊概念的相互作用,無(wú)論是已有的概念還是新概念在認(rèn)識(shí)上都有了發(fā)展,認(rèn)知心理學(xué)家把此時(shí)的概念稱為“精致的概念”。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,“精致”可以從兩個(gè)方面進(jìn)行:一方面是對(duì)新概念的內(nèi)涵與外延進(jìn)行盡量詳細(xì)的“深加工”,通常表現(xiàn)為對(duì)各種可能的特例或變式進(jìn)行剖析,分析可能發(fā)生的概念理解錯(cuò)誤;另一方面是加強(qiáng)概念與概念之間關(guān)系結(jié)構(gòu)的“組織”,使學(xué)生所學(xué)概念與其相關(guān)的知識(shí)之間的聯(lián)系明確化,從而形成一個(gè)合理有序的概念系統(tǒng)。例如,在學(xué)習(xí)“任意角三角函數(shù)”的概念后,教師可通過(guò)概念的“精致”引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)概念的細(xì)節(jié),并將新概念納入到概念系統(tǒng)中去,使學(xué)生全面理解三角函數(shù)概念。這里包括如下內(nèi)容:(1)三角函數(shù)值的符號(hào)問(wèn)題,(2)終邊與坐標(biāo)軸重合時(shí)的三角函數(shù)值,(3)終邊相同的角的同名三角函數(shù)值,(4)與銳角三角函數(shù)的比較——因襲與擴(kuò)張,(5)從“形”的角度看三角函數(shù)——三角函數(shù)線,即聯(lián)系的觀點(diǎn),(6)終邊上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)表示的三角函數(shù)。
一、抓住重點(diǎn)、突出重點(diǎn)
重點(diǎn)確立后,要通過(guò)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)手段,象眾星捧月般地把它加以突出,即常說(shuō)的“突出重點(diǎn)”。也就是抓住主要問(wèn)題講課。如高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)在各象限內(nèi)的符號(hào)一節(jié),依次出現(xiàn)了三個(gè)內(nèi)容:①確定三角函數(shù)的符號(hào);②三角函數(shù)的特殊值;③終邊相同的角的同名三角函數(shù)值相等。而確定三角函數(shù)的符號(hào)是這節(jié)教材的重點(diǎn),這要分別做出四個(gè)象限的角,從三角函數(shù)的定義式出發(fā),先分析正弦、余弦、正切在各象限中的符號(hào),再用余割、正割、余切分別是上述三個(gè)三角函數(shù)的倒數(shù)而分別對(duì)號(hào)成組(共三組),而特殊值與終邊相同的角的同名三角函數(shù)值相等兩個(gè)問(wèn)題也就迎刃而解了。
二、分散難點(diǎn)、突破難點(diǎn)
難點(diǎn)就是難于理解或難于掌握的內(nèi)容,或較抽象、或較復(fù)雜,難點(diǎn)與重點(diǎn),有時(shí)兼?zhèn)?,有時(shí)不同。難,包括學(xué)生難學(xué)和教師難教,由于學(xué)生難學(xué)致使教師難教,若教法不當(dāng),則學(xué)無(wú)成效,教與學(xué)相互制約、相互影響。確定難點(diǎn),要著眼于多方面,不能單憑主觀臆斷。突破難點(diǎn),更為艱辛,要師生密切合作,協(xié)同作戰(zhàn),方可破之。突破難點(diǎn)要注重兩點(diǎn),一要把難點(diǎn)講清,教師要由淺入深,由易到難,循序展現(xiàn),把知識(shí)的內(nèi)在規(guī)律,清晰地交給學(xué)生,讓學(xué)生了解知識(shí)的來(lái)龍去脈,化難為易,步步相扣;二是把難點(diǎn)分化成若干個(gè)小問(wèn)題,分散難點(diǎn),各個(gè)突破。
三、尋找弱點(diǎn)、除掉弱點(diǎn)
關(guān)鍵詞:函數(shù);任意角三角函數(shù);概念教學(xué)
數(shù)學(xué)概念的敘述語(yǔ)言雖然直接簡(jiǎn)練,但是包含了豐富的數(shù)量關(guān)系和空間形式,是事物本質(zhì)特征、內(nèi)在聯(lián)系及規(guī)律的概括。任何一種認(rèn)知的開(kāi)始即是對(duì)概念的理解。教學(xué)中概念教學(xué)將會(huì)直接影響學(xué)生后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)和能力的形成?;谝陨险J(rèn)識(shí),教學(xué)中加強(qiáng)了對(duì)概念教學(xué)的重視,本文將結(jié)合實(shí)踐教學(xué)中的情況對(duì)任意角三角函數(shù)基本概念的教學(xué)作一些分析、探討。
一、任意角三角函數(shù)與函數(shù)
任意角三角函數(shù)是常用的周期函數(shù),是繼函數(shù)概念后學(xué)習(xí)的具體函數(shù),但由于三角函數(shù)特殊的運(yùn)算符號(hào),及課本所給的形式是:sinα=■,cosα=■,tanα=■,大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中認(rèn)為和前面所學(xué)函數(shù)y=f(x)的表達(dá)形式不同,懷疑這樣的函數(shù)和前面所學(xué)的函數(shù)真是一個(gè)概念嗎?由于學(xué)生在學(xué)習(xí)前面的函數(shù)概念時(shí),習(xí)慣用x解析式表示y的函數(shù),當(dāng)看到課本所給的不太一樣的形式時(shí),比較難確定是怎樣的函數(shù)關(guān)系。即使知道具體是角與比值之間的函數(shù)關(guān)系,也較難將這抽象的概念形象具體化并靈活運(yùn)用。因此,教學(xué)中要從感性的實(shí)際周期函數(shù)例子到一般抽象的函數(shù)形式逐漸深入教學(xué),展示出三角函數(shù)概念的由來(lái),讓學(xué)生能夠切實(shí)體會(huì)到三角函數(shù)的實(shí)際意義,明確三角函數(shù)的變量是角度和比值之間的函數(shù)關(guān)系,反映的是周期變化情況。當(dāng)能理解角度與比值的關(guān)系,自然就能明白用單位圓定義的三角函數(shù),靈活計(jì)算出任意角的三角函數(shù)值,體會(huì)到任意角的三角函數(shù)是一種特殊的函數(shù)關(guān)系,最終加深對(duì)函數(shù)的理解,形成一定的概念體系。
二、明確任意角的三角函數(shù)有六種表達(dá)形式
任意角的三角函數(shù)有六種表達(dá)形式,勞動(dòng)版技工學(xué)?,F(xiàn)使用的數(shù)學(xué)課本只提到較常用的三種,對(duì)于技工學(xué)校所教授的專業(yè)程度來(lái)講,這已經(jīng)足夠。不過(guò)實(shí)際上,x、y、r這三個(gè)量之間的比值有六個(gè)比值,分別是■、■、■、■、■及■,故角的變化會(huì)引起六個(gè)比值的不同,也就有六種函數(shù)形式。雖然學(xué)生能夠根據(jù)學(xué)習(xí)前三種函數(shù)的方法去理解掌握后三種函數(shù),但在實(shí)際教學(xué)中教育者仍要明確六種表達(dá)形式,要知道若想幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)知這一概念,就有必要對(duì)概念的外延做必要講解。否則,學(xué)生會(huì)認(rèn)為課本所給的三種函數(shù)表達(dá)形式就是三角函數(shù)的全部,遇到其他的表達(dá)形式會(huì)產(chǎn)生懷疑,畢竟課本上沒(méi)有給出三種之外的其他形式,且在做相關(guān)練習(xí)時(shí),會(huì)下意識(shí)地將計(jì)變量上下顛倒來(lái)計(jì)算比值,造成答題錯(cuò)誤。所以教學(xué)中應(yīng)該充分揭示概念的內(nèi)涵與外延,明確六種表達(dá)形式和它們的形式特點(diǎn),以便學(xué)生靈活解決遇到的各種問(wèn)題。
三、對(duì)比銳角三角函數(shù)和任意角三角函數(shù)
銳角三角函數(shù)和任意角三角函數(shù)的函數(shù)名相同,表達(dá)形式一樣,形成過(guò)程也非常相似,且學(xué)習(xí)任意角三角函數(shù)之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)銳角三角函數(shù),習(xí)慣在直角三角形中的對(duì)邊、鄰變和斜邊,致使學(xué)生容易產(chǎn)生混淆,將任意角的三角函數(shù)也說(shuō)成這三邊之間的比值,疏于考慮三角函數(shù)值的符號(hào),運(yùn)用概念時(shí)產(chǎn)生負(fù)遷移,造成解題錯(cuò)誤。且受先入為主的影響,學(xué)生會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn):為什么可以將銳角三角函數(shù)的定義用于任意角的三角函數(shù)?既然是這樣,怎么還這么麻煩地將對(duì)邊、鄰變和斜邊改成x、y、r。由于初次學(xué)習(xí),很容易就忽略銳角是第一象限角,x、y的取值都是大于零的,而鈍角則是第二象限角,x的取值是小于零的,比值出現(xiàn)有負(fù)數(shù)。學(xué)習(xí)中,他們很快便能感知到銳角三角函數(shù)和任意角三角函數(shù)的相似,卻較難清晰地理解兩者的連續(xù)與區(qū)別。注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比兩者的概念,防止產(chǎn)生負(fù)遷移是任意角三角函數(shù)概念教學(xué)的關(guān)鍵。
四、正確運(yùn)用概念
學(xué)習(xí)概念最終目的是運(yùn)用概念為我們的學(xué)習(xí)、生活和生產(chǎn)所用,所以在向?qū)W生講解完基本概念后,要采取多種形式,幫助學(xué)生多次復(fù)習(xí)已經(jīng)學(xué)習(xí)的概念,并通過(guò)多種途徑去引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用概念,解決遇到的實(shí)際問(wèn)題。只有這樣做才能體現(xiàn)課堂教學(xué)的真正意義,同時(shí)通過(guò)多次反復(fù)的運(yùn)用概念,可以使學(xué)生加深對(duì)概念本身的理解,更好地掌握概念。
要使學(xué)生能正確運(yùn)用概念,我認(rèn)為應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用概念去分辨出數(shù)學(xué)對(duì)象的不同屬性,抓住對(duì)象的特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)。所以三角函數(shù)雖有六種形式,但每種形式特點(diǎn)不同,能解決的對(duì)象也不一樣,俗話說(shuō):“兵來(lái)將擋,水來(lái)土掩。”抓住事物的本質(zhì)才能解決好問(wèn)題。
五、為后續(xù)教學(xué)做好鋪墊
概念教學(xué)只是任意角三角函數(shù)教學(xué)的開(kāi)始部分,后續(xù)還有三角函數(shù)關(guān)系、誘導(dǎo)公式、圖象等,這些教學(xué)都要以基本概念作為基本認(rèn)知。例如,任意角的三角函數(shù)關(guān)系,根據(jù)概念中的比值:■、■、■,我們就可以推斷出:sinα?cosα=1、tanα=■等基本函數(shù)關(guān)系。而在誘導(dǎo)公式教學(xué)中,學(xué)生不僅要理解概念,還要能夠用動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)去看待平面直角坐標(biāo)系上角的變化,畫出任意角的終邊位置,準(zhǔn)確判斷取值的符號(hào),懂得終邊相同的角,可以歸納出一般形式,這么多能力要求不可能一次課便能掌握到位,概念教學(xué)時(shí)就可以引導(dǎo)學(xué)生掌握終邊相同角、取值符號(hào)等知識(shí),這樣會(huì)使教學(xué)前后呼應(yīng),更具連貫性,學(xué)生的學(xué)習(xí)也會(huì)相對(duì)變得容易。
任意角的三角函數(shù)運(yùn)用廣泛,其概念教學(xué)較具現(xiàn)實(shí)意義,教學(xué)中不僅要遵循概念教學(xué)的一般要求,還應(yīng)該注意教學(xué)與實(shí)踐的結(jié)合,避免形式化地去講解概念。教無(wú)定法,使用不同途徑和教學(xué)方法來(lái)達(dá)到更好的教學(xué)效果,實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的,是教育工作者不斷努力追求的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
一、挖掘式備課
我校采用的是集體備課模式,由一個(gè)教師主備,其他教師二次甚至三次備課,提倡先聽(tīng)后上,就是一種好方法。在新理念指導(dǎo)下進(jìn)行教學(xué)嘗試的過(guò)程中,我深深地體會(huì)到:一冊(cè)教材即使以前教過(guò),再教一遍又能挖掘出不同的內(nèi)涵,得到不同的體會(huì),獲得新的收獲。因此,要想實(shí)現(xiàn)高效的課堂效果,就必須創(chuàng)新“備課”法。
二、導(dǎo)學(xué)式預(yù)習(xí)
要想提高數(shù)學(xué)課堂效益,僅有教師精心備課還不夠,還必須把學(xué)生也帶動(dòng)起來(lái),這就是布置課前預(yù)習(xí)作業(yè)。我們采用的導(dǎo)學(xué)案教學(xué),就是一個(gè)不錯(cuò)的嘗試。在預(yù)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生一是針對(duì)預(yù)習(xí)的內(nèi)容,自己能看得懂、能理解的,先獨(dú)立解決;二是預(yù)習(xí)內(nèi)容中理解有困難的、有疑問(wèn)的,做上標(biāo)記,以備課堂上討論;三是對(duì)于預(yù)習(xí)的內(nèi)容,還有什么新方法,也把它記下來(lái)。借助于導(dǎo)學(xué)案,使每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)之前都有一個(gè)充分的知識(shí)與心理準(zhǔn)備,從而知道第二天講什么,什么是重點(diǎn),什么是難點(diǎn),做到心中有數(shù),從而使教學(xué)過(guò)程做到有的放矢,既提高了課堂學(xué)習(xí)效率,又能讓優(yōu)秀生體驗(yàn)成功的快樂(lè),讓落后生有補(bǔ)給的時(shí)間和機(jī)會(huì),調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。
三、體驗(yàn)式“教學(xué)過(guò)程”
我校是一所鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué),有部分學(xué)生因?yàn)槌煽?jī)不佳、家庭經(jīng)濟(jì)條件差等原因已無(wú)擇校機(jī)會(huì)而就近入學(xué),學(xué)生從小沒(méi)有一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,沒(méi)有得到家長(zhǎng)的較嚴(yán)格督促和指導(dǎo),面對(duì)學(xué)習(xí)困難時(shí)得不到有效幫助,受挫折時(shí)也很難得到及時(shí)的疏導(dǎo)和鼓勵(lì),在家訪中還發(fā)現(xiàn)更有一部分家庭,由于父母工作不順利及其它問(wèn)題,家長(zhǎng)對(duì)子女在學(xué)習(xí)中遇到的失敗簡(jiǎn)單責(zé)罵甚至拳腳對(duì)待,或者不管不問(wèn),導(dǎo)致這類學(xué)生怕數(shù)學(xué),甚至討厭數(shù)學(xué)。長(zhǎng)期以來(lái)我們的數(shù)學(xué)教學(xué)常常處于“教材是什么,我們就教什么”的狀態(tài),有時(shí)把數(shù)學(xué)與生活的天然聯(lián)系割裂開(kāi)來(lái),把鮮活的數(shù)學(xué)異化成了純粹的符號(hào)系統(tǒng),成了游離于生活之外的另一抽象的世界,使學(xué)生感覺(jué)數(shù)學(xué)枯燥無(wú)味。從學(xué)生的思維特點(diǎn)看,他們的思維是具體、形象的,他們對(duì)數(shù)學(xué)概念理解不是按我們成人意志“直接教會(huì)學(xué)生的”,而是要通過(guò)學(xué)生的形象思維,借助對(duì)客觀事物表象的理解后而產(chǎn)生的。單一的接受式教學(xué)讓學(xué)生感覺(jué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)單調(diào)、呆板、毫無(wú)樂(lè)趣。對(duì)于學(xué)生的家庭現(xiàn)狀我無(wú)力去改變,于是我改變教學(xué)方法,去適應(yīng)學(xué)生的實(shí)際。根據(jù)數(shù)學(xué)自身的特點(diǎn),遵循中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的心理規(guī)律去創(chuàng)設(shè)情景,從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),讓學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)際問(wèn)題,再抽象成數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應(yīng)用,使學(xué)生獲得對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解。
教學(xué)活動(dòng)是各種教學(xué)信息進(jìn)行多向交流并發(fā)生作用的過(guò)程,教師為教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展而進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計(jì)也應(yīng)體現(xiàn)與各種教學(xué)相關(guān)因素的交往與對(duì)話,這樣才會(huì)更加符合新課程背景下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)特點(diǎn).
一、與數(shù)學(xué)課標(biāo)的對(duì)話
課標(biāo)是教學(xué)的基本依據(jù),因此,在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)與課標(biāo)進(jìn)行高質(zhì)量的對(duì)話,全面深入地了解其中蘊(yùn)含的先進(jìn)教育教學(xué)理念,這對(duì)于教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)準(zhǔn)確地把握教學(xué)起點(diǎn),合理選擇教學(xué)方法,確立自己在課堂中的角色等都有非常重要的意義.
與課標(biāo)的有效對(duì)話主要是為了準(zhǔn)確把握教學(xué)目標(biāo).在教學(xué)設(shè)計(jì)中,教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)是靈魂.由章建躍博士主持的“中學(xué)數(shù)學(xué)核心概念、思想方法結(jié)構(gòu)體系及教學(xué)設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐”課題,對(duì)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)提出了非常明確的思路:用了解、理解、掌握以及相應(yīng)的行為動(dòng)詞“經(jīng)歷”、“體驗(yàn)”、“探究”等表述教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,應(yīng)當(dāng)對(duì)它們的具體含義進(jìn)行解析,核心概念的教學(xué)目標(biāo)還應(yīng)進(jìn)行分層解析;課堂教學(xué)目標(biāo)不宜分為“知識(shí)與技能”“過(guò)程與方法”“情感態(tài)度價(jià)值觀”,要強(qiáng)調(diào)把能力、態(tài)度等“隱性目標(biāo)”融合到知識(shí)、技能等“顯性目標(biāo)”中,以避免空洞闡述“隱性目標(biāo)”,使目標(biāo)對(duì)教學(xué)具有有效的定向作用.
例如,《任意角的三角函數(shù)》一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì),依據(jù)課標(biāo),教學(xué)目標(biāo)為:
理解任意角三角函數(shù)(正弦、余弦、正切)的定義;體會(huì)數(shù)形結(jié)合的思想方法.
這一目標(biāo)的含義是:
能用直角坐標(biāo)系中角的終邊與單位圓交點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)表示任意角的三角函數(shù);知道三角函數(shù)是研究一個(gè)實(shí)數(shù)集(角的弧度數(shù)構(gòu)成的集合)到另一個(gè)實(shí)數(shù)集(角的終邊與單位圓交點(diǎn)的坐標(biāo)或其比值構(gòu)成的集合)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,正弦、余弦和正切都是以角為自變量,以單位圓上點(diǎn)的坐標(biāo)或坐標(biāo)的比值為函數(shù)值的函數(shù);在借助單位圓認(rèn)識(shí)任意角三角函數(shù)的定義的過(guò)程中,體會(huì)數(shù)形結(jié)合的思想,并利用這一思想解決有關(guān)定義應(yīng)用的問(wèn)題.
通過(guò)對(duì)課標(biāo)深入理解和把握其內(nèi)在精神,可以使教師以更高的觀點(diǎn)來(lái)指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施.
二、與數(shù)學(xué)教材的對(duì)話
教材是教師進(jìn)行課堂教學(xué)的主要依據(jù),為學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)提供了基本線索,是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的主要資源.教師要通過(guò)與新教材的對(duì)話,去發(fā)現(xiàn)并認(rèn)識(shí)其內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、組織形式、結(jié)構(gòu)框架等方面的特點(diǎn),以此提高自己組織實(shí)施教學(xué)的水平.
教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要有整體的意識(shí),從教材的整體角度去了解教材的編排體系及意圖,弄清每部分教材在整個(gè)教材體系中的地位和作用,要多用聯(lián)系、發(fā)展的觀點(diǎn)去思考教材內(nèi)容設(shè)計(jì)的作用、目的、意圖、意義以及在實(shí)際應(yīng)用中需要改進(jìn)和完善之處,這樣才有可能在教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)教材內(nèi)容的靈活處理和使用.
教學(xué)設(shè)計(jì)中教師可以在對(duì)教學(xué)內(nèi)容作內(nèi)涵和外延簡(jiǎn)要說(shuō)明的基礎(chǔ)上,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的解讀和分析,即在揭示內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,說(shuō)明內(nèi)容的核心之所在,并對(duì)它在中學(xué)數(shù)學(xué)中的地位進(jìn)行分析,其中隱含的思想方法要作出明確表述.在此基礎(chǔ)上闡明教學(xué)重點(diǎn).這里要在整體框架結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下,圍繞當(dāng)前內(nèi)容,從學(xué)科角度進(jìn)行微觀分析.比如,《任意角的三角函數(shù)》的內(nèi)容說(shuō)明如下:
這是一堂關(guān)于任意角的三角函數(shù)的概念課.在初中,學(xué)生已學(xué)過(guò)銳角三角函數(shù),知道直角三角形中銳角的三角函數(shù)等于相應(yīng)邊長(zhǎng)的比值.在此基礎(chǔ)上,隨著本章將角的概念推廣,以及引入弧度制后,這里相應(yīng)地也要將銳角三角函數(shù)推廣為任意角的三角函數(shù),但它與解三角形已經(jīng)沒(méi)有什么關(guān)系了.任意角的三角函數(shù)是研究一個(gè)實(shí)數(shù)集(角的弧度數(shù)的集合)到另一個(gè)實(shí)數(shù)集(角的終邊與單位圓交點(diǎn)的坐標(biāo)或其比值的集合)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.在此基礎(chǔ)上再對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行解析:三角函數(shù)是又一種基本初等函數(shù),它作為描述周期變化現(xiàn)象的最常見(jiàn)、最基本的數(shù)學(xué)模型,在高中數(shù)學(xué)和其他領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用.而任意角三角函數(shù)的概念又是整個(gè)三角函數(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ),所以它不僅是三角函數(shù)內(nèi)容的核心概念,同時(shí)在高中數(shù)學(xué)中還占有重要的地位.認(rèn)識(shí)它需要借助單位圓、角的終邊以及二者的交點(diǎn)這些幾何圖形的直觀幫助,其中體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想.本節(jié)課將圍繞任意角三角函數(shù)的概念展開(kāi),任意角三角函數(shù)的定義是這節(jié)課的重點(diǎn),能夠利用單位圓認(rèn)識(shí)該定義是解決教學(xué)重點(diǎn)的關(guān)鍵.
三、與同行的對(duì)話
新課程的教學(xué)中僅憑教師個(gè)人的力量必然是有限的,面對(duì)其中的問(wèn)題或困惑,有時(shí)需要依靠教師集體的力量才能解決,這就要求教師之間經(jīng)常進(jìn)行合作、交流與對(duì)話,共同開(kāi)發(fā)和利用好新課程中的教學(xué)資源.比如,開(kāi)展同學(xué)科組集體備課活動(dòng),同學(xué)科組教師在集體備課中相互研討及交流,依靠集體的力量和智慧共同解決教學(xué)中的各種問(wèn)題,通過(guò)學(xué)習(xí)和借鑒同行在教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)、教學(xué)方法的選擇和課堂評(píng)價(jià)語(yǔ)言的運(yùn)用等方面的長(zhǎng)處,參考和觀摩其他教師的課堂教學(xué)實(shí)景,以此開(kāi)闊自己的教學(xué)思路,使自己從中不斷獲得有益的啟示,為搞好教學(xué)設(shè)計(jì)提供可資借鑒的重要教學(xué)資源.
四、與學(xué)生的對(duì)話
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,學(xué)生的具體情況是教學(xué)的出發(fā)點(diǎn),教師只有與學(xué)生進(jìn)行和諧平等的對(duì)話,增進(jìn)師生之間的交流,才能了解學(xué)生,使教學(xué)設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的針對(duì)性,從而提高課堂教學(xué)效率.根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,教師的教學(xué)不能忽視學(xué)生已有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),而應(yīng)當(dāng)把學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上不斷獲得新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn).
在具體的教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師可以針對(duì)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展情況,作出可能存在問(wèn)題的診斷情況分析和教學(xué)支持條件分析.在教學(xué)問(wèn)題診斷分析中,教師根據(jù)自己以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),學(xué)科內(nèi)在的邏輯關(guān)系以及思維發(fā)展理論,對(duì)教學(xué)內(nèi)容在教與學(xué)中可能遇到的障礙進(jìn)行預(yù)測(cè),并對(duì)出現(xiàn)障礙的原因進(jìn)行分析.在上述分析的基礎(chǔ)上指出教學(xué)難點(diǎn).同時(shí)分析的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)做到言之有物,以具體學(xué)科內(nèi)容為載體進(jìn)行說(shuō)明.另外,不同的學(xué)生會(huì)出現(xiàn)不同的教學(xué)問(wèn)題,這也是在分析過(guò)程中要加以注意的.在教學(xué)問(wèn)題診斷分析的基礎(chǔ)上,為了有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),根據(jù)問(wèn)題診斷分析和學(xué)習(xí)行為分析,分析應(yīng)當(dāng)采取哪些教學(xué)支持條件,以幫助學(xué)生更有效地進(jìn)行思考,使他們更好地發(fā)現(xiàn)學(xué)科規(guī)律.當(dāng)前,可以適當(dāng)?shù)貍?cè)重于信息技術(shù)的使用,以構(gòu)建有利于學(xué)生建立概念的“多元聯(lián)系表示”的教學(xué)情境.
例如,《任意角的三角函數(shù)》的教學(xué)設(shè)計(jì)中,教學(xué)問(wèn)題診斷分析可以表述為:學(xué)生在理解用終邊上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)表示銳角三角函數(shù)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)障礙,原因是學(xué)生在此之前都是研究直角三角形中銳角的三角函數(shù),并習(xí)慣了直觀地用有關(guān)邊長(zhǎng)的比值來(lái)表示銳角三角函數(shù).要克服這一困難,關(guān)鍵是幫助學(xué)生建立終邊上點(diǎn)的坐標(biāo)的比值與直角三角形有關(guān)邊長(zhǎng)的比值的聯(lián)系;學(xué)生在理解將終邊上任意一點(diǎn)取在終邊與單位圓的交點(diǎn)這一特殊位置上時(shí),又可能會(huì)出現(xiàn)障礙,原因是他們可能會(huì)認(rèn)為這一特殊點(diǎn)不具有任意性.針對(duì)這一問(wèn)題,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用相似三角形的知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí),明白對(duì)于一個(gè)確定的角,其三角函數(shù)值也就唯一確定了,表示其三角函數(shù)的比值不會(huì)隨終邊上所取點(diǎn)的位置的改變而改變;學(xué)生在將用單位圓定義銳角三角函數(shù)推廣到定義任意角的三角函數(shù)時(shí),還可能會(huì)出現(xiàn)障礙,主要原因還是受初中銳角三角函數(shù)定義的影響,仍然局限在直角三角形中思考問(wèn)題.要幫助學(xué)生克服這一困難,就要讓學(xué)生知道,借助單位圓,用終邊與單位圓交點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)表示三角函數(shù),就是為了很好地解決在直角三角形中不能定義任意角的三角函數(shù)的問(wèn)題,用單位圓統(tǒng)一定義三角函數(shù),不僅沒(méi)有改變初中銳角三角函數(shù)定義的本質(zhì),同時(shí)還能定義任意角的三角函數(shù).教學(xué)支持條件分析可以表述為:為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)三角函數(shù)定義的理解,幫助學(xué)生克服在理解定義過(guò)程中可能遇到的障礙,本節(jié)課準(zhǔn)備在計(jì)算機(jī)的支持下,利用幾何畫板動(dòng)態(tài)地研究任意角與其終邊和單位圓交點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系,構(gòu)建有利于學(xué)生建立概念的“多元聯(lián)系表示”的教學(xué)情境,使學(xué)生能夠更好地?cái)?shù)形結(jié)合地進(jìn)行思考.
另外,在與學(xué)生的對(duì)話中,不僅要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題,而且還要關(guān)注學(xué)生為進(jìn)一步鞏固和應(yīng)用知識(shí)而進(jìn)行的課堂練習(xí)及作業(yè).為此在教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師可以在認(rèn)真思考要為學(xué)生設(shè)置什么樣的練習(xí)及作業(yè)的基礎(chǔ)之上,給學(xué)生布置和安排有價(jià)值的練習(xí)和作業(yè).也就是要注意設(shè)置問(wèn)題的適切性,對(duì)學(xué)生理解數(shù)學(xué)概念和領(lǐng)悟思想方法有真正的啟發(fā)作用,達(dá)到“跳一跳摘果子”的效果.為此應(yīng)在教學(xué)問(wèn)題診斷分析、學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析的基礎(chǔ)上設(shè)置問(wèn)題案例,并對(duì)師生活動(dòng)進(jìn)行預(yù)設(shè),并闡明及需要概括的概念要點(diǎn)、思想方法,需要進(jìn)行的技能訓(xùn)練,需要培養(yǎng)的能力,特別要對(duì)如何滲透、概括和應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法作出明確表述,以“設(shè)計(jì)意圖”的形式反映在教學(xué)設(shè)計(jì)之中.也就是在為學(xué)生所設(shè)置的每個(gè)問(wèn)題或題目后面寫出相應(yīng)的設(shè)計(jì)意圖是什么,每個(gè)問(wèn)題或題目后面的“設(shè)計(jì)意圖”可以只在教學(xué)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出來(lái),而在給學(xué)生的題目中可以寫出也可以不寫.
比如,《任意角的三角函數(shù)》的教學(xué)可以設(shè)計(jì)如下類似的問(wèn)題、例題和練習(xí):
問(wèn)題:你能否給出正弦、余弦、正切函數(shù)在弧度制下的定義域?
設(shè)計(jì)意圖:研究一個(gè)函數(shù),就要研究其三要素,而三要素中最本質(zhì)的則是對(duì)應(yīng)法則和定義域.三角函數(shù)的對(duì)應(yīng)法則已經(jīng)由定義式給出,所以在給出定義之后就要研究其定義域.通過(guò)利用定義求定義域,既完善了三角函數(shù)概念的內(nèi)容,同時(shí)又可幫助學(xué)生進(jìn)一步理解三角函數(shù)的概念.
師生活動(dòng):學(xué)生求出定義域,教師進(jìn)行整理.
例題:先確定下列三角函數(shù)值的符號(hào),然后再求出它們的值:
設(shè)計(jì)意圖:將確定函數(shù)值的符號(hào)與求函數(shù)值這兩個(gè)問(wèn)題合在一起,通過(guò)應(yīng)用公式一解決問(wèn)題,讓學(xué)生熟悉和記憶公式一,并進(jìn)一步理解三角函數(shù)的概念.
師生活動(dòng):先完成題(1),再通過(guò)改變函數(shù)名稱和角,逐步完成其他各題.
練習(xí):
1.設(shè)α是三角形的一個(gè)內(nèi)角,則sinα·cosα·tanα的值的符號(hào)是______.
2.選擇“>”,“<”,“=”填空:
近幾年全國(guó)各省市高考試題中,有關(guān)三角函數(shù)的內(nèi)容平均有20多分,約占總分的15%.試題包括一道考查基礎(chǔ)知識(shí)的選擇題或填空題和一道考查綜合能力的解答題.解答題多考查三角化簡(jiǎn)和三角函數(shù)性質(zhì)中的單調(diào)性、周期性、最值等問(wèn)題.本文著重分析高考題和模擬題中有關(guān)三角函數(shù)的各類解答題,主要剖析命題切入點(diǎn),圍繞解三角函數(shù)解答題的方法思路,總結(jié)一些規(guī)律,供讀者參考.
一、重視對(duì)三角函數(shù)定義的考查
例1如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,銳角α和鈍角β的終邊分別與單位圓交于A,B兩點(diǎn).
(Ⅰ)若點(diǎn)A的橫坐標(biāo)是35,點(diǎn)B的縱坐標(biāo)是1213,求sin(α+β)的值;
(Ⅱ)若|AB|=32,求OA?OB的值.
【分析】本題第(Ⅰ)問(wèn)直接考查三角函數(shù)的定義,根據(jù)定義求得α,β的正弦、余弦值.之后通過(guò)兩角和的正弦公式展開(kāi),代入就可以求出結(jié)果.而第(Ⅱ)問(wèn)求OA?OB的值的時(shí)候,除了下面解析中的定義法以外,也可以通過(guò)余弦定理求解.
【解】(Ⅰ)根據(jù)三角函數(shù)的定義知,
cosα=35,sinβ=1213.
α的終邊在第一象限,sinα=45.
β的終邊在第二象限,cosβ=-513.
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
=45×(-513)+35×1213=1665.
(Ⅱ)|AB|=|AB|=|OB-OA|,
|OB-OA|2=OB2+OA2-2OA?OB
=2-2OA?OB,2-2OA?OB=94,
OA?OB=-18.
【點(diǎn)評(píng)】三角函數(shù)定義對(duì)學(xué)生而言既熟悉又陌生,熟悉是因?yàn)橛袖J角三角函數(shù)定義的基礎(chǔ),理解不難;陌生是因?yàn)閷W(xué)過(guò)以后用得比較少,見(jiàn)面次數(shù)少了自然陌生.本題應(yīng)用三角函數(shù)定義容易得α,β的正弦、余弦值,但是如果考生從解三角形入手,則會(huì)使本題變難,從而走不少?gòu)澛?
二、三角求值注意角的范圍限制
例2(2013年湖南卷)已知函數(shù)f(x)=sin(x-π6)+cos(x-π3),g(x)=2sin2x2.
(Ⅰ)若α是第一象限角,且f(α)=335,求g(α)的值;
(Ⅱ)求使f(x)≥g(x)成立的x的取值集合.
【分析】本題主要考查簡(jiǎn)單三角求值以及三角不等式求解,求解此題的關(guān)鍵是利用好降冪公式、輔助角公式等,對(duì)已知函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行先化簡(jiǎn),之后再根據(jù)三角函數(shù)圖象或三角函數(shù)線的變化趨勢(shì)去求解.
【解】(Ⅰ)因?yàn)閒(x)=32sinx-12cosx+12cosx+32sinx=3sinx,
所以f(α)=3sinα=335,
從而sinα=35,α∈(0,π2).
因?yàn)閟in2α+cos2α=1,得cosα=45,且g(α)=2sin2α2=1-cosα=15.
(Ⅱ)f(x)≥g(x)3sinx≥1-cosx32?sinx+12cosx=sin(x+π6)≥12x+π6∈[2kπ+π6,2kπ+5π6]x∈[2πx,2πx+2π3],k∈Z.
【點(diǎn)評(píng)】本題不難,但是考生在由sinα=35求得cosα=45時(shí),千萬(wàn)要注意α∈(0,π2),否則余弦應(yīng)該有正、負(fù)兩個(gè)取值了.此外,就是三角函數(shù)的相關(guān)公式必須熟練掌握.
三、輔助角公式要靈活應(yīng)用
例3(2013年天津卷)已知函數(shù)f(x)=-2sin(2x+π4)+6sinxcosx-2cos2x+1,x∈R.
(Ⅰ)求f(x)的最小正周期;
(Ⅱ)求f(x)在區(qū)間[0,π2]上的最大值和最小值.
【分析】本題主要考查兩角和與差的正弦公式,二倍角的正弦與余弦公式,以及輔助角公式.還包括三角函數(shù)的最小正周期、單調(diào)性等基礎(chǔ)知識(shí),需要考生熟練掌握相關(guān)公式和基本的運(yùn)算求解能力.
【解】(Ⅰ)f(x)=-2sin2x?cosπ4-2cos2x?sinπ4+3sin2x-cos2x=2sin2x-2cos2x=22sin(2x-π4).
所以,f(x)的最小正周期T=2π2=π.
(Ⅱ)因?yàn)閤∈[0,π2],所以2x-π4∈[-π4,3π4],則sin(2x-π4)∈[-22,1],所以,當(dāng)2x-π4=π2,即x=3π8時(shí),f(x)的最大值為22;當(dāng)2x-π4=-π4,即x=0時(shí),f(x)的最小值為-2.
【點(diǎn)評(píng)】所謂輔助角公式,其實(shí)就是兩角和與差的正、余弦公式的逆用.顯而易見(jiàn),逆用公式比正用公式在理解上有困難,所以建議讀者在做這類題的時(shí)候,不要怕麻煩,要盡量將步驟寫全.如本題化簡(jiǎn)過(guò)程中有2sin2x-2cos2x=22(22sin2x-22cos2x)=22(sin2x?cosπ4-cos2x?sinπ4)=22sin(2x-π4).這樣,化簡(jiǎn)自然不會(huì)失分.
四、會(huì)用換元法求二次函數(shù)型最值
例4已知函數(shù)f(x)=2cos2x+sin2x-4cosx.
(Ⅰ)求f(π3)的值;
(Ⅱ)求f(x)的最大值和最小值.
【分析】本題利用換元思想,引入?yún)?shù),利用一元二次函數(shù)性質(zhì),根據(jù)一元二次函數(shù)的圖象,即可求得f(x)的最值.
【解】(Ⅰ)f(π3)=2cos2π3+sin2π3-4cosπ3=-1+34-2=-94.
(Ⅱ)f(x)=2cos2x+sin2x-4cosx=2(2cos2x-1)+(1-cos2x)-4cosx=3(cosx-23)2-73,x∈R.
因?yàn)閏osx∈[-1,1],所以,當(dāng)cosx=-1時(shí),f(x)取最大值6;當(dāng)cosx=23時(shí),f(x)取最小值-73.
【點(diǎn)評(píng)】其實(shí),比如求函數(shù)f(x)=sinx?cosx+sinx+cosx的值域,我們也可以用換元法,求二次函數(shù)值域得結(jié)論.令sinx+cosx=t,則sinx?cosx=t2-12,就能很容易求得f(x)的值域.但是,在換元的過(guò)程中,千萬(wàn)注意變量的取值范圍在變化前后的等價(jià)性,本例中就是t∈[-2,2].
五、圖象問(wèn)題考查形式多樣
例5(2013年上海卷)已知函數(shù)f(x)=2sin(ωx),其中常數(shù)ω>0.
(Ⅰ)令ω=1,判斷函數(shù)F(x)=f(x)+f(x+π2)的奇偶性并說(shuō)明理由;
(Ⅱ)令ω=2,將函數(shù)y=f(x)的圖象向左平移π6個(gè)單位,再往上平移1個(gè)單位,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,對(duì)任意的a∈R,求y=g(x)在區(qū)間[a,a+10π]上零點(diǎn)個(gè)數(shù)的所有可能值.
【分析】本題第(Ⅰ)問(wèn)判斷函數(shù)的奇偶性,考生習(xí)慣上馬上入手判定F(x)與F(-x)以及-F(x)的關(guān)系.但是,當(dāng)說(shuō)明一個(gè)函數(shù)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)的時(shí)候,我們只需要有一個(gè)反例就夠了.而第(Ⅱ)問(wèn)考查函數(shù)圖象的平移伸縮變化,是考生極易出錯(cuò)的地方,主要原因是沒(méi)有抓住關(guān)鍵――不論平移與伸縮順序如何,想要判斷水平方向平移的單位數(shù),關(guān)鍵是看自變量x的變化,當(dāng)自變量由x變化到x+φ,函數(shù)圖象向左(φ>0)或向右(φ
【解】(Ⅰ)F(x)=2sinx+2sin(x+π2)
=2sinx+2cosx=22sin(x+π4).
F(-π4)=0,F(π4)=22,
F(-π4)≠F(π4),F(xiàn)(-π4)≠-F(π4).
函數(shù)f(x)=f(x)+f(x+π2)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù).
(Ⅱ)當(dāng)ω=2時(shí),f(x)=2sin2x,g(x)=2sin2(x+π6)+1=2sin(2x+π3)+1,其最小正周期T=π.由2sin(2x+π3)+1=0,得sin(2x+π3)=-12,
2x+π3=kπ-(-1)k?π6,k∈Z,
即x=kπ2-(-1)k?π12-π6,k∈Z.
區(qū)間[a,a+10π]的長(zhǎng)度為10個(gè)周期,若零點(diǎn)不在區(qū)間的端點(diǎn),則每個(gè)周期有2個(gè)零點(diǎn);若零點(diǎn)在區(qū)間的端點(diǎn),則僅在區(qū)間左或右端點(diǎn)處得一個(gè)區(qū)間含3個(gè)零點(diǎn),其他區(qū)間仍是2個(gè)零點(diǎn).故當(dāng)a=kπ2-(-1)k?π12-π6,k∈Z時(shí),21個(gè),否則20個(gè).
【點(diǎn)評(píng)】函數(shù)圖象問(wèn)題包括圖象變換(通常以選擇題形式出現(xiàn)),上述試題是一個(gè)很不錯(cuò)的例子,通過(guò)函數(shù)圖象的平移、伸縮變換求函數(shù)解析式.
六、與向量結(jié)合問(wèn)題??汲P?/p>
例6(2013年遼寧卷)設(shè)向量a=(3sinx,sinx),b=(cosx,sinx),x∈[0,π2].
(Ⅰ)若|a|=|b|,求x的值;
(Ⅱ)設(shè)函數(shù)f(x)=a?b,求f(x)的最大值.
【分析】本題注意到向量的坐標(biāo)表示,解決起來(lái)不是很困難.但是在考試的時(shí)候,考生容易忘記數(shù)量積a?b的坐標(biāo)表示,而只是記得定義a?b=|a|?|b|?cosθ,從而使得本題第(Ⅱ)問(wèn)解決起來(lái)比較困難.
【解】(Ⅰ)由|a|2=(3sinx)2+(sinx)2=4sin2x,|b|2=(cosx)2+(sinx)2=1.
又|a|=|b|,得sin2x=14,以及x∈[0,π2],從而sinx=12,所以x=π6.
(Ⅱ)f(x)=a?b=3sinx?cosx+sin2x=32sin2x-12cos2x+12=sin(2x-π6)+12.由于x∈[0,π2],則當(dāng)x=π3時(shí),sin(2x-π6)有最大值為1,所以f(x)的最大值為32.
【點(diǎn)評(píng)】向量與三角函數(shù)等代數(shù)知識(shí)相結(jié)合考查是近年高考的熱點(diǎn)題型,其主要特點(diǎn)是用向量的形式給出條件,然后要求解決有關(guān)函數(shù)、三角、數(shù)列等問(wèn)題.在解題時(shí),有兩方面可以考慮,一是把向量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題,然后由代數(shù)知識(shí)解題;二是構(gòu)造適當(dāng)?shù)南蛄?,使?wèn)題目標(biāo)向量化,然后通過(guò)向量運(yùn)算來(lái)解題.
七、解三角形問(wèn)題要注意挖掘隱含條件
例7(2013年江西卷)在ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,已知cosC+(cosA-3sinA)?cosB=0.
(Ⅰ)求角B的大??;
(Ⅱ)若a+c=1,求b的取值范圍.
【分析】本題注意到A+B+C=π,故cosC=-cos(A+B),再利用兩角和的余弦公式展開(kāi),就可以容易求得角B的大小.第(Ⅱ)問(wèn)求b的取值范圍,則需要注意到余弦定理的選擇,以及通過(guò)二次函數(shù)求b2的取值范圍,從而求出b的取值范圍.注意,如果只是求b的最小值,還可以選擇均值定理.
【解】(Ⅰ)由已知得-cos(A+B)+cosAcosB-3sinAcosB=0,
即有sinAsinB-3sinAcosB=0.
因?yàn)閟inA≠0,所以sinB-3cosB=0.
又cosB≠0,所以tanB=3.
又0
(Ⅱ)由余弦定理,有b2=a2+c2-2accosB.因?yàn)閍+c=1,cosB=12,
有b2=3(a-12)2+14.又0
【點(diǎn)評(píng)】三角形中的三角函數(shù)關(guān)系是歷年高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容,以三角形為主要依托,以正、余弦定理為知識(shí)框架,結(jié)合三角函數(shù)、平面向量等內(nèi)容進(jìn)行綜合考查.在三角形中,正、余弦定理將邊和角有機(jī)地結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)了邊角互化,從而使三角函數(shù)與幾何建立了聯(lián)系,為解三角形提供了理論依據(jù).
八、與導(dǎo)數(shù)結(jié)合問(wèn)題新穎
例8(2013年北京卷)已知函數(shù)f(x)=x2+xsinx+cosx.
(Ⅰ)若曲線y=f(x)在點(diǎn)(a,f(a))處與直線y=b相切,求a與b的值;
(Ⅱ)若曲線y=f(x)與直線y=b有兩個(gè)不同的交點(diǎn),求b的取值范圍.
【分析】本題第(Ⅰ)問(wèn)考查直線與曲線相切的問(wèn)題,只要注意相切的本質(zhì)――切點(diǎn)處曲線的斜率等于切線的斜率以及切點(diǎn)既在直線上也在曲線上,就可以求出a與b的值.本題第(Ⅱ)問(wèn)設(shè)置得簡(jiǎn)單大氣,但是對(duì)考生數(shù)學(xué)思維能力要求非常高.大多數(shù)考生判斷出來(lái)函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,0)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,且f(0)=1.于是馬上下結(jié)論:若曲線y=f(x)與直線y=b有兩個(gè)不同的交點(diǎn),則必須b>1.但是,卻因沒(méi)有說(shuō)明當(dāng)x+∞時(shí),f(x)+∞的,不能得滿分.
【解】由f(x)=x2+xsinx+cosx,得
f′(x)=x(2+cosx).
(Ⅰ)因?yàn)榍€y=f(x)在點(diǎn)(a,f(a))處與直線y=b相切,所以f′(a)=a(2+cosa)=0,b=f(a).解之,得a=0,b=f(0)=1.
(Ⅱ)令f′(x)=0,得x=0.
當(dāng)x變化時(shí),f(x)與f′(x)的情況如下:
x(-∞,0)0(0,+∞)f′(x)-0+f(x)1所以函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,0)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,f(0)=1是f(x)的最小值.當(dāng)b≤1時(shí),曲線y=f(x)與直線y=b最多只有一個(gè)交點(diǎn);當(dāng)b>1時(shí),f(-2b)=f(2b)≥4b2-2b-1>4b-2b-1>b,f(0)=1
所以存在x1∈(-2b,0),x2∈(0,2b),使得f(x1)=f(x2)=b.
由于函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,0)和(0,+∞)上均單調(diào),所以,當(dāng)b>1時(shí),曲線y=f(x)與直線y=b有且只有兩個(gè)不同交點(diǎn).
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
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