教學設計:何瑞芳
【版本信息】人民教育出版社高中數學A版。
【版本信息】
一、教學目標(思維工具:AGO、CAF)
知識目標:
理解參數φ,ω,A變化對函數y=Asin(ωx+φ)圖像的影響。
能力目標:
能用“五點作圖法”、“圖像變换法”作y=Asin(ωx+φ)圖像的簡圖。
情感目標:
通過對參數φ,ω,A變换的探索與發現,讓學生領會由形象到抽象、由簡單到復雜、特殊到一般的化歸思想,培養其數形結合的思想。
教學重點:“五點作圖法”、“圖像變换的法”作y=Asin(ωx+φ)圖像的簡圖。
教學難點:參數φ,ω,A同時變化對函數圖像的影響,通過多媒體演示去探究。
教學方法:采用 “從特殊到一般”、“從具體到抽象”的方法,並在教學過程中滲透數形結合、分類討論等數學思想方法。
備用工具AGO、OPV、PMI、CAF、聚焦、祛除、C&S。
所需設備:校園網、多媒體課件、三角板
二、教學過程
圖1教學搆思
(一)復習回顧
1.正弦曲綫
2.五點法做圖
(二)問題情境
1. 問題1:一次函數的標準形式如何?它的圖像特性由誰决定?
2. 學生思考,回答。
3.問題2:正弦函數的標準形式爲f(x)=sinx,但在實際生活中我們更多遇到的是形如y=Asin(ωx+φ)的函數圖像,如物理的簡諧運動,交流電的電流與時間的關係圖等。此類函數叫類正弦函數,它的圖像特徵由參數φ,ω,A共同决定。本堂課我們共同探索函數y=Asin(ωx+φ)圖像的作法及其受φ,ω,A影響變化的規律。
總結:研究問題的方法策略:由特殊到一般,由形象到抽象。
(三)新知探究(思維工具:聚焦、AGO)
探究1:探究φ對y=sin(ωx+φ),x∈R的圖像的影響
(函數圖像的左右平移變换)。
課件演示1:在同一坐標係中畫出函數y=sinx、y=sin(x+π3)、y=sin(x-π6)的圖像,並指出它們與y=sinx圖像之間的關係?(幾何畫板動畫展示)
新知:函數y=sin(ωx+φ)(其中φ≠0)的圖像,可以看作將函數y=sinx的圖像上所有點(當φ>0)或(當φ<0)平移個單位長度而得到。
探究2:探究ω(ω>0)對y=sin(ωx)的圖像影響
(函數圖像横向伸縮變换——週期變换)。
課件演示2:下圖是同一坐標係中y=sinx,y=sin2x,y=sin12x的圖像,請確定三個函數所對應的圖像,並指出它們與y=sinx圖像之間的關係?
新知:一般地,函數y=sin(ωx)(ω>0)的圖像可以看作將函數y=sinx的圖像上所有的點的横坐標()或()到原來的倍(縱坐標不變)而得到。
探究3:探究φ、ω(ω>0)對y=sin(ωx)的圖像影響
課件演示3:(1)用“五點作圖法”畫y=sin(2x+π3)的圖像。
(2)指出y=sin(2x+π3)與y=sinx圖像之間的關係?函數y=sin(2x+π3)的圖像可否通過y=sinx圖像變换而來?
例1. 用兩種方法將函數y=sinx的圖像變换爲函數y=sin(2x+π3)的圖像。(思維工具:聚焦、OPV、PMI、祛除)
分析1:xx+π32x+π3
解法1:y=sinx向左平移π3個單位
y=sin(x+π3)横坐標縮短到原來的12縱坐標不變
y=sin(2x+π3)
分析2:x2x2(x+π6)=2x+π3
解法2:y=sinx横坐標縮短到原來的12縱坐標不變
y=sin2x向左平移個單位
y=sin(2x+x3)
難點突破:通過小組合作(OPV)、一題多解(PMI分析)讓學生發現各方法的優缺點,從而做出選擇。在解法2中,學生容易認爲伸縮變换後再平移得到y=sin(2x+x3)的圖像,還是通過向左平移x3個單位。此時候教師引導學生回到前面用“五點作圖法”畫y=sin(2x+x3)的圖像,學生就會發現矛盾。從而得到y=sin2x+向左平移x6個單位y=sin\[2(x+π6)\]=sin(2x+π3)。
探究4:探究A(A>0)對y=Asin(ωx+φ)的圖像的影響
(函數圖像的縱向伸縮變换)。
課件演示:在例一的圖中畫出y=3sin(2x+π3)的圖像,並指出與圖像之間的關係?如果取情况又會怎樣呢?
(幾何畫板動畫展示)
小結:如何由圖像通過圖像變换得到y=Asin(wx+φ)的圖像?
(1)y=sinxy=sin(x+φ)y=sin(ωx+φ)y=Asin(ωx+φ)
(2)y=sinxy=sinωxy=sin(ωx+φ)y=Asin(ωx+φ)
圖2圖像變换的法辨证分析
(四)課堂反饋練習(思維工具:OPV、C&S)
1.已知函數y=3sin(x+x5)的圖像爲C
(1)要得到函數y=3sin(x-x5)的圖像,只需將y=3sin(x+x5)圖像()
A. 向右平移x5個單位B. 向左平移x5個單位
C. 向右平移x5個單位 D.向左平移x5個單位
2. 要得到函數y=3sin(2x+x5)的圖像,只需將y=3sin(x+x5)圖像()
A.横坐標擴大原來的2倍,縱坐標不變
B.横坐標縮小到原來12的倍,縱坐標不變
C.縱坐標擴大原來的2倍,横坐標不變
D.縱坐標縮小到原來12的倍,横坐標不變
3. 要得到函數y=sin(2x-π3)的圖像,只需將y=sin2x圖像()
A. 向左平移π3個單位B. 向右平移π3個單位
C. 向左平移π3個單位 D. 向右平移π3個單位
4.將函數y=2sin12x的圖像上所有點的横坐標和縱坐標都縮短到原來的12,得到新的函數圖像,那麽這個新函數的解析式是。
5.作出函數y=sin(2x+π4)的圖像。
(五)總結提昇:
作函數y=Asin(ωx+φ)的圖像主要有以下兩種方法:
(1)用“五點法”作圖
用“五點法”作y=Asin(ωx+φ)的簡圖,主要是通過變量代换,設z=ωx+φ,由z取0,π2,π,32π,2π來求出相應的x,通過列表,計算得出五點坐標,描點後得出圖像。
(2)“圖像變换的法”作圖
由函數y=sinx的圖像通過變换得到y=Asin(ωx+φ)的圖像,有兩種主要途徑:“先平移後伸縮”與“先伸縮後平移”。
方法一:先平移後伸縮
y=sinx向左(φ>0)或向右(φ<0)平移]φ個單位y=sin(x+φ)
横坐標變爲原來的1ω倍縱坐標不變y=sin(ωx+φ)
縱坐標變爲原來的A倍横坐標不變y=Asin(ωx+φ)
方法二:先伸縮後平移
y=sinx横坐標變爲原來的1ω倍縱坐標不變
y=sinωx向左(φ>0)或向右(φ<0)平移]φω個單位y=sin(ωx+φ)
縱坐標變爲原來的A倍横坐標不變y=Asin(ωx+φ)
三、分層作業
P57 習題1.5 A組題1、題2、(3)
思考題:函數f(x)=Asin(ωx+φ)的圖像如圖所示,求這個函數的解析式。
四、板書設計
(1)“五點作圖法”作圖的步驟
(2)由y=sinx圖像通過圖像變换得到y=Asin(wx+φ)的圖的流程圖。
板書例1(1)留給學生板書
【教學反思】
本教學設計中筆者利用了多媒體工具,AGO、OPV、PMI、CAF、聚焦、祛除等思維工具,讓學生發現、歸納參數φ,ω,A對函數圖像的影響,掌握“五點作圖法”、“圖像變换法”作y=Asin(ωx+φ)圖像的簡圖的方法。培養了數形結合思想,也爲突破函數圖像先週期變换再左右平移變换中遇到的困難,週期變换中圖像伸縮與ω成倒數關係的理解提供了形象的依據。
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