【名师导学】2015年春高中数学 第一章 三角函数(含解析)苏教版必修4.doc
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1、 第1课时任意角 教学过程一、 问题情境情境1:在初中,我们已经学习过的角有哪些?它们的范围是多少?3情境2:在体操、跳水运动中,有“转体720”“翻腾两周半”这样的动作名称,“720”在这里也是用来表示旋转程度的一个角,那么“720”是怎样的一个角?4二、 数学建构(一) 生成概念问题1在初中,角的概念是如何定义的?(初中平面几何中角的定义是:从一个端点出发的两条射线所组成的几何图形.这个定义形象、直观、容易理解,但它是静态的,具有一定的局限性)问题2体操运动中的“转体720”是如何形成的?(引导学生来说明这个角可由旋转的方式得到)问题3你能根据上面的例子,给角下一个新的具有动态意义的定义吗
2、?(引导学生由特殊来归纳一般,给角下一个动态性的定义)通过师生互动,以及多媒体演示,学生亲手作图,给出角的动态性定义:角是平面内一条射线绕着它的端点从一个位置旋转到另一个位置所形成的图形,射线旋转的开始位置和终止位置称为角的始边和终边,射线的端点称为角的顶点.问题4既然角可以看做平面内一条射线绕着它的端点从一个位置旋转到另一个位置所形成的图形,那么有几种旋转方式呢?如何来区分这些不同旋转方式所得到的角呢?(通过旋转方式的讨论,引导学生来区别旋转所得到的角,进而得到正角、负角、零角的概念)通过讨论,结合下图(图1),给出正角、负角、零角的定义.(图1)按逆时针方向旋转所形成的角叫做正角,按顺时针
3、方向旋转所形成的角叫做负角.如果射线没有作任何旋转,那么也把它看成一个角,叫做零角.(二) 理解概念 1. 用“旋转”定义角之后,角的范围大大地扩充了. 角有正负之分(结合图2,引导学生知道区分正、负角的关键是抓住终边的旋转方向是逆时针、顺时针,还是没有转动); 角可以任意大; 还有零角.(图2) 2. 正角和负角是表示具有相反意义的旋转量,它的正负规定纯系习惯,就好像与正数、负数的规定一样,零角无正负,就好像数零无正负一样.问题5角的概念推广后,角的范围也就扩大了,那么,我们又该如何来研究角?为了便于研究,我们要将角放在直角坐标系中.建立直角坐标系的方法:角的顶点与原点重合,角的始边为x轴的
4、正半轴.问题6将角放入直角坐标系中研究后,角的终边会出现在哪些位置?我们该如何称呼它们?(通过讨论,得到象限角与轴线角的概念)角的终边在第几象限,就说这个角是第几象限角;如果角的终边在坐标轴上,称这个角为轴线角.(三) 巩固概念(1) 分别举几个第一、 二、 三、 四象限角的例子.(2) 30, 390, -330角分别是第几象限角?观察这些角,你有什么发现?(3) 终边相同的角有何特点?试写出与30角终边相同的角的集合.5问题7与角终边相同的角的集合如何表示?S=|=k360+, kZ.注意以下问题:kZ;是任意角;终边相同的角不一定相等,但是相等的角的终边一定相同;终边相同的角有无数多个,
5、它们相差360的整数倍.6三、 数学运用【例1】写出与下列各角终边相同的角的集合S,并把S中在0360的角写出来,并分别判断它们是第几象限角.(1) 460;(2) -21;(3) 963147.(见学生用书P1)处理建议选例1的第一小题板书来示范解题的步骤,其他例题请几个学生板演,教师针对板演同学所出现的问题及时给予更正,适时引导学生做好总结归纳.规范板书解(1) S=|=460+k360, kZ. S中在0360范围内的角是(-1)360+460=100,它是第二象限角.(2) S=. S中在0360范围内的角是1360-21=339,它是第四象限角.(3) S=|=96314+k360,
6、 kZ. S中在0360范围内的角是(-2)360+96314=24314,它是第三象限角.题后反思只需将这些角表示成k360+(kZ)的形式,然后根据角选择一个适当的整数k值,使得k360+在0360的范围内则可.变式写出与下列各角终边相同的角的集合S,并把S中在-360到720间的角写出来:(1) -120;(2) 640.处理建议先由学生讨论,然后让学生回答,互相更正,对出现的错误进行纠正讲解,并要求学生熟练掌握这些常见角的集合的表示方法.答案(1) S=|=k360-120, kZ,分别令k=0, 1, 2得S中在-360到720间的角为-120, 240, 600.(2) S=|=k
7、360+640, kZ,分别令k=-2, -1, 0得S中在-360到720间的角为-80, 280, 640.【例2】已知与320角的终边相同,判断是第几象限角.8(见学生用书P2)处理建议引导学生先写出的表达式,然后将表达式中的k值具体化,取几个具体的值来发现结论.规范板书由=k360+320 (kZ),可得=k180+160 (kZ).若k为偶数,设k=2n (nZ),则=n360+160 (nZ), 与160角的终边相同,是第二象限角;若k为奇数,设k=2n+1 (nZ),则=n360+340 (nZ), 与340角的终边相同,是第四象限角.所以是第二或第四象限角.题后反思(1) 解题
8、的关键在于将表示出来;(2) 在判断所在象限的过程中,蕴含着分类讨论的思想,要让学生充分领悟此方法;(3) 从本题中可以得到这样的一个结论:若角可以表示为=k180+ (kZ),则的终边与的终边所在的直线重合.变式若角的终边落在x轴上,则的集合为;若角的终边落在第一、三象限的角平分线上,则的集合为.(根据上述题后反思的结论可得到结果)答案|=k180, kZ; |=k180+45, kZ(或|=k180+225, kZ)*【例3】(教材第10页习题1.1第11题)如图,写出终边落在阴影部分的角的集合(包括边界).9(例3)处理建议此题较难,引导学生观察、分析阴影部分图形的特点.规范板书解(1)
9、 方法1:根据例2的变式可得|k180+45k180+90, kZ.方法2:|k360+45k360+90, kZ=|k180+45k180+90, kZ.(2) |k360-150k360+120, kZ.题后反思(1)一个角按顺、逆时针旋转k360 (kZ)角后与原来角终边重合,同样一个“区间”内的角,按顺、逆时针旋转k360 (kZ)角后,所得“区间”仍与原区间重叠,因此,解决此类问题,我们可以首先在0到360范围内找出满足条件的角,然后在加上k360 (kZ)即可.(2) 此类问题要注意角的终边的大小关系,以及按逆时针方向旋转的角是越来越大的.如第二小题表示为|k360+210k360
10、+120, kZ或|k360+120k360+210, kZ都是错误的解答.变式若是第四象限角,判断是第几象限角.10处理建议根据象限角的定义结合不等式的知识求解,最后来确定所在的象限.规范板书因为是第四象限角,所以k360+270k360+360 (kZ),故k180+135k180+180 (kZ),从而在第二或第四象限.题后反思在学生领悟了分类讨论的思想后,在此基础之上可增讲八卦图的巧解法.四、 课堂练习 1. 已知角为-30,将角的终边按逆时针方向旋转三周后的角的度数为1050. 2. 钟表经过4小时,时针转了-120度.提示钟表每12个小时,时针顺时针转一圈,即转了-360,故4小时
11、转过的角度为4=-120. 3. 设A=|=k360+45, kZ, B=|=k360+225, kZ, C=|=k180+45, kZ,D=|=k360-135, kZ, E=|=k360+45或=k360+225, kZ,则相等的角集合为B=D, C=E.提示可通过分类讨论的方法或在直角坐标系中作出角用数形结合的方法来解决. 4. 写出与下列各角终边相同的角的集合,并将集合中适合不等式-720360的元素写出来.(1) 60;(2) -225解(1) 与60角终边相同的角的集合S=|=k360+60, kZ,当k=0时,=60;当k=-1时,=-300;当k=-2时,=-660.(2) 因
12、为-225=-360+135,所以与-225角终边相同的角的集合S=|=k360+135,kZ,当k=0时,=135;当k=-1时,=-225;当k=-2时,=-585.五、 课堂小结 1. 任意角、终边相同的角的概念. 2. 与角终边相同的角的集合为S=|=k360+, kZ,这一结果表示角周而复始的变化规律,同时,它也是研究角之间关系的最为基础的知识. 3. 本节课主要涉及了数形结合、分类讨论、等价转化的思想方法.第2课时弧度制 教学过程一、 问题情境在本章引言中,我们曾考虑用(r, l)来表示点P,那么r, l与之间具有怎样的关系呢?二、 数学建构(一) 生成概念问题1在初中,我们是如何
13、求一个扇形的弧长的?(回到学生的已有的知识体系中来解决此问题)问题2在弧长公式中,角是如何度量的?度量的单位是什么?它的1个单位是怎么定义的?用这种单位制来度量角叫做什么制?(进一步引导学生复习旧的知识,达到温故而知新的目的)问题3除了上面用“度”作为单位来度量角的角度制外,我们有没有其他的方式来度量角呢?(引入课题)通过学生自学,老师引导,得到1弧度角的定义、角的弧度与角的关系.长度等于半径的圆弧所对的圆心角叫做1弧度的角,记作1rad.用弧度作为单位来度量角的单位制称为弧度制.(二) 理解概念 1. 用弧度表示角的大小时,只要不引起误解,可以省略单位. 2. 正角的弧度数是正数,负角的弧度
14、数是负数,零角的弧度数是0. 3. 1rad与圆的半径的大小没有关系.(三) 巩固概念练习:(1) 圆的半径为r,圆弧长为2r, 3r, 的弧所对的圆心角分别是2、 3、 .(2) 若圆的半径为r,圆心角所对的圆弧长为2r,则的弧度数就是2.问题4角度制与弧度制如何换算?(引导学生从弧度定义出发归纳出角度制与弧度制的换算公式)问题5半径为r,圆心角为的圆弧长是多少?此扇形的面积又是多少?(与角度制下的弧长及扇形面积公式相比较)说明: 1. 在应用公式|=求圆心角时,要注意其结果是圆心角的弧度数的绝对值. 2. 应用弧度制后,弧长公式及扇形面积公式要比角度制中的公式要简单.问题6角的概念推广以后
15、,在弧度制下,角的集合是什么?它与实数集之间有怎样的对应关系?(进一步巩固弧度定义,从不同角度加深对弧度制的理解)三、 数学运用【例1】把下列各角从弧度化为度:(1) ;(2) 4.5.2(见学生用书P3)处理建议让学生独立思考,给出解答,老师给出规范解答.规范板书解(1) rad=72;(2) 4.5rad=4.5257.85.题后反思若化为角度时不是整数,则要注意近似计算的准确性,此时有两种表达形式,一是表示为度的形式,一是表示为度分的形式,要注意度与分之间的转换关系:1=60.问题知道了将弧度化为角度,那么,又该如何将角度化为弧度?变式1把下列各角从度化为弧度:(1) 75;(2) 22
16、30.处理建议让学生进行板演,同时规范解题的格式.规范板书解(1) 75=75=;(2) 2230=22.5=22.5=.题后反思(1) 将带“分”的角度化为弧度,首先要将“分”化为“度”,然后再用换算公式转化;(2) 用“弧度”为单位度量角,当弧度数用来表示时,如无特殊要求,不必将写成小数;(3) 一些特殊角的弧度数应该加强记忆.变式2填写下表:3角度03090135150180弧度角度240270300315弧度2处理建议要求学生一边填表,一边进行记忆.解角度030456090120135150180弧度0角度210225240270300315330360弧度2【例2】已知扇形的周长为1
17、0cm,圆心角为3rad,求该扇形的面积.4(见学生用书P4)处理建议扇形的周长包含2条半径和1条弧长,引导学生利用条件列出关于半径和弧长的二元一次方程组.规范板书解设扇形的半径为r,弧长为l,则有解得故扇形的面积为S=rl=6(cm2).题后反思熟练地掌握弧长公式及扇形的面积公式,同时,重视方程思想的应用.变式一扇形的周长为20cm,当扇形的半径和圆心角各取何值时,这个扇形的面积最大?并求此扇形的最大面积.5处理建议根据弧长及扇形的面积公式,用r表示出扇形面积S,转化为求有关函数的最值问题.求扇形面积的最值问题,常常将其转化成求函数特别是二次函数的最值问题,利用求函数最值的有关方法来求解,若
18、含有参数,还应注意分类讨论.规范板书解设扇形的半径为r,弧长为l,则l+2r=20,即l=20-2r,从而可得0r10.又S=lr=(20-2r)r=-r2+10r=-(r-5)2+25,当r=5时,S有最大值25,此时l=20-25=10,圆心角=2(rad).答:当扇形的半径为5cm和圆心角为2rad时,扇形的面积最大,最大值为25cm2.题后反思当扇形的周长一定时,其面积有最大值.注意消元思想的应用及二次函数最值的求解,还要注意本题中的半径r(0, 10).*【例3】将下列各角化为2k+(02, kZ)的形式,并判断其所在象限.(1) ;(2) -1485.处理建议师生共同分析,寻找解决
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