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1、
正切函數(shù)的性質(zhì)與圖像
一 教材分析:
《正切函數(shù)的圖象和性質(zhì)》是人教A版高中《數(shù)學》必修4第一章第四單元第三節(jié)內(nèi)容,本節(jié)課既是對前面正余弦函數(shù)圖象和性質(zhì)知識的延展,是對三角函數(shù)內(nèi)容的進一步完善,也為學習后續(xù)知識直線的斜率作了鋪墊。
一般說來,對函數(shù)性質(zhì)的研究總是先作圖象,通過觀察圖象獲得對函數(shù)性質(zhì)的直觀認識,然后從代數(shù)角度對性質(zhì)作出嚴格表述.但對正切函數(shù),教材先根據(jù)已有的知識(正切函數(shù)定義、誘導公式、正切線等)研究性質(zhì),然后再根據(jù)性質(zhì)研究正切函數(shù)的圖象. 主要是為了給學生提供研究函數(shù)問題更多的視角,加強了理性思考的成分,并使數(shù)形結(jié)合的體現(xiàn)得更加全面. 在此也向?qū)W生進一步說明華羅
2、庚先生的“數(shù)缺形少直觀,形少數(shù)難入微”的精妙,借助一切機會向?qū)W生滲透數(shù)學文化觀念,讓學生體會數(shù)學的美無處不在,數(shù)學無處不美。
為了讓學生能更加直觀、形象地理解正切函數(shù)的值域和周期性變化,正切曲線的作圖過程,采用《幾何畫板》自制課件進行演示,以提高了學生的學習興趣,使之能達到良好的教學效果。
二 教學目標
(一)知識與技能目標:
1.在對正切函數(shù)已有認知的基礎(chǔ)上,理解正切函數(shù)的性質(zhì)。
2.通過已知的性質(zhì),利用正切線,得到正切曲線。
3.根據(jù)正切曲線,完善正切函數(shù)的性質(zhì)。
(二)過程與方法目標:
??? 在探究正切函數(shù)基本性質(zhì)和圖像的過程中,滲透數(shù)形結(jié)合的思想,形成發(fā)現(xiàn)問題、提出問
3、題、解決問題的能力,養(yǎng)成良好的數(shù)學學習習慣.
(三)情感態(tài)度價值觀目標
? 在教學中使學生了解問題的來龍去脈;強調(diào)解決問題方法的落實以及數(shù)形結(jié)合思想的滲透;突出語言表達能力、推理論證能力的培養(yǎng)和良好思維習慣的養(yǎng)成.
三 教學重點
利用正切函數(shù)已有的知識(如定義、誘導公式、正切線等)研究性質(zhì).
四 教學難點
正切函數(shù)的單調(diào)性和值域
五 學法與教法
學生已基本掌握正切函數(shù)的定義、誘導公式等知識;基本掌握了從代數(shù)角度研究函數(shù)單調(diào)性、奇偶性、周期性的方法.但是由于該課涉及到的知識內(nèi)容較多,特別是涉及到正切線時,學生會感到困難.我班學生有扎實的知識基礎(chǔ),學習的主動性和積極性也較高,已
4、基本形成自主學習的習慣和能力.有合作學習的經(jīng)驗和氛圍.因此學生學法為合作交流,教法為探究與發(fā)現(xiàn)式。
六 教學過程及學生活動
(一)創(chuàng)設(shè)情境 做好鋪墊
一般來說,對函數(shù)性質(zhì)的研究可以先作圖象,通過觀察圖象獲得對性質(zhì)的直觀認識,然后再從代數(shù)的角度對性質(zhì)作出嚴格證明。如前面我們學習的正弦函數(shù),余弦函數(shù).但對于正切函數(shù)性質(zhì)咱們換一新視角來研究,先研究性質(zhì),再根據(jù)性質(zhì)研究圖象。下面借助研究正弦函數(shù),余弦函數(shù)的圖象和性質(zhì)的經(jīng)驗,根據(jù)誘導公式和正切線對正切函數(shù)的性質(zhì)進行研究。
設(shè)計說明:主要是為了給學生提供研究函數(shù)問題更多的視角,加強了理性思考的成分,并使數(shù)形結(jié)合的思想體現(xiàn)得更加全面.
(二)
5、利用舊知 研究性質(zhì)
活動一:我們對正切函數(shù)也已經(jīng)有了初步的了解,譬如:正切線,與正切有關(guān)的誘導公式等,就已有的知識,請嘗試用代數(shù)方法研究正切函數(shù)的性質(zhì).
設(shè)計說明:利用已有的認知結(jié)構(gòu),探究未知的問題
提問1:類比我們已經(jīng)學習的正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖像與性質(zhì),我們可以從哪些方面研究正切函數(shù)的性質(zhì)?
設(shè)計說明:類比,是研究問題最重要的方法之一
1.定義域:
2.奇偶性:奇函數(shù)??
【提醒先檢驗定義域是否關(guān)于原點對稱】??
3.正切函數(shù)是不是周期函數(shù)?
【 引導學生用正切線來檢驗,教師用幾何畫板演示】
設(shè)計說明:為后面研究單調(diào)性,值域提供了方法。
4.單調(diào)性:小組討論
6、,讓學生大膽猜想,小心求證。老師點評引導
5.值域:
活動二:當學生用代數(shù)方法遇到困惑時提醒學生嘗試用正切線研究正切函數(shù)的單調(diào)性和值域.
4.單調(diào)性
小組討論,老師引導如何選擇一個范圍研究單調(diào)性
問題:觀察正切線的變化為什么教材是從第四象限到第一象限?而不是習慣從第一象限到第四象限?
5. 值域
由多媒體課件演示正切線的變化規(guī)律,從正切線知,當x大于且無限接近時,正切線AT向Oy軸的負方向無限延伸;當x小于且無限接近時,正切線AT向Oy軸的正方向無限延伸.因此,tanx在(,)內(nèi)可以取任意實數(shù),但沒有最大值、最小值.
因此,正切函數(shù)的值域是實數(shù)集R.
教師用幾何畫板演示
7、
(三)利用性質(zhì) 動手作圖
我們要想更全面認識函數(shù)性質(zhì),我們還需作出函數(shù)圖象
活動三:我們已知了正切函數(shù)的部分性質(zhì),如何利用已有的性質(zhì)畫出正切函數(shù)的圖像?
設(shè)計說明 :利用已知的性質(zhì),如何畫函數(shù)的圖像
由于正切函數(shù)的是最小正周期是的周期函數(shù),所以我們只需要畫出他在一個周期內(nèi)的圖像,然后通過平移就可以得到在整個定義域內(nèi)的圖像。
追問1:為什么先畫 的圖象?
追問2: 直線與圖象的位置關(guān)系怎樣?
可以選擇區(qū)間;而正切函數(shù)又是奇函數(shù),所以只需畫出在的圖像。
?
?
,且的圖象,稱“正切曲線”。
追問3:只需確定哪些點或線就能畫出函數(shù)y=tanx,x∈(,)
8、的簡圖?
學生可看出有三個點很關(guān)鍵:(,-1),(0,0),(,1),還有兩條豎線.因此,畫正切函數(shù)簡圖的方法就是:先描三點(,-1),(0,0),(, 1),再畫兩條平行線x=,x=,然后連線.
追問4:怎樣得到整個定義域內(nèi)的圖象?
(四) 觀察圖像 豐富性質(zhì)
活動:你能觀察正切函數(shù)圖象進一步確認性質(zhì)嗎?
設(shè)計說明 形與數(shù)的結(jié)合,更能加深對性質(zhì)的認識,對比正切函數(shù)的性質(zhì)和圖像,分析各個性質(zhì)在圖像上的反映,得出:函數(shù)的性質(zhì)有利于畫函數(shù)的圖像,函數(shù)的圖像是其性質(zhì)的直觀反應(yīng)
從圖中可以看出,正切曲線是被相互平行的直線x=+kπ,k∈Z所隔開的無窮多支曲線組成的.教師引導學生進一步思考,
9、這點反應(yīng)了它的哪一性質(zhì)——定義域;并且函數(shù)圖象在每個區(qū)間都無限靠近這些直線,我們可以將這些直線稱之為正切函數(shù)的什么線——漸近線;從y軸方向看,上下無限延伸,得到它的哪一性質(zhì)——值域為R;每隔π個單位,對應(yīng)的函數(shù)值相等,得到它的哪一性質(zhì)——周期π;在每個區(qū)間圖象都是上升趨勢,得到它的哪一性質(zhì)——單調(diào)性,單調(diào)增區(qū)間是(+kπ,+kπ),k∈Z,沒有減區(qū)間.
追問:在整個定義域上是增函數(shù)嗎.
注意:只能說在某個區(qū)間單調(diào)遞增,不能說在整個定義域單調(diào)遞增。
它的圖象是關(guān)于原點對稱的,得到是哪一性質(zhì)——奇函數(shù).
追問:認真觀察圖象還有其它的對稱中心嗎?
通過圖象我們還能發(fā)現(xiàn)是中心對稱,對稱中心是
10、(,0),k∈Z
強調(diào):正切函數(shù)的對稱中心是圖象和漸近線與x軸的交點
(五)及時訓練 鞏固新知
1.你能求函數(shù) 的定義域
設(shè)計說明: 利用圖象解三角函數(shù)不等式?讓學生體會數(shù)形結(jié)合方法的應(yīng)用
2.求函數(shù) 的定義域、周期、單調(diào)性,
設(shè)計說明 對正切函數(shù)性質(zhì)的復(fù)習
3函數(shù)y(x)=tan xln x2的部分圖象大致是圖中的( )
A
B
D
C
設(shè)計說明:體現(xiàn)本節(jié)課的設(shè)計意圖利用函數(shù)性質(zhì)研究圖象
(六)歸納小結(jié)
提問 這節(jié)課你學到什么?
1.正切函數(shù)的性質(zhì)與圖象.
2.
11、 性質(zhì)有助于更有效的作圖,研究圖象;圖象有助于更直觀的研究性質(zhì)
3.數(shù)形結(jié)合的思想方法.
設(shè)計說明:讓學生分別從知識,方法,思想三個方面對本節(jié)課進行總結(jié)。
(七) 課后作業(yè)
必做題:教材P46 習題1.4 第 6、7、9題.
選做題1.思考題:研究函數(shù) 的基本性質(zhì).
并作出其函數(shù)圖象.
教學反思
?數(shù)學知識是靜態(tài)的,而數(shù)學思維則是動態(tài)的.數(shù)學思維與數(shù)學知識猶如人體的血肉關(guān)系:血液之榮枯外現(xiàn)于形體之盛衰.所以數(shù)學教學理應(yīng)是數(shù)學思維活動的教學,其中揭示數(shù)學思維過程是數(shù)學教學最基本(最高)的指導原則.
(一)追問與質(zhì)疑
在本節(jié)課中,我
12、時刻通過設(shè)置“矛盾沖突”撞擊學生的思維,比如:在得到正切函數(shù)的概念之后,提出如何研究這一具體函數(shù)的性質(zhì),啟發(fā)學生可以“類比”研究正余弦函數(shù)圖像和性質(zhì)的方法;又如,在得到正切函數(shù)的部分性質(zhì)之后,提出如何能“豐滿”正切函數(shù)的性質(zhì),啟發(fā)學生可以借助圖像進行研究,讓學生感受“數(shù)缺形少直觀,形缺少數(shù)難入微”的精妙.
數(shù)學課堂教學就是通過一系列有一定梯度、有一定內(nèi)在聯(lián)系的問題鏈,由淺入深地引導學生思考,撞擊學生的思維,直至揭示問題的本質(zhì)的過程.
(二)教材與學生
一般來說,對函數(shù)性質(zhì)的研究總是先作圖象,通過觀察圖象獲得對函數(shù)性質(zhì)的直觀認識,然后再從代數(shù)的角度對性質(zhì)作出嚴格表述.但對正切函數(shù),教科書換
13、了一個新的角度,采取了先根據(jù)已有的知識(如正切函數(shù)的定義、誘導公式、正切線等)研究性質(zhì),然后再根據(jù)性質(zhì)研究正切函數(shù)的圖象.這樣處理,主要是為了給學生提供研究數(shù)學問題更多的視角,在性質(zhì)的指導下可以更加有效地作圖、研究圖象,加強了理性思考的成分,并使數(shù)形結(jié)合的思想體現(xiàn)得更加全面.教師要在學生探究活動過程中引導學生體會這種解決問題的方法.
通過多媒體教學,讓學生通過對圖象的動態(tài)觀察,對知識點的理解更加直觀、形象.以提高學生的學習興趣,提高課題教學質(zhì)量.從學生的實際情況為教學出發(fā)點,通過各種數(shù)學思想的滲透,合理運用各種教學課件,逐步培養(yǎng)學生養(yǎng)成學會通過對圖象的觀察來整理相應(yīng)的知識點的能力,學會運用數(shù)學思想解決實際問題的能力.這樣既加強了類比這一重要數(shù)學思想的培養(yǎng),也有利于學生綜合運用能力的提高,有利于學生把新舊知識前后聯(lián)系,融會貫通,提高教學效果.
由于學生已經(jīng)有了研究正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖象與性質(zhì)的經(jīng)驗,這種經(jīng)驗完全可以遷移到對正切函數(shù)性質(zhì)的研究中,因此,我們可以通過“活動”,引導學生根據(jù)前面的經(jīng)驗研究正切函數(shù)的性質(zhì),讓學生深刻領(lǐng)悟這種遷移與類比的學習方法,充分發(fā)揮學生的主體作用。
總之,教師時刻以培養(yǎng)學生的思維為出發(fā)點的教學,才是真正的數(shù)學教學,才能承載
中學數(shù)學課堂的使命——培養(yǎng)學生的數(shù)學思維和數(shù)學素養(yǎng).
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