1、(情景4)函数概念的三要素是什么?
函数三要素:对应法则、定义域、值域.
正弦函数sinα的对应法则是什么?
正弦函数sinα的对应法则,实质上就是sinα的定义:对α的每一个确定的值,有唯一确定的比值y/r与之对应,即α→ y/r= sinα.
2.思考:如何利用单位圆定义任意角的三角函数的定义?
如图,设是一个任意角,它的终边与单位圆交于点,那么:
(1)叫做的正弦(sine),记做,即;
(2)叫做的余弦(cossine),记做,即;
(3)叫做的正切(tangent),记做,即.
注意:当α是锐角时,此定义与初中定义相同(指出对边,邻边,斜边所在);当α不是锐角时,也能够找出三角函数,因为,既然有角,就必然有终边,终边就必然与单位圆有交点,从而就必然能够最终算出三角函数值.
设计意图:
初中学生对函数理解较肤浅,这里在学生思维的最近发展区进一步研究初中学过的锐角三角函数,在思维上更上了一个层次,扣准函数概念的内涵,突出变量之间的依赖关系或对应关系,是从函数知识演绎到三角函数知识的主要依据,是准确理解三角函数概念的关键,也是在认知上把三角函数知识纳入函数知识结构的关键. 这样做能够使学生有效地增强函数观念.
1.探究:结合上述锐角的三角函数值的求法,我们应如何求解任意角的三角函数值呢?
显然,我们只需在角的终边上找到一个点,使这个点到原点的距离为1,然后就可以类似锐角求得该角的三角函数值了.所以,我们在此引入单位圆的定义:在直角坐标系中,我们称以原点为圆心,以单位长度为半径的圆.
(情景2)我们已经把锐角推广到了任意角,锐角的三角函数概念也能推广到任意角吗?试试看,可以独立思考和探索,也可以互相讨论!
留时间让学生独立思考或自由讨论,教师参与讨论或巡回对学困生作启发引导.
能推广吗?怎样推广?针对刚才的问题点名让学生回答. 用角的对边、临边、斜边比值的说法显然是受到阻碍了,由于1.1节已经以直角坐标系为工具来研究任意角了,学生一般会想到(否则教师进行提示)继续用直角坐标系来研究任意角的三角函数.
设计意图:
从学生现有知识水平和认知能力出发,创设问题情景,让学生产生认知冲突,进行必要的启发,将学生思维引上自主探索、合作交流的“再创造”征程.
教师对学生回答情况进行点评后布置任务情景:请同学们用直角坐标系重新研究锐角三角函数定义!
师生共做(学生口述,教师板书图形和比值):
把锐角α安装(如何安装?角的顶点与原点重合,角的始边与x轴非负半轴重合)在直角坐标系中,在角α终边上任取一点P,作PM⊥x轴于M,构造一个RtΔOMP,则∠ MOP=α(锐角),设P(x,y)(x>0、y>0),α的临边OM =x、对边MP=y,斜边长|OP∣=r.
根据锐角三角函数定义用x、y、r列出锐角α的正弦、余弦、正切三个比值,并补充对应列出三个倒数比值:
设计意图:
此处做法简单,思想重要. 为了顺利实现推广,可以构建中间桥梁或公共载体,使之既与初中的定义一致,又能自然地迁移到任意角的情形. 由于前一节已经以直角坐标系为工具来研究任意角了,学生自然能想到仍然以直角坐标系为工具来研究任意角的三角函数. 初中以直角三角形边角关系来定义锐角三角函数,现在要用坐标系来研究,探索的结论既要满足任意角的情形,又要包容初中锐角三角函数定义. 这是一个认识的飞跃,是理解任意角三角函数概念的关键之一,也是数学发现的重要思想和方法,属于策略性知识,能够形成迁移能力,为学生在以后学习中对某些知识进行推广拓展奠定了基础.
(情景3)思考:对于确定的角,这三个比值是否会随点在的终边上的位置的改变而改变呢?
显然,我们可以将点取在使线段的长的特殊位置上,这样就可以得到用直角坐标系内的点的坐标表示锐角三角函数:
; ; .
思考:上述锐角的三角函数值可以用终边上一点的坐标表示.那么,角的概念推广以后,我们应该如何对初中的三角函数的定义进行修改,以利推广到任意角呢?本节课就研究这个问题――任意角的三角函数.
先让学生想象思考,作出主观判断,再用几何画板动画演示,同时作好解释说明:引导学生观察图3,联系相似三角形知识,
探索发现:对于锐角α的每一个确定值,三个比值都是
确定的,不会随P在终边上的移动而变化.
(情景1)我们在初中通过锐角三角形的边角关系,学习了锐角的正弦、余弦、正切等三个三角函数. 请回想:这三个三角函数分别是怎样规定的?
学生口述后再投影展示,教师再根据投影进行强调:
设计意图:
学生在初中学习了锐角的三角函数概念,现在学习任意角的三角函数,又是一种推广和拓展的过程(类似于从有理数到实数的扩展). 温故知新,要让学生体会知识的产生、发展过程,就要从源头上开始,从学生现有认知状况开始,对锐角三角函数的复习就必不可少.
教学过程
重点: 任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号);终边相同的角的同一三角函数值相等(公式一).
难点: 任意角的正弦、余弦、正切的定义(包括这三种三角函数的定义域和函数值在各象限的符号);
5、通过三角函数的几何表示,使学生进一步加深对数形结合思想的理解,拓展思维空间。通过学生积极参与知识的“发现”与“形成”的过程,培养合情猜测的能力,从中感悟数学概念的严谨性与科学性。
4、通过任意三角函数的定义,认识锐角三角函数是任意三角函数的一种特例,加深特殊与一般关系的理解。
3、通过单位圆和角的终边,探讨任意角的三角函数值的求法,最终得到任意角三角函数的定义.根据角终边所在位置不同,分别探讨各三角函数的定义域以及这三种函数的值在各象限的符号.借助有向线段进一步认识三角函数.
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