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函數y=Asin(ωx+φ)的圖像(1)

  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:xx+π32x+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:x2x2(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=sinxy=sin(x+φ)y=sin(ωx+φ)y=Asin(ωx+φ)

  (2)y=sinxy=sinωxy=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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