2021年高中数学人教版必修第一册：5.4.2《正弦函数、余弦函数的性质》教案设计

1、【新教材】5.4.2 正弦函数、余弦函数的性质 教学设计（人教A版）本节课是正弦函数、余弦函数图像的继续，本课是正弦曲线、余弦曲线这两种曲线的特点得出正弦函数、余弦函数的性质. 课程目标1.了解周期函数与最小正周期的意义;2.了解三角函数的周期性和奇偶性;3.会利用周期性定义和诱导公式求简单三角函数的周期;4.借助图象直观理解正、余弦函数在0,2上的性质(单调性、最值、图象与x轴的交点等);5.能利用性质解决一些简单问题. 数学学科素养1.数学抽象：理解周期函数、周期、最小正周期等的含义； 2.逻辑推理： 求正弦、余弦形函数的单调区间；3.数学运算：利用性质求周期、比较大小、最值、值域及判断奇

2、偶性.4.数学建模：让学生借助数形结合的思想，通过图像探究正、余弦函数的性质.重点：通过正弦曲线、余弦曲线这两种曲线探究正弦函数、余弦函数的性质； 难点：应用正、余弦函数的性质来求含有cosx,sinx的函数的单调性、最值、值域及对称性. 教学方法：以学生为主体，小组为单位，采用诱思探究式教学，精讲多练。教学工具：多媒体。一、 情景导入研究一个函数的性质从哪几个方面考虑？我们知道从定义域、值域、单调性、周期性、奇偶性、称性等考虑，那么正余弦函数有哪些性质呢？要求：让学生自由发言，教师不做判断。而是引导学生进一步观察.研探.二、预习课本，引入新课阅读课本201-205页，思考并完成以下问题1.

3、周期函数、周期、最小正周期等的含义？ 2. 怎样判断三角函数的周期性和奇偶性？ 3. 通过正弦曲线和余弦曲线得到正弦函数、余弦函数的哪些性质？ 要求：学生独立完成，以小组为单位，组内可商量，最终选出代表回答问题。三、新知探究1.定义域正弦函数、余弦函数的定义域都是实数集(或).2.值域(1)值域：正弦函数、余弦函数的值域都是.(2)最值正弦函数当且仅当时,取得最大值当且仅当时,取得最小值余弦函数当且仅当时,取得最大值当且仅当时,取得最小值3.周期性定义：对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的每一个值时,都有,那么函数就叫做周期函数,非零常数叫做这个函数的周期.由此可知,都是这两个函

4、数的周期.对于一个周期函数,如果在它所有的周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做的最小正周期.根据上述定义,可知：正弦函数、余弦函数都是周期函数,都是它的周期,最小正周期是.4.奇偶性()为奇函数,其图象关于原点对称()为偶函数,其图象关于轴对称5.对称性正弦函数的对称中心是,对称轴是直线;余弦函数的对称中心是,对称轴是直线(正(余)弦型函数的对称轴为过最高点或最低点且垂直于轴的直线，对称中心为图象与轴(中轴线)的交点).6.单调性正弦函数在每一个闭区间上都是增函数,其值从增大到;在每一个闭区间上都是减函数,其值从减小到.余弦函数在每一个闭区间上都是增函数,其值从增加到;余弦函数在每

5、一个闭区间上都是减函数,其值从减小到.四、典例分析、举一反三题型一 正、余弦函数的周期性例1 求下列三角函数的最小正周期: (1)y=3cos x,xR; (2)y=sin 2x,xR; (3)y=2sin(),xR; (4)y=|cos x|,xR.【答案】(1) 2；(2)；(3) 4；(4).【解析】:(1)因为3cos(x+2)=3cos x,所以由周期函数的定义知,y=3cos x的最小正周期为2.(2)因为sin2(x+)=sin(2x+2)=sin2x,所以由周期函数的定义知,y=sin2x的最小正周期为.(3)因为,所以由周期函数的定义知,的最小正周期为4.(4)y=|cos

6、x|的图象如图(实线部分)所示.由图象可知,y=|cos x|的最小正周期为. 解题技巧：（求函数最小正周期的常用方法）(1)定义法，即利用周期函数的定义求解(2)公式法，对形如yAsin(x)或yAcos(x)(A，是常数，A0，0)的函数，T.(3)图象法，即通过画出函数图象，通过图象直接观察即可三种方法各有所长，要根据函数式的结构特征，选择适当的方法求解跟踪训练一1.（1）函数y=2sin (3x+),xR的最小正周期是()(A)(B)(C)(D)(2)函数y=|sin 2x|(xR)的最小正周期为. 【答案】(1)B；(2) 【解析】(2)作出y=|sin 2x|(xR)的图象(如图所

7、示).由图象可知,函数y=|sin 2x|(xR)的最小正周期为.题型二 化简、求值例2判断下列函数的奇偶性:(1)f(x)=sin 2x;(2)f(x)=sin(+);(3)f(x)=sin |x|;(4)f(x)=+.【答案】(1) 奇函数;(2) 偶函数;(3) 偶函数;(4) 既是奇函数又是偶函数.【解析】(1)显然xR,f(-x)=sin(-2x)=-sin 2x=-f(x),所以f(x)=sin 2x是奇函数.(2)因为xR,f(x)=sin(+)=-cos,所以f(-x)=-cos(-)=-cos=f(x),所以函数f(x)=sin(+)是偶函数.(3)显然xR,f(-x)=si

8、n |-x|=sin |x|=f(x),所以函数f(x)=sin |x|是偶函数. (4)由得cos x=1,所以x=2k(kZ),关于原点对称,此时f(x)=0,故该函数既是奇函数又是偶函数.解题技巧：(判断函数奇偶性的方法)判断函数奇偶性的方法(1)利用定义判断一个函数f(x)的奇偶性,要考虑两方面:函数的定义域是否关于原点对称;f(-x)与f(x)的关系;(2)判断函数的奇偶性常用方法是:定义法;图象法. 跟踪训练二1.下列函数中,最小正周期为的奇函数是()(A)y=sin(2x+) (B)y=cos(2x+)(C)y=sin(2x+) (D)y=sin(x+)【答案】B【解析】A中,y

9、=sin(2x+),即y=cos 2x,为偶函数;C,D中,函数为非奇非偶函数;B中,y=cos(2x+)=-sin 2x,是奇函数,T=,故选B.2.定义在R上的函数f(x)既是偶函数，又是周期函数，若f(x)的最小正周期为，且当x时，f(x)sin x，则f 等于 ()A B1 C D【答案】D【解析】因为f(x)的最小正周期为T，所以f f f ，又yf(x)是偶函数，所以f(x)f(x)所以f f f sin.题型三 正、余弦函数的单调性例3 求函数y=sin(x+)的单调区间.【答案】略.【解析】当-+2kx+2k(kZ)时函数单调递增,所以函数的单调递增区间为-+,+(kZ).当+

10、2kx+2k(kZ)时函数单调递减,所以函数的单调递减区间为+,+(kZ).解题技巧：（求单调区间的步骤）(1)用“基本函数法”求函数yAsin(x)(A0，0)或yAcos(x)(A0，0)的单调区间的步骤：第一步：写出基本函数ysin x(或ycos x)的相应单调区间；第二步：将“x”视为整体替换基本函数的单调区间(用不等式表示)中的“x”；第三步：解关于x的不等式(2)对于形如yAsin(x)的三角函数的单调区间问题，当0时，可先用诱导公式转化为yAsin(x)，则yAsin(x)的单调递增区间即为原函数的单调递减区间，单调递减区间即为原函数的单调递增区间余弦函数yAcos(x)的单调

11、性讨论同上另外，值得注意的是kZ这一条件不能省略跟踪训练三1求函数y2sin的单调增区间【答案】略.【解析】y2sin2sin，令zx，则y2sin z，求y2sin z的增区间，即求ysin z的减区间，所以2kz2k(kZ)，即2kx2k(kZ)，解得2kx2k(kZ)，所以y2sin的单调增区间是(kZ)题型四 正弦函数、余弦函数单调性的应用例4 比较下列各组中函数值的大小： （1）cos与cos；(2)sin 194与cos 160.【答案】（1）coscos；（2）sin 194cos 160.【解析】（1）coscoscos，coscoscos，2，且函数ycos x在，2上单调递

12、增，coscos，即coscos.(2)sin 194sin(18014)sin 14，cos 160cos(18020)cos 20sin 70.0147090，且函数ysin x在0x90时单调递增，sin 14sin 70.从而sin 14sin 70，即sin 194cos 160.解题方法（比较两个三角函数值的大小） (1)比较两个同名三角函数值的大小，先利用诱导公式把两个角化为同一单调区间内的角，再利用函数的单调性比较(2)比较两个不同名的三角函数值的大小，一般应先化为同名的三角函数，后面步骤同上(3)已知正(余)弦函数的单调性求参数范围，多用数形结合思想及转化思想求解跟踪训练四1

13、下列结论正确的是 ()Asin 400sin 50Bsin 220cos 200 Dcos(40)cos 310【答案】C.【解析】由cos 130cos(18050)cos 50，cos 200cos(18020)cos 20，因为当0x90时，函数ycos x是减函数，所以cos 50cos 20，即cos 130cos 200.题型五 正、余弦函数的值域与最值问题例5 求下列函数的值域:(1)y=cos(x+),x0,;(2)y=cos2x-4cos x+5. 【答案】（1）-, ；（2）2,10.【解析】(1)由x0,可得x+,函数y=cos x在区间,上单调递减,所以函数的值域为-,

14、. (2)y=cos2x-4cos x+5,令t=cos x,则-1t1.y=t2-4t+5=(, 当t=-1时,函数取得t-2)2+1最大值10;t=1时,函数取得最小值2,所以函数的值域为2,10. 解题方法（三角函数的值域问题解题思路） 三角函数的值域问题的两种类型,一是化为y=Asin(x+)+B的形式,这种类型的值域问题解决方法是利用区间上的单调性;二是与其他函数相复合,最为常见的是与二次函数复合,利用的是三角函数的有界性和二次函数区间的最值.其方法是换元法,把问题转化为二次函数求值域问题.跟踪训练五1. 函数y=2cos2x+5sin x-4的值域为. 【答案】-9,1.【解析】(1)y=2cos2x+5sin x-4=2(1-sin2x)+5sin x-4=-2sin2x+5sin x-2=-2(sin x-)2+.故当sin x=1时,ymax=1;当sin x=-1时,ymin=-9,故y=2cos2x+5sin x-4的值域为-9,1.2.设f(x)=acos x+b的最大值是1,最小值是-3,则g(x)=bsin(ax+)的最大值为.【答