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人教A版2019必修第一冊(cè)第5章三角函數(shù)5.7三角函數(shù)的應(yīng)用(第2課時(shí))目錄1
學(xué)習(xí)目標(biāo)2
新課講解3
課本例題4
課本練習(xí)5
題型分類講解6隨堂檢測(cè)7
課后作業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解三角函數(shù)是描述周期變化現(xiàn)象的重要函數(shù)模型,并會(huì)用三角函數(shù)模型解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題.(重點(diǎn))2.實(shí)際問(wèn)題抽象為三角函數(shù)模型.(難點(diǎn))生活中普遍存在著周期性變化規(guī)律的現(xiàn)象,晝夜交替、四季輪回,潮漲潮散、云卷云舒,情緒的起起落落,庭前的花開(kāi)花謝,一切都逃不過(guò)數(shù)學(xué)的眼睛!這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)如何用數(shù)學(xué)的眼睛洞察我們身邊存在的周期現(xiàn)象。勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和交變電流都是理想化的運(yùn)動(dòng)變化現(xiàn)象,可以用三角函數(shù)模型準(zhǔn)確的描述它們的運(yùn)動(dòng)變化.在現(xiàn)實(shí)生活中也有大量運(yùn)動(dòng)變化現(xiàn)象,僅在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)出近似于周期變化特點(diǎn),這些現(xiàn)象也可以借助三角函數(shù)近似的描述.情景導(dǎo)入例1.如圖,某地一天從6~14時(shí)的溫度變化曲線近似滿足函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+b.(1)求這一天6~14時(shí)的最大溫差;(2)寫出這段曲線的函數(shù)解析式.問(wèn)題1:如何根據(jù)溫度變化曲線得到這一天6~14時(shí)的最大溫差?問(wèn)題2:如何求溫度隨時(shí)間的變化滿足的函數(shù)關(guān)系“y=Asin(ωx+φ)+b”中A,ω,φ,b的值?圖形中的最高點(diǎn)的縱坐標(biāo)減去最低點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是這一天6~14時(shí)的最大溫差,觀察圖形得出這段時(shí)間的最大溫差為20℃.(2)由圖可知,注意自變量的變化范圍.例2.海水受日月的引力,在一定的時(shí)候發(fā)生漲落的現(xiàn)象叫潮.一般地,早潮叫潮,晚潮叫汐.在通常情況下,船在漲潮時(shí)駛進(jìn)航道,靠近碼頭;卸貨后,在落潮時(shí)返回海洋.下面是某港口在某季節(jié)每天的時(shí)間與水深關(guān)系表:(1)選用一個(gè)函數(shù)來(lái)近似描述這個(gè)港口的水深與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系,給出整點(diǎn)時(shí)的水深的近似值(精確到0.001m).
(2)一條貨船的吃水深度(船底與水面的距離)為4m,安全條例規(guī)定至少要有1.5m的安全間隙(船底與海底的距離),該船何時(shí)能進(jìn)入港口?在港口能呆多久?
(3)若船的吃水深度為4m,安全間隙為1.5m,該船在兩點(diǎn)開(kāi)始卸貨,吃水深度以0.3m/h的速度減少,如果這條船停止卸貨后需0.4h才能駛到深水域,那么該船在什么時(shí)間必修停止卸貨,將船駛向較深的水域?思考1:觀察表格中的數(shù)據(jù),每天水深的變化具有什么規(guī)律性?呈周期性變化規(guī)律.思考2:設(shè)想水深y是時(shí)間x的函數(shù),作出表中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的散點(diǎn)圖,你認(rèn)為可以用哪個(gè)類型的函數(shù)來(lái)擬合這些數(shù)據(jù)?
從散點(diǎn)圖的形狀可以判斷,這個(gè)港口的水深y與時(shí)間x的關(guān)系可以用形如y=Asin(ωx+φ)+h的函數(shù)來(lái)刻畫(huà).(1)選用一個(gè)函數(shù)來(lái)近似描述這個(gè)港口的水深與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系,給出整點(diǎn)時(shí)的水深的近似值(精確到0.001m).從數(shù)據(jù)和圖形可以得出:A=2.5,h=5,T=12.4,φ=0;所以,這個(gè)港口的水深與時(shí)間的關(guān)系可用函數(shù)近似描述.(2)一條貨船的吃水深度(船底與水面的距離)為4米,安全條例規(guī)定至少要有1.5米的安全間隙(船底與洋底的距離),該船何時(shí)能進(jìn)入港口?在港口能呆多久?思考3:(2)中,貨船需要的安全深度是多少?從函數(shù)的解析式來(lái)看,滿足怎樣的條件時(shí),該船能夠進(jìn)入港口?從圖象上看呢?貨船需要的安全水深為4+1.5=5.5m.從函數(shù)的解析式來(lái)看,滿足y≥5.5,即2.5sinx+5≥5.5,該船能夠進(jìn)入港口;從圖象上看,就是函數(shù)y=2.5sinx+5的圖象在直線y=5.5上方時(shí),該船能夠進(jìn)入港口.利用信息技術(shù)繪出兩個(gè)函數(shù)的圖象,如下圖.求得交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為:xA≈0.3975,xB≈5.8025,xC≈12.7975,xD≈18.2025.xC,xD也可由函數(shù)的周期性得到:xC≈12.4+0.3975=12.7975,xD≈12.4+5.8025=18.2025.
因此,貨船可以在零時(shí)30分左右進(jìn)港,早晨5時(shí)45分左右出港;或在下午13時(shí)左右進(jìn)港,下午18時(shí)左右出港.每次可以在港口停留5小時(shí)左右.事實(shí)上為了安全,進(jìn)港時(shí)間要比算出的時(shí)間推后一些,出港時(shí)間要比算出的時(shí)間提前一些,這樣才能保證貨船始終在安全水域.(3)若船的吃水深度為4m,安全間隙為1.5m,該船在兩點(diǎn)開(kāi)始卸貨,吃水深度以0.3m/h的速度減少,如果這條船停止卸貨后需0.4h才能駛到深水域,那么該船在什么時(shí)間必修停止卸貨,將船駛向較深的水域?思考4:(3)中,設(shè)在xh時(shí)貨船的安全水深為ym,y與時(shí)間x滿足怎樣的函數(shù)關(guān)系?從解析式來(lái)看,滿足怎樣的條件時(shí),該船必須停止卸貨?從圖象上看呢?設(shè)在xh時(shí)貨船的安全水深為ym,那么y=5.5-0.3(x-2)(x≥2).從函數(shù)的解析式來(lái)看,滿足y≥5.5-0.3(x-2),即2.5sinx+5≥5.5-0.3(x-2)時(shí),該船能夠進(jìn)入港口;
從圖象上看,就是函數(shù)y=2.5sinx+5的圖象在
直線y=5.5-0.3(x-2)上方時(shí),該船能夠進(jìn)入港口.利用信息技術(shù)繪出兩個(gè)函數(shù)的圖象,如下圖:可以看到在6~8時(shí)之間兩個(gè)函數(shù)只有一個(gè)交點(diǎn)P,借助計(jì)算工具,用二分法可以求得點(diǎn)P的坐標(biāo)約為(7.016,3.995).因此為了安全,貨船最好在6.6時(shí)之前停止卸貨,將船駛向較深的水域.
1.圖為一向右傳播的繩波在某一時(shí)刻繩子各店的位置圖,經(jīng)過(guò)
周期后,乙點(diǎn)的位置將移至何處?乙點(diǎn)的位置將移至它關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)處.課本練習(xí)【答案】B隨堂檢測(cè)
2.從出生之日起,人的情緒、體力、智力等狀況就呈周期性變化,根據(jù)心理學(xué)統(tǒng)計(jì),人體節(jié)律分為體力節(jié)律,情緒節(jié)律,智力節(jié)律三種,這些節(jié)律的時(shí)間周期分別為23天,28天,33天.每個(gè)節(jié)律周期又分為高潮期,臨界日,低潮期三個(gè)階段.節(jié)律周期的半數(shù)為臨界日,臨界日的前半期為高潮期,后半期為低潮期.生日前一天是起始位置(平衡位置),請(qǐng)根據(jù)自己的出生日期,繪制自己的體力,情緒,智力曲線,并預(yù)測(cè)本學(xué)期期末考試期間,你在體力,情緒,智力方面會(huì)有怎樣的表現(xiàn),需要注意哪些問(wèn)題?
解答:由題可知,三個(gè)節(jié)律曲線的函數(shù)模型為y=Asinωx的形式,為了研究的方便,我們可以統(tǒng)一設(shè)A=10,象進(jìn)行分析.?dāng)?shù)得到三個(gè)自變量,計(jì)算從出生日到本學(xué)期期末考試三天的天觀察相應(yīng)變量區(qū)間的三個(gè)節(jié)律曲線的函數(shù)圖以出生日為自變量1,由節(jié)律的時(shí)間周期分別為23天,28天,33天可得相應(yīng)解析式中的ω值分別
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