高中 数学 动手操作活动 进阶难度 三角函数的图像与性质

基于建模与检验的单位圆振幅研究

单位圆 · 振幅 · 建模与检验

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借助 正方体模型、计算器 完成探究,比较不同条件下 振幅 的差异。

配套虚拟仿真:基于建模与检验的单位圆振幅研究(虚拟探究)

借助 正方体模型、计算器 完成探究,比较不同条件下 振幅 的差异。

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探究目的

  • 学会使用正方体模型、计算器测算并记录 单位圆 的 振幅。
  • 会用建模与检验研究 单位圆 的 振幅,知道如何设置对照与重复测算。
  • 理解并归纳:正弦函数的最小正周期是 2π。

数学原理

正弦函数的最小正周期是 2π。

函数 y = A sin(ωx + φ) 的振幅是 |A|。

本实验以建模与检验为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 振幅 的变化来猜想并验证规律。

关键关系式 / 结论 T = 2π / ω

学具准备

正方体模型
计算器
骰子
砝码
几何画板
正多边形纸片

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:正方体模型、计算器、骰子、砝码,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 单位圆 的 振幅 作出猜想,说明猜想的依据。

3

设计对照

确定要研究的变量(如 条件的取值范围),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

4

动手探究

按方案操作,改变研究的条件,测算并记录 单位圆 的 振幅 的变化情况。

5

重复测算

每种条件至少重复 3 次,把结果整理到表格中,保证结论可靠。

6

归纳规律

比较不同条件下 振幅 的差异,必要时画出图形或图像,找出其中的规律。

7

得出结论

结合原理写出结论,并分析可能影响结果的因素。

探究结果

随着研究条件不同,振幅 出现有规律的变化,不同条件下得到的结果明显不同。

探究结论

结论

通过探究可以归纳出:正弦函数的最小正周期是 2π。

注意事项

请遵守以下操作与安全要求

使用计算器或几何画板前先确认精度设置,避免因四舍五入得出错误结论。

数据要完整记录,异常值应说明取舍理由,不能随意剔除。

作图时用铅笔轻画,保留必要的辅助线便于检查。

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