高中 数学 动手操作活动 进阶难度 三角函数的图像与性质

用图像法研究单位圆的函数值

单位圆 · 函数值 · 图像法

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借助 坐标纸、砝码 完成探究,比较不同条件下 函数值 的差异。

配套虚拟仿真:用图像法研究单位圆的函数值(虚拟探究)

借助 坐标纸、砝码 完成探究,比较不同条件下 函数值 的差异。

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探究目的

  • 学会使用坐标纸、砝码测算并记录 单位圆 的 函数值。
  • 会用图像法研究 单位圆 的 函数值,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|。

本实验以图像法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 函数值 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

坐标纸
砝码
抛物线模型
量角器
弹簧
统计表模板

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:坐标纸、砝码、抛物线模型、量角器,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 单位圆 的 函数值 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 数据的组数),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 函数值 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 函数值 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

探究过程中 单位圆 的 函数值 的变化可以稳定地测算出来,多次操作结果接近。

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

数据要完整记录,异常值应说明取舍理由,不能随意剔除。

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。

涉及弹簧、小球等模型时注意放置稳固,防止滑落。

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