高中 数学 探究发现活动 挑战难度 三角函数的图像与性质

正弦曲线的周期的变化规律探究

正弦曲线 · 周期 · 数形结合

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以 正弦曲线 为对象,用数形结合研究 周期,在操作中把抽象的数量关系变成看得见的结果。

配套虚拟仿真:正弦曲线的周期的变化规律探究(虚拟探究)

以 正弦曲线 为对象,用数形结合研究 周期,在操作中把抽象的数量关系变成看得见的结果。

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探究目的

  • 学会使用圆规、细绳测算并记录 正弦曲线 的 周期。
  • 会用数形结合研究 正弦曲线 的 周期,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|。

本实验以数形结合为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 周期 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

圆规
细绳
硬币
直尺
砝码
骰子

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:圆规、细绳、硬币、直尺,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 正弦曲线 的 周期 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 选取的数值),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 正弦曲线 的 周期 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 周期 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

改变条件后,正弦曲线 的 周期 随之变化,重复测算的结果基本一致。

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

作图时用铅笔轻画,保留必要的辅助线便于检查。

涉及弹簧、小球等模型时注意放置稳固,防止滑落。

数据要完整记录,异常值应说明取舍理由,不能随意剔除。

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