6.4反三角函数(反正弦函数)(1)教案
教学目的:
1.理解函数y=sinx(x∈R)没有反函数;理解函数y=sinx, x∈[-,]有反函数;理解反正弦函数y=arcsinx的概念,掌握反正弦函数的定义域是[-1,1],值域是[-,].
2.知道反正弦函数y=arcsinx ,x∈[-1,1]的图像.
3.掌握等式sin(arcsinx)=x,x∈[-1,1]和arcsin(-x)=-arcsinx,x∈[-1,1].
4.能够熟练计算特殊值的反正弦函数值,并能用反正弦函数值表示角.
5.会用数形结合等数学思想分析和思考问题.
教学重点:
教学重点:理解反正弦函数概念以及反正弦函数符号的本质.
教学难点:反正弦函数的产生和从本质上处理正弦函数的反函数问题.
教学难点:反正弦函数的产生和从本质上处理正弦函数的反函数问题.
教学过程:
(一)、引入
一、(设置情境)
1.复习
我们学习过反函数,知道,对于函数y=f(x),x∈D,如果对它的值域中的任意一个值y,在定义域D中都有唯一确定的值x与它对应,使y=f(x),这样得到的x关于y的函数叫做y=f(x)的反函数.我们也明确不是任何一个函数都存在反函数.函数要存在反函数必须要求其自变量与因变量是一一对应的。
2.思考
那么正弦函数是否存在反函数呢?
[说明] 因为对于任一正弦值都有无数个角值与之对应.正弦函数的自变量与因变量是多对一的。
故而不存在反函数。
3.讨论
正弦函数不存在反函数.但只要选取某一区间使得在该区间上存在反函数.因变量可以确定自变量,正弦值可以表示相应的角值,并且将该区间上的角值用相应的正弦值表示就可以了.学生讨论应该选取怎样的区间,使得存在反函数呢?
这个区间的选择依据两个原则:
(1)在所取区间上存在反函数;(2)能取到的一切函数值
可以选取闭区间,使得在该区间上存在反函数,而这个反函数就是今天要学习的反正弦函数。
二、(双基回顾)
1.根据下列给出的条件,求对应的角
1), 则=______ 2),则=______
2.下列函数图像中哪些图像所表示的函数具有反函数? ( )
(A) (B) (C) (D)
(二)、新课
一、(新课教学,注意情境设置)
函数y=sinx, x∈[-,]存在反函数吗?
二、概念或定理或公式教学(推导)
概念辨析
(1)反正弦函数的定义:
函数y=sinx, x∈[-,]的反函数叫做反正弦函数,记作y=arcsinx,x∈[-1,1].
(2)反正弦函数的性质:
①图像
②定义域[-1,1]
③值域[-,]
④奇偶性:奇函数,即arcsin(-x)=-arcsinx,x∈[-1,1]
⑤单调性:增函数
[说明]互为反函数的两个函数图像关于直线对称,函数y=sinx,x∈[-,]与函数y=arcsinx,x∈[-1,1]的图像关于直线对称.
三、(概念辨析或变式问题,目的是加强概念、公式的理解或应用)
判断下列各式是否成立?简述理由.
(1)arcsin=;(2)arcsin=;(3)arcsin1=2kл+,k∈Z;(4)arcsin(-)=- arcsin;(5)sin(arcsin)=;(6)arcsin=.
解:(1)式成立;(2)、(4)、(5)各式都不成立,理由是反正弦函数的定义域为[-1,1];(3)式仅当k=0时成立,k取其他整数时,不成立,理由是反正弦函数的值域为[-,];
(6)式不成立,因为与反正弦函数的定义不符.
四、典型例题(3个,基础的或中等难度)
例1.求下列反正弦函数的值:
(1)arcsin; (2)arcsin0; (3)arcsin(-)
解:(1)因为sin=,且∈[-,],所以arcsin=.
(2)因为sin0=0,且0∈[-,],所以arcsin0=0.
(3)因为sin(-)=-,且-∈[-,],所以arcsin(-)=-.
例2.用反正弦函数值的形式表示下列各式的x:
(1)sinx=,x∈[-,];(2)sinx=-,x∈[-,];(3)sinx=- ,x∈[-π,0]
解:(1)因为x∈[-,],由定义,可知x=arcsin;
(2)因为x∈[-,],由定义,可知x=arcsin(-)=- arcsin;
(3)在区间[-,0] 上,由定义,可知x=arcsin(-)=- arcsin;
在区间[-π,-]上,由诱导公式,可知x=-π+arcsin,满足 sinx=-
因此x= arcsin或x=-π+arcsin.
例3.化简下列各式:
(1)arcsin(sin);(2)arcsin(sin);*(3)arcsin(sin20070)
解:(1)因为∈[-,],设sin=α,所以arcsinα=,即arcsin(sin)=.
(2)因为 [-,],而∈[-,],且sin=sin,设sin=sin=反三角函数的所有公式α,所以arcsin(sin)= arcsin(sin)=arcsinα=.
(3)因为sin20070=sin(5×3600+2070)=sin2070=sin(1800+270)=-sin270
所以arcsin(sin20070)= arcsin(-sin270)=- arcsin(sin270)=- 270.
例4.求函数f(x)=2arcsin2x的反函数f-1(x),并指出反函数的定义域和值域.
解:设y=2arcsin2x,则= arcsin2x,
因为2x∈[-1,1],arcsin2x∈[-,],所以x∈[-,],y∈[-л,л],
根据反正弦函数的定义,得2x=sin,x= sin,将x,y互换,得反函数f-1(x)= sin,
定义域是[-л,л],值域是[-,].
五、课堂练习(2个,基础的或中等难度)
1、求下列反三角函数的值:
(1)_________ ; (2) ______;
(1) ; (2) ;
六、拓展探究(2个)
例1.证明等式:arcsin(-x)=-arcsinx,x∈[-1,1]
证明:∵x∈[-1,1],∴ -x∈[-1,1]
∴sin[arcsin(-x)]= -x,sin(-arcsinx)=-sin(arcsinx)=-x
又因为arcsin(-x)∈[-,],-arcsinx∈[-,],且正弦函数在[-,]上单调递增,所以arcsin(-x)=-arcsinx,x∈[-1,1]
[说明]这是证明角相等的问题,两个角仅有同名三角比相等,不能证明这两个角相等,教师应启发学生知道这个数学事实,并举例说明.
例2.设x∈[,],sinx=,用反正弦函数值表示x.
解:因为x∈[,],所以(π-x)∈[-,],又sin(π-x)=sinx,得sin(π-x)=,
于是π-x=arcsin,x=π- arcsin.
[说明] 对于用反正弦函数值表示区间[-,]外的角,教材不作要求,但考虑到在解实际问题中常要表示钝角,因此可补充用反正弦函数值表示钝角的练习.
以上两例教师应根据各自学校学生的实际情形进行教学.
(三)、小结
(1)反正弦函数的定义;
(2)反正弦函数的性质.
(四)、作业
(1)书上练习6.4(1)中的1、2、3、4
(2)思考题:求函数f(x)=2π-arcsin2x的反函数f-1(x),并指出反函数的定义域和值域.
课外作业:(6+2填空,3+1选择,3+1解答,其中+后面的题目可以难些用“*”注明)
一、填空题
1、求下列反三角函数的值:
(1)_______ ; (2) _____.
(3) =___________; (4) =______________.
2、函数的单调递减区间是 .
3、若 有解,则a的取值范围是____________.
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