Методика преподавания темы «Тригонометрические функции» в курсе алгебры и начал анализа

У функций у=tg х и у=сtg х область определения имеет некоторые ограничения. Обосновать это свойство можно исходя из того факта, что

tg х = sin x/ соs x. Тогда областью определения функции у=tg х будут все действительные числа, за исключением нулей функции у=соs x. Этот же самый факт можно обосновать и с помощью окружности:

рис.3

любому действительному числу х соответствует точка на окружности Рх. Если х ¹ p/2+pк, кÎZ, то эта точка имеет координаты, отличные от (0;1) и (0;-1), тогда через точки О и Рх. можно провести прямую, которая пересекает касательную к окружности, проходящую через точку (1;0), в некоторой точке Тх. Эта точка имеет ординату, которая является действительным числом. То есть в таких точках функция у=tg х будет принимать действительные значения. Если же х = p/2+pк, кÎZ, то прямая ОРх. будет совпадать с осью ОУ, а, следовательно, будет параллельна касательной к окружности. В этом случае мы не сможем найти точку Тх и ее ординату, а, значит, в этих точках функция у=tg х будет не определена. Таким образом, делаем вывод , что Дtg x =R/{p/2+pк }, кÎZ. Для функции у=сtg х рассуждения аналогичны, а, значит, учащиеся вполне могут провести их самостоятельно.

Область определения как свойство функций является ко времени изучения тригонометрии уже достаточно хорошо изученным, а процесс ее нахождения уже перешедшим из разряда умений в разряд навыков. Тем не менее при изучении тригонометрических функций стоит еще раз обратить внимание на отыскание области определения в особенности функций типа: у = сtg х * tg х; у=(sin х*соs х)/ сtg х, а также кусочно-заданных функций

сtg (х+p/2), х<p sin х, х<-p/2

у = у =

1/(sin х +1), х³p tg х/(х-7) ³2p

2) Область значений функции.

«Областью значений функции f называется множество, состоящее из всех чисел f(х), таких, что х принадлежит области определения функции f». Четкого обоснования того факта, что областью значений функций у=sin х и у=соs х является отрезок [-1;1] ни в одном из действующих школьных учебников не приводится, а вместо этого рассматриваются неравенства -1 £ sin х £ 1 и -1 £ соs х £ 1, которые выполняются для всех значений х. Однако, отсюда совершенно не следует то, что в область значений данных функций входят все точки отрезка [-1;1]. На этот момент стоит обратить особое внимание, дабы разграничить в умах учащихся два совершенно различных свойства: ограниченность и область значений. Рассмотрим пример.

Рис.4

Функция f(x) в данном случае является ограниченной (выполняются неравенства -1 £ f(x) £ 1), но отрезок [-1;1] не является множеством значений данной функции. Поэтому необходимо все-таки показать тот факт, что любое число из отрезка [-1;1] является значением функции у=sin х (у=соs х) в некоторой точке. Показать это можно хотя бы следующим образом.

Возьмем произвольное действительное число х1 такое, что

-1 £ х1 £ 1. Рассмотрим отрезок [-1;1] принадлежащий оси ОХ и возьмем точку этого отрезка соответствующую х1, восстановим из нее перпендикуляр к оси ОХ. Он пересечет единичную окружность в некоторой точке Рх1 Заметим, что х1 – это абсцисса точки Рх1, а, значит, число х1 является значением функции у=соs х для точки Рх1. (Аналогично для функции у=sin х.)

рис.5

После изучения области значений целесообразно рассмотреть свойство ограниченности функций у=соs х и у=sin х и провести взаимосвязь между этими свойствами не только для тригонометрических, но и для других классов функций.

3) Четность и нечетность.

При изучении свойств четности и нечетности тригонометрических функций необходимо четко обосновать тот факт, что sin(-х) = -sin(х), a cos(-х) = cos(х) для любых действительных значений х. Чаще всего обоснование этого факта сводится к симметричности точек окружности, соответствующих числам или углам t и – t в зависимости от того, на каком этапе происходит обоснование. «Если числу t соответствует точка М числовой окружности, то числу –t соответствует точка Р, симметричная точке М относительно горизонтального диаметра окружности (то есть относительно оси абсцисс). У таких точек одна и та же абсцисса, а ординаты равны по модулю, но отличаются знаком. Следовательно, sin(-t) = -sin(t), a cos(-t) = cos(t)» (см. [16]).

Заметим, что факт симметричности точек t и – t не является очевидным, а значит, сам нуждается в обосновании, провести которое можно, например, рассмотрев треугольник МОР. Обозначим точку пересечения отрезка МР с осью ОХ за В. Тогда треугольник МОР равнобедренный (ОМ = ОР как радиусы одной окружности), луч ОВ является биссектрисой угла МОР, а, следовательно, и высотой и медианой треугольника МОР. Тогда точки М и Р действительно будут симметричными относительно оси ОХ по определению. Это и позволяет сделать вывод о значениях синуса и косинуса противоположных углов. После этого обоснование равенств tg (-t) =-tg (t) и ctg (-t) = -ctg (t) не составит никакой трудности.

Тонкости педагогики:

Общая характеристика рынка образовательных услуг
В настоящее время такой товар как образование становится элементом рыночных отношений. Оно выступает как продавец образовательных услуг, и как общественный институт формирования рыночного сознания общества. Рынок образовательных услуг сформировался в нашей стране относительно не давно, в ходе приви ...

Изучение воздействия школьных предметов на формирование личности патриота
Таким образом, обучение как процесс передачи знаний отступило на второй план. Вперед выдвинулись общегуманистические ценности. Однако более глубокий анализ показывает, что ориентация на формирование моральных и гражданско-патриотических качеств у учащихся еще абстрактна, неконкретна, в деталях не я ...

Организация экспериментальной работы по коррекции нарушений письма у детей младшего школьного возраста
Теоретический анализ психолого-педагогической и логопедической литературы показал, что коррекция дисграфии осуществляется приемами, направленными, в первую очередь на развитие речи и мышления, процессов восприятия, зрительной памяти, воображения и других психических процессов. Большое внимание удел ...