Скачать 94.41 Kb.
|
Презентация 1 группы учащихся
Функция у = sin х монотонна и принимает все значения от -1 до 1 на каждом из следующих отрезков -;; ;; ; и т.д. Значит, по теореме об обратных функциях она обратима, и имеет обратную функцию. Среди них предпочтение отдают одной функции, обратной у = sin x, х-;. Её обозначают х = arcsin у. Поменяв, как обычно, х и у местами, пишут: у = arcsin x . Итак, у = arcsin x (читают арксинус х) – это функция, обратная функции у = sin x, х-;. График функции у = arcsin x может быть получен из графика функции у = sin x, х-; с помощью преобразования симметрии относительно прямой у = х. Свойства функции у = arcsin x 1. D(х) = [-1;1]. 2. Е(х) = -;. 3. Функция является нечетной: arcsin (-x) = -arcsin x 4. Функция возрастает. 5. Функция непрерывна. Из сказанного выше следует, что записи у = arcsin x и х = sin у, у-; эквивалентны. Подставив в равенство х = sin у вместо у выражение arcsin x , получим х = sin (arcsin x). Следовательно, для х [-1;1] имеем: sin (arcsin x) = х, arcsin x - ; . Два последних соотношения дают возможность сформулировать определение. Определение 1. Если ≤1, то arcsin а – это такое число из отрезка - ; , синус которого равен а. Итак, sin t = а , если ≤1, то arcsin а = t <=> - ≤ t ≤ ; sin (arcsin а) = а. Геометрическая иллюстрация: Следовательно, arcsin(-х) = arcsin х, ≤ 1. Аналогично вводятся понятия арккосинуса, арктангенса и арккотангенса(см. § 21, А.Г.Мордкович, Л.О.Денищева и др. «Алгебра и начала анализа». Профильный уровень. Часть 1. 10 класс. М., «Мнемозина», 2007г. 2.Построение графиков функций, содержащих обратные тригонометрические функции. А.Г.Мордкович, Л.О.Денищева и др. «Алгебра и начала анализа». Профильный уровень. Часть 2. 10 класс. М., «Мнемозина», 2007г. №21.50, №21.51, №21.52, №21.53 (см. Приложение №1). Урок 2. Тема: Преобразование выражений, содержащих обратные тригонометрические функции. Цель: сформировать умение преобразовывать выражения, содержащие обратные тригонометрические функции. Презентация 2 группы учащихся. Вспомним важные соотношения для обратных тригонометрических функций, которые мы уже доказали:
Докажем важные соотношения для обратных тригонометрических функций:
(см. Приложение 2) Выполнить упражнения: №1. Вычислить: а) sin (arctg 2)= = = = ; б) cos (arсtg2)= = ; в) sin (arссоs(- ))= = = = ; г) cos (arcsin (- ))= = = . №2. Упростить выражение arcsin (sin 2). Решение: Положим φ= arcsin (sin 2), тогда φ - ; и sin φ = sin2. Нам надо найти угол из промежутка - ; , имеющий тот же синус, что и угол в 2 радиана. Имеем 2= ( -2), причем sin2=sin( -2) и -2 - ; , следовательно, φ = -2. Таким образом, arcsin (sin 2)= -2. Ответ: -2. №3 Упростить выражения: а) arссоs(cos4); б) arctg(tg5); в) arcsin(cos2); г) arctg(ctg7). Решение: а) Пусть arссоs(cos4)=φ, где φ [0; ], тогда cos φ = cos4. Нам надо найти угол из отрезка [0; ], косинус которого равен косинусу угла в 4 радиана. Имеем cos φ = cos4. Следовательно, φ = 2 - 4. Ответ: 2 - 4. б) Пусть arctg(tg5)= φ, где φ (- ; ), тогда tg φ = tg5, следовательно, φ = - (2 - 5)=5 - 2 . Ответ: 5 - 2 . Урок 3. Тема: Решение уравнений, содержащих обратные тригонометрические функции. Цель: Сформировать умение решать графически и аналитически уравнения, содержащие обратные тригонометрические функции. Презентация 3 группы учащихся. Задания взяты из задачника А.Г.Мордкович, Л.О.Денищева и др. «Алгебра и начала анализа». Профильный уровень. Часть 2. 10 класс. М., «Мнемозина», 2007г. № 21.54 а) arcsin2х = . Решение: - < < . По определению арксинуса получаем систему: sin = 2х, 2х = , х = , ≤ 1; => -1 ≤ 2х ≤ 1; => -0,5 ≤ х ≤ 0,5; => х = . Ответ: . б) arctg(4х + 1) = . Решение: По определению арктангенса tg = 4х + 1, где - < arctg(4х + 1)< , но - ; , следовательно, уравнение не имеет решений. Ответ: нет корней. в) arссоs(3х – 3,5) = . Решение: 0≤ ≤ . По определению арккосинуса имеем систему: 3х – 3,5 = соs , 3х – 3,5 = - 0,5, 3х = 3, -1 ≤ 3х – 3,5 ≤ 1; => 5 ≤ 3х ≤ 4,5; => ≤ х ≤ ; => х = 1. Ответ: 1. г) arctg(4х + 1) = . Решение: По определению арктангенса 4х + 1 = tg , где 0 < < . Следовательно, 4х + 1 = -1, где х = - . Ответ: - . № 21.25, №21.56, №21.57, № 21.58, №21.59. (см. Приложение 3) Урок 4. Тема: Решение неравенств, содержащих обратные тригонометрические функции. Цель: Сформировать умение решать графически и аналитически неравенства, содержащие обратные тригонометрические функции. Презентация 4 группы учащихся № 21.60 а) Решить неравенство arссоs х> . Решение: Т.к. функции у = arссоs х и у = соs х монотонны на отрезке [0; ], то данное неравенство будет равносильно системе соs(arссоs х) <соs , x < - , ≤ 1; => -1≤ х ≤ 1; => -1≤ х < - ; Ответ: [-1; - ) № 21.61 а) Решить неравенство 9 arcsin2х≤ . Решение: (3 arcsin х - )(3 arcsin х + )≤ 0 Замена: arcsin х = t, (3 t - )(3 t+ ) ≤ 0, - ≤ t ≤ . Вернемся к замене - ≤ arcsin х ≤ . Отсюда, учитывая, что функция у = arcsin х монотонна на - ; , - ≤ х ≤ . Ответ: [- ; ]. № 21.62 а) Решить неравенство: 8 arcsin 2х + 2 arcsin х< . Решение: Областью допустимых значений неравенства является отрезок [-1;1]. Замена: arcsin х = t, где - ≤ t ≤ . Тогда данное неравенство примет вид 8 t2 + 2 t - 2<0, где t - ; = + 8 = 9 , t1 = , t2 = ; Следовательно, 8(t - )( t + ) <0, t (- ; ). Учитывая, что числа и - принадлежат отрезку - ; , вернемся к замене - < arcsin х < . Учитывая монотонность функции у = arcsin х на отрезке - ; , получим -1 < х < . С учетом ОДЗ запишем ответ. Ответ: -1 < х < . III. Итог всей работы: В конце презентации учитель подводит итог, задавая учащимся вопросы: 1. Каковы отличительные особенности графиков обратных тригонометрических функций от графиков тригонометрических функций? 2. Сегодня вы познакомились с некоторыми важными соотношениями между обратными тригонометрическими функциями. А чем они важны? 3. Назовите и охарактеризуйте методы решения уравнений, содержащих обратные тригонометрические функции. 4. Назовите и охарактеризуйте методы решения неравенств, содержащих обратные тригонометрические функции. Приложение 1. 1 3 2 4 Приложение 2.
Доказательство: Пусть arcsin х= у , тогда sinу = х, где у - ; . Нам нужно найти cosу. Известно, что cos2у = 1- sin2у. Значит, cos2у = 1 – х2, где у - ; . Косинус принимает неотрицательные значения, поэтому cosу = , т.е. cos (arcsin х)= , где ≤ 1.
Доказательство: tg (arcsin х) = = , где < 1.
Доказательство: ctg (arcsin х) = = , где ≤ 1, х≠0.
Доказательство: Пусть arccos x = у, где у [0; ], тогда х = cos у. Нам надо найти sin у. Известно, что sin2у = 1 - cos2у, значит, sin2у =1 – х2 , где ≤ 1, а на отрезке [0; ] синус принимает неотрицательные значения. Поэтому sin у = , где ≤ 1.
Доказательство: tg (arccos x)= = , где ≤ 1, х≠0.
Доказательство: ctg ( arсcos x)= = , где < 1.
Доказательство: Пусть arctg x=у, тогда tg у = х, где у (- ;. ). Нам нужно найти sin у. Известно, что 1 + tg2у = . Но у (- ;. ), а на интервале (- ; ) косинус принимает лишь положительные значения. Поэтому cos2у = , т.е. cos (arctg x) = . А т.к. sinу = cos у tg у, то sin (arctg x)= tg ( arctg x) cos (arctg x) = .
Доказательство: ctg (arctg x) = = , где х≠0.
Доказательство: Пусть arcctg x=у, тогда сtg у = х, где у (0; ). Нам необходимо найти sinу. Известно, что 1 + сtg2у = , откуда sin2у = . Учитывая, что у (0; ), а синус на этом интервале принимает положительные значения. Поэтому sinу = , т.е. sin ( arcctg x)= .
Доказательство: Известно, что cosу = сtg у sin у, то получим cos (arcсtgх) = сtg(arcсtg x) sin( arcctg x)= х = .
Доказательство: tg (arcctg x)= = , где х≠0.
Доказательство: arcsin х = - arcos x. Возьмем синус от обеих частей равенства sin (arcsin х) = sin ( - arcos x) => х = cos(arcos x) => х = х. Значит, arcsin х+arcos x= , где ≤ 1.
Доказательство: arctg x = - arcctg x => tg(arctg x) = tg( - arсctg x) => х = ctg (arcctg x) => х = х. Значит, arctg x+arcctg x= . Приложение 3 № 21.25 а) arcsin(3х2- 5х + 1) = . Решение: - ≤ ≤ . По определению арксинуса получаем систему: 3х2 – 5х + 1 = 1, 3х2 – 5х = 0, х = 0 , х = 0, -1 ≤ 3х2 – 5х + 1≤1; => -1 ≤ 3х2 – 5х + 1≤1; => х = , => х = . │3х2 – 5х + 1│ ≤ 1; Ответ: 0; . б) arctg (х3 – 27 - ) = - . Решение: - <- < . По определению арктангенса имеем х3 – 27 - = - , то х3 = 27, х = 3. Ответ: 3. №21.56 а) arcsin (tg ) - arcsin - = 0. Решение: Определим область допустимых значений уравнения │ │≤ 1, т.е. 3 < x < ∞ - arcsin - = 0, arcsin = . Вследствие монотонности у = arcsin х на отрезке [- ; ] имеем sin(arcsin ) = sin , = , х = 4. С учетом ОДЗ получаем х = 4. Ответ: 4. №21.57 а) 8 arcsin2 х + 2 arcsin х = 2. Решение: ОДЗ: х [-1;1]. Замена: arcsin х = t, где t [- ; ]. 8t2 + 2 t - 2= 0, = 2 – 8(- 2) = 9 2, t1 = = ; t2 = = - . Проверим. Числа принадлежат отрезку [- ; ]. Вернемся к замене: аrcsin х = , или аrcsin х = - , sin(arcsin х) = sin , sin(arcsin х) = sin(- ), х = . х = -1. С учетом ОДЗ можем записать ответ. Ответ: -1; . №21.58 в) arcos(3х + 1) = arcos(2х + 5). Решение: Найдем ОДЗ уравнения. Она совпадает с решением системы: │3х + 1│≤ 1, -1 ≤ 3х+ 1≤1, - ≤ х ≤ 0, │2х + 5│≤ 1; => -1≤ 2х + 5 ≤ 1; => -3 ≤ х ≤ -2; Система решений не имеет. Ответ: корней нет. №21.59 а) arcos x = arctg x. Решение: Левая часть уравнения принимает значения из отрезка [0; ] (по определению арккосинуса), а правая - из отрезка (- ; ) (по определению арктангенса). Значит, нас интересуют те значения х, при которых обе части уравнения принимают равные значения на отрезке [0; ). Пусть arcos x= t, arctg x= r. Нас интересует равенство t = r, где t и r принадлежат отрезку [0; ). Но на этом отрезке равенство t = r эквивалентно равенству cos t = cos r. Поэтому мы имеем право взять от обеих частей заданного уравнения косинус, т.е. перейти к уравнению cos( arcos x) = cos( arctg x), х = , где ≤ 1; х2 - = 0, =0. Замена х2 = t, то =0, откуда t1= ; t2= . t2 – посторонний корень. Вернемся к замене х2 = , х1 = ; х2 = - ; С учетом 0≤х ≤ 1, запишем х = ; Ответ: . |