Решение неравенства с помощью круга

1. Решение неравенства с помощью круга.

Решим тригонометрическое неравенство .

На первом занятии по решению тригонометрических неравенств предложим учащимся подробный алгоритм решения, который в пошаговом представлении отражает все основные умения, необходимые для решения неравенства.

Шаг 1. Начертим единичную окружность, отметим на оси ординат точку  и проведем через нее прямую, параллельную оси абсцисс. Эта прямая пересечет единичную окружность в двух точках. Каждая из этих точек изображает числа, синус которых равен .

Шаг 2. Эта прямая разделила окружность на две дуги. Выделим ту из них, на которой изображаются числа, имеющие синус больший, чем . Естественно, эта дуга расположена выше проведенной прямой.

Шаг 3.Выберем один из концов отмеченной дуги. Запишем одно из чисел, которое изображается этой точкой единичной окружности .

Шаг 4. Для того чтобы выбрать число, соответствующее второму концу выделенной дуги, "пройдем" по этой дуге из названного конца к другому. При этом напомним, что при движении против часовой стрелки числа, которые мы будем проходить, увеличиваются (при движении в противоположном направлении числа уменьшались бы). Запишем число, которое изображается на единичной окружности вторым концом отмеченной дуги .

Таким образом, мы видим, что неравенству удовлетворяют числа, для которых справедливо неравенство . Мы решили неравенство для чисел, расположенных на одном периоде функции синус. Поэтому все решения неравенства могут быть записаны в виде

Внимательно рассмотрите рисунок и разберитесь, почему все решения неравенства  могут быть записаны в виде

Обратить внимание учащихся на то, что при решении неравенств для функции косинус, прямую проводим параллельно оси ординат.

1.  Графический способ решения неравенства.

Строим графики и , учитывая, что

Затем записываем уравнение  и его решение , найденное с помощью формул .

(Придавая n значения 0; 1; 2, находим три корня составленного уравнения). Значения  являются тремя последовательными абсциссами точек пересечения графиков  и . Очевидно, что всегда на интервале () выполняется неравенство , а на интервале () – неравенство . Нас интересует первый случай, и тогда добавив к концам этого промежутка число, кратное периоду синуса, получим решение неравенства  в виде: ;

Подведём итог. Чтобы решить неравенство , надо составить соответствующее уравнение и решить его. Из полученной формулы найти корни и , и записать ответ неравенства в виде: .

В-третьих, факт о множестве корней соответствующего тригонометрического неравенства очень наглядно подтверждается при решении его графическим способом.

Необходимо продемонстрировать учащимся, что виток, который является решением неравенства, повторяется через один и тот же промежуток, равный периоду тригонометрической функции. Так же можно рассмотреть аналогичную иллюстрацию для графика функции синус.

В-четвертых, целесообразно провести работу по актуализации у учащихся приемов преобразования суммы (разности) тригонометрических функций в произведение, обратить внимание школьников на роль этих приемов при решении тригонометрических неравенств.

Организовать такую работу можно через самостоятельное выполнение учащимися предложенных учителем заданий, среди которых выделим следующие:

В-пятых, от учащихся необходимо требовать обязательной иллюстрации решения каждого простейшего тригонометрического неравенства с помощью графика или тригонометрического круга. Обязательно следует обратить внимание на ее целесообразность, в особенности на применение круга, так как при решении тригонометрических неравенств соответствующая иллюстрация служит очень удобным средством фиксации множества решений данного неравенства

 В связи с реализацией третьего этапа процесса формирования у школьников умений решать тригонометрические неравенства сделаем лишь два замечания.

Во-первых, знакомство учащихся с приемами решения тригонометрических неравенств, не являющихся простейшими, целесообразно осуществлять по следующей схеме: обращение к конкретному тригонометрическому неравенству  обращение к соответствующему тригонометрическому уравнению совместный поиск (учитель – учащиеся) приема решения  самостоятельный перенос найденного приема на другие неравенства этого же вида.

Во-вторых, чтобы систематизировать знания учащихся о тригонометрии, рекомендуем специально подобрать такие неравенства решение которых требует различных преобразований, которые могут быть реализованы в процессе его решения, акцентировать внимание учащихся на их особенностях.

В качестве таких продуктивных неравенств можно предложить, например, следующие

В заключение приведем примеры тригонометрических неравенств, которые рекомендуем предложить учащимся для самостоятельного решения:

1) ; 2) ; 3) ;

4) ; 5) ; 6) ;

7) ; 8) ; 9) ;

10) ; 11) ; 12) ;

13) ; 14) ; 15) .

Итак, в теме «Тригонометрические неравенства» мы предлагаем изучать только то, что даст возможность школьникам почувствовать именно специфику тригонометрических неравенств.

Педагогический эксперимент

Предметом исследования является система тригонометрических уравнений и неравенств, направленная на развитие умений решать тригонометрические уравнения и неравенства

Объект исследования – процесс обучения математике.

Гипотеза эксперимента: если в процессе изучения тригонометрического материала использовать разработанную методику, то это будет способствовать осознанному и качественному формированию умений решать тригонометрические неравенства.

Цель: заключается в выявлении и обосновании возможности использования данной методики для формирования умений решать тригонометрические уравнения и неравенства.

В процессе исследования проблемы и проверки достоверности сформулированной гипотезы необходимо было решить следующие задачи:

1.  Выявить роль тригонометрических уравнений и неравенств при обучении математике;

2.  Разработать методику формирования умений решать тригонометрические уравнения и неравенства, направленную на развитие тригонометрических представлений;

3.  Экспериментально проверить эффективность разработанной методики.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

- анализ психолого-педагогической и методической литературы;

- теоретический метод;

- практический метод.

Ход эксперимента можно разбить на три этапа:

Ø  Диагностирующий;

Ø  Обучающий;

Ø  Диагностирующий

База исследования: Средняя общеобразовательная школа №2 г. Каргополя.

Диагностирующий этап эксперимента

В качестве испытуемых 19 учеников 10 «Г» класса средней школы №2 г. Каргополя. Среди учеников были хорошо успевающие, но преимущественно отстающие ученики.

Целью этапа является выявление уровня сформированности основных умений необходимых для решения тригонометрических уравнений и неравенств.

Для реализации цели, поставленной на данном этапе, были сформулированы следующие задачи:

1.  Выявить умение учащихся определять положение точки на единичной окружности, соответствующей данному углу;

2.  Установить умение учащихся отмечать угол соответствующий конкретному значению конкретной тригонометрической функции;

3.  Проверить умения определять принадлежность угла соответствующей четверти и оперировать с формулами приведения;

4.  Вычислять значения тригонометрических функций и обратных тригонометрических функций некоторых углов (как положительных, так и отрицательных);

Для реализации данных задач были использованы методы:

- контрольная работа;

- наблюдение.

Учащимся была предложена контрольная работа, состоящая из 7 заданий. Задания контрольной работы были выбраны в соответствии с умениями, необходимыми для решения тригонометрических уравнений и неравенств.

Текст самостоятельной работы

1. Отметьте на единичной окружности точку , если

.

2. В какой четверти координатной плоскости расположена точка, если

 равно:

4.  Отметьте на тригонометрической окружности точки , если:

4. Приведите выражение к тригонометрическим функциям I четверти.

а)  б)  в)  г)  д)

5. Дана дуга МР. М – середина I – ой четверти, Р – середина II-ой четверти.

Ограничить значение переменной t для: (составить двойное неравенство)

а) дуги МР;

б) дуги РМ.

6. Записать двойное неравенство для выделенных участков графика:

7. Решите неравенства sinx > 1, sinx <-1 , cos x > 1, cosx <-1

8. Преобразовать выражение cos5xcos4x-sin5xsin4x

Результаты диагностирующего эксперимента.

Результаты контрольной работы отражены в таблице в количественном и процентном отношении.

1 задание: (задание на обозначение точки).

Справилось 14 человек.

Ошибки: Неверное деление на доли тригонометрической окружности. Неверное определение четверти.

2 задание: (задание на принадлежность угла к координатной четверти).

Справилось 8 человек.

Ошибки: Неумение определять положение отрицательного угла. Неверное представление десятичной дроби к виду обыкновенной.

3 задание: (определение угла по значению конкретной функции). Справилось 8 человек.

Ошибки: Определение не пар точек у функций синус и косинус, а только одной. Для функции y = tgx учащиеся отмечают точку не на окружности, а на прямой, изображающей линию тангенса

4 задание: (задание на преобразование угла к острому).

Справилось 5 человек.

Ни один из учеников не ответил правильно на все формулы. Вероятно, что у учеников нет чёткого понимания принадлежности угла к интервалу

5 задание: (составление двойных неравенств для дуг тригонометрической окружности)

Справилось 8 человек.

Ошибки: сложность вызывает определение дуги, расположенной ниже мнимой прямой МР, а именно обозначение той точки дуги, которая обозначается отрицательным значение .

6 задание: (составление двойных неравенств для дуг графика тригонометрической функции).

Справилось 13 человек.

Ошибки: Учащиеся затрудняются в определении направления той дуги, которая расположена в левой части графика, т.е. граничные значения которых имеют отрицательное значение. «Они ведут по дуге от центра»

7 задание: (решение тригонометрических неравенств с помощью свойств тригонометрических функций).

Справилось 7 человек.

Ошибки: Сложно выделить трудности, т.к. учащиеся, не справившиеся с заданием, не приступали к его выполнению.

8 задание: (преобразование выражения)

Справилось 14 человек.

Ошибки: Используется аналогия с формулой синуса разности.

В результате наблюдения работы учащихся у доски, а так же в ходе устной работы было замечено, что учащиеся более верно выполняют задания под руководством учителя.

Таким образом, анализ результатов самостоятельной работы и наблюдений показал что:

Похожие работы

Методика преподавания темы "Тригонометрические функции" в курсе алгебры и начал анализа

Скачать

73526

4

6

... комплект под редакцией А.Г. Мордковича, хотя оставлять без внимания остальные учебники тоже не стоит. § 3. Методика преподавания темы «Тригонометрические функции» в курсе алгебры и начал анализа В изучении тригонометрических функций в школе можно выделить два основных этапа: ü Первоначальное знакомство с тригонометрическими функциями ...

Методика решения иррациональных уравнений и неравенств в школьном курсе математики

Скачать

98604

5

19

... проведении исследования были решены следующие задачи: 1)  Проанализированы действующие учебники алгебры и начала математического анализа для выявления представленной в них методики решения иррациональных уравнений и неравенств. Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы: ·в средней школе недостаточное внимание уделяется методам решения различных иррациональных уравнений, в основном ...

Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций на элективном курсе по математике в старших классах общеобразовательной школы

Скачать

90068

3

1

... курс «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций» Глава II. Разработка элективного курса «Решение уравнений и неравенств с использованием свойств функций» §1. Методические основы разработки элективного курса   Пояснительная записка. Основная задача обучения математике в школе – обеспечить прочное и сознательное овладение учащимися системой математических знаний и ...

Формирование понятия комплексного числа в курсе математики средней школы

Скачать

108758

0

1

... учащихся, школьную документацию, сделать выводы о степени усвоения данного понятия. Подвести итог об исследовании особенностей математического мышления и процесса формирования понятия комплексного числа. Описание методов. Диагностические: I этап. Беседа проводилась с учителем математики, которая в 10Є классе преподает алгебру и геометрию. Беседа состоялась по истечении некоторого времени с начала ...