學生見到 3 sin(2x − 60°) 就亂,四個數字互相打架。這一堂給一個固定次序:先讀振幅、再算週期、再把括號內的常數除開做平移、最後用五點定位畫圖,讓每一步只改一個東西。
本堂目標 學生能夠:① 講出 y = 3 sin(2x − 60°) 的振幅 3、週期 180°;② 算出相位平移是右移 30°(不是 60°);③ 定位最大值在 x = 75°、最小值在 x = 165°、零點在 30° 與 120°;④ 用同一套次序處理 y = −2 cos(3x) + 1,得振幅 2、週期 120°、最大值 3、最小值 −1。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 |
快檢題 |
過關標準 |
| 正弦的基本形 |
y = sin x 的最大值與最小值 |
1 與 −1 |
| 週期定義 |
y = sin 2x 在 0° 到 360° 內重複幾次 |
2 次,即週期 180° |
| 解簡單方程 |
sin θ = 1 時 θ 最小正角 |
90° |
| 負號的意義 |
y = −f(x) 的圖像怎樣變 |
沿 x 軸反射 |
02 課堂流程(60 分鐘)
| 時間 |
環節 |
導師做什麼 |
學生做什麼 |
| 0–8 分 |
開場對比 |
同時畫 y = sin x 與 y = 3 sin 2x |
講出「高咗」與「密咗」 |
| 8–18 分 |
振幅 |
指出振幅只看 sin 前面的數 |
自己讀出三個式子的振幅 |
| 18–30 分 |
週期 |
示範 360 ÷ 2 = 180 |
自己算 3x 的週期 |
| 30–44 分 |
相位平移 |
把 2x − 60 寫成 2(x − 30) |
自己解釋為何是右移 30° |
| 44–52 分 |
五點定位 |
用 30、75、120、165 四個關鍵 x 畫圖 |
自己標出最大最小與零點 |
| 52–60 分 |
獨立練習 |
兩題限時 8 分鐘 |
對答案並講出錯在哪個參數 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:振幅只看前面的數,正負號只管方向
y = 3 sin(2x − 60°) 的振幅是 3,因為 sin 的輸出最多 1,乘 3 就最多 3。若前面是負數,例如 −2 cos 3x,振幅仍然是 2,負號只是把圖上下反轉,最大值變成 +2、最小值 −2。學生最常把負號當成「振幅是負」,之後所有最大最小值都錯。要他們每次都寫「振幅 = |a|」。
要學生講出 y = −4 sin x 的振幅,並指出最大值在哪裏。
第二幕:週期是 360 除 x 前面的數
2x 表示在 0° 到 360° 之間跑了兩個完整循環,所以一個循環只需 180°。同理 3x 的週期是 120°。這一條與振幅完全獨立,先後次序不能亂:先讀 a 得振幅,再讀 b 得週期,兩者不會互相影響。給學生一個快查:週期乘 b 一定等於 360。
要學生用「週期 × b = 360」檢查 y = sin 4x 的週期。
第三幕:括號內的常數要先除開才是平移
2x − 60 提出 2 寫成 2(x − 30),所以是右移 30°,不是 60°。這是最多數人失分的地方,因為他們把 −60 直接當平移。除開之後,最大值出現在 2(x − 30) = 90,即 x = 75°;最小值在 2(x − 30) = 270,即 x = 165°;零點在 x = 30° 與 120°。四個位置都有同一個來源,學生只要記住「先除再解」。
要學生算出 y = sin(3x + 90°) 的平移方向與角度。
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 讀參數 |
y = 3 sin(2x − 60°) |
① 振幅 = |a| ② 週期 = 360 ÷ b ③ 平移 = 括號常數 ÷ b |
振幅 3、週期 180°、右移 30° |
| 找極值位置 |
同上,求最大值所在 x |
① 令括號 = 90 ② 解 x ③ 檢查是否在指定區間 |
x = 75° |
| 解零點 |
同上,求 0° 至 180° 內的零點 |
① 令括號 = 0 與 180 ② 解 x ③ 排序 |
30° 與 120° |
| 含負號與上下平移 |
y = −2 cos(3x) + 1 |
① 振幅 2 ② 週期 120° ③ 上下平移令極值加 1 |
最大 3、最小 −1 |
合理性檢查(一定要教):一致性檢查:最大值減最小值一定等於 2 × 振幅;3 與 −3 相差 6,等於 2 × 3。零點之間相隔半個週期,30° 與 120° 相差 90°,剛好是 180° 的一半。最大值 75° 與最小值 165° 也相差 90°。任何一項對不上,就代表平移或週期其中一個算錯。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| y = 5 sin(4x) 的振幅與週期 |
振幅 5、週期 90° |
有無用 360 ÷ 4 |
| y = sin(2x + 40°) 的平移 |
左移 20° |
有無先除 2 |
| y = −2 cos(3x) + 1 的最大值 |
3 |
有無記得加 1 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 |
學生通常這樣寫 |
導師這樣說 |
| 平移直接用括號常數 |
「2x − 60 即左移 60°」 |
「要先提出 2:2(x − 30),括號內減 30 才代表右移 30°;你講左移,連方向都反了。」 |
| 負號當負振幅 |
「y = −2 cos x 的振幅是 −2」 |
「振幅是距離,一定正數;負號只是把圖上下反轉,寫 |−2| = 2。」 |
| 週期用 360 × b |
「y = sin 2x 的週期是 720°」 |
「跑了兩圈應該更快完成一圈;週期乘 b 要等於 360,所以是 180°。」 |
| 極值位置不看區間 |
「最大值在 75°,所以 0° 至 60° 內最大值在 75°」 |
「75° 不在你畫的區間內;要在端點與區間內關鍵點一齊比較。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 |
答案 |
判定 |
| y = 3 sin(2x − 60°) 的振幅 |
3 |
錯:把負號或 60 當振幅 |
| 同一式的週期 |
180° |
錯:用 360 × 2 |
| 同一式的相位平移 |
右移 30° |
錯:直接右移 60° |
| 最大值所在的 x(0° 至 180°) |
75° |
錯:令括號等於 0 |
09 導師常問
點解要提出 b 才看平移?
因為平移是對 x 本身而言;2x − 60 要寫成 2(x − 30) 才看到 x 被減了 30。
tan 的週期是否一樣算法?
tan 的基本週期是 180°,所以是 180 ÷ b,不是 360 ÷ b。
可以只靠五點畫圖嗎?
五點足夠定出一個週期內的形狀;考試若要求準確圖形,還要標明軸截距與漸近線。
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