第 1 章解三角形复习教案
教学设计
整体设计
教学分析
首先了解新课标对本章的定位.解三角形作为三角系列
的最后一章,突出了基础性、选择性与时代性.本章重在研
究三角形边角之间的数量关系,如正弦定理、余弦定理等.正弦定理、余弦定理更深刻地反映了三角形的度量本质,成为解三角形的主要工具.
本章的数学思想方法是一条看不见的暗线,数学思想方
法是数学的精髓.在初中,教科书着重从空间形式定性地讨
论三角形中线段与角之间的位置关系,本章主要是定量地揭
示三角形边、角之间的数量关系,从而较清晰地解决了三角
形的确定性问题.本章对两个定理的推导引入中十分强调这
一量化思想方法,并选择了更有教育价值的正弦定理和余弦
定理的证明方法.本章中融合了学生已学过的大部分几何知
识,将解三角形作为几何度量问题来处理,突出几何背景,
为学生理解数学中的量化思想,进一步学习数学奠定了基础.三维目标
.熟练掌握三角形中的边角关系.
.通过本节学习,要求对全章有一个清晰的认识,熟练
掌握利用正、余弦定理解斜三角形的方法,明确解斜三角形
知识在实际中的广泛应用,熟练掌握由实际问题向解斜三角
形类型问题的转化,逐步提高数学知识的应用能力.
.注重思维引导及方法提炼,展现学生的主体作用,关
注情感的积极体验,加强题后反思环节,提升习题效率,激
发学生钻研数学的热情、兴趣和信心.
重点难点
教学重点:掌握正、余弦定理及其推导过程并且能用它
们解斜三角形.
教学难点:正弦定理、余弦定理的灵活运用,及将实际
问题转化为数学问题并正确地解出这个数学问题.
课时安排
课时
教学过程
导入新
本节课我们将对全章的知识、方法进行系统的归纳总
结;系统掌握解三角形的方法与技巧.由此展开新课的探究.推进新
新知探究
提出问题
1
知识结构图
2
弦定理、余弦定理都有哪些应用?
3
若求一个三角形的角时,既可以用正弦定理,也可以用余弦
定理,怎样选择较好?
4角形的知识主要应用于怎样的一些问题?
5
法.
活动:教师引导学生画出本章知识框图,教师打出演示:从图中我们很清晰地看出本章我们学习了正弦定理、余
弦定理以及应用这两个定理解三角形,由于本章内容实践性
很强,之后又重点研究了两个定理在测量距离、高度、角度
等问题中的一些应用.教师与学生一起回忆正弦定理、余弦
定理的内容及应用如下:
正弦定理、余弦定理:
asinA = bsinB = csinc ,
a2=b2+ c2-2bccosA ,
b2=c2 + a2-2accosB ,
c2 =a2+ b2-2abcosc.
正弦定理、余弦定理的应用:
利用正弦定理,可以解决以下两类有关三角形的问题.
①已知两角和任一边,求其他两边和一角.
②已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角.
利用余弦定理,可以解决以下两类有关三角形的问题.
①已知三边,求三个角;
②已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角.
在求解一个三角形时,既可以用正弦定理,也可以用余
弦定理,要尽量选择运算量较小,不产生讨论的方法求解.若求边,尽量用正弦定理;若求角,尽量用余弦定理.
除了正弦定理、余弦定理外,我们还学习了三角形面积
公式 S= 12bcsinA =12acsinB = 12absinc ,利用它我们可以解决已知两边及其夹角求三角形的面积.
教师利用多媒体投影演示如下:
解斜三角形时可用的
定理和公式适用类型备注
余弦定理
a2=b2+ c2-2bccosA
b2=a2+ c2-2accosB
c2 =b2+ a2-2bacosc 已知三边
已知两边及其夹角类型有解时只有一解
正弦定理
asinA = bsinB = csinc = 2R
已知两角和一边
已知两边及其中一边的对角类型在有解时只有一解,类
型可有两解、一解和无解
三角形面积公式
S=12bcsinA
=12acsinB
=12absinc
已知两边及其夹角
教师点拨学生,以上这些知识与初中的边角关系、勾股定理等内容构成三角形内容的有机整体.实际上,正弦定理
只是初中“三角形中大角对大边,小角对小边”的边角关系
的量化.余弦定理是初中“已知两边及其夹角,则这两个三
角形全等”的量化,又是勾股定理的推广.本章的应用举例
也是在初中学习的一些简单测量的基础上,应用了正弦定理、余弦定理解关于斜三角形的问题.
在应用两个定理等知识解决一些与测量和几何计算有
关的问题时,需注意以下几点:
①在利用正弦定理求角时,由于正弦函数在内不严格单调,所以角的个数可能不唯一,这时应注意借助已知条件加以检验,务必做到不漏解,不多解.
②在运用正弦定理与余弦定理进行有关三角形内角证明时,余弦定理会省去取舍的麻烦,但同时要注意在根据三
角函数求角时,应先确定其范围.
③在进行边角,角边转换时,注意运用正弦定理和余弦
定理的变形形式.
讨论结果:
、略.
在应用两个定理求解时,注意与平面几何知识的融
合.若求解一个三角形时两个定理都可用,则求边宜选正弦
定理,求角宜选余弦定理,但要具体问题具体分析,从中选
择最优解法.
本章知识主要应用测量、航海、建筑等在日常生活中与
三角形有关的问题.
应用示例
例 1 判断满足下列条件的三角形形状.
acosA= bcosB;
sinc = sinA +sinBcosA + cosB.
活动:教师与学生一起探究判定三角形形状的方法有哪些.学生思考后可得出确定三角形的形状主要有两条途径:
化边为角,化角为边.鼓励学生尽量一题多解,比较各种解
法的优劣.
解:方法一:用余弦定理,得a× b2+c2 - a22bc= b×c2+ a2-b22ca.
∴c2= a4- b4=.
∴a2= b2 或 c2= a2+b2.
∴三角形是等腰三角形或直角三角形.
方法二:用正弦定理,得sinAcosA = sinBcosB ,
∴s in2A = sin2B.
∵A、 B 为三角形的内角,∴2A= 2B 或 2A+ 2B= 180°.
∴A= B 或 A+B=90°.
因此三角形为等腰三角形或直角三角形.
方法一:先用正弦定理,可得c= a+ bcosA+ cosB,即c?cosA+c?cosB=a+b.
再用余弦定理,得 c?b2+ c2 -a22bc + c?a2+ c2-b22ac =a+b.
化简并整理,得a3+ b3+a2b+ ab2- ac2- bc2= 0,
=0.
∵a> 0, b> 0,∴ a2+b2- c2=0,即 a2+b2= c2.
∴三角形为直角三角形.
方法二:∵ sinA = sin , sinB =sin ,
∴原式可化为sinc ?cosA+cosB?sinc
=s inA + sinB = sin +sin
=s inB ?cosc + cosB?sinc + sinA ?cosc +cosA?sinc.
∴s inB ?cosc + sinA ?cosc = 0,
即 cosc =0.
∵0°< A<180°, 0°< B< 180°,
∴s inA + sinB ≠ 0. ∴ cosc = 0.
又∵ 0°< c < 180°,∴ c= 90° . ∴三角形为直角三角形.
点评:第题中的第 2 种解法得出 sin2A =sin2B 时,很容易直接得出 2A= 2B,所以 A=B. 这样就漏掉了一种情况,因为
sin2A =sin2B 中有可能推出 2A 与 2B 两角互补,这点应引起学生注意.第题中绕开正、余弦定理通过三角函数值
的符号判定也是一种不错的选择,但学生不易想到,因此熟
悉三角形中 sinA = sin ,cosA=- cos 等常见结论对解三角形
大有益处.
变式训练
△ABc 的三内角 A、 B、 c 的对边边长分别为a、 b、 c. 若a= 52b,A= 2B,则 cosB 等于
A.53
B.54c.55D.56
答案: B
解析:由题意得 ab = 52 = sinAsinB = sin2BsinB =2cosB,cosB= 54.
例 2 在△ ABc 中,若△ ABc 的面积为 S,且 2S= 2-c2 ,求 tanc 的值.
活动:本题涉及三角形的面积,面积公式又是以三角形
的三边 a、 b、 c 的形式给出,从哪里入手考虑呢?教师可先
让学生自己探究,学生可能会想到将三角形面积公式代入已
知条件,但三角形面积公式S= 12absinc = 12acsinB =12bcsinA 有三个,代入哪一个呢?且代入以后的下一步方向
又是什么呢?显然思路不明.这时教师适时点拨可否化简等
式右边呢?这样右边为2- c2= a2+b2- c2+ 2ab. 用上余弦定理即得a2+ b2- c2 +2ab= 2abcosc + 2ab,这就出现了目
标角 c,思路逐渐明朗,由此得到题目解法.
解:由已知,得2- c2= a2+b2- c2+ 2ab
=2abcosc +2ab= 2×12absinc.
∴2= sinc ,
×2cos2c2 =2sinc2 ?cosc2.
∵0°< c<180°,∴ 0°< c2 <90°,即 cosc2 ≠ 0.
∴tanc2 = 2. ∴ tanc = 2tanc21 - tan2c2 = 41- 4=- 43.
点评:通过对本题的探究,让学生认识到拿到题目后不
能盲目下手,应先制定解题策略,寻找解题切入口.
变式训练
在△ ABc 中, tanA = 14, tanB = 35.
求角 c 的大小;
若 AB边的长为 17,求 Bc 边的
长.解:∵ c= 180°-,
∴t anc =- tan =- 14+ 351- 14× 35=- 1.
又∵ 0°< c <180°,∴ c =135° .
∵ tanA = sinAcosA = 14 , sin2A + cos2A = 1,0 °< A<
90°,
∴s inA = 1717.
由正弦定理,得ABsinc = BcsinA ,∴ Bc= AB?sinAsinc =2.
例 3 将一块圆心角为 120°,半径为 20c 的扇形铁片裁成
一块矩形,有如图、的两种裁法:让矩形一边在扇形的一
条半径 oA 上,或让矩形一边与弦 AB平行,请问哪种裁法能得
到最大面积的矩形?并求出这个最大值.
活动:本题是北京西城区的一道测试题,解题前教师引
导学生回忆前面解决实际问题的方法步骤,让学生清晰认识
到解决本题的关键是建立数学模型,然后用相关的数学知识
来解决.
解:
按图的裁法:矩形的一边 oP 在 oA 上,顶点在圆弧上,设∠oA=θ,则 |P| = 20sin θ, |oP| = 20cos θ,从而 S=
400sin θcos θ=200sin2 θ,即当θ=π 4 时, Sax= 200.
按图的裁法:矩形的一边PQ与弦 AB平行,设∠ oQ=θ,在△ oQ中,∠ oQ= 90°+ 30°= 120°,由正弦定理,得|Q|
=20sin θ sin120 °= 4032sin θ . 又
因为 |N| =2|o|sin =40sin ,
所以 S=|Q| ?|N| = 160033sin θ sin
=160033{ - 12[cos60 ° - cos]} = 80033[cos -
cos60 °] .
所以当θ=30°时, Sax= 40033.
由于 40033> 200,所以用第二种裁法可裁得面积最大的
矩形,最大面积为40033c2.
点评:正弦定理、余弦定理在测量、合理下料、设计规
划等方面有广泛应用.从解题过程来看,关键是要找出或设
出角度,实质是解斜三角形,将问题涉及的有关量集中在某
一个或者几个三角形中,灵活地运用正弦定理、余弦定理来
加以解决.
变式训练
设△ ABc 的内角 A、 B、 c 所对的边长分别为a、b、 c,且 acosB= 3,bsinA =4.
求边长 a;
若△ ABc 的面积 S= 10,求△ ABc 的周长 l.
解:由 acosB= 3 与 bsinA = 4,两式相除,得
= acosBbsinA = asinA ? cosBb = bsinB ? cosBb =cosBsinB.
又 acosB= 3,知 cosB> 0,
则 cosB=35, sinB = 45.
则 a= 5.
由 S= 12acsinB =10,得 c= 5.
由 cosB=a2+ c2- b22ac =35,
解得 b=25. 故△ ABc 的周长 l = a+b+ c= 10+ 25.
知能训练
.在△ ABc 中,若b= 2a,∠ B=∠ A+ 60°,则∠ A=__________.
.在△ ABc 中,∠ A、∠ B、∠ c 所对的边分别为a、b、c,设 a、b、 c 满足条件 b2+c2 - bc=a2, cb= 12+ 3,求∠ A 和tanB的值.
答案:
.30°解析:由正弦定理,知asinA= bsinB,
∴1sinA= 2sin A+ 602sinA=sin= 12sinA+32cosA.
∴t anA = 33. ∵ 0°<∠ A< 180°,∴∠ A= 30° .
.解:由余弦定理和已知条件,得cosA=b2+c2-a22bc =b c2bc = 12,
∵0°<∠ A<180°,∴∠ A=60°,且∠ B= 180°-∠
A-∠ c =120°-∠ c.
由正弦定理和已知条件,得sincsinB = sin120°-
B sinB = 3cosB+ sinB2sinB = 3cosB2sinB +12= 12+3,
∴tanB = 12. ∴所求∠ A= 60°, tanB = 12.
课本本章小结巩固与提高1~8.
课堂小结
先由学生总结本节课对全章的复习都有哪些收获和提
高?解决本章的基本问题都有哪些体会?可让若干学生在
课堂上介绍自己的复习心得.
教师进一步画龙点睛,总结解题思路:运用方程观点结合恒等变形方法巧解三角形;运用三角形基础知识,正、余弦定理及面积公式与三角函数公式配合,通过等价转化或构建方程解答三角形的综合问题,注意隐含条件的挖掘.作业
.巩固与提高9~12
.自测与评估1~7
设计感想
本教案设计注重了优化知识结构,进一步加深对知识的巩固.在此过程中,学生对思想方法的领悟也更具深刻性;注重对学生抽象思维、发散思维的培养训练.通过一题多解训练了学生对事物现象选择角度地观察,从而把握事物的本质.
本教案设计意图还按照习题的内容分类处理进行;注重了思维引导及方法提炼,展现了学生的主体作用,关注学生愉悦情感的积极体验,深挖了三角形本身内在美的价值,意在激发学生强烈的探究欲望,培养学生积极的向上心态.备课资料
一、与三角形计算有关的定理
.半角定理
在△ ABc 中,三个角的半角的正切和三边之间有如下的
关系:
tanA2 = 1p-a p-a p-b p- c p,
tanB2 = 1p-b p-a p-b p- c p,
tanc2 = 1p-c p-a p-b p- c p,
其中 p=12.
证明: tanA2 = sinA2cosA2 ,因为 sinA2 >0,cosA2> 0,
所以=a2sinA2 = 1-cosA2= 121- b2+ c2- a22bc b- c24bc a+ b- c a- b+ c4bc.
因为 p=12,所以 a-b+ c = 2,a+ b- c= 2.
所以 sinA2p- b
而 cosA2= 1+ cosA2= 12p- c bc.
1+b2+ c2-a22bc b
+c2- a24bc
所以b+c + a b+c -a
tanA2 = sinA2cosA2
4bc=p
p- b
p-a
p- c
bc,
bcp
p- a bc p- b p- c p p- a
=1p- a p-a p- b p- c p. 所以tanA2=1p- a p- a p-b p-c p.
同理,可得tanB2 =1p- b p- a p-b p-c p,
tanc2 = 1p-c p-a p-b p- c p.
从上面的证明过程中,我们可以得到用三角形的三条边
表示半角的正弦和半角的余弦的公式:sinA2p- b
p- c bc ,cosA2= p p-a bc.
同理,可得sinB2p- a p-c ac , sinc2 =p- a p- b ab,
cosB2= p p- b ac , cosc2 = p p-c ab.
.用三角形的三边表示它的内角平分线
设在△ ABc 中,已知三边a、 b、 c,如果三个角A、 B 和c 的平分线分别是ta 、 tb 和 tc ,那么,用已知边表示三条
内角平分线的公式是:ta = 2b+cbcp p- a tb = 2a+cacp p- b
tc =2a+ babp p-c p= 12.
证明:设AD 是角 A 的平分线,并且BD= x, Dc=y,那么,在△ ADc中,由余弦定理,得ta2 = b2+y2-2bycosc ,①
根据三角形内角平分线的性质,得cb= xy ,所以 c+ bb =x+yy.
因为 x+y = a,所以 c +bb= ay. 所以 y= abb+ c. ②
将②代入①,得ta2 =b2+2- 2bcosc
=b2b+ c2[b2 +c2+ 2bc+ a2- 2acosc] .
因为 cosc = a2+b2- c22ab,
所以 ta2 = b2b+c2[a2 +b2+ c2+ 2bc- 2a?a2+b2- c22ab]
=bc b+ c2= bc b+ c2
=bc b+ c2?2p?2= 4b+ c2?bcp .
所以ta=2b+ cbcp p-a.
同理,可得tb= 2a+ cacp p-b tc=2a+ babp p- c.
就是已知三求三角形内角平分的公式.
.用三角形的三来表示它的外接的半径
在△ ABc 中,已知三a、b、 c,那么用已知表示
外接半径R 的公式是
R=abcp p- a p- b p- c.
明:因 R= a2sinA ,S= 12bcsinA ,所以所以 R= a2sinA =abc4S=abcp p- a sinA =2Sbc. p- b p
-c.
二、
.在△ ABc 中, A、B、c 的分 a、b、c ,a∶b∶ c= 3∶ 3∶ 5,2sinA - sinBsinc 等于?
A.- 15B.- 23c.35D .不是常数
.△ ABc 的周等于20,面是103,∠ A= 60°,∠ A 的
A.5B.6c .7D. 8
.在△ ABc 中, AB=3, Ac= 2, Bc= 10,AB→?Ac→等于
A.- 32B.- 23c.23D.32
.已知在△ ABc 中,∠ B= 30°, b= 6,c= 63,则 a=__________, S△ABc= __________.
.在△ ABc 中,角 A、B、 c 所对的边分别为a、 b、 c. 若cosA= acosc ,则cosA= __________.
.对△ABc,有下面结论:①满足sinA= sinB的△ ABc 一定是等腰三角形;②满足 sinA =cosB 的△ ABc 一定是直角
三角形;③满足asinA = bsinB =c 的△ ABc 一定是直角三角形.则上述结论正确命题的序号是__________.
.在△ ABc 中, D 在边 Bc 上,且 BD= 2, Dc= 1,∠ B =60°,∠ ADc= 150°,求 Ac 的长及△ ABc 的面积..在△ ABc 中,已知角A、 B、c 的对边分别为a、b、 c,且 bcosB+ ccosc = acosA,试判断△ ABc 的形
状.参考答案:
.c解析:设a=3,则b=3,c= 5.∴ 2sinA-sinBsinc
=2a- bc= 2× 3-35= 35.
.c解析:∵ a+b+c=20,∴ b+c=20-a,即b2+c2+ 2bc= 400- 40a+ a2.
∴b2+ c2 - a2= 400-40a- 2bc.
又∵ cosA= b2+ c2- a22bc= 12,∴ b2+c2- a2=bc.
又∵ S△ ABc=12bcsinA = 103,∴ bc =40.
将 b2+ c2- a2= bc 和 bc= 40,代入b2+ c2- a2= 400
-40a-2bc,得 a= 7.
.D解析:由余弦定理,得 cosA= Ac2+ AB2-
Bc22Ac ?AB= 4+9- 102×2×3=14,
∴AB→?Ac→= |AB → | ?|Ac → | ?cosA= 2×3× 14=32.
.a= 6, S=93 或 a=12, S=183 解析:由正弦定理,得
bsinB = csinc ,∴ sinc = cbsinB = 32. ∴∠ c= 60°或∠c= 120°.
当∠ c= 60°时,则∠ A= 90°,因此 a=12,S= 12acsinB =183;
当∠ c= 120°时,则∠ A= 30°,因此 a= 6,S= 12acsinB =93.
33解析:由正弦定理,得
cosA= cosA=sinA ?cosc ,
即 3sinBcosA = sinA ?cosc + sinc ?cosA,
∴3sinB ?cosA= sin =sinB. ∴ cosA= 33.
.①③
.解:如图,在△ ABc 中,∠ BAD= 150°- 60°= 90°,∴A D= 2sin60 °= 3.
在△ AcD中, Ac2= 2+ 12-2× 3× 1× cos150 °= 7,
∴Ac= 7. ∴ AB= 2cos60 °= 1, S△ ABc= 12 × 1× 3×sin60 °= 334.
.解:∵ bcosB+ ccosc = acosA,
由正弦定理,得sinBcosB + sinccosc = sinAcosA ,即sin2B +sin2c = 2sinAcosA ,
∴2sincos =2sinAcosA.
∵A+ B+ c=π,∴ sin = sinA.
而 sinA ≠0,∴ cos = cosA,即 cos + cos= 0.
∴2cosBcosc = 0. ∵ 0<B<π,0<c <π,∴ B=π2 或c=π2,即△ ABc 是直角三角形.