高中数学 1.1.2余弦定理教案 新人教A版必修5
- 格式:doc
- 大小:342.50 KB
- 文档页数:5
1.1.2余弦定理从容说课课本在引入余弦定理内容时,首先提出探究性问题“如果已知三角形的两条边及其所夹的角,根据三角形全等的判定方法,这个三角形是大小、形状完全确定的三角形.我们仍然从量化的角度来研究这个问题,也就是研究如何从已知的两边和它们的夹角计算出三角形的另一边和两个角的问题”.这样,用联系的观点,从新的角度看过去的问题,使学生对过去的知识有了新的认识,同时使新知识建立在已有知识的坚实基础上,使学生能够形成良好的知识结构.设置这样的问题,是为了更好地加强数学思想方法的教学.比如对于余弦定理的证明,常用的方法是借助于三角的方法,需要对三角形进行讨论,方法不够简洁,通过向量知识给予证明,引起学生对向量知识的学习兴趣,同时感受向量法证明余弦定理的简便之处.教科书就是用了向量的方法,发挥了向量方法在解决问题中的威力.在证明了余弦定理及其推论以后,教科书从余弦定理与勾股定理的比较中,提出了一个思考问题“勾股定理指出了直角三角形中三边平方之间的关系,余弦定理则指出了一般三角形中三边平方之间的关系,如何看这两个定理之间的关系?”并进而指出,“从余弦定理以及余弦函数的性质可知,如果一个三角形两边的平方和等于第三边的平方,那么第三边所对的角是直角;如果小于第三边的平方,那么第三边所对的角是钝角;如果大于第三边的平方,那么第三边所对的角是锐角.由上可知,余弦定理是勾股定理的推广”.还要启发引导学生注意余弦定理的各种变形式,并总结余弦定理的适用题型的特点,在解题时正确选用余弦定理达到求解、求证目的启发学生在证明余弦定理时能与向量数量积的知识产生联系,在应用向量知识的同时,注意使学生体会三角函数、正弦定理、向量数量积等多处知识之间的联系教学重点余弦定理的发现和证明过程及其基本应用教学难点1.向量知识在证明余弦定理时的应用,与向量知识的联系过程2.余弦定理在解三角形时的应用思路3.勾股定理在余弦定理的发现和证明过程中的作用.教具准备投影仪、幻灯片两张第一张:课题引入图片(记作A如图(1),在Rt△ABC中,有A2+B2=C2问题:在图(2)、(3)中,能否用b、c、A求解a第二张:余弦定理(记作1.1.2B余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍形式一: a2=b2+c2-2bcco s A,b2=c2+a2-2caco s B,c2=a2+b2-2abco s C形式二:co s A=bc ac b22 22-+,co s B=ca ba c22 22-+,co s C=ab cb a22 22-+三维目标一、知识与技能1.掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法2.会利用余弦定理解决两类基本的解三角形问题3.能利用计算器进行运算二、过程与方法1.利用向量的数量积推出余弦定理及其推论2.通过实践演算掌握运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题三、情感态度与价值观1.培养学生在方程思想指导下处理解三角形问题的运算能力;2.通过三角函数、余弦定理、向量的数量积等知识间的关系,来理解事物之间的普遍联系与辩证统一.教学过程导入新课师上一节,我们一起研究了正弦定理及其应用,在体会向量应用的同时,解决了在三角形已知两角、一边和已知两边与其中一边对角这两类解三角形问题.当时对于已知两边夹角求第三边问题未能解决,下面我们来看幻灯片1.1.2A,如图(1),在直角三角形中,根据两直角边及直角可表示斜边,即勾股定理,那么对于任意三角形,能否根据已知两边及夹角来表示第三边呢?下面我们根据初中所学的平面几何的有关知识来研究这一问题在△ABC中,设BC=A,AC=B,AB=C,试根据B、C、A来表示A师由于初中平面几何所接触的是解直角三角形问题,所以应添加辅助线构成直角三角形,在直角三角形内通过边角关系作进一步的转化工作,故作CD垂直于AB于D,那么在Rt△BDC中,边A可利用勾股定理用CD、DB表示,而CD可在Rt△ADC中利用边角关系表示,DB可利用AB-AD转化为AD,进而在Rt△ADC内求解解:过C作CD⊥AB,垂足为D,则在Rt△CDB中,根据勾股定理可得A2=CD2+BD2∵在Rt△ADC中,CD2=B2-AD2又∵BD2=(C-AD)2=C2-2C·AD+AD2∴A2=B2-AD2+C2-2C·AD+AD2=B2+C2-2C·AD又∵在Rt△ADC中,AD=B·CO s A∴a2=b2+c2-2ab c os A类似地可以证明b2=c2+a2-2caco s Bc2=a2+b2-2ab c os C另外,当A为钝角时也可证得上述结论,当A为直角时,a2+b2=c2也符合上述结论,这也正是我们这一节将要研究的余弦定理,下面我们给出余弦定理的具体内容.(给出幻灯片1.1.2B推进新课1.余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍在幻灯片1.1.2B中我们可以看到它的两种表示形式形式一a2=b2+c2-2bcco s Ab2=c+a2-2caco s Bc2=a2+b2-2abco s C形式二bc a c b A 2cos 222-+=ca b a c B 2cos 222-+=abc b a C 2cos 222-+=师 在余弦定理中,令C =90°时,这时co s C =0,所以c 2=a 2+b 2,由此可知余弦定理是勾股定理的推广.另外,对于余弦定理的证明,我们也可以仿照正弦定理的证明方法二采用向量法证明,以进一步体会向量知识的工具性作用 [合作探究2.向量法证明余弦定理 (1)证明思路分析师联系已经学过的知识和方法,可用什么途径来解决这个问题?用正弦定理试求,发现因A 、B 均未知,所以较难求边C .由于余弦定理中涉及到的角是以余弦形式出现,从而可以考虑用向量来研究这个问题.由于涉及边长问题,那么可以与哪些向量知识产生联系呢生 向量数量积的定义式a ·b =|a ||b |co sθ,其中θ为A 、B 的夹角师 在这一点联系上与向量法证明正弦定理有相似之处,但又有所区别.首先因为无须进行正、余弦形式的转换,也就少去添加辅助向量的麻烦.当然,在各边所在向量的联系上仍然通过向量加法的三角形法则,而在数量积的构造上则以两向量夹角为引导,比如证明形式中含有角C ,则构造∙这一数量积以使出现CO s C .同样在证明过程中应注意两向量夹角是以同起点为前提(2)向量法证明余弦定理过程如图,在△ABC 中,设AB 、BC 、CA 的长分别是c 、a 、b由向量加法的三角形法则,可得+=∴,cos 2)1802)()(22a B ac c B BC AB +-=+-︒+=+∙+=+∙+=∙即B 2=C 2+A 2-2AC COB由向量减法的三角形法则,可得-=∴2222cos 22)()(c A bc b A AB AC +-=-=+∙-=-∙-=∙即a 2=b 2+c 2-2bcco s A由向量加法的三角形法则,可得-=+=∴,cos 22)()(22222a C bab C AC BC AC +-=-=+∙-=-∙-=∙即c 2=a 2+b 2-2abco sC [方法引导(1)上述证明过程中应注意正确运用向量加法(减法)的三角形法则(2)在证明过程中应强调学生注意的是两向量夹角的确定,与属于同起点向量,则夹角为A ;与是首尾相接,则夹角为角B 的补角180°-B ;与是同终点,则夹角仍是角C [合作探究师 思考:这个式子中有几个量?从方程的角度看已知其中三个量,可以求出第四个量,能否由三边求出一角?生(留点时间让学生自己动手推出)从余弦定理,又可得到以下推论:bac a b C ac b c a B bc a c b A 2cos ,2cos ,2cos 222222222-+=-+=-+=师 思考:勾股定理指出了直角三角形中三边平方之间的关系,余弦定理则指出了一般三角形中三边平方之间的关系,如何看这两个定理之间的关系? 生(学生思考片刻后会总结出)若△ABC 中,C =90°,则co s C =0,这时c 2=a 2+b 2.由此可知余弦定理是勾股定理的推广,勾股定理是余弦定理的特例.师 从余弦定理和余弦函数的性质可知,在一个三角形中,如果两边的平方和等于第三边的平方,那么第三边所对的角是直角;如果两边的平方和小于第三边的平方,那么第三边所对的角是钝角,如果两边的平方和大于第三边的平方,那么第三边所对的角是锐角.从上可知,余弦定理可以看作是勾股定理的推广.现在,三角函数把几何中关于三角形的定性结果都变成可定量计算的公式了.师 在证明了余弦定理之后,我们来进一步学习余弦定理的应用(给出幻灯片1.1.2B通过幻灯片中余弦定理的两种表示形式我们可以得到,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,求三个角这类问题由于三边确定,故三角也确定,解唯一,课本P 8例4属这类情况 (2)已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角这类问题第三边确定,因而其他两个角唯一,故解唯一,不会产生类似利用正弦定理解三角形所产生的判断取舍等问题接下来,我们通过例题来进一步体会一下 [例题剖析]【例1】在△ABC 中,已知B =60 c m ,C =34 c m ,A =41°,解三角形(角度精确到1°,边长精确到1 c m )解:根据余弦定理,a 2=b 2+c 2-2bcco s A =602+342-2·60·34co s41°≈3 600+1 156-所以A ≈41c 由正弦定理得sin C =4141sin 34sin ︒⨯=a A c ≈41656.034⨯因为C 不是三角形中最大的边,所以C 是锐角.利用计数器可得CB =180°-A -C =180°-41°-【例2】在△ABC 中,已知a =134.6 c m ,b =87.8 c m ,c =161.7 c m ,解三角形解:由余弦定理的推论,得co s A =7.1618.8726.1347.1618.872222222⨯⨯-+=-+bc a c b ≈0.554 3,Aco s B =7.1616.13428.877.1616.1342222222⨯⨯-+=-+ca b a c ≈0.839 8,BC =180°-(A +B )=180°-[知识拓展补充例题:【例1】在△ABC 中,已知a =7,b =10,c =6,求A 、B 和C .(精确到分析:此题属于已知三角形三边求角的问题,可以利用余弦定理,意在使学生熟悉余弦定理的形式二解:∵725.0610276102cos 222222=⨯⨯-+=-+=bc a c b A∴A∵c os C =140113107261072222222=⨯⨯-+=-+ab c b a∴C∴B =180°-(A +C )=180°- [教师精讲(1)为保证求解结果符合三角形内角和定理,即三角形内角和为180°,可用余弦定理求出两角,第三角用三角形内角和定理求出(2)对于较复杂运算,可以利用计算器运算【例2】在△ABC 中,已知a =2.730,b =3.696,c =82°28′,解这个三角形(边长保留四个有效数字,角度精确到分析:此题属于已知两边及其夹角解三角形的类型,可通过余弦定理形式一先求出第三边,在第三边求出后其余角求解有两种思路:一是利用余弦定理的形式二根据三边求其余角,二是利用两边和一边对角利用正弦定理求解,但根据1.1.1斜三角形求解经验,若用正弦定理需对两种结果进行判断取舍,而在0°~180°之间,余弦有唯一解,故用余弦定理较好 解:由c 2=a 2+b 2-2abco s C =2.7302+3.6962-2×2.730×3.696×co s 82°28′, 得c∵c os A =297.4696.32730.2297.4696.32222222⨯⨯-+=-+bc a c b∴A∴B =180°-(A +C )=180°- [教师精讲通过例2,我们可以体会在解斜三角形时,如果正弦定理与余弦定理都可选用,那么求边用两个定理均可,求角则用余弦定理可免去判断取舍的麻烦 【例3】在△ABC 中,已知A =8,B =7,B =60°,求C 及S △ABC分析:根据已知条件可以先由正弦定理求出角A ,再结合三角形内角和定理求出角C ,再利用正弦定理求出边C ,而三角形面积由公式S △ABC =21ac sin B 可以求出若用余弦定理求C ,表面上缺少C ,但可利用余弦定理b 2=c 2+a 2-2caco s B 建立关于C 的方程,亦能达到求C 的目的 下面给出两种解法 解法一:由正弦定理得︒=60sin 7sin 8A∴A 1=81.8°,A 2 ∴C 1=38.2°,C 2由Ccsin 60sin 7=︒,得c 1=3,c 2 ∴S △ABC =36sin 211=B ac 或S △ABC =310sin 212=B ac解法二:由余弦定理得b 2=c +a 2-2caco s B∴72=c +82-2×8×cco整理得c 2-8c解之,得c 1=3,c 2=5.∴S △ABC =36sin 211=B ac 或S △ABC = 310sin 212=B ac[教师精讲]在解法一的思路里,应注意由正弦定理应有两种结果,避免遗漏;而解法二更有耐人寻味之处,体现出余弦定理作为公式而直接应用的另外用处,即可以用之建立方程,从而运用方程的观点去解决,故解法二应引起学生的注意综合上述例题,要求学生总结余弦定理在求解三角形时的适用范围;已知三边求角或已知两边及其夹角解三角形,同时注意余弦定理在求角时的优势以及利用余弦定理建立方程的解法,即已知两边、一角解三角形可用余弦定理解之 课堂练习1.在△ABC 中(1)已知c =8,b =3,b =60°,求A (2)已知a =20,b B =29,c =21,求B (3)已知a =33,c =2,b =150°,求B(4)已知a =2,b =2,c =3+1,求A解: (1)由a 2=b 2+c 2-2bcco s A ,得a 2=82+32-2×8×3co s60°=49.∴A(2)由ca b a c B 2cos 222-+=,得021202292120cos 222=⨯⨯-+=B .∴B (3)由b 2=c 2+a 2-2caco s B ,得b 2=(33)2+22-2×33×2co s150°=49.∴b(4)由bc a c b A 2cos 222-+=,得22)13(222)13()2(cos 222=+-++=A .∴A评述:此练习目的在于让学生熟悉余弦定理的基本形式,要求学生注意运算的准确性及解题效率2.根据下列条件解三角形(角度精确到(1)a =31,b =42,c (2)a =9,b =10,c解:(1)由bc a c b A 2cos 222-+=,得27422312742cos 222⨯⨯-+=A ≈0.675 5,∴A由273124227312cos 222222⨯⨯-+=-+=ca b a c B ≈-0.044 2,∴B∴C =180°-(A +B )=180°-(2)由,2222bc a c b -+得1510291510cos 222⨯⨯-+=A∴A由1592109152cos 222222⨯⨯-+=-+=ca b a c B ≈0.763 0,∴B∴C =180°-(A +B )=180°-评述:此练习的目的除了让学生进一步熟悉余弦定理之外,还要求学生能够利用计算器进行较复杂的运算.同时,增强解斜三角形的能力 课堂小结通过本节学习,我们一起研究了余弦定理的证明方法,同时又进一步了解了向量的工具性作用,并且明确了利用余弦定理所能解决的两类有关三角形问题(1)余弦定理是任何三角形边角之间存在的共同规律,勾股定理是余弦定理的特例;(2)余弦定理的应用范围:①已知三边求三角;②已知两边、一角解三角形. 布置作业课本第8页练习第1(1)、2(1)题板书设计 1.余弦定理 2.证明方法余弦定理所能解决的两类问题: (1)平面几何法已知三边求任意角;学生练习。
高二数学 教·学案课题:1.1.2 余弦定理主备人: 执教者: 1.掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法,并会运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题。
2.利用向量的数量积推出余弦定理及其推论,并通过实践演算掌握运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题【学习重点】余弦定理的发现和证明过程及其基本应用;【学习难点】勾股定理在余弦定理的发现和证明过程中的作用。
【授课类型】新授课【教 具】课件、电子白板 【学习过程】一、引入:1.什么是正弦定理?什么是解三角形?2.思考:如图1.1-4,在∆ABC 中,设BC=a,AC=b,AB=c,已知a,b 和∠C ,求边c二、新课学习:联系已经学过的知识和方法,可用什么途径来解决这个问题?用正弦定理试求,发现因A 、B 均未知,所以较难求边c 。
由于涉及边长问题,从而可以考虑用向量来研究这个问题。
如图1.1-5,设CB a =u u r r ,CA b =u u r r ,AB c =u u r r ,那么c a b =-r r r ,则()()2222 2c c c a b a ba ab b a b a b a b=⋅=--=⋅+⋅-⋅=+-⋅r r r r r r r r r r r r r r r r r 从而2222cos c a b ab C =+-同理可证 2222cos a b c bc A =+-2222cos b a c ac B =+-于是得到以下定理余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。
即 2222cos a b c bc A =+-个性设计高二数学教·学案课后反思:。
备课资料 一、向量方法证明三角形中的射影定理在△ABC 中,设三内角A 、B 、C 的对边分别是A 、B 、C . ∵AB CB AC =+, ∴AC AB CB AC AC •=+•)(. ∴AC AB CB AC AC AC •=•+•.∴A AC AB C CB AC AC cos )180cos(2=-︒+.∴.cos cos A AB C CB AC •=-.∴b -aco s C =ccos A ,即B =cco s A +aco s C .类似地有C =aco s B +bco s A ,a =bcos C +cco s B .上述三式称为三角形中的射影定理.二、解斜三角形题型分析正弦定理和余弦定理的每一个等式中都包含三角形的四个元素,如果其中三个元素是已知的(其中至少有一个元素是边),那么这个三角形一定可解.关于斜三角形的解法,根据所给的条件及适用的定理可以归纳为下面四种类型:(1)已知两角及其中一个角的对边,如A 、B 、A ,解△ABC .解:①根据A +B +C =π,求出角C ;②根据Cc A a B b A a sin sin sin sin ==及,求B 、C . 如果已知的是两角和它们的夹边,如A 、B 、C ,那么先求出第三角C ,然后按照②来求解.求解过程中尽可能应用已知元素.(2)已知两边和它们的夹角,如A 、B 、C ,解△ABC .解:①根据C 2=A 2+B 2-2abco s C ,求出边C ;②根据co s A =bca cb A 2cos 222-+,求出角A ; ③由B =180°-A -C ,求出角B .求出第三边C 后,往往为了计算上的方便,应用正弦定理求角,但为了避免讨论角是钝角还是锐角,应先求A 、B 较小边所对的角(它一定是锐角),当然也可以用余弦定理求解.(3)已知两边及其中一条边所对的角,如a 、b 、A ,解△ABC .解:①Bb A a sin sin =,经过讨论求出B ; ②求出B 后,由A +B +C =180°,求角C ;③再根据C c A a sin sin ,求出边C . (4)已知三边A 、B 、C ,解△ABC .解:一般应用余弦定理求出两角后,再由A +B +C =180°,求出第三个角.另外,和第二种情形完全一样,当第一个角求出后,可以根据正弦定理求出第二个角,但仍然需注意要先求较小边所对的锐角. (5)已知三角,解△ABC .解:满足条件的三角形可以作出无穷多个,故此类问题解不唯一.三、“可解三角形”与“需解三角形”解斜三角形是三角函数这章中的一个重要内容,也是求解立体几何和解析几何问题的一个重要工具.但在具体解题时,有些同学面对较为复杂(即图中三角形不止一个)的斜三角形问题,往往不知如何下手.至于何时用正弦定理或余弦定理也是心中无数,这既延长了思考时间,更影响了解题的速度和质量.但若明确了“可解三角形”和“需解三角形”这两个概念,则情形就不一样了.所谓“可解三角形”,是指己经具有三个元素(至少有一边)的三角形;而“需解三角形”则是指需求边或角所在的三角形.当一个题目的图形中三角形个数不少于两个时,一般来说其中必有一个三角形是可解的,我们就可先求出这个“可解三角形”的某些边和角,从而使“需解三角形”可解.在确定了“可解三角形”和“需解三角形”后,就要正确地判断它们的类型,合理地选择正弦定理或余弦定理作为解题工具,求出需求元素,并确定解的情况.“可解三角形”和“需解三角形”的引入,能缩短求解斜三角形问题的思考时间.一题到手后,先做什么,再做什么,心里便有了底.分析问题的思路也从“试试看”“做做看”等不大确定的状态而变为“有的放矢”地去挖掘,去探究.。
编写时间:2021年月日2021-2022学年第一学期编写人:形体系,确定边角边和边边边是两类可解的解三角形问题,使学生产生进一步探索解决问题的动机. (二) 分析问题,确定方案探究一:已知两边及其夹角解三角形问题:怎样确定解决问题的方案?设置意图:通过学生的独立思考,畅所欲言,确定思路,让更多的学生有的放矢,明确解决问题的方向.学生活动:小组合作,相互讨论,展示结果.过程说明:通过确定方案,放手让学生自己探究发现证明余弦定理.必要时加以引导如:第三边可以放在直角三角形中求解吗?涉及边长和夹角,三角形是三条线段首尾相接所组成的封闭图形,可以用向量的等式来表示吗?两点之间的距离,能用坐标法求解吗?设置意图:将原有的知识与现有的推理相联系,从多个角度联想去发现和解决问题,自主探究获得定理的证明.使其在探究中对问题本质的思考逐步深入,思维水平不断提高. (三) 发现定理,分析内涵不同方法探索并证明余弦定理之后,通过观察余弦定理结构特征,层层深入,去分析余弦定理的内涵.思考:观察C ab b a c cos 2222-+=的结构特征,谈一谈你对等式的理解.设置意图:分析等式的外延和内涵,自然的得到余弦定理及其推论. (四) 解决问题,理解定理得到了余弦定理,继续完成已知边角边求解角的过程,和已知三边解三角形的过程.探究二:已知三边解三角形设置意图:通过解三角形的过程,不但发现余弦定理,还能在求解中进一步理解和应用余弦定理. (五) 例题展示,巩固定理例:在ABC ∆中,已知,30,3,32︒===A b c 解三角形.设置意图:巩固熟悉余弦定理,从例题的思考,展示,交流,点评中使学生对正余弦定理解三角形有进一步的体验. (六) 课堂小结,提炼过程思考:余弦定理及其推论发现和证明的过程是怎样的?在这个过程中你有 什么体会?设置意图:小结环节设置了两个问题:谈过程,谈体会.目的是不但让学生经历整个探究学习过程,还能在此基础上对本节课有整体的认识,说出整个过程的环节,感受以及发现证明定理运用的方法等. (七) 布置作业,课后探究(1) 课本10P A 组3,4题(2) 拓展思考:相等和不等是一对辩证的关系,请根据角的范围讨论余弦定理中所蕴含的相等和不等关系.设置意图:作业一是巩固熟悉利用余弦定理解三角形,作业二的目的是进一步挖掘余弦定理的内涵.。
1.1.2 余弦定理从容说课课本在引入余弦定理内容时,首先提出探究性问题“如果已知三角形的两条边及其所夹的角,根据三角形全等的判定方法,这个三角形是大小、形状完全确定的三角形.我们仍然从量化的角度来研究这个问题,也就是研究如何从已知的两边和它们的夹角计算出三角形的另一边和两个角的问题”.这样,用联系的观点,从新的角度看过去的问题,使学生对过去的知识有了新的认识,同时使新知识建立在已有知识的坚实基础上,使学生能够形成良好的知识结构.设置这样的问题,是为了更好地加强数学思想方法的教学.比如对于余弦定理的证明,常用的方法是借助于三角的方法,需要对三角形进行讨论,方法不够简洁,通过向量知识给予证明,引起学生对向量知识的学习兴趣,同时感受向量法证明余弦定理的简便之处.教科书就是用了向量的方法,发挥了向量方法在解决问题中的威力.在证明了余弦定理及其推论以后,教科书从余弦定理与勾股定理的比较中,提出了一个思考问题“勾股定理指出了直角三角形中三边平方之间的关系,余弦定理则指出了一般三角形中三边平方之间的关系,如何看这两个定理之间的关系?”并进而指出,“从余弦定理以及余弦函数的性质可知,如果一个三角形两边的平方和等于第三边的平方,那么第三边所对的角是直角;如果小于第三边的平方,那么第三边所对的角是钝角;如果大于第三边的平方,那么第三边所对的角是锐角.由上可知,余弦定理是勾股定理的推广”.还要启发引导学生注意余弦定理的各种变形式,并总结余弦定理的适用题型的特点,在解题时正确选用余弦定理达到求解、求证目的.启发学生在证明余弦定理时能与向量数量积的知识产生联系,在应用向量知识的同时,注意使学生体会三角函数、正弦定理、向量数量积等多处知识之间的联系.教学重点余弦定理的发现和证明过程及其基本应用.教学难点1.向量知识在证明余弦定理时的应用,与向量知识的联系过程;2.余弦定理在解三角形时的应用思路;3.勾股定理在余弦定理的发现和证明过程中的作用.教具准备投影仪、幻灯片两张第一张:课题引入图片(记作1.1.2A)如图(1),在Rt△ABC中,有A2+B2=C2问题:在图(2)、(3)中,能否用b、c、A求解a?第二张:余弦定理(记作1.1.2B)余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.形式一: a2=b2+c2-2bcco s A,b2=c2+a2-2caco s B,c2=a2+b2-2abco s C,形式二:co s A=bc ac b22 22-+,co s B=ca ba c22 22-+,co s C=ab cb a22 22-+.三维目标一、知识与技能1.掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法;2.会利用余弦定理解决两类基本的解三角形问题;3.能利用计算器进行运算.二、过程与方法1.利用向量的数量积推出余弦定理及其推论;2.通过实践演算掌握运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题.三、情感态度与价值观1.培养学生在方程思想指导下处理解三角形问题的运算能力;2.通过三角函数、余弦定理、向量的数量积等知识间的关系,来理解事物之间的普遍联系与辩证统一.教学过程导入新课师上一节,我们一起研究了正弦定理及其应用,在体会向量应用的同时,解决了在三角形已知两角、一边和已知两边与其中一边对角这两类解三角形问题.当时对于已知两边夹角求第三边问题未能解决,下面我们来看幻灯片1.1.2A,如图(1),在直角三角形中,根据两直角边及直角可表示斜边,即勾股定理,那么对于任意三角形,能否根据已知两边及夹角来表示第三边呢?下面我们根据初中所学的平面几何的有关知识来研究这一问题.在△ABC中,设BC=A,AC=B,AB=C,试根据B、C、A来表示A.师由于初中平面几何所接触的是解直角三角形问题,所以应添加辅助线构成直角三角形,在直角三角形内通过边角关系作进一步的转化工作,故作CD垂直于AB于D,那么在Rt△BDC中,边A可利用勾股定理用CD、DB表示,而CD可在Rt△ADC中利用边角关系表示,DB可利用AB-AD转化为AD,进而在Rt△ADC内求解.解:过C作CD⊥AB,垂足为D,则在Rt△CDB中,根据勾股定理可得A2=CD2+BD2.∵在Rt△ADC中,CD2=B2-AD2,又∵BD2=(C-AD)2=C2-2C·AD+AD2,∴A2=B2-AD2+C2-2C·AD+AD2=B2+C2-2C·AD.又∵在Rt△ADC中,AD=B·CO s A,∴a2=b2+c2-2ab c os A.类似地可以证明b2=c2+a2-2caco s B.c2=a2+b2-2ab c os C.另外,当A为钝角时也可证得上述结论,当A为直角时,a2+b2=c2也符合上述结论,这也正是我们这一节将要研究的余弦定理,下面我们给出余弦定理的具体内容.(给出幻灯片1.1.2B)推进新课1.余弦定理:三角形任何一边的平方等于其他两边平方的和减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.在幻灯片1.1.2B中我们可以看到它的两种表示形式:形式一:a2=b2+c2-2bcco s A,b2=c+a2-2caco s B,c2=a2+b2-2abco s C .形式二:bcacbA2cos222-+=,cabacB2cos222-+=,abcbaC2cos222-+=.师在余弦定理中,令C =90°时,这时co s C=0,所以c2=a2+b2,由此可知余弦定理是勾股定理的推广.另外,对于余弦定理的证明,我们也可以仿照正弦定理的证明方法二采用向量法证明,以进一步体会向量知识的工具性作用.[合作探究]2.向量法证明余弦定理(1)证明思路分析师联系已经学过的知识和方法,可用什么途径来解决这个问题?用正弦定理试求,发现因A、B均未知,所以较难求边C.由于余弦定理中涉及到的角是以余弦形式出现,从而可以考虑用向量来研究这个问题.由于涉及边长问题,那么可以与哪些向量知识产生联系呢?生向量数量积的定义式a·b=|a||b|co sθ,其中θ为A、B的夹角.师在这一点联系上与向量法证明正弦定理有相似之处,但又有所区别.首先因为无须进行正、余弦形式的转换,也就少去添加辅助向量的麻烦.当然,在各边所在向量的联系上仍然通过向量加法的三角形法则,而在数量积的构造上则以两向量夹角为引导,比如证明形式中含有角C,则构造CACB•这一数量积以使出现CO s C.同样在证明过程中应注意两向量夹角是以同起点为前提.(2)向量法证明余弦定理过程:如图,在△ABC中,设AB、BC、CA的长分别是c、a、b.由向量加法的三角形法则,可得BCABAC+=,∴,cos2)180cos(22)()(222222aBaccBCBBCABABBCBCABABBCABBCABACAC+-=+-︒+=+•+=+•+=•即B 2=C 2+A 2-2AC CO s B . 由向量减法的三角形法则,可得AB AC BC -=, ∴222222cos 2cos 22)()(c A bc b ABA AB AC AC AB AB AC AC AB AC AB AC BC BC +-=+•-=+•-=-•-=•即a 2=b 2+c 2-2bcco s A .由向量加法的三角形法则,可得BC AC CB AC AB -=+=,∴,cos 2cos 22)()(222222a C ba b BCC BC AC AC BC BC AC AC BC AC BC AC AB AB +-=+•-=+•-=-•-=•即c 2=a 2+b 2-2abco s C .[方法引导](1)上述证明过程中应注意正确运用向量加法(减法)的三角形法则.(2)在证明过程中应强调学生注意的是两向量夹角的确定,AC 与AB 属于同起点向量,则夹角为A ;AB 与BC 是首尾相接,则夹角为角B 的补角180°-B ;AC 与BC 是同终点,则夹角仍是角C .[合作探究]师 思考:这个式子中有几个量?从方程的角度看已知其中三个量,可以求出第四个量,能否由三边求出一角?生(留点时间让学生自己动手推出)从余弦定理,又可得到以下推论:bac a b C ac b c a B bc a c b A 2cos ,2cos ,2cos 222222222-+=-+=-+=. 师 思考:勾股定理指出了直角三角形中三边平方之间的关系,余弦定理则指出了一般三角形中三边平方之间的关系,如何看这两个定理之间的关系?生(学生思考片刻后会总结出)若△ABC 中,C =90°,则co s C =0,这时c 2=a 2+b 2.由此可知余弦定理是勾股定理的推广,勾股定理是余弦定理的特例.师 从余弦定理和余弦函数的性质可知,在一个三角形中,如果两边的平方和等于第三边的平方,那么第三边所对的角是直角;如果两边的平方和小于第三边的平方,那么第三边所对的角是钝角,如果两边的平方和大于第三边的平方,那么第三边所对的角是锐角.从上可知,余弦定理可以看作是勾股定理的推广.现在,三角函数把几何中关于三角形的定性结果都变成可定量计算的公式了.师 在证明了余弦定理之后,我们来进一步学习余弦定理的应用(给出幻灯片1.1.2B )通过幻灯片中余弦定理的两种表示形式我们可以得到,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.这类问题由于三边确定,故三角也确定,解唯一,课本P 8例4属这类情况.(2)已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角.这类问题第三边确定,因而其他两个角唯一,故解唯一,不会产生类似利用正弦定理解三角形所产生的判断取舍等问题.接下来,我们通过例题来进一步体会一下. [例题剖析]【例1】在△ABC 中,已知B =60 c m ,C =34 c m ,A =41°,解三角形(角度精确到1°,边长精确到1 c m ).解:根据余弦定理,a 2=b 2+c 2-2bcco s A =602+342-2·60·34co s41°≈3 600+1 156-4 080×0.754 7≈1 676.82,所以A ≈41 c m.由正弦定理得sin C =4141sin 34sin ︒⨯=a A c ≈41656.034⨯≈0.544 0, 因为C 不是三角形中最大的边,所以C 是锐角.利用计数器可得C ≈33°,B =180°-A -C =180°-41°-33°=106°.【例2】在△ABC 中,已知a =134.6 c m ,b =87.8 c m ,c =161.7 c m ,解三角形. 解:由余弦定理的推论,得 co s A =7.1618.8726.1347.1618.872222222⨯⨯-+=-+bc a c b ≈0.554 3,A ≈56°20′; co s B =7.1616.13428.877.1616.1342222222⨯⨯-+=-+ca b a c ≈0.839 8,B ≈32°53′; C =180°-(A +B )=180°-(56°20′+32°53′)=90°47′.[知识拓展]补充例题:【例1】在△ABC 中,已知a =7,b =10,c =6,求A 、B 和C .(精确到1°)分析:此题属于已知三角形三边求角的问题,可以利用余弦定理,意在使学生熟悉余弦定理的形式二.解:∵725.0610276102cos 222222=⨯⨯-+=-+=bc a c b A , ∴A ≈44°.∵c os C =140113107261072222222=⨯⨯-+=-+ab c b a ≈0.807 1, ∴C ≈36°.∴B =180°-(A +C )=180°-(44°+36°)=100°.[教师精讲](1)为保证求解结果符合三角形内角和定理,即三角形内角和为180°,可用余弦定理求出两角,第三角用三角形内角和定理求出.(2)对于较复杂运算,可以利用计算器运算.【例2】在△ABC 中,已知a =2.730,b =3.696,c =82°28′,解这个三角形(边长保留四个有效数字,角度精确到1′).分析:此题属于已知两边及其夹角解三角形的类型,可通过余弦定理形式一先求出第三边,在第三边求出后其余角求解有两种思路:一是利用余弦定理的形式二根据三边求其余角,二是利用两边和一边对角利用正弦定理求解,但根据1.1.1斜三角形求解经验,若用正弦定理需对两种结果进行判断取舍,而在0°~180°之间,余弦有唯一解,故用余弦定理较好. 解:由c 2=a 2+b 2-2abco s C =2.7302+3.6962-2×2.730×3.696×co s82°28′,得c ≈4.297.∵c os A =297.4696.32730.2297.4696.32222222⨯⨯-+=-+bc a c b ≈0.776 7, ∴A ≈39°2′.∴B =180°-(A +C )=180°-(39°2′+82°28′)=58°30′. [教师精讲]通过例2,我们可以体会在解斜三角形时,如果正弦定理与余弦定理都可选用,那么求边用两个定理均可,求角则用余弦定理可免去判断取舍的麻烦. 【例3】在△ABC 中,已知A =8,B =7,B =60°,求C 及S △ABC .分析:根据已知条件可以先由正弦定理求出角A ,再结合三角形内角和定理求出角C ,再利用正弦定理求出边C ,而三角形面积由公式S △ABC =21ac sin B 可以求出. 若用余弦定理求C ,表面上缺少C ,但可利用余弦定理b 2=c 2+a 2-2caco s B 建立关于C 的方程,亦能达到求C 的目的.下面给出两种解法.解法一:由正弦定理得︒=60sin 7sin 8A , ∴A 1=81.8°,A 2=98.2°,∴C 1=38.2°,C 2=21.8°.由Cc sin 60sin 7=︒,得c 1=3,c 2=5, ∴S △ABC =36sin 211=B ac 或S △ABC =310sin 212=B ac . 解法二:由余弦定理得b 2=c +a 2-2caco s B ,∴72=c +82-2×8×cco s60°,整理得c 2-8c +15=0,解之,得c 1=3,c 2=5.∴S △ABC =36sin 211=B ac 或S △ABC = 310sin 212=B ac . [教师精讲]在解法一的思路里,应注意由正弦定理应有两种结果,避免遗漏;而解法二更有耐人寻味之处,体现出余弦定理作为公式而直接应用的另外用处,即可以用之建立方程,从而运用方程的观点去解决,故解法二应引起学生的注意.综合上述例题,要求学生总结余弦定理在求解三角形时的适用范围;已知三边求角或已知两边及其夹角解三角形,同时注意余弦定理在求角时的优势以及利用余弦定理建立方程的解法,即已知两边、一角解三角形可用余弦定理解之.课堂练习1.在△ABC 中:(1)已知c =8,b =3,b =60°,求A ;(2)已知a =20,b B =29,c =21,求B ;(3)已知a =33,c =2,b =150°,求B ;(4)已知a =2,b =2,c =3+1,求A .解: (1)由a 2=b 2+c 2-2bcco s A ,得a 2=82+32-2×8×3co s60°=49.∴A =7.(2)由ca b a c B 2cos 222-+=,得021202292120cos 222=⨯⨯-+=B .∴B =90°. (3)由b 2=c 2+a 2-2caco s B ,得b 2=(33)2+22-2×33×2co s150°=49.∴b =7.(4)由bc a c b A 2cos 222-+=,得22)13(222)13()2(cos 222=+-++=A .∴A =45°. 评述:此练习目的在于让学生熟悉余弦定理的基本形式,要求学生注意运算的准确性及解题效率.2.根据下列条件解三角形(角度精确到1°).(1)a =31,b =42,c =27;(2)a =9,b =10,c =15.解:(1)由bc a c b A 2cos 222-+=,得27422312742cos 222⨯⨯-+=A ≈0.675 5,∴A ≈48°. 由273124227312cos 222222⨯⨯-+=-+=ca b a c B ≈-0.044 2,∴B ≈93°. ∴C =180°-(A +B )=180°-(48°+93°)≈39°.(2)由,2222bc a c b -+得1510291510cos 222⨯⨯-+=A ≈0.813 3, ∴A ≈36°.由1592109152cos 222222⨯⨯-+=-+=ca b a c B ≈0.763 0, ∴B ≈40°.∴C =180°-(A +B )=180°-(36°+40°)≈104°.评述:此练习的目的除了让学生进一步熟悉余弦定理之外,还要求学生能够利用计算器进行较复杂的运算.同时,增强解斜三角形的能力.课堂小结通过本节学习,我们一起研究了余弦定理的证明方法,同时又进一步了解了向量的工具性作用,并且明确了利用余弦定理所能解决的两类有关三角形问题:(1)余弦定理是任何三角形边角之间存在的共同规律,勾股定理是余弦定理的特例;(2)余弦定理的应用范围:①已知三边求三角;②已知两边、一角解三角形. 布置作业课本第8页练习第1(1)、2(1)题.板书设计余弦定理1.余弦定理2.证明方法:3.余弦定理所能解决的两类问题:(1)平面几何法;(1)已知三边求任意角;(2)向量法(2)已知两边、一角解三角形4.学生练习。
课题:1.1.2余弦定理
高二数学教·学案
【学习目标】
1.掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法,并会运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题。
2.利用向量的数量积推出余弦定理及其推论,并通过实践演算掌握运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题
【学习重点】余弦定理的发现和证明过程及其基本应用;
【学习难点】勾股定理在余弦定理的发现和证明过程中的作用。
【授课类型】新授课
【教具】课件、电子白板
高二数学教·学案
课后反思:。
1.1.2余弦定理(二)一、教学目标1.知识与技能:掌握在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,有两解或一解或无解等情形;三角形各种类型的判定方法;三角形面积定理的应用。
2. 过程与方法:通过引导学生分析,解答三个典型例子,使学生学会综合运用正、余弦定理,三角函数公式及三角形有关性质求解三角形问题。
3.情态与价值:通过正、余弦定理,在解三角形问题时沟通了三角形的有关性质和三角函数的关系,反映了事物之间的必然联系及一定条件下相互转化的可能,从而从本质上反映了事物之间的内在联系。
二、教学重、难点重点:在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,有两解或一解或无解等情形;三角形各种类型的判定方法;三角形面积定理的应用。
难点:正、余弦定理与三角形的有关性质的综合运用。
四、教学设想[复习引入] 余弦定理及基本作用①已知三角形的任意两边及它们的夹角就可以求出第三边2222cos a b c bc A =+- 2222cos b a c ac B =+- 2222cos c a b ab C=+-②已知三角形的三条边就可以求出其它角。
222cos 2+-=b c a A bc 222cos 2+-=a c b B ac 222cos 2+-=b a c C ba练习]1。
教材P8面第2题2.在∆ABC 中,若222a b c bc =++,求角A (答案:A=1200)思考。
解三角形问题可以分为几种类型?分别怎样求解的?求解三角形一定要知道一边吗?(1)已知三角形的任意两边与其中一边的对角; 例如 ︒===120,5,12A b a (先由正弦定理求B ,由三角形内角和求C ,再由正、余弦定理求C 边)(2)已知三角形的任意两角及其一边; 例如 10,50,70=︒=︒=a B A (先由三角形内角和求角C ,正弦定理求a 、b )(3)已知三角形的任意两边及它们的夹角; 例如 ︒===50,13,12C b a(先由余弦定理求C 边,再由正、余弦定理求角A 、B )(4)已知三角形的三条边。
2019-2020年高中数学《1.1.2 余弦定理》教案 新人教A 版必修5高二数学 教·学案【学习目标】1.掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法,并会运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题。
2.利用向量的数量积推出余弦定理及其推论,并通过实践演算掌握运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题【学习重点】余弦定理的发现和证明过程及其基本应用;【学习难点】勾股定理在余弦定理的发现和证明过程中的作用。
【授课类型】新授课【教 具】课件、电子白板 2222c a b a b=+-⋅高二数学教·学案课后反思:2019-2020年高中数学《1.1.2 余弦定理》教案2 新人教A版必修5●教学目标知识与技能:掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法,并会运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题。
过程与方法:利用向量的数量积推出余弦定理及其推论,并通过实践演算掌握运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题情感态度与价值观:培养学生在方程思想指导下处理解三角形问题的运算能力;通过三角函数、余弦定理、向量的数量积等知识间的关系,来理解事物之间的普遍联系与辩证统一。
●教学重点余弦定理的发现和证明过程及其基本应用;勾股定理在余弦定理的发现和证明过程中的作用。
●教学过程 Ⅰ.课题导入C如图1.1-4,在ABC 中,设BC=a,AC=b,AB=c,已知a,b 和C ,求边c b aA c B(图1.1-4)Ⅱ.讲授新课 [探索研究]联系已经学过的知识和方法,可用什么途径来解决这个问题? 用正弦定理试求,发现因A 、B 均未知,所以较难求边c 。
由于涉及边长问题,从而可以考虑用向量来研究这个问题。
A如图1.1-5,设,,,那么,则()()2222 2c c c a b a ba ab b a ba b a b=⋅=--=⋅+⋅-⋅=+-⋅ C B从而 (图1.1-5) 同理可证于是得到以下定理余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。
《1.1.2余弦定理》教学设计一.教学内容分析本节课是一节公式定理课,内容是高中数学人教A版必修5第一章解三角形的第二节课,主要的教学内容有余弦定理的公式,余弦定理公式的简单应用。
本节课是在学习了正弦定理知识之后,也就要求学生类比正弦定理的学习,学会公式的优化选择。
二.目标与目标分析数学的公式定理课-------我们在平时教学中很容易把大量的花在公式定理的应用上,而忽略了让同学们参与公式的推导建构过程。
这样的过程同学们在短时间上通过大量的训练会知道怎么用公式,却总是会迷茫为什么要这么用,为什么会选择这个公式,例如我就发现同学们上高中后依旧很多同学不喜欢用求根公式,而是依旧用配方法,我想这也是在公式建构过程中,同学们没有参与推导的过程,就不知道如何解决公式的优化选择。
导致学生还是无法接受新的知识。
华罗庚说过,新的数学方法和概念,常常比解决数学问题本身更重要。
而我们要回到原点看问题,才是学生能够更好的应用数学知识的基石。
才能够用数学的思维去思考和解决问题。
三.学生学习情况分析我们面对的是高一的学生,学生在学习数学的能力还处在比较稚嫩的阶段。
不过他们刚学习完正弦定理的知识,知道正弦定理公式的推导是从直角三角形这个特殊三角形到一般三角形的推导,知道正弦定理是应用时解三角形的边角关系,学生可以通过类比的方法来学习余弦定理。
四.设计思想本节课是一节公式定理课,我设计的主线是:从生活实际出发,解决学这节课干嘛用,是为了解决生活问题的。
通过特殊到一般的思想,把特殊问题一般化,让同学们寻找解决的途径,通过对比,寻找最优化方法,最终由同学们自己推导出公式,并自己观察寻找公式的简单应用。
五.教学目标知识与技能::能推导余弦定理及其推论,能运用余弦定理解已知“边,角,边”和“边,边,边”两类三角形。
过程与方法:培养学生知识的迁移能力;归纳总结的能力;运用所学知识解决实际问题的能力。
情感态度价值观:从实际问题出发运用数学知识解决问题这个过程体验数学在实际生活中的运用,让学生感受数学的美,激发学生学习数学的兴趣。
§1.1正弦定理和余弦定理(3)教学目标:1、知识与技能:进一步熟悉正、余弦定理内容,能够熟练应用正、余弦定理进行边角关系的相互转化,进而判断三角形的形状或求值.2、过程与方法:让学生从正、余弦定理的变形出发,得到边角互化的关系式,引导学生利用这个关系实现三角关系中的边或角的统一,再利用已学的三角变换或代数变换解决问题.3、情感与价值:通过正、余弦定理,在解三角形问题时沟通了三角形的有关性质和三角函 数的关系,反映了事物之间的必然联系及一定条件下相互转化的可能,从而从本质上反映了事物之间的内在联系.教学重点:利用正、余弦定理进行边角互化教学难点:边角互化时边化角及角化边的合理运用课时安排:1课时 教学方法:启发引导式引导学生总结在解决三角问题时,如何合理运用正、余弦定理进行边角互化 教学过程:一、复习引入:1、正弦定理:R A a 2sin ===(其中R 为ABC ∆外接圆半径)正弦定理应用范围:(1)已知两角和任一边,求其他两边及一角;(2)已知两边和其中一边对角,求另一边的对角.变形: (1)⎪⎩⎪⎨⎧===C R c B R b A R a sin 2sin 2sin 2 ; (2).⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===R c C R b B R a A 2sin 2sin 2sin 思考:变形(1)和(2)有什么作用?2、余弦定理:=2a ; =A cos ; =2b ; 变形: =B cos ; =2c . =C cos .余弦定理应用范围:(1)已知三角形的三条边长,可求出三个内角;(2)已知三角形的两边及夹角,可求出第三边.【设计意图:通过复习旧知,导入变形,引导学生认知通过变形式实现边角的互化】二、典例剖析例1、在ABC ∆中,B a A b cos cos =,试判断ABC ∆的形状.【设计意图:本题属于容易题,主要通过本题让学生认知判断三角形的形状就是判断角之间的关系或边之间的关系,利用正、余弦的变形恰好达到角或边的一个统一】【练习巩固】1、在ABC ∆中,B b A a cos cos =,试判断ABC ∆的形状.【设计意图:本题是例1的直接变形,入手容易,但后面有学生易错或易忽视的地方,如B A 2sin 2sin =仅得到B A 22=一个结论,2222222)())((c b a b a b a -=+-直接两边约掉22b a -,同时本题体现出“边化角”比“角化边”要容易一些,因此在选择边角统一时要善于发现和总结用正弦还是余弦】2、在ABC ∆中,,,a b c 分别是,,A B C ∠∠∠的对边长,若cos ,sin b a C c a B ==,试判断ABC ∆的形状.【设计意图:本题中sin =c a B 式子不能直接将sin B 处理成边了,让学生领悟利用正弦定理实现边角统一的关键】例2、在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别是,,a b c ,已知8=5b c ,=2C B ,则cos C =( )A 、725 B 、725- C 、725± D 、2425【设计意图:本题是2020年的天津高考题,首先引导学生从目标入手,求角就应该处理出角之间的关系,这个较为容易,且得出的B cos 值,但多数学生会随即得出B sin 的值,然后求出C sin ,进而得到错误答案C 】例3、在锐角ABC ∆中,C B A ,,的对边分别为c b a ,,,且C ba ab cos 6=+,则=+B C A C tan tan tan tan .【设计意图:本题较难,主要因为学生习惯性的直接从条件出发,目的在于再次向学生强调思考问题,统一边角关系需从目标着手】三、本课小结:1、学会利用正弦、余弦定理解决两类题型:(1) 判断三角形的形状;(2) 三角形中的求值题.2、两种题型思路的共同点:统一边角关系.(1)边化角,利用三角变换求解;(2)角化边,利用代数变换求解. (强化目标意识)四、课后作业1、在△ABC 中,若b 2sin 2C+c 2sin 2B=2bccosBcosC ,则此三角形为( )A 、直角三角形B 、等腰三角形C 、等边三角形D 、等腰直角三角形2、在△ABC 中,已知sinA ∶sin B ∶sin C =6∶5∶4,则=A cos .3、在△ABC 中,c b a b A o +=,,,80成等比数列,求B .4、ABC ∆的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,已知cos()cos 1,2A C B a c -+==,求C .5、在ABC ∆中,,,a b c 分别是,,A B C ∠∠∠的对边长。
课题:§1.1.2余弦定理应用授课类型:习题课【教学目标】1. 掌握余弦定理的推导过程,熟悉余弦定理的变形用法。
2. 较熟练应用余弦定理及其变式,会解三角形,判断三角形的形状。
【教学重、难点】 重点:熟练应用余弦定理。
难点:解三角形,判断三角形的形状。
【教学过程】【知识梳理】1.余弦定理:(1)形式一:A cos bc 2c b a 222⋅-+=,B cos ac 2c a b 222⋅-+=,C cos ab 2b a c 222⋅-+=形式二:bc 2a c b A cos 222-+=,ac 2b c a B cos 222-+=,ab2c b a C cos 222-+=,(角到边的转换)2.解决以下两类问题:1)、已知三边,求三个角;(唯一解)2)、已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角;(唯一解)3.三角形ABC 中 222222222是直角ABC 是直角三角形是钝角ABC 是钝角三角形是锐角a b c A a b c A a b c A =+⇔⇔∆>+⇔⇔∆<+⇔⇔ABC 是锐角三角形∆4.解决以下两类问题:1)、已知三边,求三个角;(唯一解)2)、已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角;(唯一解) 【典例应用】题型一 根据三角形的三边关系求角例1.已知△ABC 中,sin A ∶sin B ∶sin C =( 3 +1)∶( 3 -1)∶10 ,求最大角.解:∵a sin A =b sin B =csin C =k∴sin A ∶sin B ∶sin C =a ∶b ∶c =( 3 +1)∶( 3 -1)∶10设a =( 3 +1)k ,b =( 3 -1)k ,c =10 k (k >0)则最大角为C .cos C =a 2+b 2-c 22ab =( 3 +1)2+( 3 -1)2-10 22×( 3 +1) ( 3 -1) =-12∴C =120°.评析:在将已知条件中角的关系转化为边的关系时,运用了正弦定理的变形式:a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C ,这一转化技巧,应熟练掌握.在三角形中,大边对大角,所以角C 最大。
1.2.1 余弦定理教学设计一、教学内容分析人教版《普通高中课程标准实验教科书·必修(五)》第一章《解三角形》第一单元第二课《余弦定理》。
二、学生学习情况分析在此基础上利用向量方法探求余弦定理,学生已有一定的学习基础和学习兴趣。
总体上学生应用数学知识的意识不强,创造力较弱,看待与分析问题不深入,知识的系统性不完善,使得学生在余弦定理推导方法的探求上有一定的难度,在发掘出余弦定理的结构特征、表现形式的数学美时,能够激发学生热爱数学的思想感情。
三、设计思想本课尽力追求新课程要求,利用师生的互动合作,提高学生的数学思维能力,发展学生的数学应用意识和创新意识,深刻地体会数学思想方法及数学的应用,激发学生探究数学、应用数学知识的潜能。
四、教学三维目标知识与技能:能推导余弦定理及其推论,能运用余弦定理解已知“边,角,边”和“边,边,边”两类三角形。
过程与方法:培养学生知识的迁移能力;归纳总结的能力;运用所学知识解决实际问题的能力。
情感态度与价值观:通过主动探索,合作交流,感受探索的乐趣和成功的体验,体会数学的理性和严谨。
养成实事求是的科学态度和契而不舍的钻研精神,形成学习数学知识的积极态度。
五、教学重点与难点重点:余弦定理的证明过程和定理的简单应用。
难点:利用向量的数量积证余弦定理的思路。
六、设计过程cos cos AC C b C BD=CD-BC=bcosC-a Rt △ABD 中,2222(sin )(cosC-)ADBDb C b a222cos abab C方法2:(向量法)边→模→数量积如图:22222222()22cos =2cos CB CA AB CB CA CB CA CB CA abab CAB a b ab C 可得从而方法3:(建立直角坐标系)222cos ;c ac B 222cos a b ab C 语言表述:三角形任何一边的平方等于其他两2c a bc2ac;222b c abab C是2cos;的轮换式,同时等式右边的角与等式左边的边相对应3归纳整理内化知识问题:从知识、思想、方法等不同角度回顾一下这节课有何收获?知识要点:(1)余弦定理及其推论 (2)余弦定理的作用(3)余弦定理的结构特点思想方法:本课涉及“类比” “特殊到一般”“分类讨论”“化归与转化”“方程”等思想方法。
余弦定理教材分析三维目标知识与技能:掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法,并会运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题。
过程与方法:利用向量的数量积推出余弦定理及其推论,并通过实践演算掌握运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题情感态度与价值观:培养学生在方程思想指导下处理解三角形问题的运算能力;通过三角函数、余弦定理、向量的数量积等知识间的关系,来理解事物之间的普遍联系与辩证统一。
教学重点余弦定理的发现和证明过程及其基本应用;教学难点勾股定理在余弦定理的发现和证明过程中的作用。
教学建议课本在引入余弦定理内容时,首先提出探究性问题“如果已知三角形的两条边及其所夹的角,根据三角形全等的判定方法,这个三角形是大小、形状完全确定的三角形.我们仍然从量化的角度来研究这个问题,也就是研究如何从已知的两边和它们的夹角计算出三角形的另一边和两个角的问题”.这样,用联系的观点,从新的角度看过去的问题,使学生对过去的知识有了新的认识,同时使新知识建立在已有知识的坚实基础上,使学生能够形成良好的知识结构.设置这样的问题,是为了更好地加强数学思想方法的教学.比如对于余弦定理的证明,常用的方法是借助于三角的方法,需要对三角形进行讨论,方法不够简洁,通过向量知识给予证明,引起学生对向量知识的学习兴趣,同时感受向量法证明余弦定理的简便之处.教科书就是用了向量的方法,发挥了向量方法在解决问题中的威力.在证明了余弦定理及其推论以后,教科书从余弦定理与勾股定理的比较中,提出了一个思考问题“勾股定理指出了直角三角形中三边平方之间的关系,余弦定理则指出了一般三角形中三边平方之间的关系,如何看这两个定理之间的关系?”并进而指出,“从余弦定理以及余弦函数的性质可知,如果一个三角形两边的平方和等于第三边的平方,那么第三边所对的角是直角;如果小于第三边的平方,那么第三边所对的角是钝角;如果大于第三边的平方,那么第三边所对的角是锐角.由上可知,余弦定理是勾股定理的推广”.还要启发引导学生注意余弦定理的各种变形式,并总结余弦定理的适用题型的特点,在解题时正确选用余弦定理达到求解、求证目的.启发学生在证明余弦定理时能与向量数量积的知识产生联系,在应用向量知识的同时,注意使学生体会三角函数、正弦定理、向量数量积等多处知识之间的联系.导入一提问1:上节课,我们学习了正弦定理,解决了有关三角形的两类问题:已知两角和任意一边;②已知两边和其中一边的对角.三角形中还有怎样的问题没有解决?已知两边和夹角;已知三边.首先分析最特殊的三角形——直角.如图1.已知两边a,b 及夹角90C ∠=,能否求第三边?勾股定理222c a b =+提问2:在斜三角形中边和角有怎样的关系?在△ABC 中,当90C ∠=时,有222c a b =+.实验:若a,b 边的长短不变,C ∠的大小变化,2c 与22a b +有怎样的大小关系呢?如图2,若90C ∠<时,由于b 边与a 边的长度不变,所以c 边的长度变短,即222c a b <+. 如图3,若90C ∠>时,由于b 边与a 边的长度不变,所以c 边的长度变长,即222c a b >+. 当90C ∠≠时,222c a b ≠+,那么2c 与22a b +到底相差多少呢?与怎样的角有关呢?显然应与∠C 的大小有关.导入新课二师 上一节,我们一起研究了正弦定理及其应用,在体会向量应用的同时,解决了在三角形已知两角、一边和已知两边与其中一边对角这两类解三角形问题.当时对于已知两边夹角求第三边问题未能解决,下面我们来看如图(1),在直角三角形中,根据两直角边及直角可表示斜边,即勾股定理,那么对于任意三角形,能否根据已知两边及夹角来表示第三边呢?下面我们根据初中所学的平面几何的有关知识来研究这一问题.在△ABC 中,设BC =A ,AC =B ,AB =C ,试根据B 、C 、A 来表示A .师 由于初中平面几何所接触的是解直角三角形问题,所以应添加辅助线构成直角三角形,在直角三角形内通过边角关系作进一步的转化工作,故作CD 垂直于AB 于D ,那么在Rt △BDC 中,边A 可利用勾股定理用CD 、DB 表示,而CD 可在Rt △ADC 中利用边角关系表示,DB 可利用AB -AD 转化为AD ,进而在Rt △ADC 内求解.解:过C 作CD ⊥AB ,垂足为D ,则在Rt △CDB 中,根据勾股定理可得 A 2=CD 2+BD 2.∵在Rt △ADC 中,CD 2=B 2-AD 2,又∵BD 2=(C -AD )2=C 2-2C ·AD +AD 2,∴A 2=B 2-AD 2+C 2-2C ·AD +AD 2=B 2+C 2-2C ·AD .又∵在Rt △ADC 中,AD =B ·CO s A ,∴a 2=b 2+c 2-2ab c os A .类似地可以证明b 2=c 2+a 2-2caco s B .c 2=a 2+b 2-2ab c os C .图1 图2 图3另外,当A为钝角时也可证得上述结论,当A为直角时,a2+b2=c2也符合上述结论,这也正是我们这一节将要研究的余弦定理,下面我们给出余弦定理的具体内容.。
1.1.2余弦定理
【教学目标】 1.知识与技能:掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法,并会运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题。
2.过程与方法:利用向量的数量积推出余弦定理及其推论,并通过实践演算掌握运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题,
3.情态与价值:培养学生在方程思想指导下处理解三角形问题的运算能力;通过三角函数、余弦定理、向量的数量积等知识间的关系,来理解事物之间的普遍联系与辩证统一。
【教学重、难点】
重点:余弦定理的发现和证明过程及其基本应用; 难点:勾股定理在余弦定理的发现和证明过程中的作用。
【教学过程】
[创设情景] C
如图1.1-4,在∆ABC 中,设BC=a,AC=b,AB=c,
已知a,b 和∠C ,求边c b a
(图1.1-4)
[探索研究]
联系已经学过的知识和方法,可用什么途径来解决这个问题? 用正弦定理试求,发现因A 、B 均未知,所以较难求边c 。
由于涉及边长问题,从而可以考虑用向量来研究这个问题。
A
如图1.1-5,设CB a =,CA b =,AB c =,那么c a b =-,则 b c
()()
2
22
2 2c c c a b a b
a a
b b a b
a b a b
=⋅=--=⋅+⋅-⋅=+-⋅ C a B
从而 2222cos c a b ab C =+- (图1.1-5) 同理可证 2222cos a b c bc A =+-
2222cos b a c ac B =+-
于是得到以下定理
余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。
即 2222cos a b c bc A =+-
2222cos b a c ac B =+-
思考:这个式子中有几个量?从方程的角度看已知其中三个量,可以求出第四个量,能否由三边求出一角?
(由学生推出)从余弦定理,又可得到以下推论:
222
cos 2+-=
b c a A bc 222
cos 2+-=
a c
b B a
c 222
cos 2+-=
b a
c C ba
[理解定理]
从而知余弦定理及其推论的基本作用为:
①已知三角形的任意两边及它们的夹角就可以求出第三边; ②已知三角形的三条边就可以求出其它角。
思考:勾股定理指出了直角三角形中三边平方之间的关系,余弦定理则指出了一般三角形中三边平方之间的关系,如何看这两个定理之间的关系?
(由学生总结)若∆ABC 中,C=090,则cos 0=C ,这时222=+c a b 由此可知余弦定理是勾股定理的推广,勾股定理是余弦定理的特例。
【典例分析】
例1.在∆ABC 中,已知=a c 060=B ,求b 及A ⑴解:∵2222cos =+-b a c ac B
=222+-⋅cos 045
=2121)+- =8
∴=b
求A 可以利用余弦定理,也可以利用正弦定理:
⑵解法一:∵cos 2221
,22+-=
b c a A bc
∴0
60.=A
解法二:∵sin 0sin sin45,=a A B b
2.4 1.4
3.8,+=
21.8 3.6,⨯=
∴a <c ,即00<A <090,
∴0
60.=A
评述:解法二应注意确定A 的取值范围。
【变式训练1】
.在△ABC 中,若)())((c b b c a c a +=-+,则A ∠=
解: 222222
1,,cos ,1202
a c
b b
c b c a bc A A -=++-=-=-= 例2.在∆ABC 中,已知134.6=a cm ,87.8=b cm ,161.7=c cm ,解三角形
(见课本第8页例4,可由学生通过阅读进行理解)
例3. 例2.在△ABC 中,BC =a ,AC =b ,且a ,b 是方程02322
=+-x x 的两根,
()1cos 2=+B A 。
(1) 求角C 的度数; (2) 求AB 的长; (3)求△ABC 的面积。
解:(1) ()cos cos[]C A B π=-+ ()cos
A B =-+0
1120
2
C =-⇒=
(2)因为a ,b 是方程02322
=+-x x 的两根,所以⎩
⎨
⎧==+2
32ab b a
22202cos120AB b a ab ∴=+- ()2
10a b ab AB =+-=⇒= (3)2
3sin 21==
∆C ab S ABC 评析:在余弦定理的应用中,注意与一元二次方程中韦达定理的应用。
方程的根往往不必
直接求出,要充分利用两根之和与两根之差的特点。
【变式训练2】
在△ABC 中,0120,,ABC
A c b a S =>=,求c b ,。
解:1
sin 4,2
ABC S bc A bc ∆=
== 2
2
2
2cos ,5a b c bc A b c =+-+=,而c b >
所以4,1==c b 【课堂演练】
1.边长为5,7,8的三角形的最大角与最小角的和是( ) A .0
90 B .0
120 C .0
135 D .0
150
解: 设中间角为θ,则22200005871
cos ,60,180601202582
θθ+-=
==-=⨯⨯为所求 答案:B
2. 以4、5、6为边长的三角形一定是( )
A. 锐角三角形
B. 直角三角形
C. 钝角三角形
D. 锐角或钝角三角形
解:长为6的边所对角最大,设它为α, 则cos α=+-⨯⨯=>1625362451
8
∴︒<<︒090α
答案:A
3.如果等腰三角形的周长是底边长的5倍,那么它的顶角的余弦值为( )
A.
18
5 B.
4
3 C.
23 D. 8
7 解:设顶角为C ,因为5,2l c a b c ===∴,
由余弦定理得:222222447cos 22228
a b c c c c C ab c c +-+-=
==⨯⨯ 答案:D
4.在ABC ∆中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,若ac B b c a 3tan )(2
22=-+,则
角B 的值为( )
A.
6
π B.
3π C.6π或56
π D.
3π或23
π
解:由ac B b c a 3tan )(2
2
2
=-+得222(+c b )cos = 22sin a B ac B -即cos cos = 2sin B
B B
sin =
2B ∴,又B 为△ABC 的内角,所以B 为3π或23
π
答案:D
5.在△ABC 中,若14
13
cos ,8,7=
==C b a ,则最大角的余弦是( ) A .51- B .61- C .71- D .8
1-
解: 222
2cos 9,3c a b ab C c =+-==,B 为最大角,1cos 7
B =-
答案:C
6. 在∆ABC 中,b A a B cos cos =,则三角形为( ) A. 直角三角形 B. 锐角三角形 C. 等腰三角形 D. 等边三角形 解:由余弦定理可将原等式化为 b b c a bc a a c b ac
⋅+-=⋅
+-222222
22 即,2222b a a b =∴=
答案:C
[课堂小结]
(1)余弦定理是任何三角形边角之间存在的共同规律,勾股定理是余弦定理的特例;
(2)余弦定理的应用范围:①.已知三边求三角;②.已知两边及它们的夹角,求第三边。
作业:第11页[习题1.1]A组第3(1),4(1)题。