高中数学北师大版必修四学案:第三章 2.2 两角和与差的正弦、余弦函数
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三角函数教学设计教学设计思路:新课程标准倡导积极主动、勇于探索的学习方式把学习的主动权还给学生。
以此为宗旨,我采用自主学习、合作探究方法引导学生自主学习、探究学习,努力做到教法、学法的最优组合,并体现以下几个特点(1)苏霍姆林斯基说过:“在人的内心深处,都有一种根深蒂固的需要,那就是希望自己是一个发现者和探索者”本节课正是抓住学生的这心理需求,充分利用互动工具,让学生动手实践、思考探索,合作交流真正意义上做到尊重学生的创造性,挖掘学生的潜力,让他们对整个学习过程充满激情,快乐学数学。
(2)注重信息反馈,坚持师生间的多向交流。
当学生接触新知一周期性、单调性、值域等性质时以及利用性质画出图象时,要引导学生多思多说、多练,要充分暴露他们所遇到的知识障碍,并在师生之间的多向交流中,不断的得到解决,伸知识深化。
本节课是在学生掌握了单位圆中的正弦函数线和诱导公式的基础上进行的,不仅是对前面所学知识应用的考察,也是后续学习正余弦函数性质的'基础:对函数图像清晰而谁确的掌握也为学生在解题实践中提供了有力的工具,本小节内容是三角函数的图象与性质,是本章知识的重点。
有看求前启后的作用美国华盛顿一所大学有句名言:“我听见了,就忘记了我看见了,就记我做过了,就理解了”要想让学生深刻理解三角函数性质和图像,就生主动去探素,大胆去实践,亲身体验知识的发生和发展过程学生情况分析:知识上,通过高一对函数的学习,学生已经具绘图技能,能够类比推理画出图像,并通过观察图像,总结性质,心具备了一定的分语言表达能力,初步形成了辩证的思想。
一.教学目标1.知识与技能(1)能够借助三角函数的定义及单位圆中的三角函数线推导三角函数的诱导公式。
(2)能够运用诱导公式,把任意角的三角函数的化简、求值问题转化为锐角三角函数的化简、求值问题。
2.过程与方法(1)经历由几何直观探讨数量关系式的过程,培养学生数学发现能力和概括能力。
(2)通过对诱导公式的探求和运用,培养化归能力,提高学生分析问题和解决问题的能力。
三角函数的定义及应用教学教案(优秀4篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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两角和与差的正弦、余弦函数一.教学目标1.知识与技能:(1)能够推导两角差的余弦公式;(2)能够利用两角差的余弦公式推导出两角差的正弦公式、两角和的正、余弦公式;(3)能够运用两角和的正、余弦公式进行化简、求值、证明;(4)揭示知识背景,引发学生学习兴趣;(5)创设问题情景,激发学生分析、探求的学习态度,强化学生的参与意识.2.过程与方法:通过创设情境:通过向量的手段证明两角差的余弦公式,让学生进一步体会向量作为一种有效手段的同时掌握两角差的余弦函数,然后通过诱导公式导出两角差的正弦公式、两角和的正、余弦公式;讲解例题,总结方法,巩固练习.3.情感态度价值观:通过本节的学习,使同学们对两角和与差的三角函数有了一个全新的认识;理解掌握两角和与差的三角的各种变形,提高逆用思维的能力.二.教学重、难点 :重点: 公式的应用.难点: 两角差的余弦公式的推导.三.学法与教学用具学法:(1)自主性学习法:通过自学掌握两角差的余弦公式.(2)探究式学习法:通过分析、探索、掌握两角差的余弦公式的过程.(3)反馈练习法:以练习来检验知识的应用情况,找出未掌握的内容及其存在的差距.教学用具:电脑、投影机.四.教学过程(一)、复习:1、写出两角和与差的余弦公式,说说它是如何推导的。
2、写出两角和与差的正弦公式,说说它是如何推导的。
3、说说公式结构的特征。
(二)、例题解析:例1、利用和(差)角公式计算下列各式的值(1)sin 72cos 42cos72sin 42-;(2)cos 20cos70sin 20sin 70-;解:分析:解此类题首先要学会观察,看题目当中所给的式子与我们所学的两角和与差正弦、余弦和正切公式中哪个相象.(1)()1sin 72cos 42cos 72sin 42sin 7242sin 302-=-==; (2)()cos 20cos 70sin 20sin 70cos 2070cos900-=+==;例2、已知3sin ,5αα=-是第四象限角,求sin ,cos 44ππαα⎛⎫⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值.解:因为3sin ,5αα=-是第四象限角,得4cos 5α===,,于是有 43sin sin cos cos sin 444252510πππααα⎛⎫⎛⎫-=-=--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭43cos cos cos sin sin 44455πππααα⎛⎫⎛⎫+=-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭例3、已知4sin 5α=,5,,cos ,213παπββ⎛⎫∈=- ⎪⎝⎭是第三象限角,求()cos αβ-的值.解:因为,2παπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,4sin 5α=由此得3cos 5α===-又因为5cos ,13ββ=-是第三象限角,所以12sin 13β===- 所以3541233cos()cos cos sin sin 51351365αβαβαβ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+=-⨯-+⨯-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭点评:注意角α、β的象限,也就是符号问题.例4x x解:此题与我们所学的两角和与差正弦、余弦和正切公式不相象,但我们能否发现规律呢?)()1cos sin 30cos cos30sin 22sin 302x x x x x x x ⎫==-=-⎪⎪⎭思考:=,我们是构造一个叫使它的正、余弦分别等于12的. (三)、小结: 本节我们学习了两角和与差正弦、余弦公式,我们要熟记公式,在解题过程中要善于发现规律,学会灵活运用.(四)作业: 习题3-2 A 组第2,3题.五、课后反思:。
教学设计2.2 两角和与差的正、余弦函数整体设计教学分析本节课是在研究了两角差的余弦公式的基础上,进一步研究具有“两角和差”关系的正弦、余弦公式.以两角差的余弦为基础,推导后面其他公式的过程是一个逻辑推理的过程,也是一个认识三角函数式的特征,体会三角恒等变形特点的过程,我们不仅要重视对推出的公式的理解、应用,而且还应重视推导过程的教育功能.在这些公式的推导中,教科书把对照、比较有关的三角函数式,认清其区别,寻找其联系和联系的途径作为思维的起点.例如:比较cos(α-β)与cos(α+β),它们都是角的余弦,只是角的形式不同,但不同角的形式从运算或换元的角度看都有内在联系,如α+β=α-(-β)的关系.又如:比较sin(α-β)与cos(α-β),它们包含的角相同但函数名称不同,这就要求进行函数名的互化,利用诱导公式即可建立角的正弦与余弦的联系.通过对“两角和与差的正弦、余弦公式”的推导,揭示了两角和与差的三角函数与这两角的三角函数的运算规律,使学生加深了对数学公式的推导、证明方法的理解.因此本节内容对培养学生的运算能力\,逻辑思维能力\,创新能力及发现问题和解决问题的能力都有着十分重要的意义.本节的公式是相互联系的,其推导过程也充分说明了它们之间的内在联系,让学生深刻领悟它们的这种联系,加深对公式的理解和记忆.本节教案设计的几个例子较课本例子要丰满广阔,主要目的是为了训练学生思维的有序性,逐步培养他们良好的思维习惯.教学中应当有意识地对学生的思维习惯进行引导,例如在面对具体问题时,要注意先认真分析条件,明确要求,再思考应该联系什么公式,使用公式时要具备什么条件等.另外,还要重视思维过程的表述,不能只看最后结果而不顾过程表述的正确性、简洁性等,这些都是培养学生三角恒等变形能力所不能忽视的.三维目标1.通过让学生探索、发现并推导两角和与差的正、余弦公式,了解它们之间的内在联系,并通过强化题目的训练,加深对公式的理解,培养学生的运算能力及逻辑推理能力,并通过公式的具体运用,使学生深刻体会联系变化的观点,自觉地利用联系变化的观点来分析问题,提高学生分析问题\,解决问题的能力.2.通过本节公式的推导,不仅使学生掌握寻找数学规律的方法,提高学生的观察\,分析问题的能力,培养学生的应用意识,提高学生的数学素质.而且要在推导公式的逻辑结构熏陶下,升华学生的理性思维,以数学自身的美去吸引学生,让学生更有效地抓住问题的本质,并从中获得研究方法的有益启示.重点难点教学重点:两角和与差的正弦、余弦公式及其推导.教学难点:灵活运用所学公式进行求值、化简、证明.课时安排1课时教学过程导入新课思路1.(情境导入)教师先让学生回顾上节课所推导的两角差的余弦公式,并让一学生把公式默写在黑板上,注意有意识地让学生写整齐.然后教师引导学生观察思考:公式cos(α-β)中α、β既然是任意角,你能把它转化为cos(α+β)、sin(α-β)吗?由此展开一系列公式的推导及应用. 思路2.(问题引入)教师提出问题,先让学生计算以下几个题目:若sinα=55,α∈(0,2π),cosβ=1010,β∈(0,2π),求cos(α-β),cos(α+β)的值.这样既复习回顾了上节所学公式,又为本节新课作铺垫.学生利用公式C α-β很容易求得cos(α-β),但是如果求cos(α+β)的值却有困难了,需要想法转化为公式C α-β的形式来求,怎样转化呢?从而引出新课题,并由此展开联想,推出其他公式.推进新课新知探究提出问题①回忆两角差的余弦公式及推导过程,其他两角和与差的公式也用此法吗?你是否考虑过:在公式C α-β中,因为角β是任意角,所以将角α-β中β换成角-β后用诱导公式?②观察C α+β的结构有何特征,并与公式C α-β进行比较,你有哪些发现?③你能否利用诱导公式从余弦的两角和公式推导sin(α+β)=?sin(α-β)=?并观察思考公式的结构特征与和差的余弦公式有什么不同?活动:先让学生默写两角差的余弦公式,教师适时地打开课件,点拨学生思考公式中的α,β既然可以是任意角,是怎样任意的?你会有些什么样的奇妙想法吗?并鼓励学生大胆猜想,引导他们比较cos(α-β)与cos(α+β)中角的内在联系,学生有的会发现α-β中的角β可以变为角-β,所以α-(-β)=α+β〔也有的会根据加减运算关系直接把和角α+β化成差角α-(-β)的形式〕,这样就很自然地得到:cos(α+β)=cos [α-(-β)]=cosαcos(-β)+sinαsin(-β)=cosαcosβ-sinαsinβ.观察以上公式的结构特征可知:两角和的余弦,等于这两角的余弦积减去这两角的正弦积,同时让学生对比公式C α-β进行记忆.由上面推得两角和与差的余弦公式的方法,教师引导学生思考,怎样才能得到两角和与差的正弦公式呢?我们自然想到利用诱导公式可以实现正弦、余弦的互化(也有的想到利用同角的平方和关系式sin 2α+cos 2α=1来互化,此法让学生在课下试一试),因此有: sin(α+β)=cos [2π-(α+β)]=cos [(2π-α)-β]=cos(2π-α)cosβ+sin(2π-α)sinβ=sinαcosβ+cosαsinβ. 在上述公式中β用-β代之,则有:sin(α-β)=sin [α+(-β)]=sinαcos(-β)+cosαsin(-β)=sinαcosβ-cosαsinβ.根据以上探究,我们得到以下公式:cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ;cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ;sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ;sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ.上述结论我们分别称之为两角和的余弦公式、两角差的余弦公式、两角和的正弦公式、两角差的正弦公式.对以上公式教师恰时恰点地引导学生观察公式的结构特征以便于整体记忆,同时进一步体会本节公式的探究过程及公式的变化特点,体验三角公式的这种简洁美、对称美以及这种逻辑结构的内在魅力.这种逻辑结构的熏陶是我们中学数学的灵魂,是培养学生的理性思维的特有载体.因此要深刻理解它们之间的内在联系,并借以理解\,灵活运用这些公式.同时教师应提醒学生注意:不仅要掌握这些公式的正用,还要注意它们的逆用及变形用,在例题及练习训练中要注意领悟.讨论结果:①—③略.应用示例思路1例1 已知sinα=54,α∈(2π,π),cosβ=-135,β∈(π,23π), 求cos(α+β),cos(α-β)的值.活动:教师引导学生分析题目中角的关系,在面对问题时要注意认真分析条件,明确要求,再思考应该联系什么公式,使用公式时要有什么准备,准备工作怎么进行等.例如本题中,应先求出cosα的值,才能利用公式得解.本题是直接应用公式解题,目的是为了让学生初步熟悉公式的应用,教师可以完全让学生自己独立探究完成,必要时给以点拨. 解:由已知sinα=54,α∈(2π,π),得cosα=α2sin 1--=-53. 又由已知cosβ=-135,β∈(π,23π),得sinβ=β2cos 1--=-1312. ∴cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ=(-53)×(-135)+54×(-1312)=-6533; cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ=(-53)×(-135)-54×(-1312)=6563. 点评:本例是运用和差角公式的基础题,安排这个例题的目的是为了训练学生思维的有序性,逐步培养他们良好的思维习惯.变式训练1.已知sinα=-53,α是第四象限角,求sin(4π-α),cos(4π+α)的值. 解:由sinα=-53,α是第四象限角,得 cosα=α2sin 1--=2)53(1--=54 于是有sin(4π-α)=sin 4πcosα-cos 4πsinα =22×54-22×(-53)=1027; cos(4π+α)=cos 4πcosα-sin 4πsinα=22×54-22×(-53)=1027. 2.设α∈(0,2π),若sinα=53,则2sin(α+4π)等于( ). A.57 B.51 C.27 D.4 答案:A例2 在△ABC 中,sinA=53(0°<A <45°),cosB=135(45°<B <90°),求sinC 与cosC 的值. 活动:本题是解三角形问题,在必修5中还作专门的探究,这里用到的仅是与三角函数诱导公式与和差公式有关的问题,难度不大,但应是学生必须熟练掌握的,同时也加强学生的应用意识,提高学生分析问题和解决问题的能力.教师可让学生自己阅读、探究、讨论解决,对有困难的学生教师引导学生分析题意和找清三角形各角之间的内在联系,从而找出解决问题的路子.教师要提醒学生注意三角形内角的范围这一暗含条件.解:∵在△ABC 中,A+B+C=180°,∴C=180°-(A+B).又∵sinA=53且0°<A <45°,∴cosA=54. 又∵cosB=135且45°<B <90°,∴sinB=1312. ∴sinC=sin [180°-(A+B)]=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB =53×135+54×1312=6563, cosC=cos [180°-(A+B)]=-cos(A+B)=sinAsinB-cosAcosB =53×1312-54×135=6516. 点评:本题是利用两角和差公式来解决三角形问题的基础性典型例子,培养了学生的应用意识,也使他们更加认识了公式的作用.变式训练在△ABC 中,已知sin(A-B)cosB+cos(A-B)sinB≥1,则△ABC 是( ).A.锐角三角形B.钝角三角形C.直角三角形D.等腰非直角三角形 答案:C思路2 1.若sin(43π+α)=135,cos(4π-β)=43π,且0<α<4π<β<43π,求cos(α+β)的值. 活动:本题是一个典型的变角问题,也是一道经典例题,对训练学生的运算能力以及逻辑思维能力很有价值.尽管学生思考有点难度,但教师仍可放手让学生探究讨论,不可直接给出解答.对于探究不出的学生,教师可恰当地点拨引导,指导学生解决问题的关键是寻找所求角与已知角的内在联系,引导学生理清所求的角与已知角的关系,观察选择应该选用哪个公式进行求解,同时也要特别提醒学生注意:在求有关角的三角函数值时,要特别注意确定角的范围,判断好准确的三角函数符号,这是解决这类问题的关键.学生完全理清思路后,教师应指导学生的规范书写,并熟练掌握它.对于比较好的学生可让其扩展本题,或变化条件,或变换所求的结论等.如教师可变换α,β角的范围,进行一题多变训练,提高学生灵活应用公式的能力,因此教师要充分利用好这个例题的训练价值. 解:∵0<α<4π<β<43π, ∴43π<43π+α<π,-2π<4π-β<0. 又已知sin(43π+α)=135,cos(4π-β)=53,∴cos(43π+α)=-1312,sin(4π-β)=-54 ∴cos(α+β)=sin [2π+(α+β)]=sin [(43π+α)-(4π-β)] =sin(43π+α)cos(4π-β)-cos(43π+α)sin(4π-β) =135×53-(-1312)×(-54)=-6533. 变式训练已知α,β∈(43π,π),sin(α+β)=-53,sin(β-4π)=1312,求cos(α+4π)的值. 解:∵α,β∈(43π,π),sin(α+β)=-53,sin(β-4π)=1312, ∴23π<α+β<2π,2π<β-4π<43π. ∴cos(α+β)=54,cos(β-4π)=-135, ∴cos(α+4π)=cos [(α+β)-(β-4π)] =cos(α+β)cos(β-4π)+sin(α+β)sin(β-4π) =(-135)×54+(-53)×1312=-6556. 例2 化简αθαθθβθββαβαsin sin )sin(sin sin )sin(sin sin )sin(-+-+-. 活动:本题是直接利用公式把两角的和差化为两单角的三角函数的形式,教师可以先让学生自己独立地做完,然后进行讲评反思,也可以把它改编为三角证明题.解:原式=αθαθαβθβθβθββαβαβαsin sin sin cos cos sin sin sin sin cos cos sin sin sin sin cos cos sin -+-+- =θβαθβαθβαθβαθβαθβαsin sin sin sin cos sin cos sin sin sin sin sin sin sin cos sin cos sin -+- αβθαβθαβθsin sin sin sin sin cos cos sin sin -+=αβθsin sin sin 0=0. 点评:本题是一个很好的运用公式进行化简的例子,通过学生独立解答,培养学生熟练运用公式的运算能力.变式训练化简:)cos(sin sin 2cos sin 2)sin(βαβαβαβα++-+. 解:原式=βαβαβαβαβαβαsin sin cos cos sin sin 2cos sin 2sin cos cos sin -+-+ βαβαβαβαcos cos sin sin cos sin sin cos +-=)cos()sin(αβαβ--==tan(β-α). 知能训练课本练习3、4、5.课堂小结1.先由学生回顾本节课都学到了哪些数学知识和数学方法,有哪些收获与提高,在公式推导中悟出了什么样的数学思想?怎样用公式进行简单三角函数式的化简、求值与三角等式的证明,本节公式推导的逻辑结构如何?2.教师提纲挈领:我们本节课要理解并掌握两角和与差的正弦、余弦公式及其推导,明白怎样从已知推得未知,理解数学当中重要的数学思想——“转化与化归”以及由逻辑结构编织的公式体系,并正确熟练地运用公式解题.在解题时要注意分析三角函数名称、角的关系.一个题目能给出多种解法,从中比较最佳解决问题的途径,以达到优化解题过程,规范解题步骤,领悟变形思路,强化数学思想方法之目的.作业已知0<β<4π,4π<α<43π,cos(4π-α)=53,sin(43π+β)=135,求sin(α+β)的值. 解:∵4π<α<43π, ∴-2π<4π-α<0. ∴sin(4π-α)=2)53(1--=-54. 又0<β<4π, ∴43π<43π+β<π,cos(43π+β)=2)135(1--=-1312. ∴sin(α+β)=-cos(2π+α+β)=-cos [(43π+β)-(4π-α)] =-cos(43π+β)cos(4π-α)-sin(43π+β)sin(4π-α) =-(-1312)×53-135×(-54)=6556. 设计感想1.本节课可以说是公式推理及其应用的理性特别强的课时,是培养学生理性精神的特有载体,因此教案设计流程是“提出问题→转化推导→分析记忆→应用训练”,这个过程的重点是转化推导,它充分展示了公式推导教学中以学生为主体,进行主动探索数学知识发生发展的过程.同时充分发挥教师的主导作用,引导学生利用旧知识推导证明新知识,并学会记忆公式的方法,灵活运用公式解决实际问题.从而使学生领会了数学当中重要的数学思想——“转化与化归”,并培养他们主动利用“转化与化归思想”探索解决数学问题.2.纵观本教案的设计,知识点集中,容量很大,重点是公式的推导证明、记忆以及简单应用等,通过本节的学习,使学生深刻理解公式的推导证明方法,熟练会用公式解决简单的问题.同时教给学生发现规律,探索推导,获取新知的方法,让他们真正尝到自己发现探索数学知识的喜悦和成功感.备课资料一、备用习题1.计算οοοοοο8sin 15sin 7cos 8sin 15cos 7sin -+的值. 2.利用和差角公式计算下列各式的值.(1)sin72°cos42°-cos72°sin42°.(2)cos20°cos70°-sin20°sin70°.(3)sin(54°-x)cos(36°+x)+cos(54°-x)sin(36°+x).3.化简cos(α+β)cosβ+sin(α+β)sinβ.4.已知2π<β<α<43π,cos(α-β)=1312,sin(α+β)=-54,求cos2β的值. 5.求证:cosα+3sinα=2sin(6π+α). 参考答案:1.解:原式=οοοοοοοοοοοοοοοοοοοο8sin 15sin 8sin 15sin 8cos 15cos 8sin 15cos 8sin 15cos 8cos 15sin 8sin 15sin )815cos(8sin 15cos )815sin(-++-=--+- =οοοο8cos 15cos 8cos 15sin =tan15°=tan(45°-30°) =3233133130tan 45tan 130tan 45tan -=+-=+-οοοο. 2.解:(1)原式=sin(72°-42°)=sin30°=21. (2)原式=cos(20°+70°)=cos90°=0.(3)原式=sin [(54°-x)+(36°+x)]=sin90°=1.3.解:原式=cos [(α+β)-β]=cosα.4.解:∵2π<β<α<43π, ∴0<α-β<4π,π<α+β<23π. 又∵cos(α-β)=1312,sin(α+β)=-54, ∴sin(α-β)=135,cos(α+β)=-53. ∴cos2β=cos [(α+β)-(α-β)]=cos(α+β)cos(α-β)+sin(α+β)sin(α-β) =-53×1312+(-54)×135=-6556. 5.证明:方法一:右边=2(sin6πcosα+cos 6πsinα) =2(21cosα+23sinα)=cosα+3sinα=左边. 方法二:左边=2(21cosα+23sinα) =2(sin 6πcosα+cos 6πsinα)=2sin(6π+α)=右边. 本题点评:本题题目虽小但意义重大,也可设计为本节例题.对于此题的证明,学生首先想到的证法就是把等式右边利用公式S α+β展开,化简整理即可得到左边,这是很自然的,教师要给予鼓励.同时教师可以有目的地引导学生把等式左边转化为公式S α+β的右边的形式,然后逆用公式化简即可求得等式右边的式子,这种证明方法不仅仅是方法的变化,更重要是把两个三角函数化为了一个三角函数.本题给出了两种证法,方法一是正用公式的典例,而方法二则是逆用公式证明的,此法也给了我们一种重要的转化方法:将两个三角函数转化为一个三角函数,要求学生熟练掌握其精神实质.本例的方法二将左边的系数1与3分别变为了21与23,即辅助角6π的正、余弦.关于形如asinx+bcosx(a,b 不同时为零)的式子引入辅助变形为Asin(x+φ)的形式,其基本思想是“从右向左”用和角的正弦公式,把它化成Asin(x+φ)的形式.一般情况下,如果a=Acosφ,b=Asinφ,那么asinx+bcosx=A(sinxcosφ+cosxsinφ)=Asin(x+φ).由sin 2φ+cos 2φ=1,可得A 2=a 2+b 2,A=±22b a +,不妨取A=22b a +,于是得到cosφ=2222sin ,b a b b a a+=+ϕ,从而得到tanφ=ba ,因此asinx+bcosx=22b a +sin(x+φ),通过引入辅助角φ,可以将asinx+bcosx 这种形式的三角函数式化为一个角的一个三角函数的形式,化为这种形式可解决asinx+bcosx 的许多问题,比如值域、最值、周期、单调区间等.教师应提醒学生注意,这种引入辅助角的变形思想很重要,即把两个三角函数化为了一个三角函数,实质上是消元思想,这样就可以根据三角函数的图像与性质来研究它的性质,因此在历年高考试题中出现的频率非常高,在解答高考物理试题时也常常被使用,应让学生领悟其实质并熟练地掌握它.二、三角函数知识歌诀三角函数是函数,象限符号坐标注;函数图像单位圆,周期奇偶增减现.同角关系很重要,化简证明都需要;同角仅是正余切,平方商除有技巧.诱导公式就是好,负化正后大化小;变成锐角好查表,化简证明少不了.三角公式就是美,二的一半整数倍;千变万化有规律,奇数化余偶不变.将其后者视锐角,符号原来函数判;两角和的余弦值,化为单角好求值.计算证明角先行,注意结构函数名;保持基本量不变,繁难向着简易变.换角变形众公式,抓住角的相对性;公式虽多有主线,互余角度名称变.单位圆中有玄机,逻辑推理要严密;恒等变形不变质;向量有了用武地.三角公式变形多,联系过程巧记忆;总结规律常思考,数学原来真美丽.(设计者:郑吉星)。
3.2.1 两角差的余弦公式一、教学目标掌握用向量方法建立两角差的余弦公式.通过简单运用,使学生初步理解公式的结构及其功能,为建立其它和(差)公式打好基础.二、教学重、难点1. 教学重点:通过探索得到两角差的余弦公式;2. 教学难点:探索过程的组织和适当引导,这里不仅有学习积极性的问题,还有探索过程必用的基础知识是否已经具备的问题,运用已学知识和方法的能力问题,等等.三、教学设想:(一)导入:问题1:我们在初中时就知道 2cos 452=,3cos 30=()cos15cos 4530?=-=大家可以猜想,是不是等于cos 45cos30-呢?根据我们在第一章所学的知识可知我们的猜想是错误的!下面我们就一起探讨两角差的余弦公式()cos ?αβ-=(二)探讨过程:在第一章三角函数的学习当中我们知道,在设角α的终边与单位圆的交点为1P ,cos α等于角α与单位圆交点的横坐标,也可以用角α的余弦线来表示。
思考1:怎样构造角β和角αβ-?(注意:要与它们的正弦线、余弦线联系起来.) 思考2:我们在第二章学习用向量的知识解决相关的几何问题,两角差余弦公式我们能否用向量的知识来证明?(1)结合图形,明确应该选择哪几个向量,它们是怎样表示的?(2)怎样利用向量的数量积的概念的计算公式得到探索结果?向量数量积的定义是?a · b= |a| |b| cosθ向量与自身的内积为? 向量长度的平方两个单位向量的数量积等于?它们之间夹角的余弦函数值在直角坐标系中,以原点为中心,单位长度为半径作单位圆,以原点为顶点,x 轴为始边分别作角α,β与单位圆交于点P1、P2,P1、P2的坐标为?因为OP1、OP2是两个单位向量,它们之间的夹角为α-β,12cos()OP OP αβ•=-所以①12cos cos sin sin OP OP αβαβ•=•+•又因为向量数量积可以用坐标表示所以由以上两式,得βαβαβαsin sin cos cos )cos(⋅+⋅=-两角差的余弦公式:βαβαβαsin sin cos cos )cos(⋅+⋅=-(三)例题讲解例1、利用和、差角余弦公式求cos 75、cos15的值.解:分析:把75、15构造成两个特殊角的和、差.()231cos75cos 4530cos 45cos30sin 45sin 302=+=-=⨯=()231cos15cos 4530cos 45cos30sin 45sin 3022224=-=+=⨯+= 点评:把一个具体角构造成两个角的和、差形式,有很多种构造方法,例如:()cos15cos 6045=-,要学会灵活运用.例2、已知4sin 5α=,5,,cos ,213παπββ⎛⎫∈=- ⎪⎝⎭是第三象限角,求()cos αβ-的值. 解:因为,2παπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,4sin 5α=由此得3cos 5α===- 又因为5cos ,13ββ=-是第三象限角,所以12sin13β===-所以3541233 cos()cos cos sin sin51351365αβαβαβ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+=-⨯-+⨯-=-⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭点评:注意角α、β的象限,也就是符号问题.思考:本题中没有),2ππα⎝⎛∈,呢?练习︒︒+︒︒20sin80sin20cos80cos1)(解: ︒︒+︒︒20sin80sin20cos80cos1)(2160cos)2080cos(=︒=︒-︒=33).23ππααπα⎛⎫∈-⎪⎝⎭3已知cos=,,2,求cos(例53cos2πααπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭3解=,,25cos()cos cos sin sin333πππααα∴-=+132210-⎛⎫=⋅+-=⎪⎝⎭3455课堂小结:两角差的余弦公式,首先要认识公式结构的特征,了解公式的推导过程,熟知由此衍变的两角和的余弦公式.在解题过程中注意角α、β的象限,也就是符号问题,学会灵活运用.(1)牢记公式.SSCCC⋅+⋅=-)(βα(2)在“给值求值”题型中,要能灵活处理已、未知关系.课堂作业1、(易)设(0,)2απ∈,若3sin5α=,)4απ+=( )15B.75C.75- D.15-2、(易)sin110sin40cos40cos70+等于( )A.12- C.12 D.-3、(中)sin 1212ππ-的值是( )B. D.-12 4、(易)已知3sin 5α=-,α是第四象限角,则cos 4απ⎛⎫- ⎪⎝⎭=____________. 5、(中)2cos10sin 20cos 20-的值是 ( )C.1D.12 6.cos345°的值等于( )A.2-64 B.6-24 C.2+64 D .-2+64参考答案1.A ∵(0,)2απ∈,3sin 5α=,∴4cos 5α=,原式cos sin sin )44ααππ-=431cos sin 555αα-=-= 2.B 原式cos 40cos 70sin 40sin(18070)=+- cos 40cos70sin 40sin 70=+=3cos(4070)cos(30)2-=-=3、B4、10 5.A2cos10sin 20cos 20-=2cos 3020sin 20cos 20--()206.C解析:cos345°=cos(-15°+360°)=cos(-15°)=cos15°=cos(45°-30°)=cos45°cos30°+sin45°sin30°=22×32+22×12=6+24.。
3.2.2两角和与差的正弦、余弦函数[教材分析] 两角和与差的正弦、余弦、正切公式是三角函数变换的重要公式,而三角变换是三角运算的灵魂和核心,在三角变换中,角的变换是基本变换,必须引起足够的重视,在解题中通过善于抓住角的变换,应用和差角公式,使问题迎刃而解。
[教学目标] 1、通过复习,使学生会用两角和与差的三角函数公式,了解公式的意义和特点。
灵活运用公式.2、三角函数变换是三角运算的灵魂与核心,在三角变换中角的变换是基本变换,通过复习,使学生掌握常见的角的变换技巧。
3、在学习过程中,培养学生观察和分析问题的能力,提高学生的运算能力,落实学科核心素养;并让学生体会到数学的“巧”与“活”,激发学生的学习兴趣。
[重点和难点]重点:角的基本变换与和差角公式灵的活应用。
难点:角的变换中角的范围的确定。
[教学方法] 以“导学案”为依托的自主、探究、合作交流的学习方式[教学用具] 多媒体平台[教学过程]教学环节教学内容师生活动设计意图教学反思:让学生课前自主完成预习学案,教师可以通过提问的方式检查学生的完成情况与掌握情况,根据学生的情况灵活确定本节课的教学定位。
课堂合作探究列出两个知识点,知识点归纳先让学生归纳,教师补充完善。
典型例题教师根据情况,至少板书一个例题给学生以示范,来规范学生答题。
教学课题3.2.2两角和与差的正弦、余弦函数课程类型新课课时一课时教学过程设计板书设计教学反思3.2.2两角和与差的正弦、余弦函数一.教材分析“两角和与差的余弦函数”是新课标北师大版必修4第三章《三角恒等变换》第二节第一课时的内容。
学生已经学习了三角函数的基本关系和诱导公式以及平面向量,在此基础上,本章将学任意两个角和、差的三角函数式的变换。
作为本节的第一节课,重点是引导学生通过合作、交流,探索两角差的余弦公式,为后续简单的恒等变换的学习打好基础。
由于两角差的余弦公式推导方法有很多,书本上给与证明方法-------向量法。
2.2两角和与差的正弦、余弦函数
学习目标 1.掌握由两角差的余弦公式推导出两角和的余弦公式及两角和与差的正弦公式的过程.2.会用两角和与差的正弦、余弦公式进行简单的三角函数的求值、化简、计算等.3.熟悉两角和与差的正弦、余弦公式的灵活运用,了解公式的正用、逆用以及角的变换的常用方法.
知识点一两角和的余弦
思考如何由两角差的余弦公式得到两角和的余弦公式?
梳理两角和的余弦公式
记忆口决:“余余正正,符号相反”
知识点二两角和与差的正弦
思考1如何利用两角差的余弦公式和诱导公式得到两角和的正弦公式?
思考2怎样由两角和的正弦公式得到两角差的正弦公式?
梳理两角和与差的正弦公式
记忆口诀:“正余余正,符号相同”.
类型一 给角求值
例1 (1)sin 50°-sin 20°cos 30°
cos 20°
=________.
(2)化简求值:sin(x +27°)cos(18°-x )-sin(63°-x )·sin(x -18°).
反思与感悟 (1)解答此类题目一般先要用诱导公式把角化正化小,化切为弦统一函数名称,然后根据角的关系和式子的结构选择公式.
(2)解题时应注意观察各角之间的关系,恰当运用拆角、拼角技巧,以达到正负抵消或可以约分的目的,从而使问题得解.
跟踪训练1 计算:(1)sin 14°cos 16°+sin 76°cos 74°; (2)sin(54°-x )cos(36°+x )+cos(54°-x )sin(36°+x ).
类型二 给值求值
例2 已知sin ⎝⎛⎭⎫3π4+α=513,cos ⎝⎛⎭⎫π4-β=35,且0<α<π4<β<3π
4,求cos(α+β)的值.
反思与感悟 (1)给值(式)求值的策略
①当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式. ②当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.
(2)给值求角本质上为给值求值问题,解题时应注意对角的范围加以讨论,以免产生增解或漏解.
跟踪训练2 已知π2<β<α<3π4,cos(α-β)=12
13,
sin(α+β)=-3
5,求cos 2α与cos 2β的值.
类型三 可化为两角和与差的正弦形式 例3 将下列各式写成A sin(ωx +φ)的形式:
(1)3sin x -cos x ; (2)24sin(π4-x )+64cos(π
4
-x ).
反思与感悟 一般地对于a sin α+b cos α形式的代数式,可以提取a 2+b 2,化为A sin(ωx +φ)的形式,公式a sin α+b cos α=a 2+b 2sin(α+φ)(或a sin α+b cos α=a 2+b 2cos(α-φ))称为辅助角公式.利用辅助角公式可对代数式进行化简或求值. 跟踪训练3 sin
π12-3cos π
12
=________.
1.计算2cos
π12+6sin π
12
的值是( ) A. 2 B .2 C .2 2 D.
2
2
2.sin 20°cos 10°-cos 160°sin 10°等于( ) A .-
32 B.32 C .-12 D.1
2
3.已知锐角α、β满足sin α=255,cos β=10
10,则α+β=________.
4.设α为锐角,若cos(α+π6)=35,则sin(α-π
12)=________.
5.化简:sin ⎝⎛⎭⎫π4-3x cos ⎝⎛⎭⎫π3-3x -cos ⎝⎛⎭⎫π
6+3x · sin ⎝⎛⎭⎫π
4+3x .
1.公式的推导和记忆 (1)理顺公式间的逻辑关系
C (α-β)―――――――→以-β代换βC (α+β)―――――――→诱导公式S (α+β) ―――――――→以-β代换βS (α-β). (2)注意公式的结构特征和符号规律
对于公式C (α-β),C (α+β)可记为“同名相乘,符号反”; 对于公式S (α-β),S (α+β)可记为“异名相乘,符号同”.
(3)符号变化是公式应用中易错的地方,特别是公式C (α-β),C (α+β),S (α-β),且公式sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β,角α,β的“地位”不同也要特别注意. 2.应用公式需注意的三点
(1)要注意公式的正用、逆用,尤其是公式的逆用,要求能正确地找出所给式子与公式右边的异同,并积极创造条件逆用公式.
(2)注意拆角、拼角的技巧,将未知角用已知角表示出来,使之能直接运用公式.
(3)注意常值代换:用某些三角函数值代替某些常数,使之代换后能运用相关公式,其中特别要注意的是“1”的代换,如1=sin 2α+cos 2α,1=sin 90°,12=cos 60°,32=sin 60°等,再如:
0,12,22,3
2
等均可视为某个特殊角的三角函数值,从而将常数换为三角函数.
答案精析
问题导学 知识点一
思考 用-β代换cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β中的β便可得到. 梳理 cos αcos β-sin αsin β C (α+β) 任意角 知识点二
思考1 sin(α+β)=cos ⎣⎡⎦⎤π2-(α+β)=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π2-α-β=cos ⎝⎛⎭⎫π2-αcos β+sin ⎝⎛⎭⎫π
2-αsin β=sin αcos β+cos αsin β.
思考2 用-β代换β,即可得sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β. 梳理 sin αcos β+cos αsin β sin αcos β-cos αsin β 题型探究 例1 (1)12 (2)2
2
跟踪训练1 解 (1)原式=sin 14°cos 16°+sin(90°-14°)cos(90°-16°) =sin 14°cos 16°+cos 14°sin 16° =sin(14°+16°)=sin 30°=1
2.
(2)原式=sin [(54°-x )+(36°+x )] =sin 90°=1.
例2 解 ∵0<α<π4<β<3π4,
∴3π4<3π4+α<π,-π2<π
4-β<0. 又∵sin ⎝⎛⎭⎫3π4+α=513, cos ⎝⎛⎭⎫π4-β=35, ∴cos ⎝⎛⎭⎫3π4+α=-12
13, sin ⎝⎛⎭⎫π4-β=-45
. ∴cos(α+β)=sin ⎣⎡⎦
⎤π
2+(α+β)
=sin ⎣⎡⎦
⎤⎝⎛⎭⎫3π4+α-⎝⎛⎭⎫π4-β =sin ⎝⎛⎭⎫3π4+αcos ⎝⎛⎭⎫π4-β-cos ⎝⎛⎭⎫3π
4+α· sin ⎝⎛⎭⎫
π4-β
=513×3
5-⎝⎛⎭⎫-1213×⎝⎛⎭⎫-45 =-33
65
.
跟踪训练2 解 ∵π2<β<α<3π
4,
∴0<α-β<π4,π<α+β<3π
2.
∴sin(α-β)=1-cos 2(α-β) =
1-⎝⎛⎭⎫12132=513,
cos(α+β)=-1-sin 2(α+β) =-
1-⎝⎛⎭⎫-352=-4
5
. ∴cos 2α=cos [(α-β)+(α+β)]
=cos(α+β)cos(α-β)-sin(α+β)sin(α-β) =-45×1213-⎝⎛⎭⎫-35×513=-3365, cos 2β=cos [(α+β)-(α-β)]
=cos(α+β)cos(α-β)+sin(α+β)sin(α-β) =-45×1213+⎝⎛⎭⎫-35×513=-6365. 例3 解 (1)3sin x -cos x =2(
32sin x -1
2
cos x ) =2(cos π6sin x -sin π
6cos x )
=2sin(x -π
6).
(2)原式=22[12sin(π4-x )+32cos(π
4
-x )] =
22[sin π6sin(π4-x )+cos π6cos(π
4
-x )]
=22cos(π4-x -π6)=22cos(π
12-x ) =
22sin(x +5π12
). 跟踪训练3 - 2 当堂训练
1.B 2.D 3.3π4 4.210 5.2-64。