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1、2022年高三數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式教案 理
教材分析
這節(jié)課主要是根據(jù)三角函數(shù)的定義,導(dǎo)出同角三角函數(shù)的兩個基本關(guān)系式sin2a+cos2a=1與,并初步進(jìn)行這些公式的兩類基本應(yīng)用.教學(xué)重點(diǎn)是公式sin2a+cos2a=1與的推導(dǎo)及以下兩類基本應(yīng)用:
(1)已知某角的正弦、余弦、正切中的一個,求其余兩個三角函數(shù).
(2)化簡三角函數(shù)式及證明簡單的三角恒等式.
其中,已知某角的一個三角函數(shù)值,求它的其余各三角函數(shù)值時,正負(fù)號的選擇是本節(jié)的一個難點(diǎn),正確運(yùn)用平方根及象限角的概念是突破這一難點(diǎn)的關(guān)鍵;證明恒等式是這節(jié)課的另一個難點(diǎn).課堂上教師應(yīng)放手讓學(xué)生獨(dú)立解決問題,優(yōu)化自
2、己的解題過程.
教學(xué)目標(biāo)
1. 讓學(xué)生經(jīng)歷同角三角函數(shù)的基本關(guān)系的探索、發(fā)現(xiàn)過程,培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐、探索、研究能力.
2. 理解和掌握同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式,并能初步運(yùn)用它們解決一些三角函數(shù)的求值、化簡、證明等問題,培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)算能力,邏輯推理能力.
3. 通過同角三角函數(shù)基本關(guān)系的學(xué)習(xí),揭示事物之間的普遍聯(lián)系規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀.
任務(wù)分析
這節(jié)課的主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)三角函數(shù)的定義探索出同角三角函數(shù)的兩個基本關(guān)系式:sin2a+cos2a=1及,并進(jìn)行初步的應(yīng)用.由于該節(jié)內(nèi)容比較容易,所以,課堂上無論是關(guān)系式的探索還是例、習(xí)題的解決都可以放手讓學(xué)生獨(dú)立完成,
3、即由學(xué)生自己把要學(xué)的知識探索出來,并用以解決新的問題.必要時,教師可以在以下幾點(diǎn)上加以強(qiáng)調(diào):(1)“同角”二字的含義.(2)關(guān)系式的適用條件.(3)化簡題最后結(jié)果的形式.(4)怎樣優(yōu)化解題過程.
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、問題情境
教師出示問題:上一節(jié)內(nèi)容,我們學(xué)習(xí)了任意角α的六個三角函數(shù)及正弦線、余弦線和正切線,你知道它們之間有什么聯(lián)系嗎?你能得出它們之間的直接關(guān)系嗎?
二、建立模型
1. 引導(dǎo)學(xué)生寫出任意角α的六個三角函數(shù),并探索它們之間的關(guān)系
在角α的終邊上任取一點(diǎn)P(x,y),它與原點(diǎn)的距離是r(r>0),則角α的六個三角函數(shù)值是
2. 推導(dǎo)同角三角函數(shù)關(guān)系式
引導(dǎo)學(xué)生通過觀察
4、、分析和討論,消元(消去x,y,r),從而獲取下述基本關(guān)系.
(1)平方關(guān)系:sin2a+cos2a=1.
(2)商數(shù)關(guān)系:t:
說明:①當(dāng)放手讓學(xué)生推導(dǎo)同角三角函數(shù)的基本關(guān)系時,部分學(xué)生可能會利用三角函數(shù)線,借助勾股定理及相似三角形的知識來得出結(jié)論.對于這種推導(dǎo)方法,教師也應(yīng)給以充分肯定,并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生得出|sinα|+|c(diǎn)osα|≥1.
②除以上兩個關(guān)系式外,也許部分學(xué)生還會得出如下關(guān)系式:.
教師點(diǎn)撥:這些關(guān)系式都很對,但最基本的還是(1)和(2),故為了減少大家的記憶負(fù)擔(dān),只須記住(1)和(2)即可.以上關(guān)系式均為同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式.
教師啟發(fā):(1)對“同角”二字
5、,大家是怎樣理解的?
(2)這兩個基本關(guān)系式中的角α有沒有范圍限制?
(3)自然界的萬物都有著千絲萬縷的聯(lián)系,大家只要養(yǎng)成善于觀察的習(xí)慣,也許每天都會有新的發(fā)現(xiàn).剛才我們發(fā)現(xiàn)了同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式,那么這些關(guān)系式能用于解決哪些問題呢?
三、解釋應(yīng)用
[例 題]
1. 已知sinα=,且α是第二象限角,求角α的余弦值和正切值.
2. 已知tanα=-,且α是第二象限角,求角α的正弦和余弦值.
說明:這兩個題是關(guān)系式的基本應(yīng)用,應(yīng)讓學(xué)生獨(dú)立完成.可選兩名同學(xué)到黑板前板書,以便規(guī)范解題步驟.
變式1 在例2中若去掉“且α是第二象限角”,該題的解答過程又將如何?
師生一起完成該題
6、的解答過程.
解:由題意和基本關(guān)系式,列方程組,得
由②,得sinα=-cosα,
代入①整理,得6cos2α=1,cos2α=.
∵tanα=-<0,∴角α是第二或第四象限角.
當(dāng)α是第二象限角時,cosα=-,
代入②式,得;
當(dāng)α是第四象限角時,cosα=,
代入②式,得.
小結(jié):由平方關(guān)系求值時,要涉及開方運(yùn)算,自然存在符號的選取問題.由于本題沒有具體指明α是第幾象限角,因此,應(yīng)針對α可能所處的象限,分類討論.
變式2 把例2變?yōu)椋?
已知tanα=-,求的值.
解法1:由tanα=-及基本關(guān)系式可解得
針對兩種情況下的結(jié)果居然一致的情況,教師及時點(diǎn)撥:
7、
觀察所求式子的特點(diǎn),看能不能不通過求sinα,cosα的值而直接得出該分式的值.
學(xué)生得到如下解法:
由此,引出變式3.
已知:tanα=-,求(sinα-cosα)2的值.
有了上一題的經(jīng)驗(yàn),學(xué)生會得到如下解法:
教師歸納、啟發(fā):這個方法成功地避免了開方運(yùn)算,因而也就避開了不必要的討論.遺憾的是,因?yàn)樗皇欠质叫问剑越忸}過程不像“變式2”那樣簡捷.那么,能解決這一矛盾嗎?
學(xué)生得到如下解法:
教師引導(dǎo)學(xué)生反思、總結(jié):(1)由于開方運(yùn)算一般存在符號選取問題,因此,在求值過程中,若能避免開方的應(yīng)盡量避免.
(2)當(dāng)式子為分式且分子、分母都為三角函數(shù)的n(n∈N
8、且n≥1)次冪的齊次式時,采用上述方法可優(yōu)化解題過程.
[練 習(xí)]
當(dāng)學(xué)生完成了以上題目后,教師引導(dǎo)學(xué)生討論如下問題:
(1)化簡題的結(jié)果一定是“最簡”形式,對三角函數(shù)的“最簡”形式,你是怎樣理解的?
(2)關(guān)于三角函數(shù)恒等式的證明,一般都有哪些方法?你是否發(fā)現(xiàn)了一些技巧?
四、拓展延伸
教師出示問題,啟發(fā)學(xué)生一題多解,并激發(fā)學(xué)生的探索熱情.
已知sinα-cosα=-,180°<α<270°,求tanα的值.
解法1:由sinα-cosα=-,得
反思:(1)解法1的結(jié)果比解法2的結(jié)果多了一個,看來產(chǎn)生了“增根”,那么,是什么原因產(chǎn)生了增根呢?
(2)當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)了
9、由sinα-cosα=-得到sin2α-2sinαcosα+cos2α=的過程中,α的范圍變大了時,教師再點(diǎn)撥:
怎樣才能使平方變形是等價的呢?
由學(xué)生得出如下正確答案:
∵180°<α<270°,且sinα-cosα=-<0,∴sinα<0,cosα<0,且|sinα|>|c(diǎn)osα|,因此|tanα|>1,只能取tanα=2.
強(qiáng)調(diào):非等價變形是解法1出錯的關(guān)鍵!
點(diǎn) 評
這篇案例力求體現(xiàn)新課程理念下的以人為本的思想,充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用.教師充當(dāng)著學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、支持者和幫助者的角色.教師和學(xué)生是本課的共同參與者,共同努力完成了這一節(jié)課的教學(xué)活動.在這節(jié)課上,學(xué)生的積極性被充分調(diào)動起來,從而使學(xué)生在積極思維的活動中取得了成功并飽嘗到了成功的喜悅.案例中的教學(xué)活動體現(xiàn)了研究性學(xué)習(xí)和探索性學(xué)習(xí)的方法.
總之,充分調(diào)動學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主動性,強(qiáng)調(diào)質(zhì)疑和化疑,是這篇案例的成功之處.