2019-2020年高中數(shù)學(xué) 1.1 正弦定理和余弦定理教案 新人教A版必修5.doc

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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 1.1 正弦定理和余弦定理教案 新人教A版必修5 （一）課標(biāo)要求 本章的中心內(nèi)容是如何解三角形，正弦定理和余弦定理是解三角形的工具，最后落實在解三角形的應(yīng)用上。通過本章學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)達到以下學(xué)習(xí)目標(biāo)： （1）通過對任意三角形邊長和角度關(guān)系的探索，掌握正弦定理、余弦定理，并能解決一些簡單的三角形度量問題。 （2）能夠熟練運用正弦定理、余弦定理等知識和方法解決一些與測量和幾何計算有關(guān)的生活實際問題。 （二）編寫意圖與特色 1．?dāng)?shù)學(xué)思想方法的重要性 數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要組成部分，有利于學(xué)生加深數(shù)學(xué)知識的理解和掌握。 本章重視與內(nèi)容密切相關(guān)的數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)，并且在提出問題、思考解決問題的策略等方面對學(xué)生進行具體示范、引導(dǎo)。本章的兩個主要數(shù)學(xué)結(jié)論是正弦定理和余弦定理，它們都是關(guān)于三角形的邊角關(guān)系的結(jié)論。在初中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)邊角關(guān)系的定性的知識，就是“在任意三角形中有大邊對大角，小邊對小角”，“如果已知兩個三角形的兩條對應(yīng)邊及其所夾的角相等,那么這兩個三角形全”等。 教科書在引入正弦定理內(nèi)容時，讓學(xué)生從已有的幾何知識出發(fā)，提出探究性問題：“在任意三角形中有大邊對大角，小邊對小角的邊角關(guān)系.我們是否能得到這個邊、角的關(guān)系準(zhǔn)確量化的表示呢?”，在引入余弦定理內(nèi)容時，提出探究性問題“如果已知三角形的兩條邊及其所夾的角,根據(jù)三角形全等的判定方法，這個三角形是大小、形狀完全確定的三角形.我們?nèi)匀粡牧炕慕嵌葋硌芯窟@個問題，也就是研究如何從已知的兩邊和它們的夾角計算出三角形的另一邊和兩個角的問題?！痹O(shè)置這些問題，都是為了加強數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)。 2．注意加強前后知識的聯(lián)系 加強與前后各章教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系，注意復(fù)習(xí)和應(yīng)用已學(xué)內(nèi)容，并為后續(xù)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容做好準(zhǔn)備，能使整套教科書成為一個有機整體，提高教學(xué)效益，并有利于學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)和鞏固。 本章內(nèi)容處理三角形中的邊角關(guān)系，與初中學(xué)習(xí)的三角形的邊與角的基本關(guān)系，已知三角形的邊和角相等判定三角形全等的知識有著密切聯(lián)系。教科書在引入正弦定理內(nèi)容時，讓學(xué)生從已有的幾何知識出發(fā)，提出探究性問題“在任意三角形中有大邊對大角，小邊對小角的邊角關(guān)系.我們是否能得到這個邊、角的關(guān)系準(zhǔn)確量化的表示呢?”，在引入余弦定理內(nèi)容時，提出探究性問題“如果已知三角形的兩條邊及其所夾的角,根據(jù)三角形全等的判定方法，這個三角形是大小、形狀完全確定的三角形.我們?nèi)匀粡牧炕慕嵌葋硌芯窟@個問題，也就是研究如何從已知的兩邊和它們的夾角計算出三角形的另一邊和兩個角的問題?！边@樣，從聯(lián)系的觀點，從新的角度看過去的問題，使學(xué)生對于過去的知識有了新的認(rèn)識，同時使新知識建立在已有知識的堅實基礎(chǔ)上，形成良好的知識結(jié)構(gòu)。 《課程標(biāo)準(zhǔn)》和教科書把“解三角形”這部分內(nèi)容安排在數(shù)學(xué)五的第一部分內(nèi)容，位置相對靠后，在此內(nèi)容之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了三角函數(shù)、平面向量、直線和圓的方程等與本章知識聯(lián)系密切的內(nèi)容，這使這部分內(nèi)容的處理有了比較多的工具，某些內(nèi)容可以處理得更加簡潔。比如對于余弦定理的證明，常用的方法是借助于三角的方法，需要對于三角形進行討論，方法不夠簡潔，教科書則用了向量的方法，發(fā)揮了向量方法在解決問題中的威力。 在證明了余弦定理及其推論以后，教科書從余弦定理與勾股定理的比較中，提出了一個思考問題“勾股定理指出了直角三角形中三邊平方之間的關(guān)系，余弦定理則指出了一般三角形中三邊平方之間的關(guān)系，如何看這兩個定理之間的關(guān)系？”，并進而指出，“從余弦定理以及余弦函數(shù)的性質(zhì)可知，如果一個三角形兩邊的平方和等于第三邊的平方，那么第三邊所對的角是直角；如果小于第三邊的平方，那么第三邊所對的角是鈍角；如果大于第三邊的平方，那么第三邊所對的角是銳角.從上可知，余弦定理是勾股定理的推廣.” 3．重視加強意識和數(shù)學(xué)實踐能力 學(xué)數(shù)學(xué)的最終目的是應(yīng)用數(shù)學(xué)，而如今比較突出的兩個問題是，學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識不強，創(chuàng)造能力較弱。學(xué)生往往不能把實際問題抽象成數(shù)學(xué)問題，不能把所學(xué)的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到實際問題中去，對所學(xué)數(shù)學(xué)知識的實際背景了解不多，雖然學(xué)生機械地模仿一些常見數(shù)學(xué)問題解法的能力較強，但當(dāng)面臨一種新的問題時卻辦法不多，對于諸如觀察、分析、歸納、類比、抽象、概括、猜想等發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學(xué)思維方法了解不夠。針對這些實際情況，本章重視從實際問題出發(fā)，引入數(shù)學(xué)課題，最后把數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于實際問題。 （三）教學(xué)內(nèi)容及課時安排建議 1.1正弦定理和余弦定理（約3課時） 1.2應(yīng)用舉例（約4課時） 1.3實習(xí)作業(yè)（約1課時） （四）評價建議 1．要在本章的教學(xué)中，應(yīng)該根據(jù)教學(xué)實際，啟發(fā)學(xué)生不斷提出問題，研究問題。在對于正弦定理和余弦定理的證明的探究過程中，應(yīng)該因勢利導(dǎo)，根據(jù)具體教學(xué)過程中學(xué)生思考問題的方向來啟發(fā)學(xué)生得到自己對于定理的證明。如對于正弦定理，可以啟發(fā)得到有應(yīng)用向量方法的證明，對于余弦定理則可以啟發(fā)得到三角方法和解析的方法。在應(yīng)用兩個定理解決有關(guān)的解三角形和測量問題的過程中，一個問題也常常有多種不同的解決方案，應(yīng)該鼓勵學(xué)生提出自己的解決辦法，并對于不同的方法進行必要的分析和比較。對于一些常見的測量問題甚至可以鼓勵學(xué)生設(shè)計應(yīng)用的程序，得到在實際中可以直接應(yīng)用的算法。 2．適當(dāng)安排一些實習(xí)作業(yè)，目的是讓學(xué)生進一步鞏固所學(xué)的知識，提高學(xué)生分析問題的解決實際問題的能力、動手操作的能力以及用數(shù)學(xué)語言表達實習(xí)過程和實習(xí)結(jié)果能力，增強學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識和數(shù)學(xué)實踐能力。教師要注意對于學(xué)生實習(xí)作業(yè)的指導(dǎo)，包括對于實際測量問題的選擇，及時糾正實際操作中的錯誤，解決測量中出現(xiàn)的一些問題。 課題: 1．1．1正弦定理 授課類型：新授課 ●教學(xué)目標(biāo) 知識與技能：通過對任意三角形邊長和角度關(guān)系的探索，掌握正弦定理的內(nèi)容及其證明方法；會運用正弦定理與三角形內(nèi)角和定理解斜三角形的兩類基本問題。 過程與方法：讓學(xué)生從已有的幾何知識出發(fā),共同探究在任意三角形中，邊與其對角的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察，推導(dǎo)，比較，由特殊到一般歸納出正弦定理，并進行定理基本應(yīng)用的實踐操作。 情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生在方程思想指導(dǎo)下處理解三角形問題的運算能力；培養(yǎng)學(xué)生合情推理探索數(shù)學(xué)規(guī)律的數(shù)學(xué)思思想能力，通過三角形函數(shù)、正弦定理、向量的數(shù)量積等知識間的聯(lián)系來體現(xiàn)事物之間的普遍聯(lián)系與辯證統(tǒng)一。 ●教學(xué)重點 正弦定理的探索和證明及其基本應(yīng)用。 ●教學(xué)難點 已知兩邊和其中一邊的對角解三角形時判斷解的個數(shù)。 ●教學(xué)過程 Ⅰ.課題導(dǎo)入 如圖1．1-1，固定ABC的邊CB及B，使邊AC繞著頂點C轉(zhuǎn)動。 A 思考：C的大小與它的對邊AB的長度之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系？ 顯然，邊AB的長度隨著其對角C的大小的增大而增大。能否 用一個等式把這種關(guān)系精確地表示出來？ C B Ⅱ.講授新課 [探索研究] (圖1．1-1) 在初中，我們已學(xué)過如何解直角三角形，下面就首先來探討直角三角形中，角與邊的等式關(guān)系。如圖1．1-2，在RtABC中，設(shè)BC=a,AC=b,AB=c, 根據(jù)銳角三角函數(shù)中正弦函數(shù)的定義，有，，又, A 則 b c 從而在直角三角形ABC中， C a B (圖1．1-2) 思考：那么對于任意的三角形，以上關(guān)系式是否仍然成立？ （由學(xué)生討論、分析） 可分為銳角三角形和鈍角三角形兩種情況： 如圖1．1-3，當(dāng)ABC是銳角三角形時，設(shè)邊AB上的高是CD，根據(jù)任意角三角函數(shù)的定義，有CD=,則， C 同理可得， b a 從而 A c B (圖1．1-3) 思考：是否可以用其它方法證明這一等式？由于涉及邊長問題，從而可以考慮用向量來研究這個問題。 （證法二）：過點A作， C 由向量的加法可得 則 A B ∴ ∴，即 同理，過點C作，可得 從而 類似可推出，當(dāng)ABC是鈍角三角形時，以上關(guān)系式仍然成立。（由學(xué)生課后自己推導(dǎo)） 從上面的研探過程，可得以下定理 正弦定理：在一個三角形中，各邊和它所對角的正弦的比相等，即 [理解定理] （1）正弦定理說明同一三角形中，邊與其對角的正弦成正比，且比例系數(shù)為同一正數(shù)，即存在正數(shù)k使，，； （2）等價于，， 從而知正弦定理的基本作用為： ①已知三角形的任意兩角及其一邊可以求其他邊，如； ②已知三角形的任意兩邊與其中一邊的對角可以求其他角的正弦值，如。 一般地，已知三角形的某些邊和角，求其他的邊和角的過程叫作解三角形。 [例題分析] 例1．在中，已知，，cm，解三角形。 解：根據(jù)三角形內(nèi)角和定理， ； 根據(jù)正弦定理， ； 根據(jù)正弦定理， 評述：對于解三角形中的復(fù)雜運算可使用計算器。 例2．在中，已知cm，cm，，解三角形（角度精確到，邊長精確到1cm）。 解：根據(jù)正弦定理， 因為＜＜，所以，或 ⑴ 當(dāng)時， ， ⑵ 當(dāng)時， ， 評述：應(yīng)注意已知兩邊和其中一邊的對角解三角形時，可能有兩解的情形。 Ⅲ.課堂練習(xí) 第5頁練習(xí)第1（1）、2（1）題。 [補充練習(xí)]已知ABC中，，求 （答案：1：2：3） Ⅳ.課時小結(jié)（由學(xué)生歸納總結(jié)） （1）定理的表示形式：； 或，， （2）正弦定理的應(yīng)用范圍： ①已知兩角和任一邊，求其它兩邊及一角； ②已知兩邊和其中一邊對角，求另一邊的對角。 Ⅴ.課后作業(yè) 第10頁[習(xí)題1.1]A組第1（1）、2（1）題。 ●板書設(shè)計 ●授后記 課題: 1.1.2余弦定理 授課類型：新授課 ●教學(xué)目標(biāo) 知識與技能：掌握余弦定理的兩種表示形式及證明余弦定理的向量方法，并會運用余弦定理解決兩類基本的解三角形問題。 過程與方法：利用向量的數(shù)量積推出余弦定理及其推論，并通過實踐演算掌握運用余弦定理解決兩類基本的解三角形問題 情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生在方程思想指導(dǎo)下處理解三角形問題的運算能力；通過三角函數(shù)、余弦定理、向量的數(shù)量積等知識間的關(guān)系，來理解事物之間的普遍聯(lián)系與辯證統(tǒng)一。 ●教學(xué)重點 余弦定理的發(fā)現(xiàn)和證明過程及其基本應(yīng)用； ●教學(xué)難點 勾股定理在余弦定理的發(fā)現(xiàn)和證明過程中的作用。 ●教學(xué)過程 Ⅰ.課題導(dǎo)入 C 如圖1．1-4，在ABC中，設(shè)BC=a,AC=b,AB=c, 已知a,b和C，求邊c b a A c B (圖1．1-4) Ⅱ.講授新課 [探索研究] 聯(lián)系已經(jīng)學(xué)過的知識和方法，可用什么途徑來解決這個問題？ 用正弦定理試求，發(fā)現(xiàn)因A、B均未知，所以較難求邊c。 由于涉及邊長問題，從而可以考慮用向量來研究這個問題。 A 如圖1．1-5，設(shè)，，，那么，則 C B 從而 (圖1．1-5) 同理可證 于是得到以下定理 余弦定理：三角形中任何一邊的平方等于其他兩邊的平方的和減去這兩邊與它們的夾角的余弦的積的兩倍。即 思考：這個式子中有幾個量？從方程的角度看已知其中三個量，可以求出第四個量，能否由三邊求出一角？ （由學(xué)生推出）從余弦定理，又可得到以下推論： [理解定理] 從而知余弦定理及其推論的基本作用為： ①已知三角形的任意兩邊及它們的夾角就可以求出第三邊； ②已知三角形的三條邊就可以求出其它角。 思考：勾股定理指出了直角三角形中三邊平方之間的關(guān)系，余弦定理則指出了一般三角形中三邊平方之間的關(guān)系，如何看這兩個定理之間的關(guān)系？ （由學(xué)生總結(jié)）若ABC中，C=，則，這時 由此可知余弦定理是勾股定理的推廣，勾股定理是余弦定理的特例。 [例題分析] 例1．在ABC中，已知，，，求b及A ⑴解：∵ =cos = = ∴ 求可以利用余弦定理，也可以利用正弦定理： ⑵解法一：∵cos ∴ 解法二：∵sin 又∵＞ ＜ ∴＜，即＜＜ ∴ 評述：解法二應(yīng)注意確定A的取值范圍。 例2．在ABC中，已知，，，解三角形 （見課本第8頁例4，可由學(xué)生通過閱讀進行理解） 解：由余弦定理的推論得： cos ； cos ； Ⅲ.課堂練習(xí) 第8頁練習(xí)第1（1）、2（1）題。 [補充練習(xí)]在ABC中，若，求角A（答案：A=120） Ⅳ.課時小結(jié) （1）余弦定理是任何三角形邊角之間存在的共同規(guī)律，勾股定理是余弦定理的特例； （2）余弦定理的應(yīng)用范圍：①．已知三邊求三角；②．已知兩邊及它們的夾角，求第三邊。 Ⅴ.課后作業(yè) ①課后閱讀：課本第9頁[探究與發(fā)現(xiàn)] ②課時作業(yè)：第11頁[習(xí)題1.1]A組第3（1），4（1）題。 ●板書設(shè)計 ●授后記 課題: 1．1．3解三角形的進一步討論 授課類型：新授課 ●教學(xué)目標(biāo) 知識與技能：掌握在已知三角形的兩邊及其中一邊的對角解三角形時，有兩解或一解或無解等情形；三角形各種類型的判定方法；三角形面積定理的應(yīng)用。 過程與方法：通過引導(dǎo)學(xué)生分析，解答三個典型例子，使學(xué)生學(xué)會綜合運用正、余弦定理，三角函數(shù)公式及三角形有關(guān)性質(zhì)求解三角形問題。 情感態(tài)度與價值觀：通過正、余弦定理，在解三角形問題時溝通了三角形的有關(guān)性質(zhì)和三角函數(shù)的關(guān)系，反映了事物之間的必然聯(lián)系及一定條件下相互轉(zhuǎn)化的可能，從而從本質(zhì)上反映了事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。 ●教學(xué)重點 在已知三角形的兩邊及其中一邊的對角解三角形時，有兩解或一解或無解等情形； 三角形各種類型的判定方法；三角形面積定理的應(yīng)用。 ●教學(xué)難點 正、余弦定理與三角形的有關(guān)性質(zhì)的綜合運用。 ●教學(xué)過程 Ⅰ.課題導(dǎo)入 [創(chuàng)設(shè)情景] 思考：在ABC中，已知，，，解三角形。 （由學(xué)生閱讀課本第9頁解答過程） 從此題的分析我們發(fā)現(xiàn)，在已知三角形的兩邊及其中一邊的對角解三角形時，在某些條件下會出現(xiàn)無解的情形。下面進一步來研究這種情形下解三角形的問題。 Ⅱ.講授新課 [探索研究] 例1．在ABC中，已知，討論三角形解的情況 分析：先由可進一步求出B； 則 從而 1．當(dāng)A為鈍角或直角時，必須才能有且只有一解；否則無解。 2．當(dāng)A為銳角時， 如果≥，那么只有一解； 如果，那么可以分下面三種情況來討論： （1）若，則有兩解； （2）若，則只有一解； （3）若，則無解。 （以上解答過程詳見課本第910頁） 評述：注意在已知三角形的兩邊及其中一邊的對角解三角形時，只有當(dāng)A為銳角且 時，有兩解；其它情況時則只有一解或無解。 [隨堂練習(xí)1] （1）在ABC中，已知，，，試判斷此三角形的解的情況。 （2）在ABC中，若，，，則符合題意的b的值有_____個。 （3）在ABC中，，，，如果利用正弦定理解三角形有兩解，求x的取值范圍。 （答案：（1）有兩解；（2）0；（3）） 例2．在ABC中，已知，，，判斷ABC的類型。 分析：由余弦定理可知 （注意：） 解：，即， ∴。 [隨堂練習(xí)2] （1）在ABC中，已知，判斷ABC的類型。 （2）已知ABC滿足條件，判斷ABC的類型。 （答案：（1）；（2）ABC是等腰或直角三角形） 例3．在ABC中，，，面積為，求的值 分析：可利用三角形面積定理以及正弦定理 解：由得， 則=3，即， 從而 Ⅲ.課堂練習(xí) （1）在ABC中，若，，且此三角形的面積，求角C （2）在ABC中，其三邊分別為a、b、c，且三角形的面積，求角C （答案：（1）或；（2）） Ⅳ.課時小結(jié) （1）在已知三角形的兩邊及其中一邊的對角解三角形時，有兩解或一解或無解等情形； （2）三角形各種類型的判定方法； （3）三角形面積定理的應(yīng)用。 Ⅴ.課后作業(yè) （1）在ABC中，已知，，，試判斷此三角形的解的情況。 （2）設(shè)x、x+1、x+2是鈍角三角形的三邊長，求實數(shù)x的取值范圍。 （3）在ABC中，，，，判斷ABC的形狀。 （4）三角形的兩邊分別為3cm，5cm,它們所夾的角的余弦為方程的根， 求這個三角形的面積。 ●板書設(shè)計 ●授后記