數學示范教案:兩角和與差的正弦_第1頁
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學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精示范教案eq\o(\s\up7(),\s\do5(整體設計))教學分析1.兩角和與差的正弦公式是在研究了兩角差的余弦公式的基礎上,進一步研究具有“兩角和差"關系的正弦公式的.在這些公式的推導中,教科書都把對照、比較有關的三角函數式,認清其區(qū)別,尋找其聯系和聯系的途徑作為思維的起點,如:比較cos(α-β)與cos(α+β),它們都是角的余弦,只是角形式不同,但不同角的形式從運算或換元的角度看都有內在聯系,即α+β=α-(-β)的關系,從而由公式Cα-β推得公式Cα+β,又如:比較sin(α-β)與cos(α-β),它們包含的角相同但函數名稱不同,這就要求進行函數名的互化,利用誘導公式(5)(6)即可推得公式Sα-β、Sα+β等.2.通過對“兩角和與差的正弦公式”的推導,揭示了兩角和差的三角函數與這兩角的三角函數的運算規(guī)律,還使學生加深了數學公式的推導、證明方法的理解.因此本節(jié)內容也是培養(yǎng)學生運算能力和邏輯思維能力的重要內容,對培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力,發(fā)現問題和解決問題的能力都有著十分重要的意義.3.本節(jié)的幾個公式是相互聯系的,其推導過程也充分說明了它們之間的內在聯系,讓學生深刻領會它們的這種聯系,從而加深對公式的理解和記憶.本節(jié)幾個例子主要目的是為了訓練學生思維的有序性,逐步培養(yǎng)他們良好的思維習慣,教學中應當有意識地對學生的思維習慣進行引導,例如,在面對問題時,要注意先認真分析條件,明確要求,再思考應該聯系什么公式,使用公式時要具備什么條件等;另外,還要重視思維過程的表述,不能只看最后結果而不顧過程表述的正確性、簡潔性等,這些都是培養(yǎng)學生三角恒等變換能力所不能忽視的.三維目標1.通過讓學生探索、發(fā)現并推導兩角和與差的正弦公式,了解它們之間的內在聯系,并通過強化題目的訓練,加深對公式的理解,培養(yǎng)學生的運算能力及邏輯推理能力.2.通過兩角和與差的正弦公式的運用,會進行簡單的求值、化簡、恒等證明,使學生深刻體會聯系變化的觀點,自覺地利用聯系變化的觀點來分析問題,提高學生分析問題解決問題的能力.3.通過本節(jié)學習,使學生掌握尋找數學規(guī)律的方法,提高學生的觀察分析能力,培養(yǎng)學生的應用意識,提升學生的數學素質.重點難點教學重點:兩角和與差的正弦公式的推導及運用.教學難點:靈活運用所學公式進行求值、化簡、證明.課時安排1課時eq\o(\s\up7(),\s\do5(教學過程))導入新課思路1。(復習導入)教師先讓學生回顧上節(jié)課所推導的兩角和與差的余弦公式,并把公式默寫在黑板上(或打出幻燈),注意有意識地讓學生寫整齊.然后教師引導學生觀察cos(α-β)與sin(α+β)、sin(α-β)的內在聯系,進行由舊知推出新知的轉化過程,從而推導出Sα-β、Sα+β。本節(jié)課我們共同研究公式的推導及其應用.思路2。(問題導入)教師出示問題,先讓學生計算以下幾個題目,既復習回顧上節(jié)所學公式,又為本節(jié)新課作準備.若sinα=eq\f(\r(5),5),α∈(0,eq\f(π,2)),cosβ=eq\f(\r(10),10),β∈(0,eq\f(π,2)),求cos(α-β),cos(α+β)的值.學生利用公式Cα-β很容易求得cos(α-β),從而引出新課題,并由此展開聯想新公式的探究.推進新課eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(新知探究))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(提出問題))eq\a\vs4\al(你能根據所學知識推導出兩角和與差的正弦公式嗎?)活動:引導學生觀察思考幻燈中的兩角和與差的余弦公式,怎樣才能得到兩角和與差的正弦公式呢?我們利用什么公式來實現正、余弦的互化呢?學生可能有的想到利用誘導公式來化余弦為正弦(也有的想到利用同角的平方和關系式sin2α+cos2α=1來互化,這些想法都很好.鼓勵學生試一試.從誘導公式cos(eq\f(π,2)-α)=sinα,sin(eq\f(π,2)-α)=cosα,我們可以得到:sin(α+β)=cos[eq\f(π,2)-(α+β)]=cos[(eq\f(π,2)-α)-β]=cos(eq\f(π,2)-α)cosβ+sin(eq\f(π,2)-α)sinβ=sinαcosβ+cosαsinβ。在上述公式中β用-β代之,則sin(α-β)=sin[α+(-β)]=sinαcos(-β)+cosαsin(-β)=sinαcosβ-cosαsinβ。因此我們得到兩角和與差的正弦公式,分別簡記為Sα+β、Sα-β.eq\x(\a\al(sinα+β=sinαcosβ+cosαsinβSα+β,sinα-β=sinαcosβ-cosαsinβSα-β))討論結果:略.eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(應用示例))思路1例1求sin75°,sin15°的值.活動:引導學生進行拆角轉化.本例直接應用公式,可由學生自己完成.解:sin75°=sin(45°+30°)=sin45°cos30°+cos45°sin30°=eq\f(\r(2),2)·eq\f(\r(3),2)+eq\f(\r(2),2)·eq\f(1,2)=eq\f(\r(6)+\r(2),4);sin15°=sin(45°-30°)=sin45°cos30°-cos45°sin30°=eq\f(\r(2),2)·eq\f(\r(3),2)-eq\f(\r(2),2)·eq\f(1,2)=eq\f(\r(6)-\r(2),4)。變式訓練1.已知cos(α-eq\f(π,6))+sinα=eq\f(4,5)eq\r(3),則sin(α+eq\f(7π,6))的值是()A.-eq\f(2\r(3),5)B.eq\f(2\r(3),5)C.-eq\f(4,5)D.eq\f(4,5)答案:C2.已知sinα=-eq\f(3,5),α是第四象限角,求sin(eq\f(π,4)-α),cos(eq\f(π,4)+α)的值.解:由sinα=-eq\f(3,5),α是第四象限角,得cosα=eq\r(1-sin2α)=eq\r(1--\f(3,5)2)=eq\f(4,5),于是有sin(eq\f(π,4)-α)=sineq\f(π,4)cosα-coseq\f(π,4)sinα=eq\f(\r(2),2)×eq\f(4,5)-eq\f(\r(2),2)×(-eq\f(3,5))=eq\f(7\r(2),10),cos(eq\f(π,4)+α)=coseq\f(π,4)cosα-sineq\f(π,4)sinα=eq\f(\r(2),2)×eq\f(4,5)-eq\f(\r(2),2)×(-eq\f(3,5))=eq\f(7\r(2),10)。例2已知向量eq\o(OP,\s\up6(→))=(3,4),逆時針旋轉45°到eq\o(OP′,\s\up6(→))的位置.求點P′(x′,y′)的坐標(圖1).解:設∠xOP=α。圖1因為|OP|=eq\r(32+42)=5,所以cosα=eq\f(3,5),sinα=eq\f(4,5)。又因為x′=5cos(α+45°)=5(cosαcos45°-sinαsin45°)=5(eq\f(3,5)·eq\f(\r(2),2)-eq\f(4,5)·eq\f(\r(2),2))=-eq\f(\r(2),2),y′=5sin(α+45°)=5(sinαcos45°+cosαsin45°)=5(eq\f(4,5)·eq\f(\r(2),2)+eq\f(3,5)·eq\f(\r(2),2))=eq\f(7\r(2),2),所以P′(-eq\f(\r(2),2),eq\f(7\r(2),2)).變式訓練已知點P(x,y),與原點的距離保持不變,逆時針旋轉θ角到點P′(x′,y′)(圖2).求證:eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x′=xcosθ-ysinθ,,y′=xsinθ+ycosθ.))圖2證明:設∠xOP=α,|OP|=r,則cosα=eq\f(x,r),sinα=eq\f(y,r)。從而x′=rcos(α+θ)=r(cosαcosθ-sinαsinθ)=xcosθ-ysinθ,y′=rsin(α+θ)=r(sinαcosθ+cosαsinθ)=xsinθ+ycosθ,即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x′=xcosθ-ysinθ,,y′=xsinθ+ycosθ.))例3求證:cosα+eq\r(3)sinα=2sin(eq\f(π,6)+α).活動:本題雖小但其意義很大,從形式上就可看出來,左邊是兩個函數,而右邊是一個函數,教師引導學生給予足夠的重視.對于此題的證明,學生首先想到的證法就是把等式右邊利用公式Sα+β展開,化簡整理即可得到左邊,這是很自然的,教師要給予鼓勵.同時教師可以有目的的引導學生把等式左邊轉化為公式Sα+β的右邊的形式,然后逆用公式化簡即可求得等式右邊的式子,這種證明方法不僅僅是方法的變化,更重要的是把兩個三角函數化為了一個三角函數.證明:方法一:右邊=2(sineq\f(π,6)cosα+coseq\f(π,6)sinα)=2(eq\f(1,2)cosα+eq\f(\r(3),2)sinα)=cosα+eq\r(3)sinα=左邊.方法二:左邊=2(eq\f(1,2)cosα+eq\f(\r(3),2)sinα)=2(sineq\f(π,6)cosα+coseq\f(π,6)sinα)=2sin(eq\f(π,6)+α)=右邊.點評:本題給出了兩種證法,方法一是正用公式的典例,而方法二則是逆用公式證明的,此法也給了我們一種重要的轉化方法,要求學生熟練掌握其精神實質.本例的證法二將左邊的系數1與eq\r(3)分別變?yōu)榱薳q\f(1,2)與eq\f(\r(3),2),即輔助角eq\f(π,6)的正、余弦.關于形如asinx+bcosx(a,b不同時為零)的式子引入輔助角變形為Asin(x+φ)的形式,其基本想法是“從右向左”用和角的正弦公式,把它化成Asin(x+φ)的形式.一般情況下,如果a=Acosφ,b=Asinφ,那么asinx+bcosx=A(sinxcosφ+cosxsinφ)=Asin(x+φ).由sin2φ+cos2φ=1,可得:A2=a2+b2,A=±eq\r(a2+b2),不妨取A=eq\r(a2+b2),于是得到cosφ=eq\f(a,\r(a2+b2)),sinφ=eq\f(b,\r(a2+b2)),因此asinx+bcosx=eq\r(a2+b2)sin(x+φ),通過引入輔助角φ,可以將asinx+bcosx這種形式的三角函數式化為一個角的一個三角函數的形式.化為這種形式可解決asinx+bcosx的許多問題,比如值域、最值、周期、單調區(qū)間等.教師應提醒學生注意,這種引入輔助角的變換思想很重要,即把兩個三角函數化為了一個三角函數,實質上是消元思想,這樣就可以根據三角函數的圖象與性質來研究它的性質.因此在歷年高考試題中出現的頻率非常高,是三角部分中高考的熱點,再結合后續(xù)內容的倍角公式,在解答高考物理試題時也常常被使用,應讓學生領悟其實質并熟練地掌握它。變式訓練1.化簡下列各式:(1)eq\r(3)sinx+cosx;(2)eq\r(2)cosx-eq\r(6)sinx.解:(1)原式=2(eq\f(\r(3),2)sinx+eq\f(1,2)cosx)=2(coseq\f(π,6)sinx+sineq\f(π,6)cosx)=2sin(x+eq\f(π,6)).(2)原式=2eq\r(2)(eq\f(1,2)cosx-eq\f(\r(3),2)sinx)=2eq\r(2)(sineq\f(π,6)cosx-coseq\f(π,6)sinx)=2eq\r(2)sin(eq\f(π,6)-x)。2。求函數y=asinx+bcosx的最大值、最小值和周期,其中a,b是不同時為零的實數.解:考察以(a,b)為坐標的點P(a,b)(圖3),設以OP為終邊的一個角為θ,則cosθ=eq\f(a,\r(a2+b2)),sinθ=eq\f(b,\r(a2+b2))。圖3于是y=eq\r(a2+b2)(eq\f(a,\r(a2+b2))sinx+eq\f(b,\r(a2+b2))cosx)=eq\r(a2+b2)(cosθsinx+sinθcosx)=eq\r(a2+b2)sin(x+θ),其中cosθ=eq\f(a,\r(a2+b2)),sinθ=eq\f(b,\r(a2+b2)).所以函數y=asinx+bcosx的最大值是eq\r(a2+b2),最小值是-eq\r(a2+b2),周期是2π.思路2例1若sin(eq\f(3π,4)+α)=eq\f(5,13),cos(eq\f(π,4)-β)=eq\f(3,5),且0〈α<eq\f(π,4)〈β<eq\f(3π,4),求cos(α+β)的值.活動:本題是一個典型的變角問題,也是一道經典例題,對訓練學生的運算能力以及邏輯思維能力很有價值.盡管學生思考有點難度,但教師仍可放手讓學生探究討論,教師不可直接給出解答.對于探究不出的學生,教師可恰當點撥引導,指導學生解決問題的關鍵是尋找所求角與已知角的內在聯系,引導學生理清所求的角與已知角的關系,觀察選擇應該選用哪個公式進行求解,同時也要特別提醒學生注意:在求有關角的三角函數值時,要特別注意確定準角的范圍,準確地判斷好三角函數符號,這是解決這類問題的關鍵.學生完全理清思路后,教師應指導學生的規(guī)范書寫,并熟練掌握它.對于程度比較好的學生可讓其擴展本題,或變化條件,或變換所求的結論等.如教師可變換α,β角的范圍,進行一題多變訓練,提高學生靈活應用公式的能力,因此教師要充分利用好這個例題的訓練價值.解:∵0〈α<eq\f(π,4)〈β〈eq\f(3π,4),∴eq\f(3π,4)<eq\f(3π,4)+α〈π,-eq\f(π,2)〈eq\f(π,4)-β〈0.又已知sin(eq\f(3π,4)+α)=eq\f(5,13),cos(eq\f(π,4)-β)=eq\f(3,5),∴cos(eq\f(3π,4)+α)=-eq\f(12,13),sin(eq\f(π,4)-β)=-eq\f(4,5)?!郼os(α+β)=sin[eq\f(π,2)+(α+β)]=sin[(eq\f(3π,4)+α)-(eq\f(π,4)-β)]=sin(eq\f(3π,4)+α)cos(eq\f(π,4)-β)-cos(eq\f(3π,4)+α)sin(eq\f(π,4)-β)=eq\f(5,13)×eq\f(3,5)-(-eq\f(12,13))×(-eq\f(4,5))=-eq\f(33,65).點評:本題是典型的變角問題,即把所求角利用已知角來表示,實際上就是化歸思想.這需要巧妙地引導,充分讓學生自己動手進行角的變換,培養(yǎng)學生靈活運用公式的能力。變式訓練已知α,β∈(eq\f(3π,4),π),sin(α+β)=-eq\f(3,5),sin(β-eq\f(π,4))=eq\f(12,13),求cos(α+eq\f(π,4))的值.解:∵α,β∈(eq\f(3π,4),π),sin(α+β)=-eq\f(3,5),sin(β-eq\f(π,4))=eq\f(12,13),∴eq\f(3π,2)<α+β〈2π,eq\f(π,2)<β-eq\f(π,4)<eq\f(3π,4)?!郼os(α+β)=eq\f(4,5),cos(β-eq\f(π,4))=-eq\f(5,13).∴cos(α+eq\f(π,4))=cos[(α+β)-(β-eq\f(π,4))]=cos(α+β)cos(β-eq\f(π,4))+sin(α+β)sin(β-eq\f(π,4))=eq\f(4,5)×(-eq\f(5,13))+(-eq\f(3,5))×eq\f(12,13)=-eq\f(56,65)。例2化簡eq\f(sinα-β,sinαsinβ)+eq\f(sinβ-θ,sinβsinθ)+eq\f(sinθ-α,sinθsinα).解:原式=eq\f(sinαcosβ-cosαsinβ,sinαsinβ)+eq\f(sinβcosθ-cosβsinθ,sinβsinθ)+eq\f(sinθcosα-cosθsinα,sinθsinα)=eq\f(sinαcosβsinθ-cosαsinβsinθ,sinαsinβsinθ)+eq\f(sinαsinβcosθ-sinαcosβsinθ,sinαsinβsinθ)+eq\f(sinθsinβcosα-cosθsinβsinα,sinθsinβsinα)=eq\f(0,sinθsinβsinα)=0.變式訓練化簡eq\f(sinα+β-2sinαcosβ,2sinαsinβ+cosα+β)。解:原式=eq\f(sinαcosβ+cosαsinβ-2sinαcosβ,2sinαsinβ+cosαcosβ-sinαsinβ)=eq\f(cosαsinβ-sinαcosβ,sinαsinβ+cosαcosβ)=eq\f(sinβ-α,cosβ-α)=tan(β-α)。例3已知三個電流瞬時值的函數式分別是I1=eq\r(2)sinωt,I2=2sin(ωt-45°),I3=4sin(ωt+45°).求它們合成后的電流瞬時值的函數式,并指出這個函數的振幅和初相.解:I=I1+I2+I3=eq\r(2)sinωt+2sin(ωt-45°)+4sin(ωt+45°)=eq\r(2)sinωt+2(sinωtcos45°-cosωtsin45°)+4(sinωtcos45°+cosωtsin45°)=4eq\r(2)sinωt+eq\r(2)cosωt=eq\r(34)(eq\f(4,\r(17))sinωt+eq\f(1,\r(17))cosωt)=eq\r(34)(sinωtcosθ+cosωtsinθ)=eq\r(34)sin(ωt+θ),其中θ=arctaneq\f(1,4)≈14°2′。所以I=eq\r(34)sin(ωt+14°2′),振幅為eq\r(34),初相為14°2′。點評:由本例可知:幾個振幅和初相不同,但頻率相同的正弦波之和,總是等于另一個具有相同頻率的正弦波,同時可求得這個正弦波的振幅和初相.eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(課堂小結))1.先由學生回顧本節(jié)課都學到了哪些數學知識和數學方法,有哪些收獲與提高,在公式推導中你悟出了什么樣的數學思想?對于公式應如何對比記憶?其中正切公式的應用有什么條件限制?怎樣用公式進行簡單三角函數式的化簡、求值與恒等式證明.2.教師畫龍點睛:我們本節(jié)課要理解并掌握兩角和與差的正弦公式及其推導,明白從已知推得未知,理解數學中重要的數學思想—-“轉化思想”,并要正確熟練地運用公式解題.eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(作業(yè)))1.課本本節(jié)練習B組1~4。2.已知函數f(x)=2sineq\f(x,4)coseq\f(x,4)-2eq\r(3)sin2eq\f(x,4)+eq\r(3)。(1)求函數f(x)的最小正周期及最值;(2)令g(x)=f(x+eq\f(π,3)),判斷函數g(x)的奇偶性,并說明理由.解:(1)∵f(x)=sineq\f(x,2)+eq\r(3)(1-2sin2eq\f(x,4))=sineq\f(x,2)+eq\r(3)coseq\f(x,2)=2sin(eq\f(x,2)+eq\f(π,3)),∴f(x)的最小正周期T=eq\f(2π,\f(1,2))=4π.當sin(eq\f(x,2)+eq\f(π,3))=-1時,f(x)取得最小值-2;當sin(eq\f(x,2)+eq\f(π,3))=1時,f(x)取得最大值2.(2)由(1)知f(x)=2sin(eq\f(x,2)+eq\f(π,3)),又g(x)=f(x+eq\f(π,3)),∴g(x)=2sin[eq\f(1,2)(x+eq\f(π,3))+eq\f(π,3)]=2sin(eq\f(x,2)+eq\f(π,2))=2coseq\f(x,2)。∴g(-x)=2cos(-eq\f(x,2))=2coseq\f(x,2)=g(x).∴函數g(x)是偶函數.eq\o(\s\up7(),\s\do5(設計感想))1.本節(jié)課是典型的公式教學模式,本節(jié)課是在兩角差的余弦公式的基礎上進行的,因此本教案的設計流程是“提出問題→轉化推導→分析記憶→應用訓練”;引導學生利用舊知識推導、證明新知識,并學會記憶公式的方法,靈活運用公式解決實際問題,從而使學生領會了數學中重要的數學思想--“轉化思想”,并培養(yǎng)他們主動利用“轉化思想”指導探索解決數學問題的能力.2.縱觀本教案的設計,知識點集中,容量較大,重點是公式的推導證明、記憶以及簡單的應用等,通過本節(jié)的學習,使學生深刻理解公式的推導證明方法,熟練會用公式解決簡單的問題.同時教給學生發(fā)現規(guī)律,探索推導,獲取新知的方法,讓他們真正體驗到自己發(fā)現探索數學知識的喜悅和成功感.eq\o(\s\up7(),\s\do5(備課資料))一、三角函數知識口訣三角函數是函數,象限符號坐標注;函數圖象單位圓,周期奇偶增減現.同角關系很重要,化簡證明都需要;同角僅是正余切,平方商除有技巧.誘導公式就是好,負化正后大化?。蛔兂射J角好查表,化簡證明少不了.三角公式就是美,二的一半整數倍;千變萬化有規(guī)律,奇數化余偶不變.將其后者視銳角,符號原來函數判;兩角和的余弦值,化為單角好求值.計算證明角先行,注意結構函數名;保持基本量不變,繁難向著簡易變.換角變形眾公式,抓住角的相對性;公式雖多巧記憶,互余角度變名稱.二、備用習題1.在△ABC中,sinAsinB〈cosAcosB,則△ABC是()A.直角三角形B.鈍角三角形C.銳角三角形D.等腰三角形2.eq\r(3)coseq\f(π,12)-sineq\f(π,12)的值是()A.0B.-eq\r(2)C.eq\r(2)D.23.在△ABC中,有關系式tanA=eq\f(cosB-cosC,sinC-sinB)成立,則△ABC為()A.等腰三角形B.A=60°的三角形C.等腰三角形或A=60°的三角形D.不能確定4.若cos(α-β)=eq\f(1,3),cosβ=eq\f(3,4),α-β∈(0,eq\f(π,2)),β∈(0,eq\f(π,2)),則有()A.α∈(0,eq\f(π,2))B.α∈(eq\f(π,2),π)C.α∈(-eq\f(π,2),0)D.α=eq\f(π,2)5.求值:eq\f(2cos5°-sin25°,cos25°)=__________。6.若sinα·sinβ=1,則cosα·cosβ=__________。7.已知cos(α+β)=e

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