数学必修五讲义.doc
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1、 第一章 解三角形正弦定理过程与方法:让学生从已有的几何知识出发,共同探究在任意三角形中,边与其对角的关系教学重点正弦定理的探索和证明及其基本应用。教学难点已知两边和其中一边的对角解三角形时判断解的个数。教学过程课题导入如图11-1,固定ABC的边CB及B,使边AC绕着顶点C转动。 A思考:C的大小与它的对边AB的长度之间有怎样的数量关系?显然,边AB的长度随着其对角C的大小的增大而增大。能否用一个等式把这种关系精确地表示出来? C B讲授新课 在初中,我们已学过如何解直角三角形,下面就首先来探讨直角三角形中,角与边的等式关系。在RtABC中,设BC=a,AC=b,AB=c, 根据锐角三角函数
2、中正弦函数的定义,有,又, 则 从而在直角三角形ABC中, 思考:那么对于任意的三角形,以上关系式是否仍然成立?可分为锐角三角形和钝角三角形两种情况:如图 当ABC是锐角三角形时,设边AB上的高是CD,根据任意角三角函数的定义,有CD=,则, C同理可得, b a从而 A c B 思考:是否可以用其它方法证明这一等式?由于涉及边长问题,从而可以考虑用向量来研究这个问题。过点A作, 由向量的加法可得 则 A B ,即同理,过点C作,可得 从而 类似可推出,当ABC是钝角三角形时,以上关系式仍然成立。从上面的研探过程,可得以下定理正弦定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即=2R定理
3、的变形(1) 正弦定理说明同一三角形中,边与其对角的正弦成正比,且比例系数为同一正数,即 存在正数使得_(2)等价于,糖水原理 (3)比例关系(4)三个内角和为,即(5) , , ,(6) , ;(4)(5)在三角形中,大角对大边,大边对大角,大角的正弦值也较大,正弦值较大的角也较大,即:(6)在锐角三角形中,从而知正弦定理的基本作用为:已知三角形的任意两角及其一边可以求其他边,如;已知三角形的任意两边与其中一边的对角可以求其他角的正弦值,如。一般地,已知三角形的某些边和角,求其他的边和角的过程叫作解三角形。典型例题例1 在中,已知,cm,解三角形。解:根据三角形内角和定理,;根据正弦定理,;
4、根据正弦定理,例2在中,已知cm,cm,解三角形(角度精确到,边长精确到1cm)。解:根据正弦定理,因为,所以,或 当时, ,应注意已知两边和其中一边的对角解三角形时,可能有两解的情形。已知三角形的任意两角及其一边1在ABC中,已知,则B等于( )A B C D2 中,若,则_3 中,若,则_4 中,则( )A B C D或5在中,角所对的边分别为a,b,c,若,则角的大小为 已知三角形的任意两边与其中一边的对角1一个三角形的两内角分别为与,如果角所对的边长是,那么角所对的边的边长为() 2 在ABC中,已知a8,B60,C75,则b等于()A4 B4 C4 D.3在中,若,则_4 在中,则_
5、补充如图ABC中,点D在边 BC上,且BD = 2,DC = 1,B = 60,ADC = 150,求AC的长及三个内角和为,即1在ABC中,已知,则的值为( )A B C 或 D 2已知a,b,c分别是ABC的三个内角A,B,C所对的边,若a=1,b=, A+C=2B,则sinC= .3在ABC中,若C = 60,则cos A cos B的取值范围是( )A. B. C. D. 以上都不对4若ABC的三内角A,B,C满足 sin A = 2sinCcos B,则ABC为 三角形.5ABC中,下述表达式:sin(A + B)+ sinC;cos(B + C)+ cosA;,其中表示常数的是(
6、)A. 和 B. 和 C. 和 D. 6ABC中,若 sin(A + B)sin(A - B)= sin2 C,则ABC 是( )A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 等腰三角形7在ABC中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,若a2,sincos,sin Bsin Ccos2,求A、B及b、c.8若ABC的三内角A,B,C成等差数列,则cos2 A + cos2 C的最小值为 补充 在中,分别为角的对边,且(1)求的度数(2)若,求和的值边化角 角化边的应用1在ABC中,若,则ABC是( )A. 直角三角形 B. 等边三角形 C. 钝角三角形 D. 等腰直角三角形2在A
7、BC中,若a = 2b sin A,则B为( )A. B. C.或 D.或3在ABC中已知acosB=bcosA,试判断ABC的形状补充 在中,已知和时,解的情况如下:1若ABC满足下列条件: a = 4,b = 10,A = 30; a = 6,b = 10,A = 30; a = 6,b = 10,A = 150; a = 12,b = 10,A = 150; a + b + c = 4,A = 30,B = 45.则ABC恰有一个的是( )A. B. C. D. 2在ABC中,由已知条件解三角形,其中有两解的是 ( )A. B. C. D. 3满足条件a=4,b=,A=的ABC的个数是
8、( )A. 1个 B. 2个 C. 无数个 D. 不存在4在中,,若这个三角形有两解,则的取值范围是( ) 余弦定理过程与方法: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千岛湖位于我国浙江省淳安县,因湖内有星罗棋布的一千多个岛屿而得名,现有三个岛屿A、B、C,岛屿A与B之间的距离因AB之间有另一小岛而无法直接测量,但可测得AC、BC的距离分别为6km和4km,且AC、BC的夹角为120度,问岛屿AB的距离为多少?(1)已有的正弦定理可否解决该问题(
9、2)已知两边及夹角求第三边,当夹角为多少度时我们可以求出?(3)以锐角三角形为例探索三角形如何求出第三边钝角三角形中也有这样的边角关系?试一试:推导方法2推导方法31得出余弦定理2从余弦定理,又可得到以下推论: 3若A为直角,则cosA=0,从而b2+c2=a2 若A为锐角,则 cosA0, 从而b2+c2a2 若A为钝角,则 cosA0, 从而b2+c2a2例子 若2,3,x为三边组成一个锐角三角形,则x的范围为 已知锐角三角形的边长为1、3、,则的取值范围是_钝角三角形的边长是三个连续自然数,则三边长为 在ABC中,AB=5,BC=6,AC=8,则ABC的形状是( )A锐角三角形 B直角三
10、角形 C钝角三角形 D非钝角三角形说明:1余弦定理与正弦定理一样,也是任何三角形边角之间存在的共同规律,余弦定理是勾股定理的推广,勾股定理是余弦定理的特例.2等式含有四个量,从方程的角度看,已知其中三个量,总可以求出第四个量。3根据已知量与未知量的性质可以知道,余弦定理可以解决有关三角形的哪些问题呢?利用余弦定理及推论可以解决以下两类三角形的问题:已知三边求三角形的三个角;已知两边及其夹角求三角形的其他边与角。这两种类型问题在有解时都只有一个解,把“边、边、边”和“边、角、边”判定三角形全等的定理从数量化的角度进行刻画,使其变成了可计算的公式。 余弦定理基本应用1已知ABC的三边长a=3,b=
11、4,c=,求三角形的最大内角.2在ABC中,a:b:c=2:(+1),求A、B、C。3已知在ABC中,b=8,c=3,A=600,则a=( )A 2 B 4 C 7 D 94在ABC中,若a=+1,b=-1,c=,则ABC的最大角的度数为( ) A 1200 B 900 C 600 D 15005在ABC中,a:b:c=1:2,则A:B:C=( ) A 1:2:3 B 2:3:1 C 1:3:2 D 3:1:26中,求及正弦定理变形与余弦定理结合1在ABC中,若sinA:sinB:sinC=5:7:8,则B的大小是( )A. B. C. D. 或2 在ABC中,若sinA:sinB:sinC=
12、3:2:4,则cosC的值为 ( )A. B. C. D. 考查正余弦定理的灵活使用(1)在中,若,其面积,则_(2)在中,若,则_(3)在中,若,则_余弦定理推论应用1在ABC中,a、b、c分别是A、B、C的对边,且,则A等于( )A. B. C. D. 2在ABC中,已知,则角A为( )A B. C. D. 或3已知 a,b,c 是ABC三边的长,若满足等式(a + b - c)(a + b + c)= ab,则C的大小为( )A. 60 B. 90 C. 120 D. 150 4在ABC中,若(a+b+c)(b+c-a)=3bc,并且sinA=2sinBcosC,判断ABC的形状5在AB
13、C中,三个角A,B,C的对边边长分别为a=3,b=4,c=6,则bccosA+cacosB+abcosC的值为 三角形形状的判定:在ABC中,acosA=bcosB,试确定此三角形的形状。运用多种方法求解解三角形综合问题1在中,角的对边分别为、,求2在中,角的对边分别是,已知(1)求的值; (2)若,求边的值3(1)求的值; (2)若,求边的值 解三角形应用举例教学难点实际问题中抽象出一个或几个三角形,然后逐个解决三角形,得到实际问题的解根据题意建立数学模型,画出示意图复习提问什么是正弦定理、余弦定理以及它们可以解决哪些类型的三角形 解决实际测量问题的过程一般要充分认真理解题意,正确做出图形,
14、把实际问题里的条件和所求转换成三角形中的已知和未知的边、角,通过建立数学模型来求解讲解例1、如图,设A、B两点在河的两岸,要测量两点之间的距离,测量者在A的同侧,在所在的河岸边选定一点C,测出AC的距离是55m,BAC=,ACB=。求A、B两点的距离(精确到0.1m)提问1:ABC中,根据已知的边和对应角,运用哪个定理比较适当?提问2:运用该定理解题还需要那些边和角呢?练习:两灯塔A、B与海洋观察站C的距离都等于a km,灯塔A在观察站C的北偏东30,灯塔B在观察站C南偏东60,则A、B之间的距离为多少?例2、如图,A、B两点都在河的对岸(不可到达),设计一种测量A、B两点间距离的方法。分析:
15、这是例1的变式题,研究的是两个不可到达的点之间的距离测量问题。首先需要构造三角形,所以需要确定C、D两点。根据正弦定理中已知三角形的任意两个内角与一边既可求出另两边的方法,分别求出AC和BC,再利用余弦定理可以计算出AB的距离。训练:若在河岸选取相距40米的C、D两点,测得BCA=60,ACD=30,CDB=45,BDA =60例3、AB是底部B不可到达的一个建筑物,A为建筑物的最高点,设计一种测量建筑物高度AB的方法。分析:求AB长的关键是先求AE,在ACE中,如能求出C点到建筑物顶部A的距离CA,再测出由C点观察A的仰角,就可以计算出AE的长。例4、如图,在山顶铁塔上B处测得地面上一点A的
16、俯角=54,在塔底C处测得A处的俯角=50。已知铁塔BC部分的高为27.3 m,求出山高CD(精确到1 m)例5、如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正东行驶,到A处时测得公路南侧远处一山顶D在东偏南15的方向上,行驶5km后到达B处,测得此山顶在东偏南25的方向上,仰角为8,求此山的高度CD.例6、如图,一艘海轮从A出发,沿北偏东75的方向航行67.5 n mile后到达海岛B,然后从B出发,沿北偏东32的方向航行54.0 n mile后达到海岛C.如果下次航行直接从A出发到达C,此船应该沿怎样的方向航行,需要航行多少距离?(角度精确到0.1,距离精确到0.01n mile)例7 某巡逻艇在A
17、处发现北偏东45相距9海里的C处有一艘走私船,正沿南偏东75的方向以10海里/小时的速度向我海岸行驶,巡逻艇立即以14海里/小时的速度沿着直线方向追去,问巡逻艇应该沿什么方向去追?需要多少时间才追赶上该走私船?练习 如图所示,货轮在海上以40 km/h的速度沿着方位角(指从正北方向顺时针转到目标方向线的水平转角)为140的方向航行,为了确定船位,船在B点观测灯塔A的方位角为110,航行半小时后船到达C点,观测灯塔A的方位角是65,则货轮到达C点时,与灯塔A的距离是多少?解三角形应用2教学重点 推导三角形的面积公式并解决简单的相关题目教学难点 利用正弦定理、余弦定理来求证简单的证明题以前我们就已
18、经接触过了三角形的面积公式,今天我们来学习它的另一个表达公式。在ABC中,边BC、CA、AB上的高分别记为h、h、h,那么它们如何用已知边和角表示?根据以前学过的三角形面积公式S=ah,应用以上求出的高的公式如h=bsinC代入,可以推导出下面的三角形面积公式,S=absinC,大家能推出其它的几个公式吗(1) (、分别表示、上的高);三角形面积公式 (2)余弦定理如何与面积混合!例题1ABC的周长为20,面积为,A=,则BC边长为( )A. 5 B. 6 C. 7 D. 82在中,内角的对边长分别为,已知若的面积为,求的值.3 在ABC中,A=,b=1,且面积为,则( )4ABC 中,若其面
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