2023年正弦定理证明(精选多篇).docx
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1、2023年正弦定理证明(精选多篇) 推荐第1篇:正弦定理证明 新课标必修数学5“解三角形”内容分析及教学建议 江苏省锡山高级中学杨志文 新课程必修数学5的内容主要包括解三角形、数列、不等式。这些内容都是高中数学中的传统内容。其中“解三角形”既是高中数学的基本内容,又有较强的应用性。在历次教材改革中都作为中学数学中的重点内容,一直被保留下来。在这次新课程改革中,新普通高中数学课程标准(以下简称标准)与原全日制普通高级中学数学教学大纲(以下简称大纲)相比,“解三角形”这块内容在安排顺序上进行了新的整合。本文就标准必修模块数学5第一部分“解三角形”的课程内容、教学目标要求、课程关注点、内容处理上等方
2、面的变化进行简要的分析,并对教学中应注意的几个问题谈谈自己的一些设想和教学建议,供大家参考。 一、标准必修模块数学5中“解三角形”与原课程中“解斜三角形”的比较 1课程内容安排上的变化 “解三角形”在原课程中为“解斜三角形”,安排在“平面向量”一章中,作为平面向量的一个单元。而在新课程标准中重新进行了整合,将其安排在必修模块数学5中,独立成为一章,与必修模块数学4中的“平面向量”分别安排在不同的模块中。 2教学要求的变化 原大纲对“解斜三角形”的教学要求是: (1)掌握正弦定理、余弦定理,并能运用它们解斜三角形,能利用计算器解决解斜三角形的计算问题。 (2)通过解三角形的应用的教学,提高运用所
3、学知识解决实际问题的能力。 (3)实习作业以测量为内容,培养学生应用数学知识解决实际问题的能力和实际操作的能力。 标准对“解三角形”的教学要求是: (1)通过对任意三角形边长和角度关系的探索,掌握正弦定理、余弦定理,并能解决一些简单的三角形度量问题。 (2)能够运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些与测量和几何计算有关的实际问题。 由此可以看出,标准在计算方面降低了要求,取消了“利用计算器解决解斜三角形的计算问题”的要求,而在探索推理方面提高了要求,要求“通过对任意三角形边长和角度关系的探索,掌握正弦定理、余弦定理”。 3、课程关注点的变化 原大纲中,解斜三角形内容,比较关注三角形边角关系
4、的恒等变换,往往把侧重点放在运算上。而标准则关注运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些与测量和几何计算有关的实际问题。侧重点放在学生探究和推理能力的培养上。 4、内容处理上的变化 原大纲中,解斜三角形作为平面向量知识的应用,突出其工具性和应用性。而标准将解三角形作为几何度量问题来处理,突出几何的作用,为学生理解数学中的量化思想、进一步学习数学奠定基础。解三角形处理的是三角形中长度、角度、面积的度量问题,长度、面积是理解积分的基础,角度是刻画方向的,长度、方向是向量的特征,有了长度、方向,向量的工具自然就有用武之地。 二、教学中应注意的几个问题及教学建议 原大纲中解斜三角形的内容,比较关注三
5、角形边角关系的恒等变换,往往把侧重点放在运算上。 而标准将解三角形作为几何度量问题来展开,强调学生在已有知识的基础上,通过对任意三角形边角关系的探究,发现并掌握三角形中的边长与角度之间的数量关系,解决简单的三角形度量问题。这就要求在教学过程中,突出几何的作用和数学量化思想,发挥学生学习的主动性,使学生的学习过程成为在教师引导下的探究过程、再创造过程。因此在教学中应注意以下几个问题。 1要重视探究和推理 标准要求“通过对任意三角形边长和角度关系的探索,掌握正弦定理、余弦定理”。因此建议在教学中,既要重视从特殊到一般的探索学习过程的教学,又要重视数学的理性思维的培养。教学中不要直接给出定理进行证明
6、,可通过学生对三角形边与角的正弦的测量与计算,研究边与其对角的正弦之间的比,揭示它们在数量上的规律,发现正弦定理的结论,然后再从理论上进行论证,从而掌握正弦定理。从中体会发现和探索数学知识的思想方法。 参考案例:正弦定理的探索、发现与证明 教学建议:建议按如下步骤设计教学过程: (1)从特殊三角形入手进行发现 让学生观察并测量一个三角板的边长。 提出问题:你能发现三边长与其对角的正弦值之比之间的关系吗? 例如,量得三角板三内角300,600,900所对的三边长分别约为5cm,8.6cm,10cm, 58.610 ,=1010=10 000 sin30sin60sin90 abc 对于特殊三角形
7、,我们发现规律:。 = sinAsinBsinC 则有: 提出问题:上述规律,对任意三角形成立吗? (2)实验,探索规律 二人合作,先在纸上做一任意锐角(锐角或钝角)三角形,测量三边长及其三个对角,然后用计算器计算每一边与其对角正弦值的比,填入下面表中,验证前面得出的结论是否正确。(其中,角精确到分, 忽略测量误差,通过实验, 对任意三角形,有结论: abc ,即在一个三角形中,= sinAsinBsinC 各边和它所对的角的正弦的比相等。 提出问题:上述的探索过程所得出的结论,只是我们通过实验(近似结果)发现的一个结果,如果我们能在理论上证明它是正确的,则把它叫做正弦定理。那么怎样证明呢?
8、(4)研究定理证明的方法方法一:(向量法)若ABC为直角三角形,由锐角三角函数的定义知,定理显然成立。 若ABC为锐角三角形,过点A做单位向量j垂直于AC,则向量j与向量的夹角为900-A, 向 量j 与向量CB的夹角为900-C,(如图1) ,且有:AC+CB=AB, 所以j(+) = j即j+ j = jAB 展开|j|AC|cos900+ | j|CB|cos(900-C)=| j|cos(900-A) ac 。 = sinAsinC cbabc 同理,过点C做单位向量j垂直于,可得:,故有 。 = sinCsinBsinAsinBsinC 若ABC为钝角三角形,不妨设角A900(如图2
9、),过点A做单位向量j垂直于AC,则向量j与 则得 a sinC = c sinA,即 向量AB的夹角为A -900,向量j与向量的夹角为900-C,且有:+=,同样可证得: abc 。 = sinAsinB 提出问题:你还能利用其他方法证明吗? 方法二:请同学们课后自己利用平面几何中圆内接三角形(锐角,钝角和直角)及同弧所对的圆周角相等等知识,将ABC中的边角关系转化为以直径为斜边的直角三角形中去探讨证明方法。 2要重视综合应用 标准要求掌握正弦定理、余弦定理,并能解决一些简单的三角形度量问题。建议在正弦定理、余弦定理的教学中,设计一些关于正弦定理、余弦定理的综合性问题,提高学生综合应用知识
10、解决问题的能力。如可设计下面的问题进行教学: 参考案例:正弦定理、余弦定理的综合应用 C 如图,在四边形ABCD中,已知ADCD,AD=10,AB=14, BDA=60,BCD=135 .求BC的长.教学建议: 引导学生进行分析,欲求BC,需在BCD中求解,BCD=135,BDC=30,需要求BD,而BD需在ABD中求解.再引导学生将 A B 四边形问题转化为三角形问题,选择余弦定理求BD ,再由正弦定理 例2图 求BC。 3要重视实际应用 标准要求运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些与测量和几何计算有关的实际问题。因此建议在教学中,设计一些实际应用问题,为学生体验数学在解决问题中的作用
11、,感受数学与日常生活及与其他学科的联系,培养学生的数学应用意识,提高学生解决实际问题的能力。在题目的设计中要注意对恒等变形降低要求,避免技巧性强的变形和繁琐的运算。 参考案例:解三角形在实际中的应用 参考案例1航海中甲船在A处发现乙船在北偏东45o,与A的距离为10海里的C处正以20海里/h的速度向南偏东75o的方向航行,已知甲船速度是203海里/h,问甲船沿什么方向,用多少时间才能与 乙船相遇? 教学建议:引导学生依据题意画出示意图,将实际问题转化为解三角形问题。若设甲船与乙船经过t小时在B处相遇, 构建DACB,容易计算出AB=20海里,BC=20海里,根据余弦定理建立关于t的方程,求出t
12、,问题就解决了。 答: 甲船沿北偏东75o的方向,经过0.5小时与乙船相遇.参考案例2为了测量某城市电视塔的高度,在一条直道上选 择了A,B,C三点,使AB=BC=60m,在A,B,C三点 o o o 例1图 DA 观察塔的最高点,测得仰角分别为45,54.2,60,若测量 E 者的身高为1.5m,试求电视塔的高度(结果保留1位小数).F 教学建议:引导学生依据题意画出示意图如图,将实际问题转化为 解三角形问题。要求电视塔的高度。只要求出DE的长。将问题中的已 知量、未知量集中到有关三角形中,构造出解三角形的数学模型。在 例2图 DACE中和DBCE中应用余弦定理,使问题获得解决.答: 电视塔
13、的高度约为158.3m. 4要重视研究性学习 解三角形的内容有较强的应用性和研究性,可为学生提供丰富的研究性素材。建议在教学内容的设计上探索开放,在教学形式上灵活多样。可设计一些研究性、开放性的问题,让学生自行探索解决。参考案例:研究性学习 课外研究题:将一块圆心角为120o,半径为20厘米的扇形铁片裁成一块矩形,请你设计裁法,使裁得矩形的面积最大?并说明理由 教学建议:这是一个研究性学习内容,可让学生在课外两人一组合作完成,写成研究报告,在习题课上让学生交流研究结果,老师可适当进行点评。 参考答案:这是一个如何下料的问题,一般有如图(1)、图(2)的两种裁法:即让矩形一边在扇形的一条半径OA
14、上,或让矩形一边与弦AB 平行。从图形的特点来看,涉及到线段的长度和角度,将 这些量放置在三角形中,通过解三角形求出矩形的边长,再计算出两种方案所得矩形的最大面积,加以比较,就可以得出问题的结论 NBB PO图(2) QM O图(1) 按图(1)的裁法:矩形的一边OP在OA上,顶点M在圆弧上,设MOA=q,则: 时,Smax=200 4按图(2)的裁法: 矩形一边PQ与弦AB平行,设MOQ=a,在DMOQ中,OQM=90o+30o=120o,由正弦定理,得: sin120o 又QMN=2OMsin(60o-a)=40sin(60o-a), MQ= 20sina = 40 3sina 3 MP=
15、20sinq,OP=20cosq,从而S=400sinqcosq=200sin2q即当q= p S=MQMN= 33 sinasin(60o-a)=cos(2a-60o)-cos60o 33 当a=30o时,Smax=由于 400 3 400平方厘米 200,所以用第二中裁法可裁得面积最大的矩形,最大面积为33 也可以建议学生在课外自行寻找研究性、应用性的题目去做,写出研究或实验报告,在学校开设的研究性学习课上进行交流,评价。 参考文献: 全日制普通高中级学数学教学大纲。人民教育出版社。2023年4 月。 普通高中数学课程标准(实验)。人民教育出版社。2023年4月第一次印刷。 普通高中数学课
16、程标准(实验)解读。严士健 张奠宙王尚志等主编。江苏教育出版社。2023年4月。 推荐第2篇:正弦定理证明 正弦定理证明1.三角形的正弦定理证明: 步骤1.在锐角ABC中,设三边为a,b,c。作CHAB垂足为点H CH=asinB CH=bsinA asinB=bsinA 得到 a/sinA=b/sinB 同理,在ABC中, b/sinB=c/sinC 步骤2.证明a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R: 如图,任意三角形ABC,作ABC的外接圆O.作直径BD交O于D.连接DA.因为直径所对的圆周角是直角,所以DAB=90度 因为同弧所对的圆周角相等,所以D等于C.所以c/sinC=c
17、/sinD=BD=2R a/SinA=BC/SinD=BD=2R 类似可证其余两个等式。 2.三角形的余弦定理证明:平面几何证法: 在任意ABC中 做ADBC.C所对的边为c,B所对的边为b,A所对的边为a 则有BD=cosB*c,AD=sinB*c,DC=BC-BD=a-cosB*c 根据勾股定理可得: AC2=AD2+DC2 b2=(sinB*c)2+(a-cosB*c)2 b2=sin2B*c2+a2+cos2B*c2-2ac*cosB b2=(sin2B+cos2B)*c2-2ac*cosB+a2 b2=c2+a2-2ac*cosB cosB=(c2+a2-b2)/2ac 3 在ABC
18、中,AB=c、BC=a、CA=b 则c2=a2+b2-2ab*cosC a2=b2+c2-2bc*cosA b2=a2+c2-2ac*cosB 下面在锐角中证明第一个等式,在钝角中证明以此类推。 过A作ADBC于D,则BD+CD=a 由勾股定理得: c2=(AD)2+(BD)2,(AD)2=b2-(CD)2 所以c2=(AD)2-(CD)2+b2 =(a-CD)2-(CD)2+b2 =a2-2a*CD +(CD)2-(CD)2+b2 =a2+b2-2a*CD 因为cosC=CD/b 所以CD=b*cosC 所以c2=a2+b2-2ab*cosC 题目中2表示平方。 2 谈正、余弦定理的多种证法
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