2023年人教版高中数学必修五全套精品讲义.pdf
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1、1课题:111 正弦定理授课类型:新授课教学目标知识与技能:通过对任意三角形边长和角度关系的探索,掌握正弦定理的内容及其证明方法;会运用正弦定理与三角形内角和定理解斜三角形的两类基本问题。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,引导学生通过观察,推导,比较,由特殊到一般归纳出正弦定理,并进行定理基本应用的实践操作。情感态度与价值观:培养学生在方程思想指导下处理解三角形问题的运算能力;培养学生合情推理探索数学规律的数学思思想能力,通过三角形函数、正弦定理、向量的数量积等知识间的联系来体现事物之间的普遍联系与辩证统一。教学重点正弦定理的探索和证明及其基本应
2、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 探索研究 (图 11-1)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。如图11-2,在 RtABC中,设 BC=a,AC=b,AB=c,根据锐角三角函数中正弦函数的定义,有sinaAc,sinbBc,又sin1cCc,A则sinsinsi
3、nabccABC b c 从而在直角三角形ABC中,sinsinsinabcABC C a B(图 11-2)思考:那么对于任意的三角形,以上关系式是否仍然成立?(由学生讨论、分析)可分为锐角三角形和钝角三角形两种情况:如图 11-3,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=sinsinaBbA,则sinsinabAB,C 同理可得sinsincbCB,b a 从而sinsinabABsincC A c B 2 (图 11-3)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。(证法二):过点 A 作jAC,C 由
4、向量的加法可得ABACCB则()jABjACCB A B jABjACjCBj00cos 900cos 90j ABAj CBCsinsincAaC,即sinsinacAC同理,过点C 作jBC,可得sinsinbcBC从而sinsinabABsincC类似可推出,当ABC是钝角三角形时,以上关系式仍然成立。(由学生课后自己推导)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sinsinabABsincC 理解定理(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 k 使sinakA,sinbkB,sinckC;(
5、2)sinsinabABsincC等价于sinsinabAB,sinsincbCB,sinaAsincC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sinsinbAaB;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sinsinaABb。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。例题分析 例 1在ABC 中,已知032.0A,081.8B,42.9acm,解三角形。解:根据三角形内角和定理,0180()CAB000180(32.081.8)066.2;根据正弦定理,300sin42.9sin81.880.1()sinsin32.
6、0aBbcmA;根据正弦定理,00sin42.9sin66.274.1().sinsin32.0aCccmA评述:对于解三角形中的复杂运算可使用计算器。例 2在ABC 中,已知20acm,28bcm,040A,解三角形(角度精确到01,边长精确到1cm)。解:根据正弦定理,0sin28sin40sin0.8999.20bABa因为00B0180,所以064B,或0116.B 当064B时,00000180()180(4064)76CAB,00sin20sin7630().sinsin40aCccmA 当0116B时,00000180()180(40116)24CAB,00sin20sin241
7、3().sinsin40aCccmA评述: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。.课堂练习第 5 页练习第 1(1)、2(1)题。补充练习 已知ABC中,sin:sin:sin1:2:3ABC,求:a b c(答案:1:2:3).课时小结(由学生归纳总结)(1)定理的表示形式:sinsinabABsincC0sinsinsinabck kABC;或sinakA,sinbkB,sinckC(0)k(2)正弦定理的应用范围:已知两角和任一边,求其它两边及一角;已知两边和其中一边对角,求另一边的对角。.课后作业第 10 页 习题 1.1A组第 1(1)、2(1)题。板书设计授后
8、记4课题:1.1.2余弦定理授课类型:新授课教学目标知识与技能:掌握余弦定理的两种表示形式及证明余弦定理的向量方法,并会运用余弦定理解决两类基本的解三角形问题。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情感态度与价值观:培养学生在方程思想指导下处理解三角形问题的运算能力;通过三角函数、余弦定理、向量的数量积等知识间的关系,来理解事物之间的普遍联系与辩证统一。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。教学过程.课题导入C如图 11-4,在ABC中,设 BC=a,AC=b,AB=
9、c,已知 a,b和C,求边 c b a A c B(图 11-4).讲授新课 探索研究 联系已经学过的知识和方法,可用什么途径来解决这个问题?用正弦定理试求,发现因A、B 均未知,所以较难求边c。由于涉及边长问题,从而可以考虑用向量来研究这个问题。A 如图 11-5,设CBa,CA b,ABc,那么cab,则bc22222cc cababa ab ba baba bCa B从而2222coscababC (图 11-5)同理可证2222cosabcbcA2222cosbacacB于是得到以下定理余弦定理:三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。即22
10、22cosabcbcA52222cosbacacB2222coscababC思考:这个式子中有几个量?从方程的角度看已知其中三个量,可以求出第四个量,能否由三边求出一角?(由学生推出)从余弦定理,又可得到以下推论:222cos2bcaAbc222cos2acbBac222cos2bacCba 理解定理 从而知余弦定理及其推论的基本作用为:已知三角形的任意两边及它们的夹角就可以求出第三边;已知三角形的三条边就可以求出其它角。思考:勾股定理指出了直角三角形中三边平方之间的关系,余弦定理则指出了一般三角形中三边平方之间的关系,如何看这两个定理之间的关系?(由学生总结)若ABC中,C=090,则 co
11、s0C,这时222cab由此可知余弦定理是勾股定理的推广,勾股定理是余弦定理的特例。例题分析 例 1在ABC中,已知2 3a,62c,060B,求 b 及 A解:2222cosbacacB=22(23)(62)2 2 3(62)cos045=212(62)4 3(3 1)=82 2.b求A可以利用余弦定理,也可以利用正弦定理:解法一:cos222222(22)(62)(23)1,2222 2(62)bcaAbc060.A解法二:sin02 3sinsin45,2 2aABb又62 2.41.43.8,2 3 2 1.83.6,ac,即00A090,060.A6评述:解法二应注意确定A 的取值范
12、围。例 2在ABC中,已知134.6acm,87.8bcm,161.7ccm,解三角形(见课本第8 页例 4,可由学生通过阅读进行理解)解:由余弦定理的推论得:cos2222bcaAbc22287.8161.7134.62 87.8 161.70.5543,056 20A;cos2222cabBca222134.6161.787.82 134.6 161.70.8398,032 53B;0000180()180(56 2032 53)CAB.课堂练习第 8 页练习第 1(1)、2(1)题。补充练习 在ABC中,若222abcbc,求角 A(答案:A=1200).课时小结(1)余弦定理是任何三角
13、形边角之间存在的共同规律,勾股定理是余弦定理的特例;(2)余弦定理的应用范围:已知三边求三角;已知两边及它们的夹角,求第三边。.课后作业课后阅读:课本第9 页 探究与发现 课时作业:第11 页 习题 1.1A组第 3(1),4(1)题。板书设计授后记7课题:113 解三角形的进一步讨论授课类型:新授课教学目标知识与技能:掌握在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,有两解或一解或无解等情形;三角形各种类型的判定方法;三角形面积定理的应用。过程与方法:通过引导学生分析,解答三个典型例子,使学生学会综合运用正、余弦定理,三角函数公式及三角形有关性质求解三角形问题。情感态度与价值观:通过正、余弦
14、定理,在解三角形问题时沟通了三角形的有关性质和三角函数的关系,反映了事物之间的必然联系及一定条件下相互转化的可能,从而从本质上反映了事物之间的内在联系。教学重点在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,有两解或一解或无解等情形;三角形各种类型的判定方法;三角形面积定理的应用。教学难点正、余弦定理与三角形的有关性质的综合运用。教学过程.课题导入 创设情景 思考:在ABC中,已知22acm,25bcm,0133A,解三角形。(由学生阅读课本第9 页解答过程)从此题的分析我们发现,在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,在某些条件下会出现无解的情形。下面进一步来研究这种情形下解三角形的问题
15、。.讲授新课 探索研究 例 1在ABC中,已知,a b A,讨论三角形解的情况分析:先由sinsinbABa可进一步求出B;则0180()CAB从而sinaCcA1当 A 为钝角或直角时,必须ab才能有且只有一解;否则无解。2当 A 为锐角时,如果ab,那么只有一解;如果ab,那么可以分下面三种情况来讨论:(1)若sinabA,则有两解;(2)若sinabA,则只有一解;(3)若sinabA,则无解。(以上解答过程详见课本第910 页)8评述:注意在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,只有当A为锐角且sinbA ab时,有两解;其它情况时则只有一解或无解。随堂练习1(1)在ABC中,已
16、知80a,100b,045A,试判断此三角形的解的情况。(2)在ABC中,若1a,12c,040C,则符合题意的b 的值有_ 个。(3)在ABC中,axcm,2bcm,045B,如果利用正弦定理解三角形有两解,求x 的取值范围。(答案:(1)有两解;(2)0;(3)22 2x)例 2在ABC中,已知7a,5b,3c,判断ABC的类型。分析:由余弦定理可知222222222是直角ABC 是直角三角形是钝角ABC 是钝角三角形是锐角abcAabcAabcAABC 是锐角三角形(注意:是锐角AABC 是锐角三角形)解:222753,即222abc,ABC 是钝角三角形。随堂练习2(1)在ABC中,已
17、知sin:sin:sin1:2:3ABC,判断ABC的类型。(2)已知ABC满足条件coscosaA bB,判断ABC的类型。(答案:(1)ABC是钝角三角形;(2)ABC是等腰或直角三角形)例 3在ABC中,060A,1b,面积为32,求sinsinsinabcABC的值分析:可利用三角形面积定理111sinsinsin222SabCacBbcA以及正弦定理sinsinabABsincCsinsinsinabcABC解:由13sin22SbcA得2c,则2222cosabcbcA=3,即3a,从而sinsinsinabcABC2sinaA.课堂练习(1)在ABC 中,若55a,16b,且此三
18、角形的面积2203S,求角C(2)在ABC 中,其三边分别为a、b、c,且三角形的面积2224abcS,求角C(答案:(1)060或0120;(2)045)9.课时小结(1)在已知三角形的两边及其中一边的对角解三角形时,有两解或一解或无解等情形;(2)三角形各种类型的判定方法;(3)三角形面积定理的应用。.课后作业(1)在ABC中,已知4b,10c,030B,试判断此三角形的解的情况。(2)设 x、x+1、x+2 是钝角三角形的三边长,求实数x 的取值范围。(3)在ABC中,060A,1a,2bc,判断ABC的形状。(4)三角形的两边分别为3cm,5cm,它们所夹的角的余弦为方程25760 x
19、x的根,求这个三角形的面积。板书设计授后记10课题:2.2 解三角形应用举例第一课时授课类型:新授课教学目标知识与技能:能够运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些有关测量距离的实际问题,了解常用的测量相关术语过程与方法:首先通过巧妙的设疑,顺利地引导新课,为以后的几节课做良好铺垫。其次结合学生的实际情况,采用“提出问题引发思考探索猜想总结规律反馈训练”的教学过程,根据大纲要求以及教学内容之间的内在关系,铺开例题,设计变式,同时通过多媒体、图形观察等直观演示,帮助学生掌握解法,能够类比解决实际问题。对于例2 这样的开放性题目要鼓励学生讨论,开放多种思路,引导学生发现问题并进行适当的指点和矫正
20、情感态度与价值观:激发学生学习数学的兴趣,并体会数学的应用价值;同时培养学生运用图形、数学符号表达题意和应用转化思想解决数学问题的能力教学重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,得到实际问题的解教学难点根据题意建立数学模型,画出示意图教学过程.课题导入1、复习旧知 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?2、设置情境 请学生回答完后再提问:前面引言第一章“解三角形”中,我们遇到这么一个问题,“遥不可及的月亮离我们地球究竟有多远呢?”在古代,天文学家没有先进的仪器就已经估算出了两者的距离,是什么神奇的方法探索到这个奥秘的呢?我们知道,对于未知的距离、高
21、度等,存在着许多可供选择的测量方案,比如可以应用全等三角形、相似三角形的方法,或借助解直角三角形等等不同的方法,但由于在实际测量问题的真实背景下,某些方法会不能实施。如因为没有足够的空间,不能用全等三角形的方法来测量,所以,有些方法会有局限性。于是上面介绍的问题是用以前的方法所不能解决的。今天我们开始学习正弦定理、余弦定理在科学实践中的重要应用,首先研究如何测量距离。.讲授新课(1)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,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 例题讲解(2)例 1、如图,设A、B 两点在河的两岸,要测量两点之间的
22、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=51,ACB=75。求 A、B两点的距离(精确到 0.1m)11启发提问 1:ABC中,根据已知的边和对应角,运用哪个定理比较适当?启发提问 2:运用该定理解题还需要那些边和角呢?请学生回答。分析:这是一道关于测量从一个可到达的点到一个不可到达的点之间的距离的问题,题目条件告诉了边AB的对角,AC为已知边,再根据三角形的内角和定理很容易根据两个已知角算出 AC的对角,应用正弦定理算出AB边。解:根据正弦定理,得ACBABsin=ABCACsinAB=ABCACBACsinsin=ABCACBsinsin55
23、=)7551180sin(75sin55=54sin75sin55 65.7(m)答:A、B 两点间的距离为65.7 米变式练习: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?老师指导学生画图,建立数学模型。解略:2a km 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: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
24、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。12解:测量者可以在河岸边选定两点C、D,测得 CD=a,并且在 C、D 两点分别测得BCA=,ACD=,CDB=,BDA=,在ADC和BDC中,应用正弦定理得 AC=)(180sin)sin(a=)sin()sin(a BC=)(180sinsina=)sin(sina计算出 AC和 BC 后,再在ABC中,应用余弦定理计算出AB两点间的距离 AB=cos222BCACBCAC分组讨论:还没有其它的方法呢?师生一起对不同方法进行对比、分析。变式训练:若在河岸选取相距40 米的 C、D 两点,测得BCA=60,ACD=30,CDB
25、=45,BDA=60略解:将题中各已知量代入例2 推出的公式,得AB=206评注:可见,在研究三角形时,灵活根据两个定理可以寻找到多种解决问题的方案,但有些过程较繁复,如何找到最优的方法,最主要的还是分析两个定理的特点,结合题目条件来选择最佳的计算方式。学生阅读课本4 页,了解测量中基线的概念,并找到生活中的相应例子。.课堂练习课本第 14 页练习第1、2 题.课时小结解斜三角形应用题的一般步骤:(1)分析:理解题意,分清已知与未知,画出示意图(2)建模:根据已知条件与求解目标,把已知量与求解量尽量集中在有关的三角形中,建立一个解斜三角形的数学模型(3)求解:利用正弦定理或余弦定理有序地解出三
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