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一节未按教学设计完成的课正弦定理
正弦定理教学案例
汾西一中 刘惠文
一、背景介绍
结合课改的精神和我校“以人为本”的教育理念的指导,高中数学教学不仅仅局限于接受、记忆、模仿和练习,更应该倡导自主探究、动手实践、合作交流、阅读自学等数学学习方式,使学生的学习过程成为教师引导下的“再创造”的过程。在物理学等其它学科生产生活==,是否任意三角形都有这种边角关系呢?
1、探索发现猜想
老师:我们先通过特殊例子检验==是否成立,举出特例,给学生指明一个方向。
如图一的第一个图中,在ΔABC中,∠A=∠B=∠C=60o,对应的边长a:b:c=1,对应角的正弦值分别为,,;引导学生考察,,的关系
学生1::它们相等,都是
如图一的第二个图中,在ΔABC中,∠A=∠B=45o,∠C=90o,对应的边长a=b=1,c=,对应角的正弦值分别为,,1;
学生2::它们相等,都是
如图一的第三个图中,在 ΔABC中,∠A,∠B,∠C分别为30o,60o,90o,对应的边长a=1,b=,c=2,对应角的正弦值分别为,,1;
学生3::它们相等,都是2
老师:下面我们考虑任意的Rt△ABC,结论如何?
学生4:思考交流得出,如图2,在RtΔABC中,
设BC=a,AC=b,AB=c,
则有sinA=, sinB=,又sinC=1=,
则===c
从而在直角三角形ABC中,==
老师:更进一步,对于任意三角形是否有==呢?
学生按事先安排分组,让学生阅读,质疑提问:有什么不明白的地方或者有什么问题吗?(如果学生没有问题,教师让学生动手计算。)
学生:分组互动,每组画一个三角形,席量出三边和三个角度数值,通过实验数据计算,比较、、的近似值。
老师:放映利用《几何画板》制作的多媒体动画,画面将显示:不管三角形的边、角如何变化, 比值:,,的值都会相等。
我们猜想:==
设计意图:让学生体验数学实验,激起学生的好奇心和求知欲望。学生自己进行实验,体会到数学实验的归纳和演绎推理的两个侧面。
2、探索证明定理
老师:我们通过验证知道结论成立,那么对任意的三角形,如何用数学的思想方法证明==呢?前面探索过程对我们有没有启发?学生分组讨论,每组派一个代表总结。
学生5:在三角形中,如图3设BC=a,CA=b,AB=c
作:AD⊥BC,垂足为D
在RtΔABD中,sinB=
∴AD=AB·sinB=c·sinB
在RtΔADC中,sinC=
∴AD=AC·sinC=b·sinC
∴c·sinB=b·sinC
∴=
同理,在ΔABC中,=∴==
学生6:不对,如果是钝角三角形,就不对,如图4
老师:( ^_^ )不错嘛,由于钝角三角形与锐角三角形的高位置不同,得重新考虑,那么同学6说一说你的证明方法。
学生6: 在钝角三角形中,如图4设∠C为钝角,BC=a,CA=b,AB=c作AD⊥BC交BC的延长线于D,在RtΔADB中,sinB=
∴AD=AB·sinB=c·sinB,
在RtΔADC中,sin∠ACD=
∴AD=AC·sin∠ACD=b·sin∠ACB
∴c·sinB=b·sin∠ACB
∴=
同锐角三角形证明可知=
∴==
3、深入探讨研究
老师:我们把这条性质称为正弦定理。在向量中,我也学过·=··cosθ,这与边的长度和三角函数值有较这密切的联系,是否能够利用向量来证明正弦定理?师生共同复习利用向量数量积解决数学问题的方法:先找向量等式,再同乘某一向量来处理。
学生7:思考(联系作高的思想)得出:
在锐角三角形ΔABC中,+=,作单位向量垂直于AC,·=·+·
即0∴=c·cos(90o-A)+a·cos(90o-C)
∴c·sinA-a·sinC=0
∴=
∴==(图5)
对于钝角三角形,直角三角形的情况作简单交代。
老师:大家还有其他的证明方法吗?
(本来这节课准备到此为止,讲例题,可有学生亟不可待的站起来。)
学生8:可借助初中所学过的面积公式和三角函数知识思考得出。
老师:很好,你上来给咱们证明一下。
学生8讲解:如图6,对于任意ΔABC,由初中所学过的面积公式可以得出:SΔABC=AC·BD=CB·AE=BA·CF,而由图中可以看出:
sin∠BAC=,sin∠ACB=,sin∠ABC=,
∴BD=AB·sin∠BAC,AE=AC·sin∠ACB,CF=BC·sin∠ABC
∴SΔABC=AC·BD=CB·AE
=BA·CF
=AC·AB·sin∠BAC
=CB·CA·sin∠ACB
=BA·BC·sin∠ABC
=b·c· sin∠BAC
=a·b· sin∠ACB
=c·a· sin∠ABC
等式b·c· sin∠BAC=a·b· sin∠ACB=c·a· sin∠ABC
中均除以abc后可得
=
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