三角求值中学生惯用法的探究

来源 :考试·高考数学版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangduanhua870505
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  对于一道数学问题,若能引导学生从不同的角度多思多想,激活思维的源泉,往往能获得多种不同的解题途径.这不仅对于加强基础知识之间的联系、帮助学生训练基本技能、追求好的解题方法是非常必要的,而且更重要的是,能培养学生思维的灵活性、发散性、广阔性和深刻性,进一步提高学生的观察分析能力、探索发现能力,从而使学生更好地吸取习题的营养价值.在三角函数的教学中,在解决已知三角函数值求值的问题时,多数学生开始惯用的方法:展开解方程组.该方法易想,但我们老师肯定会去纠正这种做法.我觉得如果我们对学生的纠正不当的话,学生是不会接受的.即使当时接受了,一段时间后解该类问题时,展开解方程组的方法仍将占很大的比例.这里仅以几道三角习题的求解加以说明学生的惯用法:展开法的妙用及给我的启发.
  一、 必修4课本95页例2:[已知cos(α+β)=513,cosβ=45,α,β为锐角,求sinα的值.]
  多数学生做法:
  方法1:
  解:展开cos(α+β)=513,得cosαcosβ-sinαsinβ=513
  又cosβ=45,β为锐角,得sinβ=35
  所以45cosα-35sinα=513(1)
  又sin2α+cos2α=1且α为锐角(2)
  由(1)、(2),解得sinα=3365
  分析:作为老师,肯定会否定这个方法,该方法也确实不好.但我们不能全盘否定.我们至少要让学生明白:为什么不好、怎么样才好.
  1. 为什么不好:由(1)、(2),解得sinα=3365,对真正去解方程组的得出sinα=3365的同学肯定会意识到该方程组难解.不好的原因自然是:由(1)、(2)联立方程组难解.
  2. 怎么样才好:
  对于怎样才好,首先我们不能全盘否定学生的做法,应该肯定学生的方法是对的.
  我们很自然会介绍课本所给的方法:
  方法2:
  解:由α,β均为锐角,可知
  0°<α+β<180°,sinβ>0,sin(α+β)>0
  又由cos(α+β)=513,cosβ=45,得sin(α+β)=1213,sinβ=35
  所以,sinα=sin[(α+β)-β]=sin(α+β)cosβ-cos(α+β)sinβ
  =1213×45-513×35=3365
  该方法固然好,学生也一定要掌握,但初学者刚学三角求值问题,根本没有该方面的意识,有的只是公式的展开的应用,要培养该方面的意识,只有不断的模仿、不断的练习、不断的感受体会.
  是不是只有该方法才好?
  方法1好想,但难点在于由(1)、(2)联立的方程组难解.然而有学生给出了突破难点的方法:
  方法3:展开法
  解:展开cos(α+β)=513,得cosαcosβ-sinαsinβ=513
  又cosβ=45,得sinβ=35
  所以45cosα-35sinα=513(1)
  又由α,β均为锐角,可知
  0°<α+β<180°,sinβ>0,sin(α+β)>0
  又由cos(α+β)=513,cosβ=45,得sin(α+β)=1213,sinβ=35
  展开sin(α+β)=1213=sinαcosβ+cosαsinβ,
  即45sinα+35cosα=1213(2)
  由(1)、(2)解得sinα=3365
  此方法学生很易接受,原因在于:首先没有改变他原有的想法,但比原来的方法更进一步,让他感受到突破难点的方法.学生的思维是连续的,在其思考的过程中,当遇到难点不能解决时,一般很难跳出原有的想法,但一旦原有的想法被突破,他将对此类问题认识的更透彻,掌握的更牢靠,更能灵活应用.通过比较方法1、2、3让学生感受体会三种方法的优劣.
  启发1:在已知α±β的正弦或余弦值时,求α或β的正弦或余弦值时,可用类似上述方法3的办法来解题.
  如:课本第99页习题:已知α∈0,π2,β∈π2,π,cosβ=-13,sin(α+β)=1213,求sinα的值.
  学生做后发现:没有用方法1的学生,有学生用方法2,有学生用方法3,还有用两种方法的.通过比较,体验,学生对方法2、3认识的更深刻.很明显学生自己已经认识到了方法2、3,掌握了方法2、3.
  二、 必修4课本102页练习3:已知tan(α+β)=13,tanα=-2求tanβ的值.
  一道看似简单的题目,但学生的做法并不是我们想法,大多数惯用法还是展开法.
  我们一般解法:角变换
  方法1:
  因为tan(α+β)=13,tanα=-2,
  所以tanβ=tan[(α+β)-α]=tan(α+β)-tanα1+tan(α+β)tanα=13-(-2)1+13•(-2)=7
  学生的解法:展开法
  方法2:展开tan(α+β)=13=tanα+tanβ1-tanαtanβ
  得,13=-2+tanβ1-(-2)tanβ,解得,tanβ=7
  可见,已知正切值,求三角函数值时展开法是非常有用的,比已知正弦或余弦求值要简单多了.
  启发2:三角求值时,我们可以将问题转化为先求正切值,再求其他三角函数值.
  于是,一些以前的一些题目又有了新的解法:
  如:
  (一) 必修4课本第104页习题6:在锐角三角形ABC中,sinA=35,tan(A-B)=-13,
  求sinB的值.
  解:由tan(A-B)=-13展开,得tanA-tanB1+tanAtanB=-13(1)
  又由sinA=35A为锐角,得tanA=34(2)
  把(2)代入(1),得34-tanB1+34tanB=-13所以tanB=139
  而B为锐角,所以sinB=131050
  (二) 上述问题一:
  解:由α,β均为锐角,可知
  0°<α+β<180°,sinβ>0,sin(α+β)>0
  又由cos(α+β)=513,cosβ=45,得tan(α+β)=125,tanβ=34
  展开tan(α+β)=125=tanα+tanβ1-tanαtanβ
  把tanβ=34代入,得tan(α+β)=125=tanα+341-34tanα
  解得,tanα=3356
  而α为锐角,所以sinα=3365
  数学知识并非孤立、离散地存在的,而是相互之间有着千丝万缕的联系.以上的做法,既肯定了学生们惯用方法正确的一面,用通过研究、优化,让学生、让我自己从中得到启发,培养了学生的批判能力和研究问题的能力,更开阔了学生的思维.当我们引导学生展开多思多想时,将学生已有的想法进行肯定、进行优化、进行小结时,知识信息的内在联系就会越发明朗起来,为学生也为我解决问题提供了丰富的信息资源.实践证明,只要我们善于引导学生广泛联系,多思多想,那么解题思路就会不断涌现.
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