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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 1.1 正弦定理和余弦定理教案 新人教A版必修5 （一）課標(biāo)要求 本章的中心內(nèi)容是如何解三角形，正弦定理和余弦定理是解三角形的工具，最后落實(shí)在解三角形的應(yīng)用上。通過(guò)本章學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)達(dá)到以下學(xué)習(xí)目標(biāo)： （1）通過(guò)對(duì)任意三角形邊長(zhǎng)和角度關(guān)系的探索，掌握正弦定理、余弦定理，并能解決一些簡(jiǎn)單的三角形度量問(wèn)題。 （2）能夠熟練運(yùn)用正弦定理、余弦定理等知識(shí)和方法解決一些與測(cè)量和幾何計(jì)算有關(guān)的生活實(shí)際問(wèn)題。 （二）編寫意圖與特色 1．?dāng)?shù)學(xué)思想方法的重要性 數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要組成部分，有利于學(xué)生加深數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和掌握。 本章重視與內(nèi)容密切相關(guān)的數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)，并且在提出問(wèn)題、思考解決問(wèn)題的策略等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行具體示范、引導(dǎo)。本章的兩個(gè)主要數(shù)學(xué)結(jié)論是正弦定理和余弦定理，它們都是關(guān)于三角形的邊角關(guān)系的結(jié)論。在初中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)邊角關(guān)系的定性的知識(shí)，就是“在任意三角形中有大邊對(duì)大角，小邊對(duì)小角”，“如果已知兩個(gè)三角形的兩條對(duì)應(yīng)邊及其所夾的角相等,那么這兩個(gè)三角形全”等。 教科書在引入正弦定理內(nèi)容時(shí)，讓學(xué)生從已有的幾何知識(shí)出發(fā)，提出探究性問(wèn)題：“在任意三角形中有大邊對(duì)大角，小邊對(duì)小角的邊角關(guān)系.我們是否能得到這個(gè)邊、角的關(guān)系準(zhǔn)確量化的表示呢?”，在引入余弦定理內(nèi)容時(shí)，提出探究性問(wèn)題“如果已知三角形的兩條邊及其所夾的角,根據(jù)三角形全等的判定方法，這個(gè)三角形是大小、形狀完全確定的三角形.我們?nèi)匀粡牧炕慕嵌葋?lái)研究這個(gè)問(wèn)題，也就是研究如何從已知的兩邊和它們的夾角計(jì)算出三角形的另一邊和兩個(gè)角的問(wèn)題。”設(shè)置這些問(wèn)題，都是為了加強(qiáng)數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)。 2．注意加強(qiáng)前后知識(shí)的聯(lián)系 加強(qiáng)與前后各章教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系，注意復(fù)習(xí)和應(yīng)用已學(xué)內(nèi)容，并為后續(xù)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容做好準(zhǔn)備，能使整套教科書成為一個(gè)有機(jī)整體，提高教學(xué)效益，并有利于學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固。 本章內(nèi)容處理三角形中的邊角關(guān)系，與初中學(xué)習(xí)的三角形的邊與角的基本關(guān)系，已知三角形的邊和角相等判定三角形全等的知識(shí)有著密切聯(lián)系。教科書在引入正弦定理內(nèi)容時(shí)，讓學(xué)生從已有的幾何知識(shí)出發(fā)，提出探究性問(wèn)題“在任意三角形中有大邊對(duì)大角，小邊對(duì)小角的邊角關(guān)系.我們是否能得到這個(gè)邊、角的關(guān)系準(zhǔn)確量化的表示呢?”，在引入余弦定理內(nèi)容時(shí)，提出探究性問(wèn)題“如果已知三角形的兩條邊及其所夾的角,根據(jù)三角形全等的判定方法，這個(gè)三角形是大小、形狀完全確定的三角形.我們?nèi)匀粡牧炕慕嵌葋?lái)研究這個(gè)問(wèn)題，也就是研究如何從已知的兩邊和它們的夾角計(jì)算出三角形的另一邊和兩個(gè)角的問(wèn)題。”這樣，從聯(lián)系的觀點(diǎn)，從新的角度看過(guò)去的問(wèn)題，使學(xué)生對(duì)于過(guò)去的知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)，同時(shí)使新知識(shí)建立在已有知識(shí)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上，形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)。 《課程標(biāo)準(zhǔn)》和教科書把“解三角形”這部分內(nèi)容安排在數(shù)學(xué)五的第一部分內(nèi)容，位置相對(duì)靠后，在此內(nèi)容之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了三角函數(shù)、平面向量、直線和圓的方程等與本章知識(shí)聯(lián)系密切的內(nèi)容，這使這部分內(nèi)容的處理有了比較多的工具，某些內(nèi)容可以處理得更加簡(jiǎn)潔。比如對(duì)于余弦定理的證明，常用的方法是借助于三角的方法，需要對(duì)于三角形進(jìn)行討論，方法不夠簡(jiǎn)潔，教科書則用了向量的方法，發(fā)揮了向量方法在解決問(wèn)題中的威力。 在證明了余弦定理及其推論以后，教科書從余弦定理與勾股定理的比較中，提出了一個(gè)思考問(wèn)題“勾股定理指出了直角三角形中三邊平方之間的關(guān)系，余弦定理則指出了一般三角形中三邊平方之間的關(guān)系，如何看這兩個(gè)定理之間的關(guān)系？”，并進(jìn)而指出，“從余弦定理以及余弦函數(shù)的性質(zhì)可知，如果一個(gè)三角形兩邊的平方和等于第三邊的平方，那么第三邊所對(duì)的角是直角；如果小于第三邊的平方，那么第三邊所對(duì)的角是鈍角；如果大于第三邊的平方，那么第三邊所對(duì)的角是銳角.從上可知，余弦定理是勾股定理的推廣.” 3．重視加強(qiáng)意識(shí)和數(shù)學(xué)實(shí)踐能力 學(xué)數(shù)學(xué)的最終目的是應(yīng)用數(shù)學(xué)，而如今比較突出的兩個(gè)問(wèn)題是，學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)不強(qiáng)，創(chuàng)造能力較弱。學(xué)生往往不能把實(shí)際問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題，不能把所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中去，對(duì)所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際背景了解不多，雖然學(xué)生機(jī)械地模仿一些常見數(shù)學(xué)問(wèn)題解法的能力較強(qiáng)，但當(dāng)面臨一種新的問(wèn)題時(shí)卻辦法不多，對(duì)于諸如觀察、分析、歸納、類比、抽象、概括、猜想等發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)思維方法了解不夠。針對(duì)這些實(shí)際情況，本章重視從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，引入數(shù)學(xué)課題，最后把數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題。 （三）教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)安排建議 1.1正弦定理和余弦定理（約3課時(shí)） 1.2應(yīng)用舉例（約4課時(shí)） 1.3實(shí)習(xí)作業(yè)（約1課時(shí)） （四）評(píng)價(jià)建議 1．要在本章的教學(xué)中，應(yīng)該根據(jù)教學(xué)實(shí)際，啟發(fā)學(xué)生不斷提出問(wèn)題，研究問(wèn)題。在對(duì)于正弦定理和余弦定理的證明的探究過(guò)程中，應(yīng)該因勢(shì)利導(dǎo)，根據(jù)具體教學(xué)過(guò)程中學(xué)生思考問(wèn)題的方向來(lái)啟發(fā)學(xué)生得到自己對(duì)于定理的證明。如對(duì)于正弦定理，可以啟發(fā)得到有應(yīng)用向量方法的證明，對(duì)于余弦定理則可以啟發(fā)得到三角方法和解析的方法。在應(yīng)用兩個(gè)定理解決有關(guān)的解三角形和測(cè)量問(wèn)題的過(guò)程中，一個(gè)問(wèn)題也常常有多種不同的解決方案，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的解決辦法，并對(duì)于不同的方法進(jìn)行必要的分析和比較。對(duì)于一些常見的測(cè)量問(wèn)題甚至可以鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)應(yīng)用的程序，得到在實(shí)際中可以直接應(yīng)用的算法。 2．適當(dāng)安排一些實(shí)習(xí)作業(yè)，目的是讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題的解決實(shí)際問(wèn)題的能力、動(dòng)手操作的能力以及用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)實(shí)習(xí)過(guò)程和實(shí)習(xí)結(jié)果能力，增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)和數(shù)學(xué)實(shí)踐能力。教師要注意對(duì)于學(xué)生實(shí)習(xí)作業(yè)的指導(dǎo)，包括對(duì)于實(shí)際測(cè)量問(wèn)題的選擇，及時(shí)糾正實(shí)際操作中的錯(cuò)誤，解決測(cè)量中出現(xiàn)的一些問(wèn)題。 課題: 1．1．1正弦定理 授課類型：新授課 ●教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能：通過(guò)對(duì)任意三角形邊長(zhǎng)和角度關(guān)系的探索，掌握正弦定理的內(nèi)容及其證明方法；會(huì)運(yùn)用正弦定理與三角形內(nèi)角和定理解斜三角形的兩類基本問(wèn)題。 過(guò)程與方法：讓學(xué)生從已有的幾何知識(shí)出發(fā),共同探究在任意三角形中，邊與其對(duì)角的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察，推導(dǎo)，比較，由特殊到一般歸納出正弦定理，并進(jìn)行定理基本應(yīng)用的實(shí)踐操作。 情感態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生在方程思想指導(dǎo)下處理解三角形問(wèn)題的運(yùn)算能力；培養(yǎng)學(xué)生合情推理探索數(shù)學(xué)規(guī)律的數(shù)學(xué)思思想能力，通過(guò)三角形函數(shù)、正弦定理、向量的數(shù)量積等知識(shí)間的聯(lián)系來(lái)體現(xiàn)事物之間的普遍聯(lián)系與辯證統(tǒng)一。 ●教學(xué)重點(diǎn) 正弦定理的探索和證明及其基本應(yīng)用。 ●教學(xué)難點(diǎn) 已知兩邊和其中一邊的對(duì)角解三角形時(shí)判斷解的個(gè)數(shù)。 ●教學(xué)過(guò)程 Ⅰ.課題導(dǎo)入 如圖1．1-1，固定ABC的邊CB及B，使邊AC繞著頂點(diǎn)C轉(zhuǎn)動(dòng)。 A 思考：C的大小與它的對(duì)邊AB的長(zhǎng)度之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系？ 顯然，邊AB的長(zhǎng)度隨著其對(duì)角C的大小的增大而增大。能否 用一個(gè)等式把這種關(guān)系精確地表示出來(lái)？ C B Ⅱ.講授新課 [探索研究] (圖1．1-1) 在初中，我們已學(xué)過(guò)如何解直角三角形，下面就首先來(lái)探討直角三角形中，角與邊的等式關(guān)系。如圖1．1-2，在RtABC中，設(shè)BC=a,AC=b,AB=c, 根據(jù)銳角三角函數(shù)中正弦函數(shù)的定義，有，，又, A 則 b c 從而在直角三角形ABC中， C a B (圖1．1-2) 思考：那么對(duì)于任意的三角形，以上關(guān)系式是否仍然成立？ （由學(xué)生討論、分析） 可分為銳角三角形和鈍角三角形兩種情況： 如圖1．1-3，當(dāng)ABC是銳角三角形時(shí)，設(shè)邊AB上的高是CD，根據(jù)任意角三角函數(shù)的定義，有CD=,則， C 同理可得， b a 從而 A c B (圖1．1-3) 思考：是否可以用其它方法證明這一等式？由于涉及邊長(zhǎng)問(wèn)題，從而可以考慮用向量來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。 （證法二）：過(guò)點(diǎn)A作， C 由向量的加法可得 則 A B ∴ ∴，即 同理，過(guò)點(diǎn)C作，可得 從而 類似可推出，當(dāng)ABC是鈍角三角形時(shí)，以上關(guān)系式仍然成立。（由學(xué)生課后自己推導(dǎo)） 從上面的研探過(guò)程，可得以下定理 正弦定理：在一個(gè)三角形中，各邊和它所對(duì)角的正弦的比相等，即 [理解定理] （1）正弦定理說(shuō)明同一三角形中，邊與其對(duì)角的正弦成正比，且比例系數(shù)為同一正數(shù)，即存在正數(shù)k使，，； （2）等價(jià)于，， 從而知正弦定理的基本作用為： ①已知三角形的任意兩角及其一邊可以求其他邊，如； ②已知三角形的任意兩邊與其中一邊的對(duì)角可以求其他角的正弦值，如。 一般地，已知三角形的某些邊和角，求其他的邊和角的過(guò)程叫作解三角形。 [例題分析] 例1．在中，已知，，cm，解三角形。 解：根據(jù)三角形內(nèi)角和定理， ； 根據(jù)正弦定理， ； 根據(jù)正弦定理， 評(píng)述：對(duì)于解三角形中的復(fù)雜運(yùn)算可使用計(jì)算器。 例2．在中，已知cm，cm，，解三角形（角度精確到，邊長(zhǎng)精確到1cm）。 解：根據(jù)正弦定理， 因?yàn)椋迹迹?，? ⑴ 當(dāng)時(shí)， ， ⑵ 當(dāng)時(shí)， ， 評(píng)述：應(yīng)注意已知兩邊和其中一邊的對(duì)角解三角形時(shí)，可能有兩解的情形。 Ⅲ.課堂練習(xí) 第5頁(yè)練習(xí)第1（1）、2（1）題。 [補(bǔ)充練習(xí)]已知ABC中，，求 （答案：1：2：3） Ⅳ.課時(shí)小結(jié)（由學(xué)生歸納總結(jié)） （1）定理的表示形式：； 或，， （2）正弦定理的應(yīng)用范圍： ①已知兩角和任一邊，求其它兩邊及一角； ②已知兩邊和其中一邊對(duì)角，求另一邊的對(duì)角。 Ⅴ.課后作業(yè) 第10頁(yè)[習(xí)題1.1]A組第1（1）、2（1）題。 ●板書設(shè)計(jì) ●授后記 課題: 1.1.2余弦定理 授課類型：新授課 ●教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能：掌握余弦定理的兩種表示形式及證明余弦定理的向量方法，并會(huì)運(yùn)用余弦定理解決兩類基本的解三角形問(wèn)題。 過(guò)程與方法：利用向量的數(shù)量積推出余弦定理及其推論，并通過(guò)實(shí)踐演算掌握運(yùn)用余弦定理解決兩類基本的解三角形問(wèn)題 情感態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生在方程思想指導(dǎo)下處理解三角形問(wèn)題的運(yùn)算能力；通過(guò)三角函數(shù)、余弦定理、向量的數(shù)量積等知識(shí)間的關(guān)系，來(lái)理解事物之間的普遍聯(lián)系與辯證統(tǒng)一。 ●教學(xué)重點(diǎn) 余弦定理的發(fā)現(xiàn)和證明過(guò)程及其基本應(yīng)用； ●教學(xué)難點(diǎn) 勾股定理在余弦定理的發(fā)現(xiàn)和證明過(guò)程中的作用。 ●教學(xué)過(guò)程 Ⅰ.課題導(dǎo)入 C 如圖1．1-4，在ABC中，設(shè)BC=a,AC=b,AB=c, 已知a,b和C，求邊c b a A c B (圖1．1-4) Ⅱ.講授新課 [探索研究] 聯(lián)系已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)和方法，可用什么途徑來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題？ 用正弦定理試求，發(fā)現(xiàn)因A、B均未知，所以較難求邊c。 由于涉及邊長(zhǎng)問(wèn)題，從而可以考慮用向量來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。 A 如圖1．1-5，設(shè)，，，那么，則 C B 從而 (圖1．1-5) 同理可證 于是得到以下定理 余弦定理：三角形中任何一邊的平方等于其他兩邊的平方的和減去這兩邊與它們的夾角的余弦的積的兩倍。即 思考：這個(gè)式子中有幾個(gè)量？從方程的角度看已知其中三個(gè)量，可以求出第四個(gè)量，能否由三邊求出一角？ （由學(xué)生推出）從余弦定理，又可得到以下推論： [理解定理] 從而知余弦定理及其推論的基本作用為： ①已知三角形的任意兩邊及它們的夾角就可以求出第三邊； ②已知三角形的三條邊就可以求出其它角。 思考：勾股定理指出了直角三角形中三邊平方之間的關(guān)系，余弦定理則指出了一般三角形中三邊平方之間的關(guān)系，如何看這兩個(gè)定理之間的關(guān)系？ （由學(xué)生總結(jié)）若ABC中，C=，則，這時(shí) 由此可知余弦定理是勾股定理的推廣，勾股定理是余弦定理的特例。 [例題分析] 例1．在ABC中，已知，，，求b及A ⑴解：∵ =cos = = ∴ 求可以利用余弦定理，也可以利用正弦定理： ⑵解法一：∵cos ∴ 解法二：∵sin 又∵＞ ＜ ∴＜，即＜＜ ∴ 評(píng)述：解法二應(yīng)注意確定A的取值范圍。 例2．在ABC中，已知，，，解三角形 （見課本第8頁(yè)例4，可由學(xué)生通過(guò)閱讀進(jìn)行理解） 解：由余弦定理的推論得： cos ； cos ； Ⅲ.課堂練習(xí) 第8頁(yè)練習(xí)第1（1）、2（1）題。 [補(bǔ)充練習(xí)]在ABC中，若，求角A（答案：A=120） Ⅳ.課時(shí)小結(jié) （1）余弦定理是任何三角形邊角之間存在的共同規(guī)律，勾股定理是余弦定理的特例； （2）余弦定理的應(yīng)用范圍：①．已知三邊求三角；②．已知兩邊及它們的夾角，求第三邊。 Ⅴ.課后作業(yè) ①課后閱讀：課本第9頁(yè)[探究與發(fā)現(xiàn)] ②課時(shí)作業(yè)：第11頁(yè)[習(xí)題1.1]A組第3（1），4（1）題。 ●板書設(shè)計(jì) ●授后記 課題: 1．1．3解三角形的進(jìn)一步討論 授課類型：新授課 ●教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能：掌握在已知三角形的兩邊及其中一邊的對(duì)角解三角形時(shí)，有兩解或一解或無(wú)解等情形；三角形各種類型的判定方法；三角形面積定理的應(yīng)用。 過(guò)程與方法：通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析，解答三個(gè)典型例子，使學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用正、余弦定理，三角函數(shù)公式及三角形有關(guān)性質(zhì)求解三角形問(wèn)題。 情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)正、余弦定理，在解三角形問(wèn)題時(shí)溝通了三角形的有關(guān)性質(zhì)和三角函數(shù)的關(guān)系，反映了事物之間的必然聯(lián)系及一定條件下相互轉(zhuǎn)化的可能，從而從本質(zhì)上反映了事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。 ●教學(xué)重點(diǎn) 在已知三角形的兩邊及其中一邊的對(duì)角解三角形時(shí)，有兩解或一解或無(wú)解等情形； 三角形各種類型的判定方法；三角形面積定理的應(yīng)用。 ●教學(xué)難點(diǎn) 正、余弦定理與三角形的有關(guān)性質(zhì)的綜合運(yùn)用。 ●教學(xué)過(guò)程 Ⅰ.課題導(dǎo)入 [創(chuàng)設(shè)情景] 思考：在ABC中，已知，，，解三角形。 （由學(xué)生閱讀課本第9頁(yè)解答過(guò)程） 從此題的分析我們發(fā)現(xiàn)，在已知三角形的兩邊及其中一邊的對(duì)角解三角形時(shí)，在某些條件下會(huì)出現(xiàn)無(wú)解的情形。下面進(jìn)一步來(lái)研究這種情形下解三角形的問(wèn)題。 Ⅱ.講授新課 [探索研究] 例1．在ABC中，已知，討論三角形解的情況 分析：先由可進(jìn)一步求出B； 則 從而 1．當(dāng)A為鈍角或直角時(shí)，必須才能有且只有一解；否則無(wú)解。 2．當(dāng)A為銳角時(shí)， 如果≥，那么只有一解； 如果，那么可以分下面三種情況來(lái)討論： （1）若，則有兩解； （2）若，則只有一解； （3）若，則無(wú)解。 （以上解答過(guò)程詳見課本第910頁(yè)） 評(píng)述：注意在已知三角形的兩邊及其中一邊的對(duì)角解三角形時(shí)，只有當(dāng)A為銳角且 時(shí)，有兩解；其它情況時(shí)則只有一解或無(wú)解。 [隨堂練習(xí)1] （1）在ABC中，已知，，，試判斷此三角形的解的情況。 （2）在ABC中，若，，，則符合題意的b的值有_____個(gè)。 （3）在ABC中，，，，如果利用正弦定理解三角形有兩解，求x的取值范圍。 （答案：（1）有兩解；（2）0；（3）） 例2．在ABC中，已知，，，判斷ABC的類型。 分析：由余弦定理可知 （注意：） 解：，即， ∴。 [隨堂練習(xí)2] （1）在ABC中，已知，判斷ABC的類型。 （2）已知ABC滿足條件，判斷ABC的類型。 （答案：（1）；（2）ABC是等腰或直角三角形） 例3．在ABC中，，，面積為，求的值 分析：可利用三角形面積定理以及正弦定理 解：由得， 則=3，即， 從而 Ⅲ.課堂練習(xí) （1）在ABC中，若，，且此三角形的面積，求角C （2）在ABC中，其三邊分別為a、b、c，且三角形的面積，求角C （答案：（1）或；（2）） Ⅳ.課時(shí)小結(jié) （1）在已知三角形的兩邊及其中一邊的對(duì)角解三角形時(shí)，有兩解或一解或無(wú)解等情形； （2）三角形各種類型的判定方法； （3）三角形面積定理的應(yīng)用。 Ⅴ.課后作業(yè) （1）在ABC中，已知，，，試判斷此三角形的解的情況。 （2）設(shè)x、x+1、x+2是鈍角三角形的三邊長(zhǎng)，求實(shí)數(shù)x的取值范圍。 （3）在ABC中，，，，判斷ABC的形狀。 （4）三角形的兩邊分別為3cm，5cm,它們所夾的角的余弦為方程的根， 求這個(gè)三角形的面積。 ●板書設(shè)計(jì) ●授后記