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1、2022年高三數(shù)學總復習 誘導公式教案 理
教材分析
這節(jié)內(nèi)容以學生在初中已經(jīng)學習了銳角的三角函數(shù)值為基礎,利用單位圓和三角函數(shù)的定義,導出三角函數(shù)的五組誘導公式,即有關(guān)角k·360°+α,180°+α,-α,180°-α,360°-α的公式,并通過運用這些公式,把求任意角的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為求銳角的三角函數(shù)值,從而滲透了把未知問題化歸為已知問題的化歸思想.這節(jié)課的重點是后四組誘導公式以及這五組公式的綜合運用.把這五組公式用一句話歸納出來,并切實理解這句話中每一詞語的含義,是切實掌握這五組公式的難點所在.準確把握每一組公式的意義及其中符號語言的特征,并且把公式二、三與圖形對應起來,是突破上述
2、難點的關(guān)鍵.
教學目標
1. 在教師的引導下,啟發(fā)學生探索發(fā)現(xiàn)誘導公式及其證明,培養(yǎng)學生勇于探求新知、善于歸納總結(jié)的能力.
2. 理解并掌握正弦、余弦、正切的誘導公式,并能應用這些公式解決一些求值、化簡、證明等問題.
3. 讓學生體驗探索后的成功喜悅,培養(yǎng)學生的自信心.
4. 使學生認識到轉(zhuǎn)化“矛盾”是解決問題的有效途徑,進一步樹立化歸思想.
任務分析
誘導公式的重要作用之一就是把求任意角的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為求銳角的三角函數(shù)值.在五組誘導公式中,關(guān)于180°+α與-α的誘導公式是最基本的,也是最重要的.在推導這兩組公式時,應放手讓學生獨立探索,尋求“180°+α與角α的終邊”及“-
3、α與角α的終邊”之間的位置關(guān)系,從而完成公式的推導.此外,要把90°~360°范圍內(nèi)的三角函數(shù)轉(zhuǎn)化為銳角的三角函數(shù),除了利用第二、四、五個公式外,還可以利用90°+α,270°±α與α的三角函數(shù)值之間的關(guān)系.應引導學生在掌握前五組誘導公式的基礎上進一步探求新的關(guān)系式,從而使學生在頭腦中形成完整的三角函數(shù)的認知結(jié)構(gòu).
教學設計
一、問題情境
教師提出系列問題
1. 在初中我們學習了求銳角的三角函數(shù)值,現(xiàn)在角的概念已經(jīng)推廣到了任意角,能否把任意角的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為銳角的三角函數(shù)值呢?
2. 當α=390°時,能否求出它的正弦、余弦和正切值?
3. 由2你能否得出一般性的結(jié)論?試說明理由
4、.
二、建立模型
1. 分析1
在教師的指導下,學生獨立推出公式(一),即
2. 應用1
在公式的應用中讓學生體會公式的作用,即把任意角的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為0°~360°范圍內(nèi)的角的三角函數(shù)值.
練習:求下列各三角函數(shù)值.
(1)cosπ. ?。?)tan405°.
3. 分析2
如果能夠把90°~360°范圍內(nèi)的角的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為銳角的三角函數(shù)值,即可實現(xiàn)“把任意角的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為銳角的三角函數(shù)值”的目標.例如,能否將120°,240°,300°角與我們熟悉的銳角建立某種聯(lián)系,進而求出其余弦值?
引導學生利用三角函數(shù)的定義并借助圖形,得到如下結(jié)果:
cos120°
5、=cos(180°-60°)=-cos60°=-,
cos240°=cos(180°+60°)=-cos60°=-,
cos300°=cos(360°+60°)=cos60°=.
4. 分析3
一般地,cos(180°+α),cos(180°-α),cos(360°-α)與cosα的關(guān)系如何?你能證明自己的結(jié)論嗎?由學生獨立完成下述推導:
設角α的終邊與單位圓交于點P(x,y).由于角180°+α的終邊就是角α的終邊的反向延長線,則角180°+α的終邊與單位圓的交點P′與點P關(guān)于原點O對稱.
由此可知,點P′的坐標是(-x,-y).
又∵單位圓的半徑r=1,∴cosα=x,sin
6、α=y(tǒng),tanα=,cos(180°+α)=-x,sin(180°+α)=-y,tan(180°+α)=.
從而得到:
5. 分析4
在推導公式三時,學生會遇到如下困難,即:若α為任意角,180°-α與角α的終邊的位置關(guān)系不容易判斷.這時,教師可引導學生借助公式二,把180°-α看成180°+(-α),即:先把180°-α的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為-α的三角函數(shù)值,然后通過尋找-α的三角函數(shù)值與α的三角函數(shù)值之間的關(guān)系,使原問題得到解決.
由學生獨立完成如下推導:
如圖,設任意角α的終邊與單位圓相交于P(x,y),角-α的終邊與單位圓相交于點P′.∵這兩個角的終邊關(guān)于x軸對稱,∴點P′的
7、坐標是(x,-y).又∵r=1,∴cos(-α)=x,
sin(-α)=-y,tan(-α)=
從而得到:
進而推出:
注:在問題的解決過程中,教師要注意讓學生充分體驗成功的快樂.
6. 教師歸納
公式(一)、(二)、(三)、(四)、(五)都叫作誘導公式,利用它們可以把k·360°+α,180°±α,-α,360°-α的三角函數(shù)轉(zhuǎn)化為α的三角函數(shù).那么,在轉(zhuǎn)化過程中,發(fā)生了哪些變化?這種變化是否存在著某種規(guī)律?
引導學生進行如下概括:α+k·360°(k∈Z),-α,180°±α,360°-α的三角函數(shù)值,等于α的同名函數(shù)值,前面加上一個把α看成銳角時原函數(shù)值的符號.為了
8、便于記憶,還可編成一句口訣“函數(shù)名不變,符號看象限”.
三、解釋應用
[例 題]
1. 求下列各三角函數(shù)值.
通過應用,讓學生體會誘導公式的作用:
①把任意角的三角函數(shù)轉(zhuǎn)化為銳角三角函數(shù),其一般步驟為
評注:本題中,若代入cosα·cot3α形式,就須先求得cosα的值.由于不能確定角α所在象限,解題過程將變得煩鎖.以此提醒學生注意選取合理形式解決問題.
四、拓展延伸
教師出示問題:前面我們利用三角函數(shù)的定義及對稱性研究了角α+k·360°(k∈Z),-α,180°±α,360°-α的三角函數(shù)與角α的三角函數(shù)之間的關(guān)系,這些角有一個共同點,即:均為180°的整數(shù)倍加、減
9、α.但是,在解題過程中,還會遇到另外的情況,如前面遇到的120°角,它既可以寫成180°-60°,也可以寫成90°+30°,那么90°+α的三角函數(shù)與α的三角函數(shù)有著怎樣的關(guān)系呢?
學生探究:經(jīng)過獨立探求后,有學生可能會得到如下結(jié)果:
設角α的終邊與單位圓交于點P(x,y),角90°+α的終邊與單位圓交于點P′(x′,y′)(如圖),則cosα=x,sinα=y(tǒng),cos(90°+α)=x′,sin(90°+α)=y(tǒng)′.
過P作PM⊥x軸,垂足為M,過P′作P′M′⊥y軸,垂足為M′,則△OPM≌△OP′M′,∴OM=OM′,MP=M′P′,即x=y(tǒng)′,y=x′.
進而得到cos(9
10、0°+α)=sinα,sin(90°+α)=cosα.對此結(jié)論和方法,教師不宜作任何評論,而應放手讓學生展開辯論和交流,最后得到正確結(jié)果:
由于OM與OM′,MP與M′P′僅是長度相等,而當點P在第一象限時,P′在第二象限,∴x′<0,y′>0,
又∵x>0,y>0,∴x′=-y,y′=x.
從而得到:
教師進一步引導:
(1)推導上面的公式時,利用了點P在第一象限的條件.當點P不在第一象限時,是否仍有上面的結(jié)論?
(通過多媒體演示角α的終邊在不同象限的情景,使學生理解公式六中的角α可以為任意角)
(2)推導公式六時,采用了初中的平面幾何知識.是否也能像推導前五組公式那樣采用
11、對稱變換的方式呢?
學生探究:學生先針對α為銳角時的情況進行探索,再推廣到α為任意角的情形.
設角α的終邊與單位圓交點為P(x,y),+α的終邊與單位圓的交點為P′(x′,y′)(如圖).由于角α的終邊經(jīng)過下述變換:2(-α) +2a=,即可得到+α的終邊.這是兩次對稱變換,即先作P關(guān)于直線y=x的對稱點M(y,x),再作點M關(guān)于y軸的對稱點P′(-y,-x),∴x′=-y,y′=x.
由此,可進一步得到:
教師歸納:公式六、七、八、九也稱作誘導公式,利用它們可以把90°±α,270°±α的三角函數(shù)轉(zhuǎn)化為α的三角函數(shù).
引導學生總結(jié)出:
90°±α,270°±α的三角函
12、數(shù)值等于α的余名函數(shù)值,前面加上一個把α看成銳角時原函數(shù)值的符號.
兩套公式合起來,可統(tǒng)一概括為
對于k·90°±α(k∈Z)的各三角函數(shù)值,當k為偶數(shù)時,得α的同名函數(shù)值;當k為奇數(shù)時,得α的余名函數(shù)值.然后,均在前面加上一個把α看成銳角時原函數(shù)值的符號.為了便于記憶,也可編成口訣:“奇變偶不變,符號看象限”.
點 評
這篇案例從學生的實際出發(fā),充分尊重學生的思維特點,通過創(chuàng)設問題情境,引發(fā)認知沖突,較好地調(diào)動了學生的積極性和主動性,符合新課程理念的精神.在教學設計中,教師以學生活動為主,注意師生互動,體現(xiàn)學生的自主學習.實際的課堂教學表明,在教學過程中,教師對每名同學的發(fā)言都給以充分地鼓勵,即使他的解法不完美,甚至不正確.這對保護學生大膽嘗試、認真思考的積極性至關(guān)重要.只有這樣,才能將教學效果落實到學生個體的學習行為上,進而實現(xiàn)預期的教學目標.總之,這篇案例的突出特點就是,注意通過問題驅(qū)動的方式,激發(fā)學生主動探究的熱情,完成五組誘導公式的推導.缺陷是,在關(guān)注五組誘導公式推導的“一氣呵成”的同時,鞏固、強化工作顯得單?。@是一對棘手的矛盾!