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【摘要】解三角形是高考必考内容,难度中等。高考前的数学复习,教师需要引导学生深度学习,提高复习效率。
【关键词】高中数学;深度学习;新高考备考复习;解三角形
2021年广东省正式开始新高考,数学不再分文理科。历史方向考生数学基础薄弱,每次考试数学成绩平均分比物理方向考生低二十分左右。新高考背景下,如何针对性实行数学高考备考?高考前的数学复习要在有限的时间内达到高效的备考,引导学生进行深度学习,归纳反思,提升效率,锤炼思维。深度学习并不是一味加深难度,而是坚持基础性,掌握方法,归纳题型,发展数学素养,提高数学能力。下面,本文以高考复习解三角形的微设计为例,探讨怎样进行深度学习。
解三角形是高考的必考内容。此题型难度中等,经常被放在解答题第一题,然而入易出难,层层设卡,学生一旦卡在某一层,比如解不出第二问,往往对接下来的问题解答造成不利影响。近期模拟考试解三角形得分率在60%,下面通过解三角形基础知识的整理反思,结合高考题型和模拟试题组成微专题的深度学习,整体把握教学内容,融会贯通结合新旧知识,经历解三角形知识的形成过程,引导学生构建自己的知识系统,体会科学的思考方法,抓住知识的本质特征,学会迁移应用,进一步提高考生在解三角形的得分率。
一、三角形内角和
此定理是初中的教学内容的知识点之一,但是,往往在解题中,容易被学生忽略。高中的内角和定理经常和诱导公式结合。比如:
在△ABC中,sin(A B)=sin(π-C)=sinC引导学生推导其余的公式,如:sin(A B)=-cosC,tan(A B)=tanC,。
例1:在斜三角形ABC中,证明tanA tanB tanC=
tanAtanBtanC。
思路探求:在斜三角形中,sin(A B)=tan(π-C)=-tanC
=-tanC,tanA tanB=-tanC tanAtanBtanC移向即可得证。
反思:本题利用内角和,诱导公式及正切公式展开变形。
二、三角形的面积
三角形的面积公式:△ABC的面积s=aha=ab sinC=ac sinB=bc sinA。
方法点睛:三角形面积公式的结构是两边夹角。已知三角形两边及夹角的大小,就能求面积。
例2:已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,且bc sin2A 20cos(B C)=0,求△ABC面积s。
思路探求:在△ABC中,A B C =π,∴B C=π-A。
反思:利用三角形中的诱导公式和二倍角公式将已知条件展开,出现了三角形面积的整体形式。所以,公式并不只是简单代入应用,应该利用已知条件转化变形,深入思考,总体考虑,进行解答。
三、正弦定理
利用面积公式s=ab sinC=ac sinB,消公因式得bsinC=csinB,转化为,同理得到正弦定理:,其中2R为三角形外接圆的直径。
注:即使在高考复习中,知识点的复习也要注意来龙去脉,定理的内含和外延,这里也可以引导学生用三角形的外接圆证明正弦定理,引导学生回归课本教材,同时引导学生整理正弦定理的变式。
思路1:
…;角与边可以用正弦定理互相转化。
思路2:正弦定理结合三角形面积公式得:
。
思路3:△ABC中sin(A B)=sinC,展开得sinAcosB
cosAsinB=sinC,再由正弦定理转化为acosB bcosA=C。同理得到a=ccosB bcosC,b=ccosA acosC,这就是射影定理。
反思:射影定理因为省略几步,在小题解题中直接应用可提高解题速度,但是在解答题中不能直接使用,需要由正弦定理推导。
例3:△ABC中,c=3,a=4则cosC=___
思路:已知边c,a和角A,先用正弦定理求出sinC,再用平方关系求cosC。
例4:△ABC中,bcosC=(3a-c)cosB,则sinB___
思路:用射影定理得bcosC ccosB=a,a=3acosB,a≠0,得cosB=,再用平方关系得到sinB。用射影定理解三角小题速度很快。
四、余弦定理
如何证明余弦定理?
思路:在△ABC中,,两边平方,得a2=b2 c2-2bccosA。
同理得到余弦定理的其它形式,主要应用在由两角夹边求第三边,或者已知三边求角度。
例5:在△ABC中,边b=3,c=2,cosA=,则a____
思路:已知两边夹角,直接应用余弦定理求边。
变式:上题条件若变a=3,求边b
思路:一样使用含cosA的余弦定理,得到关于b的二次方程,解得正根就是边b,负根舍去。
例6:(2020年高考全国III卷理数)在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则cosB=____
思路:在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,根据余弦定理:
反思:在解题实战中,根据题目条件,可能多次使用定理解题。
五、最值模型
1.边之和差的最值
例7:(2020年高考全國II卷理数)△ABC中,sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC
(1)求A;
(2)若BC=3,求△ABC周长的最大值。
思路:(1)由正弦定理和已知条件得BC2-AC2-AB2=AC·AB,①;由余弦定理得BC2AC2AB2-2AC·ABcosA,②;由①,②得cosA=-.因为0 反思:先由正弦定理将角化边,再用余弦定理得角度。第二问将周长即边之和转化为三角函数,利用有界性求出最值,这是通法。
2.边之积即面积的最值
例8:在△ABC中,平面向量其中B為锐角。
(1)求角B;
(2)若b=2,求△ABC面积最大值。
思路1:根据向量平行得到三角关系式,然后利用二倍角公式和弦化切求得角B。第二问根据由边b和角B以及正弦定理求出ac的(1)由得,
即,所以,∵B为锐角,,即。(2),由正弦定理,得,所以
因为,则当即时,,故△ABC的面积最大值为。
思路2:,由余弦定理,得。又代入上式得,当且仅当a=c=2时取等号成立。∴,故△ABC的面积最大值为。
反思:本题先用向量的数量积得到角的关系式,然后三角变换算得角B;第二问用余弦定理得到边的关系式,再用基本不等式将边之和化为边之积,求出面积最大值;也可以用正弦定理将边之积化为三角函数,再利用图像性质求出最值。
六、结构不良题的训练
结构不良题作为新高考的新题型,也是解三角形备考的热点。实际上,选定条件补充完整之后,就按照正常题型解答即可。
例9:在,两个条件中任选一个补充在下面问题中,并加以解答。
已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c。若a,______,求△ABC的面积S。
思路:选①则结合正弦定理化为边的关系,再用余弦定理求出边c就可求面积;选②则利用三角形内角和以及和差公式求出sinB,再求出边b,即可求面积。
选①∵csinC=sinA bsinB,∴由正弦定理得c2=a b2。∵a=3,∴b2=c2=3。又∵B=60o,∴b2=c2 9-3c,∴c=4,∴。
选②,且两角均为三角形内角,∴,∴sinB=sin(A C)=sinAcosC cosAsinC=,由正弦定理得
七、反馈训练
1.
2. 在△ABC中,若3(a2 c2)=5b2,则cosB的最小值为_______
3.在△ABC中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,如果A、B、C成等差数列且b=。
(1)当时,求△ABC的面积S;
(2)若△ABC的面积为S,求S的最大值。
4.在锐角△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,已知。
(1)求角B的大小;
(2)求cosA cosB cosC的取值范围。
5.在①cosC (cosA-sinA)cosB=0;②cos2B﹣3cos(A C)=1;③bcosC
【关键词】高中数学;深度学习;新高考备考复习;解三角形
2021年广东省正式开始新高考,数学不再分文理科。历史方向考生数学基础薄弱,每次考试数学成绩平均分比物理方向考生低二十分左右。新高考背景下,如何针对性实行数学高考备考?高考前的数学复习要在有限的时间内达到高效的备考,引导学生进行深度学习,归纳反思,提升效率,锤炼思维。深度学习并不是一味加深难度,而是坚持基础性,掌握方法,归纳题型,发展数学素养,提高数学能力。下面,本文以高考复习解三角形的微设计为例,探讨怎样进行深度学习。
解三角形是高考的必考内容。此题型难度中等,经常被放在解答题第一题,然而入易出难,层层设卡,学生一旦卡在某一层,比如解不出第二问,往往对接下来的问题解答造成不利影响。近期模拟考试解三角形得分率在60%,下面通过解三角形基础知识的整理反思,结合高考题型和模拟试题组成微专题的深度学习,整体把握教学内容,融会贯通结合新旧知识,经历解三角形知识的形成过程,引导学生构建自己的知识系统,体会科学的思考方法,抓住知识的本质特征,学会迁移应用,进一步提高考生在解三角形的得分率。
一、三角形内角和
此定理是初中的教学内容的知识点之一,但是,往往在解题中,容易被学生忽略。高中的内角和定理经常和诱导公式结合。比如:
在△ABC中,sin(A B)=sin(π-C)=sinC引导学生推导其余的公式,如:sin(A B)=-cosC,tan(A B)=tanC,。
例1:在斜三角形ABC中,证明tanA tanB tanC=
tanAtanBtanC。
思路探求:在斜三角形中,sin(A B)=tan(π-C)=-tanC
=-tanC,tanA tanB=-tanC tanAtanBtanC移向即可得证。
反思:本题利用内角和,诱导公式及正切公式展开变形。
二、三角形的面积
三角形的面积公式:△ABC的面积s=aha=ab sinC=ac sinB=bc sinA。
方法点睛:三角形面积公式的结构是两边夹角。已知三角形两边及夹角的大小,就能求面积。
例2:已知△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,,且bc sin2A 20cos(B C)=0,求△ABC面积s。
思路探求:在△ABC中,A B C =π,∴B C=π-A。
反思:利用三角形中的诱导公式和二倍角公式将已知条件展开,出现了三角形面积的整体形式。所以,公式并不只是简单代入应用,应该利用已知条件转化变形,深入思考,总体考虑,进行解答。
三、正弦定理
利用面积公式s=ab sinC=ac sinB,消公因式得bsinC=csinB,转化为,同理得到正弦定理:,其中2R为三角形外接圆的直径。
注:即使在高考复习中,知识点的复习也要注意来龙去脉,定理的内含和外延,这里也可以引导学生用三角形的外接圆证明正弦定理,引导学生回归课本教材,同时引导学生整理正弦定理的变式。
思路1:
…;角与边可以用正弦定理互相转化。
思路2:正弦定理结合三角形面积公式得:
。
思路3:△ABC中sin(A B)=sinC,展开得sinAcosB
cosAsinB=sinC,再由正弦定理转化为acosB bcosA=C。同理得到a=ccosB bcosC,b=ccosA acosC,这就是射影定理。
反思:射影定理因为省略几步,在小题解题中直接应用可提高解题速度,但是在解答题中不能直接使用,需要由正弦定理推导。
例3:△ABC中,c=3,a=4则cosC=___
思路:已知边c,a和角A,先用正弦定理求出sinC,再用平方关系求cosC。
例4:△ABC中,bcosC=(3a-c)cosB,则sinB___
思路:用射影定理得bcosC ccosB=a,a=3acosB,a≠0,得cosB=,再用平方关系得到sinB。用射影定理解三角小题速度很快。
四、余弦定理
如何证明余弦定理?
思路:在△ABC中,,两边平方,得a2=b2 c2-2bccosA。
同理得到余弦定理的其它形式,主要应用在由两角夹边求第三边,或者已知三边求角度。
例5:在△ABC中,边b=3,c=2,cosA=,则a____
思路:已知两边夹角,直接应用余弦定理求边。
变式:上题条件若变a=3,求边b
思路:一样使用含cosA的余弦定理,得到关于b的二次方程,解得正根就是边b,负根舍去。
例6:(2020年高考全国III卷理数)在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则cosB=____
思路:在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,根据余弦定理:
反思:在解题实战中,根据题目条件,可能多次使用定理解题。
五、最值模型
1.边之和差的最值
例7:(2020年高考全國II卷理数)△ABC中,sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC
(1)求A;
(2)若BC=3,求△ABC周长的最大值。
思路:(1)由正弦定理和已知条件得BC2-AC2-AB2=AC·AB,①;由余弦定理得BC2AC2AB2-2AC·ABcosA,②;由①,②得cosA=-.因为0 反思:先由正弦定理将角化边,再用余弦定理得角度。第二问将周长即边之和转化为三角函数,利用有界性求出最值,这是通法。
2.边之积即面积的最值
例8:在△ABC中,平面向量其中B為锐角。
(1)求角B;
(2)若b=2,求△ABC面积最大值。
思路1:根据向量平行得到三角关系式,然后利用二倍角公式和弦化切求得角B。第二问根据由边b和角B以及正弦定理求出ac的(1)由得,
即,所以,∵B为锐角,,即。(2),由正弦定理,得,所以
因为,则当即时,,故△ABC的面积最大值为。
思路2:,由余弦定理,得。又代入上式得,当且仅当a=c=2时取等号成立。∴,故△ABC的面积最大值为。
反思:本题先用向量的数量积得到角的关系式,然后三角变换算得角B;第二问用余弦定理得到边的关系式,再用基本不等式将边之和化为边之积,求出面积最大值;也可以用正弦定理将边之积化为三角函数,再利用图像性质求出最值。
六、结构不良题的训练
结构不良题作为新高考的新题型,也是解三角形备考的热点。实际上,选定条件补充完整之后,就按照正常题型解答即可。
例9:在,两个条件中任选一个补充在下面问题中,并加以解答。
已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c。若a,______,求△ABC的面积S。
思路:选①则结合正弦定理化为边的关系,再用余弦定理求出边c就可求面积;选②则利用三角形内角和以及和差公式求出sinB,再求出边b,即可求面积。
选①∵csinC=sinA bsinB,∴由正弦定理得c2=a b2。∵a=3,∴b2=c2=3。又∵B=60o,∴b2=c2 9-3c,∴c=4,∴。
选②,且两角均为三角形内角,∴,∴sinB=sin(A C)=sinAcosC cosAsinC=,由正弦定理得
七、反馈训练
1.
2. 在△ABC中,若3(a2 c2)=5b2,则cosB的最小值为_______
3.在△ABC中,角A、B、C的对边分别是a、b、c,如果A、B、C成等差数列且b=。
(1)当时,求△ABC的面积S;
(2)若△ABC的面积为S,求S的最大值。
4.在锐角△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,已知。
(1)求角B的大小;
(2)求cosA cosB cosC的取值范围。
5.在①cosC (cosA-sinA)cosB=0;②cos2B﹣3cos(A C)=1;③bcosC