极主动地获取知识,使学生的探究欲望及精神状态始终处于最佳状态.在整个教案设计中学生的思维活动量大,这是贯穿整个教案始终的一条主线,也应是实际课堂教学中的一条主线.
备课资料
一、与解三角形有关的几个问题 1.向量方法证明三角形中的射影定理
如图,在△ABC中,设三内角A、B、C的对边分别是a、b、c.
→→→
∵AC+CB=AB,
→→→→→∴AC2(AC+CB)=AC2AB. →→→→→→∴AC2AC+AC2CB=AC2AB.
→2→→→→
∴|AC|+|AC||CB|cos(180°-C)=|AB||AC|cosA. →→→
∴|AC|-|CB|cosC=|AB|cosA. ∴b-acosC=ccosA, 即b=ccosA+acosC.
同理,得a=bcosC+ccosB,c=bcosA+acosB. 上述三式称为三角形中的射影定理. 2.解斜三角形题型分析
正弦定理和余弦定理的每一个等式中都包含三角形的四个元素,如果其中三个元素是已知的(其中至少有一个元素是边),那么这个三角形一定可解.
关于斜三角形的解法,根据所给的条件及适用的定理可以归纳为下面四种类型: (1)已知两角及其中一个角的对边,如A、B、a,解△ABC. 解:①根据A+B+C=π,求出角C; ②根据
abac
=及=,求b、c. sinAsinBsinAsinC
如果已知的是两角和它们的夹边,如A、B、c,那么先求出第三角C,然后按照②来求解.求解过程中尽可能应用已知元素.
11
(2)已知两边和它们的夹角,如a、b、C,解△ABC. 解:①根据c=a+b-2abcosC,求出边c; b+c-a
②根据cosA=,求出角A;
2bc③由B=180°-A-C,求出角B.
求出第三边c后,往往为了计算上的方便,应用正弦定理求角,但为了避免讨论角是钝角还是锐角,应先求较小边所对的角(它一定是锐角),当然也可以用余弦定理求解.
(3)已知两边及其中一条边所对的角,如a、b、A,解△ABC. 解:①
ab=,经过讨论求出B; sinAsinB
2
2
2
2
2
2
②求出B后,由A+B+C=180°,求出角C; ac
③再根据=,求出边c.
sinAsinC(4)已知三边a、b、c,解△ABC.
解:一般应用余弦定理求出两角后,再由A+B+C=180°,求出第三个角.
另外,和第二种情形完全一样,当第一个角求出后,可以根据正弦定理求出第二个角,但仍然需注意要先求较小边所对的锐角.
(5)已知三角,解△ABC.
解:满足条件的三角形可以作出无穷多个,故此类问题解不唯一. 3.“可解三角形”与“需解三角形”
解斜三角形是三角函数这章中的一个重要内容,也是求解立体几何和解析几何问题的一个重要工具.但在具体解题时,有些同学面对较为复杂(即图中三角形不止一个)的斜三角形问题,往往不知如何下手.至于何时用正弦定理或余弦定理也是心中无数,这既延长了思考时间,更影响了解题的速度和质量.但若明确了“可解三角形”和“需解三角形”这两个概念,则情形就不一样了.
所谓“可解三角形”,是指已经具有三个元素(至少有一边)的三角形;而“需解三角形”则是指需求边或角所在的三角形.当一个题目的图形中三角形个数不少于两个时,一般来说其中必有一个三角形是可解的,我们就可先求出这个“可解三角形”的某些边和角,从而使“需解三角形”可解.在确定了“可解三角形”和“需解三角形”后,就要正确地判断它们的类型,合理地选择正弦定理或余弦定理作为解题工具,求出需求元素,并确定解的情况.
“可解三角形”和“需解三角形”的引入,能缩短求解斜三角形问题的思考时间.一题
12
到手后,先做什么,再做什么,心里便有了底.分析问题的思路也从“试试看”“做做看”等不大确定的状态而变为“有的放矢”地去挖掘,去探究.
二、备用习题
722
1.△ABC中,已知b-bc-2c=0,a=6,cosA=,则△ABC的面积S为( )
8A.
15
B.15 C.2 D.3 2
2
2
2.已知一个三角形的三边为a、b和a+b+ab,则这个三角形的最大角是( ) A.75° B.90° C.120° D.150° 3.已知锐角三角形的两边长为2和3,那么第三边长x的取值范围是( )
A.(1,5) B.(1,5) C.(5,5) D.(5,13)
4.如果把直角三角形的三边都增加同样的长度,则这个新三角形的形状为( ) A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.由增加的长度确定
5.(1)在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C所对的边,已知a=3,b=3,C=30°,则A=__________.
(2)在△ABC中,三个角A,B,C的对边边长分别为a=3,b=4,c=6,则bccosA+cacosB+abcosC的值为__________.
6.在△ABC中,若(a+b+c)(a+b-c)=3ab,并且sinC=2sinBcosA,试判断△ABC的形状.
A22
7.在△ABC中,设三角形面积为S,若S=a-(b-c),求tan的值.
2参考答案:
1.A 解析:由b-bc-2c=0,即(b+c)(b-2c)=0,得b=2c;① 722222
由余弦定理,得a=b+c-2bccosA,即6=b+c-bc.②
4解①②,得b=4,c=2. 715
由cosA=,得sinA=,
88
111515
∴S△ABC=bcsinA=34323=.
2282
2.C 解析:设最大角为θ,由余弦定理,得a+b+ab=a+b-2abcosθ,
2
2
2
2
2
2
13
1
∴cosθ=-.∴θ=120°.
2
4+9-x2
3.D 解析:若x为最大边,由余弦定理,知>0,即x<13,∴0<x<13.
2
23233若x为最小边,则由余弦定理知4+x2
-9>0,即x2
>5, ∴x>5.综上,知x的取值范围是5<x<13.
4.A 解析:设直角三角形的三边为a,b,c,其中c为斜边,增加长度为x. 则c+x为新三角形的最长边.设其所对的角为θ,由余弦定理知, 2
2
2
2
cosθ=?a+x?+?b+x?-?c+x?2?a+b-c?x+x
2?a+x??b+x?=2?a+x??b+x?>0.
∴θ为锐角,即新三角形为锐角三角形.
5.(1)30° (2)61
2 解析:(1)∵a=3,b=3,C=30°,由余弦定理,有
c2
=a2
+b2
-2abcosC=3+9-2333333
2
=3, ∴a=c,则A=C=30°.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
(2)∵bccosA+cacosB+abcosC=b+c-ac+a-ba+b-c
2+2+2
2
2
2
2
2
2
=a+b+c2=3+4+661
2=2. 6.解:由正弦定理,得sinCsinB=cb
,
由sinC=2sinBcosA,得cosA=sinC2sinB=c
2b,
2
2
2
又根据余弦定理,得cosA=b+c-a
2bc,
2
2
2
故cb+c-a22222b=2bc,即c=b+c-a. 于是,得b2
=a2
,故b=a. 又因为(a+b+c)(a+b-c)=3ab,
故(a+b)2
-c2
=3ab.由a=b,得4b2
-c2
=3b2
, 所以b2
=c2,即b=c.故a=b=c. 因此△ABC为正三角形.
7.解:S=a2-(b-c)2
,又S=12bcsinA,
∴12bcsinA=a2-(b-c)2
, 2
2
2
有1-?b+4sinA=c-a?2bc
+1, 14
1AA
即22sin2cos=1-cosA. 4221AA2A∴2sin2cos=2sin. 2222
A1AAA1∵sin≠0,故cos=2sin,∴tan=.
222224
第2课时
导入新课
思路1.(复习导入)让学生回顾正弦定理、余弦定理的内容及表达式,回顾上两节课所解决的解三角形问题,那么把正弦定理、余弦定理放在一起并结合三角、向量、几何等知识我们会探究出什么样的解题规律呢?由此展开新课.
思路2.(问题导入)我们在应用正弦定理解三角形时,已知三角形的两边及其一边的对角往往得出不同情形的解,有时有一解,有时有两解,有时又无解,这究竟是怎么回事呢?本节课我们从一般情形入手,结合图形对这一问题进行进一步的探究,由此展开新课.
推进新课
新知探究 提出问题
?1?回忆正弦定理、余弦定理及其另一种形式的表达式,并用文字语言叙述其内容.能写出定理的哪些变式?
?2?正、余弦定理各适合解决哪类解三角形问题? ?3?解三角形常用的有关三角形的定理、性质还有哪些?
?4?为什么有时解三角形会出现矛盾,即无解呢?比如:,①已知在△ABC中,a=22 cm,b=25 cm,A=135°,解三角形;,②已知三条边分别是3 cm,4 cm,7 cm,解三角形.
活动:结合课件、幻灯片等,教师可把学生分成几组互相提问正弦定理、余弦定理的内容是什么?各式中有几个量?有什么作用?用方程的思想写出所有的变形(包括文字叙述),让学生回答正、余弦定理各适合解决的解三角形类型问题、三角形内角和定理、三角形面积定理等.可让学生填写下表中的相关内容:
解斜三角形时可 适用类型 用的定理和公式 余弦定理 (1)已知三边 类型(1)(2)有解时只有一解 备注 15
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