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初中数学《锐 角的三角函数值》教案,
【思维体操】
例1. 已知AD是直角△ABC的斜边BC上的高,在△ADB及△ADC中分别作内接正方形,使每个正方形有两条边分别在DB,DA及DC,DA上,而两个正方形的第四个顶点E,F各在AB,AC上,求证:AE= AF.
揭示思路1:设∠ABC= α. 正方形EMDG与正方形DNFH的边长分别为a , b
∵AD = AG + DG = a•tgα + a
AD = AH + DH = b•Ctgα+b
∴a tgα + a = b ctgα+b
∴
= b•ctgα= AH.
∴AE = AF
揭示思路2:
设BC = a , 且∠ABC=α,则有
AB = a cosα
同理:
∴AE = AF
由上两种思路证得AE= AF, 可发现用三角法研究几何问题,开门见山,直截了当,只要所给定的几何图形中有直角三角形. 便可应用锐角三角函数列出它们的边角关系式,再应用代数法计算一下,便可达到目的. 题设所给的问题中,未有给定直角三角形,只要能构造出直角三角形,同样也可转化为用三角法证解之,而且也比较方便,由此可见,用三角法证(解)几何问题为解几何问题又开拓了新的渠道. 为数与形结合提供了新的条件,我们应在这条新渠道不断探索,取得新的成果. 现沿这思路继续扩散.
扩散一:
如图,Rt△ABC中,有正方形DEFG,D,G分别在AB,AC上,E,F在斜边BC上,求证:EF2 = BE•FC
揭示思路:从题设及图形中都可发现有直角三角形,所以用三角法证之比较顺畅.
在Rt△BDE中,
在Rt△GFC中,
∵∠B + ∠C =90°,∴tgB = tg(90°- C) = ctgC
∴
∵DE = GF = EF
∴EF2 = BE•CF
扩散二:
在△ABC外侧作正方形ABDM和ACEN, 过D,E向BC作垂线DF,EG,垂足分别为F,G,求证:BC = DF + EG
提示思路:观察图形可发现直角三角形DFB及直角三角形EGC. 便萌生用三角法证明,可是此时DF,EG比较分散. 设法作AH⊥BC再构两个直角三角形,通过正方形为“媒介”,这样把DF,EG就有了联系. 此时,应用锐角三角函数定义建立边角关系,便可马到成功!
在Rt△EGC中,
∴EG = b cosβ
在Rt△DBF中,同理,DF = c cosα(设b, c , α,β如图)
∴EG + DF = b Cosβ + c cosα
在 Rt△ABH中,BH = c cosα
在 Rt△ACH中,CH = b cosβ
∵BC = BH + CH , ∴BC = b cosβ + c cosα
∴BC = EG + DF
扩散三:
设顶角A = 108°的等腰三角形的高为h,∠A的三等分线及其外角的四等分线分别为P1,P2,求证:
揭示思路: 从图形中可发现有几个直角三角形存在,这个信息向我们提供用三角法证明是得天独厚的条件,不要犹豫,不然,将会失去良机.
如图,设△ABC的底边上的高AH = h , ∠A的三等分线AD= P1, ∠A的外角四等线AE = P2,∠BAC= 108°,AB = AC,
∴∠DAH = 18°
在Rt△ADH中,cos18°=
∵ ∠CAE = (180°-108°)= 18°
∠ACB = (180°-108°)= 36°
∴∠AEC = 18°
在Rt△AHE中,Sin18°=
扩散四:
已知:如∠BAC=90°,AD⊥BC,DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别为D、E、F.
求证:
揭示思路:本例直角三角形之多,用三角法证之更不宜迟,用锐角三角函数定义,列出边角关系,可十分巧妙就证得结论.
设∠ABC = α,则∠DAF = ∠CDF= α
扩散五:
在正方形ABCD中,AE平分∠BAC交BC于E,交OB于F,求证:EC = 20F
揭示思路:观察图形,图中有许多直角三角形,它启示我们用三角法作为“向导”,可直达目的地.
∠BEF = ∠ACB + ∠EAC = 45°+∠BAE
∵∠BFE= ∠CAE, ∴∠BEF = ∠BFE,
∴BE = BF
进而可知AD = DF
设正方表ABCD边长为1,又设∠BAE = ∠CAE =α
则OA= OB =
在Rt△ABE中,BE = AB•tgα= BF
BF = OB-OF = OB - OA•tgα
∴ABtgα= OB - OAtgα
∴OF = OA•tgα= ( -1)
EC= BC-BE = 1-1•tgα= 1- +1 = 2 - = ( -1)
∴EC = 20F
应用锐角三角函数的定义研究几何问题;直观,又少添或不添设辅助线,充分发挥数的长处. 把几何问题通过锐角三角形边角关系,应用计算法,便可曲径通幽,柳暗花明. 同学们应加强这方面的学习,以拓宽几何证题思路.
三、智能显示
【动脑动手】
1. 在Rt△ABC中,∠C = 90°,则SinB + CosB的值( )
(A)大于1 (B)小于1
(C)等于1 (D)不确定
2. 在△ABC中,它的边角同时满足下列两个条件;(1)SinC=1;(2)SinA,CosB是方程4x2-cx + 1 = 0的两个根,求a,b,c及S△ABC
3.证明:“从平行四边形ABCD的顶点A,B,C,D向形外的任意直线MN引垂线AA'BB'CC'DD'垂足是A'B'C'D'(如下图)
求证:AA' + CC'=BB' + DD',现将直线MN向上移动,使得A点在直线的一侧,B、C、D三点在直线的另一侧(如中图),这时,从A、B、C、D向直线MN作垂线,垂足为A'B'C'D',那么垂线放AA'BB'CC'DD'之间存在什么关系?如将直线MN再问上移动,使两侧各有两个顶点(如下图). 从A,B,C,D向直线MN作的垂线放AA'BB'CC'DD'之间又有什么关系?根据左图,中图,右图写出你的猜想,并加以证明.
揭示思路:1. 在Rt△ABC中,∠C= 90°
由锐角三角函数定义,得
∵a + b > c
∴SinB + CosB > 1 , 应选A.
2. ∵SinC = 1 , ∴∠C = 90°
∵SinA + CosB = ,SinA CosB =
又A + B = 90°, ∴B = 90°-A
∴CosB = Cos(90°-A ) = SinA
∴c = 4 , A= 30°, a = 2 , b =
3. 猜想如下:
对于中图有:CC'- AA'= BB'+ DD'
对于右图有:CC'- AA'= DD'- BB'
证法1. 如图,设∠AEA'= α,则AA'= AESinα= (OA-OE)Sinα= OASinα-OESinα,又CC'= CESinα= (OC + OE ) Sinα= (OA + OE ) Sinα = OASinα+ OESinα
∴CC'- AA'= 2OESinα
∵OO'= OESinα, ∴CC'- AA'= 2OO'
由题设知,OO’为梯形BB’D’D的中位线.
∴BB'+ DD'= 2OO'
∴CC'- AA'= BB'+ DD'
(2)如图,仿(1)证法可得
CC'- AA'= 2OESinα
DD'-BB = 2OFSinβ
∵OESinα= OFSinβ,
∴CC'- AA'= DD'- BB'
证法二:(1)延长CB交MN于E,设AD与MN交于F, 又设∠AFA'= α,则∠BEB'= α,在Rt△EBB'中,
∵BE= CE- CB
∴BB'= BESinα- CBSinα
在R t△ECC'中,Sinα= ,
∴CC’= CESinα
∵CC'- BB'= BCSinα
在Rt△AA'F与Rt△FDD'中.
AA'= AFSinα, DD'= DFSinα
∵DF= AD - AF
∴DD'= ADSinα- AFSinA'
∴DD'= ADSinα- AA'
∴DD'+ AA'= ADSinα
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