趙衛(wèi)群
[摘 要] 公式教學中教師應重視學生的生活經(jīng)驗,關(guān)注學生的原有知識基礎和思維基礎,利用設計陷阱,經(jīng)歷“試誤”,發(fā)現(xiàn)“錯誤”,小組討論等方式讓學生經(jīng)歷知識探究的艱難過程. 最后加上適度的數(shù)學訓練幫助學生加深對數(shù)學方法、規(guī)律的理解,達到增強記憶的目的. 至于教學實際中哪種方法更能減少學生的錯誤,這還需要教師多比較、多思考、多實踐.
[關(guān)鍵詞] 輔助角公式;教學處理;靈活運用
輔助角公式在三角函數(shù)式的化簡、求最值、周期、單調(diào)區(qū)間時,使用頻率比較高,因此要求學生熟練地掌握輔助角公式的運用.對于形如y=asinx+bcosx的三角函數(shù)式,可變形為:asinx+bcosx= sin(x+φ)(*),其中φ由cosφ= ,sinφ= 來確定.通常稱式子(*)為輔助角公式. 使用輔助角公式的難點主要是輔助角φ的大小確定,雖然公式中給出了φ的確定方法,但在實際運用中學生極其容易犯錯. 更何況筆者所接觸的是因各種原因未能考上普高而選擇上職業(yè)高中的學生,他們的領(lǐng)悟能力、接受能力和記憶能力均稍遜一些. 根據(jù)江蘇省對口單招考綱要求,結(jié)合這些高中學生的實際情況,教學中教師要把握好度. 下面談談筆者對輔助角公式的教學處理與思考.
學生熟悉公式的來龍去脈
y=asinx+bcosx= ·sinx+ cosx,因為 + =1,所以存在角φ,使得cosφ= ,sinφ= ,則y= (sinx·cosφ+cosx·sinφ)= sin(x+φ). 教學中教師通過以上講述,使學生在認知上能理解構(gòu)造角φ,目的是轉(zhuǎn)化為角x和角φ和的正弦,然后根據(jù)兩角和的正弦公式寫成sin(x+φ).
不管我們面對的學生能力層次如何,在公式教學過程中,公式的推導要舍得花時間. 一是強調(diào)學生對認知過程的經(jīng)歷和體驗,二是培養(yǎng)學生學會探究的一種數(shù)學基本素養(yǎng),三是進一步發(fā)展學生的思維,提高學生的解題能力. 教學中不能過于形式化,更不必讓學生死記硬背公式.
教學處理方法與思考
處理方法一:設θ是銳角,得sinθ= ,cosθ= 的值,由此可求得銳角θ;再判斷點(a,b)的象限;最后根據(jù)φ=θ(點在第一象限),π-θ(點在第二象限),π+θ(點在第三象限),-θ(點在第四象限)(*),求得φ的值.
這種方法的優(yōu)點是化簡后的表達式中正弦型函數(shù)的系數(shù)永遠是正數(shù),且整體結(jié)構(gòu)不變,主要是括號內(nèi)輔助角φ的不同. 這種做法對后續(xù)求正弦型函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)有利. 但在教學中要提醒學生注意sinx的系數(shù)是a,cosx的系數(shù)是b,兩者不能混淆. 缺點是由于中職學生的自身原因記不住上述求φ的規(guī)律,難點是無法理解明明是求φ,為什么要先求θ.在此說不清道理可以不說,以后再說. 就像小學生背古詩詞,他未必懂,但隨著閱歷的增長,他對詩詞的理解會越來越深刻.也就是說用這種方法處理時讓學生感覺到求出θ再求φ很方便.
處理方法二:設θ是銳角,得tanθ= 的值,由此可求得θ;再判斷點(a,b)的象限;最后根據(jù)規(guī)律(*),求得φ的值.
這種解法與解法一基本相似,主要不同在于求角θ時,用的是正切函數(shù). 此時學生只要借tan = ,tan =1,tan = ,即可得角θ,且不容易混淆 與 . 雖然在解法上只做了稍稍改變,但卻大大減少了學生的錯誤. 當然難點還是需要學生記憶tanθ= 及根據(jù)象限求φ的方法規(guī)律.
處理方法三:若a,b同正,則y=asinx+bcosx= sin(x+φ);若a,b同負,則y=asinx+bcosx=- sin(x+φ);若a正,b負,y=asinx+bcosx= sin(x-φ);若a負,b正,y=asinx+bcosx=- ·sin(x-φ); 前的正負號與系數(shù)a的性質(zhì)符號是一致的,其中由tanφ= 得銳角φ. 如 cosx-sinx=-sinx+ ·cosx=-(sinx- cosx)=-2sin(x-φ). 因為tanφ= ,所以銳角φ= ,因此 cosx-sinx=-2sinx- . 根據(jù)此法化簡-sinx-cosx=-(sinx+cosx)=- sinx+ .
這種解法的優(yōu)點是求得輔助角φ很簡單,只要根據(jù)tan = ,tan =1,tan = ,即可求得銳角φ,無須判斷點(a,b)象限,也就不必記憶規(guī)律(*)了. 從而大大降低了輔助角φ的計算錯誤. 但要注意的是提醒學生要注意兩個符號,一是sin(x±φ)的系數(shù)可正可負,實際操作時把含sinx的這部分寫在前面,若sinx的前面是負號,則添一個含負號的括號;若是正號,則無須添括號. 二是括號內(nèi)的符號可加可減,與添括號后cosx前的符號一致. 這種做法雖然正確率高,但過于程式化,程式化后容易形成思維定式、套路.
處理方法四:設φ是銳角,asinx+bcosx= sinx+ cosx,或者asinx-bcosx= sinx- cosx,目的使之轉(zhuǎn)化為兩角和、差的正弦或余弦,即 sin(x±φ), sin(φ±x)或 cos(x±φ), cos(φ±x).
這種解法較靈活,無須死記硬背規(guī)律,主要是熟練掌握兩角和差的正弦公式sin(α±β)=sinαcosβ+cosαsinβ和余弦公式cos(α±β)=cosαcosβsinαsinβ,記住幾個簡單的特殊的三角函數(shù)值即可. 如cosx-sinx= cosx- sinx= sin cosx-cos sinx= sin -x,cosx-sinx= cosx- ·sinx= cos cosx-sin sinx= cos +x. 學生容易出現(xiàn)的錯誤是將兩角的順序搞錯,錯誤的化簡為 sinx- . 減少這種錯誤的方法是建議學生注重轉(zhuǎn)化過程,不要漏步驟.這種解法大大加深了學生對公式轉(zhuǎn)化的理解,鞏固了已有知識,提高解決問題的能力,不知不覺中滲透了數(shù)學思想,摒棄了那種無意義的機械訓練.
輔助角的教學處理辦法很多,以上四種方法比較適合中職對口單招教學. 公式教學中教師應重視學生的生活經(jīng)驗,關(guān)注學生的原有知識基礎和思維基礎,利用設計陷阱,經(jīng)歷“試誤”,發(fā)現(xiàn)“錯誤”,小組討論等方式讓學生經(jīng)歷知識探究的艱難過程. 最后加上適度的數(shù)學訓練幫助學生加深對數(shù)學方法、規(guī)律的理解,達到增強記憶的目的. 至于教學實際中究竟哪種更適合學生,哪種方法更能減少學生的錯誤,這還需要教師多比較、多思考、多實踐. 在此引用陳光立老師的一句話作為結(jié)束語:“教之道在于度,學之道在于悟.”endprint