于光香
摘要:函數(shù)與方程思想是中學數(shù)學重要思想方法之一,三角形是數(shù)學中最基本的圖形。在研究三角形的邊長和角度之間的數(shù)量關(guān)系中,需要運用函數(shù)與方程思想。本文從三個角度闡述函數(shù)與方程思想在解三角形這章中的滲透。
關(guān)鍵詞:解三角形;函數(shù)思想;方程思想
中圖分類號:G633.6文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2017)20-027-2
三角形是數(shù)學中最基本的圖形,解三角形這章的教學目標是指通過對任意三角形邊角關(guān)系的研究,發(fā)現(xiàn)并掌握三角形中的邊長與角度之間的數(shù)量關(guān)系,運用它們解決一些與測量和幾何計算有關(guān)的實際問題。
函數(shù)思想,是指用函數(shù)的概念和性質(zhì)去分析問題、轉(zhuǎn)化問題、和解決問題;方程思想,是從問題的數(shù)量關(guān)系入手,運用數(shù)學語言將問題中的條件轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型(方程、不等式、或方程組與不等式組),然后通過解方程(組)或不等式(組)來使問題獲解。
本章的知識內(nèi)容體現(xiàn)了多種多樣的數(shù)學思想方法,本文著重談函數(shù)與方程的思想在解三角形中的應用。
一、整體把握,一覽眾山小
在數(shù)學教學中,教師通過教學滲透,讓學生能夠站在數(shù)學思想的高度去看待數(shù)學知識和找到解決問題的入口。在解三角形中,主干知識就是兩個定理,分別是正弦定理:asinA=bsinB=csinC和余弦定理a2=b2+c2-2bccosA。我們在得出定理后,重點要從方程的角度幫助學生理解定理的應用。這兩個定理中涉及到三個邊和三個角共六個量,只要知道其中三個獨立的量就能求出其余三個量,再推廣到一般情況:如果一個三角形已知三個條件,這個三角形就是確定三角形,其他量就能通過正弦定理、余弦定理和其他公式求出。如果題目中方程的個數(shù)少于變量的個數(shù),解題的方向就是“消元”即減少變量的個數(shù)。如果變量最終減少到一個,這時我們就動用函數(shù)的思想,設(shè)未知量,尋求目標量與未知量之間的關(guān)系,即建立未知量和目標量之間的方程關(guān)系,然后用未知量表示目標量,問題就轉(zhuǎn)化為研究函數(shù)關(guān)系,運用函數(shù)思想來解決問題。
二、扎實訓練,處處有風景
在數(shù)學教學中,通過指導學生,讓學生切實能學到扎實的知識和基本技能,不能讓學生做數(shù)學題時沒有方向,也不能眼高手低。
例1:在△ABC中,角A、B、C所對的邊分別為a、b、c,acosB=5,bsinA=12,求a。
分析:此題中顯現(xiàn)條件有兩個,未知量是四個,求a的確定值。解題的方向應該是“消元”,由4個變量減少到2個,用方程組繼續(xù)消元得到a。
解:由正弦定理asinA=bsinB=csinC,得asinB=bsinA,又因為bsinA=12,所以asinB=12①,
由已知acosB=5②,
①2+②2得,a=13。
例2:在△ABC中,若a+2c=2b,sinB=2sinC,求cosA。
分析:此題中,未知量的個數(shù)達到了5個,因為目標量是cosA,是個比值,所以我們只需要知道a、b、c之間的關(guān)系即可求得。由正弦定理把角轉(zhuǎn)化為邊,變量減少到3個,方程有兩個,于是就能用其中一個量表示另外兩個量,從而余弦值水到渠成。
解:由正弦定理得sinBsinC=bc,于是b=2c①,
把①式代入到a+2c=2b,得a=2c②,
把①、②代入到cosA=b2+c2-a22bc,得出cosA=24。
在數(shù)學教學實踐中,學生遇到的困難比我們想的還要多。在例1中,學生會把sinB和cosB看成兩個變量,沒有理解sinB和cosB是角B的兩種表示方式。在例2中,學生遇到兩個方程三個變量時,找不到化簡的方向,“消元”的思想和方法都欠缺。例3中,學生化簡到c=a,得出三角形是等腰三角形,對解三角形了解不徹底。例4和例5是兩道綜合題,學生對如何選擇變量,如何找變量與目標量之間的路徑都有待于教師指導并實踐。在教學中,我們不僅要手把手教學生如何去想,如何去做,更要在課堂上留時間讓學生去想,去做,去表達。對學生解決問題過程中出現(xiàn)的任何細節(jié)問題,教師都不能一帶而過。我們要通過扎實的訓練,讓學生在做題時題題有收獲,處處有風景。
三、一題多解,條條大路通羅馬
在數(shù)學教學中,往寬處行,就是通過一題多解,拓寬學生的解題思路,給自己解題留有足夠的空間。
例3:在△ABC中,若b=2,c=1,B=45°,求a。
分析:這道題學生最容易想到的是用正弦定理,得出sinC,再得出角A,用余弦定理得出邊a。其實這道題最佳方法是用方程思想,用余弦定理直接就能求出a。
解法1:由正弦定理,得出sinC=12,C=30°或150°,
因為A+B<180°,所以C=30°,從而A=105°,
再由正弦定理,得出a=6+22。
解法2:由余弦定理b2=a2+c2-2accosB,
得a2-2a-1=0,
解得a=6+22或a=2-62(舍)。
例4:在△ABC中,若cosA=45,cosC=513,a=1,求b。
分析:題目中已知角A、C和邊a,解決問題的途徑1為:由正弦定理求出邊c,再由正弦定理求出b;途徑2為:由A+B+C=π,求出角B,再由正弦定理求出邊b。
解法1:因為cosA=45,cosC=513,角A、C是三角形內(nèi)角,
所以sinA=35,sinC=1213,
由正弦定理,得出c=2013,
再由正弦定理,得出b=2113。
解法2:因為cosA=45,cosC=513,A+B+C=π,
得到sinB=sin(A+C)=sinAcosC+cosAsinC=6365,
由正弦定理,得出b=2113。
在教學中,一題多解不僅能鞏固所學的知識,拓寬學生的思路,更能在解題過程中讓學生能夠增強自信。路寬,提供可選的余地大,學生才能放心大膽得去想。路寬,意味著有退路,有余地,學生才能有信心去攻克難題。endprint