霍喜梅
摘 要:三角函數(shù)是物理中描述周期現(xiàn)象的重要數(shù)學(xué)模型,因此對它的研究和應(yīng)用勢在必得。在初中數(shù)學(xué)中,為解直角三角形引入了銳角三角函數(shù);為解任意三角形而推廣到了鈍角三角函數(shù);在學(xué)了任意角的概念后,為了刻畫一些簡單的周期運(yùn)動(已和解三角形毫無關(guān)系了)而再次推廣到任意角的三角函數(shù),后者成為非常重要的函數(shù),是描述一般周期函數(shù)的基石。
關(guān)鍵詞:三角函數(shù);公式教學(xué);數(shù)形結(jié)合;化歸思想
三角函數(shù)全程滲透著數(shù)形結(jié)合的思想,但在實(shí)際教學(xué)過程中,學(xué)生對數(shù)形結(jié)合思想理解不到位,導(dǎo)致出現(xiàn)了“死記硬背”公式的現(xiàn)象,從而在解題時(shí)錯(cuò)誤率較高,得分整體偏低。在多次的高考數(shù)學(xué)研討會上,三角函數(shù)成了數(shù)學(xué)老師探討的話題。經(jīng)過多年的一線教學(xué),對三角函數(shù)中的公式教學(xué),我有以下建議:
一、重基礎(chǔ),重來源
例如在弧度制的教學(xué)中,首先必須掌握弧度制的定義:把長度等于半徑長的弧所對的圓心角叫做1弧度的角。因此在單位圓(半徑為1)中就有以下等式
2πrad=360。
那么在這個(gè)等式兩端同除以2π,就會得到
1rad=( )。
同除以360得到 1°= rad.
這樣就輕而易舉地得到了角度與弧度的換算公式。而且知道這種轉(zhuǎn)化方法的話,大大減少了記憶量,也一定程度上增加了準(zhǔn)確性。
在此基礎(chǔ)上繼續(xù)結(jié)合初中所學(xué)扇形的弧長(? )和面積
(? )公式,可很容易地推導(dǎo)出弧度制下扇形的弧長(? )和面積(? )公式。
二、重理解,重過程
例如在終邊相同的角的表示中,首先要理解終邊相同的角有無數(shù)個(gè),這無數(shù)個(gè)角不可能一一表示出來,因此需要觀察這些角之間的差別,能否統(tǒng)一用某個(gè)式子表示?借助多媒體演示角的發(fā)展過程,學(xué)生會輕而易舉地找出終邊相同的角之間相差360°的整數(shù)倍。從而得到以下公式
而且k為什么取整數(shù)也一目了然。
三、重?cái)?shù)形結(jié)合思想
例如在誘導(dǎo)公式的教學(xué)中,大部分老師用“奇變偶不變,符號看象限”來總結(jié)記憶。但在實(shí)際做題中,反映出大部分學(xué)生只知道這十個(gè)字,不知道它的具體含義,因此會出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤。但如果我們能很好地應(yīng)用如下的數(shù)形結(jié)合思想方法,我覺得誘導(dǎo)公式就不會那么難了。
在平面直角坐標(biāo)系中,把坐標(biāo)軸如下標(biāo)記:
即在化簡時(shí),若求cos(π+α),只需把α先看成銳角,再看π+α在第幾象限(在π的基礎(chǔ)上,沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)銳角的大小,發(fā)現(xiàn)π+α在第三象限),而第三象限余弦為負(fù),故cos(π+α)=-cosα。
又如? ? ? ? ? 是 的奇數(shù)倍,因此函數(shù)名先變?yōu)橛嘞?,再? ? 在第幾象限?(在 的基礎(chǔ)上,減沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)銳角的大小,發(fā)現(xiàn)? ? 在第三象限),故
。
在利用誘導(dǎo)公式把任意角的三角函數(shù)轉(zhuǎn)化為銳角三角函數(shù)的步驟:“負(fù)化正,大化小,化到銳角即可”。
四、重化歸思想
因?yàn)樵谏婕暗叫稳鐈=asinx+bcosx+k的三角函數(shù)求最值,對稱軸,對稱中心,單調(diào)區(qū)間時(shí),需要先統(tǒng)一把函數(shù)化成y=Asin(ωx+ψ)+k的形式,這就需要輔助角公式準(zhǔn)確化簡。
例如:某實(shí)驗(yàn)室一天的溫度(單位:℃)隨時(shí)間t(單位:h)的變化近似滿足函數(shù)關(guān)系:
(1)求實(shí)驗(yàn)室這一天的最大溫差;
(2)若要求實(shí)驗(yàn)室溫度不高于11℃,則在哪段時(shí)間實(shí)驗(yàn)室要降溫?
解:(1)因?yàn)?/p>
又
當(dāng)t=2時(shí),? ? ? ? ?f(t)有最小值8;
當(dāng)t=14時(shí),? ? ? ? f(t)有最大值12;故實(shí)驗(yàn)室這一天的最大溫差為4℃.
(2)依題意,當(dāng)f(t)>11時(shí)實(shí)驗(yàn)室需要降溫。
由(1)得
故在10時(shí)至18時(shí)實(shí)驗(yàn)室需要降溫。
因此,解決三角函數(shù)實(shí)際應(yīng)用題時(shí)應(yīng)注意以下四點(diǎn):
①活用輔助角公式準(zhǔn)確化簡;
②準(zhǔn)確理解題意,實(shí)際問題數(shù)學(xué)化;
③“? ? ”整體處理;
④活用函數(shù)圖像性質(zhì),數(shù)形結(jié)合。
因此三角函數(shù)的公式教學(xué)中重細(xì)節(jié),重過程,重?cái)?shù)形結(jié)合和化歸思想的話,公式的記憶和理解也就容易了很多!