銳角三角函數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)體系的重要構(gòu)成部分,也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重、難點(diǎn)。學(xué)生在解決銳角三角函數(shù)的實(shí)際問題時(shí),總是出現(xiàn)這樣或那樣的錯(cuò)誤。雖然學(xué)生通過學(xué)習(xí)銳角三角函數(shù)的概念,有了一定的知識(shí)基礎(chǔ),但在具體的實(shí)際問題中如何構(gòu)建直角三角形,并根據(jù)已知條件選擇恰當(dāng)?shù)匿J角三角函數(shù),還是有一些困難的,易混淆,也易出錯(cuò)[1]。
利用銳角三角函數(shù)和勾股定理的知識(shí)綜合解決實(shí)際生活中的問題,可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,還可以通過這樣的方式,將數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法傳遞給學(xué)生。
下面列舉三個(gè)基本模型,以幫助學(xué)生解決銳角三角函數(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用問題。
一、構(gòu)建一個(gè)直角三角形模型
根據(jù)題意構(gòu)建含已知角的直角三角形,把題目中的已知和未知有效地溝通起來。
例1如圖1,某公園人口處原有三級(jí)臺(tái)階,每級(jí)臺(tái)階高為18 cm,寬為30 cm,為方便殘疾人通行,現(xiàn)將臺(tái)階改為斜坡,設(shè)臺(tái)階的起點(diǎn)為A,斜坡的起始點(diǎn)為C,現(xiàn)設(shè)計(jì)斜坡BC的坡度為1/5。求AC的長(zhǎng)度。
點(diǎn)評(píng):這道題是考查解銳角三角函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用即坡度問題,注意掌握坡度的定義,注意數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用。通過輔助線(作高線)的作法,構(gòu)建出直角三角形,從而問題得以解決。
二、構(gòu)建“直角三角形十矩形”模型
如果梯形的內(nèi)角中有已知角時(shí),一般過較短的底邊作梯形的高,可構(gòu)建出含已知角的直角三角形和矩形。
例2 如圖2所示,在電線桿上的C處引拉線CE、CF固定電線桿,拉線CE和地面成60°角,在離電線桿6m的B處安置測(cè)角儀,在A處測(cè)得電線桿上C處的仰角為30°,已知測(cè)角儀的高AB為1.5 m,求拉線CE的長(zhǎng)(結(jié)果保留根號(hào))。
點(diǎn)評(píng):這道題是考查解銳角三角函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用即仰角俯角問題,注意掌握仰角、俯角的定義,注意數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用。通過輔助線的作法,構(gòu)建出含已知角的直角三角形和矩形,從而問題得以解決。
三、構(gòu)建“有公共高的雙直角三角形”模型
如果三角形中,已知兩個(gè)角和夾邊求高,以及求其他的邊長(zhǎng)的問題,一般通過作高線,可構(gòu)建出含有公共高的雙直角三角形模型,利用方程的思想方法解決問題。以下兩個(gè)模型的最后結(jié)果,還可以作為公式加以應(yīng)用,在解決填空題、選擇題時(shí),可直接代用公式計(jì)算得出答案。
如圖3所示,已知△ABC中,BC=a,∠ABC=a,∠ACD=β,求△ABC的高AD。
例3如圖5所示,某數(shù)學(xué)興趣小組為測(cè)量教學(xué)樓CD的高,先在A處用高為1.5 m的測(cè)角儀測(cè)得教學(xué)樓頂端D的仰角∠DEG為30°,再向前走20 m到達(dá)B處,又測(cè)得教學(xué)樓頂端D的仰角∠DFG為60°,A,B,C三點(diǎn)在同一水平線上,求教學(xué)樓CD的高(結(jié)果保留根號(hào))。
點(diǎn)評(píng):這道題考查了銳角三角函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用,屬于典型的有公共高的雙直角三角形(模型2)的應(yīng)用,可用模型2的方法解決問題。但由于此題的角度的特殊性,可把已知條件EF的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)化到DF,從而把問題放在Rt△DFG中,根據(jù)銳角三角函數(shù)即可求出DG,從而求出教學(xué)樓CD的高。顯然這個(gè)方法要比模型2的方法簡(jiǎn)單得多。
總之,在解決銳角三角函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用題時(shí),應(yīng)把握好銳角三角函數(shù)的定義,通過作輔助線,構(gòu)建出直角三角形,善于識(shí)別以上三個(gè)基本模型,反復(fù)訓(xùn)練,并靈活地加以應(yīng)用。但我們解題的時(shí)候,也不要盲目地套用模型,注意觀察條件,找到更好的解決方法。
參考文獻(xiàn):
[1]周曉鳳.銳角三角函數(shù)的類型及應(yīng)用[J].數(shù)學(xué)大世界(中旬),2019(5).
作者單位:云南省昆明市實(shí)驗(yàn)中學(xué)