中學(xué)階段的數(shù)學(xué)將三角學(xué)知識(shí)劃分為兩大塊,初中階段著重學(xué)習(xí)銳角三角函數(shù)及直角三角形的求解問題,也就是本單元所講述的“銳角三角函數(shù)”。高中階段,我們將接觸更廣泛的三角學(xué)知識(shí),這些知識(shí)涵蓋了斜三角形求解、三角函數(shù)概念、三角函數(shù)的反函數(shù)以及初步的三角方程等方面。初中階段的銳角三角函數(shù)不僅是高中深入學(xué)習(xí)三角函數(shù)的基石,更是理解幾何與代數(shù)關(guān)系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我們從以下幾對關(guān)系來加強(qiáng)對銳角三角函數(shù)的認(rèn)識(shí)。
銳角三角函數(shù)與常見圖形
從小學(xué)階段我們接觸過的正方形、長方形等常見幾何圖形出發(fā),逐步過渡到較為復(fù)雜的多邊形及圓,這些圖形中包含的角度與邊長之間的關(guān)系,為后續(xù)理解三角函數(shù)提供了直觀感受。在此基礎(chǔ)上,我們進(jìn)一步接觸了直角三角形,這是學(xué)習(xí)銳角三角函數(shù)的基礎(chǔ)。
通過深入分析,基本的銳角三角函數(shù)——正弦、余弦和正切可以被推導(dǎo)出來?!跋嗨迫切蔚呐卸ê托再|(zhì)”為掌握銳角三角函數(shù)設(shè)定了基本的結(jié)構(gòu),利用相似三角形兩邊長之比的恒等特性,可得“當(dāng)直角三角形的一個(gè)銳角固定時(shí),它的對邊與斜邊的比值不變”,進(jìn)而提出了正弦函數(shù)的概念。與此同時(shí),“全等三角形的判定和性質(zhì)”對理解整個(gè)章節(jié)概念亦起重要作用,如在分析直角三角形時(shí),只需要確定其他任意兩個(gè)基礎(chǔ)元素(除直角外必須至少含一條邊),三角形便能被確定。
銳角三角函數(shù)與其他函數(shù)
銳角三角函數(shù)的定義與我們之前所學(xué)的一次函數(shù)、反比例函數(shù)和二次函數(shù)定義差別較大。我們引入了一個(gè)新的視角,它表述的不再是以往的數(shù)值與數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系,而是銳角大小與兩邊比值之間對應(yīng)的關(guān)系,這種角與比值之間的對應(yīng)關(guān)系,用符號(hào)sinA、cosA、tanA來表示。如我們得出正弦定義后,很快能歸納出,在直角三角形中,對于銳角∠A的每一個(gè)確定的值,sinA都有唯一確定的值與它對應(yīng),符合函數(shù)的定義。我們以同樣的標(biāo)準(zhǔn)可以得出cosA、tanA也是銳角∠A的函數(shù)。這樣,我們就能更加清晰地感知變量之間的對應(yīng)關(guān)系,對函數(shù)的本質(zhì)也有了更深刻的理解。
本章所研究的銳角三角函數(shù)反映了銳角與各邊比值之間的函數(shù)關(guān)系,這雖然與一次函數(shù)、反比例函數(shù)以及二次函數(shù)所反映的數(shù)值與數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系不太相同,但都反映了變量之間的對應(yīng)關(guān)系,其本質(zhì)上是一致的。當(dāng)我們掌握基本規(guī)則之后,便能夠自行推導(dǎo)出結(jié)論并在實(shí)際操作過程中發(fā)現(xiàn)其獨(dú)特之處,從而進(jìn)一步深化對銳角三角函數(shù)的認(rèn)知。
用銳角三角函數(shù)解決實(shí)際問題
我們可以通過具體實(shí)例來說明如何運(yùn)用銳角三角函數(shù)知識(shí)解決實(shí)際問題,比如,計(jì)算建筑物高度或測量距離等。我們既可以感受銳角三角函數(shù)的理論來源于實(shí)際問題,是解決實(shí)際問題的需要,又可以親身體驗(yàn)它們在解決實(shí)際問題中所起的作用,體驗(yàn)由實(shí)際問題抽象出數(shù)學(xué)問題,再通過解決數(shù)學(xué)問題獲得合理的答案。
通過對銳角三角函數(shù)的學(xué)習(xí),我們不僅掌握了處理角度與邊長轉(zhuǎn)換的基本技能,同時(shí)也為將來更深入地探索三角函數(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。高中階段,我們將繼續(xù)深化對三角函數(shù)的研究,研究其周期性、圖象特性等方面。希望我們都能保持好奇心,勇于探索未知世界!
綜上所述,銳角三角函數(shù)作為連接幾何與代數(shù)的橋梁,在數(shù)學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)體系中扮演著不可或缺的角色。掌握好這部分內(nèi)容,不僅有助于提高解決問題的能力,更能激發(fā)我們對數(shù)學(xué)的興趣與熱情。
(作者單位:江蘇省常州市金壇區(qū)段玉裁中學(xué))