0 0 类别 : 教案

§5.10.1 解斜三角形应用举例教案 ●教学目标 (一)知识目标 1.实际应用问题中的专用名词； 2.解斜三角形问题的类型. (二)能力目标 1.会在各种应用问题中，抽象或构造出三角形，标出已知量、未知量，确定解三角形的 方法； 2.搞清利用解斜三角形可解决的各类应用问题的基本图形和基本等量关系； 3.理解各种应用问题中的有关名词、术语，如：坡度、俯角、仰角、方向角、方位角等；  4.通过解三角形的应用的学习，提高解决实际问题的能力. (三)德育目标 通过解斜三角形在实际中的应用，要求学生体会具体问题可以转化为抽象的数学问题， 以及数学知识在生产、生活实际中所发挥的重要作用. ●教学重点 1.实际问题向数学问题的转化； 2.解斜三角形的方法. ●教学难点 实际问题向数学问题转化思路的确定. ●教学方法 启发式 在教学中引导学生分析题意，分清已知与所求，根据题意画出示意图，并启发学生在 解三角形时正确选用正、余弦定理. ●教具准备 投影仪、三角板、幻灯片 第一张：例1、例2(记作§5.10.1 A) ［例1］自动卸货汽车的车箱采用液压结构，设计时需要计算油泵顶杆 BC的长度.已知 车箱的最大仰角为 60°，油泵顶点B与车箱支点A之间的距离为1．95ｍ，AB与水平线 之间的夹角为6°20′，AC长为1．40ｍ，计算BC的长(保留三个有效数字). ［例2］某渔船在航行中不幸遇险，发出求救信号，我海军舰艇在 A处获悉后，立即测 出该渔船在方位角为45°、距离A为10 ｎ　ｍｉｌｅ的C处，并测得渔船正沿方位角为 105°的方向，以 9　ｎ　ｍｉｌｅ／ｈ的速度向某小岛 B靠拢，我海军舰艇立即以 21 ｎ　ｍｉｌｅ／ｈ 的速度前去营救，试问舰艇应按照怎样的航向前进?并求出靠近渔船所用的时间. 第二张：例3、例4(记作§5.10.1 B) ［例3］用同样高度的两个测角仪 AB和 CD同时望见气球 E在它们的正西方向的上空， 分别测得气球的仰角是α和β，已知B、D间的距离为 a，测角仪的高度是b，求气球的 高度. ［例4］如图所示，已知半圆的直径 AB＝2，点C在AB的延长线上，BC＝1，点 P为半圆 上的一个动点，以 DC为边作等边△PCD，且点 D与圆心 O分别在 PC的两侧，求四边形 OPDC面积的最大值. ●教学过程 Ⅰ.课题导入 师：解三角形的知识在测量、航海、几何、物理学等方面都有非常广泛的应用，如果我们 抽去每个应用题中与生产生活实际所联系的外壳，就暴露出解三角形问题的本质，这就要 提高分析问题和解决问题的能力及化实际问题为抽象的数学问题的能力. 下面，我们将举例来说明解斜三角形在实际中的一些应用. Ⅱ.讲授新课 师：大家通过屏幕来看例1. (给出投影片§5.10.1 A) ［例 1］分析：求油泵顶杆 BC的长度也就是在△ABC内，求 边长 BC 的问题，而根据已知条件，AC＝1．40 ｍ，AB＝1．95 ｍ，∠BAC＝60°＋6°20′＝ 66°20′.相当于已知△ABC 的两边和它们的夹角，所以求解 BC 可根据余弦定理.解：由余弦定理，得 BC2＝AB2＋AC2－2AB·ACcosA ＝1．952＋1．402－2×1．95×1．40×cos66°20′＝3．571 ∴BC≈1．89　（ｍ） 答：油泵顶杆BC约长1．89　ｍ. 评述：此题虽为解三角形问题的简单应用，但关键是把未知边所处的三角形找到，在 转换过程中应注意“仰角”这一概念的意义，并排除题目中非数学因素的干扰，将数量关 系从题目准确地提炼出来. 师：下面我们继续分析例2. ［例 2］分析：设舰艇从 A 处靠近渔船所用的时间为ｘ ｈ，则利用余弦定理建立方程来解决较好，因为如图中的 ∠1，∠2 可以求出，而 AC已知，BC、AB均可用ｘ表示，故 可看成是一个已知两边夹角求第三边问题. 解：设舰艇从 A 处靠近渔船所用的时间为ｘｈ，则 AB ＝21ｘｎｍｉｌｅ，BC＝9ｘ ｎ ｍｉｌｅ，AC＝10 ｎ ｍ ｉｌｅ，∠ACB＝∠1＋∠2＝45°＋（180°－105°）＝120°， 根据余弦定理，可得 AB2＝AC2＋BC2－2AC·BC·cos120°得 (21ｘ)2＝102＋（9ｘ）2－2×10×9ｘcos120°， 即36ｘ 2－9ｘ 2×10＝0 解得ｘ 1＝ 3 2 ，ｘ 2＝－12 5 (舍去) ∴AB＝21ｘ＝14，BC＝9ｘ＝6 再由余弦定理可得 cosBAC＝ ,9286.010142 61014 2 222222    ACAB BCACAB ∴∠BAC＝21°47′，45°＋21°47′＝66°47′. 而舰艇方位角为66°47′ 3 2 小时即40分钟. 答：舰艇应以66°47′的方位角方向航行，靠近渔船则需要40分钟. 评述：解好本题需明确“方位角”这一概念，方位角是指由正北方向顺时针旋转到目 标方向线的水平角，其范围是（0°，360°）. 在利用余弦定理建立方程求出ｘ后，所求舰艇方位角就转化为一个已知三边求角的问 题，故仍然利余弦定理. 师：从上述两个例题，大家可以看出，实际问题的解决关键在于转化为具体的解三角 形问题，从而与我们已知的知识方法产生联系.在下面的例题分析中，我们继续加以体会.  (给出投影片§5.10.1 B). ［例 3］分析：在 Rt△EGA 中求解 EG，只有角α一个条 件，需要再有一边长被确定，而△EAC 中有较多已知条件，故 可在△ EAC 中考虑 EA 边长的求解，而在△ EAC 中有角 β，∠EAC＝180°－α两角与 BD＝a一边，故可以利用正弦 定理求解EA. 解：在△ACE 中，AC＝BD＝a，∠ACE＝β，∠AEC＝α－ β，根据正弦定理，得 AE＝ )sin( sin    a 在 Rt△AEG中，EG＝AEsinα＝ )sin( sinsin    a ∴EF＝EG＋b＝ )sin( sinsin    a ＋b， 答：气球的高度是 )sin( sinsin    a ＋b. 评述：此题也可以通过解两个直角三角形来解决，思路如下：设 EG＝ｘ，在 Rt△EGA 中，利用 cotα表示AG；在 Rt△EGC中，利用 cotβ表示 CG，而 CG－AG＝CA＝BD＝a，故 可以求出EG，又GF＝CD＝b，故 EF高度可求. ［例 4］分析：要求四边形 OPDC面积的最大值，这首先 需要建立一个面积函数，问题是选谁作为自变量，注意到动点 P在半圆上运动与∠POB 大小变化之间的联系，自然引入∠POB ＝θ作为自变量建立函数关系.四边形 OPDC 可以分成△OPC 与 等边△PDC，Ｓ△ OPC可用 2 1 ·OP·OC·sinθ 表示，而等边 △PDC的面积关键在于边长求解，而边长 PC可以在△POC中利用余弦定理表示，至于面积 最值的获得，则通过三角函数知识解决. 解：设∠POB＝θ，四边形面积为ｙ，则在△POC中，由余弦定理得： PC2＝OP2＋OC2－2OP·OCcosθ＝5－4cosθ ∴ｙ＝Ｓ△OPC＋Ｓ△PCD＝ 2 1 ×1×2sinθ＋ 4 3 （5－4cosθ） ＝2sin（θ－ 3  ）＋ 4 35 ∴当θ－ 3  ＝ 2  即θ＝ 6 5 时，ｙ max＝2＋ 4 35 . 评述：本题中余弦定理为表示△PCD的面积，从而为表示四边形 OPDC面积提供了可能， 可见正、余弦定理不仅是解三角形的依据，一般地也是分析几何量之间关系的重要公式，要 认识到这两个定理的重要性. 另外，在求三角函数最值时，涉及到两角和正弦公式 sin（α＋β）＝sinαcosβ＋ cosαsinβ的构造及逆用，应要求学生予以重视. Ⅲ.课堂练习 课本Ｐ 134练习1，2. Ⅳ.课时小结 师：通过本节学习，要求大家在了解解斜三角形知识在实际中的应用的同时，掌握由 实际问题向数学问题的转化，并提高解三角形问题及实际应用题的能力. Ⅴ.课后作业 (一)课本Ｐ 135习题5.10 1，2. (二)1.预习课本Ｐ 133～Ｐ 134. 2.预习提纲 (1)总结解斜三角形在实际中的应用； (2)解斜三角形的主要依据有哪些? ●板书设计 §5.10.1 解斜三角形应用举例（一） 1.应用题基本模式： 2.理解专业术语 4.学生练 习 （1）仰角 （2）方位角 3.正、余弦定理作用 ●备课资料 1.利用余弦定理证明正弦定理 在△ABC中，已知 a2＝b2＋c2－2bcosA，b2＝c2＋a2－2cacosB，c2＝a2＋b2－2abcosC.求 证： C c B b A a sinsinsin  证明：由a2＝b2＋c2－2bccosA，得 cosA＝ bc acb 2 222  实际问题 数学问题 数学解 解答问题 ∴sin2A＝1－cos2A＝1－（ bc acb 2 222  ）2＝ 2 22222 )2( )()2( bc acbbc  ))()()(( 4 sin 4 ))()()(( 4 )2)(2( 222 2 2 22 22 222222 cbacbacbacba cba A a cb cbacbaacbacb cb acbbcacbbc     记该式右端为 M，同理可得： .sin,sin 2 2 2 2 MC cMB b  ∴ .sinsinsin 2 2 2 2 2 2 C c B b A a  ∴ C c B b A a sinsinsin  2.应用举例 如图，在海岸 A 处发现北偏东 45°方向，距 A处( 3－1)海里的 B处有一艘走私船.在 A处北偏西 75° 方向，距 A 处 2 海里的 C 处的我方缉私船，奉命以 10 3海里／时的速度追截走私船，此时走私船正以 10 海里／时的速度，从 B 处向北偏东 30°方向逃窜.问： 辑私船沿什么方向行驶才能最快截获走私船?并求出所 需时间. 解：设辑私船应沿 CD方向行驶ｔ小时，才能最快截获(在D点)走私船，则 CD＝10 3 ｔ海里，BD＝10ｔ海里. ∵BC2＝AB2＋AC2－2AB·AC·cosA ＝（ 3－1）2＋22－2（ 3－1）·2cos120°＝6 ∴BC＝ 6 2 2 6 120sin2sinsin sinsin   BC AACABC ABC AC A BC ∴∠ABC＝45°， ∴B点在C点的正东方向上， ∴∠CBD＝90°＋30°＝120° ,2 1 310 120sin10sinsin sinsin   t t CD CBDBDBCD CBD CD BCD BD ∴∠BCD＝30° ∴∠DCE＝90°－30°＝60° 由∠CBD＝120°，∠BCD＝30° 得∠D＝30° ∴BD＝BC，即10ｔ＝ 6 ∴ｔ＝ 10 6 (小时)≈15(分钟) 答：辑私船沿北偏东 60°的方向行驶，才能最快截获走私船，需时约 15分钟.