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正弦和余弦的诱导公式的教案 高一.doc(89.5KB)
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0 0 类别 : 教案
诱导公式教案 1   教学目标   1.通过本节课的教学,使学生掌握诱导公式的推导方法和记忆方 法.   2.会运用这些公式求解任意角的三角函数的值,并会进行一般的 三角关系式的化简和证明.   3.培养学生观察问题、解决问题、抽象概括问题的能力,并注意完 善学生的基本数学思想和数学意识.   教学重点与难点   诱导公式的推导.   教学过程设计   师:我们前面学习过诱导公式一,请说出诱导公式一及其文字叙述. 它在转化任意角的三角函数中所起的作用是什么?   生:(学生口述的同时,教师板书诱导公式一.)   sin(k·360°+α)=sinα,cos(k·360°+α)=cosα,   tan(k·360°+α)=tanα,cot(k·360°+α)=cotα.(k∈Z)   文字叙述:终边相同的角的同一个三角函数的值相等.   它在转化任意角的三角函数中所起的作用是:把求任意角的三角函 数值的问题,转化为求 0°~360°(或 0~2π)之间角的三角函数值的问 题.   师:(副板书)试求出 sin 2016°的值.   生:由公式一, sin 2016°=sin(5×360°×216°)=sin 216°.   (至此,绝大多数同学已无法再演算下去了.)   (以旧知识的复习,导出新的问题,使学生新的求知欲得到激发, 渴望得到回答,以达到以旧带新,以旧拓新的目的.)   师:能否导出一些新的公式来解决这类问题?可先看这道具体问题 如何求解.我们知道 0°~90°之间的角的三角函数值可以通过查表求 得.那么,能否借助一个工具,在 0°~90°之间找到一个角α,把求 sin 216°的值的问题转化为求α角的三角函数值问题?(进一步诱导, 使学生进入愤悱状态.)   师:(投影图 1)216°角的终边OP在第三象限内,将OP反向延长, 与单位圆交于 P′点,则在 0°~90°之间找到一个角α=216°- 180°=36°.由于△OPM≌△OP′M′,所以有MP=M′P′.又因为 sin 216°=MP,sin 36°=M′P′,而MP与M′P′的长度相同、方向 相反,所以有 sin 216°=-sin 36°.这样便把求 sin 216°的值的问题, 转化为可查表的 36°角的三角函数求值问题.   你能把以上几何变换的过程,用三角关系式表示出来吗?(向“公 式化”过渡.实际上我们先经过了一次将三角问题几何化——利用正弦 线.)   生:sin 216°=sin(180°+36°)=-sin36°.   师:180°~270°之间角的余弦函数问题,是否也可以通过这种变 换,转化为求α角在 0°~90°之间的三角函数问题?(迁移作用)   (师适当提示:观察余弦线的数量关系.)   生:……   师:180°~270°之间角的正切、余切函数的求值问题,是否也可 以通过这样的变换转化求值?   (师适当提示:方法 1,仍通过三角函数线观察出结果;方法 2,可 通过同角三      生:……   师:可见 180°~270°之间角的三角函数求值问题都可以通过类似 的变换求出三角函数的值.能否把这种变换求值的方法,总结成公式形 式?   (从具体问题的求解,到公式的形成是一种质的飞跃.)   师:(适当提示:先把 180°~270°之间的角用α(α是 0°~90° 之间的角)表示出来.)   生:(板书)   sin(180°+α)=-sinα, cos(180°+α)=-cosα,   tan(180°+α)=tanα, cot(180°+α)=cot α.   师:这组公式通常称为诱导公式二.观察其结构特征:①同名函数 关系;②符号规律:右边符号与 180°+α角所在象限(第三象限)角的 原三角函数值的符号相同.(为总结公式的记忆方法打基础.)   师:任意角的三角函数值问题,可以由公式一化为 0°~360°之间 角的三角函数值问题;180°~270°之间角的三角函数值,又可通过诱 导公式二化为 0°~90°之间角的三角函数值,从而得出函数值;那么 90°~180°、270°~360°之间的角的三角函数值问题,能否转化为 0°~90°之间角的三角函数值来求出解答?(横向联想,公式二的归纳 过程,会对学生的思维产生正向的影响.)   (师提示:由对称性找出角的终边间的关系,再证出三角函数线的 数量关系,正切、余切函数的诱导公式可由同角三角函数的基本关系式 推出.)   生:……(讨论的同时,完成图 2.)   师:(板书)      生:(板书完成)   sin(-α)=-sinα,cos(-α)=cosα,   tan(-α)=tanα, cot(-α)=-cotα.   (及时评价、反馈.)   师:这组公式通常称为诱导公式三.观察其结构特征:①同名函数 关系;②符号规律是:右边符号与-α所在的第四象限角的原三角函数 值的符号相同.   师:(板书)      生:(完成板书)   sin(180°-α)=sinα, cos(180°-α)=-cosα,   tan(180°-α)=-tanα,cot(180°-α)=-cotα.   (师及时评价、反馈.)   师:这组公式通常称为诱导公式四.观察其结构特征:①同名函数 关系;②符号规律:右边符号与 180°-α所在的第二象限角的原三角 函数值的符号相同.   师:由于 360°-α角与-α角的终边相同,它们的同一三角函数 值相等,所以有(板书)   sin(360°-α)=-sinα, cos(360°-α)=cosα,   tan(360°-α)=-tanα, cot(360°-α)=-cotα.   师:目前,连同公式一,我们一共得到了五组诱导公式,利用它们, 可以求出任意角的三角函数值.为使公式更具一般性,不妨大胆猜测: 若公式中的角α为任意角,公式是否仍能成立?(推广到一般性.)   生:……   师:大胆猜测,还要小心求证.没有大胆猜测,就没有事物的发展 和进步;(鼓励猜想),没有经过证明的结论总是危险的.我们可先以公 式二为例,证明究竟谁猜的对.(要证明猜测的结论,学生情绪进一步 高涨.)   师:(投影图 3)   生:……   (师提示:可先由三角函数线或由三角函数定义,推出 sin(180°+ α)与 sinα,cos(180°+α)与 cosα的数量关系,再用同角三角函数的 基本关系式推出      师:由此可见,α为任意角时,公式二仍然成立.类似于公式二的 推证方法,可以证明公式三也成立.而 180°-α可以写成 180°+(- α),360°-α又与-α角终边相同,容易推出,对任意角α,公式 三、四、五也都成立.验证过程由同学们在课下完成.   (给学生留有细心体验发现的空间.)   (到此完成了又一次的升华.)   师:本节课推得的公式较多,如何记忆这些公式呢?(机械记忆显 然不可行.)由推证公式的过程可知,其结构具有一定的规律性:①等 号两边的函数名称相同;②符号规律:把α看作锐角时,等号右边的 符号与 k·360°+α(k∈Z)(第一象限角)、-α(第四象限角)、180°+ α(第三象限角)、180°-α(第二象限角)、360°-α(第四象限角)所在象 限的原三角函数值的符号相同.(可回顾图 2)   综上所述,这些公式可以概括如下:   k·360°+α(k∈Z),-α,180°±α,360°-α的三角函数值, 等于α的同名三角函数值,前面加上一个把α看成锐角时原函数值的 符号.   师:(投影图 4,用红色标出 x轴)由于把α看作锐角时,k·360° +α,180°±α,-α,360°-α均可看作由 x轴出发加或减α得 到的,所以这五组诱导公式又可称为“水平诱导”公式.按如下方法记 忆: 水平诱导名不变;符号看象限.   师:下面给大家半分钟,体会上述记忆方法并考虑用弧度制如何表 示上述公式?   生:……   (师个别提问.及时反馈.这样可提高学生的学习积极性和学习效 率.)   师:用诱导公式都可以解决哪些问题?(自问自答)   作用 1:求值.一般可按如下步骤进行:   以上步骤可简化为:   负化正;正化主;主化锐角可查表.   (0°~360°之间的角α叫做主值或主角)   例 1 求下列各三角函数值.                  主”,注意去掉的是 2kπ即 12π,而不能去掉 13π;由公式四 “主化锐”为      (2)tan 2025°=tan(5×360°+225°)=tan 225°=tan(180°+ 45°)=tan 45°=1.   师:新学公式,不得跳步.(3)、(4)小题请同学完成.(各请一位同学 板演,同时教师巡视.)   (3)cos(-519°)=cos 519°=cos(360°+159°)=cos 159°   =cos(180°-21°)=-cos 21°=-0.933 6.      师:运用熟练后,还可以总结出简炼快捷的求值方法.(提出更高 的目标.由公式指导实践是质的又一次升华.)   作用 2:化简或证明.可把复杂问题化简单,直到解决问题.      分析:本题既要看代数结构,三角结构,还要观察角的结构.请同 学观察:   (1)各项均与角α有关,所以先用诱导公式化简为同角的三角函数;   (2)需求 sinα,cosα,tanα的值;   (3)求和可得到解答.         cos(π-α)+tan(-α)=-cosα-tanα=-(cosα+tanα)=      (说明:以上过程可由学生先解,然后老师及时反馈.)   例 3 求证:   师:请同学注意观察此题的代数结构、三角结构和角的结构,然后 独立完成.(一名同学板演,同时老师巡视.)         =1.   (师及时反馈.)   师:(小结)诱导公式(二)~(五)的推导方法类似,应抓住角的终边位 置对称(关于原点、y轴、x轴对称)的特点及三角函数的数量关系、同角三 角函数的关系.   记忆公式,要把握五组公式的结构特征:   (1)函数名称关系:函数名相同;   (2)符号规律:公式右边的符号为把α视为锐角时,角 k·360°+ α(k∈Z),-α、180°±α,360°-α所在象限的原三角函数值的符 号.(回顾图 2-7)   记忆:水平诱导名不变;符号看象限.   应用:(1)计算求值.步骤可简单记为:负化正,正化主,主化锐角 可查表.(2)化简证明.要分析题目的三个结构——代数结构、三角结构 和角的结构.   希望同学们今后在不断的应用实践中,总结出更简捷的方法和解题 步骤.(鼓励学生不断实践和总结,以达到更好地使公式内化的目的.)   课堂练习:课本 P158练习第 3题.   课外题:课本 P163习题十三第 4.(1)~(4),第 5题.   课堂教学设计说明   一、本节课的教学过程:   1.复习旧知识,引出新课;   2.由 sin216°的求值过程,引导学生发现推证公式的方法和途径;   3.将解题过程抽象化、概括化,推出公式   sin(180°+α)=-sinα.(其中α为 0°~90°之间的角)   4.类比推出公式二,从而推出公式三、四、五;   5.推广到任意角并加以证明;   6.找规律,谈记忆;   7.讲应用,说方法;   8.例题、小结、练习、作业.   二、本节课的指导思想:   课本上采用的是直接给出 90°~180°,180°~270°,270°~ 360°之间的角,可以用 180°-α,180°+α,360°- α(0°≤α≤90°)来表示,然后加以证明出结论.其简捷、节约时间的 特点是显而易见的.但总有一种把知识作为“结果”传授给学生的感觉, 学生只要接受、反复练习就算完成了“内化”的过程.而利用环节 1~ 5,把从实践经验(解题)上升到理论高度(公式),再由理论(公式)去指导 实践(解题)的过程,展现给学生;也使学生的数学思想和数学意识得到 了提高;培养了学生“发现”问题.“解决”问题的能力.   美国心理学家布鲁纳指出:“教学过程是一种提出问题和解决问题 的持续不断的活动.”思维永远是从问题开始的.所以本节课采用了逐 步设疑、诱导、解疑,指导学生去“发现”的方法,使学生始终处在兴趣 盎然的状态,课堂气氛活跃.   另外,本节课公式的验证方法,是以学生已经掌握了“三角函数 线”为基础的,这样可以加强几何直观,便于理解和应用.在环节 4, 先推出诱导公式在 0°~360°范围内成立的目的是:便于发现公式的结 构特征,理解求值的步骤,以便学生掌握和熟练应用.      
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