3.1.2两角和与差的正弦、余弦、正切公式(2)教案
教学分析
1.两角和与差的正弦、余弦、正切公式是在研究了两角差的余弦公式的基础上,进一步研究具有“两角和差”关系的正弦、余弦、正切公式的.在这些公式的推导中,教科书都把对照、比较有关的三角函数式,认清其区别,寻找其联系和联系的途径作为思维的起点,如比较cos(α-β)与cos(α+β),它们都是角的余弦只是角形式不同,但不同角的形式从运算或换元的角度看都有内在联系,即α+β=α-(-β)的关系,从而由公式C(α-β)推得公式C(α+β),又如比较sin(α-β)与cos(α-β),它们包含的角相同但函数名称不同,这就要求进行函数名的互化,利用诱导公式(5)(6)即可推得公式S(α-β)、S(α+β)等.
2.通过对“两角和与差的正弦、余弦、正切公式”的推导,揭示了两角和、差的三角函数与这两角的三角函数的运算规律,还使学生加深了数学公式的推导、证明方法的理解.因此本节内容也是培养学生运算能力和逻辑思维能力的重要内容,对培养学生的探索精神和创新能力,发现问题和解决问题的能力都有着十分重要的意义.
3.本节的几个公式是相互联系的,其推导过程也充分说明了它们之间的内在联系,让学生深刻领会它们的这种联系,从而加深对公式的理解和记忆.本节几个例子主要目的是为了训练学生思维的有序性,逐步培养他们良好的思维习惯,教学中应当有意识地对学生的思维习惯进行引导,例如在面对问题时,要注意先认真分析条件,明确要求,再思考应该联系什么公式,使用公式时要具备什么条件等.另外,还要重视思维过程的表述,不能只看最后结果而不顾过程表述的正确性、简捷性等,这些都是培养学生三角恒等变换能力所不能忽视的.
二、三维目标
1.知识与技能:
在学习两角差的余弦公式的基础上,通过让学生探索、发现并推导两角和与差的正弦、余弦、正切公式,了解它们之间的内在联系,并通过强化题目的训练,加深对公式的理解,培养学生的运算能力及逻辑推理能力,从而提高解决问题的能力.
2.过程与方法:
通过两角和与差的正弦、余弦、正切公式的运用,会进行简单的求值、化简、恒等证明,使学生深刻体会联系变化的观点,自觉地利用联系变化的观点来分析问题,提高学生分析问题解决问题的能力.
3.情感态度与价值观:
通过本节学习,使学生掌握寻找数学规律的方法,提高学生的观察分析能力,培养学生的应用意识,提高学生的数学素质.
三、重点难点
教学重点:两角和与差的正弦、余弦、正切公式及其推导.
教学难点:灵活运用所学公式进行求值、化简、证明.
四、课时安排
2课时
五、教学设想
(一)导入新课
思路1.(复习导入)让学生回忆上节课所学的六个公式,并回忆公式的来龙去脉,然后让一个学生把公式默写在黑板上或打出幻灯.教师引导学生回顾比较各公式的结构特征,说出它们的区别和联系,以及公式的正用、逆用及变形用,以利于对公式的深刻理解.这节课我们将进一步探究两角和与差的正弦、余弦、正切公式的灵活应用.
思路2
7
.(问题导入)教师可打出幻灯,出示一组练习题让学生先根据上节课所学的公式进行解答.
1.化简下列各式
(1)cos(α+β)cosβ+sin(α+β)sinβ;
(2);
(3)
2.证明下列各式
(1)
(2)tan(α+β)tan(α-β)(1-tan2tan2β)=tan2α-tan2β;
(3)
答案:1.(1)cosα;(2)0;(3)1.
2.证明略.
教师根据学生的解答情况进行一一点拨,并对上节课所学的六个公式进行回顾复习,由此展开新课.
(二)推进新课、新知探究、提出问题
①请同学们回忆这一段时间我们一起所学的和、差角公式.
②请同学们回顾两角和与差公式的区别与联系,可从推导体系中思考.
活动:待学生稍做回顾后,教师打出幻灯,出示和与差角公式,让学生进一步在直观上发现它们内在的区别与联系,理解公式的推导充分发挥了向量的工具作用,更要体会由特殊到一般的数学思想方法.教师引导学生观察,当α、β中有一个角为90°时,公式就变成诱导公式,所以前面所学的诱导公式其实是两角和与差公式的特例.在应用公式时,还要注意角的相对性,如α=(α+β)-β,等.让学生在整个的数学体系中学会数学知识,学会数学方法,更重要的是学会发现问题的方法,以及善于发现规律及其内在联系的良好习惯,提高数学素养.
sin(α±β)=sinαcosβ±cosαsinβ〔S(α±β)〕;
cos(α±β)=cosαcosβsinαsinβ〔C(α±β)〕;
tan(α±β)=〔T(α±β)〕.
讨论结果:略.
(三)应用示例
思路1
例1 利用和差角公式计算下列各式的值.
(1)sin72°cos42°-cos72°sin42°;
(2)cos20°cos70°-sin20°sin70°;
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(3)
活动:本例实际上是公式的逆用,主要用来熟悉公式,可由学生自己完成.对部分学生,教师点拨学生细心观察题中式子的形式有何特点,再对比公式右边,马上发现(1)同公式S(α-β)的右边,(2)同公式C(α+β)右边形式一致,学生自然想到公式的逆用,从而化成特殊角的三角函数,并求得结果.再看(3)式与T(α+β)右边形式相近,但需要进行一定的变形.又因为tan45°=1,原式化为,再逆用公式T(α+β)即可解得.
解:(1)由公式S(α-β)得
原式=sin(72°-42°)=sin30°=.
(2)由公式C(α+β)得
原式=cos(20°+70°)=cos90°=0.
(3)由公式T(α+β)得
原式==tan(45°+15°)=tan60°=.
点评:本例体现了对公式的全面理解,要求学生能够从正、反两个角度使用公式.与正用相比,反用表现的是一种逆向思维,它不仅要求有一定的反向思维意识,对思维的灵活性要求也高,而且对公式要有更全面深刻的理解.
变式训练
1.化简求值:
(1)cos44°sin14°-sin44°cos14°;
(2)sin14°cos16°+sin76°cos74°;
(3)sin(54°-x)cos(36°+x)+cos(54°-x)sin(36°+x).
解:(1)原式=sin(14°-44°)=sin(-30°)=-sin30°=.
(2)原式=sin14°cos16°+cos14°sin16°=sin(14°+16°)=sin30°=.
(3)原式=sin[(54°-x)+(36°+x)]=sin90°=1.
2.计算
解:原式==tan(45°-75°)=tan(-30°)=-tan30°=.
例2 已知函数f(x)=sin(x+θ)+cos (x-θ)的定义域为R,设θ∈[0,2π],若f(x)为偶函数,求θ的值.
活动:本例是一道各地常用的、基础性较强的综合性统考题,其难度较小,只需利用偶函数的定义,加上本节学到的两角和与差的三角公式展开即可,但不容易得到满分.教师可先让学生自己探究,独立完成,然后教师进行点评.
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解:∵f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x),
即sin(-x+θ)+cos(-x-θ)=sin(x+θ)+cos(x-θ),
即-sinxcosθ+cosxsinθ+cosxcosθ-sinxsinθ
=sinxcosθ+cosxsinθ+cosxcosθ+sinxsinθ.
∴sinxcosθ+sinxsinθ=0.
∴sinx(sinθ+cosθ)=0对任意x都成立.
∴sin(θ+)=0,即sin(θ+)=0.
∴θ+=kπ(k∈Z).∴θ=kπ-(k∈Z).
又θ∈[0,2π),∴θ=或θ=.
点评:本例学生可能会根据偶函数的定义利用特殊值来求解.教师应提醒学生注意,如果将本例变为选择或填空,可利用特殊值快速解题,作为解答题利用特殊值是不严密的,以此训练学生逻辑思维能力.
变式训练
已知: