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浅谈三角函数中的公式教学

2019-11-30霍喜梅

新一代 2019年20期
关键词:化归思想三角函数数形结合

霍喜梅

摘 要:三角函数是物理中描述周期现象的重要数学模型,因此对它的研究和应用势在必得。在初中数学中,为解直角三角形引入了锐角三角函数;为解任意三角形而推广到了钝角三角函数;在学了任意角的概念后,为了刻画一些简单的周期运动(已和解三角形毫无关系了)而再次推广到任意角的三角函数,后者成为非常重要的函数,是描述一般周期函数的基石。

关键词:三角函数;公式教学;数形结合;化归思想

三角函数全程渗透着数形结合的思想,但在实际教学过程中,学生对数形结合思想理解不到位,导致出现了“死记硬背”公式的现象,从而在解题时错误率较高,得分整体偏低。在多次的高考数学研讨会上,三角函数成了数学老师探讨的话题。经过多年的一线教学,对三角函数中的公式教学,我有以下建议:

一、重基础,重来源

例如在弧度制的教学中,首先必须掌握弧度制的定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角。因此在单位圆(半径为1)中就有以下等式

2πrad=360。

那么在这个等式两端同除以2π,就会得到

1rad=( )。

同除以360得到 1°= rad.

这样就轻而易举地得到了角度与弧度的换算公式。而且知道这种转化方法的话,大大减少了记忆量,也一定程度上增加了准确性。

在此基础上继续结合初中所学扇形的弧长(  )和面积

(  )公式,可很容易地推导出弧度制下扇形的弧长(  )和面积(  )公式。

二、重理解,重过程

例如在终边相同的角的表示中,首先要理解终边相同的角有无数个,这无数个角不可能一一表示出来,因此需要观察这些角之间的差别,能否统一用某个式子表示?借助多媒体演示角的发展过程,学生会轻而易举地找出终边相同的角之间相差360°的整数倍。从而得到以下公式

而且k为什么取整数也一目了然。

三、重数形结合思想

例如在诱导公式的教学中,大部分老师用“奇变偶不变,符号看象限”来总结记忆。但在实际做题中,反映出大部分学生只知道这十个字,不知道它的具体含义,因此会出现各种各样的错误。但如果我们能很好地应用如下的数形结合思想方法,我觉得诱导公式就不会那么难了。

在平面直角坐标系中,把坐标轴如下标记:

即在化简时,若求cos(π+α),只需把α先看成锐角,再看π+α在第几象限(在π的基础上,沿逆时针方向旋转锐角的大小,发现π+α在第三象限),而第三象限余弦为负,故cos(π+α)=-cosα。

又如          是 的奇数倍,因此函数名先变为余弦,再看    在第几象限?(在 的基础上,减沿顺时针方向旋转锐角的大小,发现    在第三象限),故

在利用誘导公式把任意角的三角函数转化为锐角三角函数的步骤:“负化正,大化小,化到锐角即可”。

四、重化归思想

因为在涉及到形如y=asinx+bcosx+k的三角函数求最值,对称轴,对称中心,单调区间时,需要先统一把函数化成y=Asin(ωx+ψ)+k的形式,这就需要辅助角公式准确化简。

例如:某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:

(1)求实验室这一天的最大温差;

(2)若要求实验室温度不高于11℃,则在哪段时间实验室要降温?

解:(1)因为

当t=2时,         f(t)有最小值8;

当t=14时,        f(t)有最大值12;故实验室这一天的最大温差为4℃.

(2)依题意,当f(t)>11时实验室需要降温。

由(1)得

故在10时至18时实验室需要降温。

因此,解决三角函数实际应用题时应注意以下四点:

①活用辅助角公式准确化简;

②准确理解题意,实际问题数学化;

③“    ”整体处理;

④活用函数图像性质,数形结合。

因此三角函数的公式教学中重细节,重过程,重数形结合和化归思想的话,公式的记忆和理解也就容易了很多!

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