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回到定义 魅力无穷

2021-03-15刘丽芳

初中生世界·九年级 2021年2期
关键词:锐角三角锐角度数

刘丽芳

第七章 锐角三角函数领衔人:钱德春组稿团队:江苏省泰州市初中数学教师发展共同体

锐角三角函数是初中数学九年级下册的重要内容,利用锐角三角函数可以解决各种图形计算和证明问题,然而这一切都基于锐角三角函数定义,可以说数学定义是数学之根、方法之魂。

初中阶段的锐角三角函数定义如下:

如图1,在△ABC中,∠C=90°,∠A、∠B、∠C所对的边分别为a、b、c,则sinA=cosB=a/c,cosA=sinB=b/c,tanA=a/b,tanB=b/a。

在解决相关问题时,如果回到定义,或许会让你眼前一亮。如在特殊角三角函数值的计算中,有时会忘记具体的数值,或将几个角的函数值混淆。我们不妨拿出手中的三角板,利用三角函数的定义便能迅速得出所有特殊角的三角函数值。这里,通过几个例题来说明“回到定义”的解题策略。

例1 △ABC中,∠C=90°。

(1)若tan∠A =3tan∠B,求∠A的度数;

(2)若tan ∠A=3cos ∠B,求sin∠A的值:

(3)若sin ∠A、sin ∠B是方程25x2-( 3m+5) x+m+2=0的两个实数根,求m的值。

【解析】这些问题看似无从下手,但由于∠A、∠B都是直角三角形的锐角,不妨回到定义。

(1)由tanA=a/b、tanB=b/a和tan∠A=3tan∠B,则有a/b=3.b/a,从而a=3b,所以tanA=a/b=3,故∠A=60°。

(2)答案:sin∠A=22/3。該问题与第(1)题方法类似,请同学们自主完成。

(3)首先要考虑sin ∠A与sin ∠B之间有什么关系。依然回到定义:由于sinA=a/c,sinB=b/c,所以sin2A+sin2B=(a/c)2+(b/c)2=a2+b2/c2,而a2+b2=C2,所以sin2A+sin2B=1,即方程25x2-( 3m+5) x+m+2=0两根的平方和为1。由一元二次方程根与系数的关系,得sinA+sinB=3m+5/25,sinA.sinB=m+2/25。由sin2A+sin2B=l,有(sinA+siriB)2—2sinA sinB=l,即(3m+5/25)2—2.m+2/25=1,解得m1=lO, m2=-70/9,因为sinA+sinB=3m+5/25>0,m>-5/3,故m=10。当然还要验证根的判别式是否不小于0。

【点评】遇有直角三角形锐角的三角函数问题,不妨回到定义,将三角函数转化为线段的比,再通过几何方法解决,这是解决相关问题的策略之一。

例2 已知a、β为锐角,tana=1/2,tanβ=1/3,求a+β的度数。

【解析】由条件“a、β为锐角,tana=1/2,tanβ=1/3”,继续回到定义,应该联想到构造直角三角形。如何构造?

方法一:如图2,作△ABC,使∠C=90°,BC=a,AC=2a,延长CA到D,使AD=a,则∠BAC=a,∠D=β。取AC中点E,连接BE,则∠BEC=45°,易证△A EB-△BED,故∠D=∠EBA=β,而∠EAB+∠EBA=∠BEC=45°,所以a+β=45°。

方法二:构造如图3所示的图形,设CD=6a,AD=3a,BD=2a,则∠ACD=a,∠BCD=β。求a+β的度数就是求∠ACB的度数,即求∠ACB的三角函数值。故作AE⊥BC,E为垂足,将问题转化为解Rt△AEC的问题。而图中所有线段均可求,故∠ACB的三角函数值可求。具体过程请同学们自主完成。

例2给出的条件是两个角的三角函数值,看似相互独立、互不相关,让人有无从下手、山穷水尽的感觉,但回到定义构造直角三角形后,立即给人以柳暗花明、茅塞顿开的快意,这正是回到定义的魅力。

两道例题的思路告诉我们:数学定义是数学的源头,是数学发展的基石,在数学学习中不能忽视定义的作用。我们要理解数学定义的内涵与本质,充分发挥数学定义在解决问题中的作用。一句话:回到定义,魅力无穷!

(作者单位:江苏省泰州市第二中学附属初级中学)

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