余弦定理教案(教学设计)(第九届全国高中青年数学教师优秀课展示与培训活动).docx
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1、1/16 余弦定理教学设计余弦定理教学设计 河南省洛阳市第一高级中学 焦淑宁 一、教学内容解析一、教学内容解析 1本章主要是通过任意三角形边角关系的探究,发现并掌握三角形中边长和角度之间 的数量关系,即正弦定理和余弦定理,运用它们解决一些测量和与几何量有关的问题,本章 教学的重点是运用两个定理解斜三角形 2本节内容是人教 A 版普通高中课程标准实验教科书必修 5 第一章第一节余弦定理的 第一课时 余弦定理是揭示任意三角形边角之间关系的另一定理, 是解决有关三角形问题与 实际应用问题(如测量等) 的重要定理,它将三角形的边和角有机的结合起来,实现了“边” 和“角”的互化,从而使“三角”与“几何”
2、有机地结合起来,为解决与三角形有关的问题 提供了理论依据,同时也为判断三角形的形状和证明三角形中的等式提供了重要的依据 3教科书中首先通过探究的方式,指出了“已知三角形的两边和它们的夹角,根据三 角形全等的判定定理,这个三角形是大小、形状完全确定的三角形”,这样就可以从量化的 角度看待此问题,直截了当提出问题: “已知三角形的两边和它们的夹角,如何计算出三角 形的另一边和另两个角呢?” 教科书上主要用向量的方法推导出余弦定理, 同时提出坐标法 等方法也可以证明余弦定理 为了体现由三边确定三角形, 通过公式的变形指出了可以通过 三角形的三边计算出三角形的三个内角, 体现了量化思想 最后通过两个例
3、题使学生掌握余 弦定理及其推论的应用,同时让学生学会求三角形内角时如何选择正弦定理和余弦定理 二、教学目标设置二、教学目标设置 1通过对三角形边角关系的探索,理解余弦定理的证明方法,抽象出余弦定理的三个 等式,进而掌握余弦定理;能从余弦定理中抽象出勾股定理,从而辨析勾股定理与余弦定理 的内在联系 通过作辅助线,构造出直角三角形,把一般三角形的边角关系转化至直角三角形中, 利用勾股定理求解边长将陌生问题转化为熟悉问题,即数学中的转化思想 由于向量的模及夹角对应线段的长度和夹角, 所以把三角形的三边赋予向量的意义, 进 而把余弦定理的证明问题转化为向量问题, 让学生感悟到数学不同章节知识的联系,
4、进一步 认识到向量的工具性 2/16 通过建立坐标系, 把平面几何问题中的长度问题转化为两点间的距离来解决, 进一步感 悟坐标法的作用 对比余弦定理和勾股定理, 让学生认识到勾股定理仅适用于直角三角形, 而余弦定理适 用于任意三角形,勾股定理为余弦定理的特殊情况,余弦定理为勾股定理的推广,即特殊与 一般的辩证关系 2能够利用余弦定理及其推论解三角形通过对余弦定理三个式子结构的分析,加强 学生对三个公式的理解与记忆三个等式中,每一个等式中含有四个量,已知其中的三个量 求剩下的一个量, 体现出方程思想 进而提出已知两边及其夹角求第三边和已知三边求某一 内角两个基本题型,也是余弦定理的两个基本应用通
5、过让学生思考解决例题,培养学生的 数学运算能力 通过对例题的多种方法的讲解, 让学生学会求三角形内角时对正弦定理和余 弦定理的选择,培养学生的逻辑推理能力 3让学生领悟向量法、坐标法、量化思想、转化与化归思想、方程思想等数学思想方 法,以及特殊与一般的辩证关系,把数学思想方法渗透在课堂教学中,注重培养学生的数学 核心素养 三、学情分析三、学情分析 在学习本节课之前,学生已经在初中阶段学习过全等三角形,勾股定理,进入高中阶段 又学习了三角函数,平面向量,解析几何初步等有关知识,在本册教科书中刚学习了正弦定 理,已初步掌握了正弦定理的证明,并能够运用正弦定理解决一些解三角形问题 有了以上这些知识与
6、方法的铺垫,在此基础上,教师提出“已知三角形两边及它们的夹 角,如何求第三边”这一数学问题,对于学生而言,一方面,运用前面所学的正弦定理较难 解决这一问题;另一方面,本节课的授课对象是洛阳市第一高级中学(省级示范性高中)高 二年级实验班 A 段学生,他们基础知识扎实,思路开阔,思维敏捷,面对求边长这一问题, 能够很快联想到可以结合勾股定理、 平面向量、 坐标化等已有知识与方法, 多角度展开思考, 小组合作探究,寻找解决方法利用几何法证明过程中,部分同学会受到学案中已给图形的 限制,而忽略对A为钝角、直角时两种情形的分析,欠缺定理证明的严谨性此时需要老 师适时引导,师生互动,完善过程 在定理初步
7、应用环节中,对学生来讲,套用公式进行求解,涉及到由正弦值求角进行分 情况讨论都能顺利完成,但是在合理选用定理公式上带有一定盲目性,如何保证计算简便、 避免讨论等方面的能力还有所欠缺,需要老师就例题的几种解法进行详细的对比、辨析,以 促进学生能力达成 3/16 四、教学策略分析四、教学策略分析 1个人独立思考与小组合作探究相结合培养团队意识,体验知识生成 2学生展示成果,获取成功喜悦 不同的同学会用到不同的方法,鼓励学生展示自己小组的成果,增强学习的自信,同时 学会分享通过展台展示学生的解题过程,便于及时发现学生的错误,及时纠正,规范解答 步骤和过程,提高教学效率很好地突出了余弦定理证明这一重点
8、 3学生演板 既可凸显学生个人解法的单一性, 又可展现学生解法的多样性 通过教师对解题过程的 讲解及对多种解法的对比,引导学生得出解题感悟,从而突破“如何合理选用正弦定理与余 弦定理求三角形内角”这一难点 4适时点拨,问题引导 学生展示成果时,师生互动,及时鼓励,问题引导,完善漏洞 5使用 PPT 辅助教学,提高课堂效率 PPT 内容清晰、 形象, 容易理解, 提高学习效率 同时也很好地激发了学生的学习兴趣, 有助于集中学生的注意力呈现出的信息容量大,使课堂变得更加紧凑充实 五、教学过程设计五、教学过程设计 复习正弦定理复习正弦定理 设计意图:通过复习正弦定理的形式及其作用,使学生认识到正弦定
9、理为解三角形的设计意图:通过复习正弦定理的形式及其作用,使学生认识到正弦定理为解三角形的 一种工具,能定量研究三角形的边角关系一种工具,能定量研究三角形的边角关系 师生活动: 老师: 上一节课, 我们学习了正弦定理, 正弦定理揭示了三角形中边角之间的内在联系, 首先我们对上节课所学习的内容进行复习回顾 正弦定理的内容是什么?利用正弦定理能解 决解三角形的哪些类型? 提问学生,学生回答 1正弦定理: C c B b A a sinsinsin 2运用正弦定理解决的两类解三角形问题: (1)已知三角形任意两角和一边解三角形; (2)已知三角形两边和其中一边的对角解三角形 4/16 问题问题 1:如
10、果已知一个三角形的两条边及其所夹的角,根据三角形全等的判定方法,这:如果已知一个三角形的两条边及其所夹的角,根据三角形全等的判定方法,这 个三角形是大小、形状完全确定的三角形怎样在这样的已知三角形的两边及其夹角的条个三角形是大小、形状完全确定的三角形怎样在这样的已知三角形的两边及其夹角的条 件下求出另外一边,进而解出三角形呢?件下求出另外一边,进而解出三角形呢? 设计意图:通过提出新的解三角形问题,引发学生的思考让学生明确已知两边及其设计意图:通过提出新的解三角形问题,引发学生的思考让学生明确已知两边及其 夹角时,该三角形的大小和形状完全确定,进而第三边的长唯一确定通过“边夹角时,该三角形的大
11、小和形状完全确定,进而第三边的长唯一确定通过“边a的长就的长就 是线段是线段BC的长,也可以看成点的长,也可以看成点B和点和点C两点间的距离,联系已经学过的知识”提示语来两点间的距离,联系已经学过的知识”提示语来 启发学生寻找思维出发点启发学生寻找思维出发点 师生活动: 老师:那么解三角形问题,除了这两种类型,我们是否还会遇见其他情形呢?请看这样 一个问题: 在ABC中,已知b,c及A,能否利用已知条件 求出边a呢? 老师:边b,c及A已知,那么该三角形确定吗? 学生:根据三角形全等的判定方法,边角边,该三角形 是唯一确定的 老师:边b,c和它们的夹角已知,那么该三角形的大 小和形状是完全确定
12、的当然,边BC的长是唯一确定的,边a的长就是线段BC的长,也 可以看成点B与点C两点间的距离.请同学们联系已经学过的知识,进行分组合作探究,寻 求解决方法 学生活动:小组合作探究,积极参与讨论,共同寻找解决方案 展示研究成果,生成余弦定理展示研究成果,生成余弦定理 设计意图:分组合作探究,培养了学生的团队合作意识联系已经学过的知识解决该设计意图:分组合作探究,培养了学生的团队合作意识联系已经学过的知识解决该 问题,学生可以多角度思考去寻找解决问题的方法,起到训练知识迁移使用的能力通过问题,学生可以多角度思考去寻找解决问题的方法,起到训练知识迁移使用的能力通过 上台展示,培养学生的学习自信力通过
13、解题过程的完善,培养学生数学思维的严上台展示,培养学生的学习自信力通过解题过程的完善,培养学生数学思维的严谨性问谨性问 题的解决使余弦定理的生成比较自然题的解决使余弦定理的生成比较自然 师生活动: 学生第一次展示成果 老师: 通过小组的热烈讨论, 大部分小组都得到了成果, 哪个小组能派代表上台展示呢? 某小组派代表展示成果,展示的是几何法仅展示了A为锐角的情形 老师:你是如何想到这种方法的? 学生: 看到这个题目, 我想到了学过的勾股定理, 所以我就作辅助线构造出直角三角形, 5/16 利用勾股定理求解BC的长 老师:该同学通过作辅助线,将一般三角形分割为直角三角形,把一般三角形中的边角 关系
14、转化到了直角三角形中,把陌生的问题转化为熟悉的问题,即数学中的转化思想 老师:同学们,该同学的解题过程完整吗?有无漏洞? 一同学举手回答:该题中的三角形是一般的三角形,*同学仅考虑了A为锐角的情形, 没有考虑A为钝角或者直角的情形 老师:A为钝角或者直角的情形怎么解决呢?请同学们继续探究 学生活动:探究讨论 提出问题的学生上台展示完整的解题过程 老师展示 PPT(几何法) 方法一:(几何法)通过作辅助线将三角形分割为特殊三角形-直角三角形,构造出 直角三角形后利用勾股定理建立等量关系 本方法要注意对A进行讨论 (1)当A是锐角时,过点C作CDAB,交AB于点D,则 在RtACD中,cos ,s
15、inADbA CDbA 从而, cosBDABADc bA 在RtBCD中,由勾股定理可得 222 22 22 22 2cos (cos)( sin) 2cos. BCBDCD ccbAb cbAbA ccbAb 即 222 2cosabcbcA (2)当A是钝角时,过点C作ABCD ,交BA延长线于点D,则 在RtACD中, cos()cosADbAbA sin()sinCDbAbA 从而, cosBDABADc bA 在RtBCD中,由勾股定理可得: 6/16 222 22 22 (cos)( sin) 2cos. BCBDCD cbAbA ccbAb 即 222 2cosabcbcA (
16、3)当A是直角时,由勾股定理知: 222 abc, 由于cos0A, 所以 222 2cosabcbcA也成立 综上(1),(2),(3)可知,均有 222 2cosabcbcA 教师在分析直角情况时, 对比锐角、 钝角情形的结果形式, 指出三种情况结果的一致性, 指明该方法为几何法 学生第二次展示成果: 老师:还有哪个小组需要展示的吗? 某小组派代表上台展示,该同学展示的是向量法 老师:你是怎样想到这种方法的? 学生:把边a的长看作向量BC的模,通过数量积的运算求出向量BC的模,进而求出 边a的长 老师: 哦, 把三角形的三边赋予向量的意义, 通过数量积运算把向量的关系进行实数化, 进而得到
17、边a的长 老师:该方法同几何法相比,有无优势? 学生:该方法避免了A的讨论,具有普遍性,过程也比较简洁 学生第三次展示成果: 老师:还有哪个小组想展示的? 某小组派同学上台展示,该同学展示的是坐标法 老师:你是怎样想到这种方法的? 学生: 把三角形放在直角坐标系中, 可以通过两点间的距离公式计算出 B,C 两点间的距 离 老师:如果A为钝角,点C在第二象限,点C的坐标形式需要变化吗? 学生:根据三角函数的定义,点C的坐标形式不需要变化 7/16 老师:同理,A为直角时,C点落在y轴的正半轴上,由三角函数的定义,C点的坐 标形式也不需要变化这种建立坐标系的方式就比较恰当,比较多的点在坐标轴上,坐
18、标形 式比较简洁 老师展示 PPT(向量法、坐标法) 方法二:(向量法) 在ABC中,由ABACBC可得: | |B CA CA B 2 2 BCACAB 22 2ACABAC AB 22 2| |cosACABACABA 22 2cos.bcbcA 即 222 2cosabcbcA 老师:此方法为向量法,向量法是解决平面几何问题的有力工具 方法三: 如图:以A为原点,边AB所在直线为x轴,建立平面直角坐标系,证法如下: 点C的坐标为( cos, sin)bA bA,根据两点间的距 离公式得 22 ( cos)( sin0)BCbA cbA 整理化简得 AbcAbcAba 222222 2si
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