2.3简单的三角恒等变换教案-2023-2024学年高一下学期数学湘教版（2019）必修第二册

《简单的三角恒等变换》教案 课题 2.3简单的三角恒等变换 单元 第二单元 学科 数学 年级 高一 教学目标与核心素养 1.数学抽象：利用倍角公式推导出半角公式； 2.逻辑推理：通过课堂探究逐步培养学生的逻辑思维能力. 3.数学建模：掌握三角函数的相关知识，为三角函数的学习打好基础的同时，也能学习利用三角函数解决实际问题。 4.直观想象：通过向量的数量积想象和差化积与积化和差公式； 5.数学运算:能够正确运算半角公式、和差化积与积化和差公式； 6.数据分析:通过经历提出问题—推导过程—得出结论—例题讲解—练习巩固的过程，让学生认识到数学知识的逻辑性和严密性。 重点 难点 重点：半角公式；和差化积与积化和差公式。 难点：和差化积与积化和差公式。 教学过程 教学环节 教师活动 新课导入 情境导入： 我们知道变换是数学的重要工具，也是数学学习的主要对象之一，三角函数主要有以下三个基本的恒等变换：代数变换、公式的逆向变换和多向变换以及引入辅助角的变换。前面已经利用诱导公式进行了简单的恒等变换，本节将综合运用和（差）角公式、倍角公式进行更加丰富的三角恒等变换。 在学习新的公式之前，我们先来复习一下之前学过的公式： 和角公式： sin(+β)=sincosβ+cossinβ cos(+β)=coscosβ-sinsinβ tan(+β)= 差角公式： sin(-β)=sincosβ-cossinβ cos(-β)=coscosβ+sinsinβ tan(-β)= 倍角公式： sin2=2cossin cos2=cos2-sin2 tan2= 新知探究 新知探究（一）：半角公式 你能由cos计算出sin、cos、tan的值吗？ 由于=2×，可思考运用倍角公式来求的正弦、余弦、正切值。 记β=，则=2β. 由cos=cos2=1-2sin2,推出sin2=，即 sin2 =. 由cos=cos2=2cos2-1,推出cos2=，即 cos2=. 由tan=,得tan2=. 将以下三个等式的左右两端分别开平方， sin2 =. cos2=. tan2=. 得 sin=, ① cos=, ② tan=. ③ 上面推导出的公式①②③统称为半角公式，分别记为,,。 半角公式的符号需要根据角所在的象限来判断。 半角公式和倍角公式实质是对同一公式的不同变形。 练一练 当≠2kπ+π(k∈Z)时,求证： （1）sin=; （2）cos=; （3）tan=. 证明： 当≠2kπ+π(k∈Z)时,利用二倍角公式及cos2+sin2=1，可得 （1）sin=2cossin==; （2）cos=cos2-sin2==; （3）tan==. 角(≠2kπ+π(k∈Z)的所有三角函数值都可以用来表示，以上公式被称为“万能公式”。 新知探究（二）：和差化积与积化和差公式 在求解三角函数的有关问题时，有时需要把三角函数的积化为和或差的形式，有时又需要把和或差化为积的形式，这应如何转化? 借鉴前面通过计算两个单位向量a=(cos,sin)，b=(cosβ,sinβ)的数量积得出差角余弦公式的思路，我们继续尝试用向量的方法来探讨如何将三角函数的和或差转化为积的形式。 方法一： 从坐标原点O出发作OA=(cos,sin),OB=(cosβ,sinβ),则OC=OA+OB=(cos+cosβ,sin+sinβ) OC=(rcos,rsin),其中r=|OC|, ∠xOC=.又因为四边形OACB是菱形， 所以OC是∠AOB的平分线，因而=+=。 故OC=(rcos,rsin). 又r=|OC| =2|OB|cos∠COB =2cos=2cos 所以OC=(2coscos,2cossin) 于是，根据平面向量基本定理可得 cos+cos=2coscos sin+sin=2cossin 这个公式是否对任意角,都成立？ 除了通过几何图形可以得到公式， 你还有其他方法吗？ 方法二： 我们用字母A,B来表示,.设 A=,B=. 则A+B=,A-B=. 于是cos+cos=cos(A+B)+cos(A-B) =cosAcosB-sinAsinB+cosAcosB+sinAsinB =2cosAcosB =2coscos cos-cos=cos(A+B)-cos(A-B) =cosAcosB-sinAsinB-co