内容正文:
第一章 直角三角形的边角关系
第1课 锐角三角函数
新版北师大数学九年级下册
第1课时 正切的概念
学习目标
1.通过计算梯子高度与水平宽度的比值,能用“正切”符号表示直角三角形的边角关系.
2.通过计算特定角度的正切值,能比较自动扶梯或山坡的陡缓程度,并能根据已知的一边一角求出另一边的长度.
3.通过代入具体数据解方程,能解决类似“奥林匹克塔测高”情境中关于高度和水平距离的求值问题.
情境启航
问题构建
协作破冰
教师示范
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
目录
情境启航
实景参考:北京奥林匹克塔 主塔高约246.8米
不用爬塔顶、不用无人机,怎么算出它的高度?
直角三角形
边
角
tan是什么?
问题构建
梯子是生活中常见的物品,它能帮我们达到高处,给生活带来方便.
问题1:观察左侧的图片中的梯子,你能抽象出哪种基本平面图形?
直角三角形、长方形等.
追问1:我们聚焦到直角三角形的内容展开回忆,关于角的知识,你能想起哪些?
直角三角形两锐角互余:∠A+∠B=90°
根据直角的定义,∠C=90°
问题构建
追问2:关于直角三角形边的知识,你能想起哪些?
三角形任意两边之和大于第三边,
三角形任意两边之差小于第三边
勾股定理:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
在Rt△ABC中,由勾股定理得:
追问3:借助已有边、角的研究经验,我们还能从哪个方面展示研究呢?
研究边和角的关系应该是一个很好的角度
追问4:以∠A为对象,如何描述直角三角形的三条边?
∠A的对边是BC,∠A的邻边是AC,AB是斜边
请你换成∠B,说一说
问题构建
追问5:继续从∠A的角度思考,三边关系我们有勾股定理,如果选取其中的两条边,你有几种选法?
可以分为三类:
∠A的对边,∠A的邻边
∠A的对边,斜边
∠A的邻边,斜边
完成下面的表格:
三角形的关系 对应边 对应角
全等三角形
相似三角形
相等 相等
成比例 相等
对于我们发现的三种类型的边和角怎样建立关系,让我们去生活中看一看!
问题构建
(1)在图1-2中,梯子AB和EF哪个更陡?你是怎样判断的?你有几种判断方法?
方法一:观察梯子与地面的夹角
显然夹角越大,梯子越陡,AB更陡
方法二:平移变换
两幅图高度一样,可以把其中一把梯子平移到和另一把梯子上顶端重合,观察下端的位置
方法三:借助比值
左图:
右图:
问题构建
(2)在下方图中,梯子AB和EF哪个更陡?你是怎样判断的?
(3)在图1-3中,梯子AB和EF哪个更陡?你是怎样判断的?
问题构建
问题2:对比以上三幅图的判断方法?你觉得哪种更适合解决一般性问题?
计算比值的方法更加准确,能作为一般性判断方法
问题3:如图1-4,小明想通过测量B₁C₁及AC₁,计算出它们的比,来说明梯子的倾斜程度;而小亮则认为,通过测量B₂C₂及AC₂,计算出它们的比,也能说明梯子的倾斜程度.你同意小亮的看法吗?
同意,两个比值相等,都能表示梯子倾斜程度
协作破冰
追问1:观察右侧的动画展示,我们可以确定两人说法都是正确,你是根据哪个数学知识确定的?
△∽△
相似三角形对应边成比例
追问2:右边展示的动画中,随着点的变化,两条线段的比值却没有发生变化,对此你有怎样的思考?
在直角三角形中,当一个锐角的大小确定时,它的对边与邻边的比值就是一个固定不变的值,和直角三角形的大小、测量的位置无关.
协作破冰
追问3:如果两个直角三角形中,某一个锐角的对边与邻边的比值相等,那么这两个锐角的大小相等吗?这组对应关系有什么重要意义?
,所以∠D=∠A
锐角的度数和它的对边邻边比值是对应的——角确定,比值唯一确定;比值确定,角的大小也唯一确定.借助边长比值,来定量角的大小.
既然这个比值只由锐角的大小决定,我们就给它一个专门的数学名称,这就是我们今天要学习的核心概念——角的正切.
教师示范
正切的定义
在Rt△ABC中,如果锐角A确定,那么∠A的对边与邻边的比,叫做∠A的正切,记作tanA.
问题4:结合刚才的定义判断:tanA的大小是由什么决定的?和直角三角形的边长有没有关系?tanA有单位吗?
tanA的大小只由锐角A的度数决定,和直角三角形的边长、整体大小没有关系.tanA是一个比值,没有单位.
教师示范
问题5:回到最开始的梯子问题,梯子的倾斜程度和tanA有什么关系?请你用一句话总结规律.
tanA的值越大,梯子的倾斜角就越大,梯子就越陡
tanA的值越小,梯子的倾斜角就越小,梯子就越缓
例1.图1-6表示甲、乙两个自动扶梯,哪一个自动扶梯比较陡?
解:甲扶梯中,
tanα==
乙扶梯中,
tanβ=
因为tanα>tanβ,所以甲扶梯更陡.
巩固拓展
正切也经常用来描述山坡的坡度.
例如,有一山坡在水平方向上每前进100m就升高60m(如图1-7),那么山坡的坡度就是
说明:坡面的铅直高度与水平宽度的比称为坡度(或坡比)
问题6:本节课我们研究了“对边与邻边的比”,也就是正切,
你能推测一下,后续我们研究另外两组比值时,会遵循怎样的研究顺序吗?
巩固拓展
会和今天的路径一致:先通过相似三角形证明“锐角确定则比值固定”,然后给出对应的数学定义;接着研究特殊角的三角函数值,学习一般锐角的三角函数计算方法;最后用这些知识解决更多的实际问题.
问题7:从本节课思考本章的研究:我们从直角三角形的角角关系、边边关系,拓展到边角关系;从一个正切概念,拓展到更多概念;从概念定义,拓展到计算与应用.请你猜测一下本章整体的研究路径是什么?
生活实际
得出定义
研究性质
求解位置
实际运用
当堂检测
1.如图,在4×4的正方形网格中,的值为( )
A. B.2
C. D.
B
当堂检测
解:图1,在Rt△ABC中,tanA=,tanB=.
图2,在Rt△ABC中中,tanA=,tanB==.
2.根据下列图中所给条件分别求出∠A,∠B的正切值.
图1 图2
当堂检测
3.在锐角三角形ABC中,AB=15,BC=14,S△ABC=84.求tanC的值.
解:如图,在△ABC中,过点A作AD⊥BC于点D.
因为S△ABC=BC·AD=84,所以×14×AD=84.
所以AD=12.又因为AB=15,所以BD==9.
所以CD=14-9=5.
在Rt△ADC中,tanC==.
反思总结
1.我们已经掌握了直角三角形的角角互余和勾股定理,为什么还要继续研究边角关系?研究边角关系的核心价值是什么?
2.正切这个概念,是怎样从“梯子陡不陡”的生活现象,一步步变成严谨的数学定义的?支撑这个定义成立的核心几何依据是什么?
3.这节课是本章的起始课,我们不仅学习了正切的概念,还了解了整章的研究路径.这种“从生活问题到数学概念,再到计算应用”的研究思路,对你后续学习数学新知识有什么启发?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第4页 第1,2题
二、素养类作业
整理一个表格,展示你目前学习过的直角三角形关联知识
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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