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2课时 正弦、余弦的概念
学习目标
1.通过回顾正切研究路径与梯子倾斜情境,经历正弦、余弦概念的抽象生成过程,准确识别直角三角形中锐角的对边、邻边与斜边,完成对应三角函数值的计算.
2.通过相似三角形的性质推导,明确锐角确定则正弦、余弦值唯一确定的规律,形成锐角三角函数整体认知,运用其解决简单边长计算与实际倾斜程度问题.
3.通过梳理三类锐角三角函数的研究脉络,感受类比推理与分类研究的数学方法,拓展函数板块的知识面.
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
上节课我们一起探究课正切的概念,请你结合图形说一说∠A和∠B的正切
依据数学分类研究的特点,本节课我们还要继续研究:
①角的对边、斜边和角之间关系
②角的邻边、斜边和角之间关系
问题构建
问题1:当锐角A的大小固定时,对边与斜边的比、邻边与斜边的比,是否也是固定不变的值?
先以对边和斜边的比值为例,观察动画可得:
当锐角A的大小固定时,在不同的直角三角形中,对边与斜边的比值不变.
追问1:你能借助相似三角形的知识解释你的发现吗?
△ADE∽△ABC,对应边成比例
,随着点D的移动,这个比值保持不变.
问题构建
追问2:依据现有的结论,我们可以得出,你发现了怎样的结论?
当锐角A的大小固定时, 邻边与斜边的比也是固定不变的值
正弦、余弦的定义
在Rt△ABC中,如果锐角A确定,那么∠A的对边与斜边的比,叫做∠A的正弦,记作sinA.
问题构建
在Rt△ABC中,如果锐角A确定,那么∠A的邻边与斜边的比,叫做∠A的余弦,记作cosA.
追问3:在已经可以用正切表示边和角的关系之后,还要学习正弦和余弦,你说说原因是什么?
在研究梯子倾斜程度的过程中,有时水平距离不易测量,或这铅直高度不好测量,我们需要有新的方法来判断,同时数学研究注重知识的完整性.
问题构建
问题2:目前为止,你已经学习了某个角的几种比值表示的结果?
三种,以∠A为例,分别是正弦sinA、余弦cosA和正切tanA.
追问1:观察下面的动画,你能尝试完成屏幕中的表格吗?
∠A变大 比值变化
sinA
cosA
tanA
∠B变小 比值变化
sinB
cosB
tanB
变大
变小
变大
变小
变大
变小
问题构建
追问2:在以前的学习过程中,这种一个量随着另一个量变化而变化的模型,我们是怎样的定义的?
函数
追问3:你能说一说自变量和因变量吗?
自变量是∠A,因变量是边的比值,边的比值随着角的大小变化而变化.
追问4:你能具体描述三个比值随着角的大小变化而变化的关系吗?
sinA的值随着∠A的值的增大而增大;
cosA的值随着∠A的值的增大而减小;
tanA的值随着∠A的值的增大而增大;
问题构建
我们把锐角A的正弦、余弦、正切统称为∠A的锐角三角函数.
追问5:结合定义思考:正弦、余弦和正切的取值范围是什么?
因为直角三角形中直角边长度小于斜边,且边长均为正数,所以0<sinA<1,0<cosA<1.tanA>0
问题3:回到梯子倾斜的问题,sinA、cosA的大小和梯子的倾斜程度分别有什么关系?请说明理由.
sinA的值越大,梯子越陡.理由:sinA是对边比斜边,sinA越大说明竖直高度占斜边的比例越高,梯子的倾斜角越大,梯子越陡.
cosA的值越小,梯子越陡.理由:cosA是邻边比斜边,cosA越小说明水平宽度占斜边的比例越低,梯子的倾斜角越大,梯子越陡.
协作破冰
例2 如图1-9,在△ABC中,∠B=90°,AC=200,sinA=0.6,求BC的长.
解:在Rt△ABC中
∵sinA=,即=0.6
∴ BC=200×0.6=120
变式训练:请你尝试计算出∠A、∠C的所有三角函数值,填入下面的表格中:
角 sin cos tan
∠A
∠C
0.6 0.8
0.8 0.6
协作破冰
问题4:在同一个直角三角形中,∠A和∠B互余(∠A+∠B=90°).请你观察并思考:sinA和cosB、cosA和sinB,tanA与tanB分别有什么关系?你能说明理由吗?
角 sin cos tan
∠A 0.6 0.8
∠C 0.8 0.6
我们发现:sinA=cosB,cosA=sinB;
tanA·tanB=1
教师示范
问题5:表格展示的特殊图形的结论,这个结论具有一般性吗?结合右图给出你的证明.
在Rt△ABC中,∠A+∠C=90°,
根据三角函数的定义:
sinA=,cosC=
cosA=sinC=
∴sinA=cosC,cosA=sinC
tanA=,tanC=
因为=1
所以tanA·tanC=1
教师示范
例 如右图所示,∠A=30°,∠B=45°,AC=6
观察图形思考你能提出哪些问题?这些问题中哪些是你能解决的?你准备怎样解决?
问题池
①∠C的度数是多少?
②边BC是多少?
③边AB是多少?
④你能计算两个锐角的三个三角函数值吗?
⑤为了得到直角三角形,你有哪些作辅助线的方法?
巩固拓展
解:过点C作CD⊥AB,垂足为D,
① 求∠C的度数由三角形内角和为180°
∠ACB=180°-∠A-∠B
=180°-30°-45°=105°
②③在Rt△ACD中,∠A=30°
∴CD=AC=×6=3
由勾股定理得:=
在Rt△BCD中,∠B=45°
∠BCD=180°-∠CDB-∠B
=180°-90°-45°
=45°
CD=BD=3
∴AB=AD+BD=3+
当堂检测
1.如图,在Rt△ABC中,锐角A的对边和邻边同时扩大10倍,sinA的值( )
A.扩大100倍 B.缩小100倍
C.不变 D.不能确定
A
B
C
┌
C
本小题再次验证当角度一定时,三角函数值是定值
当堂检测
2.如图, ∠C=90°CD⊥AB.
┍
┌
A
C
B
D
CDBC
ACAB
ADAC
图中一共有几个直角三角形,它们分别是?
当堂检测
3.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,
cosA= ,求sinA、tanA的值.
解:∵
A
B
C
设AC=15k,则AB=17k
∴
∴
反思总结
1.上节课我们已经掌握了正切,为什么还要继续研究正弦和余弦?补充这两个三角函数,对完善直角三角形的边角关系体系有什么核心意义?
2.正弦、余弦的研究过程,和正切的研究过程高度相似.这种 “类比学习”的方法对你学习同类数学新知识有什么启发?
3.我们把sinA、cosA、tanA统称为锐角三角函数.结合本节课的学习,说说你对“函数”二字的理解,锐角三角函数的自变量和因变量分别是什么?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第6页 第1,2题
二、素养类作业
尝试画图计算特殊角度的三角函数值,并做成表格
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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