内容正文:
新版北师大数学九年级下册
第一章 直角三角形的边角关系
单元回顾与思考
复习目标
知识目标
能力目标
素养目标
1.理解锐角正弦、余弦、正切的定义,掌握三角函数的表示与取值范围.
2.熟记30°、45°、60°特殊角的三角函数值,能规范完成混合运算.
3.掌握解直角三角形的依据与方法,能根据已知条件求解直角三角形的未知边与角.
4.理解仰角、俯角、方向角、坡度等概念,能运用解直角三角形解决实际测量与应用问题.
1.提升运算求解能力,能规范完成三角函数计算与解直角三角形的解题步骤.
2.发展几何建模能力,能将实际问题转化为解直角三角形的数学模型.
3.培养逻辑推理能力,能结合图形分析边角关系,灵活选择三角函数解题.
1.数学抽象:从实际情境中抽象直角三角形模型,深化对三角函数概念的理解.
2.数学运算:规范三角函数运算过程,提升运算的准确性与熟练度.
3.数学建模:运用解直角三角形解决测量、航海等实际问题,建立数学应用意识.
4.几何直观:借助图形分析边角关系,落实数形结合的思维方式.
目录
典例精选
知识网格
复习目标
思想方法
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
知识网格
1.举例说明锐角三角函数在现实生活中的应用.
2.已知一个锐角,如何用计算器求它的三角函数值?已知一个锐角的三角函数值,如何用计算器求这个锐角?
3.用具体例子说明如何解直角三角形.
4.如何测量一座楼的高度?你能想出几种方法?
5.本章对直角三角形的边角关系进行了哪些研究?梳理本章内容,用适当的方式呈现全章知识结构,并与同伴进行交流.
知识网格
典例精选
板块1:锐角三角函数概念与特殊角运算
例题1 题目来源:复习题第1题(3)、第4题
考查知识点:特殊角的三角函数值、同角三角函数的关系、实数混合运算
1.计算sin30°−tan30°+cos45°
解:原式=
2.已知∠A是锐角,cosA=,求sinA,tanA
解:∵∠A是锐角,sin²A+cos²A=1
∴sinA==
tanA=
做题反思:
1.需准确记忆特殊角的三角函数值,避免混淆正弦、余弦、正切的对应数值.
2.利用平方关系求三角函数值时,注意锐角的三角函数值均为正数;正切可通过定义或正弦、余弦的比值求解.
典例精选
板块2:解直角三角形基础计算
例题2 题目来源:复习题第3题
考查知识点:直角三角形的边角关系、解直角三角形的基本类型
(3)已知∠A=45°,c=8,求a及b
解:tanA=
∵∠A是锐角,∴∠A=45°
在△ABC中,∠C=90°,∠A、∠B、∠C的对边分别为a、b、c
(1)已知a=3,b=3,求∠A
(2)已知b=4,c=8,求a及∠A
由勾股定理:
cosA= ,∵∠A 是锐角,∴∠A = 60°
解:a=c・sinA=8×=4
b=c・cosA=8× =4
做题反思:
1.解直角三角形分为 “已知两边”“已知一边一角” 两大类,需根据已知条件选择对应的三角函数关系式
2.计算时优先使用原始数据,减少累计误差;勾股定理与三角函数可灵活搭配使用.
典例精选
板块3:计算器辅助三角函数运算
例题3题目来源:复习题第2题(1)、第5题(1)
考查知识点:计算器求三角函数值、由三角函数值反求锐角度数
(1)计算sin23°5′+cos66°55′
解:∵23°5′+ 66°55′=90°,∴cos66°55′=sin23°5′
用计算器计算得:sin23°5′≈0.392
∴原式≈0.392+0.392=0.784
(2)已知sinA=0.675,求锐角A的度数
解:用计算器反算得:∠A≈42°27′
做题反思:
1.计算器计算前需确认角度单位为“度”,分、秒可通过度分秒功能或换算为小数度计算.
2.利用互余角的三角函数关系可简化运算,提升计算效率与准确率.
典例精选
板块4:解直角三角形的实际应用
例题4 题目来源:复习题第10题、第11题
考查知识点:仰角/俯角的概念、测高测距类实际问题
悬崖测船问题:高出海平面100m的悬崖顶A处,观测小船B的俯角为30°,求水平距离.
解:由题意得,悬崖竖直高度为100m,俯角对应直角三角形中∠B=30°
设水平距离为xm,tan30°=
∴x=≈173.2m
答:船与观测者的水平距离约为173.2m
典例精选
板块4:解直角三角形的实际应用
例题4 题目来源:复习题第10题、第11题
考查知识点:仰角/俯角的概念、测高测距类实际问题
避雷针问题:距离楼底20m处测得楼顶仰角为50°,测得避雷针顶端仰角为56°,求避雷针CD的长度.
解:在Rt△ABC中,BC=20×tan50°≈ 23.84 m
在Rt△ABD中,BD=20×tan56°≈ 29.65m
∴CD=BD−BC≈29.65−23.84≈5.81m
答:避雷针长度约为5.81m
做题反思:
1.仰角、俯角都是视线与水平线的夹角,解题时需转化为直角三角形的内角,明确对边与邻边.
2.双直角三角形共底边模型,通常通过公共底边建立联系,用三角函数分别表示边长后作差求解.
典例精选
板块5:综合拓展与斜三角形转化
题目来源:复习题第17题、第18题
考查知识点:双直角三角形模型、方程思想、暗礁触礁类综合问题
楼塔测高:大楼高30m,楼底处测得塔顶的仰角为60°,爬到楼顶测得塔顶的仰角为30°,求塔高BC及大楼与塔之间的距离AC.
解:设楼塔间距AC=xm,四边形ADEC为矩形,EC=AD=30m
在Rt△ABC中,BC=x;
在Rt△BDE中,BE=x
由BC−BE=EC,得x− x=30
解得x=≈25.98m,
BC=45m
答:塔高45m,楼塔间距约25.98m.
典例精选
暗礁问题:海岛A的周围8nmile内有暗礁,渔船在点B处测得海岛A位于北偏东60°,航行12nmile到达点C处,又测得海岛A位于北偏东 30°.如果渔船不改变航向,继续向东航行,那么它有没有触礁的危险?
解:过A作AD⊥BC于D,设AD=x海里.
由方向角得∠ABD=30°,∠ACD=60°
BD=CD=
由BD−CD=12得: − =12,
解得x=6≈10.39
∵10.39>8
∴继续向东航行没有触礁危险.
1.斜三角形、不规则图形需通过作垂线转化为直角三角形,这是本章最核心的转化方法.
2.双直角三角形问题通常设公共高为未知数,利用边长和差关系列方程求解,体现方程思想.
典例精选
核心母题—基础图形
在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A、∠B、∠C的对边分别为a、b、c
第一组:概念夯实——三角函数的定义与性质(1)请用a、b、c分别表示sinA、cosA、tanA 的含义
(2)计算sin²A+cos²A的结果,并总结这个恒等式.
(3)写出sinA与cosB的数量关系,并说明其中的几何原理.
巩固拓展
核心母题—基础图形
在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A、∠B、∠C的对边分别为a、b、c
第二组:数值运算——特殊角的三角函数
(1)若∠A=30°,求a:c、b:c、a:b的比值
(2)计算cos²30°+sin²30°−tan45°的结果
(3)若tanA=求∠A的度数,
并计算sinA・cosA的值.
巩固拓展
核心母题—基础图形
在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A、∠B、∠C的对边分别为a、b、c
第三组:基础求解——解直角三角形
(1)已知a=5,b=12,求斜边c,以及∠A、∠B 的度数
(2)已知c=20,∠A=45°,求两条直角边a、b 的长度
(3)已知b=6,∠B=30°,求a、c 的长度与∠A 的度数
巩固拓展
核心母题—基础图形
在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A、∠B、∠C的对边分别为a、b、c
第四组:情境应用 —— 实际测量问题
(1)测高场景:若BC是信号塔高度,在地面A处测得塔顶仰角为45°,向塔前进10m到D处,测得仰角为60°,求信号塔高度(结果精确到0.1m)
(2)航海场景:若A是海岛,船从B处沿正东航行,在B 处测得A在北偏东60°,航行8海里到C处,测得A在北偏东30°,求海岛到航线的最短距离
(3)测宽场景:若BC是河宽,在对岸A点正对B点,沿河岸走50m到D处,测得∠ADB=50°,求河宽(结果精确到1m)
巩固拓展
核心母题—基础图形
在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A、∠B、∠C的对边分别为a、b、c
第五组:综合拓展——能力提升
(1)坡度问题:若AB是山坡坡面,坡面长100m,坡高BC为20m,求山坡的坡度与坡角的度数(精确到1°)。
(2)动态问题:一根长6m的竹竿斜靠在竖直墙上,初始时竹竿与地面成60°角,若下端向墙脚移动1m,求竹竿顶端上升的高度(结果精确到0.01m)
(3)图形综合:在△ABC中,∠B=45°,∠C=30°,BC=10,求BC边上的高AD的长度
思想方法
1.数形结合思想:所有三角函数概念、解直角三角形的过程都依托几何图形展开,通过图形明确边角对应关系,将代数运算与几何图形结合,把抽象的三角函数比例转化为直观的边长关系.
2.转化与化归思想:
①实际问题转化:将测量、航海、坡度等实际场景,转化为解直角三角形的数学问题;
②图形转化:将斜三角形、不规则四边形,通过作高、分割转化为直角三角形求解;
③运算转化:利用互余角的三角函数关系,简化不同角的运算.
3.方程思想:在双直角三角形、多图形组合的综合题中,设未知边为变量,根据三角函数边角关系、边长和差关系列方程求解,是解决复杂应用问题的核心方法.
4.数学建模思想:
针对仰俯角、方向角、坡度等实际场景,建立直角三角形数学模型,将实际问题的数量关系转化为三角形边角关系,用数学方法解决现实问题.
当堂检测
练习 题目来源:复习题第12题、第13题
考查知识点:方向角、测量宽度类实际问题
航海问题:船由A港沿北偏东60°方向航行10km至B港,再沿北偏西30°方向航行10km至C港
(1)求A、C两港之间的距离;(2)确定C港在A港的什么方向
解:(1)由方向角可得∠ABC=180°− 60°−30°=90°
∵AB=BC=10km
∴△ABC为等腰直角三角形
AC=≈14.1km
(2)∵∠BAC=45°
60°−45°=15°
∴C港在A港的北偏东15°方向
当堂检测
河宽测量:P、Q相距180m,T在P的正南方向,在Q测得T在南偏西50°的方向,求河宽.
解:在Rt△PQT中,
tan50°=
∴PT=180×tan50°≈215m
答:河宽约为215m
测量宽度类问题的核心是构造垂直直角边,将“宽度”转化为直角三角形的直角边.
反思总结
1.解直角三角形有“已知两边”“已知一边一锐角”两类基本情况,分别应该优先选择哪种三角函数关系式?请结合例子说明你的选择依据.
2.当题目中没有现成的直角三角形时,我们可以通过哪些辅助线构造直角三角形?请结合本章习题举例说明.
3.运用三角函数解决实际问题时,有哪些容易出错的细节(比如概念混淆、角度转化、单位问题等)?你总结了哪些避免出错的方法?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第23-27页 第1,7,16题
二、素养类作业
课本第26页 第20题
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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