初高中衔接相关知识图文例析(2)—三角函数相关(1)
本系列内容不全是为了中考,更可以延伸到中考后,为高一年的数学学习打下必要的基础。本人大胆建议:中考结束后,同学们可以借助本系列内容进行拓展式的学习,顺利渡过“初高中衔接”这个门槛,更快地适应今后高中的学习!
注:本想按初中知识点顺序写,应朋友们的要求:与中考关系更紧密的内容先写。所以只能打乱了顺序来写!
本篇说明:众所周知,三角函数内容不但在初中重要(多数相似的试题都可以用三角函数的定义来完成),而且更是高中“重中之重”的内容。在历年各地的考试中,均有不同形式的题型(含阅读型拓展试题)出现。显然这又是一个与高中衔接最紧的内容之一。本篇试图通过一些知识点的深化分析和典型例题解析,抛砖引玉,希望能给朋友们带来教与学上的帮助。
预备知识:
锐角三角函数的定义:
在特殊图形中:
在坐标系中:
这里略去与三角函数相关的其他知识点,如特殊角的三角函数、互余的三角函数值的关系,几个重要的公式(sinα与cosα的平方和=1、tanα与tan(90°-α)的值互为倒数、tanα=sinα/oosα笔).
但需强调的是:“sinα、cosα、tanα”三者是“知一求二”.
如:tanα=3/4,则可通过下列图形来求出其他的sinα和cosα.
典型试题图文解析:
1、在网格(或坐标系)中的应用.
例1 如图,边长为1的网格,△ABC的三点均在网格上,求∠ABC和∠ACB的三个三角函数值.
简解:下图示,先求出△ABC的面积,再求出AB、AC、BC的长(根据勾股定理..
再通过面积公式,求出相应的BC边上的高(或AC边上的高).下图示:
求BD、AD、CD时,可以用方程(设BD=x,则CD=根号17-x)来解决,再根据勾股定理,得:AD平方=AB平方-BD平方=AC平方-CD平方,得到关于x的方程,…….(方法多种,只选一种通法)
实际上,对△ABC而言,这个三角形可解,即所有与△ABC相关的均能求得,如:三角形ABC的周长、内切圆半径、外接圆半径、角平分线、中线等.
我们说网格显然与坐标系相关,因此如果△ABC是在坐标系的背景下,当然也有类似的解法和思路。如下图示:A(2,1)、B(0,-1),C(4,-2).……
实际上就是:
2、在圆中的应用.
例2 已知tan∠BAD=4/3,BD=10,求外接圆的半径.
分别给出下列不同图形:结果当然都一样:
只给一个图形进行解析:添加如下图的辅助线,根据三角函数的定义,不难得到答案。这是三角形中的“一边一对角”的问题,通过“直径——直角”转化为直角三角形中解决.
实际上:BD/sinA=2R(外接圆直径)或者BD=2RsinA,这就是高中要学的“正弦定理”.
例3 已知,在⊙O中,直径AB的长度为1,C、D都是圆上的点,连接AC、BC、BD、AD,过点D分别作直线AC,BC的垂线,垂足依次为E,F,设∠BAD=∠1,∠CAD=∠2.
(1)若∠1=∠2=30°,求DF,DE;
(2)利用此题可以证明:cos(∠1+∠2)=_______(用∠1,∠2的三角函数表示);并证明结论.
——试题来源:家长朋友最新提供的
解析:(第一问略去,直接解析第二问)
此题是圆中的一个基本图,利用此图,可以得到:和角(∠1+∠2)的各种三角函数值,还可以得到:倍角、半角(较难,只做提示)、差角(较难,只做提示)的三角函数值。下面请看:
首先:
其次:
第三:
最后,在直角三角形ABC中,cos(∠1+∠2)=AC/AB=AC=AE-CE=cos∠1×cos∠2-sin∠1×sin∠2.
sin(∠1+∠2)和tan(∠1+∠2)的求法类似.
显然,当∠1=∠2时,就可以得到:倍角的三角函数值,下面简要图解:
至于差角,可以在下图中,设∠BAC=∠2,∠BAD=∠1,可以得到差角的三角函数值(计算量较大),类似地可以设∠BAC=∠α,且让∠1=∠2,则有∠1=∠2=0.5α,得到半角三角函数值(计算量大)。
显然上述内容均是高中的重要知识.
下面再提供几种不用此基本图求和角、差角、倍角、半角的方法,仅提供构图解析,朋友们可以好好思考一下!
上面是半角与倍角的构图方式
此时∠DFH=∠2-∠1(可求得差角的三角函数值)
上面两个图形是“直角”最常见也是最重要的构图.
(未完待续)
详细解题过程,这里略去。
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