初高中銜接相關知識圖文例析(2)—三角函數相關(1)

2021-03-01 初中數學延伸課堂

本系列內容不全是為了中考,更可以延伸到中考後,為高一年的數學學習打下必要的基礎。本人大膽建議:中考結束後,同學們可以藉助本系列內容進行拓展式的學習,順利渡過「初高中銜接」這個門檻,更快地適應今後高中的學習!

註:本想按初中知識點順序寫,應朋友們的要求:與中考關係更緊密的內容先寫。所以只能打亂了順序來寫!

本篇說明:眾所周知,三角函數內容不但在初中重要(多數相似的試題都可以用三角函數的定義來完成),而且更是高中「重中之重」的內容。在歷年各地的考試中,均有不同形式的題型(含閱讀型拓展試題)出現。顯然這又是一個與高中銜接最緊的內容之一。本篇試圖通過一些知識點的深化分析和典型例題解析,拋磚引玉,希望能給朋友們帶來教與學上的幫助。


預備知識

銳角三角函數的定義:

在特殊圖形中:


在坐標系中:

這裡略去與三角函數相關的其他知識點,如特殊角的三角函數、互餘的三角函數值的關係,幾個重要的公式(sinα與cosα的平方和=1、tanα與tan(90°-α)的值互為倒數、tanα=sinα/oosα筆).

但需強調的是:「sinα、cosα、tanα」三者是「知一求二」.

如:tanα=3/4,則可通過下列圖形來求出其他的sinα和cosα.

典型試題圖文解析:

1、在網格(或坐標系)中的應用.

例1 如圖,邊長為1的網格,△ABC的三點均在網格上,求∠ABC和∠ACB的三個三角函數值.

簡解:下圖示,先求出△ABC的面積,再求出AB、AC、BC的長(根據勾股定理..

再通過面積公式,求出相應的BC邊上的高(或AC邊上的高).下圖示:

求BD、AD、CD時,可以用方程(設BD=x,則CD=根號17-x)來解決,再根據勾股定理,得:AD平方=AB平方-BD平方=AC平方-CD平方,得到關於x的方程,…….(方法多種,只選一種通法)

實際上,對△ABC而言,這個三角形可解,即所有與△ABC相關的均能求得,如:三角形ABC的周長、內切圓半徑、外接圓半徑、角平分線、中線等.

我們說網格顯然與坐標系相關,因此如果△ABC是在坐標系的背景下,當然也有類似的解法和思路。如下圖示:A(2,1)、B(0,-1),C(4,-2).……

實際上就是:

2、在圓中的應用.

    

例2 已知tan∠BAD=4/3,BD=10,求外接圓的半徑.


分別給出下列不同圖形:結果當然都一樣:

只給一個圖形進行解析:添加如下圖的輔助線,根據三角函數的定義,不難得到答案。這是三角形中的「一邊一對角」的問題,通過「直徑——直角」轉化為直角三角形中解決.

實際上:BD/sinA=2R(外接圓直徑)或者BD=2RsinA,這就是高中要學的「正弦定理」.

例3 已知,在⊙O中,直徑AB的長度為1,C、D都是圓上的點,連接AC、BC、BD、AD,過點D分別作直線AC,BC的垂線,垂足依次為E,F,設∠BAD=∠1,∠CAD=∠2.

(1)若∠1=∠2=30°,求DF,DE;

(2)利用此題可以證明:cos(∠1+∠2)=_______(用∠1,∠2的三角函數表示);並證明結論.

——試題來源:家長朋友最新提供的

解析:(第一問略去,直接解析第二問)

此題是圓中的一個基本圖,利用此圖,可以得到:和角(∠1+∠2)的各種三角函數值,還可以得到:倍角、半角(較難,只做提示)、差角(較難,只做提示)的三角函數值。下面請看:

首先:

其次:

第三:

最後,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)的求法類似.

顯然,當∠1=∠2時,就可以得到:倍角的三角函數值,下面簡要圖解:

至於差角,可以在下圖中,設∠BAC=∠2,∠BAD=∠1,可以得到差角的三角函數值(計算量較大),類似地可以設∠BAC=∠α,且讓∠1=∠2,則有∠1=∠2=0.5α,得到半角三角函數值(計算量大)。

顯然上述內容均是高中的重要知識.

下面再提供幾種不用此基本圖求和角、差角、倍角、半角的方法,僅提供構圖解析,朋友們可以好好思考一下!

上面是半角與倍角的構圖方式

此時∠DFH=∠2-∠1(可求得差角的三角函數值)


上面兩個圖形是「直角」最常見也是最重要的構圖.

(未完待續)

詳細解題過程,這裡略去。

(有不同思路和解法的,可在右下角的「寫留言」中留言,需詳細理解可到對應的QQ群(178733124)中提問,必有同行高手在幫您解答!)

(本文待續,別忘了在左下角的閱讀人數右邊的給個「鼓勵」哦!)

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