余弦定理教学活动设计.docx
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余弦定理教学活动设计
余弦定理教学设计
阜阳三中郑建华
一、教学目标
认知目标：
在创设的问题情境中，引导学生发现余弦定理的内容，推证余弦定理，并简单运用余弦定理解三角形；
能力目标：
引导学生通过观察，推导，比较，由特殊到一般归纳出余弦定理，培养学生的创新意识和观察与逻辑思维能力，能体会用向量作为数形结合的工具，将几何问题转化为代数问题；
情感目标：
面向全体学生，创造平等的教学氛围，通过学生之间、师生之间的交流、合作和评价，调动学生的主动性和积极性，给学生成功的体验，培养学生学习数学兴趣和热爱科学、勇于创新的精神。
二、教学重难点
重点：
探究和证明余弦定理的过程；理解掌握余弦定理的内容；初步对余弦定理进行应用。
难点：
利用向量法证明余弦定理的思路；对余弦定理的熟练应用。
探究和证明余弦定理过程既是本节课的重点，也是本节课的难点。
学生已经具备了勾股定理的知识，即当∠C=900时，有c2=a2+b2。
作为一般的情况，当∠C≠900时，三角形的三边满足什么关系呢?
学生一时很难找到思路。
最容易想到的思路就是构造直角三角形，尝试应用勾股定理去探究这个三角形的边角关系；用向量的数量积证明余弦定理更是学生想不到的，原因是学生很难将向量的知识与解三角形的知识相结合。
因而教师在授课时可以适当的点拨、启发，鼓励学生大胆的探索。
在教学中引导学生从不同的途径去探索余弦定理的证明，这样既能开拓学生的视野，加强学生对余弦定理的理解，又能培养学生形成良好的思维习惯，激发学生学习兴趣，这是本节课教学的重点，也是难点。
三、学情分析和教学内容分析
本节内容是人教A版普通高中课程标准实验教科书必修5第一章第一节余弦定理的第2课时。
余弦定理是关于任意三角形边角之间的另一定理，是解决有关三角形问题与实际应用问题（如测量等）的重要定理，它将三角形的边和角有机的结合起来，实现了“边”和“角”的互化，从而使“三角”与“几何”有机的结合起来，为求与三角形有关的问题提供了理论依据，同时也为判断三角形的形状和证明三角形中的等式提供了重要的依据。
教科书首先通过设问的方式，指出了“已知三角形的两边和夹角，无法用正弦定理去解三角形”，进而通过直角三角形中的勾股定理引导学生去探究一般三角形中的边角关系，然后通过构造直角三角形去完成对余弦定理的推证过程，教科书上还进一步的启发学生用向量的方法去证明余弦定理，最后通过3个例题巩固学生对余弦定理的应用。
在学习本节课之前，学生已经学习了正弦定理的内容，初步掌握了正弦定理的证明及应用，并明确了用正弦定理可以来解哪些类型的三角形。
在此基础上，教师可以创设一个“已知三角形两边及夹角”来解三角形的实际例子，学生发现不能用上一节所学的知识来解决这一问题，从而引发学生的学习兴趣，引出这一节的内容。
在对余弦定理教学中时，考虑到它比正弦定理形式上更加复杂，教师可以有目的的提供一些供研究的素材，并作必要的启发和引导，让学生进行思考，通过类比、联想、质疑、探究等步骤，辅以小组合作学习，建立猜想，获得命题，再想方设法去证明。
在用两种不同的方法证明余弦定理时，学生可能会遇到证明思路上的困难，教师可以适当的点拨。
四、教学过程
环节一【创设情境】
1、复习引入
让学生回答正弦定理的内容和能用这个定理解决哪些类型的问题。
师：
昨天我们学习了正弦定理，那位同学能站起来回答一下正弦定理的内容和它的用途。
[设计意图]复习前边所学的内容,为下边的学习做好铺垫.
[预设回答]生1:
三角形各边与它所对角的正弦之比相等;其表达形式为:
;用它可解决两类问题:
知两边及其一边的对角,解三角形;知两角及一边解三角形.
师:
生1记得很准确,回答的也很完整.下来我想再问一下我们是怎样研究、发现正弦定理的呢？
[设计意图]复习前边的学习、探究方法，为后边的学习提供方法的准备，同时起到强化数学思想方法的作用。
[预设回答]生2.我们先从直角三角形入手，得出正弦定理，然后再类比到锐角三角形和钝角三角形中也有这样的结论，进而经过验证，最终得到正弦定理。
师：
生2说的很对，但还不够简练，谁能用最简洁的语言概括一下？
生3：
我们用了一种从特殊到一般、分类讨论和类比的思想方法。
师：
很了不起。
现在我有这样一个问题，同学们思考一下怎样解决。
2、情景引入
如图1，某隧道施工队为了开凿一条山地隧道，需要测算隧道通过这座山的长度。
工程技术人员先在地面上选一适当的位置A，量出A到山脚B、C的距离，再利用经纬仪测出A对山脚BC（即线段BC）的张角，最后通过计算求出山脚的长度BC。
学生不难将这个实际问题转化到数学问题：
已知三角形的两边和一个夹角，去求三角形的另外一边。
这个问题是不能使用正弦定理来求解的。
学生急切的希望应用新知识来解决这个问题。
例：
在三角形ABC中，b=3,c=4,A=300,求a的值。
图2
[设计意图]从简单问题入手,引导学生探索解决方法;激发学生的探索欲望,为下一个问题的解决作方法上和知识上的准备.
环节二【导入新课】
（教师给学生留了大约五分钟的思考、操作时间）
师：
该问题哪一位同学解决了？
起来说说解法。
（教师鸦雀无声）过了一会。
[预设回答]生3：
好像用前边所学正弦定理没法解决。
师：
其他同学是否想法和同学3一样？
（短暂的沉默之后爆发出齐声回答：
“是”。
）
师：
我们再重新审视一下我们的问题；该问题实际上是知两边及其夹角，求第三边。
这与我们以前所学的用正弦定理解决的问题不一样，故不能用正弦定理来解决。
但是这个问题是实实在在的问题，我们又不能不解决，所以我们需另辟蹊径，寻找新的解法。
现在我们再理解一下该问题的条件，看看是否能从条件中得到我们解决问题的启示？
[预设回答]生4：
我感到300的角很特殊，它使我想到了“300角所对直角边是斜边的一半”。
师：
生4说的很对，也很善于联想，希望同学们都能像她一样在遇到问题时善于联想，从而找到解决问题的思路。
（不等我话说完，生6就站了起来）
[预设回答]生5：
她说的结论在直角三角形中才成立，而现在的图上连直角三角形的影子都没有，何谈一半？
[预设回答]生6：
我们作一个直角三角形不就得了。
师：
怎么做？
[预设回答]生7：
过B点作三角形的高即可。
师：
只能这样做吗？
过B、C是否也可以做高？
[预设回答]生7：
也可以过C点作高，但不能过A作高，否则破坏了特殊角300。
在三角形ABD中，根据300的角的性质和勾股定理就可以求出三角形ABD的边AD,BD的长。
师：
生7说得对极了，学习数学就要积极主动，象生7一样要善于联想，善于发挥，“得寸进尺”、“蹬鼻子上脸”，我们的问题就一定能够解决（全班学生会意的大笑）。
[预设回答]生8.根据生7说的，就容易求得DC,进而在直角三角形BDC中利用勾股定理就可求得AC的长，问题解决。
师：
现在我们已解决了我们的问题
（一），我们主要是通过做高，构造出直角三角形，然后在直角三角形中利用直角三角形的知识来解决。
由于直角三角形我们很熟悉，所以我们将我们不熟悉的问题通过转化，转化成我们熟悉的问题来解决，这种转化的意识和思想，对于我们今后的学习十分重要，希望同学们能在以后的学习中注意和自觉使用。
问题
（二）：
在三角形ABC中，b=3,c=4,A=450,求a的值。
[设计意图]对前一问题中得到的知识方法进行内化,为下边的问题的顺利解决做铺垫.
由于有问题一的解决经历，同学们很容易就解决了问题二。
问题（三）：
在三角形ABC中，b=3,c=4,A=550,求a的值。
[设计意图]在前一问题的基础上进行适当的延伸,实现从特殊向一般初步过渡。
于有问题一二的解决经历，同学们很容易就想到了作高构造直角三角形，利用直角三角形的知识来解决问题。
但由于550的角不特殊，同学们解决问题之旅受阻。
[预设回答]生10：
该问题我通过做高构造直角三角形，但在直角三角形ABD中，由于550的角不特殊，下来我就不知道该怎么解决了。
（全班同学陷入了迷茫）
师：
现在大家再在直角三角形ABD中看，题上都知道什么，要求什么，通过什么知识可以实现已知和未知之间的联系。
[预设回答]生10：
我知道了,可以用角B的正、余弦函数可以把已知边AB、未知边AD、BD联系起来，进而得到AD=4sin550,BD=4cos550,故有DC=3-4cos550,所以在三角形ADC中，以用勾股定理就可以求得b边的长。
生10的解法一下子激活了全班同学的思维。
有的同学懊悔自己咋就没想到，有的同学向同学10投去羡慕的眼光，……
[预设回答]生11.该问题我还可以做一个大胆的推广：
在三角形ABC中，若知道边AB,BC,
∠B,则可以采用同样的办法求的AC的长。
师：
同学11的想法很大胆，也很有价值，许多重要数学结论都是通过这种方式发现的。
希望大家有意识的培养自己这种能力！
现在大家根据同学11的想法推导一下，求出AC的长。
（过了大约3分钟）
[预设回答]生12.我得出AC2=a2+c2-2accosB.
师：
如果我将问题变成：
在三角形ABC中，若知道边AC,AB,
∠A，求BC.
在三角形ABC中，若知道边CA,CB,
∠C,求AB.大家还能求出来吗？
全班同学：
能！
（此时全班同学情绪高涨）
师：
那么请同学们马上写出结果。
（我话音刚落，同学13站了起来）
[预设回答]生13.BC2=b2+c2-2bccosA.AB2=a2+b2-2abcosC.
师：
你做的真快！
[预设回答]生13.我压根就没做，我是根据前边的推导过程直接写出来的！
师：
你觉得你写的正确吗？
刚才我说过，凭直观观察可以发现重要的数学结论，但这些发现都在随后经过了严格的证明和推理。
你赶快做的试一下。
三分钟之后，同学们陆陆续续得出了结果。
我将三个结果重新并列写在一起：
b2=a2+c2-2accosB.
a2=b2+c2-2bccosA
c2=a2+b2-2abcosC
【微课展示论证】如图3，当∠C为锐角时，作BD⊥AC于D，BD把△ABC分成两个直角三角形：
在Rt△ABD中，AB2=AD2+BD2；
在Rt△BDC中，BD=BC·sinC=asinC，DC=BC·cosC=acosC．
所以，AB2=AD2+BD2化为
c2=（b－acosC）2+（asinC）2，
c2=b2－2abcosC+a2cos2C+a2sin2C，
c2=a2+b2－2abcosC．
可以看出∠C为锐角时，△ABC的三边a，b，c具有c2=a2+b2－2abcosC的关系。
如图4，当∠C为钝角时，作BD⊥AC，交AC的延长线于D。
△ACB是两个直角三角形之差。
在Rt△ABD中，AB2=AD2+BD2．
在Rt△BCD中，∠BCD=π－C．
BD=BC·sin（π－C），CD=BC·cos（π－C）．
所以AB2=AD2+BD2化为
c2=（AC+CD）2+BD2
=[b+acos（π－C）]2+[asin（π－C）]2
=b2+2abcos（π－C）+a2cos2（π－C）+a2sin2（π－C）
=b2+2abcos（π－C）+a2．
因为cos（π－C）=－cosC，所以也可以得到c2=b2+a2－2abcosC。
得到余弦定理。
【微课设计目的】让学生能够更好的对刚刚讨论的问题做一个全面的理解，思维再上一个高度，学生能够产生对数学的热爱与喜欢。
余弦定理：
三角形一边的平方就等于其余两边平方和减去这两边及其夹角余弦积的二倍。
探究2、你还能用向量的方法证明余弦定理吗？
教师点拨学生的思路，可以让学生分组讨论、探究，最后教师用多媒体展示证明的思路及过程。
如图6，在△ABC中，设
，
教师点评：
对于探究1，我们分∠C是锐角和钝角的情况对余弦定理的形式给出了证明，过程比较复杂；对于探究2，我们应用向量的数量积可以很简单的证明余弦定理，这就可以看出向量作为一种工具在证明一些数学问题中的作用，在今后的学习中，我们应该加强对所学知识的应用。
探究3、余弦定理在解三角形中的应用
教师启发学生：
根据余弦定理的两种形式，可以看出它能够解决解三角形的哪些类型？
（学生并不难发现，余弦定理可以用来解决两种解三角形的类型：
⑴已知三角形的两边及其夹角，求第三边；⑵已知三角形的三边，求三个内角。
）
下面，请同学们根据余弦定理的这两种应用，来解决以下三个例题。
（用多媒体展示例题）
例1、在△ABC中，已知a=5,b=4,∠C=120O,求c.
例2、在△ABC中，已知a=3,b=2,c=
求此三角形三个内角的大小及其面积（精确到0.1）.
例3、△ABC的定点为A（6,5）,B（-2,8）,和C（4,1）,求∠A（精确到0.1）.
双边活动：
师生可以共同完成例题，进一步的加深学生对余弦定理的应用。
环节四【练习与巩固】
1、在△ABC中，a=1,b=1,∠C=120O,则c=。
2、在△ABC中，若三边a,b,c满足
，则A=。
3、在△ABC中，已知
这个三角形是（填锐角、直角、钝角三角形）。
4、在△ABC中，BC=3,AC=2,AB上的中线长为2，求AB。
双边活动：
学生限时训练，让学生回答结果，对于出错题目加以讲解，可以用多媒体展示第4题的解题过程。
环节五【课堂反思总结】
通过以上的研究过程，同学们主要学到了那些知识和方法？
你对此有何体会？
（先由学生回答总结，教师适时的补充完善）
1、余弦定理的发现从直角入手，分别讨论了锐角和钝角的情况，体现了由特殊到一般的认识过程，运用了分类讨论的数学思想；
2、用向量证明了余弦定理，体现了数学知识的应用以及数形结合数学思想的应用；
3、余弦定理表述了三角形的边与对角的关系，勾股定理是它的一种特例。
用这个定理可以解决已知三角形的两边及夹角求第三边和已知三角形的三边求内角的两类问题。
（从实际问题出发，通过猜想、实验、归纳等思维方法，最后得到了推导出正弦定理。
我们研究问题的突出特点是从特殊到一般，我们不仅收获着结论，而且整个探索过程我们也掌握了研究问题的一般方法。
在强调研究性学习方法，注重学生的主体地位，调动学生积极性，使数学教学成为数学活动的教学。
）
环节六【布置课后作业】
1、若三角形ABC的三条边长分别为
，
，
，
则
。
2、在△ABC中,若a＝7,b＝8,
则最大内角的余弦值为_。
3、已知△ABC中，acosB=bcosA，请判断三角形的形状（用两种不同的方法）。
4、教材练习B1,3。
五、教学反思
1、余弦定理是解三角形的重要依据，要给予足够重视。
本节内容安排两节课适宜。
第一节，余弦定理的引出、证明和简单应用；第二节复习定理内容，加强定理的应用。
2、当已知两边及一边对角需要求第三边时，可利用方程的思想，引出含第三边为未知量的方程，间接利用余弦定理解决问题，此时应注意解的不唯一性。
但是这个问题在本节课讲给学生，学生不易理解，可以放在第二课时处理。
3、本节课的重点首先是定理的证明，其次才是定理的应用。
我们传统的定理概念教学往往采取的是“掐头去尾烧中断”的方法，忽视了定理、概念的形成过程，只是一味的教给学生定理概念的结论或公式，让学生通过大量的题目去套用这些结论或形式，大搞题海战术，加重了学生的负担，效果很差。
学生根本没有掌握住这些定理、概念的形成过程，不能明白知识的来龙去脉，怎么会灵活的应用呢？
事实上已经证明，这种生搬硬套、死记硬背式的教学方法和学习方法已经不能适应新课标教育的教学理念。
新课标课程倡导：
强调过程，重视学生探索新知识的经历和获得的新知的体会，不能再让教学脱离学生的内心感受，把“发现、探究知识”的权利还给学生。
4、本节课的教学过程重视学生探究知识的过程，突出了以教师为主导，学生为主体的教学理念。
教师通过提供一些可供学生研究的素材，引导学生自己去研究问题，探究问题的结论。
在这个过程中，教师应该做到“收放有度”，即：
不能收的太紧，剥夺了学生独立思考、合作学习的意识，更不能采取“放羊式”的教学，对于学生在探究问题中出现的困惑置之不理。
5、合理的应用多媒体教学，起到画龙点睛、提高效率、增强学生对问题感官认识的效果，不能让教师成为多媒体的奴隶。
滥用多媒体教学的后果是将学生上课时的“眼到、手到、口到”变为机械的“眼到”，学生看了一节课的“电影”，没有充足的时间去思考、练习、巩固，课后会很快将所学的知识忘得一干二净。
6、在实际的教学中，发现学生对于所学的知识（例如向量）不能很好的应用，学生的数学思想（如分类讨论、数形结合）也不能灵活的应用，这在以后的教学中还应该加强。
从授课的实际效果来看，能较好的完成本节课的教学任务。
后一阶段的教学主要应该加强师生的课堂双边活动，处理好教与学的关系，充分调动学生的课堂参与意识，鼓励学生积极大胆的发言，学生主动暴露自己的问题，教师及时的加以纠正，使教学更具针对
1.1.2余弦定理（导学案）
〖学习目标〗
1.会用向量的数量积证明余弦定理的方法。
，
2.熟记并掌握余弦定理
3.能运用余弦定理及其推论解三角形
〖学习重点〗
余弦定理的理解及应用
〖学习难点〗
由数量积证明余弦定理及应用
〖学习过程〗
一、课前准备
【知识清单】（预习教材P5-8，找出疑惑之处）
1.余弦定理：
2.余弦定理的推论：
3.用余弦定理可以解决两类有关解三角形的问题
已知三边，求
已知和它们的，求第三边和其他两个角。
【牛刀小试】
1．已知
，求
；
2．已知
，求cos
二、新课导学
1．【复习导入】
1.三角形的正弦定理内容：
2.已知A=
C=
，你能解这个解三角形？
【探究】在问题中探究余弦定理
若把2的条件C=
改成
，如何解三角形？
（即已知三角
形的两边及其夹角解三角形）
问题：
联系已经学过的知识和方法，可用什么途径来解决这个问题？
分析：
用正弦定理试求，发现因A、B均未知，所以较难求边c；由于涉及边长问题，从而可以考虑用向量来研究这个问题。
A
设
，
，
，那么
，则
CB
（小组合作完成）
余弦定理：
三角形中任何一边的平方等于其他两边的平方的和减去这两边与它们的夹角的余弦的积的两倍。
即
思考：
这个式子中有几个量？
从方程的角度看已知其中三个量，可以求出第四个量，能否由三边求出一角？
从余弦定理，又可得到以下推论：
理解定理
余弦定理及其推论的基本作用为：
①已知三角形的任意两边及它们的夹角就可以求出第三边；
②已知三角形的三条边就可以求出其它角。
思考：
勾股定理指出了直角三角形中三边平方之间的关系，余弦定理则指出了一般三角形中三边平方之间的关系，如何看这两个定理之间的关系？
【探究2】
若
ABC中，C=
，则
，这时
，由此可知余弦定理是勾股定理的推广，勾股定理是余弦定理的特例。
当
为锐角时，
吗；当
为钝角时，三边的平方关系是怎样的。
上面几个命题的逆命题成立吗？
三、典例精析
【例1】在
ABC中，已知
，
，
，求b及A
【例2】在三角形ABC中，已知a=3,b=2,c=
求此三角形的最大角的大小及其面积
【例3】在△ABC中，已知sinA＝2sinBcosC，试判断△ABC的形状
4、当堂检测
1.已知
的三边分别为2，3，4，则此三角形是（）
A.锐角三角形B.钝角三角形
C.直角三角形D.等腰直角三角形
2.
五、提出疑惑（易混点）（在数学的领域中，提出问题的艺术比解答问题的艺术更为重要）
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点（易混点）
疑惑内容（易混内容）
〖学习小结〗
〖课后提升〗
【必做题】
1.在△ABC中，若
，则
2．在
中，已知
，求
的大小.
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