《普通高級(jí)中學(xué)教科書(shū)(必修)數(shù)學(xué)第一冊(cè)(下)》第101頁(yè)“復(fù)習(xí)參考題B組”第7題(1):筆者在上第四章《三角函數(shù)》的習(xí)題課時(shí),給學(xué)生講了這道題。結(jié)果出了些“意外”,一節(jié)大課僅講了這么一道小題。但在這大小之間,我和我的學(xué)生都得到了一次難得的“人生經(jīng)歷”。
我和同學(xué)們首先共同完成了這道題的常規(guī)證法:證法一(左—右=0)、證法二(右→左)。然后賣(mài)關(guān)子,“大家還有沒(méi)有其他的證法呢?”學(xué)生七嘴八舌地談起了自己的高見(jiàn),其中也包括我想介紹給他們的證法三:
因?yàn)樯鲜斤@然成立,所以原等式成立。
這時(shí),我故弄玄虛地說(shuō)道:“大家看這個(gè)證法的第二步,是不是一個(gè)分式在它的分子、分母上分別減去一個(gè)三角函數(shù)值,整個(gè)分式的值不變。”同學(xué)們看了看,驚訝地說(shuō):“還真是的,這個(gè)分式不就是嗎?”這時(shí),我乘勝追擊,總結(jié)道:“從這一點(diǎn)上我們要意識(shí)到,在以后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中,不能只是就題論題,為了做題而做題,而要在做完題后,再反思一下,再觀察一下,再思考一下,看看通過(guò)這道題我們學(xué)到了什么?還獲得了什么?只有這樣,我們才能做到‘做了一道題,會(huì)了一類(lèi)題,從而達(dá)到減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)’的目的?!比缓笮睦锩雷套痰卮蛩阒v第2小題。
但我的話音剛落,一位學(xué)生就猛地站了起來(lái),“老師,第三步到第四步要是只提出和,就給這道題降次了。”我仔細(xì)看了看,還真是這樣。
看到了最后的這個(gè)結(jié)論,我的第一反應(yīng)就是這個(gè)結(jié)果很有探究?jī)r(jià)值,于是便引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)看這個(gè)問(wèn)題,看看再有沒(méi)有其他的發(fā)現(xiàn)。
同學(xué)們有的做沉思狀,有的拿起了紙筆開(kāi)始運(yùn)算,有的干脆和周?chē)耐瑢W(xué)展開(kāi)了激烈的討論。
接著,一位學(xué)生發(fā)言道:“老師,中的2可以換成任意實(shí)數(shù)x,這一點(diǎn)可以從黑板上的證明過(guò)程中得到?!?/p>
我和其他同學(xué)經(jīng)過(guò)短暫的思考,對(duì)這位同學(xué)報(bào)以了贊同的掌聲?!昂芎?,xxx同學(xué)得到了一個(gè)很有意義的結(jié)論,給分式的分子、分母分別減去任意實(shí)數(shù)倍的sinA和cosA,所得分式的值不變。我看這個(gè)結(jié)論可以叫做xxx公式了?!?/p>
聽(tīng)到這個(gè)叫法后,同學(xué)們更是群情振奮,都躍躍欲試地想獲得以自己名字命名的公式。我及時(shí)地把握住時(shí)機(jī),向?qū)W生拋出了一個(gè)信號(hào):“我們總共學(xué)過(guò)多少種三角函數(shù)?其他三角函數(shù)有沒(méi)有類(lèi)似的性質(zhì)呢?”
大家恍然大悟,都停止了討論,提筆埋頭苦算。結(jié)果我們一共得到了12個(gè)類(lèi)似的三角恒等式,一一列舉如下:
這真是一筆意外的財(cái)富?。∥覐男睦锔锌?!
這時(shí),又有一位學(xué)生說(shuō)話了:“老師,我發(fā)現(xiàn)這些恒等式和我們學(xué)過(guò)的‘三角六邊形’好像有些關(guān)系。”
“三角六邊形”就是大家熟知的同角三角函數(shù)基本關(guān)系的記憶圖。
她說(shuō)不清楚,就干脆上黑板自己畫(huà)了起來(lái)。
這時(shí)第一個(gè)恒等式對(duì)應(yīng)的圖:
這是第二個(gè)恒等式對(duì)應(yīng)的圖:
我的心被震撼了,我完全相信了一句教育界常說(shuō)的話:不管是怎樣的學(xué)生,都蘊(yùn)藏著無(wú)限的潛能。
我和同學(xué)們一起給這個(gè)陰影起了個(gè)名字,叫做“三角六邊形的對(duì)角矩形”。
于是,我們得到了這樣一個(gè)定理:在三角六邊形的對(duì)角矩形中任取相鄰的兩個(gè)三角函數(shù),組成一個(gè)分式,分子、分母同減(加)任意實(shí)數(shù)倍的相鄰三角函數(shù),所得分式的值不變。
有同學(xué)提議把這個(gè)性質(zhì)叫做三角分式的不變性,也有同學(xué)說(shuō),我們以前研究過(guò)函數(shù)的不動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,應(yīng)該叫三角分式的不動(dòng)性,這樣顯得專(zhuān)業(yè)些。
于是,同學(xué)們有了自己有生以來(lái)第一個(gè)參與研究并命名的定理——三角分式的不動(dòng)性定理。
(作者單位 甘肅省蘭州市第六十六中學(xué))