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        數(shù)學相聲——三角函數(shù)

        2019-09-10 13:22:37秦詩硯
        新高考·高一數(shù)學 2019年2期
        關鍵詞:古希臘

        秦詩硯

        甲:唉,馬上江蘇高考義要改革了,咱家孩子義要苦學了.

        乙:誰說不是啊,我們家孩子感覺最難的就是數(shù)學,這幾天回家一直給我念叨著“三角韓術”,肯定是韓國那邊弄出來為難孩子的……

        甲:等等,什么?一聽就知道你是文盲了吧,這叫三角函數(shù).我為了給孩子補習,可是做了功課的.

        乙:是嗎?那我可要考考你,這三角函數(shù)是什么地方的?

        甲:照你的說法,那就是韓國.

        乙:錯錯錯.

        甲:說來話長,三角函數(shù)最初是古希臘的.古希臘三角術的奠基人是公元前2世紀的喜帕恰斯,他實際上給出了最早的三角函數(shù)數(shù)值表.然而古希臘的三角學基本是球面三角學,這與古希臘人研究的主體是天文學有關.梅涅勞斯在描述球面的梅涅勞斯定理時就用到了正弦.托勒密就更了不得了,他不僅給出了計算和角公式和半角公式的方法,還給出了所有O到180度的所有整數(shù)和半整數(shù)弧度對應的正弦值……

        乙:停停停,還是錯的,這三角函數(shù)不就是數(shù)學書上的嗎?你說了這么一大堆,全是照著書讀的,我們說點實在的,別這么玄乎,

        甲:好好好,你先說說三角函數(shù)有哪些.

        乙:正弦sin,余弦cos,正切tan,余切cot,正割sec,余割csc.

        甲:這后面三個我怎么沒聽說過?

        乙:這就是你研究不深啦,余切,正割,余割,雖然已經從高中課本上消失了,但仍是三角函數(shù)的重要組成部分.要不然怎么總說“‘割只是個傳說”呢?

        甲:不錯,他們現(xiàn)在學的三角函數(shù)多在平面直角坐標系中半徑為1、圓心為原點的單位網(wǎng)內.單位網(wǎng)的定義在實際的計算上其實并沒有多大的用處,但是它允許了三角函數(shù)對所有的正角和負角都有定義,也不僅僅是對于在0和π/2弧度之間的角.根據(jù)勾股定理,對于網(wǎng)上的任意點(x,y),x2+y2=1.

        乙:這么說來,所有角都可以這樣解決:以原點為角θ的頂點,把角的始邊與x軸正半軸重合,則終邊與單位圓交點的橫坐標是cosθ,縱坐標就是sinθ.

        甲:對,等你熟練了,就用不著這么繁瑣地畫圖了,把特殊角的三角函數(shù)值記牢了就能一通百通.因為對于大于2?;蛐∮贠的角,可直接繼續(xù)繞單位網(wǎng)旋轉得到.在這種方式下,正弦和余弦變成了周期為2兀的周期函數(shù):對于任何角θ和任何整數(shù)k,都可以用誘導公式解決.

        乙:喲,這專用名詞還懂得不少,別急,我先來考考你. 30°的正弦是多少?

        甲:這還不簡單,1/2.

        乙:那225°的余弦呢?

        甲:這就要誘導公式發(fā)揮作用了.cos225°=cos(180°+45°)= -cos45°,答案是-√2/2.

        乙:記這么熟,有什么口訣?

        甲:噓,小聲點,可不能讓別人聽了去.奇變偶不變,符號看象限.一全正,二正弦,三正切,四余弦.

        乙:別這么小氣,這么簡單,大家肯定都會.

        甲:那我們就說點高深的,“歐幾里得定理”.

        乙:怎么義去了歐洲?

        甲:他可是古希臘著名的數(shù)學家,人家名字里有個“歐”就是歐洲的?這么說泰姬陵還是泰國的.

        乙:好,算我錯了.那這個“歐幾里得定理”義是什么?

        甲:說得通俗點,就是射影定理.

        乙:影子?

        甲:對,在直角三角形中,斜邊上的高是兩條直角邊在斜邊射影的比例中項,每一條直角邊又是這條直角邊在斜邊上的射影和斜邊的比例中項.

        乙:這我知道,初中就學過了.

        甲:那就給你上堂新課.在△ABC中,設∠A,∠B,∠C的對邊分別為a,b,c,則有a=bcosC+ ccosB,b=(cosA +acosC,c=acosB+bcosA.

        乙:也不算難啊,

        甲:就怕說出來你不會,三角恒等式可難倒了大批學生,像蛇一般扭動的正弦、余弦圖象不叫你看花了眼才怪.我覺得,三角函數(shù)的奇妙就在于它可以用于各種領域.

        乙:真的?

        甲:就說那二倍角公式,在牛頓運動定律的應用上,機械能守恒的應用上,非它不可.可惜啊,我高中沒好好學.

        乙:現(xiàn)在也不晚啊,跟孩子一起學,不是挺好?

        甲:是啊.

        合:學到老,活到老.

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