堯祿華
解三角形題是歷年高考試題考查的重點(diǎn),出現(xiàn)的位置常見(jiàn)于前兩道大題.這類題目并不屬于難題,但解題方法較為靈活,解題切入角度較多.部分考生在選擇解題方向時(shí),經(jīng)常產(chǎn)生一定困惑.筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),感覺(jué)若能從三角形構(gòu)成的要素出發(fā),即三邊三角的關(guān)系的視角,結(jié)合方程思想,能快速順利解決大部分考題.以下通過(guò)具體實(shí)例談?wù)剬ふ疫吔顷P(guān)系的幾個(gè)視角,以期幫助學(xué)生從本質(zhì)上理解解三角形問(wèn)題的一般模式,從而快速尋找到突破口,提升解題能力,提高解題素養(yǎng).
視角1:補(bǔ)角視角
一個(gè)三角形中,若某邊出現(xiàn)中點(diǎn),或者三等分點(diǎn)時(shí),可以通過(guò)兩角互補(bǔ),余弦值相加等于零,從而得到三邊的一個(gè)關(guān)系.或者利用兩角互補(bǔ),正弦值相等,再結(jié)合正弦定理,得出邊角等量關(guān)系.
例1:(2017年全國(guó)III卷理科17題)△ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c.已知sinA+3cosA=0 ,a=27,b=2.(1)求c;(2)設(shè)D為BC邊上一點(diǎn),且AD⊥AC,求△ABD的面積.
解:第(1)問(wèn)直接余弦定理即可得出答案c=4;第(2)問(wèn),注意到點(diǎn)D為BC上一點(diǎn),從補(bǔ)角入手,構(gòu)建等量關(guān)系,方法也不復(fù)雜,關(guān)鍵是此法操作性強(qiáng),學(xué)生也更易掌握.
因?yàn)椤螦DB+∠ADC=π,sin∠ADB=sin∠ADC
又sin∠ADB=AB·sin∠BADBD,sin∠ADC=ACCD,
所以BD=CD,
所以S△ABD=S△ACD=3.
視角2:兩個(gè)三角形視角
一個(gè)三角形若已知兩角一邊,或者兩邊及這兩邊的夾角,或者三邊,結(jié)合正余弦定理、面積公式等,就可以求出這個(gè)三角形的其他要素,此時(shí)三角形是確定的,我們說(shuō)這個(gè)三角形是可解的.若是已知兩邊或一邊的對(duì)角,此時(shí)三角形不能確定,可能無(wú)解、一解或二解.實(shí)際解題中,給出的已知條件中,往往只給出其中的兩個(gè)條件,這時(shí)三角形并不能直接確定,需要通過(guò)借助旁邊與之相關(guān)的三角形再構(gòu)建一個(gè)邊角的等量關(guān)系,才能求解.我們把這種方法稱作解兩個(gè)三角形,下面舉例說(shuō)明.
例2:(2021佛山質(zhì)量檢測(cè)卷18題)如圖,梯形ABCD中,AB//CD,AB=2,CD=5,∠ABC=2π3.
(1)若AC=27,求梯形ABCD面積;(2)若AC⊥BD,求tan∠ABD.
解:本題第(1)問(wèn)易得梯形高23,從而梯形ABCD面積為73;第(2)問(wèn)大部分學(xué)生感覺(jué)比較難,事實(shí)上,我們從兩個(gè)三角形出發(fā),建立方程組,本題也是可以輕松拿下.注意到ΔABC與ΔDCB有一條公共邊BC,并且其他內(nèi)角都可以用∠ABD表示,不妨設(shè)∠ABD=θ,于是有ΔABC中,ABsin(θ-π6)=BCsin(π2-θ)……①;
ΔDCB中,DCsin(2π3-θ)=BCsinθ……②;
聯(lián)立①②化簡(jiǎn)得53tan2θ-7tanθ-23=0,
解得tanθ=233.
視角3:等面積視角
高中學(xué)了正弦定理后,則常見(jiàn)的三角形面積公式除了SΔ=12ah,還有SΔ=12absinC.對(duì)于有些題目從等面積角度出發(fā),構(gòu)建邊與角的等量關(guān)系,往往解題更加方便,簡(jiǎn)潔.
例3:題目見(jiàn)上述例1第(2)問(wèn).
解:本題若從面積相等的角度考慮,步驟非常簡(jiǎn)潔,因?yàn)镾△ABDS△ACD=12AB·AD·sinπ612AC·AD=1,
又因?yàn)镾△ABC=12×4×2sin∠BAC=23,從而得出△ABD的面積為3.
本文從高考題出發(fā),介紹了尋找邊角關(guān)系的三個(gè)視角,事實(shí)上,處理解三角形問(wèn)題,還有其他視角,其他文章也多有介紹.但無(wú)論哪種視角,都應(yīng)該從問(wèn)題本質(zhì)出發(fā).在數(shù)學(xué)概念教學(xué)中,要理解數(shù)學(xué),掌握數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征.解題教學(xué)中,更應(yīng)該從數(shù)學(xué)本質(zhì)出發(fā),對(duì)于解三角形,最本質(zhì)的特征就是從構(gòu)成三角形的基本要素三邊三角關(guān)系出發(fā),結(jié)合正弦定理、余弦定理、三角形內(nèi)角和定理、平角余弦互補(bǔ)、面積公式等構(gòu)建等量關(guān)系,綜合方程思想,求出相關(guān)要素.