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        剖析解三角形問題,發(fā)展關(guān)鍵能力
        ——基于2022年高考解三角形類解答題的考查

        2023-11-10 03:52:34江蘇省蘇州市張家港市張家港高級中學(xué)蔡怡歡
        中學(xué)數(shù)學(xué) 2023年21期
        關(guān)鍵詞:五邊形余弦定理邏輯推理

        江蘇省蘇州市張家港市張家港高級中學(xué) 蔡怡歡

        解三角形是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,合理聯(lián)系初中的平面幾何,鏈接高中的三角函數(shù)與平面向量知識,是高中數(shù)學(xué)中比較特殊的一個(gè)知識點(diǎn),也是歷年高考考查的重點(diǎn)之一.解三角形通常出現(xiàn)在高考試卷解答題中,位置偏前,難度中等.其中,三角形邊或角等元素的求值,邊或角關(guān)系式的證明,與其他相關(guān)知識的抽象與交匯以及創(chuàng)新應(yīng)用或?qū)嶋H應(yīng)用等方面,都是很好的考查方向.

        1 通過求值,考查數(shù)學(xué)運(yùn)算

        點(diǎn)評:通過三角形的創(chuàng)設(shè),結(jié)合邊或角的相關(guān)代數(shù)式以及關(guān)系,求解具體角的大小、具體邊的長度、三角形的面積或?qū)?yīng)代數(shù)式的值等,一直是高考中最常見的解三角形解答題的設(shè)置方式與考查方式,關(guān)鍵是綜合三角函數(shù)的相關(guān)公式、解三角形的相關(guān)公式及平面幾何知識來化歸轉(zhuǎn)化,進(jìn)而通過數(shù)學(xué)運(yùn)算求解.

        2 通過證明,考查邏輯推理

        例2(2022年高考數(shù)學(xué)全國乙卷理科·17)記△ABC的內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A).

        (1)證明:2a2=b2+c2;

        (1)證明:在△ABC中,由sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A),得sinC(sinAcosB-cosAsinB)=sinB(sinCcosA-cosCsinA),整理有sinA·(sinBcosC+cosBsinC)=2cosAsinBsinC.

        所以sinAsin(B+C)=sin2A=2cosAsinBsinC,結(jié)合正弦定理,可得a2=2bccosA.

        由余弦定理,可得a2=b2+c2-2bccosA,所以2a2=b2+c2.

        所以△ABC的周長為a+b+c=5+9=14.

        點(diǎn)評:解三角形問題中邊或角關(guān)系的轉(zhuǎn)化,涉及三角函數(shù)公式以及解三角形中的正(余)弦定理等,利用條件與結(jié)論之間的聯(lián)系,合理通過邏輯推理與數(shù)學(xué)運(yùn)算求解.

        3 通過轉(zhuǎn)化,考查數(shù)學(xué)抽象

        點(diǎn)評:以解三角形為問題背景,交匯解三角形與三角函數(shù)、函數(shù)、不等式等相關(guān)知識,數(shù)學(xué)抽象,合理轉(zhuǎn)化,借助三角函數(shù)關(guān)系式的同構(gòu)與應(yīng)用,合理構(gòu)建角之間的關(guān)系,是破解此類問題的關(guān)鍵所在.等價(jià)轉(zhuǎn)化并加以數(shù)學(xué)抽象,回歸數(shù)學(xué)本質(zhì),是此類考題的亮點(diǎn).

        4 通過探究,考查數(shù)學(xué)建模

        例4(2022年高考數(shù)學(xué)上海卷·19)如圖1所示,AD=BC=6,AB=20,O為AB中點(diǎn),曲線CMD上任一點(diǎn)到點(diǎn)O的距離相等,∠DAB=∠ABC=120°,MO⊥AB,點(diǎn)P,Q關(guān)于OM對稱.

        圖1

        (1)若點(diǎn)P與點(diǎn)C重合,求∠POB的大小;

        (2)求五邊形CDQMP面積S的最大值.

        解析:(1)若點(diǎn)P與點(diǎn)C重合,由題意可得OB=10,BC=6,∠ABC=120°.

        范堅(jiān)強(qiáng)停下車,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地看著傻姑。她在一個(gè)骯臟的世界里尋找,尋找食物,尋找樂趣,尋找尋找本身。此時(shí),傻姑在一棵樹下,盯著三毛快餐店熱氣騰騰的包子出神。她呆呆地看著一個(gè)個(gè)顧客走過來,停在店前,三毛抱開蒸屜,熟練地夾起雪白的包子裝進(jìn)塑料袋,一手接錢一手將包子遞給顧客。傻姑咬著手指看著,唾液在嘴角斷斷續(xù)續(xù)地牽出一條細(xì)絲。

        (2)如圖2,設(shè)CD與MO相交于點(diǎn)N,由題意知五邊形CDQMP關(guān)于MN對稱.

        圖2

        所以,可得S五邊形CDQMP=2S四邊形CPMN=2(S四邊形OCPM-S△ONC).

        同理,當(dāng)P為劣弧DM中點(diǎn)時(shí),S也取得相同的最大值.

        點(diǎn)評:此題借助扇形的性質(zhì)、正弦定理與余弦定理及三角形的面積公式在解三角形問題中的應(yīng)用,合理創(chuàng)設(shè)情境,結(jié)合點(diǎn)的位置的確定以及對應(yīng)的面積的最值來合理綜合應(yīng)用,考查了邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等能力.借助解三角形的創(chuàng)新情境來解決一些相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用問題,也是解三角形綜合應(yīng)用的途徑.

        解三角形解答題的場景離不開平面幾何,借助幾何場景合理構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,利用三角公式進(jìn)行邏輯推理,結(jié)合三角形知識巧妙代數(shù)運(yùn)算、綜合探究、創(chuàng)新應(yīng)用等,考查考生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、基本技能、基本思想、基本活動經(jīng)驗(yàn)等方面的落實(shí)情況,引領(lǐng)高中數(shù)學(xué)教學(xué)與學(xué)習(xí).

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