1原題呈現(xiàn)
題目如圖1的正方形網(wǎng)格,每個小正方形的邊長都等于1,若點 A,B,C 均在格點上,則∠ C A B 的余弦值為
2難點剖析
方格紙一般由正方形網(wǎng)格構(gòu)成,是學(xué)生重要的學(xué)習(xí)工具,在學(xué)習(xí)“函數(shù)”內(nèi)容時,一般用來作點的坐標(biāo),畫函數(shù)圖象,學(xué)生對此非常熟悉.正方形網(wǎng)格具有橫平豎直、格點之間的距離相等的特征,隱含有特殊的線段與角,利用好方網(wǎng)格的特征是解題的突破口.對于本題,可能會存在以下幾個難點:
(1)∠ B A C 所在的三角形是非直角三角形,線段A B,A C 不過格點,連接格點也不能形成三邊數(shù)據(jù)較好的直角三角形,因此如何找到合適的直角三角形是求解的關(guān)鍵.
(2)方網(wǎng)格隱藏有不同類型的線段或角,如線段的平行、垂直關(guān)系,特殊角,找出這些特殊線段或角,運用特殊信息是成功解題的引爆點.如本題 ∠ A B C 是個特殊角, ,由此過格點C作CE⊥AB于點 E .線段 C E 既可看成 Δ A B C 的高,也可看成Δ B E C 的直角邊,還可看成 RtΔ A E C 的直角邊.運用∠ A B C 的三角函數(shù)值可有效減少運算量,提高解題速度.
(3)明確同角的三角函數(shù)之間的關(guān)系,如
,正弦定理,余弦定理;若能恰當(dāng)?shù)剡\用這些知識,可拓展解題思路,引發(fā)學(xué)生多角度探究,提升學(xué)生的創(chuàng)新能力.
(4)方形網(wǎng)格具有數(shù)與形的特征,網(wǎng)格線橫平豎直為建系提供了天然條件.要明確一次函數(shù)解析式的求法,如待定系數(shù)法,兩直線平行、垂直關(guān)系的解析式特點,求交點坐標(biāo)等各種轉(zhuǎn)化策略.
3解法探究
法一:面積與勾股定理結(jié)合.解:如圖2,過點 c 作 C E⊥
于點 E ,找出格點 N 因為SABC=
,則 5× C E=2×
3,所以 又 RtΔ B C E 中,可知
所以
又
,所以
點評:用面積法求出 C E ,運用勾股定理求得 B E ,由格點三角形知 A B,A C ,則可求得 A E ,再運用余弦定義在 RtΔ A E C 中得出結(jié)果.
法二:雙勾股與二次方程齊助力.
解:如圖2,過點 c 作 C E⊥ A B 于點 E ,找出格點N .設(shè) B E=x RtΔ B C E 中, RtΔ A C E 中,
所以
,解得
·所以
故
點評:過格點 c 作 A B 的垂線段,只需求 A E 的長,又只需求 B E 或 C E 的長,于是設(shè) B E=x ,運用雙勾股,建立方程并求解即可.
法三:運用同角的三角函數(shù)關(guān)系.
解:如圖2,過點 c 作 C E⊥ A B 于點 E .因為sin BC,sin B
,所以
又
,則
又
,結(jié)合 ∠ B A C 為銳角,得
點評:用三邊為3,4,5的直角三角形的銳角三角函數(shù)求出 C E ,再利用同角的正弦、余弦平方和關(guān)系式求出結(jié)果.
法四:補(bǔ)形求線段長.
解:如圖3,將正方形網(wǎng)格向
下添3行,則 A C 的延長線過格
點 M ,過點 ? 作 B N⊥ A M 于
點 N .因為cos 同時又·
有cos 所以可 圖3
得 解得
由勾股定理,知
所以
故
點評:將網(wǎng)格向下延伸, A C 的延長線過格點,將A C 看成 RtΔ A B N 邊的一部分,再求 Δ A B M 的 A M 邊上的高BN分得的線段 M N 的長.
法五:運用一次函數(shù).
解:如圖4,建立平面直角坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點為 c ,橫軸與格線 B C 重合.過點 c 作 C E⊥ A C ,垂足為 C. 由 A(2,3) 知直線 O A 的解析式為y=x.
又 O E⊥ O A ,則直線 O E 的解析式為 由 A(2,3),B(-2,0) 兩點坐標(biāo),易求出 A B 解析
式為 由
得
17,則E
又 A(2,3) ,則
故在 RtΔ A E O 中,有
點評:建立平面直角坐標(biāo)系,確定直線的函數(shù)解析式,根據(jù)函數(shù)與方程思想求得兩條直線交點坐標(biāo),再運用勾股定理(或兩點間距離公式)及勾股數(shù)倍數(shù)求出 A E 的長.
法六:面積法.
解:由三角形的正弦面積公式,得 Δ A B C 面積為
又ABC的面積
所以
解得sin
由 ,結(jié)合角 A 為銳角,可得
點評:三角形的正弦面積公式是銳角三角函數(shù)的重要知識,運用“算”的方法進(jìn)行求解,別具匠 ∴ ,富有創(chuàng)新意識.
法七:運用初高中的銜接內(nèi)容.
解:由余弦定理 ,得
所以cos
點評:余弦定理是勾股定理的一般形式,也是初高中銜接內(nèi)容,是更高一級學(xué)習(xí)的重要知識.
以方網(wǎng)格為背景求銳角三角函數(shù)值問題,源于學(xué)習(xí)與生活,圖形簡單,設(shè)計精巧,旨在考查學(xué)生的理性思維.要求學(xué)生觀察、揣摩平時的學(xué)習(xí)工具,提取特殊圖形中隱含的關(guān)鍵信息,運用數(shù)形結(jié)合、實踐操作,觀察與分析,構(gòu)圖與分解將數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)素養(yǎng),將自己的解題經(jīng)驗內(nèi)化為解題技能,實現(xiàn)用數(shù)學(xué)語言及自己獨有的方式表達(dá)現(xiàn)實世界,促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成.