《同角三角函数的基本关系》教学设计

1/161.2.2同角三角函数的基本关系(名师：卓忠越)一、教学目标（一）核心素养通过教学，使学生学习运用观察、类比、数形结合、联想、猜测、检验等合情推理方法，提高学生运算能力和逻辑推理能力.（二）学习目标1．牢固掌握同角三角函数关系式，并能灵活解题，提高学生分析、解决三角函数的思维能力；2．探究同角三角函数关系式时，体会数形结合的思想；已知一个角的三角函数值，求这个角的其他三角函数值时，进一步树立分类思想；解题时，注重化归的思想，将新题目化归到已经掌握的知识点上；3．牢固掌握同角三角函数的关系式,并能灵活运用于解题,提高分析、解决三角函数的思维能力；4．灵活运用同角三角函数关系式的不同变形,提高三角恒等变形的能力.（三）学习重点1．理解并掌握同角三角函数关系式；2．熟练掌握已知一个角的三角函数值求其他三角函数值的方法.（四）学习难点1．已知某角的一个三角函数值，求其余的各三角函数值时符号的确定；2．掌握同角三角函数的关系式,并能灵活运用于解题,提高分析、解决三角函数的思维能力.二、教学设计（一）课前设计1．预习任务（1）熟记0，30，45，60，90五个特殊角的三角函数值（2）阅读教材P18—P202．预习自测（1）已知4cos5，且为第三象限角，求sin、tan的值【知识点】两组关系式的基本应用及三角函数值符号判定【解题过程】∵在第三象限∴sin0,tan02/16∴由22sincos1得：2243sin1cos1()55由sintancos得：3tan4【思路点拨】利用两组三角函数公式和三角函数符号判定，代入解方程求解.【答案】3sin5，3tan4（2）化简：（1）costan；（2）222cos112sin【知识点】两组关系式的基本应用【解题过程】（1）sincostancos.sincos（2）2222222222222cos12cossincoscossin112sinsincos2sincossin【思路点拨】（1）“切化弦”，统一函数名称从而实现化简的目的；（2）利用221sincos进行“1”的代换，统一分子分母为齐次式.【答案】（1）sin；（2）1（3）求证：（1）4422sincossincos（2）4222sinsincoscos1【知识点】两组关系式的基本应用【解题过程】（1）法一：左边=442222sincos(sincos)(sincos)22sincos=右边法二：右边22sincos2222(sincos)(sincos)44sincos=左边（2）左边=222222sin(sincos)cossincos1=右边【思路点拨】恒等式证明遵循“化繁为简”的基本准则，即可从左化到右，也可从右化到左，或左右都往中间化得到相同的结果.【答案】见解题过程(二)课堂设计3/161．知识回顾（1）任意角的三角函数的定义（2）任意角的三角函数值的符号法则（3）初中所学的同角锐角三角函数的基本关系2．问题探究探究一结合任意角的三角函数的定义，探究同角三角函数的基本关系★●活动①类比初中所学知识，猜想同角三角函数的基本关系回顾初中学习锐角三角函数的相关知识，在Rt△ACB中，∠C=90，三边长分别为,,acb，锐角A的三角函数的定义是什么？sin,cos,tanabaAAAccb锐角A的这三个三角函数之间有什么关系呢？22sincos1AA；sintancosAAA以上同角三角函数关系对任意角仍成立吗？【设计意图】从已有的知识出发，类比探究知识的延展，得到合理的猜想，为发现新知奠定基础，体会由特殊到一般的数学思想.●活动②回归定义，证明猜想，得到结论你能根据任意角的三角函数定义证明以上同角三角函数关系吗？222222222sincos()()1yxyxrrrrrsintancosyyrxxr也就是说，同一个角的正弦、余弦的平方和等于1，商等于角的正切.【设计意图】运用定义给予严格证明，肯定猜想的正确性，是解决数学问题的常用方法.●活动③架构迁移，熟悉公式结构和使用条件为了让学生及时熟悉公式，要求学生完成以下的课堂练习：（1）22sin30cos30_________；（2）22sin()cos()44xx___________；（3）22sin2cos2xx___________；（4）22sin30cos45________________．4/16学生交流、讨论，最终在教师的引导下得到上述两个公式中应该注意的问题：①注意“同角”指相同的角，例如：145cos30sin22、12cos2sin22、22sin()cos()1++；②注意这些关系式都是对于使它们有意义的角而言的，如tancossin中0cos，且tan需有意义等.【设计意图】通过练习，感知并理解同角的意义和公式的使用条件，培养严谨的数学思维习惯.探究二同角三角公式的灵活运用●活动①探究两个公式的等价变形式及应用由等价变形式22cos1sin，已知余弦值可以求正弦值；由等价变形式22sin1cos，已知正弦值可以求余弦值.但比如:2cos1sin，此时，cos、sin的符号受所在象限的限制，不是无条件的.例1.已知5sin13，其中在第四象限，求cos,tan的值.【知识点】两组关系式的基本应用及三角函数值符号判定【数学思想】方程的思想【解题过程】第一步：定号∵在第四象限∴cos0,tan0第二步：定值∴由22sincos1得：22512cos1sin1()1313由sintancos得：5tan12【思路点拨】熟记公式，代入解方程求解.【答案】125cos,tan1312同类训练1：已知3sin5，求cos,tan的值.【知识点】两组关系式的基本应用及三角函数值符号判定【数学思想】方程的思想和分类讨论思想【解题过程】5/16第一步：定象限∵3sin05∴在第一或第二象限第二步：定号、定值（1）当在第一象限时，cos0,tan0∴由22sincos1得：2234cos1sin1()55由sintancos得：3tan4（2）当在第二象限时，cos0,tan0∴2234cos1sin1()55，3tan4【思路点拨】涉及开方运算，符号判断取决于角所在象限.当角所在象限不确定时，需逐一分情况讨论.【答案】4cos53tan4或4cos53tan4同类训练2：已知1tan2，其中在第三象限，求sin,cos的值.【知识点】两组关系式的基本应用及三角函数值符号判定【数学思想】方程的思想【解题过程】第一步：定号∵在第三象限∴sin0,cos0第二步：定值由22sincos1sin1cos2解方程得：525sin,cos55【思路点拨】sin,cos,tan共三个量，两个方程，任给其中一个都可以求出另两个.6/16【答案】525sin,cos55【设计意图】通过计算熟练掌握公式，并体会分类讨论思想在三角函数符号确定中的应用●活动②强化提升、灵活应用例2已知1sincos5，求sincos的值【知识点】正余弦公式的灵活应用【数学思想】化归思想【解题过程】解：2221(sincos)sincos2sincos12sincos25∴12sincos25【思路点拨】通过平方升次后，便于使用22sincos1，从而使问题得到简化.【答案】12sincos25同类训练：在例2的条件下，能求sincos吗？【知识点】正余弦公式的灵活应用【数学思想】化归思想【解题过程】解：2221249(sincos)sincos2sincos12sincos12()2525∵10sincos15∴是第二或第四象限角（1）当是第二象限角时，sin0,cos0∴sincos0∴7sincos5（2）当是第四象限角时，sin0,cos0∴sincos0∴7sincos5【思路点拨】sincos,sincos两者之间通知sincos联系起来，三者任给其中一个可以求出另外两个.【答案】7sincos5或7sincos57/16例3已知tan2，求下列各式的值：（1）sincoscossin（2）22222sinsincoscos4sin3cos【知识点】弦化切公式的灵活应用【数学思想】化归思想【解题过程】解：（1）分子分母上下同时除以cos得：sincostan13cossin1tan（2）分子分母上下同时除以2cos得：2222222sinsincoscos2tantan174sin3cos4tan313【思路点拨】关于sin,cos的齐次分式，可以弦化切，变形为关于tan的式子.【答案】（1）3；（2）713同类训练：已知tan2，求值：2212sincos45【知识点】弦化切公式的灵活应用【数学思想】化归思想【解题过程】解：222222221212sincostan1274545sincos45sincostan125【思路点拨】关于sin,cos的齐次分式，可以弦化切，变形为关于tan的式子.【答案】725例4求证：2212sin2cos21tan2cos2sin21tan2【知识点】三角函数关系式恒等变形【数学思想】转化化归【解题过程】解：左边=22212sin2cos2(cos2sin2)cos2sin2cos2sin2(cos2sin2)(cos2sin2)cos2sin28/161tan21tan2=右边【思路点拨】恒等式变形可由左到右，亦可由右到左，统一次数，统一函数名称.【答案】见解题过程同类训练求证：tan.sintansintansintan.sin【知识点】三角函数关系式恒等变形【解题过程】解：左边=2sin.sintan.sinsinsincossintansinsinsincos1cossincos右边=2sinsintansinsinsincos1coscossintan.sinsinsin.sincos又∵2sin(1cos)(1cos)∴sin1cos1cossin∴左边=右边∴原式得证.【思路点拨】“切化弦”统一函数名，为证明恒等式奠基；恒等式证明可以从左右分别变形，得到相同或相等的中间式，从而等式得证.【答案】见解题过程3.课堂总结知识梳理掌握两组三角函数基本关系式：22sincos1和sintancos重难点归纳（1）运用三角函数公式求三角函数值涉及开方运算时，注意分析确定三角函数值的符号；不能确定的要进行分类讨论；（2）根据三角函数式的结构和求解目标，选择合理的变形方向，并在训练中不断提高三角恒等变形的能力.（三）课后作业基础型自主突破1.已知3