对“解三角再讨论”的再思考_解三角形论文

关于“解三角形的进一步讨论”的再思考,本文主要内容关键词为:角形论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

对于解三角形问题,已知三边(SSS),两边夹角(SAS),两角一边(AAS)的条件,三角形的解都是唯一确定的,利用正弦定理或余弦定理就可以解决了,而对已知两边和其中一边的对角(SSA)的三角形,解的个数往往是不确定的。在人教版《普通高中课程标准实验教科书数学5·必修》的第一章“解三角形”的探究与发现“解三角形的进一步讨论”一文中,编者首先通过引例提出问题,然后利用正弦定理和三角形中“大边对大角”的理论依据,讨论了三角形解的情况,但笔者通过教学尝试发现,学生用此法来判断三角形解的个数,总是力不从心,感觉很抽象,故笔者通过思考研究,整理出了几种比较直观易懂的讨论三角形解的情况的方法,现将其归纳如下,以期与同行交流与探讨。

一、判断三角形解的个数方法探讨

我们不妨以已知a、b、A,解三角形的问题为例来讨论。

1.利用正弦定理,并结合三角形中“大边对大角”的原则

这是教科书上的方法,笔者通过教学尝试发现,学生用此法来判断三角形解的个数,总是力不从心,感觉很抽象。特别地,当所给的角为非特殊角时,此法将带来更大的计算困难。

2.利用尺规作图,观察交点情况

在已知a、b、A的情形下,我们可以先作角A,再作角A的邻边b,这样就确定了顶点C的位置,再作角A的对边a,即以C为圆心、a为半径画圆,观察圆弧与角C的对边c的交点情况,有几个交点就对应三角形有几个解。

(1)如果已知的A是钝角或直角,那么必须a>b才能有解,且只有一解。

①a>b时,如图1所示。

②a≤b时,如图2所示。

(2)如果已知的A是锐角,并且a>b或a=b,这时也只有一个解,如图3所示。

图3

(3)如果已知的A是锐角,并且a<b,这时要分下面三种情形来作图:

①当a>bsinA时,有两个解,如图4(下页)所示;

②当a=bsinA时,只有一个解,如图5所示;

③当a<bsinA时,没有解,如图6所示。

此法的最大优点在于不依赖学生的解三角形能力,同时通过图解简单直观,特别是当所给角为非特殊角时,同样能迅速求解。

3.利用判别式及韦达定理判断一元二次方程的正根情况

这是一个关于x的一元二次方程。显然,方程①有几个正实数根,相应三角形就有几个解,故我们可以依据方程①的正实数根的个数来判断三角形解的个数。

此法把解三角形问题转化为判断一元二次方程的正根问题,而判断一元二次方程根的知识点学生在初中就已接触过。

4.利用函数图象,观察交点情况

在已知a、b、A的情形下,我们设边c为x,利用余弦定理得

若f(x)=cosA∈(0,1),则函数f(x)与g(x)的图象有且只有一个交点,三角形只有一解,如图11所示;

若f(x)=cosA∈(-1,0),则函数f(x)与g(x)的图象没有交点,三角形无解,如图12所示。

此法要求学生具有较高的分析函数图象及性质的能力,比较适合高年级段学生。

二、判断三角形解的个数方法应用

下面,笔者将上述四种方法应用于实例中,从而比较各法的优劣。

由于两函数图象有两个交点,所以相应三角形有两解。

综合分析以上各种方法,可以发现:利用正弦定理,并结合三角形中“大边对大角”原则的方法较为常规,但是学生在用此法来判断三角形解的个数时,总是力不从心,感觉很抽象,特别地,当所给的角为非特殊角时,此法将带来更大的计算困难;利用尺规作图,观察交点情况的方法直观快捷,它的最大优点在于不依赖学生的解三角形能力,特别是当所给角为非特殊角时,同样能迅速求解;利用判别式及韦达定理判断一元二次方程正根情况的方法通俗易懂,它把解三角形问题转化为判断一元二次方程的正根问题,而判断一元二次方程根的知识点学生在初中就已接触过;利用函数图象,观察交点情况的方法形象直观,但需要学生具有较高的分析函数图象及性质的能力,比较适合高年级段学生。面对判断三角形解的个数的问题,以上四种方法各有千秋,在具体教学过程中,可以根据学生的数学能力进行因材施教,使他们得到更好地发展!

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