探寻数学解题之“路”

2014-12-03 23:18
数学教学通讯·初中版 2014年10期
关键词:新路余弦定理正弦

解数学题不仅能提高我们的解题能力,重要的是通过解题的探路过程,让我们获得数学思维方法,领悟数学中育人的文化内涵.

题目:a,b,c分别是△ABC三内角A,B,C的对边,且满足5(a2-b2)=3c2,求■的值.

解题最容易想到的方法就是最熟悉的思路. 本题已知条件是三角形的三边关系,结论所要求的是A,B的正切值的比值.我们最熟悉的思路,是利用余弦定理或正弦定理将条件中的边关系转化为角关系.

熟路 由正弦定理将5(a2-b2)=3c2转化为5sin2A-5sin2B=3sin2C,即5sin2A-5sin2B=3sin2Acos2B+6sinA·cosBsinBcosA+3sin2Bcos2A?摇①.

断路 sin2A(5-3cos2B)-sin2B·(5+3cos2A)=6sinAcosBsinBcosA.

问路 此路为什么不通?是否走错了方向?其原因在哪?等式的左边很难继续变形,且左边与右边差异性变大. 这表明移项化简时缺少全局眼光,没有考虑到各项之间的关系和所求的目标.

修路 由结论■=■知需要将条件转化为含有sinAcosB和sinBcosA的因式,即通过适当的变换将5sin2A,5sin2B转化为与3sin2A·cos2B,3sin2Bcos2A有关的项. 我们不难得5sin2A=5sin2A(sin2B+cos2B),5sin2B=5sin2B(sin2A+cos2A).

①式可化为5sin2A(sin2B+cos2B)-5sin2B(sin2A+cos2A)=3sin2Acos2B+6sinAcosBsinBcosA+3sin2Bcos2A,即可得sin2Acos2B-3sinAcosBsinBcosA-4sin2Bcos2A=0,(sinAcosB-4sinBcosA)·(sinAcosB+sinBcosA)=0. 又因为tanA+tanB≠0,所以sinAcosB-4sinBcosA=0,即■=4.

熟路 由余弦定理c2=a2+b2-2ab·cosA得5a2-5b2=3a2+3b2-6abcosC,

即2a2-8b2=-6abcosC ②.

回路?摇 一些同学再用余弦定理2abcosC=a2+b2-c2代入②式得5(a2-b2)=3c2重回条件. 余弦定理不行,能否用改用正弦定理?

改路 由正弦定理得2sin2A-8sin2B=6sinAsinB(cosAcosB-sinAsinB).

断路 2sin2A-8sin2B+6sin2Asin2B=6sinAsinBcosAcosB(以下变形类似①式,略).

问路 为什么用余弦定理还是这样烦琐?此路真的这样难走吗?余弦定理用好了吗?条件中等式特征发挥作用了吗?

修路 若用a2=b2+c2-2bccosA,则■c=c-2bcosA,c=5bcosA.

根据正弦定理得sinC=5sinBcosA,即sinAcosB+sinBcosA=5sinBcosA,所以■=4.

改路 由于bcosA是AC在AB上的投影,此题能否利用几何法进行处理?

在△ABC中,作CD⊥AB,垂足为D,由c=5bcosA得4AD=DB,则■=4.

新路 此题能否直接从条件出发用几何法进行解决?

设CD为AB边上的高,记CD=h,AD=x,DB=y,则a2-b2=y2-x2,

5(y2-x2)=3(x+y)2,即5y-5x=3x+3y,y=4x,■=■=4.

新路 以上各思路都是从条件出发,将边关系转化为角关系,通过变形化简求出结论. 此题能否从结论出发,将角关系转化为边关系?

■=■=■=■=■=4.

此路需要逆向思维,虽然此路我们不习惯,但确实是一个行之有效的方法.

领悟 多数人解题喜欢走熟路.面对“新”题,由于题目的条件和情境发生了变化,过去的熟路,现在可能成为生路,或对此路感到不习惯了. 那就需要对老路进行修理或改路,然后再上路,甚至重开新路. 不然的话,最终只能“无”路可走. 解数学题是这样,人生之路也不就是如此吗?我们学数学,学会解题是必需的,更重要的是要通过学习,提高我们的思维能力,让我们走进数学,让数学走进生活. ■endprint

解数学题不仅能提高我们的解题能力,重要的是通过解题的探路过程,让我们获得数学思维方法,领悟数学中育人的文化内涵.

题目:a,b,c分别是△ABC三内角A,B,C的对边,且满足5(a2-b2)=3c2,求■的值.

解题最容易想到的方法就是最熟悉的思路. 本题已知条件是三角形的三边关系,结论所要求的是A,B的正切值的比值.我们最熟悉的思路,是利用余弦定理或正弦定理将条件中的边关系转化为角关系.

熟路 由正弦定理将5(a2-b2)=3c2转化为5sin2A-5sin2B=3sin2C,即5sin2A-5sin2B=3sin2Acos2B+6sinA·cosBsinBcosA+3sin2Bcos2A?摇①.

断路 sin2A(5-3cos2B)-sin2B·(5+3cos2A)=6sinAcosBsinBcosA.

问路 此路为什么不通?是否走错了方向?其原因在哪?等式的左边很难继续变形,且左边与右边差异性变大. 这表明移项化简时缺少全局眼光,没有考虑到各项之间的关系和所求的目标.

修路 由结论■=■知需要将条件转化为含有sinAcosB和sinBcosA的因式,即通过适当的变换将5sin2A,5sin2B转化为与3sin2A·cos2B,3sin2Bcos2A有关的项. 我们不难得5sin2A=5sin2A(sin2B+cos2B),5sin2B=5sin2B(sin2A+cos2A).

①式可化为5sin2A(sin2B+cos2B)-5sin2B(sin2A+cos2A)=3sin2Acos2B+6sinAcosBsinBcosA+3sin2Bcos2A,即可得sin2Acos2B-3sinAcosBsinBcosA-4sin2Bcos2A=0,(sinAcosB-4sinBcosA)·(sinAcosB+sinBcosA)=0. 又因为tanA+tanB≠0,所以sinAcosB-4sinBcosA=0,即■=4.

熟路 由余弦定理c2=a2+b2-2ab·cosA得5a2-5b2=3a2+3b2-6abcosC,

即2a2-8b2=-6abcosC ②.

回路?摇 一些同学再用余弦定理2abcosC=a2+b2-c2代入②式得5(a2-b2)=3c2重回条件. 余弦定理不行,能否用改用正弦定理?

改路 由正弦定理得2sin2A-8sin2B=6sinAsinB(cosAcosB-sinAsinB).

断路 2sin2A-8sin2B+6sin2Asin2B=6sinAsinBcosAcosB(以下变形类似①式,略).

问路 为什么用余弦定理还是这样烦琐?此路真的这样难走吗?余弦定理用好了吗?条件中等式特征发挥作用了吗?

修路 若用a2=b2+c2-2bccosA,则■c=c-2bcosA,c=5bcosA.

根据正弦定理得sinC=5sinBcosA,即sinAcosB+sinBcosA=5sinBcosA,所以■=4.

改路 由于bcosA是AC在AB上的投影,此题能否利用几何法进行处理?

在△ABC中,作CD⊥AB,垂足为D,由c=5bcosA得4AD=DB,则■=4.

新路 此题能否直接从条件出发用几何法进行解决?

设CD为AB边上的高,记CD=h,AD=x,DB=y,则a2-b2=y2-x2,

5(y2-x2)=3(x+y)2,即5y-5x=3x+3y,y=4x,■=■=4.

新路 以上各思路都是从条件出发,将边关系转化为角关系,通过变形化简求出结论. 此题能否从结论出发,将角关系转化为边关系?

■=■=■=■=■=4.

此路需要逆向思维,虽然此路我们不习惯,但确实是一个行之有效的方法.

领悟 多数人解题喜欢走熟路.面对“新”题,由于题目的条件和情境发生了变化,过去的熟路,现在可能成为生路,或对此路感到不习惯了. 那就需要对老路进行修理或改路,然后再上路,甚至重开新路. 不然的话,最终只能“无”路可走. 解数学题是这样,人生之路也不就是如此吗?我们学数学,学会解题是必需的,更重要的是要通过学习,提高我们的思维能力,让我们走进数学,让数学走进生活. ■endprint

解数学题不仅能提高我们的解题能力,重要的是通过解题的探路过程,让我们获得数学思维方法,领悟数学中育人的文化内涵.

题目:a,b,c分别是△ABC三内角A,B,C的对边,且满足5(a2-b2)=3c2,求■的值.

解题最容易想到的方法就是最熟悉的思路. 本题已知条件是三角形的三边关系,结论所要求的是A,B的正切值的比值.我们最熟悉的思路,是利用余弦定理或正弦定理将条件中的边关系转化为角关系.

熟路 由正弦定理将5(a2-b2)=3c2转化为5sin2A-5sin2B=3sin2C,即5sin2A-5sin2B=3sin2Acos2B+6sinA·cosBsinBcosA+3sin2Bcos2A?摇①.

断路 sin2A(5-3cos2B)-sin2B·(5+3cos2A)=6sinAcosBsinBcosA.

问路 此路为什么不通?是否走错了方向?其原因在哪?等式的左边很难继续变形,且左边与右边差异性变大. 这表明移项化简时缺少全局眼光,没有考虑到各项之间的关系和所求的目标.

修路 由结论■=■知需要将条件转化为含有sinAcosB和sinBcosA的因式,即通过适当的变换将5sin2A,5sin2B转化为与3sin2A·cos2B,3sin2Bcos2A有关的项. 我们不难得5sin2A=5sin2A(sin2B+cos2B),5sin2B=5sin2B(sin2A+cos2A).

①式可化为5sin2A(sin2B+cos2B)-5sin2B(sin2A+cos2A)=3sin2Acos2B+6sinAcosBsinBcosA+3sin2Bcos2A,即可得sin2Acos2B-3sinAcosBsinBcosA-4sin2Bcos2A=0,(sinAcosB-4sinBcosA)·(sinAcosB+sinBcosA)=0. 又因为tanA+tanB≠0,所以sinAcosB-4sinBcosA=0,即■=4.

熟路 由余弦定理c2=a2+b2-2ab·cosA得5a2-5b2=3a2+3b2-6abcosC,

即2a2-8b2=-6abcosC ②.

回路?摇 一些同学再用余弦定理2abcosC=a2+b2-c2代入②式得5(a2-b2)=3c2重回条件. 余弦定理不行,能否用改用正弦定理?

改路 由正弦定理得2sin2A-8sin2B=6sinAsinB(cosAcosB-sinAsinB).

断路 2sin2A-8sin2B+6sin2Asin2B=6sinAsinBcosAcosB(以下变形类似①式,略).

问路 为什么用余弦定理还是这样烦琐?此路真的这样难走吗?余弦定理用好了吗?条件中等式特征发挥作用了吗?

修路 若用a2=b2+c2-2bccosA,则■c=c-2bcosA,c=5bcosA.

根据正弦定理得sinC=5sinBcosA,即sinAcosB+sinBcosA=5sinBcosA,所以■=4.

改路 由于bcosA是AC在AB上的投影,此题能否利用几何法进行处理?

在△ABC中,作CD⊥AB,垂足为D,由c=5bcosA得4AD=DB,则■=4.

新路 此题能否直接从条件出发用几何法进行解决?

设CD为AB边上的高,记CD=h,AD=x,DB=y,则a2-b2=y2-x2,

5(y2-x2)=3(x+y)2,即5y-5x=3x+3y,y=4x,■=■=4.

新路 以上各思路都是从条件出发,将边关系转化为角关系,通过变形化简求出结论. 此题能否从结论出发,将角关系转化为边关系?

■=■=■=■=■=4.

此路需要逆向思维,虽然此路我们不习惯,但确实是一个行之有效的方法.

领悟 多数人解题喜欢走熟路.面对“新”题,由于题目的条件和情境发生了变化,过去的熟路,现在可能成为生路,或对此路感到不习惯了. 那就需要对老路进行修理或改路,然后再上路,甚至重开新路. 不然的话,最终只能“无”路可走. 解数学题是这样,人生之路也不就是如此吗?我们学数学,学会解题是必需的,更重要的是要通过学习,提高我们的思维能力,让我们走进数学,让数学走进生活. ■endprint

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