师:同学们好,欢迎来到数学课堂。今天我们将共同学习初中数学北师大版九年级下册第一章第二节:30度、45度、60度角的三角函数值。在进入本节课的学习之前,我们先回顾前面的知识。
这里有一个直角三角形ABC,角C等于90度,直角边为a、b,斜边为c。那么这个直角三角形三条边的关系是怎样的呢?根据勾股定理,我们可知a的平方加b的平方等于c的平方。
那这个直角三角形的三个内角又有着怎样的关系呢?根据直角三角形两锐角互余,我们能得到角A加角B等于90度,也就等于角C。
我们接着看这个直角三角形边和角之间的关系。这里以角A为例,角A的对边是a,邻边是b。根据锐角三角函数的定义,我们得到sin A等于角A的对边比斜边,即a/c;cos A等于角A的邻边比斜边,即b/c;tan A等于角A的对边比邻边,即a/b。
本节课的学习目标有以下几点:一、推导并熟记30度、45度、60度角的三角函数值;二、能运用30度、45度、60度角的三角函数值进行简单计算;三、能由30度、45度、60度角的三角函数值求对应的锐角。
本节课的重点是推导并熟记30度、45度、60度角的三角函数值;难点则是利用这些特殊角的三角函数值解决一些实际问题。
同学们,这里是我们常用的作图工具——两把三角尺。每把三角尺各有几个锐角,分别是多少度呢?左边的三角尺,较小的锐角为30度,另一个锐角为60度;右边的三角尺,两个锐角均为45度。
那每把三角尺的三边之间有怎样的特殊关系呢?我们先来看这把三角尺,不妨设最短边为a。同学们还记得吗?直角三角形中30度角所对的直角边等于斜边的一半,这样斜边就可以表示为2a。再根据勾股定理,另一条直角边等于根号下(2a)的平方减去a的平方,即根号3倍的a。
再来看这把三角尺,它是一个等腰直角三角形,两条直角边均为a。根据勾股定理,斜边等于根号下a的平方加a的平方,即根号2倍的a。
那三角尺的边和角之间又有着怎样的特殊关系呢?请同学们利用这个直角三角形研究30度角的三角函数值分别是多少。请同学们拿出练习本和笔。
根据锐角三角函数的定义,我们得到sin 30度等于a比2a,即1/2;cos 30度等于根号3a比2a,即二分之根号3;tan 30度等于a比根号3a,即三分之根号3。
请同学们接着计算60度角的三角函数值分别是多少。我们一起来看,根据锐角三角函数的定义,sin 60度等于根号3a比2a,即二分之根号3;cos 60度等于a比2a,即1/2;tan 60度等于根号3a比a,即根号3。同学们,你们都做对了吗?
下面请同学们利用这个等腰直角三角形计算45度角的三角函数值分别是多少。
我们一起来看,根据锐角三角函数的定义,sin 45度等于a比根号2a,即二分之根号2;cos 45度等于a比根号2a,即二分之根号2;tan 45度等于a比a,即1。
请同学们把刚才得到的数据整理在这个表格当中:sin 30度为1/2,sin 45度为二分之根号2,sin 60度为二分之根号3;cos 30度为二分之根号3,cos 45度为二分之根号2,cos 60度为1/2;tan 30度为三分之根号3,tan 45度为1,tan 60度为根号3。整理成这种表格更加方便同学们记忆。
相信同学们都掌握了特殊角的三角函数值,下面我们来检验一下学习成果,请同学们认真思考,独立完成。
这里只需将特殊角的三角函数值分别代入。我们一起来看,sin 30度加cos 45度等于1/2加二分之根号2,通分后等于(1 + 根号2)/2。这里提醒同学们,sin 60度平方表示(sin 60度)的平方,cos 60度平方表示(cos 60度)的平方。所以sin 60度平方加cos 60度平方减tan 45度等于(二分之根号3)的平方加(1/2)的平方减1,即四分之三加四分之一减1,结果等于0。
60度的角在我们生活中经常出现,你能利用三角函数值解决这个问题吗?请同学们认真思考。
我们一起来看,一个小孩荡秋千,链子的长度为2.5米,当秋千向两边摆动时,摆角恰好为60度,且两边的摆动角度相同。求它摆至最高位置时与其摆至最低位置时的高度之差,要求结果精确到0.01米。
首先根据题目的条件将实际问题转化成数学图形。这里OD = OA都等于2.5米,摆角∠BOD = 60度,∠AOD等于摆角的一半,即30度,BD垂直OA。要想求出它摆至最高位置时与其摆至最低位置时的高度之差,也就是AC的长度,OA的长度已经知道,这里只需求出OC长度。在直角三角形OCD中,cos∠COD = OC/OD,代入数据即可求出OC的长度。具体解题过程如下:
由题意可得,在Rt三角形OCD中,∠OCD = 90度,∠AOD = 1/2 × 60度 = 30度,OD = 2.5米,所以OC = OD × cos 30度 = 2.5 × 二分之根号3 ≈ 2.165米,所以AC = OA - OC = 2.5 - 2.165 ≈ 0.34米。所以最高位置与最低位置的高度差约为0.34米。
请同学们完成以下练习,我们一起来看:
一、cos 60度的值,我们直接得到1/2。
二、下列运算,其中运算结果正确的个数。我们分别来看,sin 30度等于1/2,这里二分之根号3错误;根号8化简等于2倍的根号2,正确;π的0次方等于1,这里π错误;2的负二次方等于1/4,这里负次错误。正确的个数为1。
