高中数学人教A版 (2019)必修 第一册5.5 三角恒等变换教案设计

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                  第五章  三角函数                5.5.2 简单的三角恒等变换本节课选自《普通高中课程标准实验教科书数学必修1本（A版）》5.5.2节《简单的三角恒等变换》属于新授课.本节的内容是简单的三角恒等变换，主要内容是利用已有的十一个公式进行简单的恒等变换，以及三角恒等变换在数学中的应用，本节的内容都是用例题来展现的，通过例题的解答，引导学生对变换对象和变换目标进行对比、分析，促使学生形成对解题过程中如何选择公式，如何根据问题的条件进行公式变形，以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等属性思想方法的认识，从而加深理解变换思想，提高学生的推理能力。让学生感受数形结合及转化的思想方法。发展学生数学直观、数学抽象、逻辑推理、数学建模的核心素养。课程目标学科素养1．能用二倍角公式导出半角公式，体会其中的三角恒等变换的基本思想方法，以及进行简单的应用．2．了解三角恒等变换的特点、变换技巧，掌握三角恒等变换的基本思想方法，能利用三角恒等变换对三角函数式化简、求值以及三角恒等式的证明和一些简单的应用． 3．体会知识之间的内在联系，培养学生的思考归纳能力，提高其思维灵活性.a.数学抽象：公式的应用；b.逻辑推理：公式之间的联系；c.数学运算：运用公式求值；d.直观想象：公式的灵活运用；e.数学建模：运用三角公式解决实际问题；  教学重点：体会其中的三角恒等变换的基本思想方法，以及进行简单的应用．教学难点：了解三角恒等变换的特点、变换技巧，掌握三角恒等变换的基本思想方法，能利用三角恒等变换对三角函数式化简、求值以及三角恒等式的证明和一些简单的应用．多媒体教学过程设计意图核心教学素养目标（一）创设问题情境提出问题学习了和 （ 差 ） 角公式 、 二倍角公式以后 ， 我们就有了进行三角恒等变换的新工具 ，从而使三角恒等变换的内容 、 思路和方法更加丰富 ．例７　试以表示 , , 解：是的二倍角．在倍角公式中，以代替，以代替，得,所以=,                        ①在倍角公式-1中，以代替，以代替，得-1,所以=,                 ②将①②两个等式的左右两边分别相除，得=例7的结果还可以表示为　sin＝±cos＝_____±_，tan＝__± 并称为半角公式，符号由所在的象限决定。归纳总结因为不同的三角函数式不仅会有结构形式方面的差异，而且还会存在所包含的角，以及这些角的三角函数种类方面的差异，所以进行三角恒等变换时，常常要先寻找式子所包含的各个角之间的联系，并以此为依据选择适当的公式．这是三角恒等变换的一个重要特点．例８　求证：（1）,  (2) 这两个式子的左右两边在结构形式上有什么不同？证明：（１）因为= + = 将以上两式的左右两边分别相加，得+= ①即（2）由（1）可得+= 设，把，代入①，即得如果不用（１）的结果，如何证明？归纳总结    例８的证明用到了换元的方法．如把看作θ，看作，从而把包含的三角函数式转化为θ，的三角函数式．或者，把看作，cos看作，把等式看作， 的方程，则原问题转化为解方程（组）求．它们都体现了化归思想． 例９ 求下列函数的周期，最大值和最小值：（１） ；　　　（２） ．分析：便于求周期和最大值、最小值的三角函数式是,利用和角公式将其展开，可化为） 的形式．反之，利用和（差）角公式，可将 转化为 的形式，进而就可以求得其周期和最值了．解：（1）= 2（）①=2（）=2因此，所求周期为2，最大值为２，最小值为－２．你能说说①这一步变形的理由吗？（２）设 , 则=．于是　所以=25.取A＝５，则, ．由可知，所求周期为2，最大值为5，最小值为－5例10　如图5.5-2，已知OPQ是半径为１，圆心角为的扇形，C是扇形弧上的动点，ABCD是扇形的内接矩形．记∠COP＝α，求当角α 取何值时，矩形ABCD的面积最大？并求出这个最大面积． 分析:要求当角取何值时,矩形ABCD的面积S最大, 可分二步进行.①找出S与之间的函数关系;②由得出的函数关系,求S的最大值.解：在中,,.在中,,所以,   ,所以,   .设矩形的面积为,则.对于第二步求具体值,要首先确定变量的取值范围: 由  ,  得   .所以当     , 即时, 因此,当时, 矩形的面积最大,最大面积为.注：（1）在求解最大值时，要特别注意 “”这一隐含条件;（2）应用问题转化为数学问题，最后要回归到实际问题.通过三角变换把形如y=asinx+bcosx的函数转化为形如y=Asin(x+)的函数,从而使问题得到简化。化归思想   通过开门见山，提出问题，利用三角解决证明问题，培养和发展数学抽象、直观想象的核心素养。        通过对三角公式的灵活运用，发展学生，直观想象、数学抽象、数学运算等核心素养；        通过对典型问题的分析解决，发展学生数学建模、逻辑推理，直观想象、数学抽象、数学运算等核心素养； 三、当堂达标1．若cos α＝，α∈(0，π)，则cos 的值为(　　)A．　　　　　B．－        C．        D．－【解析】　由题意知∈，∴cos >0，cos ＝＝.【答案】　C2．已知cos α＝，α∈，则sin 等于(　　)A．            B．－          C．        D．【解析】　由题知∈，∴sin >0，sin ＝＝.【答案】　A3．已知sin α－cos α＝－，则sin 2α的值等于(　　)A．           B．－         C．－              D．【解析】　由sin α－cos α＝－，(sin α－cos α)2＝1－2sin αcos α＝1－sin 2α＝，所以sin 2α＝－.【答案】　C4．函数y＝sin 2x＋cos2x的最小正周期为________．【解析】　∵y＝sin 2x＋cos2x＝sin 2x＋cos 2x＋＝sin＋，∴函数的最小正周期T＝＝π.【答案】　π5．求证：4sin θcos2＝2sin θ＋sin 2θ.【证明】　法一：左边＝2sin θ·2cos2＝2sin θ(1＋cos θ)＝2sin θ＋2sin θcos θ＝2sin θ＋sin 2θ＝右边，所以原式成立．法二：右边＝2sin θ＋2sin θcos θ＝2sin θ(1＋cos θ)＝2sin θ·2cos2 ＝4sin θcos2＝左边，所以原式成立．6、如图所示，要把半径为R的半圆形木料截成长方形，应怎样截取，才能使△OAB的周长最大？【精彩点拨】　→→【解答】　设∠AOB＝α，△OAB的周长为l，则AB＝Rsin α，OB＝Rcos α，∴l＝OA＋AB＋OB＝R＋Rsin α＋Rcos α＝R(sin α＋cos α)＋R＝Rsin＋R.∵0<α<，∴<α＋<，∴l的最大值为R＋R＝(＋1)R，此时，α＋＝，即α＝，即当α＝时，△OAB的周长最大． 通过练习巩固本节所学知识，巩固对三角公式运用，增强学生的直观想象、数学抽象、数学运算、逻辑推理的核心素养。    四、小结1．知识：如何采用两角和或差的正余弦公式进行合角,借助三角函数的相关性质求值.其中三角函数最值问题是对三角函数的概念、图像和性质,以及诱导公式、同角三角函数基本关系、和(差)角公式的综合应用,也是函数思想的具体体现. 如何科学的把实际问题转化成数学问题,如何选择自变量建立数学关系式;求解三角函数在某一区间的最值问题．2．思想：本节课通过由特殊到一般方式把关系式化成的形式，可以很好地培养学生探究、归纳、类比的能力. 通过探究如何选择自变量建立数学关系式，可以很好地培养学生分析问题、解决问题的能力和应用意识，进一步培养学生的建模意识．[来源:学科五、作业1. 课时练   2. 预习下节课内容学生根据课堂学习，自主总结知识要点，及运用的思想方法。注意总结自己在学习中的易错点；