浅谈高中数学教学中正弦定义的讲授

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  一、基本思想
  初中数学所学的角的正弦是指锐角的正弦,是利用直角三角形给出定义的;高中阶段我们已将角的概念推广到任意角的范围上,而且一般都是把角放在平面直角坐标系中研究,这样,我们就在直角坐标系中来构造找直角三角形,从而引出单位圆.利用单位圆的独特性,是高中数学中一种重要方法,在正弦函数图像,以及在后面学习正弦函数的性质时都有直接的应用.
  在讲授由锐角的正弦定义推广到任意角的正弦定义的过程中,体会特殊与一般的关系,形成一种辩证统一的思想.通过单位圆的学习,建立数形结合的思想,培养我们分析问题、解决问题的能力.
  二、具体过程
  (1)直角三角形中正弦的定义
  初中,在直角三角形中,学习了锐角 的正弦值,
  如右图所示:
  即 .
  (2)平面直角坐标系中正弦的定义
  由于我们通常都是将角放在平面直角坐标系中,遵循把角的顶点放在坐标原点,角的始边放在X轴的非负半轴,如右图所示:(此时 在直角坐标系中的第一象限)
  那么,我们来看看会发生什么变化?
  ∵在平面直角坐标系中点的坐标是确定的,如点 ,
  不妨设 ;线段的长度由两点间的距离公式可求,
  从而 , ,
  则 ,
  我们令 ,
  则 ,如右图所示:
  我们通过高中北师大版《数学》必修4 中角的概念的
  推广一节的学习知道, 这条射线就是 的终边,
  对于终边在第一象限角,(如右图),我们在 这条射
  线上任取一个点 ,或 ,
  则 , , ,
  由相似三角形的性质可知:
  .
  从而,一个角 的正弦就由角的终边上任意一点 的坐
  标来求得.即令 ,
  则 .如右图所示:
  刚才研究的是角的终边第一象限,那么,第二、三、四象限以及坐标轴上角的正弦的定义和第一象限的完全相同.例如:求 ,即为在 的终边上找一点 ,则 .
  (3)单位圆中正弦的定义
  为简单起见,由 ,若 ,则式子 可进一步化简.由于点 的选取是任意的,故可以在平面直角坐标系中以原点为圆心,以 为半径作一单位圆,角 的终边与单位圆交于点 ,如右图所示:那么 ,也就是说,若角 的终边与单位圆相交于 ,则点 的纵坐标 就是角 的正弦值.
  三、运用实践
  例如:(1) 角 的终边上有一点 ,求 的值,
  (2)角 的终边上有一点 ,求 的值,
  (3)角 的终边上有一点 ,求 的值,
  (4)角 的终边上有一点 ,求 的值,
  以上各小题可利用正弦的定义求解.
  又如:若点 是 终边上一点,且 ,求 值.
  可利用正弦的定义,采用待定系数法求之.
  四、总结
  对于正弦定义的讲解,先从直角三角形中的定义上升到平面直角坐标系中再到单位圆中,这样一个过程,使学生由已掌握的知识去探究新知,显得自然连贯,定义不是强加给学生的而是师生互动一步一步获得的。使学生轻松地学习枯燥的定义,进而产生了探究新知的兴趣,培养了自信心.
  为此撰写此文,与同行们交流,为新课程下的数学课堂教学提供一点尝试.
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