Обобщающий урок математики в 9 классе по теме: «Соотношения между сторонами и углами треугольника».
Карабетова Марет Ереджибовна учитель математики.
Тема урока: Обобщающий урок в 9 классе по теме: «Соотношения между сторонами и углами треугольника».
Цель урока:
1. Повторить определения синуса, косинуса, тангенса, основные тригонометрические тождества, формулы приведения;
2. повторить теорему о площади треугольника, теорему синуса, теорему косинуса;
3. решить треугольник, по каким - нибудь трем данным элементам, определяющим треугольник;
4. закрепить и проверить знание основных формул раздела;
5. умение применять их при решении задач;
6. развивать логическое мышление, умение делать выводы, обобщать;
7. развивать навыки самостоятельной работы;
8. воспитывать аккуратность, наблюдательность, самостоятельность.
Форма урока: урок – беседа.
Оборудование и материалы для урока: компьютер, проектор, экран.
Ход урока:
Учитель: - Ребята! Сегодня у нас обобщающий урок по теме: «Соотношения между сторонами и углами треугольника». Исходя из формулировки темы, какие цели вы должны поставить перед собой на сегодняшний урок?
Ученик: - Необходимо повторить весь теоретический материал и применить его при решении задач. (слайд 2), для этого поставим перед собой следующие цели:
Знать определения синуса, косинуса, тангенса, тангенса.
Знать теорему о площади треугольника, теорему синуса, теорему косинуса.
Уметь решить треугольник, по каким - нибудь трем данным элементам, определяющим треугольник.
Уметь применять основные формулы раздела при решении задач.
Учитель: - Для достижения этой цели будем идти по следующему маршруту (слайд 3):
Этапы урока:
Разминка.
Актуализация имеющихся знаний
Решение задач. Практическая работа.
Историческая справка
Где можно применить полученные знания на практике в жизни.
Домашнее задание.
Учитель (показывает на слайде 3): - В прямоугольном треугольнике ∆АВС, примем ‹С= 90º, АВ=с, АС=b, ВС=a. ‹А= α, ‹В=β. Как называются стороны прямоугольного треугольника, и что означают эти названия?
Ученик: Катет – одна из двух сторон прямоугольного треугольника, образующих прямой угол. Название «катет» происходит от греческого слова katetos – перпендикуляр, опущенный, отвесный. Название «катет» встречается также в архитектуре и означает отвес через середину задка ионической капители.
Ученик: Гипотенуза – самая длинная сторона прямоугольного треугольника, противоположенная прямому углу. Название «гипотенуза» происходит от греческого слова, в переводе означает натянутая. Длина гипотенузы прямоугольного треугольника может быть найдена с помощью теоремы Пифагора: квадрат длины гипотенузы равен сумме квадратов длин катетов.
Ученик: С катетами и гипотенузой связаны тригонометрические функции острого угла α. (показывает на слайде 4)
sinα = a/с;
cosα = b/с;
tgα = а/b
сtgα = b/а
secα = c/b
cosecα = c/a
синус α — отношение катета, противолежащего углу α, к гипотенузе.
косинус α — отношение катета, прилежащего углу α, к гипотенузе.
тангенс α — отношение катета, противолежащего углу α, к катету прилежащему углу α.
котангенс α — отношение катета, прилежащего углу α, к катету противолежащему углу α.
секанс α — отношение гипотенузы к катету прилежащему углу α.
косеканс α — отношение гипотенузы к катету противолежащему углу α.
Учитель: Как найти длину катета.
Ученик: Длина катета может быть найдена с помощью теоремы Пифагора, которая утверждает, что квадрат длины гипотенузы равен сумме квадратов длин катетов:

Длина катета равна произведению длины гипотенузы и косинуса прилежащего угла:


Длина катета равна произведению длины гипотенузы и синуса противолежащего угла:


Длина катета равна произведению длины другого катета и тангенса противолежащего угла, относительно искомого катета:


Длина катета равна произведению длины другого катета и котангенса прилежащего угла, относительно искомого катета. Длина катета равна среднему геометрическому длины гипотенузы и длины проекции этого катета на гипотенузу:


Квадрат высоты, выходящей из прямого угла, равен произведению проекций катетов на гипотенузу:

Где
— катеты
— гипотенуза
— угол, противолежащий a
— угол, противолежащий b
— проекции катетов a и b на гипотенузу.
С катетами совпадают две из трёх высоты прямоугольного треугольника.
По катету и гипотенузе или по двум катетам можно судить о равенстве двух прямоугольных треугольников.
Вращая прямоугольный треугольник вокруг катета можно получить прямой круговой конус. (слайд 5)
Учитель: Решим теперь задачи, в каждом случае объяснить как найти х и дать
определение геометрическому понятию. Найти х. (слайд 6)
Ученик: Так как х – противоположенный катет углу α, то воспользуемся определением синусов. Синусом острого угла называется отношение противолежащего катета к гипотенузе, т.е.
sinα= х/0,05, так как х нужно найти в метрах, получаем х = 0,05•sinα.
Учитель: Хорошо. Следующая задача. Найти х. (слайд 7)
Ученик: Так как по условию задачи знаем прилежащий катет и нужно найти гипотенузу, то из определения косинуса, можем записать cosα = 3/х. Т.е.
х = 3/ cosα
(так как косинусом острого угла называют отношение прилежащего катета к гипотенузе ).
Учитель: Хорошо. Решите задачу. Найти х. (слайд 8)
Ученик: Зная угол и прилежащий катет, можно найти противолежащий катет, исходя из определения тангенса, так как тангенсом острого угла называется отношение противолежащего катета к прилежащему, т.е.
tgα = х/2, отсюда х = 2 tgα .
Учитель: И так мы дали определения и записали формулы. А для чего все – таки нужны синус, косинус, тангенс и котангенс?
Мы знаем, что сумма углов любого треугольника равна 180º. Знаем соотношения между сторонами прямоугольного треугольника. Это теорема Пифагора:
а2 + b2=c2
Получается, что зная два угла в треугольнике можно найти третий угол. Зная две стороны в прямоугольном треугольнике можно найти третью. Значит, для углов – свое соотношение, для сторон – свое. А что делать если в прямоугольном треугольнике известен один угол (кроме прямого) и одна сторона, а найти надо другие стороны?
С этим и столкнулись люди в прошлом, составляя карты местности и звездного неба. Ведь не всегда можно непосредственно измерить все стороны треугольника. Синус, косинус и тангенс – их еще называют тригонометрическими функциями угла, дают соотношения между сторонами и углами треугольника. Зная угол можно найти все его тригонометрические функции по специальным таблицам. А зная синусы, косинусы, тангенсы углов треугольника и одну из его сторон можно найти остальные элементы.
Как же развивался раздел математики, где изучаются эти понятия.
Ученик: Этот раздел математики называется тригонометрией. Тригонометрия прошла интересный жизненный путь. ( Доклад ученика. Приложение 1)
Учитель: Таким образом, тригонометрия возникла как наука о решении треугольников. Способы решения треугольников впервые были письменно изложены греческим астрономом Гиппархом в середине II века до н.э. Наивысшими достижениями греческая тригонометрия обязана астроному Птолемею (II век до н.э), создателю
геоцентрической системы мира, господствовавшей до Коперника.
Решить треугольник означает определить стороны, углы и другие элементы треугольника, если даны некоторые из них. Какие теоремы, свойства и определения используем при этом? Ответы мы получим, решая задачи. В каждой задаче объясните какая теорема использована.
Задача № 1. (слайд 9) Найти Х.
Ученик: - Так как нам известны две стороны и угол между ними , то чтобы найти сторону х, достаточно воспользоваться теоремой косинусов: «квадрат любой стороны треугольника равен сумме квадратов двух других сторон минус удвоенное произведение этих сторон на косинус угла между ними». Тогда
х2 = 22+32 - 2•2•3 соs 60º = 4+9 - 12 • ½ = 13 – 6 = 4. т.к соs 60º=1/2
Ответ : 4.
Учитель: Задача № 2. (слайд 10) Найти Х.
Ученик: - Так как нам известны два угла и сторона треугольника, то х можно найти по теореме синусов: «Стороны треугольника пропорциональны синусам противолежащих углов». Имеем
х

: sin45º = 10 : sin60º; х = 10•sin45º : sin60º = 10 •√2 : 2 = 5 •√2 • 2 = 10 •√6
√3 : 2 √3 3
Учитель: Задача № 3. (слайд 11) Найти площадь треугольника.
Ученик: - Зная две стороны и угол между ними, площадь треугольника можно по теореме о площади треугольника: «Площадь треугольника равна половине произведения двух его сторон на синус угла между ними». Получаем
S= ½ • 5 • √8 • sin45º = ½ • 5 • 2√2 • √2 : 2 = ½ • 5 • 2 = 5
Учитель: Повторили основные теоремы данного вопроса. Решим теперь треугольник. № 1025 (а) (слайд 12).
Ученик (объясняет):
Д
ано: Решение:
‹А = 60º 1) По теореме о сумме углов треугольников находим ‹С:
‹В = 40º ‹ С = 180º - ‹А - ‹В = 180º - 60º - 40º = 80º
с = 14 2) По теореме синусов находим a и b:
Н
айти а = с sinА/ sinС = 14 sin60º / sin80º ≈ 14 • 0,8660 / 0,9848 ≈ 12,31
‹С, a, b. 3) b = с sinВ/ sinС = 14 sin40º / sin80º ≈ 14 • 0,6428/0,9848 ≈ 9,14
Значения синусов для данных углов определяем по таблицам.
Ответ: ‹С= 80º, a ≈ 12,31, b ≈ 9,14.
Ученик (объясняет) № 1025 (в) (слайд 13):
Д
ано: Решение:
‹А = 80º 1) По теореме синусов находим с:
а = 16 sinВ/b = sinА/а;
b = 10 sinВ = b•sinА/а = 10•sin80º/16 ≈ 10•0,9848/16 ≈ 0,6155
2) Получаем два значения для ‹В
‹В - ? ‹В1 = 37º 59
‹С - ? ‹В2 = 142º1
с - ? так как ‹А + ‹В2 › 180º, то ‹В = ‹В1 = 37º 59
3) ‹С = 180º - ‹А - ‹В = 180º - 80º - 37º 59 = 62º1
4) с = а sinС/sinА = 16 sin62º1 /sin80º ≈ 16•0,8830/0,9848 ≈ 14,35
Ответ: ‹В= 37º 59 , ‹С = 62º1 , с ≈ 14,35.
Учитель: Разберем несколько задач по тригонометрии из Банка заданий ФИПИ.
Ученик: В треугольнике АВС угол С равен 90º, sinА = 0,1. Найдите cosВ.
Поскольку А + В = 90º, sinА = cosВ = 0,1.
Учитель: В треугольнике АВС угол С равен 90º, АВ = 5, sinА = 7/25 (слайд 14). Найдите АС.
Ученик: Решение: 1) sinА = ВС/АВ, ВС = АВ• sinА = 5• 7/25 = 7/5.
2) Найдем АС по теореме Пифагора.

Задача решена.
Учитель: Часто в задачах встречаются треугольники с углами 90º, 30º и 60º или с углами 90º, 45º и 45º . Основные соотношения для них запоминайте наизусть! (слайд 15).
Для треугольника с углами 90º, 30º и 60º катет, лежащий напротив угла в 30º равен половине гипотенузы.
Треугольник с углами 90º, 45º и 45º — равнобедренный. В нем гипотенуза в √2 раз больше катета.
Реши сам! (Ученики решают самостоятельно, решение проверяем (слайд 16)).
Задача : В треугольнике даны две стороны а = 6, b = 8 и противолежащий стороне а, угол α = 30º. Найти остальные два угла и третью сторону.

Дано: Решение:
АВС 1) По теореме синусов находим значение sinВ:
ВС = 6 sinβ/b = sinα/а;
АС = 8 sinβ = b•sinα/а = 8 sin30º/6 ≈ 0,667.
‹
А = α 2) Этому значению синуса соответствует два угла:
АВ - ? ‹β1 ≈ 42º и ‹β2 ≈138º
‹В - ? 3) Пусть ‹β1 ≈ 42º , тогда
‹С - ? ‹γ1 = 180º - α – β ≈108º, и по теореме синусов третья сторона
с1 = а •sin γ1 / sinα = 6 •sin108º / sin30º ≈ 6 • 0,951 / 0,500 ≈ 11,4
Аналогично по углу ‹β2 ≈138º находим
‹γ2 = 180º - α – β ≈12º
с2 = а •sin γ2 / sinα = 6 •sin12º / sin30º ≈ 6 • 0,2079 / 0,500 ≈ 2,49
Учитель: Эта задача в отличие от предыдущих имеет два решения. При других численных данных, например при α ≥ 90º задача может иметь лишь одно решение или вовсе не иметь решений.
Решим следующую задачу. Найти ширину озера АВ, если АС=120м,
,
. (слайд 17)
Ученик: Решение:
Дано АВС, АС = 120 м,
Учитель: Измерили дальномером расстояние СВ=62м, СА=80м. Угол между ними 600. Найдите расстояние между двумя деревьями А и В. (слайд 18)
Ученик: Решение:

Учитель: Подведем итог урока, ответим на вопросы:
Что называют решением треугольников?
Какие теоремы применяются при решении треугольников?
Чему равна сумма углов треугольника?
Какие задачи при этом можно выделить? (по стороне и двум прилежащим к ней углам; по двум сторонам и углу между ними; по трём сторонам; по стороне, прилежащему к ней углу и стороне противолежащей данному углу) (слайд 19)
Запишите, пользуясь теоремой косинусов, квадрат стороны с треугольника АВС, если: 1)
=600; 2)
=300; 3)
=450. (с2=а2+в2-ав; с2=а2+в2-ав
; с2=а2+в2-ав
)
Чему равен
? (
)
. Каким может быть
? Ответ:
=300 или
=1500.
1)
,
- тупой. Тогда
=300;
2)
, аb, то
=300;
3)
, а c, то
=300 или
=1500.
8. Почему теорема косинусов является обобщённой теоремой Пифагора?
(когда треугольник АВС прямоугольный с прямым углом при вершине С; ).
9. Как, используя теорему косинусов определить вид треугольника? (достаточно определить знак косинуса, соответствующего наибольшему углу, если сторона а наибольшая, то достаточно определить знак величины в2+с2-а2)
10. В треугольнике АВС, АВ=8,4 cм, ВС=13,2 см, АС=7,5 см. Какой угол треугольника наибольший, какой наименьший?
11. Стороны треугольника 12см, 15см, 9см. Может ли угол, противолежащий стороне 9см, быть тупым? Почему?
12. Стороны треугольника 9см и 12см. Может ли угол, противолежащий стороне равной 9см, быть прямым? Почему?
Итак, где можно применить полученные знания на практике и в жизни.
Ученик: Существует множество областей, в которых применяются тригонометрия и тригонометрические функции. Например, метод триангуляции используется в астрономии для измерения расстояния до ближайших звезд, в географии для измерения расстояний между объектами, а также в спутниковых навигационных системах. Синус и косинус имеют фундаментальное значение для теории периодических функций, например при описании звуковых и световых волн.
Тригонометрия или тригонометрические функции используются в астрономии (особенно для расчётов положения небесных объектов, когда требуется сферическая тригонометрия), в морской и воздушной навигации, в теории музыки, в акустике, в оптике, в анализе финансовых рынков, в электронике, в теории вероятностей, в статистике, в биологии, в медицинской визуализации (например, компьютерная томография и ультразвук), в аптеках, в химии, в теории чисел (следовательно, и в криптологии), в сейсмологии, в метеорологии, в океанографии, во многих физических науках, в межевании и геодезии, в архитектуре, в фонетике, в экономике, в электротехнике, в машиностроении, в гражданском строительстве, в компьютерной графике, в картографии, в кристаллографии, в разработке игр и многих других областях.
Ученик: Треугольник
В старших классах каждый школьник
Изучает треугольник.
Три каких-то уголка,
А работы - на века.
Учитель: Сегодня мы с вами обобщили тему «Решение треугольника». Узнали много интересного из истории развития тригонометрии как науки, кроме того узнали где можно применить полученные знания на практике и в жизни. Запишите домашнее задание.
Спасибо за урок!