北师大版 (2019)必修 第二册3.1 二倍角公式教学ppt课件
展开1.理解二倍角公式与两角和公式之间的联系,能利用两角和公式探索二倍角公式及相关变形式,并能进行简单的应用;2.让学生经历二倍角公式的推导及变形过程,获得解决与倍角相关的化简、求值、证明等问题的技能;3.在公式生成与应用过程中,体会由一般到特殊、由特殊到一般的数学思想,理解二倍角中“倍”的含义,了解研究问题的过程与方法.
以两角和的正弦、余弦和正切公式为基础,推导二倍角的正弦、余弦和正切公式.
二倍角的理解及其灵活运用.
比鲁尼 (973~1048)是波斯著名科学家、史学家、哲学家.青年时曾到朱尔占师从艾布·纳斯尔·曼苏尔等著名学者.他博览群书,广交学者,学识渊博,富有创造性,对史学、地理、天文、数学和医学均有很深的造诣.比鲁尼的著作《马苏德规律》在三角学方面有创造性的贡献,他给出一种测量地球半径的方法.比鲁尼还证明了正弦公式、和差化积公式、倍角公式和半角公式.
回顾两角和的正弦、余弦和正切公式,若将公式中的β换成α,会得到什么结果?
将公式中的β换成α可得:
同理可得二倍角的余弦和正切公式
化简即得二倍角正弦公式:
注意:二倍角正切公式中的α、2α 均不等于 +kπ,k∈Z.
根据同角三角函数的基本关系式sin2α+cs2α=1,你能否只用sin α或cs α表示cs 2α?
如何通过恒等变形解决上述问题?
第1步,将公式sin2α+cs2α=1变形为:sin2α=1-cs2α,
第2步,将其代入二倍角余弦公式可得cs 2α=cs2α-sin2α=cs2α-(1-cs2α)=2cs2α-1,即得:cs 2α=2cs2α-1
cs 2α=cs2α-sin2α=(1-sin2α)-sin2α=1-2sin2α.
还可以将公式sin2α+cs2α=1变形为:cs2α=1-sin2α,再将其代入二倍角余弦公式可得:
二倍角余弦公式三种形式cs 2α=cs2α-sin2αcs 2α=2cs2α-1cs 2α=1-2sin2α
我们继续思考以下几个问题该怎么解决?
(1)tan 2α公式还可以怎么推导?
(2)倍角公式中的“倍角”仅是指α与2α吗?
(3)sin 3α用二倍角公式展开是什么?
倍角公式不仅可运用于2α是α的二倍的情况,还可运用于4α作为2α的二倍,α作为 的二倍,3α作为 的二倍,α+β作为 的二倍等情况.
余弦的二倍角公式还有哪些变形?
由cs 2α=2cs2α-1 升幂变形得: 1+cs 2α=2cs2α
升幂公式:1+cs 2α=2cs2α 1-cs 2α=2sin2α
观察一下二倍角余弦公式中项的次数,可以做怎样变形?
相应的,我们也可对其作降幂变形:
由cs 2α=1-2sin2α 升幂变形得:1-cs 2α=2sin2α
由cs 2α=2cs2α-1降幂变形得:
由cs 2α=1-2sin2α 降幂变形得:
你能用二倍角公式解决以下问题吗?
(2)计算cs215°-sin215°结果等于________.
(3)已知α为第三象限角, ,则tan 2α=________.
解:因为α为第三象限角, ,所以 , , .
解: .
解: .
(先求出sinα的值)
(二倍角公式直接运用)
如何利用二倍角公式求值?
已知角α是第二象限角, ,求sin2α,cs2α和tan2α的值.
解:已知角α是第二象限角,所以sinα>0.
由二倍角公式,有 ,
同理: , .
(寻找角与角之间关系)
认真观察题目,已知角和所求角有什么关系?
已知 ,则sin2α的值为多少?
在ΔABC中,已知AB =AC = 2BC,求角A的正弦值.
怎样利用题中所给出的三角形边之间的关系?
解:如图,过点A作BC的垂线,垂足为D.设 ,则 .
因为 ,所以 .
因为 ,所以 .
于是 .
故 .
如图,要把以点O为圆心,半径为R的半圆形木料截成矩形ABCD,应怎么样截取,才能使矩形ABCD的面积最大?
(根据角的范围,利用三角函数的有界性求出最值)
(用变量表示矩形长和宽)
解:连接OB,如图所示,设∠AOB=θ,
因为θ∈(0, ),所以2θ∈(0,π),所以当sin2θ=1,即θ= 时,矩形ABCD 的面积最大,其最大面积是 .
则AB=Rsinθ,OA=Rcsθ,且θ∈(0, ).因为A,D关于点O对称,所以AD=2OA=2Rcsθ.
设矩形ABCD的面积为S,则S=AD·AB=2Rcsθ·Rsinθ= sin2θ.
引入什么变量来表示矩形ABCD的面积?
下列各式中,值为 的是( )A.2sin 15°cs 15° B.cs215°- sin215°C.2sin215° D.sin215°+ cs215°
cs215°-sin215°=cs 30°= ;
2sin215°=1-cs 30°=1- ;
sin215°+cs215°=1,
解: .
解: ,
.故答案为: .
设 ,则 的值是________.
由 知
2.注意公式的变形和转化思想的应用在二倍角公式中,二倍角的余弦公式最为灵活多样,应用广泛,二倍角的常用形式:
升幂公式:1+cs2α=2cs2α; 1-cs2α=2sin2α.降幂公式: ; .
降幂公式: ; .
升幂公式:1+cs 2α=2cs2α ;1-cs 2α=2sin2α.
教材第155页练习题.
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