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关键词: 高中数学 课本题教学 误区 问题设计 教学启示
普通高中课程标准实验教科书数学必修5(2007年6月第3版)第24页第7题,本题在解三角形这一章中的复习题中,属于思考运用的范畴.本文就本题的几种解法作如下思考。题目为:如图1,已知∠A为定角,P、Q分别在∠A的两边上,PQ为定长.当P、Q处于什么位置时,APQ的面积最大?
解法一:利用基本不等式
设PQ=a(a为定值),AQ=x,AP=y
由余弦定理:cosA=,可知:x+y=a+2xycosA≥2xy.
所以xy≤,当且仅当x=y=时,等号成立.
所以S=xysinA≤.
所以当AP=AQ=时,APQ的面积最大,最大值为.
点评:本题应用基本不等式求最值,显得比较简单,但是在课本中基本不等式是在学完解三角形之后学习的,所以本题用此法有点不妥.
解法二:利用正弦定理及三角函数的相关知识
设PQ=a(a为定值),AQ=x,AP=y,∠APQ=α,∠AQP=β
在APQ中,==,则x=,y=
所以S=xysinA=sinαsin(α+A)
=-cos(A+2α)
当A+2α=π时,即α=β,cos(A+2α)=1,APQ的面积最大,所以S=+=.
所以当AP=AQ=时,APQ的面积最大,最大值为.
点评:应用三角函数求最值的相关知识解决本题,看起来非常符合本题,此法也是常规解法.但是化简过程中易出错.
解法三:利用三角形的外接圆
作APQ的外接圆圆O,如图2所示,PQ是定值,点A在优弧上不断变化,∠A始终为定值,在变化过程中,仅当点A到PQ边的距离最大时(即AOPQ),此时AP=AQ,APQ的面积最大.故可令AP=AQ=x,由cosA=,可得x=,所以S=xsinA=.
所以当AP=AQ=时,APQ的面积最大,最大值为.
点评:由定角的对边是定值想到圆(同弧所对的圆周角相等,同弧所对的弦长相等).
在阅读完以上三种解法后,对于这样的问题“在ABC中,cosA=,边a=,则ABC的面积S的最大值为?摇?摇?摇?摇.(答案:)”则可轻松解决,很显然读者会选择解法三.
以上是我在本学年度教学中遇到的一个问题,总结出来与所有同仁共享。我们知道课本中的绝大多数题目都是经典题目,每年的高考题大多选自书本题,只有书本题才不超纲,而我们在平常教学中,往往对书本题注视程度不够,导致很多问题被忽略,而恰恰这些不起眼的题目有时会给我们开一个大玩笑,因为我们平时对它们研究的不深入,不够扎实,忽略了题目所蕴含的思想方法.本文所选的题目就是我根据平时教学总结出来的,教学时若不深入,导致遇到时学生会感觉困难,它给我一个教学启示,就是要对课本题多做深入细致的研究。