解三角形“六感”

时间:2022-10-09 10:42:02

第一感 知二明三,直白简单

如果你没有iphone,那么你就真的没有iphone.

初次看到这句手机广告语,实在为它的如此直白而感到好笑.后来细细品味,还是感觉到这句直白背后所藏着的涵义:iphone是一款手机,是一种为你的生活带来新发现的工具,更甚至是一种文化.直白,简单――在它们的背后往往藏着一份深邃.

在解三角形时,我告诉我班的学生:在一个三角形中,如果我知道了两个角的大小,那么我就知道了三个角的大小.

很多同学先楞,再笑,后思考.

我认为三角形中最简单的一个关系是A+B+C=π.这也是我说出上面的话的理论依据.在我见到条件“ABC中,已知A=π3, B=5π12”时,我的脑袋里就已经出现了另一个角的大小C=π4.这就叫知二明三――知道了两个条件,就能简单地知道另一个小结论.这样,解题时我们就又多了一个条件.虽然,这个条件不一定在后面的问题中一定需要.

看看这个问题:

ABC中,已知角A=π3, B=5π12,且边a=2,则边c的大小为 .

我的理解是:既知两角,便知三角;又有一边,显然结合正弦定理解之即可.

更多的时候,直白简单地思考,是一件好的事情.比如,在求三角函数y=sin2x-cos2x的周期时,直白的思考让我想到化简后的函数式必然与角2x有关.所以,我不再做任何运算,而会直接告诉你:它的最小正周期是π.不过,不太熟悉此题的同学,还是请你验算一下.

第二感 三个定理,直截了当

有时,我会坐在窗前,听雨,发呆.我的学生,也会经常坐着发呆,这时他的面前可能摆着一道解三角形的题目.我会觉得这样的同学呆得有些可爱.

解三角形,不就是对三个定理的运用吗?不就是求求角度、长度与面积吗?

就是这样,解三角形就是对正弦定理、余弦定理,还有勾股定理的运用;就是求求三角形角的大小,求求边长和面积的大小而已.

可爱的同学,你在发什么呆?是没有找到解题的路子吗?那就从这三个定理下手吧!试试看:

在ABC中,内角A, B, C的对边长分别为a, b, c,已知a2-c2=2b,且sinA

我会这样做:

在ABC中,sinAcosC=3cosAsinC,看到sinA与sinC,想到用正弦定理,变形后得sinAsinC•cosC=3cosA.再由余弦定理,利用已知条件得b=4,或b=0(舍).

事实上,题目还是比较简单的.但是,如果你没有这样想,而是过多地关注两角和与差的正弦公式,甚至还想用现在已经不需再用的积化和差公式来解决,那你是在自寻烦恼了.

解三角形,本来就是一件直截了当的事情.不要想太多,定理可以直接用.当然,你要理解这三个重要定理中表达式的结构与变形,例如,正弦定理刻画了三角形的边、正弦之间的比例关系,余弦定理与勾股定理类似,与边的平方和有关,所以见到“a=2bsinA”就要想到正弦定理,见到“a2+b2-c2-ab=0”就要想到余弦定理.也许这样的直接,并不能让问题的解决最简单最完美,但是,至少你能开始去解决问题,一切就是这样!

就是这样,This Is It!――流行音乐天王迈克尔•杰克逊生前最后一次演唱会彩排,未能如愿的伟大音乐会,在告诉我们:有些事,就是这样!

第三感 边角互化,彼此呼应

其实,正弦定理、余弦定理,还有勾股定理,它们都在努力地帮咱做着一件重要的事情――把边的关系化成角的关系,或是把角的关系化成边的关系.这一点,有些“落红不是无情物,化作春泥更护花”的味道.

边没了,角独立存在,问题简单了;或是角没了,只有边,问题明朗了.一个角色的消失,或许是会为了一份成功做些力所能及的事情;看来,这护花春泥绝非无情!

看看吧:

在ABC中,已知a=2bcosC,求证:ABC为等腰三角形.

可以这样做:

因为a=2bcosC,所以由正弦定理得2RsinA=4RsinBcosC(其中R为ABC的外接圆半径), 所以2cosC•sinB=sinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC. 所以sinBcosC-cosBsinC=0,即sin(B-C)=0.又B, C是三角形的内角,所以B=C,即ABC为等腰三角形.

题中,边a, b就像“落红”一般化为春泥,消失了,徒留角绽放枝头,而角的独角戏却又唱得如此简洁.那只有边的表演,会是什么样子的呢?你自己试试看吧.

也许谁为“落红”已不再重要,角也好,边也罢,“落红”不是目的,化作春泥也只是个过程,重要的是如何在问题面前能绚烂地绽放出美的果实.哪天,两只红花同傲于枝头,不也更美吗?

第四感 多角化一,统一美好

无论是边的落幕,还是角的登台;无论是角的凋零,还是边的绽放,一切都是为了一个美好的结局.有些事,本来就是这样.不需要复杂的思考,没有复杂的想法,统一的目的使得问题很简单.

三月桃花浪似江,弟兄结义报家邦.

桃园这一拜,三人自此便同心同德,共赴大业!思想的统一,会把目的变得明确,把事情变得简单.一个三角形的三个角恰好似刘关张,兄弟齐心共伟业,三角化一求明朗.所以,把三个角的问题向一个角上转化,问题会变得简单明了起来.看看这道题吧:

设锐角三角形ABC的内角A, B, C的对边分别为a, b, c, a=2bsinA.

(1) 求B的大小;

(2) 求cosA+sinC的取值范围.

先根据正弦定理,用好条件a=2bsinA,求得角B的大小.在把三个角转化到一个角上,结合三角函数的性质,式子的范围也就好求了.

可以这样解:

(1) 由a=2bsinA,根据正弦定理得sinA=2sinBsinA,所以sinB=12.

由ABC为锐角三角形,得B=π6.

(2) cosA+sinC=cosA+sinπ-π6-A=cosA+sinπ6+A

由ABC为锐角三角形知,π3

孰为刘备?角A!关羽张飞在背后支持刘大哥,角B、角C也是一样.题中,角A消失,由角C来算,也是一样达到最终目的的!谁走谁留,又有何分别呢?毕竟:滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄.古今多少事,都付笑谈中.

第五感 化切为弦,一个“化”字

歌曲唱得好:就让这擦干又流出的泪水,化作满天相思的雨……

为什么非要把这泪水化作滂沱或是绵绵的相思雨呢?这样才能告知天下你的那份情那份爱吗?真如此,何一个化字了得?

化切为弦也同化泪为雨一样吗?同,也不同吧.同,都是为了达到某种目的;不同,是各自的目的不同罢了.化切为弦要尽量把不好直接解决的问题化得简单明了,这就是化的真实想法.比如:

在锐角三角形ABC, A, B, C的对边分别为a, b, c, ba+ab=6cosC,

则tanCtanA+tanCtanB= .

tanCtanA+tanCtanB=sinCcosC•cosBsinA+sinBcosAsinAsinB=sinCcosC•sin(A+B)sinAsinB=1cosC•sin2CsinAsinB.由正弦定理得sin2CsinAsinB=c2ab.又由ba+ab=6cosC,运用余弦定理得a2+b2=3c22.可得所求结果为4.

泪水非要化为相思雨吗?泪往心里流不也是一种相思吗?切非要化为弦吗?不化也行:

考虑当A=B或a=b时满足题意,在此特殊情形可得所求值为4.

相思雨会化为泪水吗?曾见到有人这样说:就这样,让雨化作泪,拢了一弯如烟的轻愁,让思念在一场如丝的湿意中淡去吧!看来,化弦为切也未尝不可,你不妨找一找这样的例子.

其实,无论是知二明三、运用三个定理,还是边角互化、多角化一、化切为弦,都是为了“化繁为简”,这是数学的真谛!多多领悟这4个字,领略数学的简单之美,提高数学的审美直觉,数学学习一定没有问题!

不禁要问,世间直觉为何物?

第六感 运用直觉,灵机一动

贾宝玉第一次见到林黛玉时,开口说的第一句话便是“这个妹妹我曾见过!”而黛玉也正心里嘀咕:“好生奇怪,倒像在哪里见过一般,何等眼熟到如此.”这似曾相识的感觉,就是所谓的一种直觉吧.这种直觉更多的体现于这一份经典的情感上.

我的学生面对一个个问题,在我帮他解决问题时,他会问我:老师,你是怎么想起来的?

我会回答:直觉吧.

而我的这种直觉可能更多地来自对数学的“术业专攻”,我思考要比你专,我训练要比你多点而已.多做,多思,多总结;感觉会有的,直觉也会有的.

我能秒杀函数f(x)=0的奇偶性;秒杀三角函数f(x)=sin2x-π4-22sin2x的最小正周期;秒杀指数函数f(x)=0.2x的单调性;秒杀对数log0.34的正与负;秒杀函数f(x)=x+1x的所有性质……

你能吗?能.

直觉吗?或许是吧,但更是训练后所得的经验吧.多加训练,有一天,你会更加相信自己,相信自己的直觉.

直觉思维,是指对一个问题未经逐步分析推理,仅依据内因的感知迅速地对问题答案作出直接的判断、猜想、设想,或者在对疑难百思不得其解之中,突然对问题有“灵感”和“顿悟”,甚至对未来事物的结果产生“预感”或是“预言”等.直觉思维是一种心理现象,它在探索解题思路以及创造性思维活动的关键阶段,起着极为重要的作用.并且直觉思维是完全可以训练和培养的,直觉思维的能力也会在训练中得以提升.不过需要注意的是,即使是著名数学家,他的数学直觉比常人强,也不完全正确,需要在借助直觉找到方向和思路后,通过推理和计算加以验证.

既然,直觉是客观存在的、有益的,那么,我们就要有意无意地关注它的存在,并为己所用.说不定,你还能找到你的第六感呢!

这正是:

知二明三本直觉

正余定理在眼前

边角互化求容易

多角化一为简单

化切为弦泪和雨

运用直觉建数感

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