Урок-исследование по теме «Соотношения между сторонами и углами в прямоугольном треугольнике».
методическая разработка по геометрии (8 класс) по теме

Урок геометрии в  8 классе

Тема: Соотношения между сторонами и углами в прямоугольном треугольнике

Цели урока:

1. образовательные – ввести понятие синус, косинус, тангенс острого угла в прямоугольном треугольнике, исследовать зависимости и соотношения между этими величинами;
2. развивающие – формирование понятия о синусе, косинусе, тангенсе как функциях от угла, области определения тригонометрических функций, развитие логического мышления, развитие правильной математической речи;
3. воспитательные – развитие навыка самостоятельной работы, культуры поведения, аккуратности в ведении записей.

Сегодня у нас с вами урок геометрии. Мы вместе с вами попробуем провести небольшое исследование. Давайте делиться своими идеями, которые придут вам в голову, и не бойтесь ошибиться, любая мысль может дать нам новое направление поиска. Пусть наши достижения и не покажутся кому-то крупными, но ведь это будут наши собственные достижения!

Итак, начинаем нашу работу.

 (На доске чертежи треугольников)

Рисунок 1                        Рисунок 2                                Рисунок 3

Дайте характеристику фигуры на доске. Что вы знаете о ней? Ответьте на вопросы:

1. Какие могут быть углы?
2. Как называются стороны?
3. Какие соотношении между сторонами и углами этого треугольника вы знаете?
4. Зачем надо знать соотношения между сторонами и углами?
5. Какие задачи из жизни могут привести к необходимости вычислять неизвестные стороны в треугольнике?

а) Найти высоту дерева

Рисунок 4

б) Найти высоту пирамиды Хеопса

Рисунок 5

в) найти высоту подъема

Рисунок 6

г) Построить пирамиду заданной высоты

Рисунок 7

В древности люди следили за светилами и по этим наблюдениям вели календарь, рассчитывали сроки сева, время разлива рек; корабли на море, караваны на суше ориентировались в пути по звездам. Все это привело к потребности научиться вычислять стороны в треугольнике, две вершины которого находятся на земле, а третья представляется точкой на звездном небе. Исходя из этой потребности и возникла наука – тригонометрия – наука, изучающая связи между сторонами в треугольнике.

Как вы думаете, достаточно ли уже известных нам соотношений для решения таких задач?

Цель сегодняшнего урока – исследовать новые связи и зависимости, вывести соотношения, применяя которые на следующих уроках геометрии, вы сможете такие задачи решать.

Давайте почувствуем себя в роли научных работников и вслед за гениями древности Фалесом, Евклидом, Пифагором пройдем путь поиска истины. Для этого нам нужна теоретическая база.

Первый этап нашей работы – создание научной базы для исследования.

Возьмите опорные конспекты нашего урока (Приложение 1). Посмотрите на чертеж. Порассуждайте, как расположен катет ВС по отношению к острому углу А? Как можно его назвать? Как расположен катет АС? Как можно его назвать?

Закрепим наши знания: назовите для острого угла В прилежащий катет, противолежащий катет, гипотенузу.

Рисунок 8

Выделите красным цветом угол А и катет ВС.

Выделите зеленым цветом катет АС.

Вычислим, какую часть составляет противолежащий катет для острого угла А к его гипотенузе, для этого составим отношение противолежащего катета к гипотенузе:

Это отношение носит особое название – такое, что каждый человек в каждой точке планеты понимает, что речь идет о числе, представляющем отношение противолежащего катета острого угла к гипотенузе. Это слово синус. Запишите его. Так как слово синус без названия угла теряет всякий смысл, то математическая запись такова:

Теперь составьте отношение прилежащего катеnа к гипотенузе для острого угла А:

Это отношение имеет название косинус. Его математическая запись:

Рассмотрим еще одно отношение для острого угла А: отношение противолежащего катета к прилежащему катету:

Это отношение носит название тангенс. Его математическая запись:

Давайте закрепим наши промежуточные открытия.

Синус – это …

Косинус – это …

Тангенс – это ..

Вывод. Что мы с вами сейчас делали? Создали теоретическую базу для исследования.

Переходим к исследованиям.

Найдем отношение

Анализируем полученное отношение. Любое предположение должно быть теоретически обосновано. Как доказать,  что

Какие у вас будут идеи?

Вывод:

Теперь найдите

Сложите их.

Сделайте вывод. Это случайность или закономерность? Если это закономерность, то как ее доказать?

Вывод:

:

Это основное тригонометрическое тождество

Подведем итог. Что мы сделали? Мы самостоятельно вывели формулы. Для чего они нам могут пригодиться?

Продолжим наши исследования.

Проанализируем, какие значения может принимать синус, косинус, тангенс острого угла, от чего может зависеть значение синуса, косинуса, тангенса?

Для этого проведем самостоятельную работу.

        Рисунок 9                        Рисунок 10                                Рисунок 11                                                        

Самоконтроль.

Анализируем полученные значения. Сделаем вывод:

Почему?

Вывод: синус зависит от длины сторон, расположения треугольника?

Синус зависит только от величины угла.

Если есть два прямоугольных треугольника с одинаковым острым углом А, то …

Докажем наше предположение.

Рассмотрите чертеж в конспектах. Ваша задача - сформулировать условие и заключение нашего предположения и оформить их в письменном виде.

Дано:

∆ АВС        

∆ А1В1С1

А = А1

С = С1 = 90О

Рисунок 12                                Рисунок 13

Доказать:

Доказательство

1)

2)

3)

4)

5)

Вывод: вы доказали, что …

Итак, наше исследование завершено, давайте вернемся к теме нашего урока.

Что вы узнали нового? На уроке:

1. вы рассматривали …
2. вы анализировали …
3. вы получили …
4. вы сделали вывод …
5. вы пополнили словарный запас следующими терминами …

Сегодня при помощи исследования мы предположили и доказали некоторые теоретические факты, на следующих уроках вы будете решать задачи с использованием полученных вами сегодня выводов.

Ваше домашнее задание выдано на листе 2 (Приложение 2). Задания № 1, 2 являются основными, их должны выполнить все. Для тех, кого особо заинтересовала тема сегодняшнего урока, предложены практические задачи, при решении которых вы используете знания, полученные на уроке. Их можно решать по выбору.

Оценки за урок.

Литература:

1. Перельман Занимательная геометрия. Раздел «Практическая тригонометрия».

Приложение 1

Лист 1

Опорный конспект

Соотношения между сторонами и углами в прямоугольном треугольнике

«Образование – это не количество прослушанных уроков, а количество понятых. Так что, если хотите идти вперед, то поспешайте медленно и будьте внимательны»

I.

АВ =

ВС =

АС =

(Рисунок 8)

Вывод:

II.

Вывод:

III.

                Рисунок 9                        Рисунок 10                                Рисунок 11                                                        

Дома:  

sinT =

cosT =

tgT =

sinB1 =

cosB1 =

tgB1 =

Вывод:

IV.

Дано:

∆ АВС        

∆ А1В1С1

А=А1

С=С1=90О

Рисунок 12                                Рисунок 13

Доказать:

Доказательство

1)

2)

3)

4)

5)

Вывод:

Дома:

доказать:

cosA = cosA1,

 tgA = tgA1

Приложение 1

Лист 2

Домашнее задание

1. Смотри п. III конспекта
2. Смотри п. IV конспекта (учебник $4, п. 6)
3. Как построить угол:

а) косинус которого равен

б) тангенс которого равен 2

4. Докажите тождество sinA = cosB, где угол А и угол В – острые углы в прямоугольном треугольнике.
5. Один из семи мудрецов Древней Греции Фалес Минетский вычислил высоту одной из египетских пирамид. Он утверждал, что когда тень от меня будет равна моему росту, тогда тень от пирамиды будет равна высоте пирамиды. Какое свойство тангенса использовал Фалес?
6. Как вычислить высоту дерева?

                            H

O

K

cosA = 0.8

AO = 9 м

OK = 1,5 м

OH - ?

7. Вычислить высоту пирамиды

                        P

                              O   115    A

cosA =

OA = 115

                                OP - ?

Дополнительная литература:

1. Глейзер Г. И. История математики. Глава 4.