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主题:余弦论文写作 时间:2024-01-22

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问题发现,推敲问题

文献[1]原文摘录如下:已知a,b和角B,常常可对角B应用余弦定理,并将其整理为关于c的一元二次方程c2-2accosB+a2-b2等于0,若该方程无解或只有负数解,则该三角形无解;若方程有一个正数解,则该三角形有一解;若方程有两个不等的正数解,则该三角形有两解,这样的观念是错误的.

笔者认为以上论断不正确,其实这种观念是正确的,文献[1]通过例2,例3两个具体题目,利用余弦定理都求出两个正解,例2得出三角形有两个解,而例3意在说明虽然有两个正解但是三角形却只有一个解,由此还应该结合条件利用三角形内角和定理,大边对大角等进行检验.笔者产生疑问,利用余弦定理判断三角形解的个数时,需要给定两边及其中一边的对角,而例2和例3所给的条件并不相同,例3中的“A等于2B”并不等价于例2中的一个给定角度“B等于60°”,若例3中的“A等于2B”用此题求出的“cosB等于35”替换后,才和例2题目类型相同,A等于2B看似一个条件,实际上潜在蕴含了A,B之间的关系,一但求出B,A也就成已知了,无形中多了一个条件,由此通过例3的方程求解中有两个正根,三角形并非有两个解的推断是不合适的.

结论证明,续谈问题

结论:已知a,b和角B(强调条件是其中一边的对角,不能是其他的不等价条件),对角B应用余弦定理,并将其整理为关于c的一元二次方程c2-2accosB+a2-b2等于0(*).

判别式Δ等于(2acosB)2-4(a2-b2)化简得Δ等于4(b2-a2sin2B),而三角形中sinB>0恒成立.

ⅰ若方程(*)有两个不等的正数解,则该三角形有两解;

ⅱ若方程(*)有一个正数解,则该三角形有一解;

ⅲ若该方程(*)无解或只有负数解,则该三角形无解;

证明:对于ⅰ,若方程有两个不等的正数解,则Δ>0得b>asinB,

设两个正根c1,c2,c1+c2等于2acosB>0,c1·c2等于a2-b2>0.

得B为锐角,且asinB

①当方程有两个相等的正数根时,则Δ等于0得b等于asinBc1+c1等于2acosB>0,c21等于a2-b2>0,得B为锐角,且asinB等于b②当方程有一个正数根和一个负数根时,则Δ>0,得b>asinB,c1+c2等于2acosB,c1·c2等于a2-b2<0(a

对于ⅲ,当方程无解时,则Δ<0得b当只有负数根时,则Δ>0得b>asinB,c1+c1等于2acosB<0,c21=a2-b2>0,得B为钝角且a>b,三角形无解.

综上可知,结论是正确的,用方程的正数解来判断三角形解的个数勿庸置疑.

方程增根的几何解释

对于方程(*)有两个正根;无正根情况,对三角形解的个数而言,都能较易理解,而方程有一个正根,一个负根,三角形有一个解,这个负根(增根)的几何意义是什么?下面通过具体实例作几何解释,以便较好地理解.

实例一:在△ABC中,a等于2,b等于22,B等于45°,求c.

解:由b2等于a2+c2-2accosB,得c等于2±6,如图1所示:作CH⊥BA于点H,作DH等于HA,其中BH等于2,HA等于6,AB等于2+6符合题意,而2-6等于

-|DB|(增根).

实例二:在△ABC中,a等于2,b等于22,B等于135°,求c.

解:由b2等于a2+c2-2accosB,得c等于-2±6.作CH⊥BA于点H,作DH等于HB,其中BH等于2,HA等于6,AB等于-2+6符合题意,而-2-6等于-|DA|(增根).

结语

只要甄别好具体条件,运用余弦定理来辨别三角形解的个数,不存在任何争议,由此,可消除学生判断三角形解的个数的苦恼.对于给定两边及其中一边的对角,当角的余弦值已知时,用此法确实简便易行,但对于角的余弦值未知或不好求解时,笔者认为仍要用《解讨论》辨别三角形解的个数相对更适宜.

参考文献

[1]施元兰.运用余弦定理解三角形的一类错误认识[J].中学数学杂志,2014(11):60-61.

作者简介孔德泉.男.1978年7月生,教育硕士,黑龙江省优秀教师,牡丹江市名优工程骨干教师,牡丹江市专家资源库中心成员,牡丹江市高中数学学科教学能手,牡丹江市百强岗位能手,致力于高考数学试题命制和解法研究.

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