更新时间:作者:小小条
先看人教版三角函数的两种不同定义:

人教版A版对三角函数的定义
人教版B版对三角函数的定义
人教版A版的例2和人教版B版例1,内容相似,但人教版B版的终边坐标法定义解题,比人教版A版的单位圆定义法比较简洁.
人教版A版和B版教材在三角函数定义推导上有差异,下面这张图直观对比了两个版本的核心推导路径与关键区别:
下面我们来详细解析一下图中展示的两个版本各自的关键步骤。
人教A版的关键推导步骤
人教A版的推导过程非常结构化,旨在直接构建任意角与三角函数值之间的对应关系。
1. 从锐角到坐标系:首先将锐角三角形放置于平面直角坐标系中,使角的顶点与原点重合,始边与x轴正半轴重合。这样,锐角三角函数就从一个纯粹的几何比值问题,转化为点的坐标问题。
2. 引入单位圆:这是A版推导的核心环节。以原点为圆心、半径为1个单位长度画单位圆。此时,角α的终边与单位圆交于点P(x, y)。利用勾股定理,点P到原点的距离r=1,从而将锐角三角函数的定义简化为:sinα= y, cosα= x, tanα= y/x 。
3. 推广至任意角:基于单位圆,直接将正弦、余弦、正切分别定义为终边与单位圆交点P的纵坐标y、横坐标x以及纵坐标与横坐标的比值y/x。这种定义方式自然地突破了锐角的限制,可以推广到任意角(正切在y轴上无定义)。
设计理念:侧重直观性与结构性,强调知识的内在逻辑和整体架构,倾向于“自上而下”的构建方式 普适性与衔接性,注重与学生已有知识的衔接,体现从特殊到一般的认知过程,倾向于“自下而上”的构建方式
主要优点
1. 简洁直观:直接建立角与坐标的对应,便于研究三角函数性质(如周期性、对称性)
2.强化数形结合:将函数关系与几何图形紧密联系,利于培养几何直观
3. 体现函数本质:强调角的集合到实数集的映射关系
主要不足
1. 认知跨度较大:从直角三角形到单位圆,概念的飞跃可能让部分学生感到突然;
2. 实际应用解题:在解决某些具体问题时,步骤可能不如比值法直接,步骤可能稍显繁琐.
A版的设计理念在于直观性和结构性,通过单位圆这一工具,高效地建立了角与实数集的对应关系,凸显了三角函数的函数本质。
人教B版的关键推导步骤
人教B版的推导则体现了从特殊到一般的认知过程,更注重与学生已有知识的衔接。
1. 紧扣锐角三角函数定义:从初中所学的锐角三角函数定义出发,即在直角三角形中,锐角的正弦、余弦、正切分别是对边/斜边、邻边/斜边、对边/邻边。
2. 将锐角置于坐标系:与人教A版类似,也将锐角放入直角坐标系中。不同之处在于,B版在角的终边上任取一点P(不与原点重合),其坐标为(x, y),点P到原点的距离为r (r = √(x²+y²))。此时,锐角三角函数可以表示为:sinα= y/r, cosα= x/r, tanα= y/x 。
3. 利用相似三角形原理推广:这是B版推导的关键步骤。通过说明“在角α的终边上任意取点,由于相似三角形的性质,比值y/r, x/r, y/x是不会改变的”,从而证明这些比值只依赖于角α本身的大小,而与点P在终边上的具体位置无关。基于这一原理,将三角函数的定义自然地推广到任意角。
主要优点:
1. 认知起点低:从初中锐角三角比自然过渡,学生更容易接受和理解;
2. 揭示比值本质:比值定义的形式更能体现三角函数是比值函数的本质;
3. 定义更具一般性:避免了单位圆这个“特殊点”可能带来的认知局限.
B版的设计理念强调普适性和衔接性,通过比值不变性这一核心原理,完成了从锐角到任意角的平滑过渡。
这种终边坐标定义法和传统教材是一致的,
主要不足:
1. 研究性质稍显繁琐:在探讨函数周期性等抽象函数性质时,表述不够直观需要多一步转化为坐标,不够简洁;
2. “点的任意性”:需要先说明三角函数值与点P在终边上的位置无关,增加了一个理解环节.
总的来说,两个版本的推导路径各有侧重:
人教A版(单位圆法) 的路径更简洁、直观,尤其利于后续研究三角函数的图像和性质。
人教B版(终边坐标法) 的路径更符合认知规律,让学生感觉新知识是从旧知识中自然生长出来的。
对于学*,我有两个建议:
如果你是使用A版的学生,可以主动回顾初中的锐角三角函数知识,思考单位圆定义与初中定义的联系,这能帮助你更好地理解概念的飞跃。
如果你是使用B版的学生,在学*完定义后,可以有意识地借助单位圆来直观理解和记忆三角函数的符号、诱导公式等性质。
如何选择与教学启示
对于学生:如果你使用的是A版教材,可以主动回顾初中的锐角三角函数知识,帮助自己理解从“边长的比”到“坐标”的过渡。如果你使用的是B版教材,在学*完定义后,可以有意识地借助单位圆这个工具来直观地理解和记忆三角函数的各种性质。
对于教师:在实际教学中,不必将两种定义方法完全对立。可以考虑融合两种思路,取长补短。例如,可以先通过B版的“终边坐标法”引入概念,降低认知门槛;然后再引入A版的“单位圆”作为研究函数性质的强大工具,发挥其直观形象的优势。这样既能让学生理解概念的自然生长,又能掌握高效的研究方法。
理解这些差异后,无论你是学生还是教师,都可以从中获得一些启发。
在高考中,三角函数的A版(单位圆定义法)和B版(终边定义法)定义方法,确实会影响到解题的思路和效率。
如何选择与备考策略
对于高考备考来说,关键在于灵活运用两种定义的优势,而不是局限于某一种。
1. 理解本质,融会贯通首先要理解两种定义是等价的。单位圆定义是终边定义在r=1时的特殊情形。认识到这一点,你就能在解题时根据题目要求快速切换思路。
2. 分题型侧重,高效备考
主攻函数性质:当题目涉及求周期、单调区间、最值、对称轴或函数图像变换时,优先强化单位圆定义的理解。想象点在单位圆上运动,函数值的变化规律会非常直观。
主攻几何应用与计算:当题目涉及三角形、点的坐标、距离计算时,熟练运用终边定义法。牢记公式中的
"r = √(x² + y²)",并确保计算准确。
3. 规避常见误区
使用单位圆定义时:要明确点必须在落在单位圆上。如果题目中点的坐标不在单位圆上,不能直接将其坐标当作正弦或余弦值。
使用终边定义时:在利用诱导公式等求值时,要特别注意角所在象限对函数值符号的影响。
总的来说,高考命题本身并不区分A版或B版,解题的“通法”往往融合了两种定义的优点。最优策略是掌握“单位圆”的直观来理解性质,运用“终边比值”的严谨来进行计算。
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