好的直角三角形答案能通过三项快速测试:斜边是最长的边,角与边的大小顺序一致,勾股定理在取整误差内成立。全部做完不到一分钟,却能发现大部分比值失误。
这一课为直角三角形三角学收尾,把检查变成习惯,在选择比值和求角之后就能用上。
应该检查什么?为什么这些检查有效?
每个直角三角形都遵守一些规则,与你用哪个比值无关。所以这些规则可以作为对答案的独立测试。
| 检查 | 要看什么 |
|---|---|
| 斜边 | 它是最长的边,正对直角 |
| 边与角的顺序 | 较长的直角边对着较大的角 |
| 角的范围 | 两个锐角都介于 0° 和 90° 之间,且和为 90° |
| 勾股定理 | a² + b² 接近 c² |
| 比值范围 | 锐角的 sin 和 cos 介于 0 和 1 之间 |
| 模式 | 计算器上 sin 30 显示 0.5 |
怎样一步步检查解答?
- 写下答案,附上单位和取整方式。
- 与斜边比较,也与另一条边比较。
- **估算:**45° 时两条直角边相等;角很小时,对边很短。
- 如果求出了两条边,用勾股定理检验。
- 然后才继续下一步,若有检查没通过,就修正比值。
例题详解
在直角三角形中,角是 50°,斜边是 9 cm。一名学生求 50° 角的对边,得到 11.75 cm。对吗?
**检查 1,斜边:**11.75 cm 比斜边 9 cm 还长。直角边不可能比斜边长,所以这个答案不合格。
**找出原因:**学生写了 9 ÷ sin 50° = 11.75。方程 sin 50° = x/9 需要乘法:x = 9 × sin 50°。
**更正后的答案:**x = 9 × 0.7660 = 6.894 cm,即 6.89 cm(3 位有效数字)。
**再检查:**邻边是 9 × cos 50° = 9 × 0.6428 = 5.785 cm。于是 6.894² + 5.785² = 47.53 + 33.47 = 81.0,而 9² = 81。✓ 另外 6.89 大于 5.79,也符合:50° 大于 40°,所以对边是较长的直角边。
要留意的错误
常见的失误是比值上下颠倒,导致答案违反规则。第二种失误是只凭”算起来感觉对”就不再检查。
**错误做法:**学生在斜边 9 cm 的三角形中得到直角边 11.75 cm,因为计算器显示的是整齐的数字,就继续做下一题。
整齐的数字不是证据。几何告诉我们直角边必须小于 9 cm。
纠正的办法是让斜边检查成为自动反应。一开始就在图上圈出斜边,写最后一行之前拿答案与它比较。
自我检测
1. 直角三角形的斜边是 12 cm,有一个 70° 的角。一名学生说邻边是 35.1 cm。找出错误,并给出正确答案。
显示答案
35.1 cm 比斜边还长,所以不可能。学生做了除法:12 ÷ cos 70° = 35.1。正确的做法是 12 × cos 70° = 12 × 0.3420 = 4.10 cm。
2. 一名学生在三角形题中用 sin⁻¹(0.7),得到的角是 0.775。最可能出了什么问题?
显示答案
计算器很可能处于弧度模式。在角度模式下,sin⁻¹(0.7) 是 44.4°。0.775 就是 44.4° 换成弧度的值。测试方法是 sin 30,在角度模式下必须显示 0.5。
3. 直角边分别为 5 cm 和 7 cm 的直角三角形,斜边可以是 6 cm 吗?如果不行,斜边是多少?
显示答案
不行,因为斜边必须比两条直角边都长,包括 7 cm。由勾股定理,c² = 25 + 49 = 74,所以 c = √74 = 8.60 cm(3 位有效数字)。
接下来学什么?
把这些检查用在直角三角形三角学练习中。之后,没有直角的三角形会在非直角三角形与方位角中出现。三角形与方位角推理板有自己的合理性检查,免计算器演算训练器则支持精确运算的检验。
检查做得好的学生,往往是看别人大声示范后学会的。这也是老师们在线上一对一数学补习中训练这一点的原因之一。