Методические особенности изучения тригонометрических уравнений в общеобразовательной школе

До сих пор при решении уравнений школьникам встречался лишь случай конечного множества корней. Теперь же уравнение имеет бесконечно много корней. Надо это пережить, прочувствовать? Безусловно.

Странный (для школьников) «хвост» в записи корней: то , то ; более тог

о, само наличие параметра n уже должно насторожить и учителя, и ученика.

Требуют специального внимания входящие в состав формул корней обратные тригонометрические функции. Это тоже отдельный дидактический компонент.

Привыкнуть надо и к записи - это для учащихся далеко не просто.

Научив школьников решать уравнения вида , надо учесть, как тяжело даются им уравнения типа

Этим тоже надо специально заниматься и формулы тригонометрии тут ни причем.

Весьма трудным в методическом плане является вопрос об отборе корней тригонометрических уравнений. Самый простой выход из положения – не предлагать учащимся подобные примеры. Но это ослабит развивающую линию курса, заложенную в специфике тригонометрических уравнений. Иногда учителя говорят: мы учим отбору корней, но только в конце изучения раздела, посвященного тригонометрическим уравнениям. Это, на наш взгляд, методическая ошибка. Учить отбору корней надо именно на простейших уравнениях, заложив соответствующие сюжеты в систему упражнений. Ведь необходимо осознать структуру формулы корней, понять роль параметра в формуле корней. При этом полезно показать школьникам оба известных приема: перебор по параметру и решение двойного неравенства.

Ко всему этому надо привыкнуть. В большинстве учебников школьникам не дают такой возможности: уравнения практически сразу усложнены обилием тригонометрических формул и необходимостью выполнения соответствующих преобразований.

Итак, как было уже сказано ранее, учебник А.Г. Мордковича предлагает нам иную схему построения материала. Попробуем проанализировать и этот учебник.

VI. А.Г. Мордкович Алгебра и начала анализа ч.1 учебник, А.Г. Мордкович и др. Алгебра и начала анализа, ч.2. Задачник.

На изучение темы «Тригонометрические уравнения» отводится 10 часов и 16 часов – на тему «Преобразование тригонометрических выражений». Будем рассматривать методические особенности учебника в контексте этих двух тем, т.к. обучение решению тригонометрических уравнений имеет место и в теме «преобразования тригонометрических выражений».

Рассмотрим содержание учебного материала, предлагаемого в учебнике.

Тема «Тригонометрические уравнения». Первые представления о решении простейших тригонометрических уравнений. Арккосинус и решение уравнения . Арксинус и решение уравнения . Арктангенс и решение уравнения , арккотангенс и решение уравнения . Тригонометрические уравнения (два основных метода решения тригонометрических уравнений: разложение на множители и введение новой переменной, решение однородных уравнений)

Тема «Преобразование тригонометрических выражений». Синус и косинус суммы аргументов. Синус и косинус разности аргументов. Тангенс суммы и разности аргументов. Формулы двойного аргумента. Формулы понижения степени. Преобразование сумм тригонометрических функций в произведение. Преобразование произведений тригонометрических функций в сумму. Преобразование выражения вида к виду .

При изучении темы «Тригонометрические уравнения» автор учебника дает возможность школьнику прочувствовать специфику тригонометрических уравнений. Перечень основных уравнений здесь составляют уравнения простейшие, уравнения, при решении которых применяется метод введения новой переменной: однородные уравнения и уравнения, сводящиеся к квадратным с помощью основного тригонометрического тождества. Также перед тем, как выводить формулы для решения простейших тригонометрических уравнений, автор напоминает учащимся, что они уже знают, как решать уравнения с помощью числовой окружности, и только после этого вводит их в проблемную ситуацию, связанную с решением уравнений типа .

Только после того, как ввел учащихся в проблемную ситуацию, он вводит новые для них понятия арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса. Тем самым, при такой схеме изложения выделяются два обстоятельства.

При такой схеме изложения реализуется метод проблемного изложения материала. Учащийся попадает в нештатную ситуацию, для описания которой недостаточно тех средств, которые имеются в его математическом языке. Становится очевидна необходимость введения нового термина, нового понятия, новой математической модели и нового обозначения.

При изложении материала не употребляется термин «обратные функции». Тем самым реализуется принцип доступности изложения учебного материала.

Кроме того, отличительной особенностью именно этого учебника является то, что для решения простейших тригонометрических уравнений (как и для решения однородных уравнений) в учебнике фактически используется алгоритм:

составить общую формулу;

вычислить значение арксинуса (арккосинуса и т.д.);

подставить найденное значение в общую формулу.

При изучении темы «тригонометрические уравнения» рассматриваются также примеры на отбор корней в тригонометрических уравнениях, причем, весь этот материал изучается до введения преобразований тригонометрических выражений.

После темы «Тригонометрические уравнения» изучается тема «Преобразования тригонометрических выражений», где приводятся уже специальные методы решения тригонометрических уравнений.

Можно отметить также, что в задачнике представлен широкий набор задач разного уровня сложности по теме «Тригонометрические уравнения», что позволяет проводить дифференцированную работу с учащимися на уроке.

Главное отличие учебника А.Г. Мордковича от остальных рассмотренных здесь учебников, как было уже сказано выше, состоит в новой схеме изложения материала: «функция – уравнения – преобразования». Данная схема построения материала позволяет в соответствии с уровнем развития учащихся, не перегружая его память большим количеством формул, научить ученика решать тригонометрические уравнения, причем, делать это вполне осознанно, т.е. с пониманием всей сути того, что он делает.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, о том, что в представленном учебнике решаются все поставленные нами ранее вопросы.

Что же все-таки это такое – арксинус, арккосинус и арктангенс числа?