【摘要】三角函數(shù)的化簡、求值及三角恒等式的證明是三角變換的基本問題.歷年高考中,在考查三角公式的掌握和運用的同時,還注重考查思維的靈活性和發(fā)散性,以及觀察能力、運算推理能力和綜合分析能力.從近幾年的高考考查的方向來看,這部分的高考題以選擇、解答題出現(xiàn)的機會較多,有時候也以填空題的形式出現(xiàn),它們經(jīng)常與三角函數(shù)的性質(zhì)、解三角形及向量聯(lián)合考查,主要題型有三角函數(shù)求值、通過三角式的變換研究三角函數(shù)的性質(zhì),分值約占5%.因此能否掌握好本重點內(nèi)容,在一定的程度上制約著高考數(shù)學(xué)成績的提高.“變”是本章的主題,在三角變換考查中,角的變換、三角函數(shù)名的變換、三角函數(shù)次數(shù)的變換、三角函數(shù)式表達形式的變換等比比皆是,在訓(xùn)練中,強化“變”的意識是關(guān)鍵,但題目不可太難,較特殊技巧的題目不做,立足課本,掌握課本中常見問題的解法,把課本中習(xí)題進行歸類,并進行分析比較,尋找解題規(guī)律.
【關(guān)鍵詞】高考試題;三角恒等;變換及應(yīng)用
一、三角函數(shù)式的化簡
(1)常用方法:①直接應(yīng)用公式進行降次、消項;②切割化弦,齊次弦化切,異名化同名,異角化同角;③三角公式的逆用;④常數(shù)的變換等.
(2)化簡要求:①能求出值的應(yīng)求出值;②使三角函數(shù)種數(shù)盡量少;③使項數(shù)盡量少;④盡量使分母不含三角函數(shù);⑤盡量使被開方數(shù)不含三角函數(shù).
例1 (1995年全國理)求sin220°+cos250°+sin20°cos50°的值.
解析 原式=12(1-cos40°)+12(1+cos100°)+ 12(sin70°-sin30°)
=1+12(cos100°-cos40°)+12sin70°-14
=34-sin70°sin30°+12sin70°
=34-12sin70°+12sin70°=34.
例2 化簡:
12-1212+12cos2αα∈3π2,2π.
分析 若注意到化簡式是開平方根,2α是α的二倍,α是α2的二倍以及其范圍,不難找到解題的突破口.
解 ∵3π2<α<2π,
∴12+12cos2α=|cosα|=cosα.
又 ∵3π4<α2<π,
∴12-12cosα=sinα2=sinα2,∴原式=sinα2.
點評 在二倍角公式中,兩個角的倍數(shù)關(guān)系,不僅限于2α是α的二倍,要熟悉多種形式的兩個角的倍數(shù)關(guān)系,同時還要注意2α,π4+α,π4-α三個角的內(nèi)在聯(lián)系和作用,cos2α=sinπ2±2α=2sinπ4±αcosπ4±α是常用的三角變換.
二、三角函數(shù)的求值類型有三類
(1)給角求值:一般所給出的角都是非特殊角,要觀察所給角與特殊角間的關(guān)系,利用三角變換消去非特殊角,轉(zhuǎn)化為求特殊角的三角函數(shù)值問題.
(2)給值求值:給出某些角的三角函數(shù)式的值,求另外一些角的三角函數(shù)值,解題的關(guān)鍵在于“變角”,把所求角用含已知角的式子表示,求解時要注意角的范圍的討論.
(3)給值求角:實質(zhì)上轉(zhuǎn)化為“給值求值”問題,由所得的所求角的函數(shù)值結(jié)合所求角的范圍及函數(shù)的單調(diào)性求得角.
三、三角等式的證明
(1)三角恒等式的證題思路是根據(jù)等式兩端的特征,通過三角恒等變換,應(yīng)用化繁為簡、左右同一等方法,使等式兩端化“異”為“同”.
(2)三角條件等式的證題思路是通過觀察,發(fā)現(xiàn)已知條件和待證等式間的關(guān)系,采用代入法、消參法或分析法進行證明.
例3 已知tanα,tanβ是方程x2-5x+6=0的兩個實根,求2sin2(α+β)-3sin(α+β)cos(α+β)+cos2(α+β)的值.
分析 由韋達定理可得到tanα+tanβ及tanα#8226;tanβ的值,進而可以求出tan(α+β)的值,再將所求值的三角函數(shù)式用tan(α+β)表示便可知其值.
解 由韋達定理,得tanα+tanβ=5,tanα#8226;tanβ=6,
∴tan(α+β)=tanα+tanβ1-tanα#8226;tanβ=51-6=-1.
于是有α+β=kπ+34π(k∈Z),
原式=2sin2kπ+34π-32sin2kπ+32π+ cos2kπ+34π
=1+32+12=3.
點評 好的解法來源于熟練地掌握知識的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),從而尋找解答本題的知識“最近發(fā)展區(qū)”.
【參考文獻】
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