仇正權(quán) 李素英

摘 要： 化歸思想是一種重要的數(shù)學(xué)思想，本文總結(jié)歸納了三類(lèi)三角函數(shù)問(wèn)題的化歸策略，并給出了典型的例題解析，從而為解決三角函數(shù)問(wèn)題提供一定的幫助.

關(guān)鍵詞： 三角函數(shù) 化歸 分式型

化歸思想是指在處理相關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)，使用種種手段，將復(fù)雜、難解的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、易解的問(wèn)題，其特點(diǎn)是將特殊問(wèn)題一般化、復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化.三角函數(shù)這一章節(jié)由于包含的公式數(shù)量多、問(wèn)題形式復(fù)雜，學(xué)生很多時(shí)候不能得心應(yīng)手地選擇公式并靈活地使用.此時(shí)，化歸思想就成為解決該章節(jié)的重要手段，筆者對(duì)化歸思想在解決三角函數(shù)問(wèn)題時(shí)的作用進(jìn)行了適當(dāng)?shù)臍w納，總結(jié)了三類(lèi)三角函數(shù)的化歸策略，并給出了典型例題解析.

一、三角函數(shù)問(wèn)題的化歸策略總結(jié)

（一）多個(gè)三角函數(shù)化歸為只含一個(gè)三角函數(shù)

1.y=asinx+bcosx=■sin（x+φ），其中tanφ=■.

2.y=asin■x+bsinxcosx+ccos■x+d=■sin2x+■+■+d=■sin2x+■cos2x+■=■■sin（2x+φ）+■，其中tanφ=■.

（二）三角函數(shù)化歸為一元二次函數(shù)

1.y=asin■+bsinx+c.

2.y=acos2x+bsinx=a（1-2sin■x）+bsinx=-2asin■x+bsinx+a.

3.y=a（sinx+cosx）+bsinxcosx，令t=sinx+cosx，則t∈[-■，■]，sinxcosx=■，則原函數(shù)可化為：y=at+b×■=■t■+at-■.此類(lèi)型題目中，只要理解好sinx+cosx，sinx-cosx，sinxcosx三者之間的聯(lián)系即可.

（三）分式型三角函數(shù)的通性化歸策略

1.y=■，此式可轉(zhuǎn)化為sinx=■，接著|sinx|≤1？圯|d-by|≤|ay-c|

？圯（ay-c）■-（by-d）■≥0？圯[（a-b）y+d-c][（a+b）y-（c+d）]≥0.由此解出y的范圍

2.y=■，此式可轉(zhuǎn)化為aysinx-ccosx=d-by，

接著■sin（x+φ）=d-by？圯sin（x+φ）=■，其中tan（x+φ）=■，

由|sin（x+φ）|≤1？圯（d-by）■≤a■y■+c■，從而解出y的范圍.

二、典型例題解析

例1：已知函數(shù)f（x）=4cosxsin（x+■）-1，求f（x）的最小正周期.

解析：此函數(shù)可變形為只含一個(gè)三角函數(shù)的形式.

∵f（x）=4cosx（■sinx+■cosx）-1=■sin2x+2cos■x-1

=■sin2x+cos2x=2sin（2x+■），∴f（x）的最小正周期為π.

例2：已知函數(shù)f（x）=2sin■ωx+2■sinωxsin（■ -ωx）（ω>0）的最小正周期為π，求ω的值.

解析：把ωx看成一個(gè)整體，該函數(shù)仍可變形為只含一個(gè)三角函數(shù)的形式.

f（x）=1-cos2ωx+2■sinωxcosωx=1-cos2ωx+■sin2ωx

=■sin2ωx-cos2ωx+1=2sin（2ωx-■）+1，因?yàn)楹瘮?shù)f（x）的最小正周期為π，且ω>0，所以■=π，得到ω=1.

例3：求函數(shù)f（x）=cos2x-8cosx+7（0≤x≤π）的值域.

解析：此函數(shù)形式可變形為一元二次函數(shù)的形式.

f（x）=2cos■x-1-8cosx+7=2cos■x-8cosx+6=2（cosx-2）■-2，

∵0≤x≤π，∴-1≤cosx≤1，∴f（x）■=2（1-2）■-2=0，

f（x）■=2（-1-2）■-2=16，即f（x）∈[0，16].

例4：求函數(shù)y=sinx+cosx+sinxcosx的最大值.

解析：通過(guò)設(shè)元，可將此函數(shù)變形為一元二次函數(shù)的形式.

設(shè)sinx+cosx=t，則t=■sin（x+■），且t∈[-■，■].

∵1+2sinxcosx=t■，

∴sinxcosx=■，∴y=t+■=■（t+1）■-1，t∈[-■，■].

很明顯，當(dāng)t=■時(shí)，有y■=■+■.

例5：已知x∈（0，■），求函數(shù)y=■的最小值.

解析：典型的分式型三角函數(shù)，借助正弦函數(shù)的取值范圍，能順利解決.

y=■=■，

∵x∈（0，■），∴5-3cos2x>0，sin2x>0，∴y>0.

上式可變形為ysin2x+3cos2x=5.■sin（2x+φ）=5，即sin（2x+φ）=■，其中tanφ=■，∵|sin（2x+φ）|≤1，∴y■+9≥25，∴y≥4，即y■=4.

化歸思想是一種重要的數(shù)學(xué)思想，若使用得當(dāng)，則能為解決三角函數(shù)提供很多的幫助，同時(shí)，應(yīng)注意不要生搬硬套，要注意方法的靈活多變，化歸并沒(méi)有統(tǒng)一的模式可以遵循.這就要求我們善于反思解題過(guò)程，并能不斷地總結(jié)、提高化歸能力.

參考文獻(xiàn)：

[1]金江深，馮超.三角函數(shù)式的變形策略[J].青海教育，2010（6）.

[2]李桂平.求解三角函數(shù)問(wèn)題的幾大策略[J].科學(xué)之友，2010（2）.

[3]馮震.三角函數(shù)中的變形方式[J].理科愛(ài)好者：教育教學(xué)版，2011（2）.