韓宏帥
近幾年高考中,三角函數(shù)和解三角形以解答題形式考查:三角恒等變換與三角函數(shù)圖象和性質的綜合、三角恒等變換與解三角形的綜合、解三角形與三角函數(shù)性質的綜合、平面向量與三角函數(shù)的綜合.
三角變換與三角函數(shù)的性質
三角函數(shù)恒等變形的通性通法是:從函數(shù)名、角、運算三方面進行差異分析. 常用的技巧有:切割化弦、降冪、用三角公式轉化出特殊角、異角化同角、異名化同名、高次化低次等. 研究三角函數(shù)的值域、最值、周期、單調性等性質,首先要將函數(shù)解析式化為標準形式,再結合圖象求解.
例1 已知函數(shù).
(1)求的最小正周期;
(2)求在區(qū)間[0,]上的最大值和最小值.
分析 (1)把函數(shù)變?yōu)椤耙唤且幻淮巍钡男问?,利用最小正周期的計算公式求解;?)結合正弦函數(shù)的圖象求解.
解 (1)因為
,
所以函數(shù)的最小正周期.
(2)由(1)知, .
當時,,
由正弦函數(shù)在,上的圖象知,
當,即時, ;
當,即時,=0.
綜上所述,在上的最大值為,最小值為0.
點撥 解答此類題目的思路是“一化二求”,即通過恒等變換(降冪、輔助角公式應用)將其解析式化為或(是常數(shù),且)的形式,再研究其各種性質或求值.
三角變換與解三角形
要用正、余弦定理完成邊與角的互化,一般都化為邊或都化為角,然后用三角公式或代數(shù)方法求解,從而達到求值、證明或判斷的目的. 解題時要注意隱含條件.
例2 已知的內角的對邊分別為,且.
(1)求角的大?。?/p>
(2)若,且,求的面積.
分析 (1)利用正弦定理把已知等式轉化為的關系式,再應用余弦定理求角;(2)求出相應的邊角,利用三角形面積公式求解.
解 (1)由已知和正弦定理可得,
,
整理得,所以.
又,故.
(2)由
可得,,
所以或.
①當時,,則,
.
②當時,即
,則,
所以.
綜上所述,.
點撥 解答此類題目思路是“先變后解”,即利用三角恒等變換把已知條件化簡求值,再由正、余弦定理及面積公式求解.
平面向量與三角函數(shù)、解三角形
在平面向量與三角函數(shù)的綜合問題中,一方面用平面向量的語言表述三角函數(shù)中的問題,如利用向量平行、垂直的條件表述三角函數(shù)式之間的關系,利用向量模表述三角函數(shù)之間的關系等;另一方面可以利用三角函數(shù)的知識解決平面向量問題,在解決此類問題的過程中,只需根據題目的具體要求,在向量和三角函數(shù)之間建立起聯(lián)系,就可以根據向量或者三角函數(shù)的知識解決問題.
例3 的內角所對的邊分別為.向量與平行.
(1)求;
(2)若,,求的面積.
分析 (1)依據向量平行構建三角函數(shù)等式就可求出;(2)可利用余弦定理求出,再求解三角形的面積;也可運用正弦定理求出角的三角函數(shù)值,進而求出角的正弦函數(shù)值,從而可求出三角形的面積.
解 (1)因為,所以.
由正弦定理得,.
又在中,,從而,
由于,所以.
(2)解法一:由余弦定理得,,
而,,,
所以,即.
因為,所以.
故的面積為.
解法二:由正弦定理得,,
從而.
又由知,,所以.
故
.
所以的面積為.
點撥 在三角函數(shù)問題中平面向量的知識主要是給出三角函數(shù)之間的一些關系,解題的關鍵還是三角函數(shù)問題.
利用正、余弦定理解決平面幾何問題
解決此類問題的模型如下.(1)審條件:梳理已知條件,把已知量轉移到幾何圖形中.(2)選定理:依據條件和結論,在不同的三角形中選擇正、余弦定理.(3)巧轉化:靈活且合理地進行邊角間的轉化.(4)定結論:把相關數(shù)據代入,得出結果.
例4 中,是上的點,平分,.
(1)求;
(2)若,求.
分析 第一步,把已知量轉移到平面幾何圖形中;第二步,在和中應用正弦定理;第三步,借助及求解;第四步,借助(1)的結論求出.
解 (1)由正弦定理得,.
平分,,
.
(2),
由(1)知,,
所以,即.