宋艷萍(浙江省蘭溪市第三中學(xué))
三角函數(shù)最值問題的常見求解策略
宋艷萍
(浙江省蘭溪市第三中學(xué))
三角函數(shù)的最值問題是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中一個(gè)非常重要的問題。從利用三角函數(shù)的有界性求解最值問題;引入輔助角,求解三角函數(shù)的最值問題;利用配方法,求三角函數(shù)的最值問題,利用換元法等方面歸納三角函數(shù)最值問題的常見求解方法。
三角函數(shù);最值;求解;策略
三角函數(shù)的最值問題是三角函數(shù)基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用,其內(nèi)容除了具有獨(dú)特性質(zhì)外,它也具有普通函數(shù)的性質(zhì)。解決這類問題的基本途徑同求解其他函數(shù)的最值一樣:一方面應(yīng)充分利用三角函數(shù)自身的特殊性(如有界性等);另一方面還要注意將求解三角函數(shù)最值問題轉(zhuǎn)化為求一些我們所熟知的函數(shù)(二次函數(shù)等)最值問題。另外,需要靈活運(yùn)用三角公式進(jìn)行三角變換,需要熟練的恒等變形能力。筆者通過幾個(gè)例子,介紹三角函數(shù)的幾種最值問題和常見的解題策略。
策略一:配方法
若函數(shù)表達(dá)式中只含有正弦函數(shù)或余弦函數(shù),且它們的次數(shù)是2和1并存時(shí),一般需要通過配方或換元將給定的函數(shù)化歸為二次函數(shù)的最值問題來處理。
例1.求函數(shù)f(x)=-sin2x-3cosx+3的最小值。
[分析]本題可以通過公式sin2x=1-cos2x將函數(shù)表達(dá)式化為y=cos2x-3cosx+2。因含有cosx的二次式,可換元。
解:令:cosx=t,則-1≤t≤1,原函數(shù)可化為y=t2-3t+2,配方,得
策略二:化一法
所謂化一法是由“化一次”、“化一名”、“化一角”三部分組成,其中“化一次”使用到降冪公式,“化一名”使用到推導(dǎo)公式,“化一角”使用到倍角公式及三角函數(shù)的和差公式等, 因此需要大家熟練掌握相關(guān)公式并靈活運(yùn)用。
【分析】降冪后發(fā)現(xiàn)式中出現(xiàn)了sin2x和cos2x,這時(shí)再化成一個(gè)角的三角函數(shù)便可求得。
策略三:利用三角函數(shù)的有界性
在三角函數(shù)中,正弦函數(shù)與余弦函數(shù)具有一個(gè)最基本也是重要的特征——有界性,利用正弦函數(shù)與余弦函數(shù)的有界性是求解三角函數(shù)最值的最基本方法。
策略四:數(shù)形結(jié)合轉(zhuǎn)化
策略五:不等式轉(zhuǎn)化方式
作為三角函數(shù)最值的求解問題,在處理這類問題的過程中,可以合理運(yùn)用不等式轉(zhuǎn)化的方式,能夠使問題的解決更加便利,有助于學(xué)生解題能力的提升。
針對這樣的問題,可以將其向不等式形式轉(zhuǎn)化,以此來對最值問題進(jìn)行合理求解,能夠使問題的解決更加便利。
因此,針對這樣的問題可以合理地借助基本不等式轉(zhuǎn)化的方式,以此能夠使問題的解答更加容易,有助于學(xué)生問題解決效率的提升??傊诟咧械娜呛瘮?shù)的學(xué)習(xí)過程中,針對最值問題的求解,可以積極借助以上五種方式,作為高中數(shù)學(xué)老師,應(yīng)該為學(xué)生合理講解這五種方式的運(yùn)用手段,以此能夠在學(xué)生的學(xué)習(xí)與解題過程中提供積極的幫助,能夠促進(jìn)學(xué)生的合理健康成長。
李東文.三角函數(shù)最值的歸類求解策略[J].考試周刊,2014(4).
·編輯楊國蓉