◎張子烈
前言:高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)題目靈活,常見的類型題包括角度變換、函數(shù)名變換、數(shù)形變換等。需要運用的概念公式包括和角公式、差角公式、半角公式、二倍角公式等。此外,還需要我們運用各種解題思維和方法,對題目進行化簡,從而在更短的時間內(nèi)求解出正確答案。針對高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)題目求解的復(fù)雜性,應(yīng)積極總結(jié)解題方法,從而不斷提升三角函數(shù)題目的解題效率和準(zhǔn)確率。
三角函數(shù)通常以選擇題或解答題的形式出現(xiàn),在分析求解過程中,首先應(yīng)具備扎實的計算能力,能夠?qū)θ呛瘮?shù)公式進行準(zhǔn)確應(yīng)用,并計算出正確的結(jié)果,這是提升三角函數(shù)題目解題準(zhǔn)確率的根本途徑。在考試和平時的練習(xí)過程中,我們應(yīng)善于對三角函數(shù)題目類型進行劃分,總結(jié)每一類題型的解題思路,并根據(jù)題目特點,選擇適合的解題方法。即使是最基本的三角函數(shù)化簡求值問題,也需要運用切割劃弦等技巧,從而快速求解出正確答案[1]。
比如例1:對 sin50°(1+tan10°)進行化簡求值。
在這道題目中,給出的三角函數(shù)表達式包含正切函數(shù)與正弦函數(shù),需要采用切割化弦方法,將正切函數(shù)轉(zhuǎn)化為正弦與余弦函數(shù)比值的形式,然后在進行化簡求值。具體求解過程如下:由于1+tan10°=(cos10°+sin10°)/cos10°=2(1/2cos10°+ /2sin10°)/cos10°=2(sin30°cos10°+cos30°sin10°)/cos10°=2sin40°/cos10°,因此原題目三角函數(shù)表達式可轉(zhuǎn)化為 sin50°·2sin40°/cos10°=2sin40°cos40°/cos10°=sin80°/sin80°=1。在解題過程中,應(yīng)用到和、差、補、余等角度關(guān)系式,逐漸將不同的角度函數(shù)轉(zhuǎn)化為相同的角度函數(shù),從而快速求出最終計算結(jié)果。
在高中數(shù)學(xué)三角函數(shù)題目求解過程中,消參法和構(gòu)造法的應(yīng)用十分普遍,比如在上述題目中,兩種方法也有一定應(yīng)用。通過靈活運用消參法和構(gòu)造法,可以找出不同參數(shù)之間的聯(lián)系性,從而對一個或多個參數(shù)進行轉(zhuǎn)化,達到方便計算的目的。其中,消參法是根據(jù)三角函數(shù)公式,將不同參數(shù)形式變化為能夠直接計算的同一種形式。構(gòu)造法則是在不能直接使用概念公式進行轉(zhuǎn)化時,通過添加項、減少項的方法,使公式滿足轉(zhuǎn)化條件。其本質(zhì)是一個三角函數(shù)的等效變換過程,下面以一道例題為例,進行說明。
例2:已知 tanα=3,求解(sinα-3cosα)/(2sinα+cosα)的值。
在這道題目中,已知條件為tanα=3,即 sinα/cosα=3。從目標(biāo)表達式著手,可以通過將其轉(zhuǎn)換為sinα/cosα的形式,構(gòu)造出已知條件tanα,從而進行求解計算。首先根據(jù)條件tanα=3可以判斷出cosα不等于0,因此可以將目標(biāo)表達式的分子分布同時除以cosα,構(gòu)造tanα。對目標(biāo)表達式的化簡結(jié)果為(tanα-3)/(2tanα+1),將 tanα=3代入后,即可求出目標(biāo)表達式的值為0。由此可以看出,利用消參和構(gòu)造法進行求解過程簡單,準(zhǔn)確率高,但在應(yīng)用過程中,不能忽略對限制條件的判斷。比如在這道題目中,必須先根據(jù)已知條件確定cosα不等于0,才能采用上述方法進行化簡求值。
逆向變化法是對三角函數(shù)公式進行逆用或變用,在此過程中,如果我們對公式掌握的不夠熟練,就難以做到靈活應(yīng)用。比如根據(jù)題目需要,我們有時要使用2sin2x=1-cos2x公式,有時要使用2cos2x=1+cos2x公式,還需要在求解過程中,運用其變化形式,比如 cos2x=1-2sin2x,cos2x=2cos2x-1等。這些公式的形式相近,在使用時容易出現(xiàn)混淆的現(xiàn)象,需要在解題過程中加以注意[2]。
比如例3:已知銳角三角形ABC的三個內(nèi)角A、B、C分別對應(yīng)a,b,c三邊,且有a=2bsinA,試求角B的大小。
在求解這道題目時,首先應(yīng)明確正弦定理中a/sinA=b/sinB=c/sinC這個隱藏條件,又根據(jù)已知條件,a=2bsinA,因此有 sinA=2sinBsinA,sinB=1/2。由于三角形ABC為銳角三角形,所以B角的大小為30°。
再比如例4:已知3sinβ=sin(2α+β),試證明 tan(α+β)=2tanα。
在求解此題時,首先可將2α+β拆分為α+β+α,而β則可以看做α+β-α。因此,可以將已知條件3sinβ=sin(2α+β)變換成3sin(α+β)cosα-3cos(α+β)sinα=sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα,即 2sin(α+β)cosα=4cos(α+β)sinα,則 sinα/cosα=2sin(α+β)/4cos(α+β),最終得出 tan(α+β)=2tanα,證明完畢。
結(jié)束語:綜上所述,由于高中三角函數(shù)公式多,且形式相近,在解題過程中復(fù)雜性較高,通過對所學(xué)的概念公式進行靈活運用,通過采用消參、構(gòu)造、逆向變換等方法,可以達到簡化題目,快速求解的目的。應(yīng)在平時的學(xué)習(xí)過程中熟練掌握各種概念公式和解題技巧,并勤加練習(xí),從而逐步提升三角函數(shù)解題能力。