☉江蘇省張家港市樂余高級中學(xué) 王慶龍
對于數(shù)學(xué)知識點之間的交匯,在高考大綱中的考查要求中明確指出:從學(xué)科的整體高度和思維價值的高度考慮問題,在知識網(wǎng)絡(luò)交匯點處設(shè)計試題,使對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的考查達到必要的深度.特別地,知識網(wǎng)絡(luò)交匯處的問題,是創(chuàng)新問題的更深層次,其地位在高考中將越來越重要.而解三角形與函數(shù)方程、三角函數(shù)、平面向量、平面幾何、數(shù)列等知識的交匯是解三角形問題中的重點所在,也是高考中的熱點與亮點.
以函數(shù)方程為問題背景,通過解三角形知識的滲透,達到兩者知識的有機融合與交匯,往往可以涉及正、余弦定理,三角形的面積公式,以及三角形的相關(guān)知識,達到知識板塊間的有機無縫整合.
例1 在△ABC中,已知AB=4,AC=7,AD是BC邊上的中線,且AD=,試求邊BC的長為______.
解析:如圖1,設(shè)BD=x,則在△ABD中,由余弦定理,
在△ABC中,由余弦定理,得
圖1
點評:本題以余弦定理為切入點,通過方程為載體,結(jié)合方程的求解來轉(zhuǎn)化,得以求解相應(yīng)的三角形問題.此類問題通過正弦定理或余弦定理加以交匯與綜合,進而來求解相應(yīng)的三角形問題.
通過三角形為問題主線,設(shè)置解三角形的相關(guān)問題與三角函數(shù)之間的交匯,綜合正、余弦定理,三角形的面積公式,三角函數(shù)中的相關(guān)公式以及三角形知識等,達到解三角形與三角函數(shù)知識的有機交匯與綜合.
(1)求f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
由①②解得a=1,b=2.
點評:本題綜合了三角恒等變換、三角函數(shù)的圖像與性質(zhì)、解三角形等相關(guān)知識,把它們有機地交匯在一起.題目比較常規(guī),是高考中最常見的三角函數(shù)與解三角形問題的交匯題型.此類問題要注意的是題目中解決有關(guān)三角函數(shù)時,要考慮三角形中的確定內(nèi)角的取值范圍的限制,否則容易出錯.
通過平面向量這一工具,以三角形作為問題背景來設(shè)置,充分交匯平面向量、解三角形以及三角函數(shù)中的相關(guān)知識,有時也結(jié)合三角形的相關(guān)性質(zhì)等,充分考查綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決數(shù)學(xué)問題的能力.
點評:本題綜合了解三角形、三角恒等變換、平面向量、基本不等式等相關(guān)知識,把它們有機地結(jié)合在一起.題目新穎而又精巧,既符合在知識“交匯點”處構(gòu)題,又能加強對雙基的考查,該類問題的解題思路通常是將有關(guān)的平面向量關(guān)系式進行變形,使之符合題目的要求后運用解三角形中的正、余弦定理及相應(yīng)的三角公式來分析與求解.
平面幾何知識具有“形”的直觀與特殊,與解三角形具有相同的本質(zhì)所在,兩者交匯具有統(tǒng)一性.利用平面幾何圖形的性質(zhì)與圖形的分割等處理,結(jié)合解三角形來轉(zhuǎn)化與處理,交匯自然,應(yīng)用廣泛.
例4 如圖2所示,平面四邊形ABCD的對角線交點位于四邊形的內(nèi)部,AB=1,BC=,AC=CD,AC⊥CD,當∠ABC變化時,對角線BD的最大值為______.
圖2
則當α=135°時,BD2有最大值9,BD取得最大值為3.
點評:本題以平面四邊形為載體,結(jié)合圖形的分割,通過三角形的轉(zhuǎn)化,利用不同三角形間的邊角關(guān)系,利用正弦定理和余弦定理來轉(zhuǎn)化與處理,并結(jié)合三角恒等變換來確定相應(yīng)的最值問題.知識交匯隱蔽,也是相應(yīng)知識交匯與綜合的一大特色.
利用正、余弦定理解決三角形問題時,有時可以結(jié)合等差數(shù)列或等比數(shù)列的性質(zhì)來建立三角形中的邊與角關(guān)系,通過三角形的性質(zhì)、三角函數(shù)的相關(guān)公式等來綜合交匯與應(yīng)用.
例5 在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,若角A,C,B的大小成等差數(shù)列,且acosB+bcosA=2,則△ABC面積的最大值為______.
解析:在△ABC中,由acosB+bcosA=2,可得c=2.
又角A,C,B的大小成等差數(shù)列,可得2C=A+B.
又A+B+C=π,可得C=,
所以由余弦定理c2=a2+b2-2abcosC可得a2+b2-ab=4.由a2+b2≥2ab可得0<ab≤4,
則△ABC面積S=absinC≤,
即△ABC面積的最大值為.
點評:本題綜合數(shù)列與解三角形問題,把三角形的邊與角關(guān)系通過等差數(shù)列或等比數(shù)列來對應(yīng),進而建立相應(yīng)的關(guān)系式,結(jié)合解三角形中的相關(guān)定理來分析與處理,交匯點合理有效,能力得以考查,在一定程度上可以增強學(xué)生解題的綜合性和解題的趣味性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、數(shù)學(xué)的分析能力和解題能力以及數(shù)學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力.
知識點間的交匯往往從數(shù)與形兩個方面入手,通過掌握知識之間的聯(lián)系與交匯問題,在一定程度上可以增強學(xué)生解題的綜合性和解題的趣味性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、數(shù)學(xué)的分析能力和解題能力以及數(shù)學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力.在日常學(xué)習(xí)中,應(yīng)重視課本,重視基礎(chǔ)知識,強調(diào)基本技能的訓(xùn)練,通過復(fù)習(xí)整理達到對所學(xué)的知識有一個系統(tǒng)的認識,為知識交匯的解決奠定基礎(chǔ).J