■郭明龍
三角變換通常是指角變換和函數(shù)名稱變換,而其中的角變換是同學(xué)們學(xué)習(xí)的重難點(diǎn),雖然角的變換錯(cuò)綜復(fù)雜,但是卻有規(guī)律可循。下面介紹幾種三角變換中角變換的策略,以供同學(xué)們參考。
例1已知,則cos 2α的值為( )。
分析:由條件求值時(shí),要仔細(xì)觀察條件與結(jié)論中的角的差異,設(shè)法尋找角之間的關(guān)系。因?yàn)?α=(α+β)+(α-β),所以結(jié)論中的角可用條件中的角表示,從而求出三角函數(shù)的值。
解:因?yàn)棣拢鸡粒驭?β>0。又因?yàn)樗运裕詓in(α-β)>0,故sin(α-
所以cos2α=cos[(α+β)+(α-β)]=cos(α+β)cos(α-β)-sin(α+β)sin(α-β)=應(yīng)選B。
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常見的角變換有α=(α+β)-β,β=(α+β)-α,2α=(α+β)+(α-β),2β=(α+β)-(α-β),等。
跟蹤練習(xí)1:若則的值為( )。
提示:
例2已知3 sinβ=sin(2α+β),求證:tan(α+β)=2 tanα。
分析:觀察條件等式和結(jié)論等式中的角的種類差異,我們發(fā)現(xiàn)可以采用角的變換,即β=(α+β)-α,2α+β=(α+β)+α來解題,所以本題的證明可從角的變換入手。
證明:因?yàn)? sinβ=sin(2α+β),所以3 sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α],即3 sin(α+β)cosα-3 cos(α+β)sinα=sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα。所以2 sin(α+β)cosα=4 cos(α+β)sinα,即tan(α+β)=2 tanα。
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通過觀察條件和結(jié)論中角的關(guān)系,可以變換條件中的角,將結(jié)論中的角表示為條件中的角。
跟蹤練習(xí)2:已知2 sinα=sin(α+β),求證
證明:因?yàn)棣?(α+β)-β,所以sinα=sin[(α+β)-β]=sin(α+β)cosβ-cos(α+β)·sinβ。所以2 sin(α+β)cosβ-2 cos(α+β)·sinβ=sin(α+β),兩邊同除以cos(α+β),得2 tan(α+β)cosβ-2 sinβ=tan(α+β)。所以
例3求函數(shù)cos(x+55°)的最大值。
分析:觀察函數(shù)式中的角的種類差異,我們發(fā)現(xiàn)可以利用角的變換,即利用x+55°=(x+10°)+45°來解題。
解:因?yàn)閟in(x+55°)。所以函數(shù)cos(x+55°)的最大值為1。
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通過求角的和或差能呈現(xiàn)出特殊角,找到互余、互補(bǔ)、半角或倍角的關(guān)系,使已知角與待求角之間發(fā)生聯(lián)系,選擇相應(yīng)的三角公式進(jìn)行變形,可順利解答這類問題。
跟蹤練習(xí)3:計(jì)算的值。
提示:因?yàn)閟in47°=sin(30°+17°)=sin 30°cos17°+cos30°sin17°,所以原式=
例4已知sinα+sinβ+sinγ=0,cosα+cosβ+cosγ=0,則cos(α-β)的值為( )。
分析:因?yàn)橐蟮慕Y(jié)果與γ無關(guān),所以要想辦法把γ消去。
解:把條件中的兩個(gè)等式變形為:
由①2+②2得2+2(sinαsinβ+cosα·cosβ)=1,所以應(yīng)選A。
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對于已知sinα±sinβ=m,cosα±cosβ=n,其中m,n為常數(shù),求α±β的三角函數(shù)值的問題,常??梢杂闷椒较嗉拥姆椒▉斫鉀Q。
跟蹤練習(xí)4:已知sinα+cosβ+sinγ=0,cosα+sinβ+cosγ=0,則sin(α+β)的值為( )。
提示:把條件中的兩個(gè)等式變形為:
由①2+②2得2+2(sinαcosβ+cosα·sinβ)=1,所以應(yīng)選B。
例5已知,且α,β∈(0,π),則2α-β的值為( )。
分析:由給定的三角函數(shù)值求角時(shí),一般先選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)娜呛瘮?shù),根據(jù)題設(shè)確定所求角的范圍,再利用三角函數(shù)的單調(diào)性求出角的范圍。
解:tan(2α-β)=tan[2(α-β)+β]=因?yàn)閠an2(α-β)=,所以:
tanα=tan[(α-β)+β]=。又因?yàn)棣粒隆剩?,π),所以,即由tanβ=,且α,β∈(0,π),可知所以:
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對于已知兩角的范圍,求它們倍角的和或差的三角函數(shù)值時(shí),必須利用已知條件使每個(gè)角的范圍盡可能地縮小,這樣才不會(huì)產(chǎn)生增根。所以確定角的范圍是解題的關(guān)鍵,同時(shí)一定要使所選的三角函數(shù)在此范圍內(nèi)是單調(diào)的。
跟蹤練習(xí)5:已知α,β為三角形的兩個(gè)內(nèi)角,則β=____。
提示:因?yàn)?<α<所以,故又所以或由,知,所以cos(α+β)=
所以cosβ=cos[(α+β)-α]=cos(α+因?yàn)?<β<π,所以