■尹志雄
作者單位:江蘇省揚州市寶應(yīng)縣曹甸高級中學(xué)
三角函數(shù)公式變形應(yīng)用需注意的兩個問題:①公式逆用時,一定要注意公式成立的條件和角之間的關(guān)系;②注意特殊角的應(yīng)用,當式子中出現(xiàn)等數(shù)值時,一定要考慮引入特殊角。要熟記三角函數(shù)公式的變式,如sinαsinβ+cos(α+β)=cosαcosβ,cosαsinβ+sin(α-β)=sinαcosβ,tanα±tanβ=tan(α±β)·(1?tanαtanβ),cos2α=
例1 已知sin 76°cos46°-cos76°sin46°,則 sinα=( )。
解:由tanα=sin76°cos 46°-cos 76°·,且α∈,可得由上容易得到應(yīng)選A。
熟練掌握常用的角變換技巧,如α=(α+β)-β=(α-β)+β,2α=(α+β)+(α-β),
例2 設(shè)α為銳角,若,則的值為( )。
解:(方法1)因為α為銳角,所以。因為所以。應(yīng)選B。
(方法2)因為α為銳角,所以又因為所以
跟蹤訓(xùn)練2:已知則的值是( )。
提示:由,可得
求解三角函數(shù)的奇偶性、周期性、單調(diào)性、最值等問題時,一般先要進行三角恒等變換,把三角函數(shù)式化為一個角的一種三角函數(shù),再根據(jù)三角函數(shù)的奇偶性以及周期公式求解。解答這類問題的關(guān)鍵是熟練掌握三角函數(shù)圖像的應(yīng)用。
例3 已知函數(shù)若將函數(shù)f(x)的圖像向左平移個單位長度,得到函數(shù)g(x)的圖像,則函數(shù)g(x)在區(qū)間]上的最大值和最小值之和為( )。
由題意可知函數(shù)g(x)=由,可得,可知當,即時,函數(shù)g(x)取得最小值,且g(x)min=-1;當,即x=0時,函數(shù)g(x)取得最大值,且故函數(shù)g(x)在區(qū)間上的最大值和最小值之和為應(yīng)選A。
跟蹤訓(xùn)練3:已知函數(shù)+θ)-cos(2x+θ)(-π<θ<0)的圖像關(guān)于點對稱,記f(x)在區(qū)間上的最大值為n,且f(x)在[mπ,nπ](m<n)上單調(diào)遞增,則實數(shù)m的最小值是____。
提示:因為的圖像關(guān)于點對稱,所以0。又因為-π<θ<0,所以,即θ=,這時當x∈即n=2。令當k=2時,即實數(shù)m的最小值是
解答這類問題,要觀察所給角與特殊角間的關(guān)系,利用三角變換轉(zhuǎn)化為求特殊角的三角函數(shù)值的問題。此類問題也可通過代數(shù)變形(如正負項相消、分子分母相約)的方式來求值。
給值求值問題的關(guān)鍵是找出已知式與待求式之間的聯(lián)系及函數(shù)的差異,一般可以適當變換已知式,求得另外某些函數(shù)式的值,以備應(yīng)用,同時要注意變換待求式,便于將已知式求得的函數(shù)值代入,從而達到解題的目的。
例5 已知的值。
解:因為,且2sin2α-sinα·cosα-3 cos2α=0,則(2sinα-3 cosα)(sinα+cosα)=0(sinα+cosα≠0),所以2sinα=3 cosα。又sin2α+cos2α=1,所以cosα=。故原式=
跟蹤訓(xùn)練5:已知sin(α-β)cosα-cos(β,其中β是第三象限角,則
提示:依題意可將已知條件變形為,可得sinβ=
因為β是第三象限角,所以cosβ=
這類問題的一般解題思路是:已知正切函數(shù)值,選正切函數(shù),已知正弦或余弦函數(shù)值,選正弦或余弦函數(shù)。若角的范圍是,選正弦或余弦函數(shù)皆可;若角的范圍是(0,π),選余弦函數(shù)較好;若角的范圍為,選正弦函數(shù)較好。例6 已知A,B均為鈍角,且,則A+B=____。解:因為,解得又因為A為鈍角,所以cosA=由,且B為鈍角,可得cosB=
故cos(A+B)=cosAcosB-sinA·。又A,B均為鈍角,則A,B∈,所以A+B∈(π,2 π),由此可得A+
跟蹤訓(xùn)練6:已知α,β∈(0,π),且tan(α,則2α-β的值為____。
提示:由tanα=tan[(α-β)+β]=,可得由,可得0<2α<。由,可得,所以-π<2α-β<0。因為tan(2α-β)=,故
平面向量與三角函數(shù)在“角”之間存在著密切的聯(lián)系。如果在平面向量與三角函數(shù)的交匯處設(shè)計命題,其形式多樣,解法靈活,且極富思維性和挑戰(zhàn)性。對于這類問題,根據(jù)所給三角式的結(jié)構(gòu)及向量間的相互關(guān)系進行處理,可使解題過程得到簡化,從而提高解題的效率。
例7 已知向量a=(cos 2α,sinα),b=
解:由a=(cos 2α,sinα),b=(1,2sinα,且a·,可得cos 2α,即cos 2α+2sin2α-也即cos 2α+1-cos 2α-sinα=,所以可得
跟蹤訓(xùn)練7:已知向量a=(cosθ,sinθ),向量則|2a-b|的最大值與最小值的和為____。
提示:由題意可得a·b=cosθ-sinθ,則∈[0,4],故|2a-b|的最大值與最小值的和為4。
近年來的高考試題相繼推出了以能力立意為目標,以增大思維容量為特色,具有相當濃度和明確導(dǎo)向的創(chuàng)新題型。這類創(chuàng)新題型大多以新定義問題的形式出現(xiàn),值得同學(xué)們重視。新定義問題主要是指即時定義新概念、新公式、新定理、新法則、新運算,然后根據(jù)此新定義去解決問題,有時還需要用類比的方法去理解新定義,這樣有助于對新定義的透徹理解。
例8 已知下凸函數(shù)f(x)在定義域內(nèi)滿足不等式若函數(shù)y=tanx在上是下凸函數(shù),那么在銳角△A B C中,求tanA+tanB+tanC的最小值。
解:因為y=tanx在上是下凸函數(shù),所以(tanA+tanB+tanC)≥,即tanA+,當且僅當tanA=tanB=tanC,即時等號成立,所以tanA+tanB+tanC的最小值為
跟蹤訓(xùn)練8:已知函數(shù)y=f(x)(x∈R),對函數(shù)y=g(x)(x∈I),定義g(x)關(guān)于f(x)的“對稱函數(shù)”為y=h(x)(x∈I),y=h(x)滿足:對任意x∈I,兩個點(x,h(x)),(x,g(x))關(guān)于點(x,f(x))對稱。若h(x)=-asinx是g(x)關(guān)于f(x)=的“對稱函數(shù)”,且g(x)在上是減函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍是____。
提示:根據(jù)對稱函數(shù)的概念,可知h(x)+g(x)=2f(x),即g(x)=2f(x)-h(x)+1。令則函數(shù)+1,其對稱軸方程為,且圖像的開口向下。由于函數(shù)g(x)在上 遞 減 ,t=sinx在上遞增,根據(jù)復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可,即a≤2,故實數(shù)a的取值范圍為(-∞,2]。
三角函數(shù)中的恒成立問題通常含有參數(shù),解答這類問題,一定要注意三角函數(shù)自身的有界性,結(jié)合自變量的取值范圍,才能正確求解。
例9 已知不等式對于x∈恒成立,則實數(shù)m的取值范圍是____
解:因為所以原不等式等價于m≤在上恒成立。因為所以,由此可得m≤
,即實數(shù)
跟蹤訓(xùn)練9:已知函數(shù)f(x)=,若對任意的實數(shù)α∈,都存在唯一的實數(shù)β∈[0,m],使f(α)+f(β)=0恒成立,則實數(shù)m的最大值是____。
提示:已知函數(shù),若對任意的實數(shù),則要使f(α)+f(β)=0 恒 成立,需滿 足f(β)∈,即,所以0≤,可得故實數(shù)m的最大值是