三角函數(shù)求值問題的命題形式多樣,解法靈活.這類問題側(cè)重于考查同學(xué)們對(duì)三角函數(shù)公式、性質(zhì)的應(yīng)用情況.下面就以一道三角函數(shù)求值題為例,談一談解答此類問題的方法.
題目:已知θ為第四象限角,且滿足sinθ+3 cosθ=1,則tanθ=.
該題的難度不大.但題目中涉及了三種函數(shù)名稱,需通過三角函數(shù)恒等變換,將函數(shù)名稱統(tǒng)一,才能順利解題.
一、利用方程思想
對(duì)于同角的三角函數(shù)求值問題,我們通??梢岳谜T導(dǎo)公式,同角的三角函數(shù)關(guān)系式sin2θ+cos2θ=1和tanθ=cos(sin)θ(θ),二倍角公式等進(jìn)行三角恒等變換,構(gòu)造出關(guān)于該角的方程,通過建立方程或方程組,求得三角函數(shù)的值.
解法1.由sinθ+3 cosθ=1可得sinθ=1-3 cosθ,
由sin2θ+cos2θ=1得(5 cosθ-3)cosθ=0,
因?yàn)棣葹榈谒南笙藿?,所以cosθgt;0,且sinθlt;0,
解得cosθ=,則sinθ=-,
所以tanθ=c(s)os(in)θ(θ)=-3(4).
將已知關(guān)系式與同角的三角函數(shù)關(guān)系式sin2θ+cos2θ=1聯(lián)立,建立方程組,即可通過解方程組求得sinθ、cosθ的值,進(jìn)而求得tanθ的值.
二、換元法
在解答三角函數(shù)求值問題時(shí),我們通??梢砸胍粋€(gè)參數(shù),將其替換函數(shù)式中的某一部分式子,從而將問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于新元的代數(shù)運(yùn)算問題,通過求新元的值,求得目標(biāo)式的值,這樣便可以從新的途徑獲得問題的答案.
解法2.設(shè)tanθ=cos(sin)θ(θ)=m(mlt;0),
將其代入sinθ+3 cosθ=1中,
可得(m+3)cosθ=1,
所以cosθ=,sinθ=,
將其代入sin2θ+cos2θ=1得到()2+()2=1,
解得m=-3(4),即tanθ=c(s)os(in)θ(θ)=-3(4).
設(shè)tanθ=cos(sin)θ(θ)=m,便可用m表示sinθ、cosθ.再將其代入已知關(guān)系式以及同角的三角函數(shù)關(guān)系式sin2 θ + cos 2 θ = 1中,即可求得m的值,進(jìn)而求得tan θ 的值.
解法3
由“正余切”三者之間的關(guān)系聯(lián)想到萬能公式,于是設(shè) tan θ 2 = m ,便可用m輕松地表示出 sin θ、cos θ .再將其代入同角的三角函數(shù)關(guān)系式 sin2 θ + cos 2 θ = 1 中,即可求得 m 的值,就能根據(jù)萬能公式快速求得 sin θ、 cos θ、 tan θ 的值.
解法4
設(shè) sin θ = a + b ,3 cos θ = a - b ,并將其代入已知關(guān)系式和同角的三角函數(shù)關(guān)系式,即可建立關(guān)于 a、b 的方程組,通過求 a、b 的值,從而求得 sin θ、cos θ、tan θ 的值.
可見解答同角的三角函數(shù)求值問題可以采用多種不同的方法.無論運(yùn)用哪種方法解題,都需要做到:(1)靈活運(yùn)用三角函數(shù)的基本公式進(jìn)行恒等變換;(2)采用一些技巧將函數(shù)式化簡、變形;(3)將已知關(guān)系式與目標(biāo)式關(guān)聯(lián)起來;(4)靈活運(yùn)用同角的三角函數(shù)關(guān)系式.
(作者單位:江蘇省濱??h東坎高級(jí)中學(xué))