“三角函数与平面向量交汇
题
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”透视
“三角函数与平面向量交汇题”透视
?
16?中学生理科应试2O11.9
"三角函数与平面向量交汇题"透视
安徽省太湖中学(246400)李昭平
近年来,三角函数与平面向量的交汇题已经成 为高考对三角知识,平面向量知识考查的一种题型, 不仅题型在变化,而且问题的深度,广度,难度也在 不断加大.针对性地复习这种问题既能加强知识间 的纵横联系,便于形成知识网络,又能拓宽知识视 野,提高解题能力.下面结合典型试题介绍交汇题的 十种类型,供复习参考.
1.求三角函数值
例1已知向量m:(cos0,sin0), n=(?2一sin0,cos0),0?(仃,27r),且
I肌+
学,求c.s(詈+詈)的值.
解析'.'m+n
=(cos0一sin0+/2-,cosO+sin0), .
?
.1m十nl
=
~/(cos0一sin0+/2十(+
?2
,
„+
手)=学,
.
'一s(+予)=.
又c.s(+手)='一l,则
c.s(詈+詈)=.
?
.
'不<<2不,.?.<号+詈<,
.
?
.
c.s(号+詈)<'.c.s(号+詈)=一. 点评本题主要考查平面向量的坐标加法,平
面向量的模,三角函数的化简和倍角公式,运算量较
大.对相姜笪和公式兽求非常孰练. 当+:仃+仃(后Ez)时,
JB=+仃一,
.
'
.
(+2J9)=[(+卢)+卢]
=
(霄一)=.
当+=2后7r+挈时,同理可证: +2J9)=.
方法二利用变形,沟通关系 '
.
'
(+卢)=.(+卢):. .
'
.
=
[(+口)一a]r =+)?.
.
'
.
(+2):[(+卢)+卢] =
(+JB)?+(+JB)
:
(q+)?
=
(+)?sin =sin.
方法三挖掘隐含,抓住变角
'
.
'
(+卢)=,.'.(+卢)=. .
'
.
(+2卢)=(+卢)一] =
(+)?一(+)
=
[sin(+)一(+)]sin=8in
方法四作差比较,巧妙代入
'
.
'十)=,
(+2卢)一=(+)?siI=,
.
.
.
(+2口):sin?
评析涉及条件三角恒等式证明问题,常从条 件到结论,其过程经常利用特值探求,分类讨论;挖 掘隐含,抓住变角;公式变形,沟通关系;作差比较, 巧妙代入处理.
可以看出,涉及两角和与差的三角函数以及二 倍角问题,解题方法多种多样,主要有切割化弦法, 异名化同名,异角化同角等,对于高次幂化简时常用 降次方法,涉及到三角求值问题还经常利用诱导公 式进行转换,对于涉及三角恒等式证明则根据等式 两端的特征,利用三角恒等变换,化繁为简,左右归 一
,变更命题等方法使等式两边化异为同.在此过程 中要注意变形的等价性,计算的准确性,思考的严密 性,防止因概念不清,思考片面等造成失误. (收稿日期:20l0—05一l3)
数学版中学生理科应试?l7?
2.求三角形的内角
例2若&ABC的三个内角为A,,c,两向量 p=(2—2sinA,eosA+sinA),碍=(sinA—eosA,
1+sinA),且p与g是共线向量.求角A的大小. 解析p与口共线,有(2—2sinA)(1+sinA)一 (eosA+sinA)(sinA—cosA)=0,即
sin2A:}inA一等.
厅
因为A是三角形的内角,所以取sinA=, A=60.或A=120..
点评本题以向量为载体,在已知向量共线关 系的条件下求三角形的内角,主要考查向量共线的 充要条件(口=(.,),)与6=(,Yz)共线
.Yz—x2Y=0)和三角函数的简化.
3.求三角形的边长
例3设ZXABC是锐角三角形,a,6,c分别是内 角,B,c所对边长,并且sinA:sin(孚+B)sin(孚 一
+sin曰,府.:12,口:2,求6,c(b<c). 解析因为sinA=(cos曰+
s)(.s一?s)+sin2B=3cos2~一
寺sinB+sinB=3,所以sinA=?,/X,又A为锐 角,A=.
由AB.:12可得cbcosA:12?
由A=,所以cb=24.?
由余弦定理知,口=c+b一2abeosA, 将n=2及?代入,得
C.+6=52?
?+?X2,得(c+6)=100,则c+b=10. 因此c,b是一元二次方程t一10t+24=0的两 个根,解方程并由C>6知c=6,b=4. 点评本题主要考查两角和的正弦公式,同角
三角函数的基本关系,特殊角的三角函数值,向量的 数量积,利用余弦定理解三角形等有关知识,考查综 合运算求解能力.
4.求代数式的取值范围
例4设两个向量a=(A+2,A一CO8)和
b:(m,+sino/),其中A,m,为实数,若口=2b, 求的取值范围.|1
解析由a=2b,得A一m=COS+2sin~=
?A一m?2. 2一(sina一1),所以一2
又A=2m一2,贝0—2?4(m—1)一,n?2,解 1
得??m?2.斗
而::2一,一6??1.mmmm
点评本题融平面向量,三角函数,不等式等 知识于一体,属近几年高考的热点问题,但难度比过 去明显增大.主要
表
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现在以下两点:一是增加了字母 参数(共有A,,m三个);二是综合性强,涉及到向 量的坐标运算,三角函数的有界性,二次函数的最 值,解不等式等等.将向量关系a=2b代数化(坐标 化)仍然是求解这种问题的通性通法.
5.求向量长度的最值
例5设向量口=(cos23.,cos67.), 西=(cos68.,cos22.),=口+tb,(t?R),求JfJ的 最小值.
解o~oc=口+tb
=
(cos23.+tcos68.,cos67.+tcos22.)
.
?
.1cI:
(cos23.+tcos68.)+(cos67.+tcos22.)
==
?(z+譬)+丢.
当t:一?2
-4-时,lcI的最小值为.
点评本题主要考查向量的坐标运算,向量的 模,两角和的余弦公式,平方关系,求二次函数的最 值等有关知识.
6.求三角函数的图象按向量平移后的解析式 例6将函数Y=
sino)x(>0)的图象按向量
口=(一詈,0)平移,平移后的
图象如图1所示,则平移后的
图象所对应函数的解析式是
().
A.y=sin(+-g-)
B.y=sin(一詈)
C.,,=sin(2+子)
1
|..\.一
/.
.一
图1
?
l8?中学生理科应试20l1.9
D.,,=sin(2x一?)
解将函数),=sina~x(~-O>O)的图象按向量 =
(一詈.o)平移,平移后的图象所对应的解析式
为),=si附(+詈),由图象知(+詈)=, 所以?=2,因此选C.
点评本题主要考查三角函数的图象沿向量 平移的规律和数形结合的思想.注意函数Y=)
的图象沿向量a=(h,后)平移后所得图象对应的函
数是Y—k=,(—h).
7.求三角函数中自变量的值
例7设函数)=m?n,其中向量m= (2cosx,1),n=(co鲋,?3sin2x),(?R).若) =1一,且[一手,予],求.
解析'.',()=m?n
=2cos+4~-sin2x =1+C082X+4~sin2x =1+2sin(2+詈)=1一
.
'
-sin(2+詈)=一孚
?
.
?[一争旦3],
.
.
.
一
, 詈?2+詈?
.
?
.
2+詈=一詈,=一手.
点评本题主要考查平面向量数量积的坐标 运算,形如asinx+bcosx的三角函数式的化简和已 知三角函数值确定角的方法.
8.求三角函数的值域
例8已知向量a=(vC3-sintox,cos),b=
(COSO)X,COSO)X),其中?>0.记函数)=a?b,且 ,()的最小正周期为当0<?7/"时,试求,() 的值域.
解析'.',()=a?b
=sinmcos僦+COS蚍
=
譬si+
=
譬sin2+?c.s2+?
=sin(2tox+詈)1.
因为7r:,
所以?=l)=sin(27T)1. 当0<?了77"时,詈<2+詈?,1?
sin(2+7/")?1,
1?sin(2+詈)+??寻,即
1?)??)的值域是[1,3].
詈)=,(:)=2.如果关于的方程,()+l.g2k 解析-厂()=m?n=asin+bsinxcosx.
.2"/T
;.7T7T
得
2sin+2~/3sinxcosx+log2k=0,
~llsin(2一詈.
由l一l?1,
得言?k?2?
例10已知AOAB中,O—A:口,
:
易,且
.
?
.
a+2ab+b=9,且a一2ab+b=4,
=孚 解=?
数学版中学生理科应试?l9? 三角函数最值问题的常见类型及解法 甘肃省天水市藉口中学(741014)张福祥 三角函数的最值问题是三角函数中较为重要 的一个
知识点
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,其题型灵活多变,解法多种多样,又 有很强的技巧性.本文举例介绍求三角函数最值的 常见类型及解法.
一
,Yasin(础+)+b或Y=acos(+) +b
其解法是有界性法,根据的范围求出sin( )或cos(?)的范围,进而求出函数的最值. 侈01求函数Y=一3sin(2x一=.)+2 (一詈??77)的最值
解'.?一詈??号,.?.一?2一手?Ojj 2了7/",...一鱼2?sin(2一了77)?1, .
?
.
一
1?y?
学+2,.-.ym-1,„:学+2_
二,Yasinx+bcosx+C 其解法是先借助辅助角
sin(x+)+c(sine=
化为Y=
b
=—
'一a)'再根据类型一求最值? 三;,tamp=),再根据类型一求最值.丽
例2求函数y=sinx+c.,?[0,5-]的
最值.
解Y=sinx+4~-cosx=2sin(x+孚),
又0??手所以+手?[,],由三角
函数的图象可知Y„=1,Y„=2
三,Yasin+bsinxcosx+CCOS 其解法是先用降次公式化为Y:Asin2x+ Bcos2x+C=.十Bsin(2x十)+C的形式,再 根据类型一求最值.
侈03求函数Y.3sin+2sinxcosx+COS的 最值.
解由降次公式知),:3.L+in:2,+ =sin2x-cos2+2=in(2一手)+2'
由正弦函数的有界性知Y„=2一?,Y„=2+? 四,Y=asin+bsinx+c或Y=acos+bcosx +C
其解法是换元法,设t=sinx(或t=COS.~),转化 为二次函数Y:at十bt+生t?[一1,1](或其子 区间)上的最值问题.
例4求yC0S2.~+sinx(Il?予)的最值
解YCOS+sinx
:
(1一sin)+sinx
=一si.n+sinx+1.令,=sinx,
.
?
.
Iall易I?1(n+b2):13
,
c.s/_AOB=
?
丢,当且仅当Inl=Ibl时等号成立.
.
于是.s蜊口=1l口ll6I.sinZ_AOB ?
??孚?
?
??孚??一(丢=?,
当且仅当I4I:I6l:耍时等号成立,所以
?oA曰面积的最大值为寻.
点评本题主要考查平面向量的运算,解方程 组,基本不等式和三角形的面积公式等,对已知等式 I口+bl_3,I口一西l_2实施平方变形是解题的关 键.
由上可见,三角函数与平面向量的交汇题往往 融向量的数量积,模,坐标表示以及三角函数的性 质,公式,化简,最值,三角形面积公式,不等式等知 识于,体,具有覆盖面广,综合性强,解法灵活的特 点,快速,准确地实施三角知识与平面向量知识的转
化是解题的关键.(收稿日期:2010—07—12)