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中关于三角函数的几种解题技巧
本人在十多年的职中数学教学实践中,面对三角函数内容的相关教学时,积
累了一些解题方面的处理技巧以及
心得
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、体会。下面尝试进行探讨一下:
sin,,cos,与sin,cos,(或sin2,)
222(sin,,cos,),sin,,cos,,2sin,cos,,1,2sin,cos,1、由于故知道
,必可推出sin,cos,(或sin2,),例如: (sin,,cos,)
333sin,,cos,,,求sin,,cos,例1 已知。 3
3322sin,,cos,,(sin,,cos,)(sin,,sin,cos,,cos,)分析:由于
2,(sin,,cos,)[(sin,,cos,),3sin,cos,]
其中,已知,只要求出即可,此题是典型的知sin,,cos,sin,cos,
sin-cos,求sincos的题型。 ,,,,
2(sin,,cos,),1,2sin,cos, 解:?
31121,2sin,cos,,(),,sin,cos,, 故: 333
332sin,,cos,,(sin,,cos,)[(sin,,cos,),3sin,cos,]
3313142,[(),3,],,,3 333339
2、关于tg+ctg与sin?cos,sincos的关系应用: ,,,,,,
22sin,cos,sin,cos,1,,,,由于tg+ctg= ,,cos,sin,sin,cos,sin,cos,
故:tg+ctg,,sincos三者中知其一可推出其余式子的,,sin,,cos,,,
值。
例2 若sin+cos=m,且tg+ctg=n,则m n的关系为( )。 ,,,,22
222222n,A.m=n B.m=,1 C.m, D. 2nnm
分析:观察sin+cos与sincos的关系: ,,,,
1 7
22,,,,m,(sincos)11, sincos= ,,22
1而: tg,,ctg,,,nsin,cos,
2m,1122,,m,,1故:,选B。 2nn
,,,例3 已知:tg+ctg=4,则sin2的值为( )。
1111 A. B. C. D. ,,2244
11,,分析:tg+ctg= ,4,sin,cos,,sin,cos,4
1 故:。
答案
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选A。 sin2,,2sin,cos,,sin2,,2
44,,例4 已知:tg+ctg=2,求sin,,cos,
44,,分析:由上面例子已知,只要sin,,cos,能化出含sin?cos或
,,,,sincos的式子,则即可根据已知tg+ctg进行计算。由于
1,,tg+ctg= ,2,sin,cos,
144,,,此题只要将sin,,cos,化成含sincos的式子即可: sin,cos,,2
22224444,,,,sin,,cos,sin,,cos,解:=+2 sincos-2 sincos
2222,,,, =(sin+cos)- 2 sincos 2,, =1-2 (sincos)
12 =1- 2,()2
1 =1, 2
1 = 2
,, 通过以上例子,可以得出以下结论:由于,sincos及sin,,cos,
,,tg+ctg三者之间可以互化,知其一则必可知其余二。这种性质适合于隐含此
,,三项式子的三角式的计算。但有一点要注意的;如果通过已知sincos,求含的式子,必须讨论其象限才能得出其结果的正、负号。这是由于sin,,cos,2,,()=1?2sincos,要进行开方运算才能求出 sin,,cos,sin,,cos,
在三角函数的化简计算或证明题中,往往需要把式子添加分母,这常用在需
,,,,把含tg(或ctg)与含sin(或cos)的式子的互化中,本文把这种添
2 7
配分母的方法叫做“托底”法。方法如下:
sin,,3cos,,例5 已知:tg=3,求的值。 2sin,,cos,
sin,,分析:由于,带有分母cos,因此,可把原式分子、分母各项tg,,cos,
,,,除以cos,“造出”tg,即托出底:cos;
,,解:由于tg=3 ,,,k,,,cos,,02
sin,cos,,3,tg,,33,3,,coscos 故,原式= ,,,0sincos,,tg,2,12,3,12,,cos,cos,
2,,,,例6 已知:ctg= -3,求sincos-cos=?
cos,,cos分析:由于,故必将式子化成含有的形式,而此题与例4ctg,,sin,sin,
有所不同,式子本身没有分母,为了使原式先出现分母,利用公式:
22,sin,,cos,,1及托底法托出其分母,然后再分子、分母分别除以sin,造
,出ctg:
2,,,sincos,cos222,,,,,解: sin,cos,1,sincos,cos,22sin,,cos,
cos,cos,2,()2ctg,,ctg,2sin,sin, 分子,分母同除以sin,,2cos,21,ctg,1,()sin,
2,,,3(3)6 ,,,251,(,3)
例7 (95年全国成人高考理、工科数学试卷)
,,,,设0,x,,0,y,,且sinxsiny,sin(,x)sin(,y) 2236
3(ctgx,)(ctgy,3)求:的值 3
分析:此题是典型已知含正弦函数的等式求含正切、余切的式子,故要用“托
,,sinx,0,siny,0底法”,由于0,x,,0,y,,故,在等式两边同除以22
sinxsinysinxsiny,托出分母为底,得:
sinxsiny解:由已知等式两边同除以得:
3 7
,,,,,,sin(,x)sin(,y)sincos,cossinxsincosy,cossiny363366,1,,,1 sinxsinysinxsiny
13cosx,sinxcosy,3siny,,,,14sinxsiny
1,(3ctgx,1)(ctgy,3),14
33,(ctgx,)(ctgy,3),143
34,(ctgx,)(ctgy,3),333
“托底”适用于通过同角的含正弦及余弦的式子与含正切、余切的式子的互
sin,cos,化的计算。由于,,即正切、余切与正弦、余弦间是比tg,,ctg,,cos,sin,
值关系,故它们间的互化需“托底”,通过保持式子数值不变的情况下添加分母
的方法,使它们之间可以互相转化,达到根据已知求值的目的。而添加分母的方
2222法主要有两种:一种利用sin,,cos,,1,把sin,,cos,作为分母,并不改变原式的值,另一种是通过等式两边同时除以正弦或余弦又或者它们的积,产
生分母。
acosx,bsinx
可以从公式sinAcosx,cosAsinx,sin(A,x)中得到启示:式子
与上述公式有点相似,如果把a,b部分变成含sinA,cosA的式acosx,bsinx
子,则形如的式子都可以变成含sin(A,x)的式子,由于-1?acosx,bsinx
sin(A,x)?1,
所以,可考虑用其进行求极值问题的处理,但要注意一点:不能直接把a当成sinA,b当成cosA,如式子:中,不能设sinA=3,cosA=4,考虑:3cosx,4sinx
-1?sinA?1,-1?cosA?1,可以如下处理式子:
,,ab22,,acosx,bsinx,a,bcosx,sinx ,,2222a,ba,b,,
ab22(),(),1由于。 2222a,ba,b
absinA,cosA,,cosA,,1,sinA故可设:,则,即: 2222a,ba,b
4 7
2222? acosx,bsinx,a,b(sinAcosx,cosAsinx),a,bsin(A,x)
无论取何值,-1?sin(A?x)?1, A,x
222222?? a,bsin(A,x),a,ba,b2222即:?? acosx,bsinx,a,ba,b
下面观察此式在解决实际极值问题时的应用:
例1(98年全国成人高考数学考试卷)
2y,3cosx,sinxcosx求:函数的最大值为( )
333,13,1 A. B. C. D. 1,1,22
112分析:,再想办法把变成含的sinxcos,,2sinxcosx,sin2xcosxcso2x22
x,cos2122式子: cos2x,2cosx,1,cosx,2
cos2x,11于是: y,3,,sin2x22
331,cos2x,,sin2x 222
313 ,(cos2x,sin2x),222
31312222由于这里: a,,b,,则a,b,(),(),12222313y,1,(cos2x,sin2x),? 222
3
a312设: A,,,则A,sin,cos22122a,b
3y,sinAcos2x,cosAsin2x,? 2
3,sin(A,2x), 2
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33无论A-2x取何值,都有-1?sin(A-2x)?1,故?? y,1,1,22
3?的最大值为,即答案选A。 y1,2
例2 (96年全国成人高考理工科数学试卷)
在?ABC中,已知:AB=2,BC=1,CA=3,分别在边AB、BC、CA上任取点D、E、F,使?DEF为正三角形,记?FEC=?α,问:sinα取何值时,?EFD的边长最短?并求此最短边长。
22222BC,CA,1,(3),4,AB分析:首先,由于,可知?ABC为Rt?,
BC1其中AB为斜边,所对角?C为直角,又由于,则?B= sinA,,,故A,30:AB2
90?—?A=60?,由于本题要计算?DEF的最短边长,故必要设正?DEF的边长为,且要列出有关为未知数的方程,对进行求解。观察?BDE,已知:?B=60?,lll
DE=,再想办法找出另两个量,即可根据正弦定理列出等式,从而产生关于的ll方程。在图中,由于EC=?cosα,则BE=BC-EC=1-?cosα。 ll
而?B+?BDE+?1=180?
?α+?DEF+?1=180? ?BDE=?α ,
?B=60?,?DEF=60?
?在?BDE中,根据正弦定理:
BFDE1,l,cos,l ,,,sin,BDEsin,Bsin,sin60:
333,(1,l,cos,),l,sin,,,l,cos,,l,sin, 222
3
2 ,l,3cos,,sin,2
3cos,,sin,在这里,要使有最小值,必须分母:有最大值,观察:l2
33372222 ,,,a,b,,a,b,,,cossin,,1()12222
372127cos,,sin,,(cos,,sin,)? 2277
6 7
2127设:,则 sinA,cosA,77
37cos,,sin,,(sinAcos,,cosAsin,)故: 22
7,sin(A,,) 2
37cos,,sin,?的最大值为。 22
3
212即:的最小值为: l,77
2
,,而sin(A,,)取最大值为1时, A,,,2k,,,,,2k,,,A22
27,sin,sin(2k,,A),cosA,,,? 27
2721,即:时,?DEF的边长最短,最短边长为。 sin,77
从以上例子可知,形如适合于计算三角形函数的极值问题。acosx,bsinx
22计算极值时与式子的加、减是无关,与的最值有关;其中最大值为a,b2222,最小值为。在计算三角函数的极值应用题时,只要找出形a,b,a,b
如的关系式,即能根据题意,求出相关的极值。 acosx,bsinx
以上三点是在三角函数教学中的一些心得,通过以上方法,使学生能开阔视
野,拓展思路,对帮助学生以清晰思路应对,解决上述类型题有一定的作用,因
此,对其进行了上述的浅论和总结。
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