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【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)07-0116-01
不少三角恒等变换类试题,往往我们会做,但总会感觉比较麻烦一些,那么如何实现“优解”就显得非常重要!请看以下归类解析。
类型一、借助“弦切”互化,实施优解
例1:已知tanθ=2,则sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ=( )
A.- B. C. - D.
解析:(通解)因为tanθ=2>0,所以角θ的终边在一、三象限,从而讨论如下:
若角θ的终边在第一象限,则由tanθ=2可得sinθ= ,cosθ= ,所以sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ=( )2+ × -2×( )2=
若角θ的终边在第三象限,则由tanθ=2可得sinθ=- ,cosθ=- ,所以sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ=(- )2+(- )×(- )-2×(- )2= .
综上,必有sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ= ,故选D。
(优解)因为sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ= = = = = ,故选D。
评注:上述通解需要分情况讨论,显然较繁;而优解较为简捷,但需关注两个常用变形技巧——①将所求式分母中的“1”等量代换为sin2θ+cos2θ;②对分式 的分子、分母同时除以cos2θ,有利于弦变切。
能力提升:处理三角函数中有关弦切混合问题时,有时需要将正、余弦形式全部转化为正切的形式便于求解;反之,有时需要将正切的形式全部转化为正、余弦的形式便于求解。
类型二、借助“换元”转化,实施优解
例2:已知sin(x- )+ cosx= ,则sin(2x+ )=_____.
解析:由sin(x- )+ cosx= ,得 sinx- cosx+ cosx= ,所以 sinx+ cosx= ,所以sin(x+ )= .
接下來,有两种不同的思路:
方法一:(通解)sin(2x+ )=-cos[ +(2x+ )]=-cos2(x+ )=2sin2(x+ )-1=2×( )2-1=-
. 方法二:(优解)设x+ =θ,则x=θ- ,sinθ= ,所以sin(2x+ )=sin(2θ- + )=sin(2θ- )=-sin( -2θ)=-cos2θ=2sin2θ-1=2×( )2-1=-
评注:上述通解的难点在于灵活选取诱导公式加以适当变形(尽管书写过程看起来似乎简单一些);而优解在“换元”基础上,整个思路比较流畅、自然,故值得关注!
能力提升:处理有关三角函数求值问题时,有时需将表示“角”的代数式看作一个整体,借助“换元”的形式,有利于进一步分析、解决问题。
类型三、借助“加减”变形,实施优解
例3:已知tan(α+β+γ)=mtan(α-β+γ),且sin2(α+γ)=5sin2β,则实数m=_____.
解析:(通解)因为tan(α+β+γ)=mtan(α-β+γ),
所以 =m· .
为了便于书写,记tan(α+γ)=a,tanβ=b,则 =m· ,变形整理可得 = · . ①
因为sin2(α+γ)=5sin2β,所以 = ,所以 = ,即 = ,化简得 =5· . ②
于是,根据①②可得 =5,解得所求实数m= .
(优解)设A=α+β+γ,B=α-β+γ,则2(α+γ)=A+B,2β=A-B.
又因为sin2(α+γ)=5sin2β,所以sin(A+B)=5sin(A-B), 所以展开得sinAcosB+cosAsinB=5(sinAcosB-cosAsinB),所以化简得6cosAsinB=4sinAcosB,所以2tanA=3tanB.
故所求实数m= = .
评注:上述通解的关键是先根据α+β+γ=(α+γ)+β,α-β+γ=(α+γ)-β以及和差角公式得到关于tan(α+γ)和tanβ的一个表达式,然后再根据二倍角公式以及弦变切思想得到关于tan(α+γ)和tanβ的另一个表达式,以便构建关于m的等式,显然较繁;而优解较为简捷,其突破口在于将2(α+γ)变形为(α+β+γ)+(α-β+γ),将2β变形为(α+β+γ)-(α-β+γ),不但为灵活运用和差角公式创造了有利条件,而且也将已知条件与求解目标紧密地联系起来,真可谓“一箭双雕”。
能力提升:有意识地考虑“角”与“角”之间的“加减”联系,往往可为灵活利用和差角公式及题设条件创造有利条件,优化解题思维。
综上,关注“优解”,有利于优化我们的解题思维,进一步提升解题的技能技巧,且学且悟且应用!
不少三角恒等变换类试题,往往我们会做,但总会感觉比较麻烦一些,那么如何实现“优解”就显得非常重要!请看以下归类解析。
类型一、借助“弦切”互化,实施优解
例1:已知tanθ=2,则sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ=( )
A.- B. C. - D.
解析:(通解)因为tanθ=2>0,所以角θ的终边在一、三象限,从而讨论如下:
若角θ的终边在第一象限,则由tanθ=2可得sinθ= ,cosθ= ,所以sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ=( )2+ × -2×( )2=
若角θ的终边在第三象限,则由tanθ=2可得sinθ=- ,cosθ=- ,所以sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ=(- )2+(- )×(- )-2×(- )2= .
综上,必有sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ= ,故选D。
(优解)因为sin2θ+sinθcosθ-2cos2θ= = = = = ,故选D。
评注:上述通解需要分情况讨论,显然较繁;而优解较为简捷,但需关注两个常用变形技巧——①将所求式分母中的“1”等量代换为sin2θ+cos2θ;②对分式 的分子、分母同时除以cos2θ,有利于弦变切。
能力提升:处理三角函数中有关弦切混合问题时,有时需要将正、余弦形式全部转化为正切的形式便于求解;反之,有时需要将正切的形式全部转化为正、余弦的形式便于求解。
类型二、借助“换元”转化,实施优解
例2:已知sin(x- )+ cosx= ,则sin(2x+ )=_____.
解析:由sin(x- )+ cosx= ,得 sinx- cosx+ cosx= ,所以 sinx+ cosx= ,所以sin(x+ )= .
接下來,有两种不同的思路:
方法一:(通解)sin(2x+ )=-cos[ +(2x+ )]=-cos2(x+ )=2sin2(x+ )-1=2×( )2-1=-
. 方法二:(优解)设x+ =θ,则x=θ- ,sinθ= ,所以sin(2x+ )=sin(2θ- + )=sin(2θ- )=-sin( -2θ)=-cos2θ=2sin2θ-1=2×( )2-1=-
评注:上述通解的难点在于灵活选取诱导公式加以适当变形(尽管书写过程看起来似乎简单一些);而优解在“换元”基础上,整个思路比较流畅、自然,故值得关注!
能力提升:处理有关三角函数求值问题时,有时需将表示“角”的代数式看作一个整体,借助“换元”的形式,有利于进一步分析、解决问题。
类型三、借助“加减”变形,实施优解
例3:已知tan(α+β+γ)=mtan(α-β+γ),且sin2(α+γ)=5sin2β,则实数m=_____.
解析:(通解)因为tan(α+β+γ)=mtan(α-β+γ),
所以 =m· .
为了便于书写,记tan(α+γ)=a,tanβ=b,则 =m· ,变形整理可得 = · . ①
因为sin2(α+γ)=5sin2β,所以 = ,所以 = ,即 = ,化简得 =5· . ②
于是,根据①②可得 =5,解得所求实数m= .
(优解)设A=α+β+γ,B=α-β+γ,则2(α+γ)=A+B,2β=A-B.
又因为sin2(α+γ)=5sin2β,所以sin(A+B)=5sin(A-B), 所以展开得sinAcosB+cosAsinB=5(sinAcosB-cosAsinB),所以化简得6cosAsinB=4sinAcosB,所以2tanA=3tanB.
故所求实数m= = .
评注:上述通解的关键是先根据α+β+γ=(α+γ)+β,α-β+γ=(α+γ)-β以及和差角公式得到关于tan(α+γ)和tanβ的一个表达式,然后再根据二倍角公式以及弦变切思想得到关于tan(α+γ)和tanβ的另一个表达式,以便构建关于m的等式,显然较繁;而优解较为简捷,其突破口在于将2(α+γ)变形为(α+β+γ)+(α-β+γ),将2β变形为(α+β+γ)-(α-β+γ),不但为灵活运用和差角公式创造了有利条件,而且也将已知条件与求解目标紧密地联系起来,真可谓“一箭双雕”。
能力提升:有意识地考虑“角”与“角”之间的“加减”联系,往往可为灵活利用和差角公式及题设条件创造有利条件,优化解题思维。
综上,关注“优解”,有利于优化我们的解题思维,进一步提升解题的技能技巧,且学且悟且应用!