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摘 要:三角函数在中学数学中占有很高的地位,且公式繁多,知识结构复杂,学生在解题中容易出现很多不该出现的错误。就此,我们利用例题的形式,从易导致错误的五个方面进行阐述。
关键词:三角函数 错误 例子 剖析
三角函数是中学数学的核心内容之一,本章公式繁多,知识结构复杂,而且涉及到函数的很多重要性质,学生在应用中往往容易出现很多错误。下面就个人在教学中遇到的某些问题通过例子作出剖析。
一、公式记不牢,导致结果错误
例1.化简:sin(a+12°)sin(18°-a)-cos(a+12°)cos(18°-a)
【错解】:原式=cos[(a+12°)+(18°-a)
=cos30°=
【错因分析】:这是一种常见错误,原因是对公式记不牢,符号弄错。
【正确解法】:
原式=-[cos(a+12°)cos(18°-a)-sin(a+12°)sin(18°-a)]=-cos[(a+12°)+(18°-a)]
=-cos30°=-
例2化简:cos(nπ+a)+cos(nπ-a) (n∈Z)
【错解】:原式=cosa+cos(-a)=2cosa
【错因分析】:错在没有对n进行讨论,关键是对诱导公式(一)没有理解透,公式(一)中的角为kπ+a ,即一定要是π的偶数倍加a。
【正确解法】:
(1)当n为奇数时,令a=2k+1(k∈Z)
原式=cos[(2k+1)π+a]+cos[(2k+1)π-a ]
=cos(π+a)+cos(πa)
=-cosa-cosa=-2cosa
(2)当n为偶数时,令 =a=2k(k∈Z)
原式=cos(2kπ+a)+cos(2kπ-a)
=cosa+cos(-2)
=2cosa
二、在求值中,忽视题目所给条件——角的范围,导致结论错误
例3已知sin(π-a)-cos(π+a )= (<a<π)求cosa-sina的值。
【错解】:∵sin(π-a)=sina, cos(π+a)=-cosa
∴sin(π-a)-cos(π+a)=sina+cosa=
两边平方得:2sinacosa=-
∴coaa-sina==
==
【错因分析】:本题在求coaa-sina的值时,利用了平方、开方运算,忽略了符号问题,从而导致出错。
【正确解法】:∵(<a<π)
∴sina>0 coaa<0coaa-sina<0
∴coaa-sina==-
例4已知0<a<<β<π,sina= ,cos(a+β)
=- ,求sinβ的值。
【错解】:
∵0<a<,sina=
∴cosa=
又∵<β<π∴<a+β<
由cos(a+β)=-得sin(a+β)=±
(1)当sin(a+β)=时
sinβ=sin[(a +β)- a]
=sin(a+β)cosa-cos(a+β)sina=
(2)同理当sin(a+β)=-时,sinβ=-×-(-)×=0
错因分析:本题在求sin(a+β)的值时充分考虑到了a+β的范围,但由于忽略了<β<π这一条件,故sinβ>0,也就是说sin (a+β)=-是不成立的,即sinβ=0应舍去,正确答案只有一解:sinβ=。
三、忽略题目中的隐含条件,导致错误。
例5:已知sina-sinβ=- ①
cosa-cosβ=②
且 a、β∈(0, ),试求tan(a-β)的值。
【错解】:由①2+②2并整理得cos(a-β)=又∵a 、β∈(0, )
∴-<a-β<
∴sin(a-β)=±2=±
∴tan (a-β)=±
【错因分析】:以上解题过程似乎推理严谨,无懈可击,但只
要认真观察便可发现,条件sina-sinβ=-中隐含了“a<β”,故sin(a-β)=-(只能取“-”),tan(a-β)= -
例6已知a 、β均为锐角,且sina= ,sinβ=,求a+β。
【错解】:因为a、β均为锐角,故cosa=,cosβ=
所以,sin(a+β)=sinacosβ+cosasinβ=×+×=
∴a+β=或a+β=
【错因分析】:从以上解题过程来看,既考虑到了条件a、β均为锐角,同时在由sin(a+β)=时,也考虑到了(a+β)可能在第一象限,也可能在第二象限,故a+β=或a+β=。但就是没有注意到题目已具体给出了a、β的三角函数值,从而a、β的范围是可进一步作出判断的。因为sina=<,sinβ=<。所以,0<a<,0<β<,0<a+β<,从而a+β是一个锐角,所以,a+β=
四、忽视三角函数的有界性,导致错误。
例7:求y=sim2a-4cosa+3值域
【错解】:因为y=-cos2a-4cosa+4
=-(cosa+2)2+8
所以:当cosa=-2时,ymax=8
当cosa=1时,ymin=-1
∴函数的值域为[-1,8]
【错因分析】:没有注意到正弦函数的值域
即 ∣cosa∣≤1,cosa=-2显然是错误的
【正确解法】:因为y=-(cos +2)2 +8
又因为-1≤cosa≤1
所以:当cosa=-1时,ymax=7
当cosa=1时,ymin=-1
∴原函数的值域是[-1,7]
例8求函数f(a)=sinacosa+sina+cosa的值域。
【错解】令sina+cosa=t,则sinacosa=
∴f(t)=+t=t+t-=[(t+1)-1]-
=(t+1)-1
∴当t=-1时,fmin=-1
∴原函数的值域是:[-1,+∞]
【错因分析】:在令sina+cosa=t后,没有由三角函数的性质,求出t的范围,即|t|≤ ,就直接由配方法求二次函数的最值。
【正确解法】:令sina+cosa=t,(|x|≤ 2),则
sinacosa=
∴f(t)=+t=(t+1)-1
∵- ≤t=
∴当t=-1时,fmin=-1
当t=时,fmax=+
∴原函数的值域是:[-1, ]
五、图象的平移变换
例9要得到函数y=sin(2a-)的图象,只要将函数
y=sin2a的图象即可得到。
【错解】:只要将y=sina图象右移个单位,即得到y=sin(2a-)的图象。
【错因分析】:这是学生常犯的一种错误,图象的平移过程中忽略了左、右平移是针对自变量而言的。
【正确解法】:因为y=sin(2a -)=sin2(a-),故应是把y=sin2a的图象右移个单位而得到y=sin(2a-)的图象。
例10 要得到函数y=sin(2x-) 的图像,只要将函数y=sin的图像()
A)先把每个x值缩小到原来的倍,y值不变,再向右平移个单位长度
B)先把每个值扩大到原来的4倍,y值不变,再向左平移个单位长度
C) 先把每个值扩大到原来的4倍,y值不变,再向左平移个单位长度
D) 先把每个值扩大到原来的倍,y值不变,再向右平移个 单位长度
【错解】:A
【错因分析】:把y=sinx变为y=sin(2x-),即变为y=sin2(x-),应当向右平移个单位,有的同学错误地认为是平移 个单位长度,这样导致错误,所以选A。
【正确解法】:D。把y=sin(2x-)变为y=sin2(x-)) ,把y=sin的横坐标缩小到原来的倍,纵坐标不变,得到y=sin2x,再把y=sin2x的图像向右平移个单位长度,纵坐标不变,得到y=sin2(x-),即y=sin(2x-)。
参考文献:
张泉著《世纪金榜(高中版)》2008年3月延边大学出版社。
关键词:三角函数 错误 例子 剖析
三角函数是中学数学的核心内容之一,本章公式繁多,知识结构复杂,而且涉及到函数的很多重要性质,学生在应用中往往容易出现很多错误。下面就个人在教学中遇到的某些问题通过例子作出剖析。
一、公式记不牢,导致结果错误
例1.化简:sin(a+12°)sin(18°-a)-cos(a+12°)cos(18°-a)
【错解】:原式=cos[(a+12°)+(18°-a)
=cos30°=
【错因分析】:这是一种常见错误,原因是对公式记不牢,符号弄错。
【正确解法】:
原式=-[cos(a+12°)cos(18°-a)-sin(a+12°)sin(18°-a)]=-cos[(a+12°)+(18°-a)]
=-cos30°=-
例2化简:cos(nπ+a)+cos(nπ-a) (n∈Z)
【错解】:原式=cosa+cos(-a)=2cosa
【错因分析】:错在没有对n进行讨论,关键是对诱导公式(一)没有理解透,公式(一)中的角为kπ+a ,即一定要是π的偶数倍加a。
【正确解法】:
(1)当n为奇数时,令a=2k+1(k∈Z)
原式=cos[(2k+1)π+a]+cos[(2k+1)π-a ]
=cos(π+a)+cos(πa)
=-cosa-cosa=-2cosa
(2)当n为偶数时,令 =a=2k(k∈Z)
原式=cos(2kπ+a)+cos(2kπ-a)
=cosa+cos(-2)
=2cosa
二、在求值中,忽视题目所给条件——角的范围,导致结论错误
例3已知sin(π-a)-cos(π+a )= (<a<π)求cosa-sina的值。
【错解】:∵sin(π-a)=sina, cos(π+a)=-cosa
∴sin(π-a)-cos(π+a)=sina+cosa=
两边平方得:2sinacosa=-
∴coaa-sina==
==
【错因分析】:本题在求coaa-sina的值时,利用了平方、开方运算,忽略了符号问题,从而导致出错。
【正确解法】:∵(<a<π)
∴sina>0 coaa<0coaa-sina<0
∴coaa-sina==-
例4已知0<a<<β<π,sina= ,cos(a+β)
=- ,求sinβ的值。
【错解】:
∵0<a<,sina=
∴cosa=
又∵<β<π∴<a+β<
由cos(a+β)=-得sin(a+β)=±
(1)当sin(a+β)=时
sinβ=sin[(a +β)- a]
=sin(a+β)cosa-cos(a+β)sina=
(2)同理当sin(a+β)=-时,sinβ=-×-(-)×=0
错因分析:本题在求sin(a+β)的值时充分考虑到了a+β的范围,但由于忽略了<β<π这一条件,故sinβ>0,也就是说sin (a+β)=-是不成立的,即sinβ=0应舍去,正确答案只有一解:sinβ=。
三、忽略题目中的隐含条件,导致错误。
例5:已知sina-sinβ=- ①
cosa-cosβ=②
且 a、β∈(0, ),试求tan(a-β)的值。
【错解】:由①2+②2并整理得cos(a-β)=又∵a 、β∈(0, )
∴-<a-β<
∴sin(a-β)=±2=±
∴tan (a-β)=±
【错因分析】:以上解题过程似乎推理严谨,无懈可击,但只
要认真观察便可发现,条件sina-sinβ=-中隐含了“a<β”,故sin(a-β)=-(只能取“-”),tan(a-β)= -
例6已知a 、β均为锐角,且sina= ,sinβ=,求a+β。
【错解】:因为a、β均为锐角,故cosa=,cosβ=
所以,sin(a+β)=sinacosβ+cosasinβ=×+×=
∴a+β=或a+β=
【错因分析】:从以上解题过程来看,既考虑到了条件a、β均为锐角,同时在由sin(a+β)=时,也考虑到了(a+β)可能在第一象限,也可能在第二象限,故a+β=或a+β=。但就是没有注意到题目已具体给出了a、β的三角函数值,从而a、β的范围是可进一步作出判断的。因为sina=<,sinβ=<。所以,0<a<,0<β<,0<a+β<,从而a+β是一个锐角,所以,a+β=
四、忽视三角函数的有界性,导致错误。
例7:求y=sim2a-4cosa+3值域
【错解】:因为y=-cos2a-4cosa+4
=-(cosa+2)2+8
所以:当cosa=-2时,ymax=8
当cosa=1时,ymin=-1
∴函数的值域为[-1,8]
【错因分析】:没有注意到正弦函数的值域
即 ∣cosa∣≤1,cosa=-2显然是错误的
【正确解法】:因为y=-(cos +2)2 +8
又因为-1≤cosa≤1
所以:当cosa=-1时,ymax=7
当cosa=1时,ymin=-1
∴原函数的值域是[-1,7]
例8求函数f(a)=sinacosa+sina+cosa的值域。
【错解】令sina+cosa=t,则sinacosa=
∴f(t)=+t=t+t-=[(t+1)-1]-
=(t+1)-1
∴当t=-1时,fmin=-1
∴原函数的值域是:[-1,+∞]
【错因分析】:在令sina+cosa=t后,没有由三角函数的性质,求出t的范围,即|t|≤ ,就直接由配方法求二次函数的最值。
【正确解法】:令sina+cosa=t,(|x|≤ 2),则
sinacosa=
∴f(t)=+t=(t+1)-1
∵- ≤t=
∴当t=-1时,fmin=-1
当t=时,fmax=+
∴原函数的值域是:[-1, ]
五、图象的平移变换
例9要得到函数y=sin(2a-)的图象,只要将函数
y=sin2a的图象即可得到。
【错解】:只要将y=sina图象右移个单位,即得到y=sin(2a-)的图象。
【错因分析】:这是学生常犯的一种错误,图象的平移过程中忽略了左、右平移是针对自变量而言的。
【正确解法】:因为y=sin(2a -)=sin2(a-),故应是把y=sin2a的图象右移个单位而得到y=sin(2a-)的图象。
例10 要得到函数y=sin(2x-) 的图像,只要将函数y=sin的图像()
A)先把每个x值缩小到原来的倍,y值不变,再向右平移个单位长度
B)先把每个值扩大到原来的4倍,y值不变,再向左平移个单位长度
C) 先把每个值扩大到原来的4倍,y值不变,再向左平移个单位长度
D) 先把每个值扩大到原来的倍,y值不变,再向右平移个 单位长度
【错解】:A
【错因分析】:把y=sinx变为y=sin(2x-),即变为y=sin2(x-),应当向右平移个单位,有的同学错误地认为是平移 个单位长度,这样导致错误,所以选A。
【正确解法】:D。把y=sin(2x-)变为y=sin2(x-)) ,把y=sin的横坐标缩小到原来的倍,纵坐标不变,得到y=sin2x,再把y=sin2x的图像向右平移个单位长度,纵坐标不变,得到y=sin2(x-),即y=sin(2x-)。
参考文献:
张泉著《世纪金榜(高中版)》2008年3月延边大学出版社。