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在高中数学教材中,三角函数是数学内容中重要的一部分,也是较难理解的知识体系.在这个体系中,和角公式基础上的辅助角公式应用较为广泛,也较为重要,而辅助角公式在某种程度上和y=Asin(ωx+φ)相联系使用,笔者在引入单位点的基础上联系总结,以便理解和应用.
一、单位点
定义1:对任意的实数a,b,称实数对(a,b)为单位点,如果a2+b2=1.
命题:所有满足单位圆方程x2+y2=1的实数对落在单位圆上,所以所有单位圆上的点都是单位点.
很明显,对于任意的x,都有sin2x+cos2x=1,即(sinx,cosx)是单位点.
定义2:若对任意的实数a,b,实数对(a,b)不为单位点,但经过如下变换
(a,b)11a2+b2(a,b)(a1a2+b2,b1a2+b2),此时(a1a2+b2,b1a2+b2)就是一个单位点,称此变换为点的单位化.
二、辅助角公式
asinx+bcosx=a2+b2 (a1a2+b2sinx+b1a2+b2cosx).
由上面知识可知,点(sinφ,cosφ)和点(a1a2+b2,b1a2+b2)都是单位点,所以不妨令cosφ=a1a2+b2,sinφ=b1a2+b2).
那么asinx+bcosx=a2+b2(a1a2+b2sinx+b1a2+b2cosx)=a2+b2(cosφsinx+sinφcosx).
由正弦的和角公式可知asinx+bcosx=a2+b2sin(x+φ).
那么很明显,asinωx+bcosωx=a2+b2sin(ωx+φ).
一、单位点
定义1:对任意的实数a,b,称实数对(a,b)为单位点,如果a2+b2=1.
命题:所有满足单位圆方程x2+y2=1的实数对落在单位圆上,所以所有单位圆上的点都是单位点.
很明显,对于任意的x,都有sin2x+cos2x=1,即(sinx,cosx)是单位点.
定义2:若对任意的实数a,b,实数对(a,b)不为单位点,但经过如下变换
(a,b)11a2+b2(a,b)(a1a2+b2,b1a2+b2),此时(a1a2+b2,b1a2+b2)就是一个单位点,称此变换为点的单位化.
二、辅助角公式
asinx+bcosx=a2+b2 (a1a2+b2sinx+b1a2+b2cosx).
由上面知识可知,点(sinφ,cosφ)和点(a1a2+b2,b1a2+b2)都是单位点,所以不妨令cosφ=a1a2+b2,sinφ=b1a2+b2).
那么asinx+bcosx=a2+b2(a1a2+b2sinx+b1a2+b2cosx)=a2+b2(cosφsinx+sinφcosx).
由正弦的和角公式可知asinx+bcosx=a2+b2sin(x+φ).
那么很明显,asinωx+bcosωx=a2+b2sin(ωx+φ).