时间:2023-07-09 08:23:48
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三角变换是高中数学的重要内容,是历年高考的必考内容,但也是学生们比较头疼的地方,总结起来原因有二。第一,三角公式繁多,记忆时容易出错;第二,即使公式都记住了,用公式解题时不知道该用哪一个公式。本文就针对学生学习时容易出现的问题,探讨怎样巧记活用三角公式进行三角变换。
一、把握公式规律,巧记公式
对三角公式的准确、熟练记忆是进行三角变换的前提,但是三角公式繁多:同角三角函数的基本关系式(8个)、诱导公式(36个)、两角和与差的三角函数公式(6个)、二倍角公式(5个),再加上各组公式的变形,总共有60多个公式。如何才能保证记忆时不出现错误呢?这就要求学生在记忆时不要死记硬背,而是要把握其中的规律,巧记公式。下面,介绍各组公式的记忆方法。
1. 同角三角函数的基本关系式
这组公式常称“三类八式”,即这八个公式分为三大类:平方关系、商数关系和倒数关系。八个公式可画一个六边形来记忆。
记法:①在最长对角线上的两个三角函数的乘积为1。如:tanα・cotα=1;②在3个倒三角形中,上面两个顶点的三角函数值的平方和等于下面顶点上的三角函数值的平方(中心点为1)。如:tan2α+1=sec2α;③任意一顶点上的三角函数值等于与之相邻的两个顶点的三角函数值的乘积。如:sinα=tanα・cosα.
2. 诱导公式
诱导公式看似很多,其实可以概括为一句口诀:“奇变偶不变,符号看象限”。诱导公式左边的角可统一写成k・±α(k∈Z)的形式,当为奇数时,等号右边的三角函数名称与左边的三角函数名称正余互变,当k为偶数时,等号右边的三角函数名称与左边一样;而公式右边的三角函数之前的符号,则把α当做锐角,k・±α为第几象限,以及左边的三角函数之前的符号即为公式右边的符号。
3. 两角和与差的三角函数公式
这6个公式可分为三组,故可分为三组来记忆。每一组的特征都很明显:两角和(差)的余弦:余余、正正、符号异;两角和(差)的正弦:正余、余正、符号同;两角和(差)的正切:分子同,分母异。
4. 二倍角公式
其实,二倍角公式是两角和的三角函数公式当两角相等时的特殊情况。把握住这点,记住两角和的三角函数公式,二倍角公式自然就记住了。有规律有方法地巧记公式,有事半功倍的效果。
二、总结题型规律,活用公式
记 住了三角公式,如果不了解三角变换的提醒规律,也很难去用公式解题。三角变换题目虽然很多,但是也是有规律可循的,大致可以分为以下几类。
1. 角的变换
进行角的变换常用的公式有诱导公式、两角和(差)公式和二倍角公式。因此,题目当中需要化角时就要想到用这些公式,而不是往别的公式上去套。例1:已知α、β为锐角,且sinα=,cos(α+β)=-,求sinβ的值。解析:此题就需要用到角的变换β=(α+β)-α,然后两边取正弦,右边用两角差的正弦公式展开即可。
2. 函数名称的变换
一般是切割化弦或弦化切割,常用公式为同角三角关系式中的倒数关系式和商数关系式。例2:已知tanα=3,求的值。解析:已知正切的值,求关于正余弦的值,很显然只能采用公式tanα=。
3. 常数变换
在三角变换中,有时需要将常数化为三角函数值,比较常见的是“1的变换”,常见的变形有1=sin2α+cos2α=sec2α-tan2α=cot2α-
sos2α。例3: 若2k?仔-≤α≤2k?仔+(k∈Z),则+的化简结果为( )。解析:巧用常数1的变换:1=sin2α+cos2α,则1-2sinαcosα= sin2α+cos2α-2sinαcosα=(sinα-cosα)2,同理,1+2sinαcosα=(sinα+cosα)2,再结合角的范围开方即可。
4. 幂的变换
降幂是三角函数变换时常用的方法,对次数较高的三角函数公式一般采用降幂处理方法,常用的降幂公式有:二倍角公式的逆用和同角三角函数平方关系式,降幂并非绝对,有时需要升幂,如对无理式常用升幂处理变成有理式。例4:化简cos8x-sin8x+ sin2x・sin4x。解析:本题中三角函数的次数较高,需要从降幂入手进行化简,先后用到平方差公式,二倍角公式和sin2α+cos2α =1。
总之,三角变换题目比较灵活,其解法也千变万化,没有固定的、唯一的解法。所以,在解题时,应根据题目的特点确定解题方法和变换技巧,再选择有关公式,千万不能对公式生搬硬套。如果在学习过程中多归纳、多总结,注意分析题目的结构及发现其规律,则可以结合所学的知识迎刃而解了。
参考文献:
考题解析
考点1:同角三角函数间的基本关系式与诱导公式。
此类问题容易因忽视角所在象限而失分。此题考查同角三角函数的基本关系与二倍角公式难度中等。
考点2:三角函数的图象。
本考点在高考中,一个是考察利用图象求解析式或用待定系数法求函数的解析式,题目难度不大,但常与三角函数的性质结合起来,求解的关键是确定各参数的值,另一个是考察三角函数图象的平移、伸缩、相位变换,尤其是平移变换。
例2(2012年湖南卷)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(x∈R, ω>0,0
考点3:利用恒等变换求值与化简。
利用恒等变换进行求值与化简,是每年高考必考内容,重点考察运用正、余弦函数的和、差角公式,正切函数的和、差角公式,以及倍角公式的正用、逆用、变形应用。从近几年高考趋势看,对于三角恒等变换求值与化简,高考命题以公式的基本运用、计算为主,在解题中一般有两个解题思路,一个是角的变化,即将多种形式的角尽量统一减少角的个数;二是"名"的变换,即三角函数名称的统一,要灵活利用公式,尽量实现切化弦,同时在实际解题时还要注意双管齐下,整体代换。
点评:在求三角函数值的问题中,要注意"三看",即:一看角,把角尽量向特殊角或已知角转化;二看名,把三角函数中的切函数向弦函数转化,把多个函数名向一个函数名转化;三看式,看式子是否满足公式,能否逆用公式,能否向公式的形式转化。
考点4:利用恒等变换研究函数性质。
在高考中,恒等变换常与三角函数综合起来,通过恒等变换,将三角函数式化为"单角单函数"的形式,来研究三角函数的性质。
点评:要注意到三角函数名或角的差异,合理运用公式,进行恒等变换,化为"三角单角函数"的形式,进而研究三角函数的性质。
(1)必修1后接着学习必修4有利于对基本初等函数有一个系统掌握。函数是初中阶段学生已经接触过的知识点,但初中是用变量与变量间关系来介绍函数概念的,其重点是研究函数解析式;而高中的函数概念则是在映射观点下的对应学,是建立在非空数集之间的一种对应关系。它的表现形式除解析式外,还可以运用图象或列表。它的核心是三要素――定义域,对应法则及值域,而且函数可由定义域和对应法则完全确定。在此基础上我们还研究了函数的单调性,奇偶性等性质,还学习了指数函数,对数函数及幂函数三种新的基本初等函数。回头我们还用它们进一步理解了函数的概念。但对于函数概念理解难以达到完美,这样需要我们学习另一类基本初等函数――三角函数。与其他函数相比它是具有很多重要的特征,它以角为自变量,是周期函数,同时也是解决其他函数问题的重要工具,与后续学习的很多内容有联系,是深化函数性质的极好教材。因此,接着必修1后学习必修4让我们对基本初等函数有一个整体掌握,形成一串牢固的知识链条。
(2)必修1后接着学习必修4有利于高一物理等学科的学习。新课程开始几年,我们按1-2-3-4-5顺序安排5个必修模块,结果发现学生在高一第一学期学习物理需要的三角函数和向量的知识,要在高一第二学期才能学习,从而造成物理老师上数学课的现象。然后我们成立课题组,通过对按1-2-3-4-5和1-4-2-5-3两种模式学科的不同年级进行全面跟踪研究后,发现后一种选课模式基本上解决了上物理课时数学知识滞后的问题,从而真正实现了新课程标准要求的“人人学会自己须用和会用的数学”的大众数学理念。
2. 第一章三角函数部分知识点教学设计与生成后的思考
(1)任意角的三角函数的概念。三角函数概念的发展前后经历了4000多年,就初、高中教材体系而言,首先初中是把正弦、余弦、正切定义为直角三角形的边长之比。因此,初中讨论“三角函数”仅限于三角形内的三角函数。它解决的问题限于平面图形相关的几何问题。由于我们不能把任意角的三角函数看成锐角三角函数的推广(或一般化),所以在高中学习的任意角三角函数内容应该是以函数的眼光对待,把对它的学习作为理解函数一些性质,如周期性。强调三角函数是用于刻画生产生活中周期性发生变化的一个经典模型。为了建立角度集合与实数集间的一个对应,教材引入了弧度制。接下来就用单位图给出了任意角的三角函数。教学中,大多数教师从给学生回顾初中锐角三角函数定义入手,然后让学生考虑如何将锐角三角函数推广到任意角三角函数,这样的方式会使学生觉得任意三角函数是锐角三角函数的一种推广。这样方法会有以下不足:①没有讲明高、初中学习的三角函数研究方法本质上不同,容易引起概念的混淆。②没有利用好单位图。其实单位图是函数周期性的一个很好体现,它是学生后续学习逐步认识三角函数周期性的重要模型。
理解三角函数概念我们要多视角,如几何的、代数的、解析的等。教师的教学也不能将三角函数概念理解局限于一节课,一个章节里,了解学生的学习更是一个循序渐进的过程,因而在整个单元教学中应做到反复重视学生对任意角的三角函数概念理解的情况,从而达到对函数概念理解的又一次升华。
(2)正弦函数,余弦函数的图象与性质。我们知道,实数集与角的集合之间可以运用度与弧度的互化建立一一对应关系。而一个确定的角又对应着唯一确定的正弦(或余弦)值,于是,给一个实数x,有唯一确定的值sinx (或cosx)与之对应,由这个对应法则所确定的函数y=sinx(或y=cosx)叫做正弦函数(或余弦函数),其定义域为R。
《必修4》在讲述三角函数后,将简谐运动作为正弦(型)函数图象的教学情景和应用。而普通高中物理课程标准在选修模块《选修3-4》才介绍简谐运动。显然,高一物理课程不讲授简谐运动,因此,高一第一学期教授学生三角函数时,将简谐运动作为正弦(型)函数图象的教学情景应用就不合适了。为此,我们采用圆周运动或教室里日光灯的电流强度随时间变化的规律作为教学的情景,因为它们的变化都呈现了周期性规律。
通过上述实验或例子,对正弦函数和余弦函数的图象形成一个较直观的印象后,我们运用单位图中的正弦线来画比较精确的正弦函数图象。在进行教学设计时,为了培养学生的学习能力和实践操作能力,首先我们课前设计了一个3~4分钟时间可播放完的“微视频”,将运用单位图中的正弦线画正弦函数图象分步展示给同学。在实验操作完备后展示给同学们课堂上集中观看“微视频”。当视频播放结束后,我们把预先设计好并打印的坐标纸发给每一个学生,给学生5分钟时间完成用单位图中的正弦线作y=sinx,x∈[0,2π], 的图象。当时学生表现出十分高的学习热情。制图完成后抽样展示时发现都完成得十分认真。当老师再此提出如何获得y=sinx,x ∈R的图象时,绝大多数同学能回答出将图象左、右平移(每次2π个单位长度)即可。这都是前面的实验呈现出重复次数的周期性规律的成果。至于由y=sinx,x∈R的图象获得y=cosx,x∈R的图象,学生们还回答出通过单位图中余弦线或由公式cosx=sin,将y=sinx向左平移即得。
当然,这堂课的最后成果不仅仅是获得正弦函数和余弦函数的图象,而是从图象上观察出5个关键点决定正弦函数和与弦函数在长度为一个周期内的图象,如y=sinx,x∈[0,2π] 的图象上起关键作用的点为(0,0),(π,0),(2π,0),在精确度要求不太高时,找出了这五个点,再用光滑曲线连接,就可以得到函数的简图。这就形成了今后我们研究正弦(型)和余弦(型)函数图象简图的通法“五点法”。本堂课产生知识环节的教学设计是:实验―尝试―探究―提炼。四步骤体系新课程标准课堂教学以学生为本,以学生主动学习为本的理念。贯穿于教学全过程就是教师主体引导下的学生主体活动由浅入深地连续开展,更符合运用数形结合的手段研究函数的一般规律。
(3)函数y=Asin(?Ax+?渍)的图象。在A>0,?A>0的条件下,如何由y=sinx 的图象经变换获得y=Asin(?Ax+?渍)的图象呢?教材上在探究每种变换时,并没有用具体例子通过人工画图象后提炼规律,而是运用电脑软件――几何画板的功能代替了,这样过程令学生眼花缭乱,其变换规律难以体验到位。因此,在我们的教学中,对于每种变换我们均设计例子并引导学生在课堂上动手用五点法操作,然后再结合电脑动画进一步体验规律。这样的教学设计表面上因让学生动手操作花了一些时间而“降低了”课堂效益,其实际上经学生动手的过程体验而形成了理解性的知识规律,最后引导学生探讨“图象变换”法的具体过程。如何由y=sinx的图象经历平移变换和伸缩变换得到y=Asin (?Ax+?渍)的图象,每经历一部变换,五个关键点须作相应的变换,每一步变换却抓住了这五个关键点,得到的简图就可据“五点法”画出。这样学生不但掌握了研究这类函数图象的两类方法,而且了解了两类方法各自作用和互相联系性。
3. 教学后的启示与反思
(1)数学教师应该具有独立处理教材,研究并合理运用好教材的能力,而不是照本宣科。随着新课程改革向纵深发展,从传统的“教教材”到现在的“用教材教”理念的转变已经深入人心。教材仅是课程标准下提供给教师教学、学生学习知识的一个重要载体,但不是唯一载体。
在教学中,我们既考虑如何充分利用好教材,但又不能被教材所困。这就是需要吃透课程标准的前提下深入研究并发现学科知识本质的东西,尤其是考虑到“因材施教”,对于教材一些“启”而未“发”的内容,我们可考虑重新按认知观设计教学,教师做到对教材上一些概念、定理、公式、法则充分理解的前提下传授给学生。比如:在研究三角函数的单调性时,学生总是吃不透函数单调性概念必须指明在特定的区间上,二者不可分割。因此出现有的同学提出y=sinx,x∈R在第一象限内是增函数问题时,教师必须强调象限角不是区间角,二者不能等同。我以y=在(-∞,0)和(0,+∞)内分别是减函数,而不能讲y=在其他定义域内是减函数为例,考虑它的定义域已经不是独立的区间了。文章第二部分提到几个问题,也正好是体现了“用教材教”的理念。
(2)教学设计与生成应熟悉基本课型,规范操作须始终把学生的发展摆在首位。教学工作的主阵地是课堂。因此,学科教学能力是任何一个数学教师必须具备的基本能力。通常说教学有法,教无定法。所谓“有法”就是指教学应遵循一定教学规律与原则,每位数学教师应对新课程标准下高中数学教学基本课型“概念课”“习题课”“复习课”等进行系统梳理与探究,形成个人课堂教学的风格,而“教无定法”则是将其运用在具体课时进行教学设计与生成时做到“因时制宜”灵活使用。
如何在教师的教学工作中,始终将学生的发展放在首位?我想必须从以下几点入手:①在教学设计时教师必须站在教学者的角色上,按知识产生发展及生成的认知规律去思考教学的基本环节;②教学生成做到问题引入尽量给出合适的情景,探究知识过程中通过预设好适合的问题串,引导学生充分思考后步步为营朝知识产生的路径推进,切忌用师生交流替代生生间交流,培养学生学习过程中同伴互助的团队精神,以达到既学习到学科知识,又提升了学科学习的文化素养,从而形成较完美的学习过程。尤其是课堂结束时的总结,更适合在学生间的交流与对话中形成,从而全面培养学生的自主学习能力;③作为课堂学习的延伸,教师在布置学生课外作业时,一方面要做到基础性与综合性比例适当,重视课本习题在巩固知识与方法的基础作用和引领作用,对于教辅上的习题,必须做到适当的取舍,考虑到学生层次差异可布置适合每层学生发展的习题;另一方面必须留出时间给学生对明天学习内容的预习,必要时可给学生提供学习新知的自学提纲或突破知识学习重难点的“微视频”,以充分调动学生预习的灵动性,服务于明天的课堂。
中图分类号:G633.6?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)07-0229-03
三角函数是高中数学新课程中的重要内容,在这些内容中强调了三角函数作为函数的作用,强调了三角函数是刻画周期现象的基本模型等,这是数学课程发展中的一个变化.虽然高中数学新课程已对一些内容降低了要求,但很多学生同样不适应,不能很好地理解与掌握。高考试题中的三角函数题相对比较传统,位置靠前,通常以简单题形式出现。因此,在学习、复习过程中要特别注重三角知识的基础性,突出三角函数的图象及其变换、周期性、单调性、奇偶性、对称性等性质,以及化简、求值和最值等重点内容的学习,要求学生熟练记忆和应用三角公式及其恒等变形,同时要注重三角知识的工具性.对此本人从几个方面加以阐述,希望能够帮助学生认识“三角函数”在数学中的地位,能较为全面地把握“三角函数”知识脉络,学好三角函数知识,提高综合能力.
一、解决角的问题是学好三角函数的前提
(一)解决好特殊角的三角函数值的求法
在初中,学生对0°~90°之间的特殊角(30°、45°、60°)的三角函数值已了如指掌,但到了高中,随着角度的扩展,求与特殊角有关的角的三角函数值也随之增多,如对120°、135°、330°、―30°等角的三角函数值的求法开始出现了混乱。如何解决这一问题呢?通过学习诱导公式,学生明白了求这一类角的三角函数值,看似众多,其实都与0°、30°、45°、60°、90°的三角函数值有关,且只有符号的异同。因此帮助学生弄清诱导公式所概括的“奇变偶不变,符号看象限”这一规律,计算这一类角的三角函数值的问题也就迎刃而解。
(二)解决好角与角之间的关系
在三角函数中,如例1:已知,cos(α+β)=-■,sinα=■,求cosβ.
相当多的学生直观地把cos(α+β)化为cosα+cosβ-sinαsinβ用于计算,造成运算烦琐或无功而返。究其原因是缺乏整体思想,没有注意到对角的关系进行观察、分析。事实上若清楚β=(α+β)-α,则问题迎刃而解。又如:
例2.已知cos(■-α)=■,■-α是第一象限角,求■的值.
本例的解法很多,学生若能发现(■-α)与(■+α)的关系及(■-α)与(■-2α)的关系,本例就好解了。因此在教学中,帮助学生树立整体思想,引导学生注意观察、分析、比较。(如:角与角之间的和差倍半关系,互补、互余关系等)总结基本的方法、规律,提高解决问题的能力。
(三)解决好隐含条件的问题
解题是数学学习中的一个主要环节,它的一般过程是:问题条件知识方法结果,可见寻找问题条件是解题的第一步.可是在一些数学题中,它的某些条件较为隐蔽,需要经过反复推敲,剖析题意.挖掘题设隐含条件,所谓隐含条件,是指题中若明若暗、含蓄不露的条件,它们常常巧妙地隐蔽在题设的背后,不易被人们所觉察,或者极易被人忽视,而直接制约整个解题过程,三角函数在许多方面如定义、公式、三角函数值,条件等式中都存在着隐含条件。在解三角函数题时,常因未能发掘其隐含条件造成一开始解题就无法进行,或者解到某一个阶段而陷入困境,或者造成解题失误。
例3.设ABC的内角A、B、C的对边长分别为a、b、c,cos(A-C)+cosB=■,b2=ac,求B.
学生通过公式的变换及运算得sin2B=■,sinB=■或sinB=-■(舍去),于是B=■或B=■.这样的解法存在错误,其实在条件中cos(A-C)+cosB=■隐含着cosB>0的条件,即B为锐角。或由b2=ac知b≤a或b≤c得B为锐角。所以引导学生多观察条件,从中找出隐含条件,以免造成解题失误。
二、熟记,灵活运用公式是学好三角函数的基础
(一)熟练掌握三角变换的公式
很多学生刚开始学习三角函数时,因为三角函数的公式太多,而造成混乱。其实公式之间也有一定的内在联系,比如诱导公式sin(■±α)(k∈z)中,只需把“α”看成锐角,画出■的终边表示在X轴正半轴、X轴负半轴、Y轴正半轴、Y轴负半轴中的哪一个,终边在X轴上则函数名不变,终边在Y轴函数名改变;终边再按顺时针还是逆时针转一个锐角定象限,确定函数符号。掌握了诱导公式以后,就可以把任意角的三角函数化为0°~90°间角的三角函数。又如:以两角和的余弦公式为基础推导得出两角和与差的正弦、余弦、正切公式,以及二倍角的正弦、余弦、正切公式,掌握这些公式的内在联系及推导的线索,能够帮助我们理解和记忆这些公式;同角三角函数的基本关系式是进行三角变换的重要基础之一,它们在化简三角函数式和证明三角恒等式等问题中要经常用到,必须熟记,并能熟练运用. 这也是学好本单元知识的关键.
(二)灵活运用三角公式
熟练掌握三角变换的所有公式理解每个公式的意义,特征;熟悉三角变换常用的方法――化弦法、降幂法、角的变换法等;并能应用这些方法进行三角函数式的求值、化简、证明;掌握三角变换公式在三角形中应用的特点,并能结合三角形中的有关公式解决一些实际问题.
1.运用化弦(切)法:
例5:已知tanα=■,求:f(α)=-2cos2α-■sin2α+2的值。
把-2cos2α-■sin2α+2除以1得■,化为■,再弦化切。本题就好解了。
2.运用增减倍与升降幂法:在运用公式化简三角函数时,引导学生根据具体问题分析采用增倍还是减倍,升幂还是降幂。
例6:设函数f(x)=2sinxcos2■+cosxsinφ-sinx(0
解:f(x)=2sinx・■+cosxsinφ-sinx=sinx+sinxcos φ+cosxsinφ-sinx=sinxcosφ+cosxsinφ=sin(x+φ)
因为函数f(x)在x=π处取最小值,所以sin(x+φ)=-1,由诱导公式知sinφ=1,因为0
例7:已知函数f(x)=sin2x+■sinxcosx+2cos2x,x∈R.求函数f(x)的最小正周期和单调增区间;其中sinxcosx可转化为sin2x,所以将sin2x、cos2x降幂同时把角转化二倍角。
3.运用辅助角及常用模式的转换法。在三角函数中除了运用课本内的公式外,还利用类似辅助角公式asinθ+bcosθ=■sin(θ+φ)进行解题。(这里辅助角φ所在象限由a、b的符号确定,φ角的值由tanφ=■确定。)而且在实际解题中,这一类问题大部分集中在sinα±cosα=■sin(α±■)和■sinα±cosα=2sin(α±■)和等常用模式的转化。
如上例7函数化简为:
中图分类号:G633.6 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.117
三角函数是中学数学中一种重要的函数,它的定义和性质涉及的知识面广,并且有许多独特的表现,所以它是高考中对基础知识和基本技能考查的重要内容之一,同时,三角函数又和代数、几何有密切的联系,因此,它又是研究其他知识的重要工具,在高中数学中有着广泛的应用,三角函数在高考中既有选择题、填空题,一般也都有一道解答题,因此,我们既要注重它的基础性和工具性,又要兼顾它的灵活性和新颖性,注意培养应用三角工具解题的习惯,提高分析问题和解决问题的能力。
下面以2013年新课标全国Ⅱ卷(文、理)三角函数试题为例做粗浅解析。
1 原题再现
①(文4)ABC的内角A,B,C对边分别为a,b,c,b=2,B=[π
6],C=[π
4],则ABC的面积为多少?
②(文6)已知sina2α=[2
3]则=cos2(α+[π
4])=?
③(文16)函数y=cos(2x+)(-π≤≤π)的图像向右平移[π
2]个单位后,与函数y=sin(2x+[π
3])的图像重合,则=__?
④(理15)设θ为第二象限角,若tan(θ+[π
4])=[1
2],则sinaθ+cosθ=__?
⑤(理17) ABC的内角A、B、C的对边分别为a,b,c,已知a=bcosC+csinB.
(Ⅰ)求B;(Ⅱ)若b=2,求ABC面积的最大值.
2 试题解析
①这道解三角形的考题,以小题形式出现,属容易题。解三角形问题主要指求三角形中的一些基本量,即求三角形的三边、三角、面积等,它的实质是将几何问题转化为代数问题,解题关键是正确分析边角关系,依据题设条件合理地设计解题程序。本题考查的知识点有:正弦定理,面积公式,诱导公式和角正弦公式。
②这道题属于利用三角恒等变换求三角函数值的类型,三角函数化简的通性通法是从函数名、角、运算三方面进行差异分析,再利用三角变换使异角化同角、异名化同名、高次化低次等。求解此类问题的关键是能根据问题的特点发现差异(观察函数名、角运算间的差异),寻找联系(运用相关三角函数公式,找出差异之间的内在联系),合理转化(选择恰当的三角函数公式,促使差异的转化)。尽管此题属一道容易题,但是学生对于掌握升降幂公式历来都是一个难点,常常犯错。因此,我们在教授此知识点时,一定要让学生大量练习,灵活掌握。教材在这部分内容上给出了大量的习题,目的也在于此,所以高考备考复习时要抓纲务本,重视基础。
③这道图像变换题作为填空题的压轴题出现,对于文科学生来说还有一定难度,难度一:函数名、角不同;难度二:图像平移变换;难度三:正、余函数间的相互转化(利用诱导公式)。高考对三角函数的图像变换主要考查两种类型:先作周期变换、再作相位变换;先作相位变换、再作周期变换。
④这道题中,角的范围限定,属于容易题,但也有一定的综合性,因为集知识性、思想性、方法性于一体,不失为一道好题:a.考查和角正切公式;b.考查方程思想和化切为弦的转化思想;c.考查同角三角函数关系。
⑤解三角形问题是三角函数问题的姊妹题,在高考中与三角函数具有同等重要的位置,近几年新课标高考对解三角形的考查,以正弦定理、余弦定理的综合运用为主。在解题时,要分析清楚题目条件,利用正弦定理、余弦定理转化为三角形中各边之间的关系或各角之间的关系,并结合三角形的内角和为180°,诱导公式,同角两角和与差的正三角函数基本关系,两角和与差的正弦、余弦、正切公式进行化简求值。这道题作为解答题的第一个门槛,学生需要一定的知识储备和灵活的逻辑推理能力。它以考查正弦、余弦定理及三角形面积公式为载体,以边角转化思想与和角正弦公式为纽带,以基本不等式放缩为技巧,带有一定的综合性和灵活性,属于中档题,且有一定的难度,这道题困扰学生思维的地方有:第一,化边为角的转化思想(正弦定理);第二,角A正弦转化为角B+C正弦的转化思想;第三,运用基本不等式放缩求最值的技巧。像这种体现基本知识、基本技能和基本技巧于一身的优秀考题,我们在今后的备考复习中应多加训练,融会贯通。解答如下:
(Ⅰ)由已知及正弦定理得sinA=sinBcosC+sinCsinB ①;
又A=π-(B+C),故sinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC ②;
联立①,②和C(o,π)得sinB=cosB.由于所以B(o,π),所以B=[π
4]。
(Ⅱ)ABC的面积S=[1
三角函数是高考的热点和重点,每年都会在主观题和客观题上出现它的身影。三角函数具有一般函数的性质,还具有自己独特的特性――周期性和对称性,使其产生并可以解决的问题内容多样、丰富多彩。在每年的高考中,围绕三角函数的考题具有新意,给人新颖的感觉,这已经成为了高考命题的热点。下面就三角函数在高考中如何考,谈谈自己的几点看法:
一、三角函数的化简、求值、求最值
三角函数式的化简、求值及求最值是高考考查的重点内容之一 通过三角函数学习使学生掌握化简和求值问题的解题规律和途径,特别是要掌握化简和求值的一些常规技巧,优化学生的解题效果,做到事半功倍。
求值问题的基本类型及方法:①“给角求值”一般所给的角都是非特殊角,解题时应该仔细观察非特殊角与特殊角之间的关系,通常是将非特殊角转化为特殊角或相互抵消等方法进行求解;②“给值求值”即给出某些角的三角函数(式)的值,求另外的一些角的三角函数值,解题关键在于:变角,使其角相同;③“给值求角”关键也是:变角,把所求的角用含已知角的式子表示,由所求得的函数值结合该函数的单调区间求得角;④化简求值。
.
三角函数的化简、求值及求最值的难点在于:众多的公式的灵活运用和解题突破口的选择,认真分析所给式子的整体结构,分析各个三角函数及角的相互关系是灵活选用公式的基础,是恰当寻找解题思维起点的关键所在。
二、三角形中的三角函数,即解三角形
分析近几年的高考试卷,有关解三角形的问题几乎是每年必考内容.试题主要是考查正、余弦定理及其变式或推论的内容及简单应用。解三角形的关键是在转化与化归的数学思想的指导下,正确、灵活地运用正弦、余弦定理、三角形的面积公式及三角形内角和等公式定理。
评注:三角函数与解三角形的综合性问题,是近几年高考的热点,在高考试题中频繁出现。这类题型难度比较低,估计以后这类题型仍会保留,不会有太大改变。解决此类问题,要根据已知条件,灵活运用正弦定理或余弦定理,求边角或将边角互化。
三、三角函数与其他知识交汇的设计题和应用题
此类问题主要考查与三角函数有关学科内综合问题,如与平面向量、不等式、数列、解析几何等相结合,多为解答题,考查三角函数实际应用。对待应用题没有什么通解通法,只要认真读题、审题,合理分析已知量间的关系,总是能够解决问题。解决三角应用题的关键是认真阅读题目,正确理解题意,运用所学知识建立适当的三角模型,准确无误的计算等,其基本步骤如下:
第一步,阅读理解,审清题意。读题要做到逐字逐句,读懂题中的文字途径,理解叙述所反映的实际背景,在此基础上,分析出已知什么,求什么,从中提炼出相应的数学问题。
第二步,搜集整理数据,建立数学模型。根据搜集到的数据,找出变化规律,运用已掌握的三角知识、物理知识及其他相关知识建立关系式,在此基础上将实际问题转化为一个三角函数问题,实现问题的数学化,即建立三角函数模型。
第三步,利用所学的三角函数知识对得到的三角函数模型予解答,求得结果。
【中图分类号】G633.6
变形技巧是解决数学问题的重要基础,这种变形能力的强弱直接关系到解题能力的发展。我们对式子变形实质上是为了将式子转化为可解决问题的某种形式,为下一步解决问题做准备。变形属于技能性的知识,其中存在着一定的技巧和方法,需要人们在学习和解题的实践中反复提炼才能把握其技巧,以至在解题中灵活应用。下面介绍基本不等式、三角函数变形中常用的变形技巧。
1、基本不等式的变形技巧
在高中数学中多应用基本不等式来求函数的最值、值域等,在解题过程中对已知条件给出的式子灵活变形使基本不等式出现积(或和)为定值是解决问题的突破口。常用的方法为拆、添、配凑、代换,现就常用技巧给以归纳。
(1)拆、添、配凑
在解决与不等式相关的问题中,拆、添、配凑有各自不同的方向和技巧但往往又是紧密相连的,拆、添常常为配凑做准备。拆常数:将不等式中的某个常数进行拆分成题中所需的常数。拆系数:将不等式中某些项的系数进行拆分。拆常数或系数多为配方创造条件。拆项:将不等式中的某些项进行拆分,为使用基本不等式创造条件。添倍数:不等式的左右两边添上倍数(注意符号),为配方创造条件。添式:在不等式的两边添上一个代数式,为使用基本不等式创造条件。
例1、x>3,求函数 的值域。
分析:添常数将 凑成含基本不等式结构的式子
例2、已知 ,则 ,求函数最小值。
分析:本题已知函数式为分式看似无法使用基本不等式,对函数式进行配凑变形再分离便可构造出基本不等式。
,
技巧点评:在求分式型函数的最值中常用配凑的变形技巧,可按由高次项向低次项的顺序逐步配凑。通过拆、添常数,逐步配凑基本不等式并分离出一个常数,这是分式函登笾涤虺S玫姆椒āT诮馓夤程中常常需要采用“拆项、补项、配凑”等变形技巧找到定值,再利用基本不等式来求解,使得复杂问题转化为简单的问题。
(2)常值代换
这种方法常用于如下两类题型
①“已知ax+by=1(a、b、x、y均为正数),求1x+1y的最小值.”
②“已知ax+by=1(a、b、x、y均为正数),求x+y的最小值”
例3、若 且满足 ,求x+y的最小值。
分析:结合问题和已知条件进行“1”的代换 可将问题转化为求含有基本不等式结构 ,接着可利用基本不等式求函数最值。
技巧点评:通过配凑“1”并进行“1”的代换,整理后得到基本不等式的形式能巧妙地解决问题。利用基本不等式求函数最值时,还需注意“一正、二定、三相等”,通过变形技巧找到定值,若和定则积最大,若积定则和最小。
2、三角函数的变形技巧
高中阶段三角函数与初等代数、初等几何紧密联系,是初等函数的重要部分。解决三角函数求最值问题常常要对三角函数式进行灵活的变形,而其变形主要有三个基本方向一是看角、二是看函数名称、三是看结构特征。除此之外,我们还常常结合代数的变形技巧和构造法,为三角函数的变形创造一定的条件,现就常用技巧给以归纳。
角的变换
在三角函数的求值、化简与证明题中,函数式常常出现较多的不同的角,但这些角又有一定的联系。解题过程中分析条件与结论中角的联系,进行三角函数变换 主要是“消除差异,化异为同”。根据角与角之间的和差、倍半、互余、互补的关系,运用角的变换能有效解决问题。
例4、已知 ,求证: 。
分析:可以考虑将条件中的角 和 配凑成求证结论中的角 ,即 , ,再利用三角函数和差关系解决问题。
函数名称的变换
题目中若出现不同名称的三角函数,这就需根据同角三角函数关系式或诱导公式将异名的三角函数化为同名的三角函数,达到“消除差异,化异为同”的目的。函数名称的变换中最常见的就是切割化弦。
例5 、已知 ,试用 表示 的值。
分析:将已知条件中“切化弦”将原式转化为关于 的式子即 。
(3)常数的变换
在三角函数的、求值、证明中,有时需要将常数转化为三角函数,或将三角函数转化为常数,从而构造所需的函数式。例如常数“1”的变换有: , 以及一些特殊角三函数值等等。
例6、求函数 的最小正周期,最大值和最小值。
分析:由所给的式子 可联想到
(4)幂的变换
对于一些次数较高的三角函数式,一般采用降幂的方法处理,达到化简的目的。而降幂并非绝对,有时也常需要对于无理式 用升幂处理化为有理式。
(5)公式的变形与逆用
高中教材中给出每一个三角函数公式的基本形式,但在解题的过程中往往要对基本公式变形后加以应用,有时也需逆用公式。顺公式较容易,而逆用公式较困难,因此要有逆用公式的意识和思维。这要求我们既要熟悉基本公式又要对其变通形式有所了解。
三角函数式的恒等变形是学习三角函数和其他数学知识的重要基础。三角函数式的恒等变形常应用于化简三角函数式,求三角函数式的值,证明三角恒等式等。三角函数式恒等变形的理论依据是代数式恒等变形的一般方法和法则,与三角函数式的变形公式。变形中还需注意符号的变化,以及三角函数定义域和值域的范围。
三角函数是一门较重要的科学知识,它往往会与理工科的其他科目有联系,我们不仅会在数学中学习到三角知识,而且这一知识也与物理方面的相关知识挂钩,如在电学中,有不少波的相关公式,以及得出的物理现象就是用三角函数表达式表达的,所得到的图形是三角函数图。所以,三角函数不仅仅是一门对数学学习有帮助,同时对于工学类的其他科目也有用途的科学,在实际工作和生活中有广泛的应用。
二、三角函数问题概述
1三角函数问题的特点
到现在为止,我们已经接触过了不少问题,这些三角问题大多数是通过三角函数的性质和恒等变换来求解的。如我们要计算三角函数值某个角的大小,就往往是采用计算该角的某一种三角函数值,再依据我们学过的三角函数性质,根据三角函数值的正负来确定象限得出来的。我们要判断三角函数的单调性,或者确定三角函数的单调区间,往往可以通过基本三角函数的单调区间来求解。所以说,三角函数的一切问题的求解还在于二方面:一是对性质的把握,二是熟悉掌握三角恒等变换公式,并在具体的问题中学会灵活自如地加以应用。
三、考题分析
1考题
例题:在 中,角A,B,C 所对应的边分别为 a,b,c,
,求A,B及b,c
2考题求解过程分析
3总体分析
上面这道题是以三角形为主要的参考模型来考查三角函数知识的,这是三角函数大题的一大常用考试思路,主要是借助三角形,给出一些已知的参数(可以是边,可以是角,从而来求其他三角参数的值,如可以是面积,也可以是边角,这是三角函数的一种基本的考查形式。
3.2.2本题分析
先看考题第一问,要求的是A,B的值,通常情况下,要求出角的大小,我们往往是要求一下角所在的三角函数值的大小,所以根据这一思路,我们要求出B,C的三角函数值,题中给出了三个已知条件,其中第一个边的大小对于求解第一问起不到帮助,我们只能从后面的二个条件入手,很明显,从条件2,可以求出C角的三角函数值,其中 ,这很容易看出来,而根据这一点,我们可以求解出C角的三角函数值, ,角C是30或150度,再根据后面的第三个条件,仍然是把A换成B和C,可以得出 ,直接得出B和C角大小相等。由此,得到三个角的大小,是一个等腰三角形。
3.3考题求解
下面,我们按照先前确定的分析过程,理一下思路,求解二问,具体如下:
解:由 得
,又
由 得
即
由正弦定理 得
四、考题总结
根据上面的这道题,我们不难发现,从结论开始进行分析和展开联想是有必要的。上面的这一题的要求解的内容,将会直接决定我们分析的走向,如第一问要求三角函数,我们就要考虑采用三角和差公式,第二问要计算边长,我们就要联想到正、余弦定理。这都是我们在上面这道题中发现的规律。
4.倒推法求解三角恒等变换问题的基本思路
4.1以问题为出发点
在前面,我们就已经明确指出,倒推法是以问题为中心而展开的。所以,来了三角函数类问题,我们必须要对将要求解的问题做一个全面的了解,看一下该问题到底是要求什么,要求边,还是求角,还是求面积,或者是单调性等。在明确了问题以后,我们就要对此问题进行定性的分析。问题不仅仅是决定我们求解的方向所在,也是我们求解的关键突破口。由此看来,对于问题的性质进行全面的分析是极其重要的,它为后面的解答问题起到了铺垫的作用。
1 注意条件的对应关系
在搞清楚问题以后,我们就要开始进行推理和想象,如上面的那一个实例,我们要调动一切因素,使我们要解决的问题和已经存在的条件无限接近。如第二问,为了使边和面积之间建立联系,又是在三角形中,我们唯一想到的思路就是三角面积计算公式,通过公式,我们就可以得到二条边的乘积。此外,还有一点也是重要的,那就是给出了角的正弦值,就等同于给出了边的比例关系。如果没有突破这一点,也无法得以求解。
2 大胆推理和联想
在倒推法解决问题时,一定的联想是有必要的。而且由于我们高考题在情境上会不断发生变化,但是只是形式上的变化,仍然存在换汤不换药,新瓶装老酒的做法。所以,我们要根据相关的情况大胆进行推理和猜想,如有这样一个问题。
例2:若 则 a=B
(A) (B)2 (C) (D)
此题按常规做法是要计算的,而用倒推法,我们只要分析该角的大小,或者说所处象限就行了,根据公式有 sin (a+A)= 而A很明显是一个锐角,(a+A)=270度,意味着 处于第三象限,排除A与B选项,再根据sinA= 是一个小于30度的角,所以a必须要大于240度,于是 tan a的值比tan60的值要小,所以直接锁定答案D。根据此题,我们可以发现倒推法无法是用于解答小题还是解答综合题,都可以起到一定的作用。
五、结束语
根据本文的分析,倒推法不失是一种用来求解三角函数问题的基本方法。通过以问题为出发点,可以进一步理出学过的知识,求解的问题,以及我们现有的条件的关系,使我们在解决问题时,打开思路,自由发挥。更为重要的是,它是一种解决问题的思路,尤其是对于解决难度较大的综合型问题中更可以看到这一点。值得一提的是,倒推法不仅仅适用于解决三角函数问题,它在解析几何,立体几何以及数列等综合性问题中仍然有较大的用途,这一切都有待于我们在以后的解题过程中,多加总结,以便使其能够发挥更大的作用。
参考文献
三角函数是历年高考的一个热点,除了书上涉及的知识点,由同角三角函数关系和二倍角延伸出的sinα±cosα与sinαcosα的关系,即(sinα+cosα)2=1+2sinαcosα=1+sin2α,(sinα-cosα)2=1-2sinαcosα=1-sin2α也是一个考点。本文从几道例题出发,就sinα±cosα与sinαcosα的运用举例说明。
一、sinα+cosαsinαcosα
例1.若sinα与cosα是方程x2-■x+n=0的两个根,则n= .
分析:本题通过韦达定理和sinα±cosα与sinαcosα的关系,求得n.
解:因为sinαcosα=n,sinα+cosα=■且(sinα+cosα)2
=1+2sinαcosα,所以2=1+2n,得n=■.
点评:本题主要考查韦达定理及sinα±cosα与sinαcosα的关系.
二、sinα+cosαcosα-sinα
例2.已知α为第二象限角,sinα+cosα=■,则cos2α= .
错解:因为sinα+cosα=■得1+sin2α=■
所以sin2α=-■.
又因为α为第二象限角,即2kπ+■
所以4kπ+π
所以cos2α=±■.
分析:
(1)利用同角三角函数关系,但要注意角的范围;
(2)利用已知条件与同角三角函数关系,求sinα和cosα;
(3)利用二倍角余弦公式建立所求与已知条件的关系.
解法一:因为sinα+cosα=■>0,且α为第二象限角 所以2kπ+■
即4kπ+π
又因为sinα+cosα=■得sin2α=-■
所以cos2α=■=-■.
解法二:因为α为第二象限角,且sinα+cosα=■sin2α+cos2α=1
得sinα=■+■cosα=■-■
所以cos2α=cos2α-sin2α=-■.
解法三:因为sinα+cosα=■,所以sinαcosα=-■则(cosα-sinα)2=■
又因为α为第二象限角,即cosα
点评:本题考查二倍角公式和同角三角函数关系的灵活运用.
三、sinαcosαsinα-cosα
例3.已知■=k(■
分析:利用同角三角函数关系、二倍角公式进行三角恒等变换,将已知条件与所求化到相同角,以便建立关系.
解:因为■=k,
得■=2sinαcosα=k
所以(sinα-cosα)2=1-k
又因为■
得sinα-cosα=■.
点评:本题主要考查二倍角公式、同角三角函数关系及与的关系,特别注意sinα-cosα的符号.
四、sinα+cosαsinαcosα
例4.求y=(1+sinα)(1+cosα)的最大值和最小值.
分析:利用sinα±cosα与sinαcosα的关系进行换元,减少变量,变成熟悉函数求最值.
解:y=(1+sinα)(1+cosα)=1+sinα+cosα+sinαcosα
令t=sinα+cosα(-■
则y=1+t+■=■(-■
所以ymin=0,ymax=■
点评:主要考查sinα±cosα与sinαcosα关系的运用情况,关键注意新元的范围和一元二次函数在指定范围求最值.
通过上述的四个例题发现,sinα±cosα与sinαcosα关系的使用不是单独存在的,其核心是掌握三角函数与三角恒等变换的相关公式,并能熟练进行运算,这样一切问题才会迎刃而解。
数学复习课的目的,在于帮助学生将前面在较长时间内所学的知识澄清,巩固,掌握知识的本质联系,熟练解题技能与技巧,提高分析问题能力和综合运用能力,而不只是知识的简单重复与罗列.然而,由于复习的时间短、任务重,不少教师忽视了基本知识与规律的复习,而采用课堂增加例题量、课后加大练习量的方法.尽管“题海”增大了题目的覆盖面,但它却难以提高学生分析问题和解决问题的能力.因为它偏离了学生的实际,偏离了教书规律,一味“填鸭式”,不利于学生积极性、创造性的发挥.事实上,从心理学角度来说,大量的练习会使学生的大脑活动由兴奋转向抑制.实际练习量的多、深、难,常会使学生穷于应付,头昏脑涨,处于一知半解的迷糊状态,导致他们只会机械模仿,有“举一”而无“反三”之功.一旦题目稍微变化,便会束手无策.那么,怎样提高复习课的教学质量呢?
一、基础知识的复习,注意转换
由于数学知识的逻辑性强,缺乏趣味性,加之学生的注意力集中时间较短,如果单元复习知识按照课文的先后顺序把所学过的知识(概念、法则、共识、定力、公理)原本地复述一遍,就会导致学生乏味,缺乏联系,不便记忆,难以理解.针对这个问题,可以采取如下方法:首先列出文章的主要知识,然后适当归类排队,给出知识联系的框架结构,再用数学编码.如以下三角函数知识要点的梳理:三角函数基本概念,三角函数的恒等变形(化简,求值,等式的证明),三角函数的图像和性质,三角变换基本解题方法:切割化弦,异名化同名,异角化同角,高次化低次,无理化有理.常用的技巧:升幂降幂法、辅助元素法,“1”的代换法、利用倍角公式建立2α与α、α与的关系、角的配凑等.对三角函数性质的考查总是与三角变换相结合,一般解题规律是先对三角函数关系式进行三角变换,使之转化为一个角的三角函数的形式,再利用换元法转化为对基本三角函数性质的研究.易错点:要注意正切函数定义域的限制;在三角变形过程中要注意自变量取值范围的变化,以防出现增根或失根;遇到参数或字母时,应注意分情况进行讨论.然后,由主干知识点、基本方法回顾练习.
二、例题讲解,应重视变化
是减函数的实际意义:随着产量的增加,每艘船的利润在减少.
2.在对例题进行解答之后,应注意例题的以点带面功能,有意识地在例题的基础之上进一步引申扩展,挖掘问题的内涵和外延,指导学生对新问题的探讨,以激发思维,启迪智慧,开阔视野,让学生通过对同一题目条件改变的比较,达到分析问题能力的升华,同时也可以培养学生对知识的迁移能力.把文字语言翻译成数学符号语言,然后运算.例如有关数列的问题.首先判断是等差数列还是等比数列,确定首项、公差(比)、项数是什么,能分清,然后选用适当方法求解.最后的程序是还原,即把数学问题的解客观化,针对实际问题的约束条件合理修正,使其成为实际问题的解.
例如,在一直线上共插有13面小旗,相邻两面之距离为10m,在第一面小旗处有某人把小旗全部集中到一面小旗的位置上,每次只能拿一面小旗,要使他走的路最短,应集中到哪一面小旗的位置上?最短路程是什么?
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2013)03-023-01
一、 同角三角函数的基本关系的疑问解答
1. 如何已知任意角的一个函数值求其他几个函数值?
利用周角三角函数关生系求值,主要涉及三类问题:①定值定象限问题,这种问题求解三角函数值,只有一组结果;②定值不定象限问题,这种问题求解三角函数值,有两组结果;③不定值不定象限问题,这种问题求解三角函数值,需按象限角与轴线角进行讨论,从形式上看其结果有两组。
2. 如何利用同角三角函数关系来求值,化简与证明?
在计算、化简或证明三角函数时,常用的技巧有:减少不同名的三角函数,或化切为弦,或化弦为切;多项式运算技巧的运用,如因式分解等;条件与结论的重新整理、配置和改造,以便更有利于同角三角函数式的应用。
3. 何时使用“平方关系”的代换解决同角三角函数问题?
一般来说,当题中条件有正弦与余弦平方式的求值、化简或证明时,或者待求的参数值是通过同角的正弦与余弦来表示,常考虑通过平方,创造条件。比如,在条件中即出现了sinα+cosα又出现了sinαcosα,则需要考虑将进行平方利用平方关系。
4. 何时进行切与弦的转化?
通常在同一个条件关系中,即出现了正弦与余弦,又出现了正切(余切),要求值或证明相关命题,往往可考虑将弦化为切或将切转化为弦的形式,何时将弦化为切,何时将切化为弦,要视具体的题目而定。
二、两角和与差的三角函数
1. 如何推导两角差的余弦公式,其他公式是如何由此演变出来的?
首先运用向量的方法对公式C(α-β)进行推导,通过两个向量数量积的非坐标表达式和坐标表达式相等得到。对于其它公式的推导,则使用代换思想及诱导公式进行推导。比如,在C(α-β)用-β代换β得到C(α+β);而公式S(α+β)的推导应先利用诱导公式,再借助C(α-β)公式即可推出,即:sin(α+β)=cos(■-α-β)=cos(■-α)cosβ+sin(■-α)sinβ=sinαcosβ+cosαsinβ;公式T(α+β) 的推导应用了弦化切的思想,但要注意结果应使用tanα、tanβ及使其和与差角的正切有意义的角范围。
2. 利用两角和与差的三角函数公式应注意哪些问题?
(1)要注意公式的正用、逆用,尤其是公式的逆用,要求能正确地找出所给式子与公式右边的异同,并积极创造条件逆用公式;(2)注意分角、并角的技巧,将未知角用已知角表示出来,使之能直接运用公式;(3)注意常值代换:用某些三角函数值代替某些常数,使之代换后能运用相关公式,其别要注意的是“1”的代换。
3. 角度变换常用的思路有哪些?
在三角函数的化简、求值、证明中,常要根据已知角与目标角之间的显性或隐性的关系,通过角度变换,利用诱导公式或两角和与差的公式,来寻找解题捷径,从而把未知变成已知,使问题得到合理的解决。
4. 什么是辅助角公式?
遇到形如asinα+bcosα的代数式,常需引入辅助角φ,将asinα+bcosα利用两角和与差的正弦公式化为:asinα+bcosα=■sin(α+φ)(其中φ角所在的象限由a、b的符号确定,φ角的值由tanφ=■确定)。特别地,当a=b=1时,有sinα+cosα=■sin(α+■)。
5. 在求角或证明时,已知条件中的角与待求或待证的角如何相互表示?
在利用两角和与差的三角函数公式进行化简、求值与证明的题型中,常要根据函数名与角度的差异进行角度变换。若将已知三角函数值或相关等式中的角称为条件角,而将待求的目标函数中的角称为目标角,则这两种角何时用哪个角表示另一个角,在不同的题型中是有所区别的。
6. 如何求非特殊角的三角函数值?
1.1 本章主要内容是任意角的概念、弧度制、任意角的三角函数、同角三角函数间的关系、诱导公式、两角和与差的三角函数、二倍角的三角函数,以及三角函数的图象和性质,已知三角函数值求角等
1.2 章头引言安排了一个实际问题――求半圆内接矩形的最大面积.这个问题可以用二次函数来解决,但如果设角度为自变量,就会得到三角函数式,学生尚未学过求它的最大值
第一大节是“任意角的三角函数” 教科书首先推广了角的概念,介绍了弧度制,接着把三角函数的概念由锐角直接推广到任意角(都用坐标定义),然后导出同角三角函数的两个基本关系式及正弦、余弦的诱导公式教科书在本大节的各小节中,都安排了许多实例以及知识的应用
第二大节是“两角和与差的三角函数” 教科书先引入平面内两点间距离公式(只通过画图说明公式的正确性,不予严格证明),用距离公式推出余弦的和角公式,然后顺次推出(尽量用启发式)其他公式,同时安排了这些公式的简单应用和实际应用,包括解决引言中的实际问题,引出半角公式、和差化积及积化和差公式让学生有所了解
第三大节是“三角函数的图象和性质” 教科书先利用正弦线画出函数 ,x∈[0, ]的图象,并根据“终边相同的角有相同的三角函数值”,把这一图象向左、右平行移动,得到正弦曲线;在此基础上,利用诱导公式,把正弦曲线向左平行移动个单位长度,得到余弦曲线接着根据这两种曲线的形状和特点,研究了正弦、余弦函数的性质,然后又研究了正弦函数的简图的画法,简要地介绍了利用正切线画出正切函数的图象以及正切函数的性质最后讲述了如何由已知三角函数值求角,并引进了arcsinx、arccosx、arctanx等记号,以供在后续章节中遇到求角问题时用来表示答案
1.3 本章的教学要求是:
1.3.1 使学生理解任意角的概念、弧度的意义;能正确地进行弧度与角度的换算
1.3.2 使学生掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义,了解余切、正割、余割的定义;掌握同角三角函数的基本关系式;掌握正弦、余弦的诱导公式
1.3.3 使学生掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式;掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式通过公式的推导,了解它们的内在联系,从而培养逻辑推理能力
1.3.4 使学生能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明(包括引出积化和差、和差化积、半角公式,但不要求记忆)
1.3.5 使学生会用单位圆中的三角函数线画出正弦函数、余弦函数、正切函数的图象,并在此基础上由诱导公式画出余弦函数的图象;理解周期函数与最小正周期的意义,并通过它们的图象理解这正弦函数、余弦函数、正切函数的性质;会用“五点法”画正弦函数、余弦函数和函数的简图,理解A、、φ的物理意义
1.3.6 使学生会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsinx、arccosx、arctanx表示
2.考点要求
2.1 理解弧度的定义,并能正确地进行弧度和角度的换算。
2.2 掌握任意角的三角函数的定义、三角函数的符号、同角三角函数的关系式与诱导公式,了解周期函数和最小正周期的意义,会求的周期,或者经过简单的恒等变形可以化为上述函数的三角函数的周期能运用上述三角公式化简三角函数式,求任意角的三角函数值与证明较简单的三角恒等式
2.3 了解正弦、余弦、正切、余切函数的图象的画法,会用“五点法”画正弦、余弦函数和函数的简图,并能解决正弦、曲线有关的实际问题
2.4 能推导并掌握两角和、两角差、二倍角与半角的正弦、余弦、正切公式
2.5 了解三角函数的积化和差与和差化积公式
2.6 能正确地运用上述公式简化三角函数式、求某些角的三角函数值 证明较简单的三角恒等式以及解决一些简单的实际问题
2.7 掌握余弦定理、正弦定理及其推导过程、并能运用它们解斜三角形
3.考点分析
三角函数是一种重要的初等函数,由于其特殊的性质以及与其他代数、几何知识的密切联系,它既是研究其他各部分知识的重要工具,又是高考考查双基的重要内容之一
本章分两部分,第一部分是三角函数部分的基础,不要求引入难度过高,计算过繁,技巧性过强的题目,重点应放在结知识理解的准确性、熟练性和灵活性上
试题以选择题、填空题形式居多,试题难度不高,常与其他知识结合考查
复习时应把握好以下几点:
3.1 理解弧度制表示角的优点在于把角的集合与实数集一一对应起来,二是就可把三角函数看成以实数为自变量的函数
3.2 要区别正角、负角、零角、锐角、钝角、区间角、象限角、终边相同角的概念
3.3 在已知一个角的三角函数值,求这个角的其他三角函数值时,要注意题设中角的范围,并对不同的象限分别求出相应的值在应用诱导公式进行三角式的化简、求值时,应注意公式中符号的选取
3.4 单位圆中的三角函数线,是三角函数的一种几何表示,用三角函数线的数值来代替三角函数值,比由三角函数定义所规定的比值所得出三角函数值优越得多,因此,三角函数是讨论三角函数性质的一个强有力的工具
3.5 要善于将三角函数式尽可能化为只含一个三角函数的“标准式”,进而可求得某些复合三角函数的最值、最小正周期、单调性等对函数式作恒等变形时需特别注意保持定义域的不变性
3.6 函数的单调性是在给定的区间上考虑的,只有属于同一单调敬意的同一函数的两个函数值才能由它的单调性来比较大小
3.7 对于具有周期性的函数,在作图时只要先作它在一个周期中的图象,然后利用周期性就可作出整个函数的图象
3.8 对于,,等表达式,要会进行熟练的变形,并利用等三角公式进行化简
本章第二部分是两角和与差的三角函数,考查的知识共7个,高考中在选择题、填空题和解答题三种题型中都考查过本章知识,题目多为求值题,有直接求某个三角函数值的,也有通过三角变换求函数的变量范围,周期,最小、大值和讨论其他性质;以及少量的化简,证明题考查的题量一般为3―4个,分值在12―22分,都是容易题和中等题,重点考查内容是两角和与差的正弦、余弦及正切公式,和差化积、各积化和差公式
考生丢分的原因主要有以下两点:一是公式不熟,二是运算不过关,因此复习时要注意以下几点:
3.8.1 熟练掌握和、差、倍、半角的三角函数公式复习中注意掌握以下几个三角恒等变形的常用方法和简单技巧
①常值代换,特别是“1”的代换,如:,,,等等
②项的分拆与角的配凑
③降次与升次
④万能代换
另外,注意理解两角和、差、倍、半角公式中角的实质,可以把公式中的角看成一种整体形式,可以锦成其他变量或函数,这样可加大公式的应用范围和力度
3.8.2 要会运用和差化积与积化和差公式对三角函数和差式,要善于转化为积的形式,反之亦然,对于形如的式子,要引入辅助角并化成的形式,这里辅助角所在的象限由的符号决定,角的值由确定对这种思想,务必强化训练,加深认识
3.8.3 归纳总结并熟练掌握好三角函数的化简与求值的常用方法和技巧
①三角函数化简时,在题设的要求下,首先应合理利用有关公式,还要尽量减少角的种数,尽量减少三角函数种数,尽量化同角、化同名等其他思想还有:异次化同次、高次化低次、化弦或化切、化和差为乘积、化乘积为和差、特殊角三角函数与特殊值互化等
②三角函数的求值问题,主要有两种类型 一关是给角求值问题;另一类是给值求角问题它们都是通过恰当的变换,设法再与求值的三角函数式、特殊角的三角函数式、已知某值的三角函数式之间建立起联系选用公式时应注意方向性、灵活性,以造成消项或约项的机会,简化问题
3.8.4 关于三角函数式的简单证明 三角恒等证明分不附加条件和附加条件两种,证明方法灵活多样一般规律是从化简入手,适当变换,化繁为简,不过这里的变换目标要由所证恒等式的特点来决定
①不附加条件的三角恒等式证明:多用综合法、分析法、在特定的条件下,也可使用数学归纳法
②附加条件的三角恒等式证明:关键在于恰当而适时地使用所附加的条件,也就是要仔细地寻找所附加条件和要证明的等式之间的内在联系常用的方法是代入法和消元法
三角恒等证明中要重点会用和差与积的互化公式,掌握等价转化的思想和变量代换的方法证明的关键是:发现差异――观察等式两边角、函数、运算间的差异;寻找联系――选择恰当公式,找出差异间的联系;合理转化促进联系,创造性地应用基本公式
而关于角的恒等式或条件恒等式的证明,一般来说,要证,先证明的同名三角函数值相等,即,再证明在三角函数的同一单调区间内,而后由函数的单调性得出
3.8.5 在解有关三角形的问题中,锐角三角函数的定义、勾股定理、正弦定理、余弦定理是常用的工具注意三角形面积公式,的妙用和三角形内角和的制约关系的作用
3.8.6 求三角函数最值的常用方法是:配方法、判别式法、重要不等式法、变量代换法、三角函数的单调性和有界性等其基本思想是将三角函数的最值转化为代数函数的最值
4.三角函数中应注意的问题
4.1 本章内容的重点是:任意角三角函数的概念,同角三角函数间的关系式、诱导公式及其运用,正弦、余弦的和角公式,正弦曲线的画法和正弦函数的性质难点是:弧度制的慨念,综合运用本章公式进行简单三角函数式的化简及恒等式的证明,周期函数的概念,函数的图象与正弦曲线的关系关键是:使学生熟练掌握任意角三角函数的定义,讲清余弦的和角公式的特征及其差角公式、正弦的和角公式的变化,正弦曲线的画法和正弦函数的性质
由于课时较紧,教学中应遵循大纲所规定的内容和要求,不要随意补充已被删简的知识点例如,三角函数基本上只讲正弦、余弦、正切三种;同角三角函数的基本关系式只讲,三个;除(k∈Z)外,其余诱导公式中,要求学生记住并能灵活运用的,只是用正弦、余弦表示那几个,以后求tan 可通过用科学计算器或者转化为来求;在推导正切的和角公式以及画正切函数的图象时,出现了正切的诱导公式,但这只作为推导的中间步骤,不要求学生记忆;积化和差与和差化积公式、半角公式也只是作为和(差)角公式的应用出现一下,结果不要求记忆,更不要求运用;此外,也不要补充“把化成一个角的三角函数的形式”这样的例习题
4.2 在讲述弧度制的优点、角度制的不足时,要注意科学性事实上,角的概念推广后,无论用弧度制还用角度制,都能在角的集合与实数集R及之间建立起一种一一对应的关系说“每个角都有唯一的实数与它对应”时,这个实数可以取这个角的弧度数,或度数,或角度制下的分数,或角度制下的秒数,所以对应法则不是唯一的,但每一种对应法则下对应的实数是唯一的所以不要认为只有弧度制才能将角与实数一一对应有的教师认为角度制的计量单位太小,而弧度制的计量单位大,而且可以省略不写,这种说法虽有一定道理,但在科学上并不具有充足的理由,因为小有小的好处,何况坐标系中两条数轴上的单位长度可以不一致关键在于用角度制表示角的时候,我们总是十进制、六十进制并用的,例如角其中61、21、12都是十进数,而度、分、秒之间的关系是六十进(退)位的,这样,为了找出与角对应的实数(我们学的实数都是十进数),要经过一番计算,这就不太方便了
4.3 定义了任意角的三角函数以后,严格地说,例如,只有,才可以说是正弦函数;六种函数统称三角函数,说明不是这六种函数的函数,都不能说是三角函数,例如可以说是2x的正弦函数(这时可说它是三角函数),也可以说是正弦函数与正比例函数的复合函数,但不能说是x的正弦函数另一点是函数的定义域,三角函数或与其相关的函数总是附带定义域的,所以教学中不宜随便说(或写)“正弦函数y=sinx”,需知“函数,”只是正弦函数的一个周期,不要把部分当作整体
4.4 关于已知三角函数值求角,在讲解相关例题时,可以利用设辅助角(即通过设辅助元素把未知转化为已知,这是化归思想的运用)来求解,把求解过程调整为:
4.4.1 如果函数值为正数,则先求出对应的锐角,如果函数值为负数,则先求出与其绝对值相应的锐角
4.4.2 决定角x可能是第几象限角
4.4.3 如果函数值为负数,则根据角x可能是第几象限角,得出 内对应的角――如果它是第二象限角,那么可表示为 ;如果它是第三或第四象限角,那么可表示为 或
也可以把上述辅助角看作参变量(x为自变量),那么所提供的方法就可以看作参数的应用新大纲把参数的知识分散在有关的教学内容中,教学时适时提醒学生注意使用,这是有好处的