APP下载

揭秘三角变换中角变换常见的几种策略

2019-06-19郭明龙

中学生数理化·高一版 2019年6期
关键词:角为等式结论

■郭明龙

三角变换通常是指角变换和函数名称变换,而其中的角变换是同学们学习的重难点,虽然角的变换错综复杂,但是却有规律可循。下面介绍几种三角变换中角变换的策略,以供同学们参考。

一、化结论角为条件角的和或差

例1已知,则cos 2α的值为( )。

分析:由条件求值时,要仔细观察条件与结论中的角的差异,设法寻找角之间的关系。因为2α=(α+β)+(α-β),所以结论中的角可用条件中的角表示,从而求出三角函数的值。

解:因为β<α,所以α-β>0。又因为所以所以,所以sin(α-β)>0,故sin(α-

所以cos2α=cos[(α+β)+(α-β)]=cos(α+β)cos(α-β)-sin(α+β)sin(α-β)=应选B。

点评

常见的角变换有α=(α+β)-β,β=(α+β)-α,2α=(α+β)+(α-β),2β=(α+β)-(α-β),等。

跟踪练习1:若则的值为( )。

提示:

二、化条件角为结论角的和或差

例2已知3 sinβ=sin(2α+β),求证:tan(α+β)=2 tanα。

分析:观察条件等式和结论等式中的角的种类差异,我们发现可以采用角的变换,即β=(α+β)-α,2α+β=(α+β)+α来解题,所以本题的证明可从角的变换入手。

证明:因为3 sinβ=sin(2α+β),所以3 sin[(α+β)-α]=sin[(α+β)+α],即3 sin(α+β)cosα-3 cos(α+β)sinα=sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα。所以2 sin(α+β)cosα=4 cos(α+β)sinα,即tan(α+β)=2 tanα。

点评

通过观察条件和结论中角的关系,可以变换条件中的角,将结论中的角表示为条件中的角。

跟踪练习2:已知2 sinα=sin(α+β),求证

证明:因为α=(α+β)-β,所以sinα=sin[(α+β)-β]=sin(α+β)cosβ-cos(α+β)·sinβ。所以2 sin(α+β)cosβ-2 cos(α+β)·sinβ=sin(α+β),两边同除以cos(α+β),得2 tan(α+β)cosβ-2 sinβ=tan(α+β)。所以

三、化非特殊角为特殊角

例3求函数cos(x+55°)的最大值。

分析:观察函数式中的角的种类差异,我们发现可以利用角的变换,即利用x+55°=(x+10°)+45°来解题。

解:因为sin(x+55°)。所以函数cos(x+55°)的最大值为1。

点评

通过求角的和或差能呈现出特殊角,找到互余、互补、半角或倍角的关系,使已知角与待求角之间发生联系,选择相应的三角公式进行变形,可顺利解答这类问题。

跟踪练习3:计算的值。

提示:因为sin47°=sin(30°+17°)=sin 30°cos17°+cos30°sin17°,所以原式=

四、消去无关角

例4已知sinα+sinβ+sinγ=0,cosα+cosβ+cosγ=0,则cos(α-β)的值为( )。

分析:因为要求的结果与γ无关,所以要想办法把γ消去。

解:把条件中的两个等式变形为:

由①2+②2得2+2(sinαsinβ+cosα·cosβ)=1,所以应选A。

点评

对于已知sinα±sinβ=m,cosα±cosβ=n,其中m,n为常数,求α±β的三角函数值的问题,常常可以用平方相加的方法来解决。

跟踪练习4:已知sinα+cosβ+sinγ=0,cosα+sinβ+cosγ=0,则sin(α+β)的值为( )。

提示:把条件中的两个等式变形为:

由①2+②2得2+2(sinαcosβ+cosα·sinβ)=1,所以应选B。

五、缩小角的范围

例5已知,且α,β∈(0,π),则2α-β的值为( )。

分析:由给定的三角函数值求角时,一般先选择一个适当的三角函数,根据题设确定所求角的范围,再利用三角函数的单调性求出角的范围。

解:tan(2α-β)=tan[2(α-β)+β]=因为tan2(α-β)=,所以:

tanα=tan[(α-β)+β]=。又因为α,β∈(0,π),所以,即由tanβ=,且α,β∈(0,π),可知所以:

点评

对于已知两角的范围,求它们倍角的和或差的三角函数值时,必须利用已知条件使每个角的范围尽可能地缩小,这样才不会产生增根。所以确定角的范围是解题的关键,同时一定要使所选的三角函数在此范围内是单调的。

跟踪练习5:已知α,β为三角形的两个内角,则β=____。

提示:因为0<α<所以,故又所以或由,知,所以cos(α+β)=

所以cosβ=cos[(α+β)-α]=cos(α+因为0<β<π,所以

猜你喜欢

角为等式结论
由一个简单结论联想到的数论题
组成等式
一个连等式与两个不等式链
速填等式
一种以双环铂为有效成分的药物检测方法
三角板拼图求角问题
利用解的性质解题
惊人结论