高中数学三角函数最值问题分析
2021-08-19杨克林
杨克林
(福建省漳浦第一中学 363200)
三角函数习题类型灵活多变,解题的思路也有所不同.其中运用三角函数性质、运用辅助角、运用均值不等式以及换元法是解题中较为常用的方法.教师授课中为使学生掌握不同方法的具体应用,使其更好地把握解题中的相关细节,应注重为学生做好解题示范.
一、运用三角函数性质求最值
运用三角函数性质求最值的思路为:其一,灵活运用相关的诱导公式等将函数表达式整理成y=Asin(ωx+φ)+h(或y=Acos(ωx+φ)+h)的形式;其二,根据已知条件找到ωx+φ的取值范围;其三,联想所学的三角函数单调性知识,在给定的定义域中求出最值.
题目给出的函数f(x)的表达式较为复杂,解答该题时的第一印象便是先使用诱导公式、两角和差公式、降幂公式、辅助角公式等将函数f(x)的表达式化简成类似“y=Asin(ωx+φ)+h”的形式.而后根据给出的定义域区间,采用整体思想结合三角函数图象,分析其在对应区间上的单调性,求出函数最小值即可.
=sin2x+cos2x+1
二、运用辅助角求最值
运用辅助角求最值应牢记辅助角构造公式,尤其应明确引入的角度与条件之间的内在关联,通过运用已知条件求解出未知参数,而后运用三角函数的边界性确定最终结果.
题目中函数f(x)的表达式并不复杂.根据经验,需要引入辅助角θ进行化简,化陌生为熟悉.同时,结合已知条件中函数对称轴以及三角函数图象特点,确定对称轴的表达式,而后将已知条件代入,计算出ω的值.最后利用辅助角之间的关系,求出a的值,问题便可迎刃而解.
三、运用均值不等式求最值
均值不等式常用于求解三角函数最值.为保证解题结果的正确性,运用均值不等式时应注意把握参数的取值范围,牢记均值不等式成立的条件,尤其针对无法使用均值不等式的习题, 应注重结合已知条件对相关的角度进行拆分,凑成能够运用均值不等式的形式.当然等号成立的条件应保证参数能够取到.
习题题干简洁,认真分析已知条件以及要求解的问题,可知需要对角进行合理的拆分,以便更好地借助两角和与差的三角函数知识进行化简.同时,积极联系所学,巧妙地运用两个角度的值配凑出对应的均值不等式,求出cosβ的最小值,尤其要注重分析均值不等式等号成立的条件,保证推理的严谨性.
所以sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα
整理,得sin(α+β)cosα=5cos(α+β)sinα.
四、运用换元法求最值
运用换元法求解三角函数最值具有一定的技巧,求解时需要先对已知条件进行转化,而后进行合理地换元.当然换元前后参数的取值范围不能发生变化.而后联系所学的函数知识求出最值.
例4已知A,B,C为锐角ΔABC的三个内角,且满足tanB+tanC=2tanBtanC,则tanAtanBtanC的最小值为( ).
A.2 B.4 C.6 D.8
又因为tanB+tanC=2tanBtanC,
令t=tanBtanC,因为A,B,C均为锐角,因此tanA>0,tanB>0,tanC>0.
所以1-tanBtanC<0,则t>1.
故tanAtanBtanC≥8,其最小值为8,此时t=2,故选D.
三角函数最值问题在高考中的出现频率较高,考查的知识点较多,解题思路灵活多变.解题时只有找到正确的思路,才能高效地加以解答,因此教师授课中为提高学生解答三角函数最值问题的能力,应结合自身教学经验,为学生讲解经典习题,并与学生一起分析解题思路,展示具体的解题过程,在学生头脑中留下深刻印象.同时课堂上注重预留一定的空白,鼓励学生做好听课总结,对相关题型分门别类,认真分析相关的解题思路,在平时的训练中加以灵活运用,实现解题能力更好的提升.