例谈三角函数问题求解中的设而不求
2022-08-09甘肃省灵台县第一中学744000王海燕
甘肃省灵台县第一中学 (744000) 王海燕
设而不求是一种重要的数学思想方法,在三角函数问题中常结合设而不求的方法来解决问题.
1.三角函数求值中的设而不求
对于三角函数sinx,cosx与tanx的求值,充分利用三角函数基本关系式,和角公式、倍角公式进行三角恒等变形,要优先考虑用已知角表示所求角,从而使解题过程得到优化.
例1 计算(1) sin10°sin30°sin50°sin70°;
(2)sin220°+cos250°+sin20°cos50°.


评注:本题设了对偶式,根据对偶的两个式子的和、差,积求得关系,进而求解.
2.三角函数周期中的设而不求
三角函数的周期体现了三角函数值重复出现时自变量的间隔,对于函数f(x)=Asin(ωx+φ),其周期是由ω决定的,ω大小决定着函数图象伸缩的幅度.


评注:本题中结合了三角函数的周期性,将满足题设条件的所有x1,x2可能取值整体表示了出来,此解法引入了整数元k和m有利于简化解题过程.
3. 三角函数对称性中的设而不求
对于一般的三角函数f(x)=Asin(ωx+φ),既具备周期性,其图象也具备对称性,二者密切关联.函数的半周期是两相邻对称轴间的距离,函数所有零点是对称中心的横坐标,相邻零点的距离也是半周期.因此∀x1,x2∈R,若函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象关于直线x=a对称,则x1+x2=2a的充要条件是f(x1)=f(x2);若f(x)=Asin(ωx+φ)的图象关于点(a,0)中心对称,则x1+x2=2a的充要条件是f(x1)+f(x2)=0.

(1)求函数f(x)的解析式,并求其图象的对称轴方程;


评注:依据对称性可知α+β为定值,α与β的间距恰好是β(或α)与对称轴的间距的2倍,对目标恒等变形之后,抓住方程的根满足方程适时代换,设而不求,从而解决问题.
4.变量整体代换中设而不求
在解……
