高考数学辅导三角函数解题技巧和公式
浅论关于三角函数的几种解题技巧
一、关于)2sin (cos sin cos sin ααααα或与±的关系的推广应用:
1、由于ααααααααcos sin 21cos sin 2cos sin )cos (sin 222±=±+=±故知道)cos (sin αα±,必可推出)2sin (cos sin ααα或,例如:
例1 已知θθθθ3
3cos sin ,33cos sin -=-求。
分析:由于)cos cos sin )(sin cos (sin cos sin 2233θθθθθθθθ++-=-
]cos sin 3)cos )[(sin cos (sin 2θθθθθθ+--=
其中,θθcos sin -已知,只要求出θθcos sin 即可,此题是典型的知sin θ-cos θ,求sin θcos θ的题型。
解:∵θθθθcos sin 21)cos (sin 2-=- 故:31
cos sin 31)33
(cos sin 212=?==-θθθθ
]cos sin 3)cos )[(sin cos (sin cos sin 233θθθθθθθθ+--=- 394
3133]313)33[(33
2=?=?+=
2、关于tg θ+ctg θ与sin θ±cos θ,sin θcos θ的关系应用: 由于tg θ+ctg θ=θθθθθ
θθθθθcos sin 1
cos sin cos sin sin cos cos sin 22=+=+
故:tg θ+ctg θ,θθcos sin ±,sin θcos θ三者中知其一可推出其余式子的值。
例2 若sin θ+cos θ=m 2,且tg θ+ctg θ=n ,则m 2 n 的关系为( )。
A .m 2=n
B .m 2=12
+n C .n m 22= D .22
m n =
分析:观察sin θ+cos θ与sin θcos θ的关系:
sin θcos θ=21
21
)cos (sin 22-=-+m θθ
而:n ctg tg ==+θθθθcos sin 1
故:1212122+=?=-n
m n m ,选B 。
例3 已知:tg α+ctg α=4,则sin2α的值为( )。
A .21
B .21-
C .41
D .4
1- 分析:tg α+ctg α=4
1cos sin 4cos sin 1=?=αααα 故:2
12sin cos sin 22sin =?=αααα。 答案选A 。 例4 已知:tg α+ctg α=2,求αα44cos sin +
分析:由上面例子已知,只要αα44cos sin +能化出含sin α±cos α或sin αcos α的式子,则即可根据已知tg α+ctg α进行计算。由于tg α+ctg α=
?=2cos sin 1αα 2
1cos sin =αα,此题只要将αα44cos sin +化成含sin αcos α的式子即可: 解:αα44cos sin +=αα44cos sin ++2 sin 2αcos 2α-2 sin 2αcos 2α
=(sin 2α+cos 2α)- 2 sin 2αcos 2α =1-2 (sin αcos α)2
=1-2)2
1(2? =2
11- =2
1 通过以上例子,可以得出以下结论:由于ααcos sin ±,sin αcos α及tg α+ctg α三者之间可以互化,知其一则必可知其余二。这种性质适合于隐含此三项式子的三角式的计算。但有一点要注意的;如果通过已知sin αcos α,求含ααcos sin ±的式子,必须讨论其象限才能得出其结果的正、负号。这是由于(ααcos sin ±)2=1±2sin αcos α,要进行开方运算才能求出ααcos sin ±
二、关于“托底”方法的应用:
在三角函数的化简计算或证明题中,往往需要把式子添加分母,这常用在需把含tg α(或ctg α)与含sin α(或cos α)的式子的互化中,本文把这种添配分母的方法叫做“托底”法。方法如下:
例5 已知:tg α=3,求α
αααcos sin 2cos 3sin +-的值。 分析:由于α
ααcos sin =tg ,带有分母cos α,因此,可把原式分子、分母各项除以cos α,“造出”tg α,即托出底:cos α;
解:由于tg α=30cos 2≠?+
≠?αππαk
故,原式=013233123cos cos cos sin 2cos cos 3cos sin =+?-=+-=+??-ααα
αααααα
αtg tg
例6 已知:ctg α= -3,求sin αcos α-cos 2α=?
分析:由于α
ααsin cos =ctg ,故必将式子化成含有ααsin cos 的形式,而此题与例4有所不同,式子本身没有分母,为了使原式先出现分母,利用公式:1cos sin 22=+αα及托底法托出其分母,然后再分子、分母分别除以sin α,造出ctg α:
解:αααααααααα2222
22cos sin cos cos sin cos cos sin 1cos sin +-=-?=+ α2sin ,分母同除以分子 αααα
ααααα22221)sin cos (1)sin cos (sin cos ctg ctg ctg +-=+- 56)
3(1)3(322-=-+-+-= 例7 (95年全国成人高考理、工科数学试卷)
设20,20ππ<<< 3(--ctgy ctgx 的值 分析:此题是典型已知含正弦函数的等式求含正切、余切的式子,故要用“托底法”,由于 20,2 0ππ<<< 底,得: 解:由已知等式两边同除以y x sin sin 得: 1sin sin 6cos cos 6sin sin sin 3cos cos 3sin 1sin sin )6 sin()3sin(=-?-?=--y y y x x y x y x π πππππ 33 4)3)(33(1)3)(3 3(431)3)(13(411sin sin 3cos sin sin cos 341=--?=--?=--?=-?-??ctgy ctgx ctgy ctgx ctgy ctgx y y y x x x “托底”适用于通过同角的含正弦及余弦的式子与含正切、余切的式子的互化的计算。由 于αααcos sin =tg ,α ααsin cos =ctg ,即正切、余切与正弦、余弦间是比值关系,故它们间的互化需“托底”,通过保持式子数值不变的情况下添加分母的方法,使它们之间可以互相转化,达到根据已知求值的目的。而添加分母的方法主要有两种:一种利用1cos sin 22=+αα,把αα22cos sin +作为分母,并不改变原式的值,另一种是通过等式两边同时除以正弦或余弦又或者它们的积,产生分母。 三、关于形如:x b x a sin cos ±的式子,在解决三角函数的极值问题时的应用: 可以从公式)sin(sin cos cos sin x A x A x A ±=±中得到启示:式子x b x a sin cos ±与上述公式有点相似,如果把a ,b 部分变成含sinA ,cosA 的式子,则形如x b x a sin cos ±的式子都可以变成含)sin(x A ±的式子,由于-1≤)sin(x A ±≤1, 所以,可考虑用其进行求极值问题的处理,但要注意一点:不能直接把a 当成sinA ,b 当成cosA ,如式子:x x sin 4cos 3+中,不能设sinA=3,cosA=4,考虑:-1≤sinA ≤1,-1≤cosA ≤1,可以如下处理式子: ???? ??+±++=±x b a b x b a a b a x b x a sin cos sin cos 22222 2 由于1)()(222222=+++b a b b a a 。 故可设:22sin b a a A +=,则A A sin 1cos -±=,即:22cos b a b A +±= ∴)sin()sin cos cos (sin sin cos 2222x A b a x A x A b a x b x a ±+=±+=± 无论x A ±取何值,-1≤sin(A ±x)≤1, 22b a +-≤)sin(22x A b a ±+≤22b a + 即:22b a +-≤x b x a sin cos ±≤22b a + 下面观察此式在解决实际极值问题时的应用: