解答三角函數(shù)問題,幾乎都要通過恒等變換將復雜問題簡單化,將隱性問題明朗化。三角恒等變換的公式很多,主要有“同角三角函數(shù)的基本關(guān)系”、“誘導公式”、“和、差、倍、半角公式”、“輔助角公式(化一公式)”等,這些公式間一般都存在三種差異,如角的差異、函數(shù)名的差異和運算種類的差異,只有靈活有序地整合使用這些公式,消除差異、化異為同,才能得心應手地解決問題,這是三角問題的特點。下面從九個方面解讀三角恒等變換的常用技巧。
一、“角變換”技巧
角變換的基本思想是,觀察發(fā)現(xiàn)問題中出現(xiàn)的角之間的數(shù)量關(guān)系,把“未知角”分解成“已知角”的“和、差、倍、半角”,然后運用相應的公式求解。
二、“名變換”技巧
名變換是為了減少函數(shù)名稱或統(tǒng)一函數(shù)而實施的變換,需要進行名變換的問題常常有明顯的特征,如已知條件中弦、切交互呈現(xiàn)時,最常見的做法是“切弦互化”,但實際上,誘導公式、倍角公式,平方關(guān)系也能進行名變換。
三、“常數(shù)變換”技巧
在三角恒等變形過程中,有時需將問題中的常數(shù)寫成某個三角函數(shù)值或式,以利于完善式子結(jié)構(gòu),運用相關(guān)公式求解,如
四、 “邊角互化”技巧
解三角形時,邊角交互呈現(xiàn),用正、余弦定理把復雜的邊角關(guān)系或統(tǒng)一成邊,運用代數(shù)運算方法求解,或統(tǒng)一成角,運用三角變換求解.
五、“升降冪變換”技巧
當所給條件出現(xiàn)根式時,常用升冪公式去根號,當所給條件出現(xiàn)正、余弦的平方時,常用“降冪”技巧,常見的公式有:
可以看出,從左至右是“冪升角變半”,而從右至左則是“冪降角變倍”.
【反思】以上兩例表明,“升降冪技巧”僅僅是解題過程中的一個關(guān)鍵步驟,只有有效地整合各種技巧與方法才能順利地解題。如例7中用到了常數(shù)“變換技巧”,例8中用到了“輔助角”變換技巧.
六、 “公式變用”技巧
幾乎所有公式都能變形用或逆向用,如
實際上,“常數(shù)變換”技巧與“升降冪”技巧等也是一種公式變用或逆用技巧.
【反思】這里通過“角變換”和公式變形得出裂項公式,然后累加消項,這也是數(shù)列求和的一種常見技巧.
七、“輔助角變換”技巧
【反思】(1)解答本題的方法很多,比較多用的方法是類比斜率計算公式,把問題轉(zhuǎn)化為直線斜率問題,也有用萬能置換后,轉(zhuǎn)化為分式函數(shù)求解的.(2)輔助角公式的形成,也可以看成是“常數(shù)變換”的結(jié)果. 事實上,
八、 “換元變換”技巧
九、 “萬能置換”技巧
“萬能置換”技巧,實際從屬于“名變換”技巧,其特征是用半角的正切值表示原角的正弦、余弦與正切.
最后還要指出,這里介紹的所謂技巧只是解決問題時關(guān)鍵步驟的一種特定的做法,每一個問題的解決常常伴隨著幾種技巧的綜合運用,所以,只有準確理解三角公式的內(nèi)在關(guān)系及其基本功能,善于發(fā)現(xiàn)問題中角、名、結(jié)構(gòu)的差異,準確地選擇轉(zhuǎn)換策略,化異為同,才能準確有效地運用三角恒等變換的常用技巧解決問題.
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