三角函数解题技巧和公式(已整理)
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浅论关于三角函数的几种解题技巧
本人在十多年的职中数学教学实践中,面对三角函数内容的相关教学时,积累了一些解题方面的处理技巧以及心得、体会。下面尝试进行探讨一下: 一、关于)2sin (cos sin cos sin ααααα或与±的关系的推广应用:
1、由于α
αααααααcos 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θθθθ33cos sin ,3
3
cos 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:3
1cos sin 31)33(
cos sin 212=⇒==-θθθθ ]cos sin 3)cos )[(sin cos (sin cos sin 233θθθθθθθθ+--=- 39
43133]313)33[(332=⨯=⨯+=
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=θ
θθθθθθθθθcos 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 2
2= D .22m
n = 分析:观察sin θ+cos θ与sin θcos θ的关系:
sin θcos θ=2
1
21)cos (sin 22-=-+m θθ
而:n ctg tg ==
+θ
θθθcos sin 1
故:12
12122+=⇒=-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
1
cos sin 4cos sin 1=⇒=αααα
故:2
1
2sin 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 1
α
α
2
1
cos 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)21
(2⨯
=21
1-
=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
αα
αcos sin 2cos 3sin +-的值。
分析:由于α
α
αcos 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
≠⇒+
≠⇒απ
παk
故,原式=013233123cos cos cos sin 2cos cos 3cos sin =+⨯-=+-=+
⋅⋅
-ααα
ααααα
α
αtg tg
例6 已知:ctg α= -3,求sin αcos α-cos 2α=?
分析:由于αααsin cos =ctg ,故必将式子化成含有αα
sin 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:α
αα
ααααααα2
222
2
2
cos sin cos cos sin cos cos sin 1cos sin +-=-⇒=+ α2sin ,分母同除以分子 αααα
ααααα2222
1)
sin cos (1)
sin cos (sin cos ctg ctg ctg +-=+- 56
)3(1)3(32
2-=-+-+-=
例7 (95年全国成人高考理、工科数学试卷) 设20,2
0π
π
<
<<
sin()3sin(sin sin y x y x --=π π且 求:)3)(3 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2 0,20π π < << x sin sin 为底,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 )6sin()3sin(=-⋅-⇒=--y y y x x y x y x π πππππ