高考数学复习点拨:简单的三角恒等变换专题

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高考数学复习总结归纳点拨

1 简单的三角恒等变换专题

三角函数和代数、几何知识联系密切,它是研究其他各类知识的重要工具.高考题中与三角函数有关的问题,大都以恒等变形为研究手段.三角变换是运算、化简、求值、证明过程中不可缺少的解题技巧,要学会创设条件灵活运用三角公式,掌握运算,化简的方法和技能.

1.含有不同角或幂次不同的三角函数等式的证明

如果等式两边是含有不同角的三角函数式,那么可以从变化角入手,如果等式两边所含的三角函数的幂次不同,那么可以从变化次数入手.

例1 求证222(3cos4)tancot1cos4xxxx.

分析:观察左、右两边式子间的差异,若选择“从左证到右”,则“切化弦”的方法势

在必行;若选择“从右证到左”,则倍角公式应是必用公式.

证法一:左边22442222sincossincoscossinsincosxxxxxxxx

2222222211sin2(sincos)2sincos211sin2sin244xxxxxxx

22211sin284sin244cos2211cos41cos4(1cos4)8xxxxxx

42(1cos4)2(3cos4)1cos41cos4xxxx右边.

证法二:右边2222(21cos4)2(22cos2)2sin22sin2xxxx

222222222222(1cos2)(sincos)(cossin)4sincos2sincosxxxxxxxxx

4422222(sincos)tancot2sincosxxxxxx左边.

评析:切割化弦是三角变换的一种常用方法,若能把所给式子中的三角函数都化成同名、同角的三角函数,则此三角函数式的化简,实质上是代数式的变换.

2.含有差异角的三角函数式的求解

三角函数式中往往出现较多的差异角,注意观察角与角之间的和、差、倍、半、互补、互余等关系,运用角的变换,化多角为单角或减少未知角的数目,沟通条件角与结论角的联系,使问题顺利获解.对角的变换:①可以通过诱导公式;②注意倍角的相对性,如是2的倍角,3是32的倍角等;③注意拆角、拼角技巧,例如2()(),高考数学复习总结归纳点拨

2 22,πππ424等.

例2 若π4cos45x,5π7π44x,求2sin22sin1tanxxx.

分析:转化为已知一个角π4x的三角函数值,求这个角的其余三角函数值的问题.这

样可以将所求式子化简,使其出现π4x这个角的三角函数.

解:2sin22sin2sin(cossin)cossin2(cossin)1tancossincossinxxxxxxxxxxxxxx

1tanπππsin2sin2tancos2tan1tan424xxxxxxx.

2ππ[2cos1]tan44xx

5π7π44xQ,3πππ24x.

又π4cos45xQ,

π3sin45x,π3tan44x.

原式1632121254100.

评析:本题采用的“凑角法”是解三角题的常用技巧,解题时首先要分析已知条件和结论中各种角之间的相互关系,并根据这种关系来选择公式.

3.给值求角的关键也是变角

把所求的角用含已知其值的角的式子表示,由所求的函数值结合该函数的单调区间求得角,但不要忽视对所求角的范围的讨论.即解决“给值求角”问题是由两个关键步骤构成:①把所求角用含已知角的式子表示;②由所得的函数值结合该函数的单调区间求得角.

例3 已知1tan()2,1tan7,且(0π),,,求2的值.

解:22()Q,1tan()2,

22tan()4tan2()1tan()3

从而tan(2)tan[2()]4125tan2()tan3721141251tan2()tan13721.

又tan()tan1tantan()11tan()tan3Q.

且0π,π04.π022.

又1tan07,且(0π),, 高考数学复习总结归纳点拨

3 ππ2,ππ2.

π20.32π4.

评析:本题通过变形转化为已知三角函数值求角的问题,关键在于对角的范围的讨论,注意合理利用不等式的性质,必要时,根据三角函数值,缩小角的范围,从而求出准确角.另外,求角一般都通过三角函数值来实现,但求该角的哪一种函数值,往往有一定的规律,若(0π),,则求cos.若ππ22,,则求sin等.

4.参变量的桥梁作用

根据三角函数式的结构,引入参变量,使参变量在解题过程中起到桥梁作用,通过参数代换,使繁难的式子变得简单、复杂的式子变得简明,使隐含的规律显露出来.

例4 求cos36cos72oo的值.

解:设cos36xo,cos72yo,

由2cos722cos361oo,得221yx.

又22cos3612sin1812cos72ooo,则212xy.

222()2()()xyxyxyxy,

0xyQ,12xy,即1cos36cos722oo.

评析:在三角函数求值问题中,通过引入参变量调节命题结构,把问题转化为对参变量的讨论.这种替换可以转化原问题的结构,简化解题过程.巧妙的变换,还可以收到事半功倍的效果.

5.借助方程思想证明等式

有关角度等式的证明问题,可以借助方程思想把其转化为已知三角函数值求角的问题

例5 若,为锐角,且223sin2sin1,3sin22sin20,求证:π22a.

分析:由条件等式证明“角+角=角”的问题,一般转化为证明相应的三角函数值问题.

证明:已知两个等式可化为23sincos2, ①

3sincossin2, ②

①②,得sincos2cossin2,即coscos2sinsin20,

cos(2)0.

π02Q,π02,3π022.

π22.

评析:要证明两角相等,仅证明两个角的同名三角函数值相等是不够的,还必须要证明它们在同一单调区间内.