第四章  三角函数
 §4.6 三角函数的应用

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟
    一、复习目标
    掌握三角函数最值的常见求法,能运用三角函数最值解决一些实际问题.

    二、重点难点
    重点:三角函数最值的常见方法与实际应用.

    难点:角的变换方法与角范围的讨论.

    三、特别提示
    1、要重视角的范围对三角函数最值的影响,因此要注意角的范围的讨论.
    2、三角恒等变形的实质是对角或函数名称进行转化,而转化的依据就是一系列三角公式的理解:
    ①同角三角函数关系式可实现三角函数名称的转化;
    ②诱导公式及和、差、倍角的三角函数公式可实现角与名称的转化;
    ③倍角公式还可实现三角函数式次数的转化.
    3、在进行化简时,一般变角优先,要观察三角函数式中角的特点,即有无特殊角,有无互余、互补角,角与角之间有无倍、差的关系,怎样才能实现角的统一等.同时,也要注意方程思想、消元思想的应用.

    知识梳理
   
一、化简
    化简是三角函数式求值与证明的基础,即通过一系列的恒等变形,化异为同,以达到简化运算的目的.

    1、化简的标准要求

    (1)能求出值的就求出值来;

    (2)使三角函数式的项数、三角函数的种类及角的种类尽可能少;

    (3)使三角函数式的次数尽可能低;

    (4)分母中尽量不含三角函数式和根式.

    2、化简的常用方法

    (1)能直接使用公式时就用公式(包括正用、逆用、变形用).

    (2)常用切割化、异名化、异角化等.

    3、化简的常用技巧

    (1)注意特殊角的三角函数与特殊值的互化.

    (2)注意利用代数上的一些恒等变形法则和分数的基本性质.

    (3)对于二次根式,注意二倍角公式的逆用.

    (4)注意利用角与角之间的隐含关系.

    (5)注意利用“1”的恒等变形.

    (6)注意条件的合理使用:

    ①尽可能不去破坏条件的整体结构,即要把所求式子适当变形,能使条件整体代入;

    ②将条件适当简化、整理或重新改造、组合,使其与所求式子更吻合.

    二、求值

    三角函数主要有三类求值问题

  1、“给角求值”:一般所给出的角都是非特殊角,从表面来看是很难的,但仔细观察非特殊角与特殊角总有一定的关系,解题时,要利用观察得到的关系,结合三角公式转化为特殊角并且消除非特殊角的三角函数而得解.
  2、“给值求值”:给出某些角的三角函数式的值,求另外一些角的三角函数值,解题关键在于“变角”,使其角相同或具有某种关系.
  3、“给值求角”:实质上也转化为“给值求值”,关键也是变角,把所求角用含已知角的式子表示出来,由所得的函数值结合该函数的单调区间求得角.
  三、证明
    三角等式的证明可分为三角恒等式的证明与三角条件等式的证明两种.

    1、证明三角恒等式的方法

    证明三角恒等式的实质是消除等式两边的差异,有目的地化繁为简、左右归一或变更论证.

    证明三角恒等式的常用方法为:

    (1)从一边开始证得它等于另一边,可能是左边`>=`右边,也可能是右边号左边,一般应该由繁到简;

    (2)证明左、右两边都等于同一个式子(或值).

    2、证明三角条件等式的方法

  首先观察条件与结论的差异,从解决某一差异人手,确定从结论开始通过变换将已知表达式代人得出结论,或通过变换已知条件得出结论,如果这两种方法都证不出来,可采用分析法;如果已知条件含参数,可采用消去参数法;如果已知是连比的式子,可用换元法.

    应用举例
    一、应用特点
    1、三角函数的实际应用
    2、三角函数与其他知识的综合应用
    3、三角函数的创新应用

    二、案例示范
    (回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范)

    1、如右图,平面直角坐标系中,在`y`轴的正半轴(原点除外)上给定两点`A、B`.试在`x`轴的正半轴(原点除外)上求一点`C`,使么`∠ACB`取得最大值.

                                                          

    提示 示范  

    2、 (2007天津检测)定义在R上的函数`f(x)`满足`f(x)=f(x+2)`,当`x in[3,5]`时,`f(x)=2-|x-4|`,则`f(sin1)`,`f(cos2)`,`f(sin(pi/6))`的大小关系是(    )
    A.`f(sin(pi/6))<f(sin1)<f(cos2)`

    B.`f(sin1)<f(cos2)<f(sin(pi/6))`

    C.`f(cos2)<f(sin1)<f(sin(pi/6))`

    D.`f(sin1)<f(cos2)<f(sin(pi/6))`
    提示 示范  

    3、已知某海滨浴场的海浪高度`y`(米)是时间`t(O<=t<=24,单位:小时)`的函数,记作`y=f(t)`.下表是某日各时刻的浪高数据:

经长期观测,`y=f(t)`的曲线可近似地看成是函数`y=Acosomegat+b`.
    (1)根据以上数据,求出函数`y=Acosomegat+b`的最小正周期`T`、振幅`A`及函数表达式.

  (2)依据规定,当海浪高度高于1米时才对冲浪爱好者开放.请依据(1)的结论,判断一天内的上午8:OO至晚上20:00之间,有多少时间可供冲浪者进行运动?

    提示 示范  

    实践体验
    (在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高)

    1、化简:`(1+costheta-sintheta)/(1-costheta-sintheta)+(1-costheta-sintheta)/(1+costheta-sintheta)`.
    提示 示范  

    2、(1)求值:`(tan10°-root()(3))(cos10°)/(sin50°)`;
    (2)求值:`(cos15°sin9°+sin6°)/(sin15°sin9°-cos6°)`;

    (3)求值:`cot10°-4cos10°`.
    提示 示范  

    拓展探究
    求证:`(cos^2alpha)/(1/(tan(alpha/2))-tan(alpha/2))=1/4sin2alpha`
    提示 示范  

 

    基础训练
    参考答案

 
    提高训练
    参考答案

    学习感悟
    1、求三角函数最值的常用方法有:

    ①配方法(主要利用二次函数理论及三角函数的有界性);

    ②化为一个角的三角函数(主要利用和差角公式及三角函数的有界性);

    ③数形结合法(常用到直线的斜率关系);

    ④换元法(如万能公式,将三角问题转化为代数问题);

    ⑤基本不等式法等.

    2、三角函数的最值都是在给定区间上取得的,因而特别要注意题设中所给出的区间.

    (1)求三角函数最值时,一般要进行一些代数变换和三角变换,要注意函数有意义的条件及弦函数的有界性.

    (2)含参数函数的最值问题,要注意参数的作用和影响.

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