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三角恒等變換的技巧及其應(yīng)用

2012-12-31 00:00:00牛曉偉
考試周刊 2012年49期


  一、技巧
  1.變角
  例1:求證:-2cos(α+β)=
  證明:∵2α+β=α+β+α
  ∴sin(2α+β)-2cos(α+β)sinα
  =sin[(α+β)+α]-2cos(α+β)sinα
  =sin(α+β)cosα+cos(α+β)sinα-2cos(α+β)sinα
  =sin(α+β)cosα-cos(α+β)sinα
  =sin(α+β-α)
  =sinβ
  ∴-2cos(α+β)=
  評析:“角”是三角函數(shù)的基本元素,研究三角恒等變換離不開“角”的變換.對單角、倍角、和角、差角等進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃无D(zhuǎn)化,往往能起到化難為易、化繁為簡的作用.
  2.分類
  例2:化簡cos(-2x)+cos(+2x),其中k∈Z.
  解析:(1)當(dāng)k=4n(n∈Z)時(shí),
  原式=cos(2nπ-2x)+cos(2nπ+2x)
  =cos2x+cos2x
  =2cos2x
 ?。?)當(dāng)k=4n+1(n∈Z)時(shí),
  原式=cos(2nπ+-2x)+cos(2nπ++2x)
  =cos(-2x)+cos(+2x)
  =sin2x-sin2x
  =0
  (3)當(dāng)k=4n+2(n∈Z)時(shí),
  原式=cos(2nπ+π-2x)+cos(2nπ+π+2x)
  =cos(π-2x)+cos(π+2x)
  =-cos2x-cos2x
  =-2cos2x
 ?。?)當(dāng)k=4n+3(n∈Z)時(shí),
  原式=cos(2nπ+2π--2x)+cos(2nπ+2π-+2x)
  =cos(-2x)+cos(+2x)
  =-sin2x+sin2x
  =0
  評析:不少三角恒等變換問題中,都含有特定的字母常數(shù),對特定的字母或常數(shù)恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行分類討論,往往能幫助我們快速解題.
  3.降次
  例3:求使函數(shù)f(x)=sinx+cosx+sin4x-為正值的x的集合.
  解析:f(x)=sinx+cosx+sin4x-
  =+cos4x+sin4x-
  =sin(4x+)+
  由sin(4x+)+>0,
37096029ee6a4d9000ca5bb464dcfd2c  得sin(4x+)>-,2kπ-<4x+<2kπ+,
  ∴-<x<+,k∈Z.
  故使函數(shù)f(x)=sinx+cosx+sin4x-為正值的x的集合為{x|-<x<+,k∈Z}.
  評析:對于某些含有高次(二次或二次以上)的問題,我們常常利用相關(guān)公式將高次三角式低次化,以達(dá)到解決問題的目的.
  二、應(yīng)用
  1.求值
  例4:已知sinα-sinβ=-,cosα-cosβ=,α、β為銳角,求:cos(α-β)的值.
  解析:將sinα-sinβ=-及cosα-cosβ=兩式平方后再相加,可得2-2(sinαsinβ+cosαcosβ)=,故cos(α-β)=.
  2.證明
  例5:已知A+B=45°,求證:(1+tanA)(1+tanB)=2.
  證明:(1+tanA)(1+tanB)=1+tanAtanB+tanA+tanB
  =1+tanAtanB+tan(A+B)(1-tanAtanB)
  =1+tanAtanB+tan45°-tan45°tanAtanB
  =2
  3.化簡
  例6:化簡5sinα+cosα+2sin2α.
  解析:由sinα=,cosα=,可得
  原式=5×+×+2sin2α
  =2sin2α-2cos2α+3
  =4(sin2α-cos2α)+3
  =4sin(2α-)

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