内容正文:
■胡贵平
两角和与差的三角公式主要涉及的是和
与差的正弦、余弦、正切公式,其主要应用于
给角求值、三角函数的化简、三角恒等式的证
明等。
一、求值问题
例1 已知
π
2<β<α<
3π
4
,cosα-β =
5
13
,sinα+β =-
4
5
,求sin2α的值。
解:由π
2<β<α<
3π
4
,可得β<α,0<α-
β<
π
4
,π<α+β<
3π
2
,所 以sinα-β =
1-cos2 α-β =
12
13
, cosα+β =
- 1-sin2 α+β = -
3
5
。故 sin2α =
sin[(α+β)+ (α -β)]=sinα+β ·
cosα-β +cosα+β sin(α-β)=-
56
65
。
评注:观察题设中角之间的内在联系,利
用条件和结论中的三角函数的变化规律,寻
找变换的切入点。
二、公式的逆向或变形应用
例2 (1)求值:sin32°cos28°+sin58°·
cos62°。
(2)求值:tan10°+tan50°+ 3tan10°·
tan50°。
解:(1)原式=sin32°cos28°+cos32°·
sin28°=sin32°+28° =sin60°=
3
2
。
(2)因为tan10°+tan50°=tan60°·
1-tan10°tan50° ,所以tan10°+tan50°+
3tan10°tan50°=tan60°(1-tan10°tan50°)
+ 3tan10°tan50°= 3- 3tan10°tan50°+
3tan10°tan50°= 3。
评注:从整体出发,对局部进行三角变
换,利用特殊角的三角函数进行求值。
三、辅助角公式的应用
例3 已知函数f(x)=cosx(acosx-
sinx)- 3a∈R ,且f
π
3 =- 3。
(1)求实数a的值。
(2)求f(x)的单调增区间。
(3)求函数f(x)在 0,
π
2 上的最小值
及对应的x 值。
解:(1)因为 f(x)=cosx(acosx-
sinx)- 3 a∈R ,且f
π
3 =- 3,所以
f
π
3 =cos π3 acosπ3-sinπ3 - 3 =
- 3,所以a= 3。
(2)由(1)知f(x)=cosx(3cosx-
sinx)- 3= 3cos2x-sinxcosx- 3=
3·
1+cos2x
2 -
1
2sin2x- 3=cos2x+
π
6 - 32。
令2kπ+π≤2x+
π
6≤2kπ+2π
,可得函数
f(x)的单调增区间为 kπ+
5π
12
,kπ+
11π
12 ,
k∈Z。
(3)由 x∈ 0,
π
2 ,可 得 2x+ π6 ∈
π
6
,7π
6 ,所以当2x+π6=π,即x=5π12时,
f(x)=cos2x+
π
6 - 32 取 得 最 小 值 为
-
3
2-1
。故 当 x=
5π
12
时,函 数 f(x)在
0,
π
2 上的最小值为- 32-1。
评注:在研究三角函数的性质时,可把原
函数化为y=Asin(ωx+φ)+B 的形式,这
样有利于问题的解决。
作者单位:甘肃省白银市第一中学
(责任编辑 郭正华)
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知识结构与拓展
高一数学 2023年12月
三角函数y=Asin(ωx+φ)对称轴的应用
■许卫华
函数y=Asin(ωx+φ)是由正弦函数
y=sinx 复合而成的,令ωx+φ=kπ+
π
2
(k∈Z),可得y=Asin(ωx+φ)的对称轴方
程为x=
kπ+
π
2-φ
ω
(k∈Z)。利用类比可得
函数y=Acos(ωx+φ)的对称轴方程为x=
kπ+π-φ
ω
(k∈Z)。下面通过典型例题谈谈
如何应用三角函数的对称轴解题。
一、三角函数的解析式问题
例1 设 函 数 f(x)=sin(2x+φ)
(-π<φ<0),函数f(x)图像的一条对称轴
是直线x=
π
8
,求φ的值。
分析:由函数y=sinx 的对称轴是x=
kπ+
π
2
(k∈Z),可令2x+φ=kπ+
π
2
(k∈
Z),结合条件-π<φ<0求解。
解:由x=
π
8
是函数y=f(x)的图像的
一条对称轴,可得sin2×
π
8+φ =±1,所以
π
4+φ=kπ+
π
2
,k∈Z,即φ=kπ+
π
4
,k∈Z。
又-π<φ<0,所以φ=-
3π
4
。
对称轴都是经过函数图
像的最高点或最低点的直线,
把对称轴方程代入到函数解析式中,此时函
数取得最大值或最小值。本题的易错点是:
令ωx+φ=2kπ+
π
2
(k∈Z),从而出现错误。
变式练习1:函数f(x)=Asin(ωx+φ)
(其中A,ω,φ 为常数,