内容正文:
4.2.3 三角函数的叠加及其应用
北师大版(2019)必修第二册
学习目标
1.能灵活运用两角和与差的三角函数公式对三角函数式化简,体现逻辑推理能力(重点)
2.理解辅助角公式的结构形式,并能利用该公式解决三角函数的图象与性质问题,体现数学计算能力(难点)
新课引入
复习一下:Sα±β和Cα±β的公式:
Sα±β:sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β
Cα±β:cos(α±β)=cos αcos βsin αsin β
由公式Cα±β和Sα±β可以把α±β的三角函数式转化为α,β的三角函数式.如果从右到左使用公式,可以将三角函数式化简.
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例5:化简:
(1)sin 72°cos 42°-cos 72°sin 42°;
由公式Sα-β,得
sin 72°cos 42°-cos 72°sin 42°=sin(72°-42°)=sin 30°= ;
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(2)
可以将 分别看成
由公式Sα+β,得
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辅助角公式
一般地,当a,b不同时为0时,
根据Sα+β,引入辅助角φ,使得
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辅助角公式
所以
(a,b不同时为0),
其中角φ所在象限由a,b的符号确定,角φ的值由sin φ和cos φ的值确定,也就是由 来确定.
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例6:求 的最大值和周期.
故当 时,也就是当 时,
取
得最大值1,f(x)的最大值为2, f(x)的周期T=2π.
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思考一下:例6可以给我们什么启示?
利用两角和或差的三角函数公式,可以将某些三角函数式化简成为Asin(ωx+φ)的形式,以利于研究这类三角函数的图象和性质.
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思考交流:求函数f(x)=sin x+cos x的最大值、最小值和周期.
所以当 ,即 时,
当 ,即 时,
f(x)的周期T=2π.
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思考交流:利用上述问题的研究方法,求函数f(x)=asin x+bcos x(a,b不同时为0)的最大值、最小值和周期.
f(x)=asin x+bcos x= sin(x+φ) ,其中
当 时,
当 时,
f(x)的周期T=2π.
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例7: 已知三个电流瞬时值的函数解析式分别是
其中ω为常数,t为线圈旋转的时间,求它们合成后的电流瞬时值的函数解析式,并求出这个函数的振幅.
将三个电流瞬时值的函数解析式化成f(x)=Asin(ωx+φ)的形式,
由两角和与差的正弦公式有
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其中 ,所以 ,且它的振幅是
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由此可知几个振幅和初相不同但频率相同的正弦波之和,总是等于另一个具有相同频率的正弦波,同时可求得这个正弦波的振幅和初相.
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1.辅助角公式
2.三角函数的应用
感谢各位同学的观看
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