教學(xué)內(nèi)容: 三角函數(shù)
二. 具體過程: 【高考要求】 1. 任意角的概念、弧度制 ①了解任意角的概念,。 ②了解弧度制的概念,,能進(jìn)行弧度與角度的互化。 2. 三角函數(shù) ①理解任意角三角函數(shù)(正弦、余弦,、正切)的定義,。 ②能利用單位圓中的三角函數(shù)線推導(dǎo)出,的正弦,、余弦,、正切的誘導(dǎo)公式,能畫出的圖象,,了解三角函數(shù)的周期性,。 ③理解正弦函數(shù)、余弦函數(shù)在區(qū)間[0,,2π]上的性質(zhì),,理解正切函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性。 ④理解同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式:,。 ⑤了解函數(shù)的物理意義,;能畫出的圖象,了解參數(shù)對(duì)函數(shù)圖象變化的影響,。 ⑥了解三角函數(shù)是描述周期變化現(xiàn)象的重要函數(shù)模型,,會(huì)用三角函數(shù)解決一些簡(jiǎn)單實(shí)際問題。 3. 三角恒等變換 (1)和與差的三角函數(shù)公式 ①會(huì)用向量的數(shù)量積推導(dǎo)出兩角差的余弦公式,。 ②能利用兩角差的余弦公式推導(dǎo)出兩角差的正弦,、正切公式。 ③能利用兩角差的余弦公式推導(dǎo)出兩角和的正弦,、余弦,、正切公式,推導(dǎo)出二倍角的正弦,、余弦,、正切公式,了解它們的內(nèi)在聯(lián)系,。 (2)簡(jiǎn)單的三角恒等變換 能運(yùn)用上述公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的恒等變換(包括導(dǎo)出積化和差,、和差化積、半角公式,,但對(duì)這三組公式不要求記憶),。 4. 解三角形 (1)正弦定理和余弦定理 掌握正弦定理和余弦定理,并能解決一些簡(jiǎn)單的三角形度量問題,。 (2)應(yīng)用 能夠運(yùn)用正弦定理和余弦定理等知識(shí)和方法解決一些與測(cè)量和幾何計(jì)算有關(guān)的實(shí)際問題,。
【熱點(diǎn)分析】 1. 近幾年高考對(duì)三角變換的考查要求有所降低,主要表現(xiàn)在對(duì)三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)的考查上有所加強(qiáng),。 2. 對(duì)本章內(nèi)容一般以選擇,、填空題形式進(jìn)行考查,,且難度不大,大致可分為四類問題(1)與三角函數(shù)單調(diào)性有關(guān)的問題,;(2)與三角函數(shù)圖象有關(guān)的問題,;(3)應(yīng)用同角變換和誘導(dǎo)公式,求三角函數(shù)值及化簡(jiǎn)和等式證明的問題,;(4)與周期有關(guān)的問題,。 3. 基本的解題規(guī)律為:觀察差異(或角,或函數(shù),,或運(yùn)算),,尋找聯(lián)系(借助于熟知的公式、方法或技巧),,分析綜合(由因?qū)Ч驁?zhí)果索因),,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。解題規(guī)律:在三角函數(shù)求值問題中的解題思路,,一般是運(yùn)用基本公式,,將未知角變換為已知角求解;在最值問題和周期問題中,,解題思路是合理運(yùn)用基本公式將表達(dá)式轉(zhuǎn)化為由一個(gè)三角函數(shù)表達(dá)的形式求解,。 4. 立足課本、抓好基礎(chǔ),。從前面敘述可知,,我們已經(jīng)看到近幾年高考已逐步拋棄了對(duì)復(fù)雜三角變換和特殊技巧的考查,而重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到對(duì)三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)的考查,,對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的考查上來,,所以在復(fù)習(xí)中首先要打好基礎(chǔ)。在考查利用三角公式進(jìn)行恒等變形的同時(shí),,也直接考查了三角函數(shù)的性質(zhì)及圖象的變換,,可見高考在降低對(duì)三角函數(shù)恒等變形的要求下,加強(qiáng)了對(duì)三角函數(shù)性質(zhì)和圖象的考查力度,。
【復(fù)習(xí)建議】 本章內(nèi)容由于公式多,,且習(xí)題變換靈活等特點(diǎn),建議同學(xué)們復(fù)習(xí)本章時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)方法技巧: 1. 三角函數(shù)恒等變形的基本策略,。 (1)常值代換:特別是用“1”的代換,,如1=cos2θ+sin2θ=tanx·cotx=tan45°等。 (2)項(xiàng)的分拆與角的配湊,。如分拆項(xiàng):sin2x+2cos2x=(sin2x+cos2x)+cos2x=1+cos2x,;配湊角:α=(α+β)-β,β=-等,。 (3)降次與升次,。 (4)化弦(切)法,。 (5)引入輔助角,。asinθ+bcosθ=sin(θ+),,這里輔助角所在象限由a、b的符號(hào)確定,,角的值由tan=確定,。 2. 證明三角等式的思路和方法。 (1)思路:利用三角公式進(jìn)行化名,,化角,,改變運(yùn)算結(jié)構(gòu),,使等式兩邊化為同一形式,。 (2)證明方法:綜合法、分析法,、比較法,、代換法,、相消法、數(shù)學(xué)歸納法,。 3. 證明三角不等式的方法:比較法,、配方法、反證法,、分析法,,利用函數(shù)的單調(diào)性,利用正,、余弦函數(shù)的有界性,,利用單位圓三角函數(shù)線及判別法等。 4. 解答三角高考題的策略,。 (1)發(fā)現(xiàn)差異:觀察角,、函數(shù)運(yùn)算間的差異,即進(jìn)行所謂的“差異分析”,。 (2)尋找聯(lián)系:運(yùn)用相關(guān)公式,,找出差異之間的內(nèi)在聯(lián)系。 (3)合理轉(zhuǎn)化:選擇恰當(dāng)?shù)墓?,促使差異的轉(zhuǎn)化,。 (4)由于三角函數(shù)是我們研究數(shù)學(xué)的一門基礎(chǔ)工具,近幾年高考往往考查知識(shí)網(wǎng)絡(luò)交匯處的知識(shí),,故學(xué)習(xí)本章時(shí)應(yīng)注意本章知識(shí)與其它章節(jié)知識(shí)的聯(lián)系,。如平面向量、換元法,、解三角形等,。 5. 重視數(shù)學(xué)思想方法的復(fù)習(xí),,如前所述,本章試題都以選擇,、填空題形式出現(xiàn),,因此復(fù)習(xí)中要重視選擇、填空題的一些特殊解題方法,,如數(shù)形結(jié)合法,、代入檢驗(yàn)法、特殊值法,,待定系數(shù)法,、排除法等。另外對(duì)有些具體問題還需要掌握和運(yùn)用一些基本結(jié)論,。如:關(guān)于對(duì)稱問題,,要利用y=sinx的對(duì)稱軸為x=kπ+(k∈Z),對(duì)稱中心為(kπ,,0),,(k∈Z)等基本結(jié)論解決問題,同時(shí)還要注意對(duì)稱軸與函數(shù)圖象的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)特征,。在求三角函數(shù)值的問題中,,要學(xué)會(huì)用勾股數(shù)解題的方法,因?yàn)楦呖荚囶}一般不能查表,,給出的數(shù)都較特殊,,因此主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用勾股數(shù)來解題能起到事半功倍的效果。 6. 加強(qiáng)三角函數(shù)應(yīng)用意識(shí)的訓(xùn)練,,實(shí)際上,,三角函數(shù)是以角為自變量的函數(shù),也是以實(shí)數(shù)為自變量的函數(shù),,它產(chǎn)生于生產(chǎn)實(shí)踐,,是客觀實(shí)際的抽象,同時(shí)又廣泛地應(yīng)用于客觀實(shí)際,,故應(yīng)培養(yǎng)“實(shí)踐第一”的觀點(diǎn),。總之,,三角部分的考查保持了內(nèi)容穩(wěn)定,,難度穩(wěn)定,題量穩(wěn)定,,題型穩(wěn)定,,考查的重點(diǎn)是三角函數(shù)的概念、性質(zhì)和圖象,三角函數(shù)的求值問題以及三角變換的方法,。 7. 變?yōu)橹骶€,、抓好訓(xùn)練。變是本專題的主題,,在三角變換考查中,,角的變換,三角函數(shù)名的變換,,三角函數(shù)次數(shù)的變換,,三角函數(shù)式表達(dá)形式的變換等比比皆是,,在訓(xùn)練中,,強(qiáng)化“變”的意識(shí)是關(guān)鍵,但題目不可太難,,較特殊技巧的題目不做,,立足課本,掌握課本中常見問題的解法,,把課本中習(xí)題進(jìn)行歸類,,并進(jìn)行分析比較,尋找解題規(guī)律,。針對(duì)高考中的題目來看,,還要強(qiáng)化變角訓(xùn)練,經(jīng)常注意收集角間關(guān)系的觀察分析方法,。另外如何把一個(gè)含有不同名或不同角的三角函數(shù)式化為只含有一個(gè)三角函數(shù)關(guān)系式的訓(xùn)練也要加強(qiáng),,這也是高考的重點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)掌握三角函數(shù)與二次函數(shù)相結(jié)合的題目,。 8. 注意對(duì)三角形中的問題的復(fù)習(xí),。由于教材的變動(dòng),有關(guān)三角形中的正,、余弦定理,。解三角形等內(nèi)容提到高中來學(xué)習(xí),近年又加強(qiáng)數(shù)形結(jié)合思想的考查和對(duì)三角變換要求的降低,,對(duì)三角的綜合考查將向三角形中的問題伸展,。 9. 在復(fù)習(xí)中,應(yīng)立足基本公式,,在解題時(shí),,注意在條件與結(jié)論之間建立聯(lián)系,在變形過程中不斷尋找差異,,講究算理,,才能立足基礎(chǔ),發(fā)展能力,,適應(yīng)高考,。 在本專題內(nèi)容中,,高考試題主要反映在以下三方面:其一是考查三角函數(shù)的性質(zhì)及圖象變換,尤其是三角函數(shù)的最大值與最小值,、周期,。多數(shù)題型為選擇題或填空題;其次是三角函數(shù)式的恒等變形,。如運(yùn)用三角公式進(jìn)行化簡(jiǎn),、求值,解決簡(jiǎn)單的綜合題等,。除在填空題和選擇題出現(xiàn)外,,解答題的中檔題也經(jīng)常出現(xiàn)這方面內(nèi)容。 另外,,還要注意利用三角函數(shù)解決一些應(yīng)用問題,。
【典型例題】 例1. 已知,求(1),;(2)的值,。 解:(1); (2) ,。 點(diǎn)評(píng):利用齊次式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(如果不具備,,通過構(gòu)造的辦法得到),進(jìn)行弦,、切互化,,就會(huì)使解題過程簡(jiǎn)化。
例2. 求函數(shù)的值域,。 解:設(shè),,則原函數(shù)可化為 ,因?yàn)?/span>,,所以 當(dāng)時(shí),,,當(dāng)時(shí),,,, 所以,函數(shù)的值域?yàn)?/span>,。
例3. 已知函數(shù),。 (1)求的最小正周期、的最大值及此時(shí)x的集合,; (2)證明:函數(shù)的圖像關(guān)于直線對(duì)稱,。 解:(1)
所以的最小正周期,因?yàn)?/span>, 所以,,當(dāng),,即時(shí),最大值為,; (2)證明:欲證明函數(shù)的圖像關(guān)于直線對(duì)稱,,只要證明對(duì)任意,有成立,, 因?yàn)?/span>,, , 所以成立,,從而函數(shù)的圖像關(guān)于直線對(duì)稱,。
例4. 已知函數(shù)y=cos2x+sinx·cosx+1 (x∈R), (1)當(dāng)函數(shù)y取得最大值時(shí),,求自變量x的集合; (2)該函數(shù)的圖像可由y=sinx(x∈R)的圖像經(jīng)過怎樣的平移和伸縮變換得到,? 解:(1)y=cos2x+sinx·cosx+1=(2cos2x-1)++(2sinx·cosx)+1 =cos2x+sin2x+=(cos2x·sin+sin2x·cos)+ =sin(2x+)+ 所以y取最大值時(shí),只需2x+=+2kπ,,(k∈Z),,即 x=+kπ,,(k∈Z)。 所以當(dāng)函數(shù)y取最大值時(shí),,自變量x的集合為{x|x=+kπ,,k∈Z} (2)將函數(shù)y=sinx依次進(jìn)行如下變換: (i)把函數(shù)y=sinx的圖像向左平移,,得到函數(shù)y=sin(x+)的圖像,; (ii)把得到的圖像上各點(diǎn)橫坐標(biāo)縮短到原來的倍(縱坐標(biāo)不變),得到函數(shù)y=sin(2x+)的圖像,; (iii)把得到的圖像上各點(diǎn)縱坐標(biāo)縮短到原來的倍(橫坐標(biāo)不變),,得到函數(shù)y=sin(2x+)的圖像; (iv)把得到的圖像向上平移個(gè)單位長(zhǎng)度,,得到函數(shù)y=sin(2x+)+的圖像,。 綜上得到y=cos2x+sinxcosx+1的圖像。 點(diǎn)評(píng):本題是2000年全國(guó)高考試題,屬中檔偏容易題,,主要考查三角函數(shù)的圖像和性質(zhì),。這類題一般有兩種解法:一是化成關(guān)于sinx,cosx的齊次式,,降冪后最終化成y=sin(ωx+)+k的形式,,二是化成某一個(gè)三角函數(shù)的二次三項(xiàng)式。本題(1)還可以解法如下:當(dāng)cosx=0時(shí),,y=1,;當(dāng)cosx≠0時(shí),y=+1=+1 化簡(jiǎn)得:2(y-1)tan2x-tanx+2y-3=0 ∵tanx∈R,,∴△=3-8(y-1)(2y-3)≥0,,解之得:≤y≤ ∴ymax=,此時(shí)對(duì)應(yīng)自變量x的集合為{x|x=kπ+,,k∈Z}
例5. 已知函數(shù) (Ⅰ)將f(x)寫成的形式,,并求其圖象對(duì)稱中心的橫坐標(biāo); (Ⅱ)如果△ABC的三邊a,、b,、c滿足b2=ac,且邊b所對(duì)的角為x,,試求x的范圍及此時(shí)函數(shù)f(x)的值域,。 解: (Ⅰ)由=0即 即對(duì)稱中心的橫坐標(biāo)為 (Ⅱ)由已知b2=ac
即的值域?yàn)?/span>。 綜上所述,,,,的值域?yàn)?/span>。 點(diǎn)評(píng):本題綜合運(yùn)用了三角函數(shù),、余弦定理,、基本不等式等知識(shí),還需要利用數(shù)形結(jié)合的思想來解決函數(shù)值域的問題,,有利于培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)算能力,,對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合的能力。
例6. 在△ABC中,,a,、b、c分別是角A,、B,、C的對(duì)邊,且,, (1)求的值,; (2)若,,且a=c,求△ABC的面積,。 解:(1)由正弦定理及,,有, 即,,所以,, 又因?yàn)?/span>,,,所以,, 因?yàn)?/span>,所以,,又,,所以。 (2)在△ABC中,,由余弦定理可得,,又, 所以有,,所以△ABC的面積為 ,。
例7. 已知向量,且,, (1)求函數(shù)的表達(dá)式,; (2)若,求的最大值與最小值,。 解:(1),,,,,又, 所以,, 所以,,即; (2)由(1)可得,,令導(dǎo)數(shù),,解得,列表如下:
而所以。
例8. 已知向量,, (1)求的值,; (2)若的值,。 解:(1)因?yàn)?/span> 所以 又因?yàn)?/span>,所以,, 即,; (2), 又因?yàn)?/span>,,所以 ,, ,所以,,所以
例9. 平面直角坐標(biāo)系有點(diǎn) (1)求向量和的夾角的余弦用表示的函數(shù),; (2)求的最值。 解:(1),,
即 (2),, 又 , ,, ,, 。 點(diǎn)評(píng):三角函數(shù)與向量之間的聯(lián)系很緊密,,解題時(shí)要時(shí)刻注意,。
例10. 求值 解:
例11. 已知<β<α<,cos(α-β)=,,sin(α+β)=-,,求sin2α的值________。 解:∵<β<α<,,∴0<α-β<,。π<α+β<, ∴sin(α-β)= ∴sin2α=sin[(α-β)+(α+β)] =sin(α-β)cos(α+β)+cos(α-β)sin(α+β)
例12. 設(shè)關(guān)于x的函數(shù)y=2cos2x-2acosx-(2a+1)的最小值為f(a),,試確定滿足f(a)=的a值,,并對(duì)此時(shí)的a值求y的最大值。 解:由y=2(cosx-)2-及cosx∈[-1,,1]得: f(a)= ∵f(a)=,,∴1-4a=a=[2,+∞ 故--2a-1=,,解得:a=-1,,此時(shí), y=2(cosx+)2+,,當(dāng)cosx=1時(shí),,即x=2kπ,k∈Z,,ymax=5,。
【模擬試題】 一,、選擇題 1. 下列各三角函數(shù)式中,值為正數(shù)的是 ( ) A. B. C. D. 2. 若=,,且為銳角,,則的值等于 ( ) A. B. C. D. 3. 若=,,,則的值為 ( ) A. 1 B. 2 C. D. 4. 已知,,則 ( ) A. B. C. D. 5. a=,則成立的是 ( ) A. a<b<c B. a>b>c C. a<c<b D. c<a<b 6. 函數(shù)的定義域是( ) A. B. C. D. 7. 下面三條結(jié)論:①存在實(shí)數(shù),,使成立,;②存在實(shí)數(shù),使成立,;③若cosacosb=0,,則其中正確結(jié)論的個(gè)數(shù)為( ) A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 8. 函數(shù)的值域是 ( ) A. [-2,2] B. [-1,,2] C. [-1,,1] D. [,2] 9. 函數(shù)y=-x·cosx的部分圖象是( )
10. 函數(shù)f(x)=cos2x+sin(+x)是( ) A. 非奇非偶函數(shù) B. 僅有最小值的奇函數(shù) C. 僅有最大值的偶函數(shù) D. 既有最大值又有最小值的偶函數(shù)
二,、填空題 1,、函數(shù)的最小值等于 并使函數(shù)y 取最小值的x的集合為 2、若函數(shù)的圖象關(guān)于直線對(duì)稱,,則 函數(shù)的值域?yàn)?/span> 3,、已知函數(shù)
三、解答題 1,、已知,,求的值 2、在DABC中,,已知三邊滿足,,試判定三角形的形狀。
【試題答案】 一,、1—8 CBBCD,BAB 9. 解析:函數(shù)y=-xcosx是奇函數(shù),,圖象不可能是A和C,,又當(dāng)x∈(0,)時(shí),,y<0,。 答案:D 10. 解析:f(x)=cos2x+sin(+x)=2cos2x-1+cosx =2[(cosx+)-1。 答案:D
二,、填空題 1,、,; 2、-1 3,、
三,、解答題 1. 解:原式== ∵,上式兩邊平方,,得: ∴,;又∵ ∴ ∴ ∴,∴原式 2. 解一:由條件 展開,,消
∴DABC為(A為直角或B為直角) 解二:
∴ ∴△ABC為 |
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