标签:数学 time 初中 反思 二次 问题 cos 答案 活性
三角函数中角的拆分与整合,是个技术活;
在求解三角函数问题时,常常需要对题目中给定的角进行拆分与整合,如果不做拆分和整合工作,也许能做出问题的答案,但是有些问题会非常麻烦,还有角的拆分和整合技巧,也能体现我们的数学素养的高低和思维的灵活性,尤其在充分恰当的利用已知条件上,体现的淋漓尽致;
法1:不做拆分与整合工作的解法;
将 \(\sin(\alpha-\cfrac{\pi}{3})=\cfrac{15}{17}\)打开整理,即\(\cfrac{1}{2}\sin\alpha-\cfrac{\sqrt{3}}{2}\cos\alpha=\cfrac{15}{17}\),
则联立平方关系,得到\(\left\{\begin{array}{l}{\cfrac{1}{2}\sin\alpha-\cfrac{\sqrt{3}}{2}\cos\alpha=\cfrac{15}{17}}\\{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1}\end{array}\right.\)
接下来,转化为关于\(\sin\alpha\)的二次方程求解即可,思路很清晰,但是运算确实比较难;我算到一半就放弃了;
法2: 采用拆分与整合工作的解法;
因为 \(\alpha\in(\cfrac{\pi}{2}, \cfrac{5\pi}{6})\),所以 \(\alpha-\cfrac{\pi}{3} \in(\cfrac{\pi}{6}, \cfrac{\pi}{2})\) 是锐角,\(\cos(\alpha-\cfrac{\pi}{3})>0\),
\(\cos(\alpha-\cfrac{\pi}{3})=\sqrt{1-(\cfrac{15}{17})^{2}}=\cfrac{8}{17}\),
所以 \(\sin\alpha=\sin\left[(\alpha-\cfrac{\pi}{3})+\cfrac{\pi}{3}\right]\)将待求角拆分为已知角和特殊角之和,能有效的利用已知条件和已知数据,降低运算和思维的难度。\(\quad\).
\(=\sin(\alpha-\cfrac{\pi}{3})\cos\cfrac{\pi}{3}+\cos(\alpha-\cfrac{\pi}{3})\sin \cfrac{\pi}{3}\)
\(=\cfrac{15}{17}\times \cfrac{1}{2}+\cfrac{8}{17}\times\cfrac{\sqrt{3}}{2}=\cfrac{15+8\sqrt{3}}{34}\), 故选 \(D\).
反思总结:
三角函数化简时需要用到拆分与整合;
三角函数求值时需要用到拆分与整合;
三角函数证明时需要用到拆分与整合;
\(47^{\circ}=17^{\circ}+30^{\circ}\);\(8^{\circ}=15^{\circ}-7^{\circ}\);
初中我们需要掌握\(\cfrac{\pi}{3}+\cfrac{\pi}{6}=\cfrac{\pi}{2}\),\(\cfrac{\pi}{3}+\cfrac{2\pi}{3}=\pi\),
\((\cfrac{\pi}{4}+\theta)+(\cfrac{\pi}{4}-\theta)=\cfrac{\pi}{2}\);\((\cfrac{\pi}{3}+\theta)+(\cfrac{\pi}{6}-\theta)=\cfrac{\pi}{2}\);
\(2x\pm\cfrac{\pi}{2}=2(x\pm\cfrac{\pi}{4})\);\(2\alpha\pm\cfrac{\pi}{3}=2(\alpha\pm\cfrac{\pi}{6})\);
\((75^{\circ}+\theta)+(15^{\circ}-\theta)=90^{\circ}\);
\(2\alpha=(\alpha+\beta)+(\alpha-\beta)\);\(2\beta=(\alpha+\beta)-(\alpha-\beta)\);
\(3\alpha-\beta=2(\alpha-\beta)+(\alpha-\beta)\);\(3\alpha+\beta=2(\alpha+\beta)+(\alpha-\beta)\);
\(\alpha=(\alpha+\beta)-\beta\);\(\beta=\alpha-(\alpha-\beta)\);
\(\alpha=\cfrac{\alpha+\beta}{2}+\cfrac{\alpha-\beta}{2}\);\(\beta=\cfrac{\alpha+\beta}{2}-\cfrac{\alpha-\beta}{2}\);
\(\alpha=(\alpha+\beta)-\beta\);\((\cfrac{\pi}{6}-\alpha)+(\cfrac{\pi}{3}+\alpha)=\cfrac{\pi}{2}\);\((\cfrac{\pi}{4}-\alpha)+(\cfrac{\pi}{4}+\alpha)=\cfrac{\pi}{2}\);
\((\cfrac{\pi}{3}-\alpha)+(\cfrac{2\pi}{3}+\alpha)=\pi\);\((\cfrac{\pi}{4}-\alpha)+(\cfrac{3\pi}{4}+\alpha)=\pi\);
\(\theta+\cfrac{\pi}{6}=(\theta-\cfrac{\pi}{6})+\cfrac{\pi}{3}\);\(\theta-\cfrac{\pi}{6}=(\theta+\cfrac{\pi}{6})-\cfrac{\pi}{3}\);
其实在三角函数中,有关函数的拆分与整合,也是我们需要注意积累的;比如以下:
\(1+sin\theta+cos\theta=(1+cos\theta)+sin\theta=2cos^2\cfrac{\theta}{2}+2sin\cfrac{\theta}{2}cos\cfrac{\theta}{2}\)
\(1+sin\theta-cos\theta=(1-cos\theta)+sin\theta=2sin^2\cfrac{\theta}{2}+2sin\cfrac{\theta}{2}cos\cfrac{\theta}{2}\)
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