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一、问题的提出
怎样才算是一次成功的考试?不同的考生有不同的理解.本人比较认同:每次考试能把会做的题都很好地答出来,少留遗憾或不留遗憾就是一次成功的考试.因此从这个角度看,考试考得如何并不取决于难题,而是基础题.特别是三角题,全国各题高考试题都喜欢把三角题定位为基本题,即三角分是考生谁也丢不起的分.考试下来要是三角题出现差错,考生尤其会郁闷.下面是笔者平时教学过程中整理起来的考生的4种出错,有的甚至是令人匪夷所思的出错,与大家分享.对照一下,你有类似的“粗心大意”吗?你能避免这种“粗心大意”吗?
二、三角问题中的十种常见失分
1. 思维定势,看错题目.
例1. 化简 的结果是 .
【错解】 原式= = =tanα.
【剖析】这是很多考生会犯的低级错误,其中还包括一些能力强的,错把sin -α看成sinα- = sinα- cosα,在心理学上把这叫思维定势,前面是α- ,后面就是α- .还有些同学经常求A∩B,慢慢的求A∪B也会变成求A∩B,看错题而导致失分的教训是极为深刻的.
【正解】 原式= = = .
2. 审题不清,范围出错.
例2. 在 ABC中,已知sinA= ,cosB= ,求cosC.
【错解】因为sinA= ,A是三角形内角,所以cosA=± ,因为cosB= ,B是三角形内角,所以sinB= ,故cosC=-cos(A+B)=-(cosAcosB-sinAsinB)
=-cosAcosB+sinAsinB=-± × + × = 或 .
【剖析】本题是课本上的习题,也是高考试题经常涉及到的类型.错误在于审题不清,事实上如果cosA=- <0,因为sinA= < ,角A的范围可以精确到A> ,又cosB= < ,角B的范围可以精确到B> ,这时A+B> + = >与A+B+C=矛盾.
【正解】因为sinA= ,A是三角形内角,当cosA=- <0,因为sinA= < ,角A> ,又cosB= < ,故B> ,这时A+B> + = >与A+B+C=矛盾.所以cosA= ,因为cosB= ,B是三角形内角,所以sinB= ,因为C=-(A+B),由诱导公式cosC=-cos(A+B)=-(cosAcosB-sinAsinB)=-
cosAcosB+sinAsinB=- × + × = .
3. 心不在焉,求角出错.
例3. 已知tanα= ,tan = ,且α, 都是锐角,求α+2 的值.
【错解】∵tan = ,tan2 = = ,又因为tanα= ,∴tan(α+2 )= =1,由α, 都是锐角知α+2 ∈0, ,
∴ α+2 = 或 .
【剖析】根据三角函数值求角的问题,课本上并没有专题研究,但有不少类似的试题,求角在角上出错是考生很常见的失误,希望同学们高度重视.事实上本题中角α+2 取不到 .
【正解】∵tan = <1,tanα= <1,由α, 都是锐角知α, ∈0, , ∴ α+2 ∈0, , ∴ tan2 = = , ∴ tan(α+2 )= =1>0, ∴ α+2 ∈0, ,而函数y=tanx在0, 是单调增函数, ∴ α+2 = .
4. 含义不清,定义错误.
例4. 已知角 的终边经过点P(-3t,4t)(t≠0),求角 的正弦、余弦、正切.
【错解】由任意角的三角函数的定义可知r=|OP| = =5t,则sinα= = ,cosα= = - ,tanα= =- .
【剖析】错误的原因是考生忽略了字母t的符号,条件只给出了t≠0,不能确定是否t>0,定义中r的取值范围应该是(0,+∞),应对字母t进行分类讨论.
【正解】由任意角的三角函数的定义可知:当t>0时,r=|OP|= =5t,则sinα= = ,cosα= =- ,tanα= =- .
当t<0时,r=|OP|= =-5t,则sinα= =- ,cosα= = ,tanα= =- .
5. 用五点法,直觉出错.
例5. 函数f(x)=2sin(ωx+φ),(ω>0,- <φ< )的部分图像如图所示,则ω,φ的值分别是 .
【错解】由图可知 -- = T,解得T== (∵ω>0),所以ω=2,图中点A对应标准图像中的点(0,0).令2×- +φ=0,解得φ= ,故填2, .
【剖析】用“五点法”画正弦函数在一个周期内的大致图像,是三角部分的核心内容,有部分同学对这五个点的认识不够深刻,特别是第一个点(0,0)和第三个点(,0)分别代表递增区间的对称中心和递减区间的对称中心,图中点A不能对应标准图像中的点(0,0),而是对应递减区间的对称中心(,0).
【正解】由图可知 -- = T,解得T== (∵ω>0),所以ω=2,由图可知点B对应标准图像中的点 ,1,故令2× +φ= ,解得φ=- ,∵ - <φ< ,故填2,- .
6. 条件隐含,没看清楚.
例6. 已知sinα+cosα= (0<α<),求tanα.
【错解】根据sinα+cosα= ,得sinαcosα=- ,即 =- ,即 =- ,12tan2α+25tanα+12=0,解得tanα=- ,tanα=- .
【剖析】这种解法表面上看天衣无缝,但条件0<α<本题结果有影响,这里隐含了条件决定角的象限,应该挖掘对角的范围的限制.由sinαcosα=- <0应该意识到sinα>0,cosα<0,所以可以将角α的范围进一步缩小到 ,. 【正解】根据sinα+cosα= ,得sinαcosα=- <0,又因为0<α<,所以sinα>0,cosα<0,而(sinα-cosα)2=1-2sinαcosα= ,所以sinα-cosα= ,再联立sinα+cosα= ,解得tanα=- .
7. 因定义域,影响结论.
例7. 判断函数f(x)= 的奇偶性.
【错解】∵ f(x)= = = =tanx,而tan(-x)=-tanx,
所以函数f(x)= 是奇函数.
【剖析】这种解法表面看没有任何问题,但在变换过程中函数f(x)的定义域发生了变化,约分约去sinx+cosx这一步隐含条件sinx+cosx≠0,因此定义域缩小了,且变为关于原点对称的区域了,出现这种错误非常隐蔽,思维不够缜密很难发现.
【正解】∵ 1+sin2x+cos2x≠0,∴ sin2x+ ≠- ,∴ 2x+ ≠2k- (k∈Z),且2x+ ≠2k- (k∈Z),所以原函数的定义域为 x|x≠k- ,且x≠k- ,k∈Z,显然不对称,例如f =tan =1,x=- 时,分母为零无意义,故原函数为非奇非偶函数.
8. 逻辑错误,导致失分.
例8. 已知钝角三角形ABC边长分别为a=2,b=3,c=x,求x的取值范围.
【错解】当x<3时,三角形为钝角三角形的条件是:cosB= <0且x>0,解之得03时三角形为钝角三角形的条件是cosC= <0,解之得x> . 综上所述,x的取值范围为(0, )∪( ,+∞).
【剖析】根据同一三角形中大边对大角的原则,即最大边所对角必为钝角,可以结合余弦定理解答.本题最容易出现的错误就是忽视三角形两边之和大于第三边,事实上a2+c2>b2是B为钝角的必要非充分条件,若把它做为充要条件就会扩大的x取值范围.
【正解】当x<3时,三角形为钝角三角形的条件是:cosB= <0且2+x>3(三角形两边之和大于第三边),解之得13时三角形为钝角三角形的条件是cosC= <0且2+3>x,解之得 9. 转化思想,应用错误.
例9. 三角形ABC中,sin(A+B) = ,cosB=- 求cosA值.
【错解】∵ cosB=- ,B为三角形内角,∴ sinB= ,∴ sin(A+B) =sinAcosB+cosAsinB=- sinA+
cosA= ,∴ sinA= cosA- ,又sin2A+cos2A=1,∴ cos2A- cosA- =0,即144cos2A-48 cosA-17=0,解得cosA= .
【剖析】本解法用两角和的正弦公式把问题转化为关于cosA的一元二次方程求解,是化归思想,思路没有任何问题. 错误在于对三角形内角三角函数值的诸多限制认识不足导致错误,事实上,∵ cosB=- <0,所以角B为钝角,即最大角,从而角A必为锐角.cosA= <0就不合题意了.
【正解】∵ cosB=- ,B为三角形内角, ∴ sinB= , ∴ sin(A+B) =sinAcosB+cosAsinB=- sinA+
cosA= ,∴ sinA= cosA- ,又sin2A+cos2A=1,∴ cos2A- cosA- =0,即144cos2A-48 cosA-17=0,解得cosA= . ∵ cosB=- <0,所以角B为钝角,即最大角,从而角A必为锐角,cosA>0,∴ cosA的值为 .
10. 关联有界,正弦出错.
例10. 已知sinα+sin = ,求z=sin -cos2α的最大值.
【错解】由sinα+sin = 知sin = -sinα,∴ z= -sinα-1+sin2α=sinα- 2- ,又sinα∈[-1,1],∴ sinα=-1时,zmax=-1- 2- = .
【剖析】本解法错误很隐蔽,虽然注意到了sinα∈[-1,1],但忽略了sinα,sin 的关联有界性,而导致sinα的隐含限制条件,考生常常会犯这样的错误.
【正解】由sinα+sin = 知sin = -sinα,而sin ∈[-1,1],-1≤ -sinα≤1,- ≤sinα≤1,∴ z= -sinα-1+sin2α=sinα- 2- ,又sinα∈[- ,1],∴ sinα=- 时,zmax=- - 2- = .
三、两点感悟
三角题大多数考基本题、容易题,因此很多同学误认为三角题不用花太多时间也可以搞定,最好按高考的权重合理分配时间.误认为它的概念性思维性也不强,这是错觉.为此笔者提两点感悟:
1. 要站在思维科学的视角高度.
数学学习与应用离不开思维活动,三角函数也不例外,对三角函数的研究自然也不能忽略思维科学的视角.三角函数的出现使平面几何的研究从定性向定量深化,例如前面探讨的三角形中“两边之和大于第三边”“大边对大角,小边对小角”都是定性的,有了正弦定理、余弦定理进行边角转化就可以将定性研究变为定量计算.再比如三角函数概念与向量的正交分解的交汇导致了坐标化,从而数形结合得以实现.前面的10个例子的探究主要的数学思想都有深刻体现.
2. 从不同角度诠释数学严谨性.
考生在高考备考过程中有必要牢记两句话:“实力决定信心,细节决定成败.”一是提高能力,二是减少失误.学数学主要是学会推理,学会思维,三角函数的学习尤其如此,三角部分多考基本题,从评卷的角度看越是容易题,对严谨性的要求就越高.哪怕是一个不经意的小失误,都会造成无谓的失分,甚至满盘皆输,我们要做的是,让自己深刻理解概念,灵活运用公式,平时复习时那就算出错也要知道错在哪里?为什么会错?这样今后就会减少错误,甚至避免错误,在不断纠错中得以提高.
(作者单位:南雄市第一中学)
责任编校 徐国坚
怎样才算是一次成功的考试?不同的考生有不同的理解.本人比较认同:每次考试能把会做的题都很好地答出来,少留遗憾或不留遗憾就是一次成功的考试.因此从这个角度看,考试考得如何并不取决于难题,而是基础题.特别是三角题,全国各题高考试题都喜欢把三角题定位为基本题,即三角分是考生谁也丢不起的分.考试下来要是三角题出现差错,考生尤其会郁闷.下面是笔者平时教学过程中整理起来的考生的4种出错,有的甚至是令人匪夷所思的出错,与大家分享.对照一下,你有类似的“粗心大意”吗?你能避免这种“粗心大意”吗?
二、三角问题中的十种常见失分
1. 思维定势,看错题目.
例1. 化简 的结果是 .
【错解】 原式= = =tanα.
【剖析】这是很多考生会犯的低级错误,其中还包括一些能力强的,错把sin -α看成sinα- = sinα- cosα,在心理学上把这叫思维定势,前面是α- ,后面就是α- .还有些同学经常求A∩B,慢慢的求A∪B也会变成求A∩B,看错题而导致失分的教训是极为深刻的.
【正解】 原式= = = .
2. 审题不清,范围出错.
例2. 在 ABC中,已知sinA= ,cosB= ,求cosC.
【错解】因为sinA= ,A是三角形内角,所以cosA=± ,因为cosB= ,B是三角形内角,所以sinB= ,故cosC=-cos(A+B)=-(cosAcosB-sinAsinB)
=-cosAcosB+sinAsinB=-± × + × = 或 .
【剖析】本题是课本上的习题,也是高考试题经常涉及到的类型.错误在于审题不清,事实上如果cosA=- <0,因为sinA= < ,角A的范围可以精确到A> ,又cosB= < ,角B的范围可以精确到B> ,这时A+B> + = >与A+B+C=矛盾.
【正解】因为sinA= ,A是三角形内角,当cosA=- <0,因为sinA= < ,角A> ,又cosB= < ,故B> ,这时A+B> + = >与A+B+C=矛盾.所以cosA= ,因为cosB= ,B是三角形内角,所以sinB= ,因为C=-(A+B),由诱导公式cosC=-cos(A+B)=-(cosAcosB-sinAsinB)=-
cosAcosB+sinAsinB=- × + × = .
3. 心不在焉,求角出错.
例3. 已知tanα= ,tan = ,且α, 都是锐角,求α+2 的值.
【错解】∵tan = ,tan2 = = ,又因为tanα= ,∴tan(α+2 )= =1,由α, 都是锐角知α+2 ∈0, ,
∴ α+2 = 或 .
【剖析】根据三角函数值求角的问题,课本上并没有专题研究,但有不少类似的试题,求角在角上出错是考生很常见的失误,希望同学们高度重视.事实上本题中角α+2 取不到 .
【正解】∵tan = <1,tanα= <1,由α, 都是锐角知α, ∈0, , ∴ α+2 ∈0, , ∴ tan2 = = , ∴ tan(α+2 )= =1>0, ∴ α+2 ∈0, ,而函数y=tanx在0, 是单调增函数, ∴ α+2 = .
4. 含义不清,定义错误.
例4. 已知角 的终边经过点P(-3t,4t)(t≠0),求角 的正弦、余弦、正切.
【错解】由任意角的三角函数的定义可知r=|OP| = =5t,则sinα= = ,cosα= = - ,tanα= =- .
【剖析】错误的原因是考生忽略了字母t的符号,条件只给出了t≠0,不能确定是否t>0,定义中r的取值范围应该是(0,+∞),应对字母t进行分类讨论.
【正解】由任意角的三角函数的定义可知:当t>0时,r=|OP|= =5t,则sinα= = ,cosα= =- ,tanα= =- .
当t<0时,r=|OP|= =-5t,则sinα= =- ,cosα= = ,tanα= =- .
5. 用五点法,直觉出错.
例5. 函数f(x)=2sin(ωx+φ),(ω>0,- <φ< )的部分图像如图所示,则ω,φ的值分别是 .
【错解】由图可知 -- = T,解得T== (∵ω>0),所以ω=2,图中点A对应标准图像中的点(0,0).令2×- +φ=0,解得φ= ,故填2, .
【剖析】用“五点法”画正弦函数在一个周期内的大致图像,是三角部分的核心内容,有部分同学对这五个点的认识不够深刻,特别是第一个点(0,0)和第三个点(,0)分别代表递增区间的对称中心和递减区间的对称中心,图中点A不能对应标准图像中的点(0,0),而是对应递减区间的对称中心(,0).
【正解】由图可知 -- = T,解得T== (∵ω>0),所以ω=2,由图可知点B对应标准图像中的点 ,1,故令2× +φ= ,解得φ=- ,∵ - <φ< ,故填2,- .
6. 条件隐含,没看清楚.
例6. 已知sinα+cosα= (0<α<),求tanα.
【错解】根据sinα+cosα= ,得sinαcosα=- ,即 =- ,即 =- ,12tan2α+25tanα+12=0,解得tanα=- ,tanα=- .
【剖析】这种解法表面上看天衣无缝,但条件0<α<本题结果有影响,这里隐含了条件决定角的象限,应该挖掘对角的范围的限制.由sinαcosα=- <0应该意识到sinα>0,cosα<0,所以可以将角α的范围进一步缩小到 ,. 【正解】根据sinα+cosα= ,得sinαcosα=- <0,又因为0<α<,所以sinα>0,cosα<0,而(sinα-cosα)2=1-2sinαcosα= ,所以sinα-cosα= ,再联立sinα+cosα= ,解得tanα=- .
7. 因定义域,影响结论.
例7. 判断函数f(x)= 的奇偶性.
【错解】∵ f(x)= = = =tanx,而tan(-x)=-tanx,
所以函数f(x)= 是奇函数.
【剖析】这种解法表面看没有任何问题,但在变换过程中函数f(x)的定义域发生了变化,约分约去sinx+cosx这一步隐含条件sinx+cosx≠0,因此定义域缩小了,且变为关于原点对称的区域了,出现这种错误非常隐蔽,思维不够缜密很难发现.
【正解】∵ 1+sin2x+cos2x≠0,∴ sin2x+ ≠- ,∴ 2x+ ≠2k- (k∈Z),且2x+ ≠2k- (k∈Z),所以原函数的定义域为 x|x≠k- ,且x≠k- ,k∈Z,显然不对称,例如f =tan =1,x=- 时,分母为零无意义,故原函数为非奇非偶函数.
8. 逻辑错误,导致失分.
例8. 已知钝角三角形ABC边长分别为a=2,b=3,c=x,求x的取值范围.
【错解】当x<3时,三角形为钝角三角形的条件是:cosB= <0且x>0,解之得0
【剖析】根据同一三角形中大边对大角的原则,即最大边所对角必为钝角,可以结合余弦定理解答.本题最容易出现的错误就是忽视三角形两边之和大于第三边,事实上a2+c2>b2是B为钝角的必要非充分条件,若把它做为充要条件就会扩大的x取值范围.
【正解】当x<3时,三角形为钝角三角形的条件是:cosB= <0且2+x>3(三角形两边之和大于第三边),解之得1
例9. 三角形ABC中,sin(A+B) = ,cosB=- 求cosA值.
【错解】∵ cosB=- ,B为三角形内角,∴ sinB= ,∴ sin(A+B) =sinAcosB+cosAsinB=- sinA+
cosA= ,∴ sinA= cosA- ,又sin2A+cos2A=1,∴ cos2A- cosA- =0,即144cos2A-48 cosA-17=0,解得cosA= .
【剖析】本解法用两角和的正弦公式把问题转化为关于cosA的一元二次方程求解,是化归思想,思路没有任何问题. 错误在于对三角形内角三角函数值的诸多限制认识不足导致错误,事实上,∵ cosB=- <0,所以角B为钝角,即最大角,从而角A必为锐角.cosA= <0就不合题意了.
【正解】∵ cosB=- ,B为三角形内角, ∴ sinB= , ∴ sin(A+B) =sinAcosB+cosAsinB=- sinA+
cosA= ,∴ sinA= cosA- ,又sin2A+cos2A=1,∴ cos2A- cosA- =0,即144cos2A-48 cosA-17=0,解得cosA= . ∵ cosB=- <0,所以角B为钝角,即最大角,从而角A必为锐角,cosA>0,∴ cosA的值为 .
10. 关联有界,正弦出错.
例10. 已知sinα+sin = ,求z=sin -cos2α的最大值.
【错解】由sinα+sin = 知sin = -sinα,∴ z= -sinα-1+sin2α=sinα- 2- ,又sinα∈[-1,1],∴ sinα=-1时,zmax=-1- 2- = .
【剖析】本解法错误很隐蔽,虽然注意到了sinα∈[-1,1],但忽略了sinα,sin 的关联有界性,而导致sinα的隐含限制条件,考生常常会犯这样的错误.
【正解】由sinα+sin = 知sin = -sinα,而sin ∈[-1,1],-1≤ -sinα≤1,- ≤sinα≤1,∴ z= -sinα-1+sin2α=sinα- 2- ,又sinα∈[- ,1],∴ sinα=- 时,zmax=- - 2- = .
三、两点感悟
三角题大多数考基本题、容易题,因此很多同学误认为三角题不用花太多时间也可以搞定,最好按高考的权重合理分配时间.误认为它的概念性思维性也不强,这是错觉.为此笔者提两点感悟:
1. 要站在思维科学的视角高度.
数学学习与应用离不开思维活动,三角函数也不例外,对三角函数的研究自然也不能忽略思维科学的视角.三角函数的出现使平面几何的研究从定性向定量深化,例如前面探讨的三角形中“两边之和大于第三边”“大边对大角,小边对小角”都是定性的,有了正弦定理、余弦定理进行边角转化就可以将定性研究变为定量计算.再比如三角函数概念与向量的正交分解的交汇导致了坐标化,从而数形结合得以实现.前面的10个例子的探究主要的数学思想都有深刻体现.
2. 从不同角度诠释数学严谨性.
考生在高考备考过程中有必要牢记两句话:“实力决定信心,细节决定成败.”一是提高能力,二是减少失误.学数学主要是学会推理,学会思维,三角函数的学习尤其如此,三角部分多考基本题,从评卷的角度看越是容易题,对严谨性的要求就越高.哪怕是一个不经意的小失误,都会造成无谓的失分,甚至满盘皆输,我们要做的是,让自己深刻理解概念,灵活运用公式,平时复习时那就算出错也要知道错在哪里?为什么会错?这样今后就会减少错误,甚至避免错误,在不断纠错中得以提高.
(作者单位:南雄市第一中学)
责任编校 徐国坚