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〔关键词〕 数学教学;变量替换法;三角题
〔中图分类号〕 G633.64 〔文献标识码〕 A
〔文章编号〕 1004—0463(2012)15—0080—01
在三角问题中,通过引入变量进行替换,把问题转化成对新变量的讨论,可以架起从已知通向未知的桥梁,转化原问题的结构,简化解题过程.替换如果用得巧妙,还可以收到事半功倍的效果.
代数替换法
通过替换把三角问题转化为代数问题进行讨论,这样可以避开解三角函数式的麻烦,达到化繁为简、化难为易的目的.
例1 求cos36°- cos72°的值.
解析:设x=cos36°,y=cos72°,由cos72°=2cos236°-1得y=2x2-1.又cos36°=1-2sin218°=1-2cos272°,则x=1-2y2.因为x+y=2(x2-y2)=2(x+y)(x-y),所以x+y≠0,所以x-y=,即cos36°-cos72°=.
整体替换法
整体替换法即把已知式或待求式视为一个整体进行变形替换.
例2 已知sinx+siny=,求cosx+cosy的变化范围.
解析:设u=cosx+cosy,将已知式与待求式两边平方得:=sin2x+2sinxsiny+sin2y(1), u2=cos2x+2cosxcosy+cos2y(2).
(1)+(2)得:u2+=2+2cos(x-y),即2cos(x-y)=u2-.因为-2≤2cos(x-y)≤2,所以-2≤u2-≤2,解得-≤u≤.所以-≤cosx+cosy≤.
引入参数法
即通过引入参变量调节命题结构,把问题转化为对参变量的讨论.
例3 (2008年重庆卷文12)函数f(x)=(0≤x≤2)的值域是( ).
(A)[-,] (B)[-,]
(C)[-,] (D)[-,]
解析:令=t(1≤t≤3) , 则sin2x =,当0≤x≤?仔时,sinx==.
f(x)==
=≤=.
当且仅当t=时取等号.同理可得当?仔<x≤2?仔时,f(x)≥-.综上可知,f(x)的值域为[-,],故选C.
三角替换法
对于有些三角问题,如果能依据其特征,合理地引入三角替换,把问题结构转化,这样解题构思别致,解题过程简捷、巧妙.
例4 求函数y=+|sinx|的值域.
解析:由题意知:0≤sin2x≤,即-≤sinx≤.
设sinx=sin?兹, 其中-≤?兹≤,则y=cos?兹±sin?兹.当0≤?兹≤时,y=sin(?兹+),因为0≤?兹≤,≤?兹+≤,所以≤sin(?兹+)≤1,即≤y≤;当-≤?兹≤0时,y=cos(?兹+),因为-≤?兹≤0,-≤?兹+≤,所以≤cos(?兹+)≤1,即≤y≤.
综上所述,所求函数的值域为≤y≤.
编辑:刘立英
〔中图分类号〕 G633.64 〔文献标识码〕 A
〔文章编号〕 1004—0463(2012)15—0080—01
在三角问题中,通过引入变量进行替换,把问题转化成对新变量的讨论,可以架起从已知通向未知的桥梁,转化原问题的结构,简化解题过程.替换如果用得巧妙,还可以收到事半功倍的效果.
代数替换法
通过替换把三角问题转化为代数问题进行讨论,这样可以避开解三角函数式的麻烦,达到化繁为简、化难为易的目的.
例1 求cos36°- cos72°的值.
解析:设x=cos36°,y=cos72°,由cos72°=2cos236°-1得y=2x2-1.又cos36°=1-2sin218°=1-2cos272°,则x=1-2y2.因为x+y=2(x2-y2)=2(x+y)(x-y),所以x+y≠0,所以x-y=,即cos36°-cos72°=.
整体替换法
整体替换法即把已知式或待求式视为一个整体进行变形替换.
例2 已知sinx+siny=,求cosx+cosy的变化范围.
解析:设u=cosx+cosy,将已知式与待求式两边平方得:=sin2x+2sinxsiny+sin2y(1), u2=cos2x+2cosxcosy+cos2y(2).
(1)+(2)得:u2+=2+2cos(x-y),即2cos(x-y)=u2-.因为-2≤2cos(x-y)≤2,所以-2≤u2-≤2,解得-≤u≤.所以-≤cosx+cosy≤.
引入参数法
即通过引入参变量调节命题结构,把问题转化为对参变量的讨论.
例3 (2008年重庆卷文12)函数f(x)=(0≤x≤2)的值域是( ).
(A)[-,] (B)[-,]
(C)[-,] (D)[-,]
解析:令=t(1≤t≤3) , 则sin2x =,当0≤x≤?仔时,sinx==.
f(x)==
=≤=.
当且仅当t=时取等号.同理可得当?仔<x≤2?仔时,f(x)≥-.综上可知,f(x)的值域为[-,],故选C.
三角替换法
对于有些三角问题,如果能依据其特征,合理地引入三角替换,把问题结构转化,这样解题构思别致,解题过程简捷、巧妙.
例4 求函数y=+|sinx|的值域.
解析:由题意知:0≤sin2x≤,即-≤sinx≤.
设sinx=sin?兹, 其中-≤?兹≤,则y=cos?兹±sin?兹.当0≤?兹≤时,y=sin(?兹+),因为0≤?兹≤,≤?兹+≤,所以≤sin(?兹+)≤1,即≤y≤;当-≤?兹≤0时,y=cos(?兹+),因为-≤?兹≤0,-≤?兹+≤,所以≤cos(?兹+)≤1,即≤y≤.
综上所述,所求函数的值域为≤y≤.
编辑:刘立英