三角函数与平面向量综合题的六种类型

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   在三角函数与平面向量交会点处命制试题,目的在于考查学生对三角函数基本关系式的变形能力、运算能力、推理能力,同时也有利于考查学生对平面向量的综合运算能力.本文结合近两年的高考试题,谈谈此类题目的解法.
  题型一:结合向量的数量积,考查三角函数的化简或求值.
  【评析】 合理选用向量的数量积的运算法则构建相关等式,然后运用三角函数中的和、差、半、倍角公式进行恒等变形,以期达到与题设条件或待求结论的相关式,找准时机代入求值或化简.
  题型二:结合向量的夹角公式,考查三角函数中的求角问题. 
  【例2】 (2006年高考浙江卷)如图,函数y=2sin(πx+φ),x∈R,其中0≤φ≤π[]2的图象与y轴交于点(0,1). (Ⅰ)求φ的值; (Ⅱ)设P是图象上的最高点,M、N是图象与x轴的交点,求PM与PN的夹角.
  
  【评析】 此类问题的一般步骤是:先利用向量的夹角公式:cos=a•b[]|a|•|b|求出被求角的三角函数值,再限定所求角的范围,最后根据反三角函数的基本运算,确定角的大小;或者利用同角三角函数关系构造正切的方程进行求解.
  题型三:结合三角形中的向量知识考查三角形的边长或角的运算.
  【评析】 根据题中所给条件,初步判断三角形的形状,再结合向量以及正弦定理、余弦定理实现边角转化,列出等式求解.
  题型四:结合三角函数的有界性,考查三角函数的最值与向量运算.
  【评析】 涉及三角函数的最值与向量运算问题时,可先根据向量的数量积的运算法则求出相应的函数基本关系式,然后利用三角函数的基本公式将所得出的代数式化为形如y=Asin(ωx+φ)+k,再借助三角函数的有界性使问题得以解决.
  题型五:结合向量平移问题,考查三角函数解析式的求法
  题型六:结合向量的坐标运算,考查与三角不等式相关的问题.
  (Ⅰ)求函数f(x)的最大值与最小正周期;
  (Ⅱ)求使不等式f(x)≥3[]2成立的x的取值集合.
  【评析】 结合向量的坐标运算法则,求出函数f(x)的三角函数关系式,再根据三角公式对函数f(x)的三角恒等关系,然后借助基本三角函数的单调性,求简单三角不等式的解集.
  【跟踪训练】
  (Ⅰ)求函数f(x)的最大值和最小正周期;
  (Ⅱ)将函数y=f(x)的图像按向量d平移,使平移后得到的图像关于坐标原点成中心对称,求长度最小的d.
  
  【作者单位:安徽省怀宁县石牌高中】
  责任编辑:苏京燕
  注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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