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1、丈夫志四方,有事先悬弧,焉能钧三江,终年守菰蒲。顾炎武好学近乎知,力行近乎仁,知耻近乎勇。中庸辅助角公式在高考三角题中的应用 柳毓 对于形如 y=asinx+bcosx的三角式,可变形如下:y=asinx=bcosx abxaabxbab222222(sincos)。由于 上式中的aab22与bab22的平方和 为 1,故 可记aab22=cos ,bab22=sin,则。)xsin(ba)sinxcoscosx(sinbay2222 由此我们得到结论:asinx+bcosx=abx22sin(),(*)其中由aabbab2222cos,sin来确定。通常称式子(*)为辅助角公式,它可以将多个
2、三角式的函数问题,最终化为y=Asin(x)+k 的形式。下面结合近年高考三角题,就辅助角公式的应用,举例分类简析。一.求周期 例 1(2006 年上海卷选)求函数yxxx24432cos()cos()sin的最小正周期。解:)6x2sin(2x2cosx2sin3x2sin3)2x2sin(x2sin3)4xsin()4xcos(2y 所以函数 y的最小正周期 T=。评注:将三角式化为 y=Asin(x)+k 的形式,是求周期的主要途径。二.求最值 例 2.(2003 年北京市)已知函数 f(x)=cos4x-2sinxcosx-sin4x。若x ,02,求 f(x)的最大值和最小值。解:f
3、(x)=(cos2x+sin2x)(cos2x-sin2x)-sin2x=cos2x-sin2x=224sin()x。勿以恶小而为之,勿以善小而不为。刘备老当益壮,宁移白首之心;穷且益坚,不坠青云之志。唐王勃由0242434 xx。当244x ,即 x=0 时,sin()24x 最小值22;当24238xx,即时sin()24x 取最大值 1。从而 f(x)在,02上的最大值是 1,最小值是 2。三.求单调区间 例 3.(2005 年江西省)已知向量,axxbx(cos,tan()(sin()2224224,tan()x24,令ba)x(f,求函数 f(x)在0,上的单调区间。解:f xab(
4、)。)4xsin(2xcosxsin12xcos22xcos2xsin22xtan112xtan2xtan12xtan1)2xcos222xsin22(2xcos22)42xtan()42xtan()42xsin(2xcos222 先由04454 xx。反之再由4420424544;xxxx。所以 f(x)在04,上单调递增,在4,上单调递减。评注:以向量的形式给出条件或结论,是近两年来三角命题的新趋势,但最终仍要归结为三角式的变形问题。而化为 y=Asin(x+)+k 的形式,是求单调区间的通法。四.求值域 例 4.求函数f xkxkxx()cos()cos()sin()613261322
5、332(,)xR kZ的值域。吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?论语云路鹏程九万里,雪窗萤火二十年。王实甫解:。)2x2sin(46sin)x23cos(6cos)x23sin(4)x23sin(32)x23cos(2)x23sin(32)x23k2cos()x23k2cos()x(f 所以函数 f(x)的值域是-4,4。五.画图象 例 5.(2003年新课程)已知函数 f(x)=2sinx(sinx+cosx),画出函数 y=f(x)在区间22,上的图象。解:。)4x2sin(21x2sinx2cos1xcosxsin2xsin2)x(fy2 由条件 2254243
6、4 xx。列表如下 24x 54 2 0 2 34 x 2 38 8 8 38 2 y 2 1 12 1 12 2 描点连线,图象略。六.图象对称问题 例 6.如果函数 y=sin2x+acos2x的图象关于直线 x=8对称,那么 a=()(A)2(B)2(C)1(D)-1 解:可化为yax122sin()。知x 8时,y取得最值 12a,即 古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志。苏轼志不强者智不达,言不信者行不果。墨翟sin()cos()()()2828122111211210122222 aaaaaaaaaD选()。七.图象变换 例 7(2000 年全国)已知函数。Rx,1xc
7、osxsin23cos21y2该函数的图象可由yx xRsin()的图象经过怎样的平移和伸缩变换得到 解:yxx14123421(cos)sin 12262654122654(sincoscossin)sin()xxx。可将函数 y=sinx 的图象依次进行下述变换:(1)向左平移6,得到 y=sin(x+6)的图象;(2)将(1)中所得图象上各点横坐标变为原来的21倍,纵坐标不变,得 y=)6x2sin(的图象;(3)将(2)中所得图象上各点纵坐标变为原来的21倍,横坐标不变,得 y=21sin(2x+6)的图象;(4)将(3)中所得图象向上平移45个单位长度,得到 y=21sin(2x+6
8、)+45的图象。综上,依次经过四步变换,可得 y=1xcosxsin23xcos212的图象。八.求值 例 8.已知函数 f(x)=xsin32+sinxcosx。设(0,),f(2)=2341,求 sin的值。解:f(x)=x2sin21)x2cos1(23=sin23)3x2(。由 f(2)=sin(3)412323,丈夫志四方,有事先悬弧,焉能钧三江,终年守菰蒲。顾炎武先天下之忧而忧,后天下之乐而乐。范仲淹得 sin(3)=41。又(0,))34,3(3。而 sin41233,故+),2(3,则 cos(+3)=415。sin=sin3)3(=sin3sin)3cos(3cos)3(=2
9、3)415(2141=8531。评注:化为一种角的一次式形式,可使三角式明晰规范。在求 sin时,巧用凑角法:=(+3)-3,并且判断出+3的范围,进而求出 cos(+3)的确切值,使整个求值过程方向明确,计算简捷。九.求系数 例 9.(2005 年重庆)若函数 f(x)=)2xcos(2xsina)x2sin(4x2cos1的最大值为 2,试确定常数 a的值。解:f(x)=cos2xsinaxcos4xcos222x=xsin2axcos21=)xsin(4a412,其中角由 sin=22a1acos,a11来确定。由已知有44a412,解得 a=15。十.解三角不等式 例 10.(2005年全国)已知函数 f(x)=sin2x+sin2x,x2,0,求使 f(x)为正值的 x的集合。解:f(x)=1-cos2x+sin2x=1+)4x2sin(2。海纳百川,有容乃大;壁立千仞,无欲则刚。林则徐老当益壮,宁移白首之心;穷且益坚,不坠青云之志。唐王勃由 f(x)0,有 sin(2x-,22)4 则得 2k-45k24x24,故 kxk+)Zk(43。再由 x0,2,可取 k=0,1,得所求集合是 47x,43x0 x或。