三角函數(shù)和平面向量這兩部分內(nèi)容不僅互相滲透,它們也和其它數(shù)學(xué)分支進(jìn)行融合,成為解決數(shù)學(xué)問題的工具,因此歷年來它們都是高考的的重點(diǎn)內(nèi)容.
一、三角函數(shù)
三角函數(shù)除了具有一般函數(shù)的各種性質(zhì)外,它的周期性和獨(dú)特的對(duì)稱性,再加上系統(tǒng)的豐富的三角公式,使其產(chǎn)生的各種問題豐富多彩,層次分明,變化多端,圍繞三角函數(shù)的考題總是以新穎的形式出現(xiàn),在高考試題中占據(jù)重要的位置,成為高考命題的熱點(diǎn).近幾年來高考從三角函數(shù)的圖象、周期性、奇偶性、單調(diào)性、最值、求值及綜合應(yīng)用等各個(gè)方面全面考查三角知識(shí).在難度方面來說,它的大題在高考試卷中的位置一般在前面的第一或第二道,屬容易題,從得分策略來說,這是不應(yīng)失分的兵家必爭(zhēng)之地.
1.1考題分析
江蘇高考關(guān)于三角函數(shù)的命題有如下幾個(gè)特點(diǎn):
【考察的題型與分值】 三角函數(shù)的試題一般是一到兩個(gè)小題和一個(gè)解答題,屬常規(guī)題型,三角函數(shù)解答題,大都處在解答題第一題位置,三角部分的分值平均在24分左右.
【考察的難易程度】 三角函數(shù)解答題一般都為基礎(chǔ)題、中檔題,試題難度不大,且易出現(xiàn)課本中習(xí)題與例題的變式與組合.
【考察的熱點(diǎn)】 其一是三角函數(shù)的圖象和性質(zhì);其二是通過三角恒等變換進(jìn)行化簡(jiǎn)求值;其三是利用正弦定理、余弦定理解決有關(guān)度量問題.
1.2復(fù)習(xí)策略
策略一、明確考點(diǎn)要求及其注意點(diǎn)
1.在已知一個(gè)角的某個(gè)三角函數(shù)值,求這個(gè)角的其他三角函數(shù)值時(shí),要注意題設(shè)中角的范圍,并對(duì)不同的象限分別求出相應(yīng)的值,在應(yīng)用誘導(dǎo)公式進(jìn)行三角式的化簡(jiǎn)、求值時(shí),應(yīng)注意公式中符號(hào)的選取.
例1 已知α∈(0,π),sinα+cosα=713求tanα的值.
解:據(jù)已知sinα+cosα=713(1),有2sinαcosα=-120169<0,又由于α∈(0,π),故有sinα>0,cosα<0,從而sinα-cosα>0,即sinα-cosα=1-2sinαcosα=1713(2),聯(lián)立(1)(2)可得sinα=1213,cosα=-513,可得tanα=-125.
2.要善于將三角函數(shù)式盡可能化為只含一個(gè)三角函數(shù)的“標(biāo)準(zhǔn)式”,或者換元后成為一個(gè)初等函數(shù)式(換元后注意定義域的確定),進(jìn)而可求得某些復(fù)合三角函數(shù)的最值、最小正周期、單調(diào)性等,對(duì)函數(shù)式作恒等變形時(shí)需特別注意保持定義域的不變性,常見的有:
①y=asinx+bcosx型可化為y=a2+b2sin(x+φ);
②y=asin2x+bsinxcosx+ccos2x型可通過降次整理化為y=Asin2x+Bcos2x;
③y=asin2x+bcosx+c型可換元轉(zhuǎn)化為二次函數(shù);
④sinxcosx與sinx+cosx(或sinx-cosx)同時(shí)存在型可換元轉(zhuǎn)化為二次函數(shù).
3.研究三角函數(shù)的單調(diào)性要注意
(1)函數(shù)的單調(diào)性是在給定的區(qū)間上考慮的,只有屬于同一單調(diào)區(qū)間的兩個(gè)函數(shù)值才能由它的單調(diào)性來比較大??;
(2)形如y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,基本思路是把ωx+φ看成一個(gè)整體,由-π2+2kπ≤ωx+φ≤π2+2kπ(k∈Z)求得函數(shù)的增區(qū)間,由π2+2kπ≤ωx+φ≤3π2+2kπ(k∈Z)求得函數(shù)的減區(qū)間;形如y=Asin(-ωx+φ)(A>0,ω>0)的函數(shù),可先利用誘導(dǎo)公式把x的系數(shù)化為正數(shù),得到y(tǒng)=-Asin(ωx-φ),再求單調(diào)區(qū)間.
例2 函數(shù)y=sin(-2x+π3)的遞減區(qū)間是______________.
解:y=sin(-2x+π3)=-sin(2x-π3),求y=-sin(2x-π3)的單調(diào)減區(qū)間,也就是求
y=sin(2x-π3)的單調(diào)增區(qū)間,由2kπ-π2≤2x-π3≤2kπ+π2,得kπ-π12≤x≤kπ+5π12(k∈Z).故所求遞減區(qū)間為[kπ-π12,kπ+5π12](k∈Z).
4.關(guān)于三角函數(shù)的對(duì)稱性和周期性問題,其解題關(guān)鍵是:函數(shù)y=Asin(ωx+φ)與y=Acos(ωx+φ)的對(duì)稱軸和最值對(duì)應(yīng),對(duì)稱點(diǎn)和零點(diǎn)對(duì)應(yīng).
例3 如果函數(shù)y=sin2x+acos2x的圖象關(guān)于直線x=-π8對(duì)稱,那么a等于______________.
解:(法一)函數(shù)的解析式可化為y=a2+1sin(2x+φ),故|y|的最大值為a2+1,依題意,直線x=-π8是函數(shù)的對(duì)稱軸,則它通過函數(shù)的最大值或最小值點(diǎn)即|sin(-π4)+acos(-π4)|=a2+1,解得a=-1.
(法二)若函數(shù)關(guān)于直線x=-π8是函數(shù)的對(duì)稱則必有f(0)=f(-π4),代入即得a=-1.
5.要能熟練進(jìn)行圖象間的變換.
例4 要得到函數(shù)y=sin(2x-π3)的圖象,只需將函數(shù)y=sin12x的圖象如何變化?
解:由y=sin12x變形為y=sin(2x-π3)常見有兩種變換方式,一種先進(jìn)行周期變換,即將y=sin12x的圖象上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)不變,橫坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼?4倍得到函數(shù)y=sin2x的圖象,再將函數(shù)y=sin2x的圖象縱坐標(biāo)不變,橫坐標(biāo)向右平移π6單位,即得y=sin(2x-π3)的圖像;或者先進(jìn)行相位變換,即將y=sin12x的圖象上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)不變,橫坐標(biāo)向右平移2π3個(gè)單位,得到函數(shù)y=sin12(x-2π3)=sin(12x-π3)的圖象,再將其橫坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼?4倍即得函數(shù)y=sin(2x-π3)的圖象.
6.熟悉公式的記憶和運(yùn)用.
(1)誘導(dǎo)公式:奇變偶不變,符號(hào)看象限;
(2)兩角和差的正弦、余弦、正切公式的正面運(yùn)用和逆用;
(3)倍角公式以及變形,體會(huì)降冪的意圖;
【提醒】 一些常見的變形技巧:(1)化切為弦;(2)遇公因式提取公因式;(3)湊角(不要盲目用一些公式展開,關(guān)鍵是看已知角和所求角有沒有特殊關(guān)系,比如相差180°,90°等)
7.關(guān)注三角函數(shù)在三角形中的應(yīng)用,結(jié)合平面幾何的性質(zhì)尋找邊角關(guān)系,要特別重視正弦定理和余弦定理在解三角形中的計(jì)算,掌握三角形面積公式的多種計(jì)算方法.
例5 在△ABC中,B=30°,AB=23,AC=2,求△ABC的面積.
解:根據(jù)正弦定理知:ABsinC=ACsinB即23sinC=2sin30°得sinC=32,由于ABsin30° 策略二、重視分析能力的培養(yǎng)與提升 我們學(xué)生普遍存在以下兩個(gè)現(xiàn)象:一是模仿解題,缺少自己決定解題策略的習(xí)慣;二是喜歡看解題過程,不愿動(dòng)筆,長(zhǎng)此以往,“宰熟沒問題,殺生缺辦法”,即遇到熟悉的問題尚能應(yīng)付,碰到新穎、陌生的題目便束手無策. 以2012年江蘇高考第11題為例,題目是:設(shè)α為銳角,若cos(α+π6)=45,則sin(2α+π12)的值為______________.很多考生根據(jù)經(jīng)驗(yàn),覺得應(yīng)該用二倍角公式,但2α+π12又不是α+π6的兩倍,已有的經(jīng)驗(yàn)用不上了,一籌莫展,只能“放棄投降”了. 解題活動(dòng)長(zhǎng)話短說,就是九個(gè)字:“有什么?做什么?怎么做?”,對(duì)于本題,“做什么?”十分清楚,那有什么呢?①α為銳角;②cos(α+π6)=45,由此我們還能知道什么呢?由cos(α+π6)=45能解出sinα,cosα;由cos(α+π6)=45也可解出sin(α+π6)=35.到底怎么求sin(2α+π12)呢?方法一:求出sin2α,cos2α,再計(jì)算sin(2α+π12);方法二:尋找2α+π12與α+π6的關(guān)系,2α+π12雖然不是α+π6的兩倍,但它們不是一點(diǎn)關(guān)系也沒有,比如按下面線路:α+π6×22α+π3-π/42α+π12就能方便地求出結(jié)果.另外我們還可用換元法進(jìn)行一般性處理:令α+π6=β,則α=β-π6,則2α+π12=2β-π4. 由此可見,學(xué)會(huì)分析、思考,才能以不變應(yīng)萬變,才能在高考中立于不敗之地. 二、平面向量 平面向量的核心思想是數(shù)形結(jié)合,把幾何意義用簡(jiǎn)潔的向量形式表示出來,用向量的運(yùn)算去進(jìn)行幾何性質(zhì)的推斷;反過來,要會(huì)從向量的形式去解讀出幾何意義.江蘇高考的重點(diǎn)在于有關(guān)向量的概念和運(yùn)算的考查,注重向量的代數(shù)運(yùn)算和幾何運(yùn)算的選取,適當(dāng)?shù)嘏c平面幾何和解析幾何的知識(shí)相結(jié)合,解決一些簡(jiǎn)單的幾何問題. 2.1復(fù)習(xí)建議 1.透徹理解向量的概念.向量概念的兩大要素“方向和長(zhǎng)度”,使向量既有“形”又有“數(shù)”的特征,既聯(lián)系幾何又聯(lián)系代數(shù),是高中數(shù)學(xué)重要的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)交匯點(diǎn),是數(shù)形結(jié)合的重要載體,要抱著這樣的觀點(diǎn)去復(fù)習(xí)向量知識(shí),解決向量問題. 例6 已知向量OB=(2,0),OC=(0,2),CA=(3cosA,3sinA),則OA與OB夾角的范圍是______________. 【解析】 如圖,點(diǎn)A的軌跡為以點(diǎn)C為圓心,3為半徑的圓,過圓點(diǎn)作圓的兩條切 線OA1, OA2 , ∠COA1=60°,則此兩條切線的傾斜角分別為30°, 150°,故答案為 [π6,5π6]. 2.向量的數(shù)量積運(yùn)算是平面向量的重要內(nèi)容,它與實(shí)數(shù)之間積的運(yùn)算既有區(qū)別又聯(lián)系,要辨別清楚;向量的數(shù)量積運(yùn)算是采取幾何運(yùn)算公式還是坐標(biāo)運(yùn)算公式,要甄別清楚,兩個(gè)公式同時(shí)運(yùn)用,又可構(gòu)造出一個(gè)等式;要會(huì)靈活應(yīng)用向量的數(shù)量積公式求向量的模和兩點(diǎn)間的距離. 例7 (1)設(shè)向量a=(cos71°,sin71°),b=(cos20°,sin20°),試分別運(yùn)用平面向量的數(shù)量積 公式a·b=|a||b|cosθ和a·b=x1x2+y1y2寫出a·b=0的兩種形式的結(jié)果以及你得到的一個(gè)等式; (2)利用(1)的想法,試借助單位圓和平面向量知識(shí)證明兩角差的余弦公式: cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ.(取0<β<α<π) 解:(1)因?yàn)閍=(cos71°,sin71°),b=(cos20°,sin20°), 所以a·b=|a||b|cosθ=1×1×cos(71°-20°)=cos(71°-20°); a·b=x1x2+y1y2=cos71°cos20°+sin71°sin20°. 于是cos(71°-20°)=cos71°cos20°+sin71°sin20°. (2)在直角坐標(biāo)系xOy中,以x軸正半軸為始邊分別作角α,β, 其終邊分別與單位圓交于P1(cosα,sinα),P2(cosβ,sinβ), 則∠P1OP2=α-β. 設(shè)向量a=OP1=(cosα,sinα),b=OP2=(cosβ,sinβ), 則a·b=|a||b|cos(α-β)=cos(α-β), 另一方面,由向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示,有a·b=cosαcosβ+sinαsinβ, 所以cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ. 3.熟練掌握解決向量問題的三大“利器”:坐標(biāo)系、平面向量基本定理、數(shù)量積公式.2012年江蘇高考的第9題就很好地詮釋了這個(gè)觀點(diǎn).題目是這樣的:如圖,在矩形ABCD中,AB=2,BC=2,點(diǎn)E為BC的中點(diǎn),點(diǎn)F在邊CD上,若AB·AF=2,則AE·BF的值是______________. 【分析】 根據(jù)要求:求AE·BF,故而直接用數(shù)量積公式處理. 解:由AB·AF=2,得AB·AF=|AB||AF|cos∠FAB=2, 所以DF=|AF|cos∠FAB=1,所以CF=2-1, 記AE和BF之間的夾角為θ,∠AEB=α,∠FBC=β,則θ=α+β 所以AE·BF=|AE||BF|cos(α+β)=3×7-32×cos(α+β) =3×7-32×(cosαcosβ-sinαsinβ) =3×7-32×(13×27-32-23×2-17-32)=2. 4.要把平面幾何的性質(zhì)、定理遷移到平面向量來,使得平面向量的幾何推導(dǎo)成為可能.如: 例8 O是平面上一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P滿足 OP=OA+λ(AB|AB|+AC|AC|),λ∈[0,+∞),則P的軌跡一定通過△ABC的 心. 【解析】 因?yàn)锳B|AB|、AC|AC|分別為AB、AC方向上的單位向量,所以AB|AB|+AC|AC|為∠BAC的角平分線方向上的向量,故答案為內(nèi)心. 三角函數(shù)和平面向量作為高中數(shù)學(xué)的兩個(gè)重要分支,雖然內(nèi)容繁雜,但只要我們用心復(fù)習(xí),把基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能練扎實(shí),學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、分析、總結(jié),2013年高考一定會(huì)馬到成功. (作者:夏志勇,海安縣曲塘中學(xué))