简单的三角恒等变换
【教学目标】
通过例题的解答,引导学生对变换对象目标进行对比、分析,促使学生形成对解题过程中如何选择公式,如何根据问题的条件进行公式变形,以及变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法的认识,从而加深理解变换思想,提高学生的推理能力。
【教学重难点】
教学重点:引导学生以已有的十一个公式为依据,以推导积化和差、和差化积、半角公式的推导作为基本训练,学习三角变换的内容、思路和方法,在与代数变换相比较中,体会三角变换的特点,提高推理、运算能力。
教学难点:认识三角变换的特点,并能运用数学思想方法指导变换过程的设计,不断提高从整体上把握变换过程的能力。
【教学过程】
学习和(差)公式,倍角公式以后,我们就有了进行变换的性工具,从而使三角变换的内容、思路和方法更加丰富,这为我们的推理、运算能力提供了新的平台。下面我们以习题课的形式讲解本节内容。
例1.试以cos?表示sin2?2,cos2?2,tan2?2。
2解:我们可以通过二倍角cos??2cos2因为cos??1?2sin?2?1和cos??1?2sin2??2来做此题。
1?cos?;
222?1?cos?2??1,可以得到cos2?因为cos??2cos。
222?,可以得到sin2?又因为tan2?2?2?1?cos?。 ?1?cos?cos22sin2?思考:代数式变换与三角变换有什么不同?
代数式变换往往着眼于式子结构形式的变换。对于三角变换,由于不同的三角函数式不仅会有结构形式方面的差异,而且还会有所包含的角,以及这些角的三角函数种类方面的差异,因此三角恒等变换常常首先寻找式子所包含的各个角之间的联系,这是三角式恒等变换的重要特点。
例2.求证:
1?sin??????sin???????; 2???????cos(2)sin??sin??2sin。 22(1)sin?cos??证明:(1)因为sin?????和sin?????是我们所学习过的知识,因此我们从等式右边着手。
sin??????sin?cos??cos?sin?;sin??????sin?cos??cos?sin?。 两式相加得2sin?cos??sin??????sin?????; 即sin?cos??1sin??????sin?????????; 2(2)由(1)得sin??????sin??????2sin?cos?①;设?????,?????, 那么?????2,?????2。
把?,?的值代入①式中得sin??sin??2sin???2cos???2。
思考:在例2证明中用到哪些数学思想?
例2 证明中用到换元思想,(1)式是积化和差的形式,(2)式是和差化积的形式,在后面的练习当中还有六个关于积化和差、和差化积的公式。
例3.求函数y?sinx?3cosx的周期,最大值和最小值。 解:y?sinx?3cosx
?1?3???y?sinx?3cosx?2?sinx?cosx?2sinx????, ?2?23????所求的周期T?2???2?,最大值为2,最小值为?2。
点评:例3是三角恒等变换在数学中应用的举例,它使三角函数中对函数y?Asin??x???的性质研究得到延伸,体现了三角变换在化简三角函数式中的作用。
小结:
此节虽只安排一到两个课时的时间,但也是非常重要的内容,我们要对变换过程中体现的换元、逆向使用公式等数学思想方法加深认识,学会灵活运用。