三角恒等变换的9大常用技巧
解答三角函数问题,几乎都要通过恒等变换将复杂问题简单化,将隐性问题明朗化。三角恒等变换的公式很多,主要有“同角三角函数的基本关系”、“诱导公式”、“和、差、倍、半角公式”、“辅助角公式(化一公式)”等,这些公式间一般都存在三种差异,如角的差异、函数名的差异和运算种类的差异,只有灵活有序地整合使用这些公式,消除差异、化异为同,才能得心应手地解决问题,这是三角问题的特点。下面从九个方面解读三角恒等变换的常用技巧。
一、“角变换”技巧
角变换的基本思想是,观察发现问题中出现的角之间的数量关系,把“未知角”分解成“已知角”的“和、差、倍、半角”,然后运用相应的公式求解。
二、“名变换”技巧
名变换是为了减少函数名称或统一函数而实施的变换,需要进行名变换的问题常常有明显的特征,如已知条件中弦、切交互呈现时,最常见的做法是“切弦互化”,但实际上,诱导公式、倍角公式,平方关系也能进行名变换。
三、“常数变换”技巧
在三角恒等变形过程中,有时需将问题中的常数写成某个三角函数值或式,以利于完善式子结构,运用相关公式求解,如
四、 “边角互化”技巧
解三角形时,边角交互呈现,用正、余弦定理把复杂的边角关系或统一成边,运用代数运算方法求解,或统一成角,运用三角变换求解.
五、“升降幂变换”技巧
当所给条件出现根式时,常用升幂公式去根号,当所给条件出现正、余弦的平方时,常用“降幂”技巧,常见的公式有:
可以看出,从左至右是“幂升角变半”,而从右至左则是“幂降角变倍”.
【反思】以上两例表明,“升降幂技巧”仅仅是解题过程中的一个关键步骤,只有有效地整合各种技巧与方法才能顺利地解题。如例7中用到了常数“变换技巧”,例8中用到了“辅助角”变换技巧.
六、 “公式变用”技巧
几乎所有公式都能变形用或逆向用,如
实际上,“常数变换”技巧与“升降幂”技巧等也是一种公式变用或逆用技巧.
【反思】这里通过“角变换”和公式变形得出裂项公式,然后累加消项,这也是数列求和的一种常见技巧.
七、“辅助角变换”技巧
【反思】(1)解答本题的方法很多,比较多用的方法是类比斜率计算公式,把问题转化为直线斜率问题,也有用万能置换后,转化为分式函数求解的.(2)辅助角公式的形成,也可以看成是“常数变换”的结果. 事实上,
八、 “换元变换”技巧
九、 “万能置换”技巧
“万能置换”技巧,实际从属于“名变换”技巧,其特征是用半角的正切值表示原角的正弦、余弦与正切.
最后还要指出,这里介绍的所谓技巧只是解决问题时关键步骤的一种特定的做法,每一个问题的解决常常伴随着几种技巧的综合运用,所以,只有准确理解三角公式的内在关系及其基本功能,善于发现问题中角、名、结构的差异,准确地选择转换策略,化异为同,才能准确有效地运用三角恒等变换的常用技巧解决问题.