三角方程的解法

前言

  • 首先必须明确,解三角方程,应该属于解超越方程,和解代数方程的思路不一样了,应该数形结合求解;

  • 解三角方程的方法和思路基本上和解三角不等式是并行的,可以类比进行;

必备技能

  • 函数图像的解读能力

  • 作三角函数(y=sinx)(y=cosx)的图像、作正弦线、余弦线的能力

  • 用不等式表达单位圆中区域的能力

例说解法

解三角方程: (2sinA=1,A)为三角形的一个内角。

解析:由题可知,(sin A=cfrac{1}{2}),做出函数(y=cfrac{1}{2})和函数(y=sin A)在其定义域((0,pi))上的图像,

如图所示,对应的自变量(A=cfrac{pi}{6})(A=cfrac{5pi}{6})

故方程的根:(A=cfrac{pi}{6})(A=cfrac{5pi}{6})

解三角方程: (2sinA=1).

解析:由题可知,(sin A=cfrac{1}{2}),由于函数(y=sin A)有周期性,

([0,2pi])为一个基本周期,做出函数(y=cfrac{1}{2})和函数(y=sin A)在其定义域((0,2pi))上的图像,

如图所示,对应的自变量(A=cfrac{pi}{6})(A=cfrac{5pi}{6})

再拓展到(R),得到方程的根:(A=2kpi+cfrac{pi}{6})(A=2kpi+cfrac{5pi}{6}(kin Z))

类比思考

解三角方程: (2sin(3A+cfrac{pi}{4})=1).

提示:(3A+cfrac{pi}{4}=2kpi+cfrac{pi}{6})(3A+cfrac{pi}{4}=2kpi+cfrac{5pi}{6}(kin Z)),求解(A)即可。

【2016(cdot)上海卷】【解三角方程】方程(3sinx=1+cos2x)在区间([0,2pi])上的解为_______________。

分析:采用升幂降角公式,得到(3sinx=1+1-2sin^2x)

整理为(2sin^2x+3sinx-2=0),即((sinx+2)(2sinx-1)=0)

解得(sinx=-2)(舍去),或(sinx=cfrac{1}{2})

再由(sinx=cfrac{1}{2})(xin[0,2pi])

采用图像可得,(x=cfrac{pi}{6})(x=cfrac{5pi}{6})

典例剖析

【2020·北京西城模拟摘编】函数(f(x)=cos(pi x+phi)(0<phi<cfrac{pi}{2}))的部分图像如图所示.

(1).写出(phi)及图中(x_0)的值;

解:由于图像经过点((0,cfrac{sqrt{3}}{2})),故满足(cosphi=cfrac{sqrt{3}}{2})

又由于(0<phi<cfrac{pi}{2}),故(phi=cfrac{pi}{6})

又由图可知,(cos(pi x_0+cfrac{pi}{6})=cfrac{sqrt{3}}{2})

此处注意,以(pi x_0+cfrac{pi}{6})这个整体为横轴作函数图像,取([-pi,pi])为一个基本周期,

很显然,在一个基本周期内的三角方程的解为(pi x_0+cfrac{pi}{6}=-cfrac{pi}{6}),或(pi x_0+cfrac{pi}{6}=cfrac{pi}{6})

那么在整个实数范围内,(pi x_0+cfrac{pi}{6}=2kpi-cfrac{pi}{6}),或(pi x_0+cfrac{pi}{6}=2kpi+cfrac{pi}{6})(kin Z)

解得 (x_0=2k)(x_0=-cfrac{1}{3}+2k)(kin Z)

由于函数(f(x)=cos(pi x+cfrac{pi}{6}))的最小正周期为(2),故结合图像舍去(x_0=2k)

(x_0=-cfrac{1}{3}+2k)(kin Z),令(k=1),则(x_0=cfrac{5}{3}).

【2019 (cdot) 张家界模拟】将函数 (f(x)=sqrt{3}sin2x-cos2x) 的图像向左平移 (t(t>0)) 个单位后,得到函数 (g(x)) 的图象,若$ g(x)=g(cfrac{pi}{12}-x)$, 则实数 (t) 的最小值为 【(quad)

$A.cfrac{5pi}{24}$ $B.cfrac{7pi}{24}$ $C.cfrac{5pi}{12}$ $D.cfrac{7pi}{12}$

法1:由题意得,(f(x)=sqrt{3}sin2x-cos2x=2sin(2x-cfrac{pi}{6}))

(g(x)=2sin[2(x+t)-cfrac{pi}{6}]=2sin(2x+2t-cfrac{pi}{6}))

又由题意得, (g(x)=g(cfrac{pi}{12}-x)), 则变换得到下式,

(2sin(2x+2t-cfrac{pi}{6})=2sin[2(cfrac{pi}{12}-x)+2t-cfrac{pi}{6}]=-2sin(2x-2t))

(sin(2x+2t-cfrac{pi}{6})=-sin(2x-2t))

故有(2x+2t-cfrac{pi}{6}=2x-2t+(2k+1)pi)(kin )

(4t=(2k+1)pi+cfrac{pi}{6})(kin )

又由于(t>0),故当(k=0)时,(t_{min}=cfrac{7pi}{24}),故选(B).

对以上的三角方程作以抽象,即可得到三角方程的最简模型:

(sin(2x+ heta))(=)(sin(2x-2 heta+t))从数的角度刻画为(sin(2x+ heta))(=)(sin(2x-2 heta+t)),而从形的角度可以刻画为两个函数的图像完全重合;(quad),可以得到(2x+ heta=2x-2 heta+t+2kpi)(kin )

(sin(2x+ heta))(=)(-sin(2x-2 heta+t))从数的角度刻画为(sin(2x+ heta))(=)(-sin(2x-2 heta+t)),而从形的角度可以刻画为两个函数的图像关于(x)轴对称;(quad),可以得到(2x+ heta=2x-2 heta+t+(2k+1)pi)(kin )

法2:由题意得,(f(x)=sqrt{3}sin2x-cos2x=2sin(2x-cfrac{pi}{6}))

(g(x)=2sin[2(x+t)-cfrac{pi}{6}]=2sin(2x+2t-cfrac{pi}{6}))

又由题意得, (g(x)=g(cfrac{pi}{12}-x)), 即(x=cfrac{pi}{24})为函数(g(x))的对称轴,

(x=cfrac{pi}{24})能使得函数(g(x))的值取到最值;

(2 imescfrac{pi}{24}+2t-cfrac{pi}{6}=kpi+cfrac{pi}{2})(kin )

整理为(t=cfrac{kt}{2}+cfrac{7pi}{24})(kin )

又由于(t>0),故当(k=0)时,(t_{min}=cfrac{7pi}{24}),故选(B).

(cos A=sin B),且(A)(B)为锐角, 故(A+B=cfrac{pi}{2})

分析:如图所示,角(A)(B)关于直线(x=cfrac{pi}{4})对称,

(A+B=cfrac{pi}{2})

(cos A=sin B)诱导公式:(sin(cfrac{pi}{2}+ heta))(=)(cos heta)(quad)(B) 为钝角, 故(B=A+cfrac{pi}{2})

分析:如图所示,角(A)(B)相差(cfrac{pi}{2})

(B=A+cfrac{pi}{2})

原文地址:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/13983567.html