對待三角問題,常規思路是運用三角知識及公式解析。但也有其他解題方法。
一. 平幾法
發揮平面圖形的功能,以平面圖形為載體,挖掘三角背景下的問題實質,使三角問題在平面圖形的直觀導引下得到解決。
例1. 已知△ABC的三個内角适合sin2A=sinB(sinB sinC),求證:∠A=2∠B。
證明:如圖1,聯想平幾知識中的切割線定理求解。延長CA到D,使AD=AB=c,
則CD=b c。
由于sin2A=sinB(sinB sinC),
所以a2=b(b c),
即BC2=AC·CD,
所以BC切過A、B、D的圓于點B,
所以∠ABC=∠ADB。
因為AB=AD,
所以∠ABD=∠ADB,
所以∠CAB=∠ABD ∠ADB=2∠ABC,得證。
二. 對稱法
利用互餘三角函數間的特殊關系,以問題結構特征為出發點,通過構造“相似”結構式子,建立對稱關系,開避解題坦途。
例2. 求cos210° cos250°-sin40°sin80°的值。
解:設x=cos210° cos250°-sin40°sin80°,
y=sin210° sin250°-cos40°cos80°,
則x y=2-cos40°;
。
聯立解得
,即為所求結果。
三. 線圓法
直線與圓是數學中的平常而重要的幾何圖形。從抽象的數學式子裡提煉出線圓關系,使問題及字母讨論在直觀的幾何顯示下不解自知。
例3. 設方程sin2x-sin2x=2cos2x m有實數解,試求m的取值範圍。
解:原方程變形為:
3cos2x-2sin2x 2m 1=0。
觀察知:點(cos2x,sin2x)在直線3x-2y 2m 1=0上,而點又在單位圓x2 y2=1上,所以這個點是直線與圓的交點。原方程有實數解,就是直線與圓有交點,所以根據圓心到直線的距離不大于半徑關系得:
。
整理得m2 m-3≤0,
解得
。
四. 軌迹法
一圖值千言。依題意構點挖掘點的軌迹,發揮“區域”優勢,使隐藏的“關節”得以顯現,利用解析幾何輔助問題獲解。
例4. 設a、b>0,且變量θ滿足不等式組
,求sinθ的最大值。
解設x=cosθ,y=sinθ,則不等式組等價于
原不等式呈現出鮮明的幾何意義:動點(x,y)的運動區域是單位圓與二直線所圍成的陰影區域。由此得sinθ的最大值就是陰影區域中的最高點的縱坐标,即(sinθ)max=yM=
五. 曲線法
有些三角問題,抓住結構特征,依托曲線方程,巧妙地建構圓錐曲線模型,使問題在曲線性質的幫助下簡捷求解。
例5. 若α、β為銳角,且
,求證α β=
。
解:構造A(cos2α,sin2α),B(sin2β,cos2β)兩點,則A、B兩點均在橢圓
上。根據圓錐曲線的切線知識知,經過點B的切線方程為x y=1。顯然點A的坐标适合切線方程,所以點A也是切點,從而知A、B兩點為同一點。
即:cos2α=sin2β,sin2α=cos2β,
所以cosα=sinβ=cos(
)。
由題設條件α、β為銳角,不難得α β=。
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