高中数学第三章三角恒等变换本章复习教案苏教版.docx

第三章 三角恒等变换本章复习知识网络教学分析三角函数及其三角恒等变换不仅有着广泛的实际应用，而且是进一步学习中学后继内容和高等数学的基础，因而成为高考中对基础知识、基本技能和基本思想方法考查的重要内容之一切实掌握三角函数的基本变换思想是复习掌握好本章的关键三角函数的恒等变形，不仅在三角函数的化简、求值问题中应用，而且在研究第一章三角函数的图象与性质时、在后续内容解三角形中也应用广泛解决三角函数的恒等变形问题，其关键在掌握基本变换思想，运用三角恒等变形的主要途径变角，变函数，变结构，注意公式的灵活应用在本章的学习中，化归的数学思想和方法被多次运用，有了化归思想，就可以理解三角恒等式推导和变形的思路在本节课的教学中，可以先组织学生自己回顾在本章教学中所学到的知识，自己绘制本章内容的结构框架图，梳理本章的知识体系，构建学生的知识结构三角公式是三角变换的基本依据，在三角恒等变换的复习中，可以引导学生利用向量的数量积推导出两角差的余弦公式，并由此公式推导出两角和与差的正弦、余弦、正切公式，二倍角的正弦、余弦、正切公式，引导学生推导积化和差、和差化积、半角公式及万能公式通过对这些公式的探求，使学生学会预测变换的目标、选择变换的公式、设计变换的途径，帮助学生进一步提高推理能力和运算能力学完本章后，前一章平面向量更有了用武之地，它是沟通代数、几何与三角函数的一种重要工具，三角函数又具有较强的渗透力，切实提高三角函数的综合能力是复习好本章的保证因此，我们可以通过整合，将三角函数，平面向量结成一个知识板块来复习，并进行三角与向量相融合的综合训练，这样更有利于学生对平面向量、三角函数及三角恒等变换的深刻理解及运用三维目标1通过复习全章知识方法，掌握两角和与差的正弦、余弦、正切公式，掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式并能正确地运用上述公式化简三角函数式、求某些角的三角函数值、证明较简单的三角恒等式以及解决一些简单的实际问题2掌握简单的三角恒等变换的基本思想方法，并结合向量解决一些基本的综合问题3通过三角恒等变换体会数学的逻辑性的特征，进一步理解数学的化归思想、方程思想和代换意识，认识事物之间是相互依存、互相联系的学会用联系和发展的观点认识事物，培养学生学会思考问题的方法，培养他们勇于探索创新的精神，磨练学生的意志重点难点教学重点：和角公式、差角公式、倍角公式及其灵活应用教学难点：和角公式、差角公式、倍角公式在三角恒等变换中的综合运用课时安排2课时第1课时导入新课思路1.(直接导入)在第一章三角函数的基础上，我们又一起探究学习了第3章三角恒等变换的有关知识，并掌握了一定的分析问题与解决问题的方法，提高了我们的思维能力与运算能力现在我们一起对本章进行小结与复习，进一步巩固本章所学的知识，请同学们画出本章的知识框图，由此进入复习思路2.(问题导入)本章学习了几个公式？推导这些公式的过程中你用到了哪些基本的数学思想方法？你是从哪几个基本方面认识三角函数式的特点的？它们之间存在着怎样的逻辑关系？三角式的变换与代数式的变换有什么相同点？有什么不同点？分析三角函数式的特点对提高三角恒等变换的能力有什么帮助？通过学生解决这些问题展开全章的复习推进新课让学生回忆本章的学习过程：利用向量推导了两角差的余弦公式、两角和与差的正弦、余弦、正切公式及二倍角的正弦、余弦、正切公式并进一步探究了积化和差、和差化积、万能公式、半角公式等几个三角恒等式经历并体验了数学的发现与创造过程，体会了向量与三角函数与三角恒等变换公式之间的密切联系学习了三角变换的基本方法，提高了我们的运算能力及逻辑推理能力本章的公式关系见下表：和差正、余弦公式和差正切公式二倍角公式万能公式cos()coscossinsincos()coscossinsinsin()sincoscossinsin()sincoscossintan()tan()sin22sincoscos2cos2sin22cos2112sin2设tantsincostan教师始终注意通过恰时恰点的问题的提出，引导学生用类比、联系、化归的观点来理解这些公式的逻辑关系，认识公式的特点，联想与代数运算的相同与不同之处；三角恒等变换是代数式恒等变换的推广和发展；进行三角恒等变换，除了要熟练运用代数恒等变换的各种方法，还要抓住三角本身的特点，领会和掌握最基本最常见的变换教师要引导学生明确三角变换不仅是三角函数式的结构形式变换，而且还有角的变换，以及不同三角函数之间的变换，使学生领悟有关公式在变换中的作用和用法，学会用恰当的数学思想方法指导选择和设计变换思路并让学生体会到通过三角恒等变换的探究训练，能大大提高他们的推理能力和运算能力教师与学生一起归纳总结常见的变换有：(1)公式变换，如tantantan()(1tantan)，tantan1，1tantan，1cos22cos2，1cos22sin2等(2)角的变换，如()；2()()；()；()等还需熟练掌握一些常见的式子：如：sinxcosxsin(x)，sinxcosx2sin(x)等对于化简，有两种常见的形式，(1)未指明答案的恒等变形，这时应把结果化为最简形式；(2)根据解题需要将三角函数式化为某种特定的形式，例如一角一函数的形式，以便研究它的各种性质无论是何种形式的化简，都要切实注意角度变换、函数变换等各种变换对于证明，它包括无条件的恒等式和附加条件恒等式的证明(1)无条件恒等式的证明，需认真分析等式两边三角函数式的特点，角度、函数、结构的差异，一般由繁的一边往简的一边证，逐步消除差异，最后达到统一对于较难的题目，可以用分析法帮助思考，或分析法和综合法联用(2)有附加条件的恒等式的证明，关键是恰当地利用附加条件，需认真分析条件式和结论式中三角函数之间的联系，从分析过程中发现条件应怎样利用，证明这类恒等式时，还常常用到消元法和基本量方法思路1例1(1)化简tan2Atan(30A)tan2Atan(60A)tan(30A)tan(60A)；(2)已知为锐角，且tan，求的值活动：本例是一个三角函数化简求值问题，属于给出某些角的三角函数式的值，求另外一些三角函数式的值关键是正确运用三角变换公式及常用思想方法，探索已知式与欲求式之间的差异和联系的途径和方法教师可以大胆放手，让学生自己独立探究，必要时给予适时的点拨引导但要让学生明白，从高考角度来看，关于三角函数求值问题是个重要题型、命题热点，一直备受高考的青睐因为三角函数求值问题能综合考查考生三角变换、代数变形的基本运算能力和灵活运用公式、合理选用公式、准确选择解题方向的思维能力，且题目的答案可以简单明了并让学生明了解决这些问题时应在认准目标的前提下，从结构式的特点去分析，以寻找到合理、简捷的解题方法，切忌不分青红皂白地盲目运用三角公式比如在本例的(1)中，首先应想到将倍角化为单角这一基本的转化方法教师还应点拨学生思考，求三角函数式的值必须明确求值的目标一般来说，题设中给出的是一个或某几个特定角，即便这些角都不是特殊角，其最终结果也应该是一个具体的实数；题设中给出的是某种或几种参变量关系，其结果既可能是一个具体的实数，也可能是含参变量的某种代数式如本例的(2)中，目标是弦且是和差角，而条件是切且是单角在学生探讨向目标转化的过程中，由于视角不同，思考方式不同，学生会有多种解法，教师应鼓励学生一题多解，对新颖解法给予表扬解：(1)tan(902A)tan(30A)(60A)，tan(30A)tan(60A)tan(902A)1tan(30A)tan(60A)原式tan2Atan(30A)tan(60A)tan(30A)tan(60A)tan2Atan(902A)1tan(30A)tan(60A)tan(30A)tan(60A)1tan(30A)tan(60A)tan(30A)tan(60A)1.(2)原式.tan，又(0，)，即2sincos，又由sin2cos21，cos.点评：本两题主要回顾了和差、二倍角公式的使用，及三角函数化简求值题目的一般解法；由于公式本身就是等式，所以从方程观点出发进行变形也是一种行之有效的变形办法由此产生逆变公式、整体变换公式等方法的灵活运用，本例的两种解法其实质是一样的学生解决完后，教师应抓住这最佳时机，留出一定的时间让学生反思、领悟解决问题所用到的化归等数学思想方法例2已知、(0，)，且3sinsin(2)，4tan1tan2，求的值活动：本题属于给值求角，综合性强，有一定的难度，教师应在学生探究中适时给予恰当的点拨：把所求的角用含已知其值的角的式子表示，由所求的函数值结合该函数的单调区间求得角，但不要忽视对所求角的范围的讨论，即解决“给值求角”问题是由两个关键步骤构成：把所求角用含已知角的式子表示；由所得的函数值结合该函数的单调区间求得角另外，求角一般都通过三角函数值来实现，但求该角的哪一种函数值，往往有一定的规律，如本例，联想条件的形式，确定目标选用和角的正切这点要提醒学生在解题过程中细细体会，领悟其要领，掌握其实质解：3sin()sin()，3sin()cos3cos()sinsin()coscos()sin，sin()cos2cos()sin，、(0，)，0.cos()0，cos0.tan()2tan.由4tan1tan2，得1，即得2tan1.代入tan()2tan，得tan()1.又0，.点评：本题通过变形转化为已知三角函数值求角的问题，关键在于对角的范围的讨论，注意合理利用不等式的性质，必要时，根据三角函数值，缩小角的范围，从而求出准确角思路2 例题 已知(，)，2cos2sincossin20，求tan和sin(2)的值活动：本题主要训练同角三角函数的基本关系式、二倍角公式以及三角函数恒等变形的基础知识和基本运算技能，是一道较为综合的题目本题能较全面地考查到三角函数的重要公式，有多种解题的切入口，通过探究，学生可从中体会不同的数学思想方法，本题解题思路清晰，运算过程不繁杂，不必运用特殊的解题技巧本题基本解法是常规的因式分解法，也可运用方程的思想，通过换元先解一个一元二次方程，还可以运用三角函数的定义来解题可说是一道较为简单、考查全面的好题，教师可完全放给学生自己探究，必要时给以点拨解：2cos2sincossin20，cos0.上式两边同除以cos2，得tan2tan20.解得tan2.(，)，舍去tan1sin(2)sin2coscos2sinsincos(2cos21).点评：三角函数的解法多样，教师应鼓励学生一题多解，如本题中，可由方程组解得sin、cos的值，再代入得解，也是一种不错的思路.变式训练已知函数f(x)sin2x2sinxcosx3cos2x，xR，求：(1)函数f(x)的最大值及取得最大值时自变量x的取值集合；(2)函数f(x)的单调增区间解：(1)方法一：f(x)sin2x2sin2xcos2x2sin(2x)，当2x2k，即xk(kZ)时，f(x)取得最大值2.因此，f(x)取得最大值时自变量x的取值集合是x|xk，kZ方法二：f(x)(sin2xcos2x)sin2x2cos2x1sin2x1cos2x2sin(2x)，当2x2k，即xk(kZ)时，f(x)取得最大值2.因此，f(x)取得最大值时自变量x的取值集合是x|xk，kZ(2)f(x)2sin(2x)，由题意，得2k2x2k(kZ)，即kxk(kZ)因此，f(x)的单调增区间是k，k(kZ).课本复习题14.课本复习题5、6、7.1先由学生总结归纳本节所复习的知识及数学思想方法，明确三角恒等变换所涉及的公式主要是和角公式、差角公式、倍角公式以及万能公式，这些公式主要用于三角函数式的计算、化简与推导，它们在数学和许多其他学科中都有广泛的应用，必须熟练掌握，并搞清这些公式的逻辑关系和推导公式过程中所涉及的数学思想方法2教师强调，对一些公式不仅会用，还会逆用、变形用三角函数是三角变换的对象，在进行三角恒等变换时，要认清三角函数式的角的特征、函数名称的特征和式子的结构特征，以便使用恰当的变形手段，巧妙地解决问题1本节为全章复习课，教案设计的指导思想是：通过设计的教学程序，引导学生对全章，甚至对涉及前两章的相关内容进行全面的复习整合，在掌握数学知识的同时，深刻领悟数学思想方法，提高他们分析问题、解决问题的能力2本章在新课程中的位置是承上启下，前有三角函数，后有解三角形，所以三角函数式的恒等变形是解决有关三角问题的重要环节，蕴含着丰富的数学思想方法，教师在指导学生复习时要引导学生深刻领悟这一点3三角函数公式众多，教学时要充分体现新课标的“以学生发展为本”的新理念，让学生亲自探究体验，切忌被动学习、死记硬背、机械地训练在指导学生运用三角公式进行三角变换时，注意点拨学生从三角函数名称和角的差异双角度去综合分析，再从差异的分析中决定三角公式的选取，不可生搬硬套一、三角函数式的化简、求值与证明求值、化简、证明是三角变换的中心内容，在高考中出现的三角变换大题，多数都是求值、化简类型其解法的依据是三角恒等变换公式及代数中恒等变换知识，如配方法、消元法、因式分解、比例性质、判别式法、待定系数法等化简三角函数式是为了更清楚地显示式中所含量之间的关系，以便于应用常用方法是：化异名函数为同名函数，化异角为同角，化异次为同次，切化弦，特殊角与特殊值的三角函数互化对于三角公式要记忆准确(在理解基础上)，并要注意公式成立的条件，在应用时，要认真分析，合理转化，避免盲目性求值可分为给角求值、给值求值、给值求角三部分给角求值的关键是正确地选用公式，以便把非特殊角的三角函数相约或相消，从而化为特殊角的三角函数；给值求值的关键是找出已知式与欲求式之间的角、运算及函数的差异，一般可适当变换已知式，求得另外函数式的值，以备应用；同时也要注意变换欲求式，便于将已知式求得的函数值代入，从而使问题获解；给值求角的关键是先求出该角的某一三角函数式的值，其次判断该角在对应区间的单调性三角恒等式的证明，包括条件恒等式和无条件恒等式两种无条件等式的证明，常用综合法、分析法、转换命题法、同一法等，证明的形式有化繁为简，左右归一等，无论采用什么证明方式和方法，都要认真分析等式两边三角函数式的特点、角度和函数关系，找出差异，寻找证明突破口；有条件的等式证明，常常先观察条件及欲证式中左、右两边三角函数式的区别与联系，灵活使用条件，变形得证，证明方法主要是基本量法和消去法在三角变换中，要自觉地运用化归的思想、方程的思想、分类讨论的思想、数形结合的思想、换元的思想去处理问题二、备用习题1函数ycos4xsin4x的最小正周期是()A. B C2 D42函数y的最大值是()A.1 B.1 C1 D13若(，)，sin2，则cossin的值为()A. B C D.4函数y2sinx(sinxcosx)的单调递减区间是()A2k，2k，kZ B2k，2k，kZCk，k，kZ Dk，k，kZ5求函数y的值域6化简：f(x)cos2xcos2(60x)cos2(120x)参考答案：1B2.B3.C4.D5解：y2sinx(1sinx)，sinx1，y2sin2x2sinx2(sinx)2.令tsinx，则t1,1)，y2(t)2.当t1,1)时，y，4)6解：f(x)cos2xcos(602x)cos(2402x)cos2xcos2xsin2xcos2xsin2x.(设计者：郑吉星)第2课时导入新课思路1.(直接导入)请同学们回忆上一节复习的内容，教师点出，上一节我们一起复习了本章的三角函数公式，以及它们之间的内在联系，这一节我们将通过例题分析，继续探讨三角函数应用问题，重点是复习与向量有关的一些综合问题思路2.(问题导入)教师开始就提出以下问题让学生探究，(1)不查表求sin220cos280cos20cos80的值(2)已知，cos()，sin()，求sin2的值学生专心解决问题的探究过程就已展开了新课推进新课教师打出幻灯，根据上节复习的知识方法，请解答以下一组考试题：1设、为钝角，且sin，cos，则的值为()A. B. C. D.或2已知a(sincos，2 007)，b(sincos，1)，且ab，则tan2等于()A2 007 B C2 007 D.3已知(，)，sin，则tan()等于()A. B7 C D74若、(0，)，cos()，sin()，则cos()的值等于_5已知tan()tan()4，且，求sin22sincoscos2的值活动：由学生自己独立完成，对找不到思路的学生教师可给予适时的点拨，上述14都是2007、2006年的高考或模拟题从中可看出，三角函数的化简、求值及恒等式的证明是三角变换的基本问题，各市地在高考中都有所体现，在考查三角公式的掌握和运用的同时，还注重考查思维的灵活性和发散性，以及观察能力、运算推理能力特别是三角求值，需充分利用公式变形，而公式变形过程中可以充分体现数学思想和观点，充分体现数学公式的转化和简化功能，使学生深刻理解数学公式的本质，所以，高考三角求值题倍受命题人的青睐，使得成为出题频率较多的题型，但其难度较小如以上几例，让学生在探究中体会怎样选择有用的公式，或其变形式答案：1.C注意选用的余弦2C需利用向量平行的条件对已知进行转化，然后把所求式子切化弦，通分后再利用倍角公式化单角来解决3A利用同角三角函数的基本关系式可求得余弦值，然后利用和角的正切公式解决4先确定角的范围，可得，()()，cos().5解：由tan()tan()4，得4，则cos2.，cos，sin，sin22sincoscos22.思路1例1若cos(x)，x，求.活动：本例题是一道综合型的中档题目，具有很好的训练价值，其变形式子在多处的高考试题中都有所体现教师引导学生探讨题目中的已知条件与所求式子的角的关系，寻找解决问题的突破口如转化为已知一个角(x)的三角函数值，求这个角的其余三角函数值的问题这样可以将所求式子化简，使其出现(x)这个角的三角函数教师要鼓励学生多视角观察，以探求更多的解题思路，从中比较最优解法解：sin2xsin2xtan(x)cos(2x)tan(x)2cos2(x)1tan(x)x，x.又cos(x)，sin(x)，tan(x).原式(21)().点评：在解答某些三角函数的求值问题时，要能够合理地利用公式，引导学生观察角之间的关系，公式应正确、熟练地记忆与应用，并注意总结公式的应用经验，对一些公式不仅会用，还会逆用，变形用，这里就是应用了正切和角公式的逆用，而且还是很重要的一步.变式训练已知cossin，(1)求m的值；(2)若函数yf(x)的图象关于直线x3对称，且f(1)320，试求f(m)的值解：(1)由已知cossin，得cos().又因为sin2cos(2)12cos2()，所以m7.(2)由题意，函数f(x)的图象关于直线x3对称，因此，f(3x)f(3x)，所以f(m)f(7)f(34)f(34)f(1)320.例2已知sin22sin2coscos21，(0，)，求sin、tan的值活动：本题是2002年高考试卷解答题的第一题，但常解常新虽然综合性很强，但试题难度并不大，对学生的逻辑思维能力和运算能力有很好的训练价值本题主要考查同角三角函数的基本关系式、二倍角公式以及三角函数恒等变形的基础知识和基本运算技能按照较易题的要求来考查三角函数的重点知识教师大胆放手让学生探究，必要时适时的给予点拨，鼓励学生一题多解解答本题常出现的失误有：(1)记错三角公式，如“cos22sin21”等；(2)解题中未能及时消去相同的项以简化运算，如将原式化为关于sin的四次方程，造成运算烦琐，或不能得到结果；(3)用一个算式去除等式两边时，未先确认这个算式不等于零，推理不严密；(4)恒等变形中，移项时符号出错或合并同类项时系数出错，导致解题结果错误可以此来检查学生的掌握程度解：方法一：由倍角公式，sin22sincos，cos22cos21，得4sin2cos22sincos22cos202cos2(2sin2sin1)02cos2(2sin1)(sin1)0，(0，)，sin10，cos20.2sin10，即sin.tan.方法二：由题设得sin22sin2cos2cos20，即(sin22cos)(sin2cos)0.(0，)，sin22cos0.sin2cos0.cos0，2sin10，即sin.tan.方法三：由题设得sin22sin2cos2cos20，将其看成关于sin2的一元二次方程，得sin2，sin22cos或sin2cos.(0，)，sin22cos.sin2cos(以下同方法二)点评：本题是考查三角函数的综合题，能抓住“二倍角公式”和“同角三角函数关系式”这两个知识重点，把它们有机地组合在一起解题过程运用“换元法”等基本数学方法，体现方程思想，在考查基础知识和基本技能的同时达到考查数学思想方法的目标.变式训练已知a(cos2，sin)，b(1，2sin1)，(，)，ab，求的值解：abcos2sin(2sin1)2cos212sin2sin1sin，sin.又(，)，cos.cos().10.例3已知函数f(x)2asin2x2asinxcosxab(a0)的定义域为0，值域为5,1，求常数a、b的值活动：本题是一道经典三角综合题，属于结合三角函数性质运用的综合性中档题目教师引导学生思考，对于涉及三角函数值域等性质的问题，首先应考虑将函数化为一个角一种函数形式，本题通过降次，逆用二倍角公式后，形成了yasinxbcosx型的函数，再应用yasinxbcosxsin(x)，其中tan，需引起学生的高度重视首先通过三角恒等变形，将函数化成一个角一种函数形式，然后注意函数定义域对确定函数的值域的影响，可让学生独立探究，教师适时点拨解：f(x)a(1cos2x)asin2xaba(cos2xsin2x)2ab2asin(2x)2ab，x0，2x，sin(2x)1.因此，由f(x)的值域为5,1，可得或或点评：解题运用通性通法，不追求特殊解题技巧，是一道难度合适的试题解完后教师及时引导学生进行反思，注意体会解决本题用到的数学思想方法.变式训练已知a，b是两个向量，且a(1，cosx)，b(cos2x，sinx)，xR，定义：yab.(1)求y关于x的函数解析式yf(x)及其单调递增区间；(2)若x0，求函数yf(x)的最大值、最小值及其相应的x的值解：a(1，cosx)，b(cos2x，sinx)，abcos2xcosxsinxcos(2x)，ycos(2x).单调递增区间是k，k(kZ)(2)由x0，得2x，cos(2x)1.f(x)min0，此时x，f(x)max，此时x.思路2例1已知tan()，(1)求tan的值；(2)求的值活动：本题作为济南市的一模统考题，位置在六道解答题的第一题，由此可看出三角函数化简求值题的难度属于容易题，整个三角题目的高考难度也如此因此在平时指导学生训练时教师要控制好这个难度根据正切和角公式，由本题条件易得正切值，再将所求式子化简求值即可对于本题的探究解答，可完全留给学生自己完成，教师只需在关键地方对部分学生给予指导点拨解：(1)由tan()，得，解之，得tan3.(2)2cos，且tan3，cos，即原式的值为.点评：解这类求值题一定要在化简上多下些功夫，至于究竟化简到什么程度，这要具体结合题目条件而定学生解完后教师要引导学生进行反思，并要求学生书写规范，思路清晰，解答过程简洁流畅.变式训练已知为第二象限角，且sin，求的值解：sin(2)sin(22)cos(22)cos2，原式.为第二象限角，且sin，cos.原式.例2设向量a(1cos，sin)，b(1cos，sin)，c(1,0)，(0，)，(，2)，a与c的夹角为1，b与c的夹角为2，且12，求sin的值活动：本题是一道经典试题，多次多处用作