張永玲
三角是高中數(shù)學(xué)傳統(tǒng)內(nèi)容的四大模塊(代數(shù),三角,立體幾何,解析幾何)之一.在教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí),往往把關(guān)注的重點(diǎn)放在了三角函數(shù)的性質(zhì)和圖象,三角公式的靈活運(yùn)用上,把三角的知識(shí)作為一個(gè)封閉的知識(shí)來對(duì)待,而忽略了三角知識(shí)與方法在其它領(lǐng)域的工具作用.新課標(biāo)倡導(dǎo)的十條理念之一是:發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),因此我們?cè)诮虒W(xué)中,不僅要把三角知識(shí)系統(tǒng)化,更要探索三角知識(shí)和方法的廣泛應(yīng)用,發(fā)揮出工具作用.
一、證明平面幾何題
例1如圖1,E是正方形ABCD的邊BC的中點(diǎn),F(xiàn)在CD上,且CF=14CD.求證:∠BAE=∠EAF
證明本例只需證明∠BAF=2∠BAE.作FG⊥AB于G,設(shè)正方形的邊長為4,則BE=2,GF=4,AG=3.記∠BAE=θ,顯然tanθ=12tan2θ=43,tan∠GAF=43,可見 tan2∠BAE=tan∠BAF.而∠BAF=2∠BAE都是銳角,所以∠BAF=2∠BAE,從而∠BAE=∠EAF.
二、求值域
例2求函數(shù)y=x2+xx2-1的值域.
例3若正數(shù)x,y滿足x+3y=5xy,則3x+4y的最小值是
A.245B. 285C.5D.6
解已知式化為15y+35x=1,可設(shè)15y=sin2θ,35x=cos2θ,即y=15sin2θ,x=35cos2θ,所以3x+4y=95sec2θ+45csc2θ,即tan2θ=23,也即sin2θ=25,cos2θ=35,從而x=1,y=12.因此3x+4y的最小值為5,選C.
四、求解不等式問題
例4設(shè)a,b∈R,且a2+b2≤1,求證:a2+2ab-b2≤2
證明由已知及求證式子中的a2-b2,2ab,聯(lián)想到三角中的正弦,余弦的倍角公式.設(shè)a=ccosθ,b=csinθ(c≤1),則a2+2ab-b2=c2(cos2θ+sin2θ)=2c2sin(2θ+π4).因此a2+2ab-b2≤2.
五、求解數(shù)列問題
例5在數(shù)列an中,an+1=an+31-3an,求a2016-a2010的值.
解遞推式的形式與兩角和的正切公式相似,其中3=tan60°,不妨設(shè)an=tanθn,則有tanθn+1=tanθn+tan60°1-tanθntan60°=tanθn+tan60°an+6=an,可知數(shù)列an是以6為周期的周期數(shù)列.所以a2016-a2010=0.
六、求解向量問題
例6△ABC是是邊長為3的正三角形,P是以C為圓心的圓上的任意一點(diǎn),則AP·BP的取值范圍是.
解以C為原點(diǎn)如圖2建立平面直角坐標(biāo)系,可知A(-32,-32),B(32,32),C(0,0),設(shè)P(cosθ,sinθ),則AP=(cosθ+32,sinθ+32),BP=(cosθ-32,sinθ+32),所以AP·BP=cos2θ-34+sin2θ+3sinθ+94=3sinθ+52.而-1≤sinθ≤1,所以AP·BP的取值范圍是-12,112
七、求解立體幾何問題
例7已知圓錐的母線長為l,底面半徑為r,求過圓錐頂點(diǎn)的截面三角形面積S的最大值.