劉海燕
三角函數(shù)最值問題比較常見,但具有較強的綜合 性,此類問題不僅考查三角函數(shù)的基本公式、圖象、性 質,還考查求最值的方法.下面,筆者結合例題,介紹三 種求解三角函數(shù)最值問題的方法.
一、配方法
配方法常適用于求形如 y = a sin2 x + b sin x + c 或 y = a cos 2 x + b cos x + c(a,b,c均為常數(shù)) 的三角函數(shù)式的 最值.運用配方法求三角函數(shù)的最值,需將 sin x 或 cos x 視為自變量,將函數(shù)式看作二次函數(shù),把函數(shù)式 配 方 為 y = a(sin x + b) 2 + c 或 y = a( cos x + b) 2 + c 的 形 式,再根據(jù)二次函數(shù)和正余弦函數(shù)的性質求出三角函 數(shù)的最值.
例1
解:
該函數(shù)式中含有 sin x 、cos x ,且為二次式,于是 利用同角的三角函數(shù)關系 sin2 x + cos 2 x = 1 ,將函數(shù)式 中的函數(shù)名稱統(tǒng)一,然后將函數(shù)式轉化只含有 cos x 的二次函數(shù)式,再對其進行配方,便可根據(jù)二次函數(shù) 的性質求得函數(shù)的最值.
二、基本不等式法
基本不等式法是運用基本不等式:a + b ≥ 2 ab (a,b ∈ R? )求最值的方法.運用基本不等式求最值需要 滿足三個條件:(1)各項均為正值;(2)各項的和或積 為定值;(3)取等號時不等式一定成立.基本不等式法 主要適用于求幾個式子的和或積的最值.
例2
解:
解答本題,需先從所求的目標函數(shù)出發(fā),通過三 角恒等變換,配湊出兩項之積,并使其和為定值,進而 運用基本不等式求得三角函數(shù)的最值.
三、化一法
化一法主要適用于求解函數(shù)式中同時含有 sin x 、 cos x 的三角函數(shù)最值問題.用化一法求三角函數(shù)的最 值,需先利用三角恒等變換技巧及輔助角公式把三角函 數(shù)式化為 y = A sin(ωx + ?)+t 或 y = A cos(ωx + ?)+t 的形 式,再利用正弦函數(shù)與余弦函數(shù)的圖象與性質求最值.
例3
解:
將該函數(shù)式變形可得到同時含有 sin x 、cos x 的 三角函數(shù)式,于是采用化一法,利用輔助角公式,將函 數(shù)式化為只含有正弦函數(shù)的式子,便可根據(jù)正弦函數(shù) 的有界性和單調性求得最值.
三角函數(shù)最值問題的類型很多,涉及的知識面較 廣,求解方法靈活多變,因此同學們要根據(jù)三角函數(shù) 式的結構特點,選擇合適的方法和公式來求解.
(作者單位:江蘇省鹽城市大豐區(qū)新豐中學)