高中数学解题思路大全:用待定系数法求三角函数最值

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求三角函数最值的四种方法

求三角函数最值的四种方法

求三角函数最值的四种方法求解三角函数最值问题的基本途径与其他函数最值问题相同,一方面要利用三角函数的特殊性质,例如有界性,另一方面要将问题转化为我们熟悉的函数的最值问题。

以下介绍几种常见的求解三角函数最值的策略。

1.配方转化策略对于能够化为形如y = a sin x + b sin x + c或y = a cos x +b cos x + c的三角函数最值问题,可以将其看作是sin x或cosx的二次函数最值问题,常常利用配方转化策略来解决。

例如,对于函数y = 5 sin x + cos 2x的最值问题,可以将其转化为y = -2 sin x + 5 sin x + 1,然后利用sin x的范围[-1.1]求得最小值为-6,最大值为4.2.有界转化策略对于能够通过变形化为形如y = A sin(ωx + φ)等形式的三角函数,可以利用其有界性来求解最值。

这是常用的求解三角函数最值问题的策略之一。

3.单调性转化策略借助函数单调性是求解函数最值问题常用的一种转化策略。

对于三角函数来说,常常是先化为y = A sin(ωx + φ) + k的形式,然后利用三角函数的单调性求解。

4.导数法对于一些较为复杂的三角函数最值问题,可以利用导数法求解。

通过对函数求导,找到其临界点,然后比较临界点和函数在端点处的取值,即可求得函数的最值。

在求解三角函数最值问题时,需要注意将三角函数准确变形为sin x或cos x的二次函数的形式,正确配方,并把握sinx或cos x的范围,以防止出错。

1,即y=−x+2设点P的坐标为(x,y),则y−0=y−yPx−2=x−xP解得xP=cosx,yP=sinx代入直线方程得y=−(cosx−2)+2=4−cosx所以y的最小值为3,当x=π/2时取到最小值。

答案]3。

高中数学如何求解三角函数的极值和最值

高中数学如何求解三角函数的极值和最值

高中数学如何求解三角函数的极值和最值一、引言三角函数是高中数学中的重要内容,求解三角函数的极值和最值是数学分析的基本技能之一。

本文将介绍如何通过分析和计算来求解三角函数的极值和最值,以及一些常见的解题技巧。

二、求解三角函数的极值1. 极值的定义在数学中,极值是指函数在某个区间内取得的最大值或最小值。

对于三角函数而言,极值点就是函数图像上的顶点或谷底。

2. 求解极值的方法(1)利用导数法求解对于一元函数,可以通过求导数来确定其极值点。

对于三角函数而言,可以先求出函数的导数,然后令导数等于零,解方程得到极值点。

例如,考虑函数f(x) = sin(x),其导数f'(x) = cos(x)。

令f'(x) = 0,解得x = π/2 + kπ,其中k为整数。

因此,函数sin(x)在x = π/2 + kπ处取得极值。

(2)利用周期性求解由于三角函数具有周期性,可以利用周期性来求解极值。

例如,考虑函数f(x)= sin(2x),它的周期为π。

因此,只需求解f(x)在一个周期内的极值即可。

在区间[0, π]上,函数f(x)在x = π/4处取得最大值1,而在x = 3π/4处取得最小值-1。

三、求解三角函数的最值1. 最值的定义在数学中,最值是指函数在某个区间内取得的最大值或最小值。

对于三角函数而言,最值点就是函数图像上的最高点或最低点。

2. 求解最值的方法(1)利用周期性求解与求解极值类似,由于三角函数具有周期性,可以利用周期性来求解最值。

例如,考虑函数f(x) = sin(x),它的周期为2π。

因此,只需求解f(x)在一个周期内的最值即可。

在区间[0, 2π]上,函数f(x)在x = π/2处取得最大值1,而在x = 3π/2处取得最小值-1。

(2)利用函数图像求解通过观察函数的图像,可以直观地确定函数的最值点。

例如,考虑函数f(x) = cos(x),它的图像是一条波浪线。

从图像上可以看出,函数f(x)在x = 0处取得最大值1,而在x = π处取得最小值-1。

求三角函数最值的四种常用解题方法

求三角函数最值的四种常用解题方法

求三角函数最值的常用解题方法
一. 转化为二次函数求解三角函数的最值,适用于题目中出现的三角函数分别为一次和二次时
例1.已知函数的最大值为1,求的值
解:
结论:将三角函数转化为二次函数也是求最值的通法之一,应当注意,整理成
时,要考虑的取值及的条件,才能正确求出最值。

二. 使用辅助角公式(化一法)求解三角函数的最值
适用于题目中出现的三角函数同次时
—1—
例2.求函数的值域。

分析:降幂后发现式中出现了和,这时再化成一个角的三角函数便可求得。

解:
结论:化一法由“化一次”、“化一名”、“化一角”三部分组成,其中“化一次”使用到降幂公式、“化一名”使用到推导公式、“化一角”使用到倍角公式及三角函数的和差公式等,因此需要大家熟练掌握相关公式并灵活运用。

—2—
三.利用函数值域的有界性,求解三角函数的最值
例3.求函数的值域
解:
—3—
四.使用换元法求解三角函数的最值
例4.求函数的最值。

分析:解此题的途径是用逆求将函数式变形,用y表示与x有关的三角函数,利用三角函数的有界性求最值。

解:
—4—。

高中三角函数三角函数的不等式与最值问题

高中三角函数三角函数的不等式与最值问题

高中三角函数三角函数的不等式与最值问题在高中数学学习中,三角函数是一个重要的章节。

除了学习三角函数的定义、性质和图像等基本知识外,我们还需要掌握三角函数的不等式和最值问题的解决方法。

本文将为大家详细介绍高中三角函数的不等式与最值问题,并提供相应的解决思路和方法。

一、三角函数的不等式1. 正弦函数的不等式正弦函数的定义域为实数集,而正弦函数的值的范围在[-1, 1]之间。

因此,当我们解决正弦函数的不等式时,可按照以下步骤进行:(1)确定不等式的定义域;(2)将不等式中的正弦函数转化为关于θ的等价不等式;(3)根据正弦函数在不同区间上的增减性质,求解等价不等式,得到不等式的解集。

例如,解不等式sinθ > 0,我们可以按照上述步骤进行求解:(1)由于正弦函数的定义域为实数集,故不等式的定义域为全体实数;(2)将不等式sinθ > 0转化为等价不等式:0 < sinθ < 1;(3)根据正弦函数在不同区间上的增减性质,我们可以得到不等式的解集为:θ ∈ (2kπ, 2kπ + π/2),其中k ∈ Z。

2. 余弦函数的不等式余弦函数的定义域为实数集,而余弦函数的值的范围在[-1, 1]之间。

因此,当我们解决余弦函数的不等式时,可按照以下步骤进行:(1)确定不等式的定义域;(2)将不等式中的余弦函数转化为关于θ的等价不等式;(3)根据余弦函数在不同区间上的增减性质,求解等价不等式,得到不等式的解集。

例如,解不等式cosθ ≥ 0,我们可以按照上述步骤进行求解:(1)由于余弦函数的定义域为实数集,故不等式的定义域为全体实数;(2)将不等式cosθ ≥ 0转化为等价不等式:cosθ > -1 或cosθ < 1;(3)根据余弦函数在不同区间上的增减性质,我们可以得到不等式的解集为:θ ∈ (-2kπ, -2kπ + π/2) U (2kπ, 2kπ + π),其中k ∈ Z。

高中数学求三角函数解析式方法总结超全面(必刷题)

高中数学求三角函数解析式方法总结超全面(必刷题)

求三角函数解析式)sin(ϕω+=x A y 常用的方法全面总结三角函数的解析式是研究三角函数图像与性质的重要依据,也是高中数学教学的重点,也是历年来高考考查的热点,学生往往不知如何挖掘出有用的信息,去求A 、ω、φ。

A (振幅):A=2-最小值最大值φ+wx :相位,其中Tw π2=(T 为最小正周期) ϕ:初相,求φ常有代入法、五点法、特殊值法等一、利用五点法,逆求函数解析式三角函数五点法是三角函数图像绘制的方法,分别找三角函数一个周期内端点与终点两个点,另加周期内一个零点,两个极值点和一共零点,总共五个点第一点,即图像上升时与x 轴的交点,为φ+wx =0 第二点,即图像曲线的最高点,为φ+wx =2π 第三点,即图像下降时与x 轴的交点,为φ+wx =π第四点,即图像曲线的最低点,为φ+wx =23π 第五点,即图像最后一个端点,为φ+wx =π2例1.右图所示的曲线是)sin(ϕω+=x A y (0>A ,0>ω)图象的一部分,求这个函数的解析式.例2.是函数π2sin()2y x ωϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭的图象上的一段,则( ) A.10π116ωϕ==,B.10π116ωϕ==-, C.π26ωϕ==,D.π26ωϕ==-,例3.函数)20,0,)(sin(πϕωϕω<≤>∈+=R x x y 的部分图象如图,则A .4,2πϕπω==B .6,3πϕπω==C .4,4πϕπω==D .45,4πϕπω==例4、函数()ϕω+=x A y sin 的一个周期内的图象如下图, 求y 的解析式。

(其中 πϕπω<<->>,0,0A )变式练习1、已知函数)sin(ϕω+=x A y (A >0,ω>0,|ϕ|<π)2、已知函数)sin(ϕω+=x Ay (A >0,ω>0,|ϕ|<π)的图象如图,求函数的解析式。

三角函数最值问题的十种常见解法.doc

三角函数最值问题的十种常见解法.doc

三角函数最值问题的十种常见解法.doc三角函数最值问题的十种常见解法三角函数是重要的数学运算工具,三角函数最值问题是三角函数中的基本内容,对三角函数的恒等变形能力及综合应用要求较高.解决三角函数最值这类问题的基本途径,一方血应充分利用三角函数自身的特殊性(如有界性等),另一方血还要注意将求解三角函数最值问题转化为求一些我们所熟知的函数(二次函数等)最值问题?下面介绍几种常见的求三角函数最值的方法:一.转化一次函数在三角函数中,正弦函数与余弦函数具有一个最基本也是最重要的特征一一有界性,利用正弦函数与余弦函数的有界性是求解三角函数最值的最基本方法.例1.求函数j = 2cosx-l的值域[分析]此为y = acosx + h型的三角函数求最值问题,设r = cosx,由三角函数的有界性得re [-1,1],则y = 2^-16 [-3,1]二.转化y = Asin(ex + 0) + b(辅助角法)观察三角函数名和角,先化简,使三角函数的名和角统一.例2. (2017年全国II卷)求函数/(x) = 2cosx + sinx的最大值为______________ .[分析]此为y二dsinx + bcos兀型的三角函数求最值问题,通过引入辅助角公式把三角函数化为y = 4sin(Qx + 0)+ B的形式,再借助三角函数图象研究性质,解题时注意观察角、函数名、结构等特征.一般可利用\asinx + bcosx\< yja2+b2求最值./(X)< J2? + 1 = yf5 ?三.转化二次函数(配方法)若函数表达式中只含有正弦函数或余弦函数,且它们次数是2时,一般就需要通过配方或换元将给定的函数化归为二次函数的最值问题来处理.例3.求函数y = -sin2 x-3cosx + 3的最小值.[分析闲用 sin 2 x + cos 2 x = 1 将原函数转化为 y = cos 2 x-3cosx + 2 ,令t = cosx,( 3 V i则—1 = 3( + 2,配方,得),=t ————,V -1<=""cosx=l 时,y min = 0四. 引入参数转化(换元法)对于表达式屮同时含有sinx+cosx ,与sinxcosx 的函数,运用关系式(sin x ± cos %)2 = 1 ± 2 sin x cos %,—般都可釆用换元法转化为t 的二次函数去求最值,但必须要注意换元后新变量的取值范围.例4.求函数y = sinx + cosx + sinx.cosx 的最大值.[分析]解:令(sinx + cosx)2 =l + 2sinxcosx ,设 / = sinx + cosx.则其屮 / w [— V2,V2]五. 利用基本不等式法利用基本不等式求函数的最值,要合理的拆添项,凑常数,同吋要注意等号成立的条件,否则会陷入误区.例5.已知兀丘(0,龙),求函数y = sinx + —!—的最小值. 2 sin % [分析]此题为sin% +旦型三角函数求最值问题,当sinx>(),a>l,不能用均值不等式求最sinx 值,适合用函数在区间内的单调性来求解.设sinx = (0< Z 51),y = Z + — n 2^t.— = V2,当且仅当 t —时等号成立. 六. 利用函数在区间内的单调性2 例6.已知XG (0,^),求函Sy = sinx + ———的最小值. sinx当 t = V2,sin x + —I 4丿sin A : cos x = [-Q 同,.??y =存[分析]此题为sinx + ——型三角函数求最值问题,当sinx>(),a>l,不能用均值不等式求最 sinx 值,适合用函数在区间内的单调性来求解.设 sin 兀二 f,(0 v f 5 l),y 二 f + -,在(0, 1)上为减函数,当匸1 时,y min = 3.七. 转化部分分式例7.求函数〉」心+ 1的值域 2cosx-ln CQQ r 4-[分析]此为型的三角函数求最值问题,分子、分母的三角函数同名、 ccosx-d同角,这类三角函数一般先化为部分分式,再利用三角函数的有界性去解.或者也可先用反八.数形结合由于sin 2 x + cos 2 x = 1 ,所以从图形考虑,点(cosx,sinx)在单位圆上,这样对一类既含有正弦函数,又含有余弦函数的三角函数的最值问题可考虑用几何方法求得. ■例& 求函数兀(0<兀<龙)的最小值.2 一 cos x0 — ein Y[分析]法一:将表达式改写成丿= ---------- ,y 可看成连接两点A(2,0)与点(cosx,sinx) 2-cosx的直线的斜率.由于点(cosx,sinx)的轨迹是单位圆的上半圆(如图),所以求y 的最小值就是在这个半圆上求一点,使得相应的直线斜率最小.设过点A 的切线与半圆相切与点B,则k AB <y<0.< p="">£7 所以y 的最小值为-+ (此时法二:该题也可利用关系式asinx+bcosx= -Ja 2 +/?2 sin(x + (即引入辅助角法)和有解法,再用三角函数的有界性去解.9解法一:原函数变形为歹=1+——=—, 2cosx-l/ |cosx| < 1 ,可直接得到:y>3^y<^.解法一:原函数变形为cosx-(2(y-1) V COSX < 1,/. / \ 2(y-1)< 1,/. y >3i^y < —. 可求得仏BRan 竺」 6 3界性来求解.九.判别式法亠弋皿 tan 2 x-tanx + l s _例9. 求函数y = ------- ----------- 白、J 取值. tan" x +tanx + 1 [分析]同一变量分子、分母最高次数齐次,常用判别式法和常数分离法.tan 2 x-tanx+1 y =——; ------------ tan~x + tanx + l解:/.(y-l)tan 2 兀+ (y + l)tanx + (y-l) = Oy = l,tanx = O,x = k;r(kw 龙)J 工1吋此吋一元二次方程总有实数解 /. A = (y +1)2 - 4(y -1)2 > 0,/.(3y - l)(y -3)< 0 /. — < y < 3. 3由 y=3, tanx=-l, x = k/r+ e z), y max = 3. 1 . . 7t 1由 y = -,tanx = l,/.x = ^ + -,y 「nin = §? 十.分类讨论法含参数的三角函数的值域问题,需要对参数进行讨论.a j ( 兀、例10 ?设f(x) = — cos ?无+ dsin x ---------------------------------------------- 0W 42 2, (1) 当 ^>1,即 d?2,g(/)在[0, 1]上递增,M@)=g(l) =手—I 2丿解:f(x) = -sin 2 x + asinx- —+ 丄.令 sinx=t,则 0 < Z < 1, 八4 2g(J = / W = -z 2 +〃_# + * =a 2 a 1H---------- 1 - 4 4 2当05 — 51,即05d52时,g(f)在[0 ,1]上先增后减,(3) 当-<0,即 a50,g(J 在[0, 1]上递减,M (a)=g (0)=丄—2 22 4* 3d 1 ”------ ,ci n 2 4 2a 2 a 1八,八--------- 1— 4 4 2Id c2 4 以上几种方法中又以配方法和辅助角法及利用三角函数的有界性解题最为常见?解决这类问题最关键的在于对三角函数的灵活应用及抓住题日关键和本质所在.挑战自我:1. 求函数y=5sinx+cos2x 的最值2. 已知函数y 二二cos? x +=-sinrcosx + l(xw/?)当函数y 取得最大值时,求自变量x 的集合.3.已知函数/(x) = 2sin x(sinx + cos x),求函数f(x)的最小正周期和最大值.参考答案:1 ?[分析]:观察三角函数名和角,其中一个为正眩,一个为余眩,角分别是单角和倍角,所以先化简,使三角函数的名和角达到统一.2?[分析]此类问题为y = asin ,x + /?sinx-cosx + ccos 2 x 的三角函数求最值问题,它可通M@)=g [彳a 2 a 1 T~4 + 2, 5) sinx-- 4丿 v -1 < sinx < 1,?°? sinx = -l,x = Zk7V~ — 9ke z, y m [n = -2x 2 . [ "冗 i 1 33 . sinx = 1 x - 2K 7T H ——e z, v m .1Y = -2x ------- 1 --- = 4 2 16 8>' =5 sin x + (1 - 2 sin 2 x) = -2 sin 2 x + 5 sin x +1 = -2 si 33H --- 833 乙 + ——=-6 16 8过降次化简整理为y = asinx + bcosx 型求解.1 + cos 2x V3 sin 2x t 1 o V3 . 5 ----------- + --------------- +1 = — coszxH ----- s in 2x + —2 2 2 4 4 4f(x)的最小正周期为龙,最大值为1 + V2.3?[分析]在本题的函数表达式中,既含有正弦函数,又有余弦函数,并且含有它们的二次式,故需设法通过降次化二次为一次式,再化为只含有正弦函数或余弦函数的表达式.x + 2sinxcosx = 1-cos2x + sin 2x = l + 42sm 2x ---------- I 4 ——cos 2x + — sin 2x 2 2 1 —sin 2 「2兀+耳+二2兀+三 4, ?二壬 + 2航, x 二? + k 兀(k w z), y max o 2 o 解: /(x) = 2sin 2 </y<0.<>。

待定系数法解决一类三角函数的最值问题

待定系数法解决一类三角函数的最值问题

2020年第11期(上)中学数学研究11待定系数法解决一类三角函数的最值问题广东省中山纪念中学(528454)邓启龙高考真题(2018年高考全国卷I理科第16题)已知函数f(x)=2sin x+sin2x,则f(x)的最小值是___.分析函数f(x)中既有sin x,又有sin2x=2sin x cos x,初看感觉无从下手,只能通过求导来求最值,于是得到解法一.然后观察f(x)的结构,发现可以利用不等式来求最值,于是得到解法二,三,四.解法一只需考虑一个周期[0,2n].f(x)=2cos x+2cos2x=2(2cos2x+cos x—1)=2(cos x+1)(2cos x—1),令f'(x)=0得x=3,n,¥.易得当x=3时,f(x)取最大值学,当x=罟时,f(x)取最小值-学.解法二先求f(x)在一个周期[0,2n]上的最大值.令x€[0,2〕,则f(n—x)=2sin x—sin2x< f(x),f(n+x)=sin2x—2sin x W f(x),f(2n—x)=—2sin x—sin2x W f(x),所以f(x)的最大值在[。

冷]上取到.易知sin x在[0,n]上凸,由琴生不等式得f(x)=sin x+sin x+sin(n—2x)W3sin x+x+n—2x3当且仅当x=3时取等号.所以当x=3时,f(x)取最大值进.又因为f(x)是奇函数,所以当x=-3时,f(x)取最小值-乎.nx€[0,2],f(x)=2sin x+2sin x cos x=2sin x(1+cos x)sin2x(1+cos x)2=2\J(1—cos x)(1+cos x)3 =22__________________________________________ =3(1—cos x)•(1+cos x)•(1+cos x)-(1+cos x) 32/「3(1—cos x)+3(1+cos x)]4^/3 W制[-----------4------------------]=丁,n当且仅当3(1—cos x)=1+cos x,即 x=3时,f(x)取最大值学.又因为f(x)是奇函数,所以当x=-3时,f(x)取最小值-学.解法四f(x)=2sin x cos x+2sin x.假设当sin x= a,cos x=b时,f(x)取最大值,引入参数a,b>0,且22sin x cos x1sin x2cos x2a2+b2=1.由-------W)2+(十)2]得b2a22sin x cos x W—sin x+〒cos x.由sin x-aab2sin x W—sin2x+a.于是aa bsin2x+a2——得1sin2—sin x+aa 2sin x cos x+2sin x W—sin2x+-cos2x+abb+1•2.a2=------sin x+〒cos x+a,ab由—+.1=-且a2+b2=1得a=单,b=1.a b22于是2sin x cos x+2sin x W A/3sin2x+-\/3cos2x+~^=学.所以f(x)的最大值为学,当且仅当sin x=¥,cos x=1,即x=n+2kn(k€Z)时,f(x)取最大值.又因为f(x)是奇函数,所以当x=-£+2kn(k€Z)解法三同解法二得f(x)的最大值在[0,2]上取到.时,f(x)取最小值——2综上,a的取值范围是^一兰,+8)评注在给定区间上适当考虑某点(端点)的性质,取x 的特殊值,得到参数的取值范围,找到一个不等式成立的必要条件,从而缩小范围,然后再证明必要条件也是充分条件,即可求得结论,就是我们常说的必要性探路法.而端点效应是其中比较常见的一种题型,比如2019年新课标全国I卷文科第20题体现了这样的解题思路.结语不等式恒成立求参数范围问题,往往涉及函数、方程、不等式等高中数学核心知识,以及函数与方程、转化与化归、分类讨论、数形结合等数学思想,综合性强、难度大.解决此类问题的通法是构造函数,对参数进行分类讨论求解;也可以优先采用分离函数方法,将问题转化为求函数的最值,或借助数形结合思想求解;然而并非所有问题用这两种思路容易奏效,这时我们可以采用必要性探路,再证充分性的思路.学生在实际解题中,需结合具体问题进行具体分析,选择合适的解题思路与方法,让问题的解决简洁、高效.12中学数学研究2020年第11期(上)解法二把f(x)的表达式转化为三个角的正弦,且这三个角的和是定值,然后利用琴生不等式求岀函数最大值.解法三把f(x)的表达式转化为正弦与余弦的乘积,然后利用多元均值不等式求岀函数最大值,技巧性很强.解法四利用待定系数法,通过假设f(x)取最大值时sin x,cos x的取值引入参数,并利用结构特点和取等条件构造不等式,最后由系数的比例关系和参数满足的条件求岀参数,进而求岀函数最大值.变式探究若函数f(x)中既有sin x, sin2x,又有cos x,cos2x,即f(x)=p sin2x+q cos2x+r sin x+ s cos x,p,r,s20,如何求函数f(x)的最大值?此时解法一仍然适用,但是方程f'(x)=0不好解.由于系数p,q,r,s 的一般性,解法二和解法三就不适用了.本文通过探究发现,解法四的待定系数法仍然可以解决这一类三角函数的最值问题.假设当sin x=a,cos x=b时,f(x)=p sin2x+q cos2x+r sin x+s cos x取最大值,引入参数a,b>0, 22sin x cos x1sin x2cos x2且a+b2=L由矿•丁W—[(矿)2+(丁)2]pb2pa2sin2x+a2得p sin2x W一sin x+-----cos x.由sin x•a W---------------a b2r2ra cos2x+b2得r sin x W一sin x+------.由cos x•b W---------------得2a丁2z2s cos x W—b cos2x+~—.又q cos2x=q cos2x—q sin2x,于是p sin2x+q cos2x+r sin x+s cos xpb2pa222r2ra W—sin x+丁cos x+q cos x—q sin x-----sin x-----a b2a2s2sb+—b cos x+¥pb r2pa s2ra sb =(万一q+茲)sin x+(万+q+—b)cos x+空+空由pb-q+—■=pa+q+—;且a2+b2=1,解岀参数a2a b2ba,b,于是得到f(x)的最大值,当且仅当sin x=a,cos x=b 时,f(x)取最大值.下面通过例题来说明如何利用待定系数法解决这一类三角函数的最值问题.例1(第六届世界数学团体锦标赛青年组试题第5题)求函数f(x)=2^3sin2x+4sin x+8^3cos x的最大值.解f(x)=^/3sin x cos x+4sin x+^/3cos x.假设当sin x=a,cos x=b时,f(x)取最大值,引入参数a,b>0,22sin x cos x1sin x2cos x2且a2+b2=L由「厂•丁W—[(矿)2+(丁)2]/曰彳后•/W"3b.2^/3a2u-.-/得403sin x cos x W-------sin x+---------cos x.由sin x•a Wabsin2x+a2p^.”2.2c丄7”cos2x+b2得4sin x W—sin x+—a.由cos x・b W--------------a2得873cos x W cos2x+473b.于是b4^/3sin x cos x+4sin x+8^/3cos x27^b-2.27^a2丄2-2.9W-------sin x+---------------cos x+——sin x+2aa b a+cos2x+473bb27^b+2-2i27^a+4732i c i”g=------------sin x+-----------------------------cos x+2a+473b由ab27^b+—=27J475且a2+b2=1,消去b得a b12a4+24a3+a2—12a+2=0,解得a=1,b=g3.于是4^/3sin x cos x+4sin x+8^/3cos x W10sin2x+ 10cos2x+7=17.所以f(x)的最大值为17,当且仅当sin x=1,cos x=X3,即 x=n+2kn(k e Z)时,f(x)取226最大值.例2(《数学通讯》2018年第12期问题376)求函数y=sin x cos x+3sin(x+—)+sin(x—4)的最大值.1n n 解y=-sin2x+3sin(x+—)+sin(x——).令2124n1nt=x—4,得y=—cos2t+3sin(t+3)+sin t= 1cos2t+5sin t+3—3cos t.假设当sin t时,y取最大值,引入参数a,b>0,且由sin t•a=a,cos t=ba2+b2=1.sin2t+a25525W-------------彳得石sin t W厂sin2t+丁a.由224a4cos2t+b2刁曰W3,.W3 2.|3J3---------彳得-----cos t W-------cos t+----b.224b4=-cos2t—-sin2t,于是22」丄z5•丄373丄—cos2t+—sin t+-----------cos t2t1■ 2..5一-—..........4a=(4a一j)sin2t+1—cos t•b W又*cos2t1-—121.25.253^/323^/3 W—cos2t-----sin2t+------sin2t+——a+--------cos2t+---------b224a44b4=(4a一—)sin2t++—)cos2t+4a+翠b由4a一—=醤+—且a2+b2=1,消去b得16a4-40a3+36a2+40a-25=0,解得a=1,b=舟.十口15.3^3.22于是—cos2t+—sin t+-------cos t W2sin2t+2cos2t+1522215~4.所以y的最大值为~4,当且仅当sin t=;=X3,即t=n+2kn(k e Z)时取最大值.所5/615x=—+2kn(k e Z)时,y取最大值—.注如果把sin(x+—),sin(x-4)展开,将函数整理为p sin2x+r sin x+s cos x的形式,系数很复杂,最后得到的方程很难解.本文先作代换t=x-4,然后将函数整理为q cos2t+r sin t+s cos t的形式,系数简单,最后得到的方程也好解.7=4='1—,cos t以当2。

用待定系数法求三角函数最值

用待定系数法求三角函数最值

用待定系数法求三角函数最值作者:谢斌来源:《读写算·教研版》2015年第14期摘要:待定系数法,是中学数学中的一种重要求未知数的方法。

将一个多项式表示成另一种含有待定系数的新的形式,这样就得到一个恒等式。

然后根据恒等式的性质得出对应系数应满足的方程或方程组,其后通过解方程或方程组便可求出待定的系数,或找出某些系数所满足的关系式,这种解决问题的方法叫做待定系数法。

关键词:待定系数法;三角函数;最值求解中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)14-274-02使用待定系数法,就是把具有某种确定形式的数学问题,通过引入一些待定的系数,其解题的关键是依据已知,正确列出等式或方程,转化为方程组来解决。

使用待定系数法解题的基本步骤是:第一步,确定所求问题含有待定系数的解析式;第二步,根据恒等的条件,列出一组含待定系数的方程;第三步,解方程组或者消去待定系数,从而使问题得到解决.如何列出一组含待定系数的方程,主要从以下几方面着手分析:1、利用对应系数相等列方程;2、由恒等的概念用数值代入法列方程;3、利用定义本身的属性列方程;4、利用几何条件列方程.要判断一个问题是否可用待定系数法求解,主要是看所求解的数学问题是否具有某种确定的数学表达式,如果具有,就可以用待定系数法求解.例如分解因式、拆分分式、数列求和、求函数式、求复数、解析几何中求曲线方程等,这些问题都具有确定的数学表达式,所以都可以用待定系数法求解,在此不一一列举说明。

下面主要谈一下待定系数法在求三角函数最值中的一种应用。

求三角函数的最值方法众多,常用的方法有:1、配方法(主要利用二次函数理论及三角函数的有界性);2、化为一个角的三角函数(主要利用和差角公式及三角函数的有界性);3、数形结合法(常用到直线斜率关系);4、换元法(如万能公式,将三角函数问题转化为代数问题);5、均值不等式法.在用均值不等式求三角函数最值时,“各数相等”及“和(或积)为定值”是两个需要刻意凑出的条件.从何处入手,怎样拆项,如何凑出定值且使等号成立,又能使解答过程简捷明快,这确实是既“活”又“巧”的问题。

求三角函数最值的四种常用解题方法

求三角函数最值的四种常用解题方法

求三角函数最值的四种常用解题方法
求三角函数最值的常用解题方法
一. 使用配方法求解三角函数的最值
例1.已知函数的最大值为1,求的值
解:
结论:将三角函数转变为二次函数也是求最值的通法之一,应该注意,整理成时,要考虑的取值及的条件,才能正确求出最值。

二. 使用化一法求解三角函数的最值
例2.求函数的值域。

剖析:降幂后发现式中出现了和,这时再化成一个角的三角函数即可求得。

—2—
解:
结论:化一法由“化一次”、“化一名”、“化一角”三部分构成,此中“化一次”使用到降幂公式、“化一名”使用到推导公式、“化一角”使用到倍角公式及三角函数的和差公式等,所以需要大家娴熟掌握有关公式并灵巧运用。

三. 使用基本不等式法求解三角函数的最值
例3. 求函数的值域
—3—
解:
解:
四. 使用换元法求解三角函数的最值
例4.求函数的最值。

剖析:解本题的门路是用逆求将函数式变形,用 y 表示与 x 有关的三角函数,利用三角函数的有界性求最值。

—4—
解:
—5—。

高一数学三角函数的解题思路

高一数学三角函数的解题思路

高一数学三角函数的解题思路高一数学三角函数的解题思路在了解三角函数解题思路之前大家一定要掌握好三角函数的公式,牢记公式结合三角函数解题思路才能更好的解题。

下面是小编为大家整理的高一数学三角函数的解题思路,欢迎参考。

三角函数解题思路第一:三角函数的重要性,即使你高一勉强过了,我希望你能在暑假好好学习三角函数知识。

第二:任意角三角函数,同角三角函数公式,切化弦公式以后一会常用到,恒等式公式整合了正余弦之间的关系,诱导公式就是一个BUG不用管它,能记住多少算多少,通用口诀:奇变偶不变符号看象限,奇偶的辨别是PI/2的整数倍的奇偶决定。

第三:三角函数的图像和性质,首先要明白三角函数线的知识,虽然考试不会涉及不过对于理解三角函数的图像的绘制提供了直观的理解,三角函数的草图一律用五点作图法,三角函数的性质包括最值性、单调性、奇偶性、周期性、对称性,三角函数的这五个性质必须好好把握。

第四:正弦函数,这里主要是从基本初等三角函数变换成初等三角函数,Asin(wt+y)+c,关于各个数值的含义你以后会在高中物理中的交流电理论或是简谐振动理论里学习,其中的初相位和圆频率之间的先后变换所产生的关系必须弄清楚,这里经常会弄错还希望你能注意。

第五:余弦函数,和正弦函数一样,不过还有涉及到余弦的便会涉及到向量的`数量积,其实在物理学的功的定义中便接触了。

第六:正切函数,注意它的间断点和周期与正余弦函数的差别,最重要的还是切化弦吧,还有就是直线斜率和正切的关系。

第七:余切,正割,余割,反三角函数,球面三角函数你接触一下吧,虽然高中基本不用对于你的学习还是有好处的。

第八:三角恒等变换,这里是三角函数的难点和重点,八个C级要求这里占了两个,再加上数量积一个,C级要求的三角函数就占了3个,主要思路:变角变名变次数,主要公式:两角和与差公式,二倍角公式及其推论(降幂扩角,升幂缩角),辅助角公式。

第九:两角和与差公式,这个公式如果你不会用,那请好好学,总共六个公式,记住之间正负号和函数的位置,很好记忆的。

高考数学:三角函数中的最值问题(4种方法)

高考数学:三角函数中的最值问题(4种方法)

三角函数中的最值问题(4种方法)基本方法1、直接法:形如f (x )=a sin x +b (或y =a cos x +b ),值域为[-|a |+b ,|a |+b ],形如y=asinx+bcsinx+c 的函数可反解出sinx,利用|sinx|≤1求解,或分离常数法.2、化一法:形如f (x )=a sin x +b cos x ,f (x )=a sin 2x +b cos 2x +c sin x cos x 的函数可化为f (x )=A sin(ωx +φ)的形式,利用正弦函数的有界性求解,给定x 范围时要注意讨论ωx +φ的范围,注意利用单位圆或函数图象.3、换元法:形如f (x )=a sin 2x +b sin x +c 或f (x )=a cos 2x +b sin x +c 或f (x )=a (sin x ±cos x )+b sin x ·cos x 的函数可通过换元转化为二次函数在某区间上的值域求解.4、几何法(数形结合):形如dx c bx a y ++=cos sin 转化为斜率问题,或用反解法.典型例题例1已知函数f (x )=(sin x+cos x )2+cos 2x ,求f (x )在区间.解:(化一法)因为f (x )=sin 2x+cos 2x+2sin x cos x+cos 2x=1+sin 2x+cos 2x=2sin 2 +1,当x ∈0,2 ∈由正弦函数y=sin x 当2x+π4π2,即x=π8时,f (x )取最大值2+1;当2x+π45π4,即x=π2时,f (x )取最小值0.综上,f (x )在0,上的最大值为2+1,最小值为0.例2求函数y =2+sin x +cos x 的最大值.解:(化一法)y =2+2sin(x +π4),当x =π4+2k π(k ∈Z )时,y max =2+2例3求函数f (x )=cos2x +6cos(π2-x )的最大值.解:(换元法)f (x )=1-2sin 2x +6sin x =-2(sin x -32)2+112.令sin x =t ,则t ∈[-1,1],函数y =-2(t -32)2+112在[-1,1]上递增,∴当t =1时,y 最大=5,即f (x )max =5,例4已知x 是三角形的最小内角,求函数y =sin x +cos x -sin x cos x 的最小值.解:(换元法)由0≤x ≤π3,令t =sin x +cos x =2sin(x +π4),又0<x ≤π3,∴π4<x +π4≤712π,得1<t ≤2;又t 2=1+2sin x cos x ,得sin x cos x =t 2-12,得y =t -t 2-12=-12(t -1)2+1,例5已知sin α+sin β=22,求cos α+cos β的取值范围.解:(换元法)令cos α+cos β=t ,则(sin α+sin β)2+(cos α+cos β)2=t 2+12,即2+2cos(α-β)=t 2+12⇒2cos(α-β)=t 2-32,∴-2≤t 2-32≤2⇒-12≤t 2≤72,∴-142≤t ≤142,即-142≤cos α+cos β≤142.例6求函数y =1+sin x3+cos x的值域解法一:(几何法)1+sin x3+cos x可理解为点P (-cos x ,-sin x )与点C (3,1)连线的斜率,点P (-cos x ,-sin x )在单位圆上,如图所示.故t =1+sin x3+cos x满足k CA ≤t ≤k CB ,设过点C (3,1)的直线方程为y -1=k (x -3),即kx -y +1-3k =0.由原点到直线的距离不大于半径1,得|1-3k |k 2+1≤1,解得0≤k ≤34.从而值域为[0,34].解法二:(反解法)由y =1+sin x3+cos x 得sin x -y cos x =3y -1,∴sin(x +φ)=3y -11+y2其中sin φ=-y 1+y 2,cos φ=11+y 2.∴|3y -11+y2|≤1,解得0≤y ≤34.例7求函数y =2sin x +1sin x -2的值域解法一:(分离常数法)y =2sin x +1sin x -2=2+5sin x -2,由于-1≤sin x ≤1,所以-5≤5sin x -2≤-53,∴函数的值域为[-3,13].解法二:(反解法)由y =2sin x +1sin x -2,解得sin x =2y +1y -2,∵-1≤sin x ≤1,∴-1≤2y +1y -2≤1,解得-3≤y ≤13,∴函数的值域为[-3,13].针对训练1.函数y =3-2cos(x +π4)的最大值为____.此时x =____.2.函数xxy cos -3sin -4的最大值为.3.函数f (x )=sin 2x+3cos ∈的最大值是.4.函数y =12+sin x +cos x的最大值是【解析】1.函数y =3-2cos(x +π4)的最大值为3+2=5,此时x +π4=π+2k π(k ∈Z ),即x =3π4+2k π(k ∈Z ).2.解析式表示过A (cos x ,sin x ),B (3,4)的直线的斜率,则过定点(3,4)与单位圆相切时的切线斜率为最值,所以设切线的斜率为k ,则直线方程为y-4=k (x-3),即kx-y-3k+4=+11,∴k max3.由题意可知f (x )=1-cos 2x+3cos x-34=-cos 2x+3cos x+14=-cos -+1.因为x ∈0,cos x ∈[0,1].所以当cos f (x )取得最大值1.4.∵y =12+2sin (x +π4),又2-2≤2+2sin(x +π4)≤2+2∴y ≤12-2=1+22,含参问题一、单选题1.已知函数()sin cos (0,0)62af x x x a πωωω⎛⎫=++>> ⎪⎝⎭,对任意x ∈R ,都有()f x ≤,若()f x 在[0,]π上的值域为3[2,则ω的取值范围是()A.11,63⎡⎤⎢⎥⎣⎦B.12,33⎡⎤⎢⎣⎦C.1,6⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D.1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】()sin cos 62af x x x πωω⎛⎫=++ ⎪⎝⎭1cos 2a x x ωω++max ()f x =02a a >∴= ,())3f x x πω∴=+0,0x πω≤≤> ,333x πππωωπ∴≤+≤+,3()2f x ≤ 2233πππωπ∴≤+≤,1163ω∴≤≤.故选:A2.已知函数()()cos 0f x x x ωωω=+>,当()()124f x f x -=时,12x x -最小值为4π,把函数()f x 的图像沿x 轴向右平移6π个单位,得到函数()g x 的图像,关于函数()g x ,下列说法正确的是()A.在,42ππ⎡⎤⎢⎣⎦上是增函数B.其图像关于直线6x π=对称C.在区间,1224ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的值域为[]2,1--D.函数()g x 是奇函数【解析】因()()cos 2sin 06f x x x x πωωωω⎛⎫=+=+> ⎪⎝⎭,当()()124f x f x -=时,12x x -最小值为4π,则()f x 的最小正周期为22T ππω==,即4ω=,所以()2sin 46f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,把函数()f x 的图像沿x 轴向右平移6π个单位,得()2sin 42sin 42cos 46662f x g x x x x ππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+=-=- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦=,所以,()g x 为偶函数,故D 选项不正确;由4,k x k k Z πππ≤≤+∈,即,44k k x k Z πππ+≤≤∈,故()g x 在区间(),44k k k Z πππ+⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上为减函数,所以()g x 在区间,42ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上为减函数,故A选项不正确;由4,2x k k Z ππ=+∈,即,48k x k Z ππ=+∈,所以()g x 图像关于,48k x k Z ππ=+∈对称,故B选项不正确;当,1224x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,4,36x ππ⎡⎤∈-⎢⎣⎦,则()21g x -≤≤-,所以C 选项正确.故选:C.3.已知函数()()sin 04f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦的值域是⎡⎤⎢⎥⎣⎦,则ω的取值范围是()A.30,2⎛⎤ ⎥⎝⎦B.3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦C.73,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦D.57,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】因为0>ω,所以当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,[,]4424x ππωππω-∈--因为函数()()sin 04f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦的值域是⎡⎤⎢⎥⎣⎦所以52244πωπππ≤-≤,解得332ω≤≤,故选:B.4.已知函数()(2)f x x ϕ=+22ππϕ-≤≤,若()0f x >在5(0,)12π上恒成立,则3(4f π的最大值为()B.0C.D.2-【解析】因为5(0,)12x π∈,故52(,)6x πϕϕϕ+∈+;由()0f x >,即1sin(2)2x ϕ+>-,得722266k x k πππϕπ-+<+<+,k Z ∈,故57(,)(2,2)666k k πππϕϕππ+⊆-++,k Z ∈,故2657266k k πϕπππϕπ⎧≥-+⎪⎪⎨⎪+≤+⎪⎩,解得2263k k πππϕπ-+≤≤+,k Z ∈;又22ππϕ-≤≤,故63ππϕ-≤≤,5.已知曲线()sin cos f x x m x ωω=+,()m R ∈相邻对称轴之间的距离为2π,且函数()f x 在0x x =处取得最大值,则下列命题正确的个数为()①当0,126x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,m的取值范围是⎣;②将()f x 的图象向左平移04x 个单位后所对应的函数为偶函数;③函数()()y f x f x =+的最小正周期为π;④函数()()y f x f x =+在区间00,3x x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭上有且仅有一个零点.故33()()42f ππϕϕ⎡⎤+++-⎢⎥⎣⎦,故3()4f π的最大值为0.故选:BA.1B.2C.3D.4【解析】函数()f x 的相邻对称轴之间的距离为2π,则周期为22T ππ=⨯=,∴22πωπ==,()sin 2cos 2f x x m x =+)x ϕ=+,其中cos ϕ=,sin ϕ=[0,2)ϕπ∈,()f x 在0x 处取最大值,则022,2x k k Z πϕπ+=+∈,0222k x πϕπ=+-,k Z ∈,①若0[,]126x ππ∈,则[2,2]63k k ππϕππ∈++,1sin 2ϕ≤≤,12解m ≤正确.②如()sin(28f x x π=+,0316x π=时函数取最大值,将()f x 的图象向左平移04x 个单位后得313()sin[2(4)sin(2)1688g x x x πππ=+⨯+=+,不是偶函数,错;③()()y f x f x =+中,()y f x =是最小正周期是π,()y f x =的最小正周期是2π,但()()y f x f x =+的最小正周期还是π,正确;④003[,44x x x ππ∈++时,()()0y f x f x =+=,因此在区间00,3x x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭上有无数个零点,错;∴正确的命题有2个.故选:B.6.已知函数()cos 4cos 12=+-xf x x 在区间[0,]π的最小值是()A.-2B.-4C.2D.4【解析】22()cos 4cos 12cos 14cos 12(cos 1)42222x x x x f x x =+-=-+-=+-,由[0,]x π∈知,[0,]22x π∈,cos [0,1]2x ∈,则当x π=时,函数()f x 有最小值min ()2f x =-.故选:A.7.已知()cos31cos xf x x=+,将()f x 的图象向左平移6π个单位,再把所得图象上所有点的横坐标变为原来的12得到()g x 的图象,下列关于函数()g x 的说法中正确的个数为()①函数()g x 的周期为2π;②函数()g x 的值域为[]22-,;③函数()g x 的图象关于12x π=-对称;④函数()g x 的图象关于,024π⎛⎫⎪⎝⎭对称.A.1个B.2个C.3个D.4个【解析】()()cos 2cos311cos cos x x xf x x x+=+=+cos 2cos sin 2sin 12cos 2cos x x x x x x -=+=.即:()2cos 2f x x =且,2x k k Z ππ≠+∈.()2cos(4)3g x x π=+且,62k x k Z ππ≠+∈.①因为函数()g x 的周期为2π,因此①正确.②因为,62k x k Z ππ≠+∈,故() 2.g x ≠-因此②错误.③令4,3x k k Z ππ+=∈,得,124k x k Z ππ=-+∈.故③正确k ππ二、填空题8.函数()2sin()sin()2sin cos 66f x x x x x ππ=-++在区间[0,2π上的值域为__________.【解析】由11(x)sinx cosx)(sinx cosx)sin 2x2222f =-++22312(sin x cos x)sin 2x 44=-+2231sin cos sin 222x x x=-+11cos 2sin 22x x =--+1x )24π=-当[0,]2x π∈时,2[,]444x ππ3π-∈-,则sin(2)[42x π-∈-,所以11(x)[,22f ∈-.故答案为:11[,22-9.若函数()()2cos 2cos 202f x x x πθθ⎛⎫=++<< ⎪⎝⎭的图象过点()0,1M ,则()f x 的值域为__________.【解析】由题意可得()02cos 2cos 02cos 211f θθ=+=+=,得cos 20θ=,02πθ<<,02θπ∴<<,22πθ∴=,则4πθ=,()22cos cos 2cos 22sin 2sin 2sin 12f x x x x x x x π⎛⎫∴=++=-=--+ ⎪⎝⎭2132sin 22x ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,令[]sin 1,1t x =∈-,则213222y t ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭.当12t =-时,该函数取最大值,即max 32y =,当1t =时,该函数取最小值,即min 3y =-.因此,函数()y f x =的值域为33,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.故答案为:33,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.10.函数32()sin 3cos ,32f x x x x ππ⎛⎫⎡⎤=+∈- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭的值域为_________.【解析】由题意,可得()3232ππf x sin x 3cos x sin x 3sin x 3,x ,,32⎡⎤=+=-+∈-⎢⎥⎣⎦,令t sinx =,t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,即()32g t t 3t 3=-+,t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则()()2g't 3t 6t 3t t 2=-=-,当t 0<<时,()g't 0>,当0t 1<<时,()g't 0>,即()y g t =在⎡⎤⎢⎥⎣⎦为增函数,在[]0,1为减函数,又g ⎛=⎝⎭()g 03=,()g 11=,故函数的值域为:⎤⎥⎣⎦.11.(2019·广东高三月考(文))函数()cos 2|sin |f x x x =+的值域为______.【解析】2219()cos 2|sin |12|sin ||sin |2|sin |48f x x x x x x ⎛⎫=+=-+=--+ ⎪⎝⎭,所以当1sin 4x =时,()f x 取到最大值98,当sin 1x =时,()f x 取到最小值0,所以()f x 的值域为90,8⎡⎤⎢⎥⎣⎦故答案为:90,8⎡⎤⎢⎥⎣⎦。

三角函数最值问题的十种常见解法

三角函数最值问题的十种常见解法

三角函数最值问题的十种常见解法解法一:利用图像性质求解利用三角函数的图像性质,首先将函数图像画出来,观察函数在指定区间上的最大值和最小值所对应的点的坐标。

解法二:使用导数求解通过对三角函数进行求导,然后将导数等于零进行求解,可以得到函数的关键点,进而通过函数的变化趋势确定最值。

解法三:使用平均值不等式求解根据平均值不等式的性质,可以得到三角函数的最值。

例如,对于正弦函数sin(x),可以利用平均值不等式得到最值。

解法四:使用二次函数的性质求解将三角函数转化为二次函数的形式,然后利用二次函数的性质求解最值。

例如,可以将正弦函数sin(x)转化为二次函数的形式。

解法五:使用三角函数的周期性质求解三角函数的周期性质可以帮助我们确定最值所在的区间。

通过观察函数的周期性质,可以得到函数的最大值和最小值。

解法六:使用三角函数的反函数求解利用三角函数的反函数,可以将问题转化为求解反函数的最值问题。

通过对反函数的最值进行求解,可以得到原函数的最值。

解法七:使用三角函数的恒等式求解利用三角函数的恒等式,可以将复杂的三角函数转化为简单的形式,进而求解最值问题。

例如,可以利用和差公式将三角函数的角度转化为相对简单的形式。

解法八:使用三角函数的基本关系求解利用三角函数的基本关系,可以将复杂的三角函数转化为简单的形式,进而求解最值问题。

例如,可以利用正切函数和余切函数的基本关系求解最值。

解法九:使用三角函数的积分求解通过对三角函数进行积分,可以得到函数的积分表达式,并通过积分表达式求解最值。

例如,可以通过对正弦函数进行积分得到函数的积分表达式。

解法十:使用泰勒级数展开求解利用泰勒级数展开,可以将三角函数转化为幂级数形式,进而求解最值问题。

通过计算前几项幂级数的和,可以得到函数的近似值,并进一步求解最值。

巧用待定系数法求几类三角函数的最值

巧用待定系数法求几类三角函数的最值

·数学中的思想和方法·李文东(广东省中山市中山纪念中学 528454)李文东中学一级教师,硕士研究生,中山市优秀教师,在《数理天地》《数学通讯》《中学数学研究》《中学数学月刊》《高中数学教与学》等期刊上发表论文四十多篇。

求三角函数的最值是高考中一个重要的问题,解法较多,特别是对于一些比较复杂的三角函数常常需要用到较多的三角恒等变换知识.本文从不等式的角度去研究三角函数的最值,用均值不等式或柯西不等式求三角函数最值时,“各数相等”及“和(或积)为定值”是两个需要刻意凑出的条件,从何处入手,怎样拆项,如何凑出定值且使等号成立,又能使解答过程简捷明快,这确实既“活”又“巧”,对此问题,现利用待定系数法探析.例1 求函数f(x)=2sinx+sin2x的最大值.解 f(x)=2sinx(1+cosx),引入正参数k,根据柯西不等式和均值不等式有f2(x)=4k2sin2 x(k+kcosx)2≤4k2sin2 x(1+k2)(k2+cos2 x)≤4k2(1+k2)k2+cos2 x+sin2 x2()2=(1+k2)3k2,当且仅当k2=cosxk2+cos2 x=sin2x烅烄烆时等号同时成立.消去k2,得cosx+cos2 x=sin2 x,化简,得2cos2 x+cosx-1=0,解得cosx=12(cosx=-1舍去).所以f(x)的最大值为(1+k2)32k=槡3 32.拓展1 求函数f(x)=sinx·(a+cosx),a∈R的最大值. 解 引入正参数k,根据柯西不等式和均值不等式有:f2(x)=sin2 x(a+cosx)2=1k2sin2 x(ak+kcosx)2≤1k2sin2 x(k2+cos2 x)(a2+k2)≤a2+k2k2·sin2 x+k2+cos2 x2()2=a2+k2k2·k2+12()2.根据等号成立的条件,得acosx=k2sin2 x=k2+cos2 x,烅烄烆即2cos2 x+acosx-1=0,由acosx=k2>0,得(1)当a<0时,k2=-a(a2+槡8+a)4,此时fmax(x)·11·2021年第1期数学中的思想和方法《数理天地》高中版=槡2(a2 +槡8-3a)·4-a2-aa2+槡槡816;(2)当a≥0时,k2=a(a2+槡8-a)4,此时fmax(x)=槡2(a2 +槡8+3a)·4-a2+aa2+槡槡816.综上知,fmax(x)=槡2(a2 +槡8-3a)·4-a2-aa2+槡槡816,a<0槡2(a2 +槡8+3a)·4-a2+aa2+槡槡816,a≥0烅烄烆例2 求函数f(x)=sinx+12sin2x+25cosx的最大值.解 引入正参数λ,根据均值不等式得f(x)=sinx+sinxcosx+25cosx=sinx+25()(1+cosx)-25=1λsinx+25()(λ+λcosx)-25≤1λsinx+25+λ+λcosx2烄烆烌烎2-25≤1λ1+λ槡2+25+λ2烄烆烌烎2-25,根据等号成立的条件,得sinx+25=λ+λcosx,sinx=1λ2+槡1,cosx=λλ2 +槡1,从而20λ3-79λ2+20λ+21=(4λ-3)(5λ2-16λ-7)=0,又λ>0,所以λ=34或λ=8 +槡3 115,且1λ1+λ槡2+25+λ2烄烆烌烎2关于λ递减,所以λ=34,此时f(x)max=3825.拓展2 求函数f(x)=sinxcosx+asinx+bcosx,a,b∈R的最大值.感兴趣的读者可以一试.求解过程略.例3 设x∈0,π2(),求16sin4 x+32cos3 x的最小值.解 考虑到sin2 x+cos2 x=1,引入正参数α,β,利用均值不等式,得sin4 x+α4≥2α2sin2 x,cos3 x+cos3 x+β3≥3βcos2 x,于是16sin4 x+32cos3 x≥32α2sin2 x+48βcos2 x-16α4-16β3,令32α2=48β,根据取等条件,得α2+β2=1,解得α=槡32,β=12,所以16sin4 x+32cos3 x≥13.拓展3 求函数f(x)=asinnx+bcosnx(a,b>0),x∈0,π2[],n∈N*,n≥3的最小值.解 当n为偶数时,引入正参数α,β,利用均值不等式,得sinnx+α1+2n-2+α1+2n-2+…+α1+2n-2烐烏烑n2-1个≥n2αsin2 x,同理cosnx+β1+2n-2+β1+2n-2+…+β1+2n-2烐烏烑n2-1个≥n2βcos2 x,·21·《数理天地》高中版数学中的思想和方法2021年第1期于是asinnx+bcosnx≥n2(aαsin2 x+bβcos2 x)-an2-1()α1+2n-2-bn2-1()β1+2n-2.令aα=bβ,根据取等条件,得α2n-2+β2n-2=1,解得α=ba2n-2+b2n-2()n-22.此时asinnx+bcosnx≥n2aα-an2-1()α1+2n-2-bn2-1()β1+2n-2,将β=aαb代入化简,得asinnx+bcosnx≥aα=aba2n-2+b2n-2()n-22.而当n为奇数时,仿照例2的做法可得最小值和n为偶数时一样.所以fmin=aba2n-2+b2n-2()n-22.例4 当x∈0,π2()时,求函数f(x)=槡6 3sinx+2cosx的最小值.解 引入大于零的待定系数k,则函数f(x)=槡6 3sinx+2cosx可变形为f(x)=槡3 3sinx+槡3 3sinx+ksin2 x+1cosx+1cosx+kcos2 x-k≥3327槡k+33槡k-k=123槡k-k,当且仅当槡3 3sinx=ksin2 x,1cosx=kcos2 x,烅烄烆即sin2 x=33k槡2cos2 x=13k槡2烅烄烆时等号成立.由此可得3+13k槡2=1,所以k=8.故fmin(x)=123槡k-k=16,此时x=π3.拓展4 求函数f(x)=asinnx+bcosnx(a,b>0),x∈0,π2(),n∈N*的最小值.解 当n为偶数时,引入参数λ,f(x)=asinnx+bcosnx=asinnx+2λnsin2 x+2λnsin2 x+…+2λnsin2x烐烏烑n2个+bcosnx+2λncos2 x+2λncos2 x+…+2λncos2 x烐烏烑n2个-λ≥n+222λn()a[]+n+222λn()b[]-λ=n+222λn()nn+2a2n+2+b2n+2()-λ,等号成立的条件为asinnx=2λnsin2 x,bcosnx=2λncos2 x,烅烄烆由此可得λ=n2·a2n+2+b2n+2()n+22,于是fmin(x)=n+222λn()1-2n+2a2n+2+b2n+2()-λ=λn+2n·a2n+2+b2n+2()2λn()-2n+2-1[]=λn+2n-1()=2λn=a2n+2+bn+22()n+22.而当n为奇数时,仿照例2的做法可得最小值和n为偶数时一样.所以fmin(x)=a2n+2+b2n+2()n+22.·31·2021年第1期数学中的思想和方法《数理天地》高中版。

求三角函数最值及值域常用的策略

求三角函数最值及值域常用的策略

师说新语332019年第25期求三角函数最值及值域常用的策略◎ 任彩霞/平遥现代工程技术学校三角函数的最值问题是三角函数中重要的一个知识点,题型较多、方法较碎,是同学们学习的一个难点,由于题型灵活,容易考查思维能力,因而也是高考中热点题型,现对三角函数最值求法中常见的策略加以归类,常用方法加以总结,以达快速正确求解。

一、利用三角函数的有界性求最值1、形如y=asinx+bcosx+c 型,引入辅助角公式化为22b a +sin(x+φ)+c ,再求值域。

例1、求函数f(x)=2sinx+cos(x+3π)的值域解:f(x)=2sinx+21cosx -23sinx=(2-23)sinx+21cosx=)sin()21()232(22φ++−x ,故f(x)∈[]2、形如y=asin 2x+bsinxcosx+ccos 2x 型,通过降幂转化为Asinx+Bcosx ,再求值域。

例2、f(x)=23asinx·cosx-2asin 2x+1(a>0)的值域解:f(x)= 3asin2x+acos2x-a+1=2asin(2x+6π)-a+1∵a>0,sin(2x+6π)-a+1∴f(x)∈[-3a-1,a+1]二、用换元法化为二次函数求值域1、形如y=sin 2x+bsinx+c 型,令sinx=t 转化为二次函数再求值域。

例3、k<-4,求y=cos 2x+k(cosx-1)的值域解:y=2cos 2x-1+kcosx-k y=2cos 2x+kcosx-k-1,设t=cosx ,t ∈[-1,1]则y=2t2+kt-k-1,对称轴x=-4k,由于k<-4,则-4k >1,故当t=1时,ymin=1,当t=-1时,ymax=1-2k ,即y ∈[1,1-2k]2、形如y=asinx·cosx+b (sinx ±cosx )+c 型,令sinx ±cosx=t转化为二次函数在]2,2[−上的值域问题例4、求函数y=sinx·cosx+sinx+cosx 的值域。

三角函数、解三角形高考常见题型解题思路及知识点总结

三角函数、解三角形高考常见题型解题思路及知识点总结

三角函数、解三角形高考常见题型解题思路及知识点总结一、解题思路(一)解题思路思维导图(二)常见题型1.三角恒等变换已知正切值求正弦、余弦齐次式值问题 典例1:(2016年3卷)若tan 4α= ,则2cos 2sin 2αα+=( ) (A)6425 (B) 4825 (C) 1 (D)1625【解析】2cos 2sin 2αα+=25641tan tan 41cos sin cos sin 4cos 2222=++=++ααααααα故选A .2.三角恒等变换给值求值问题典例2:(2016年2卷9)若π3cos 45α⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则sin 2α=( )(A )725(B )15(C )15-(D )725-【解析】∵3cos 45πα⎛⎫-= ⎪⎝⎭,2ππ7sin 2cos 22cos 12425ααα⎛⎫⎛⎫=-=--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故选D .3.图象法求三角函数()ϕω+=x A y sin ()00>>ω,A 性质 典例3:(2017年3卷6)设函数()cos()3f x x =+,则下列结论错误的是()A .()f x 的一个周期为2π-B .()y f x =的图像关于直线8π3x =对称C .()f x π+的一个零点为π6x =D .()f x 在π(,π)2单调递减【解析】函数()πcos 3f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象可由cos y x =向左平移π3个单位得到,如图可知, ()f x 在π,π2⎛⎫ ⎪⎝⎭上先递减后递增,D 选项错误,故选D.4.复合函数法求三角函数()ϕω+=x A y sin ()00>>ω,A 性质π5.求三角函数()B x A y ++=ϕωsin ⎪⎭⎫⎝⎛<>>2,00πϕω,A 解析式 典例4:(2015年1卷8)函数=的部分图像如图所示,则的单调递减区间为( )(A )(B ) (C ) (D )【解析】由五点作图知,,解得,,所以,令,解得<<,,故单调减区间为(,),,故选D. 考点:三角函数图像与性质6.三角函数图象的平移与伸缩变换 典例5:(2017年1卷9)已知曲线C 1:y =cos x ,C 2:y =sin (2x +),则下面结论正确的是 A .把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C 2B .把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C 2()f x cos()x ωϕ+()f x 13(,),44k k k Z ππ-+∈13(2,2),44k k k Z ππ-+∈13(,),44k k k Z -+∈13(2,2),44k k k Z -+∈1+4253+42πωϕπωϕ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩=ωπ=4πϕ()cos()4f x x ππ=+22,4k x k k Z πππππ<+<+∈124k -x 324k +k Z ∈124k -324k +k Z ∈3π6π12写性质 根据解出x 的值或范围写出函数对称轴、对称中心、单调区间、最值等性质解题思路及步骤 注意事项求A 和B ()max min 12y y A =-,()max min 12y y B =+, 求ω 先求周期T ,再由求ωπ2=T 求ω 求ϕ代入已知点坐标,根据ϕ的具体范围求出ϕ,一般代入最值点,若代入与B y =的交点,注意区分是在增区间还是减区间上 求解析式写出解析式解题思路及步骤 注意事项写出变换法则 把变换前的函数看成抽象函数()x f y =,根据变换法则写出变换后的抽象函数 代入表达式根据原函数解析式写出变换后的解析式,例如:()x f y ==⎪⎭⎫⎝⎛+62sin 3πx 向右平移4π个单位后得函数⎪⎭⎫⎝⎛-=4πx f y =⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-32sin 3642sin 3πππx x ,其他变换都按这个方法确定变换后解析式C .把C 1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C 2D .把C 1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C 2【解析】先变周期:先变相位:选D .7.解三角形知一求一问题8.解三角形知三求一问题典例6:(2017年2卷17)的内角的对边分别为,已知. (1)求;(2)若,的面积为2,求解析:(1)依题得.因为, 所以,所以,得(舍去)或12π612π122cos sin sin 2sin 2sin 2223122y x x y x y x x πππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==+⇒=+⇒=+=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭22cos sin sin sin sin 222633y x x y x x y x πππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==+⇒=++=+⇒=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ABC △,,A B C ,,a b c ()2sin 8sin 2B AC +=cos B 6a c +=ABC △.b 21cos sin 8sin 84(1cos )22B B B B -==⋅=-22sin cos 1B B +=2216(1cos )cos 1B B -+=(17cos 15)(cos 1)0B B --=cos 1B =(2)由∵可知,因为,所以,即,得.因为,所以,即,从而,即,解得.9.解三角形知二求最值(或范围)问题典例7:(2013年2卷17)∵ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=bcosC+csinB.(1)求B.(2)若b=2,求∵ABC面积的最大值.【解析】(1)因为a=bcosC+csinB,所以由正弦定理得:sinA=sinBcosC+sinCsinB,所以sin(B+C)=sinBcosC+sinCsinB,即cosBsinC=sinCsinB,因为sinC≠0,所以tanB=1,解得B=.4π(2)由余弦定理得:b2=a2+c2-2accos4π,即4=a2+c2ac,由不等式得a2+c2≥2ac,当且仅当a=c时,取等号,所以4≥(2)ac,解得,所以∵ABC的面积为12acsin4π≤4+1.所以∵ABC +1.典例8:(2011年1卷16)在中,的最大值为.令AB c=,BC a=,则由正弦定理得【解析】2,sin sin sina c ACA C B====2sin,2sin,c C a A∴==且120A C+=︒,222sin4sinAB BC c a C A∴+=+=+2sin4sin(120)C C=+︒-=2sin C+14(cos sin)4sin22C C C C+=++)Cϕ=(其中tan2ϕ=∴当90Cϕ+=︒时,2AB BC+取最大值为8sin17B=2ABCS=△1sin22ac B⋅=182217ac⋅=172ac=15cos17B=22215217a c bac+-=22215a c b+-=22()215a c ac b+--=2361715b--=2b=ABC60,B AC==2AB BC+二、知识点总结 (一)知识点思维导图(二)常用定理、公式及其变形1.同角三角函数关系:()221sin cos 1αα+=()2222sin 1cos ,cos 1sin αααα=-=-;()sin 2tan cos ααα=sin sin tan cos ,cos tan αααααα⎛⎫== ⎪⎝⎭.2.诱导公式:对于角α±π2k 与角α的三角函数关系“奇变偶不变,符号看象限”,这句话是对变化前的函数和角来说的. 例如在三角形,∵,∴A B C A B C ++=+=-ππ3.两角和与差公式:sin()sin cos cos sin αβαβαβ±=±;cos()cos cos sin sin αβαβαβ±=;tan tan tan()1tan tan αβαβαβ±±=.4.二倍角公式: (1)升幂公式:sin 2sin cos ααα=,2222cos 2cos sin 2cos 112sin ααααα=-=-=-,22tan tan 21tan ααα=-(2)降幂公式:221cos 21cos 2cos ,sin 22αααα+-==5.辅助角公式:sin cos a b αα+=22sin()a b αϕ++(辅助角ϕ所在象限由点(,)a b 的象限决 定,tan b aϕ=).6.正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质:7.函数()()sin 0,0y x ωϕω=A +A >>的性质: 振幅:A ,周期:2πωT =,频率:12f ωπ==T ,相位:x ωϕ+,初相:ϕ.sin y x =cos y x = tan y x =图象定义域 R R,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭值域[]1,1-[]1,1-R最值当22x k ππ=+()k ∈Z 时,max 1y =;当22x k ππ=-()k ∈Z 时,min 1y =-.当()2x k k π=∈Z 时,max 1y =;当2x k ππ=+()k ∈Z 时,min 1y =-.既无最大值也无最小值周期性 2π2ππ奇偶性奇函数偶函数奇函数单调性在2,222k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦ ()k ∈Z 上是增函数;在 32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦ ()k ∈Z 上是减函数.在[]()2,2k k k πππ-∈Z 上是增函数;在[]2,2k k πππ+()k ∈Z 上是减函数.在,22k k ππππ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭ ()k ∈Z 上是增函数.对称性对称中心()(),0k k π∈Z对称轴()2x k k ππ=+∈Z对称中心(),02k k ππ⎛⎫+∈Z⎪⎝⎭对称轴()x k k π=∈Z对称中心(),02k k π⎛⎫∈Z ⎪⎝⎭无对称轴函 数性 质8.函数x y sin =变换到函数()ϕω+=x A y sin 的两种途径 ∵的图象上所有点向左(右)平移ϕ个单位长度,得到函数()sin y x ϕ=+的图象;再将函数()sin y x ϕ=+的图象上所有点的横坐标伸长(缩短)到原来的1ω倍(纵坐标不变),得到函数()sin y x ωϕ=+的图象;再将函数()sin y x ωϕ=+的图象上所有点的纵坐标伸长(缩短)到原来的A 倍(横坐标不变),得到函数()sin y x ωϕ=A +的图象.∵数sin y x =的图象上所有点的横坐标伸长(缩短)到原来的1ω倍(纵坐标不变),得到函数sin y x ω=的图象;再将函数sin y x ω=的图象上所有点向左(右)平移ϕω个单位长度,得到函数()sin y x ωϕ=+的图象;再将函数()sin y x ωϕ=+的图象上所有点的纵坐标伸长(缩短)到原来的A 倍(横坐标不变),得到函数()sin y x ωϕ=A +的图象.9.正弦定理:2sin sin sin a b c R A B C ===;化边变形:sin 2a R A =,sin 2bR B =,sin 2c C R=; 化角变形:2sin a R =A ,2sin b R =B ,2sin c R C =;比例关系:::sin :sin :sin a b c C =A B .10.余弦定理2222cos a b c bc A =+-;2222cos b c a ca B =+-; 2222cos c a b ab C =+-.边角互化变形:222cos 2b c a bc+-A =,ac b c a B 2cos 222-+=,ab c b a C 2cos 222-+=11.面积公式:(1)111222a b c S ah bh ch ===(a b c h h h 、、分别表示a 、b 、c 边上的高). (2)111sin sin sin 222S ab C bc A ca B ===.(3)()c b a r S ++=21(r 为三角形内切圆半径)。

待定系数法求函数最值

待定系数法求函数最值

待定系数法求函数最值待定系数法是一种数学优化算法,它被广泛用于求解函数最值问题。

当给定一些限制条件,并且无法在原始函数上直接进行求解时,可以考虑通过待定系数法来解决,从而求出函数的最大值或最小值。

本文将介绍待定系数法的基本原理,以及应用的具体步骤。

一、待定系数法概述待定系数法是一种数学优化算法,它最早被数学家G.F.Von Neumann在1947年提出。

它的基本原理是:在满足相关约束条件的前提下,找到一组待定系数(lambda),使得该组待定系数确定的函数有最大值/最小值。

二、待定系数法的原理待定系数法是一种在满足相关约束条件的情况下求解函数最值的数学优化算法。

它将函数最值求解问题转化为一个模型优化问题。

具体而言,它首先构建一个模型函数,该模型函数由两部分组成,一部分是约束条件,另一部分是原始函数,而原始函数部分的求解则依赖于一组待定系数(lambda)的取值。

待定系数法的基本原理如下:1、将目标函数固定为最优化函数,并确定约束条件;2、使用一组合适的待定系数,解决约束优化问题,求解最优结果;3、计算结果,比较最优结果和期望结果;4、如果结果满足期望,则求解成功,反之,重新选取待定系数,再次求解。

三、应用步骤1、设定目标函数,明确求解方式(最大值/最小值);2、确定相应的约束条件,分析目标函数的可行域;3、设置适当的待定系数,使原始目标函数转换为可行域中最优化函数;4、求解最优化函数,求出最优解;5、比较最优解和期望结果;6、检查结果,并以此修改待定系数,直至求解成功。

四、实例下面通过一个实例来说明待定系数法的应用步骤。

实例:求min(3x+2y),约束条件为x+y=4解:1、设定目标函数:min(3x+2y),求解方式:求最小值2、确定相应的约束条件:x+y=43、设置适当的待定系数:令模型函数为:f(x,y,λ) = 3x+2y +(x+y-4)其中λ为待定系数,λ(x+y-4)为约束条件4、求解最优化函数f(x,y,λ) = 3x+2y +(x+y-4)对f(x,y,λ)求偏导数:f/x=3+λf/y=2+λf/λ=x+y-4=0结合上面三式,可以得:3+λ=2+λ即λ=1代入约束条件,可以得出x+y=4,得x=3,y=15、比较最优解和期望结果最优解:x=3,y=1,此时f(x,y,λ)=3+2+1(3+1-4)=-2,即最小值为-26、检查结果,求解成功本文中介绍的是待定系数法的基本原理和应用步骤,以及一个实例,通过研究可以发现,这种方法非常有效,可以用来求解函数最值问题,而且应用起来也非常容易和快捷。

浅谈三角函数最值问题的解题策略

浅谈三角函数最值问题的解题策略

浅谈三角函数最值问题的解题策略三角函数最值问题又称三角波最值问题,是数学中的一种重要的问题。

它的主要作用是分析三角波的极值点,为三角函数的导数研究提供了依据。

本文以解决三角函数最值问题为主题,来介绍如何从理论上和实际上解题。

一、解题思路1、借助定理和证明三角函数最值问题的解决通常借助定理和证明的方法来解决。

首先,根据三角形的性质,可以推出一些相关定理,如各角和定理、正弦、余弦、正切定理等;其次,用数学归纳法证明。

最后,根据所获得的定理与证明,可以求解三角函数最值问题。

2、绘制图形绘制相应的三角函数图形是三角函数最值问题的解题思路之一。

可以根据三角函数的公式,把相应的三角函数图形绘制出来,通过与坐标轴的交点来求解三角函数最值的极值。

3、数值计算数值计算法也常用于解决三角函数最值问题。

可以用数值方法求解三角函数最大值或最小值,根据不同的数值点,逐渐缩小解空间,求出最优解。

二、解题技巧1、正确理解题意解三角函数最值问题之前,首先要正确理解题意,分析题中所涉及的三角函数的内容,熟悉其极值点的表示方法,把握题干的要求,分析清楚题目中的最大值和最小值点。

2、参照定理在解三角函数最值问题时,需要参照各角和定理、正弦、余弦、正切定理等,理解定理的意思和计算过程,利用定理来推算极值点。

3、构建函数模型解三角函数最值问题还要构建函数模型,把极值点变成极值函数,根据题意,把极值点变成极值函数,用求导法求解极值函数,在此基础上,得出三角函数最值的极值点。

4、分析函数特征分析函数特征也是分析三角函数最值的常用方法,通过分析函数的增减性、拐点等,可以求得三角函数的极值点。

综上所述,解决三角函数最值问题需要从理论上和实际上进行结合。

要把握定理和证明的过程,绘制图形,构建函数模型,分析函数特征等。

这些思路可以帮助我们理解解决三角函数最值问题的方法,有助于提高解题能力。

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用待定系数法求三角函数最值
武增明
用均值不等式求三角函数最值时,“各数相等”及“和(或积)为定值”是两个需要刻意凑出的条件,从何处入手,怎样拆项,如何凑出定值且使等号成立,又能使解答过程简捷明快,这确实既“活”又“巧”,对此问题,现利用待定系数法探析。

例1. 设x ∈(0,π),求函数x
sin 22x sin y +=的最小值。

分析:拿到此题,很容易想到下面的解法。

因为 sinx >0, 所以2x
sin 22x sin 2x sin 22x sin y =∙≥+=。

故y min =2。

显然,这种解法是错误的!错误的原因是没有考虑“=”号成立的条件。


x
sin 22x sin =得sinx=2,这样的x 不存在,故为错解。

事实上,此题是可以用均值不等式来解答的,但需要拆项,如何拆,既能使其积为定值,又能使“=”号成立,这确实是一个难点,笔者认为,待定系数法就能很好地解决这
个问题,为此,先引入一个待定系数λ(0<λ<2,使x
sin 2x sin 2x sin y λ-+λ+=。

由均值不等式及正弦函数的有界性,得λ-+λ≥λ-+λ∙≥22x
sin 2x sin 2x sin 2y 。

当且仅当x sin 2x sin λ=且sinx=1,即λ=21时,上式等号成立。

将λ=21代入,得y min =2
5。

另解:y=)x
sin 4x (sin 21+。

令sinx=t(0<t ≤1=,易证)t 4t (21y +=在(0,1]上单调递减,所以25)141(21y min =+=。

例2. 当x ∈(0,2π)时,求函数x
cos 2x sin 36y +=的最小值。

分析:因为x ∈(0,
2
π),所以sinx >0,cosx >0,引入大于零的待定系数k ,则函数x cos 2x sin 36y +=可变形为x cos 1x cos 1x sin k x sin 33x sin 33y 2++++=+kcos 2x -k ≥
33k 27+3k 3-k=12k k 3-,等号成立当且仅当⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧==⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==32232222k 1
x cos k 3x sin ,x cos k x cos 1,x sin k x sin 33即,时成立。

由sin 2x+cos 2x=1,。

得1k 1
332=+,即k 2=64,又k >0,所以k=8。

故函数y 的最小值为168212k k 123=-⨯=-,此时x=
3π。

例3. 设x ∈(0,2π),求函数y=sinx+x
sin 12的最小值。

分析:因为x ∈(0,2π),所以sinx >0,y=sinx+x sin 12可变形为x
sin 12x sin 2x sin y 2++=。

由均值不等式得32413x sin 12x sin 2x sin ≥++。

但x
sin 12x sin 2≠,故上式不能取等号。

下面引入待定系数k 进行配凑解之。

解:因为x ∈(0,
2π), 所以sinx >0。

因为,1<k<0,x
sin k 1x sin k x sin 1222-+= 故x sin k 1)x sin k 2x sin 2x sin (
y 22-+++= ≥1
k 14k 33-+, 等号当且仅当
x sin k 2x sin 2=且sinx=1,即k=21时等号同时成立。

从而21k 14k 33=-+,故函数y=sinx+
x
sin 12的最小值为2。

例4. 求函数y=sin 2x ·cos 2x+x
cos x sin 122∙的最小值。

分析:易得x 2sin 44x 2sin y 22+=,由均值不等式得2x
2sin 44x 2sin 22≥+。

但x
2sin 44x 2sin 22≠,故上式不能取等号。

于是引入待定正实数λ,μ,且λ+μ=4,则有x
2sin 44x 2sin y 22+= =x
2sin x 2sin 4x 2sin 222μ+λ+ ≥x
2sin x 2sin 4x 2sin 2222μ+λ∙ ≥μ+λ。

当且仅当x
2sin 4x 2sin 22λ=且sin 22x=1时等号同时成立,此时415,41=μ=λ,所以当sin 22x=1时,y 有最小值为
4
17。

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