上周上课,学生问我一题:
求
的值
这题我必须承认,如果要我一眼看出来,我肯定是无能为力的,最近对于这道题,也没有什么印象。如果说做过这题,也是我上高中的时候,差不多十年前的事了,早就记不得了。所以我就动了一下手,先试试看。(做题首先肯定要抱着一个”试“的心态的,也不能预期太高,即使很简单的题,也要防止阴沟翻船)
首先看到这个式子后,第一步的思路肯定是切割化弦,看到这种切割混杂的式子,切割化弦就像条件反射一样。然后简单的变形之后,得到下面的结果:
然后观察这个式子,首先注意到的是:
看到这种式子,第一反应当然是二倍角公式。再仔细看看这个式子,别的地方好像也没有什么可以下手之处了。那么就先用二倍角公式化简看看,如果没有明确的思路,解题的时候首先想到的自然就是看到可以下手的地方,先试试看。然后就得到下面这个式子:
化简到这里,问题出现了。
上面这个式子是一个三角函数求和的式子,对照已经学过的公式,很自然的想到但是呢,sin40°前面有个系数2,所以不能用和差化积公式处理。同时,20°角和40°角的角度也不一样,那么辅助角公式自然也不可行。接下来该怎么办?
那么还是回到题目式子本身,在思路断绝的时候,就要对式子做进一步更细致的观察,看看有没有新的条件,或者突破点,可以挖掘得到:
这道题其实还有一个重要的特征,三角函数式子这种题一般有两种,一种是纯粹的式子化简,比如(sinx+cosy)...tan(a+b)这种的,角度全部用一般的变量(字母)表示;还有一种是有具体角度的,这道题就是很典型的例子,题中直接给出了20°角,这是一个之前没有用过的条件。虽然有的时候,题中就算给出了特定角度,也不一定非要通过特定角度来解题。但是在绝大多数情况下,给出的角度,在解题中还是一定要用到的,这种出题方式也符合人的逻辑。尤其是像这道题,出现的角度都是20°,还是一个整数,就更有一种”瓜田李下“的感觉了。
那么现在就从角度上挖掘一下,看能不能找出某种信息:
一般这种带角度的题,突破口都在什么地方呢?
1.角的和:比如说75°=45°+30°,用两个特殊角组合成一个一般角
2.角的差:比如说15°=45°-30°
3.角的等分:比如说15°=30°/2(明显),18°=90°/5,36°=180°/5(不明显,看到一些不”整“的角度时,可以往这个方向联想)
4.互余互补:比如说10°+80°=90°,20°+70°=90°,有互余互补关系之后,就可以利用诱导公式把三角函数互相转化,尤其是互余关系,可以转化不同名不同角的三角函数,比如sin40°和cos50°,不同名不同角,但其实是一个东西。很多时候这是一个常常被忽略的隐含条件,那么我们的应对思路就是:没思路的时候可以考虑先把余角写出来看看。
那么接着观察上面这个式子,看看角度之间都有什么关系:
首先把涉及到的角度全都写出来:20°,40°,这显然没有什么可利用的,那就还需要补充信息,接着想,找更多的信息
下一步,最简单的肯定是,再把它们余角写出来,70°,50°
那么现在就有了四个可以考虑的角度:20°,40°,50°,70°
首先确定一点,都不是特殊角,肯定没法直接处理。涉及到具体的角的问题的时候,99%的时候,都要转化为特殊角,或者至少跟特殊角发生某种联系,才能处理。
那么再观察有没有求和或者做差或者等分能出现特殊角的情况?
求和:20°+40°=60°,别的好像是不行(20°+50°=70°,40°+70°=110°,和等于90°的本身就是自己制造的)
做差:70°-40°=30°,50°-20°=30°
等分,一般就是除1、2、3、4、5、6,试了一下,都不行。
那么现在就从这两个角度去考虑了。先看求和:
按照求和的式子,肯定是把40°拆成60°-20°了,得到下面这个式子:
看到这个式子,想法当然是用差角公式展开sin(60°-20°),得到:
然后肯定是把特殊角60°的三角函数换成数值,得到:
简单化简一下,就得到了答案,
上面写的基本上就是我解这道题的过程,有点繁琐,实际上没有那么精细,但答题的思路和过程都是一致的。供各位参考。
最后,还是回到这篇文章的标题:要训练对数和式子的敏感度。这虽然是一道小题,但是里面涉及了一些式子的变形技巧和一些公式的使用(切割化弦,二倍角公式等),而最初正确选择的前提,就是熟练掌握i这些公式,看到了就能马上联想到这些基础知识和基本技巧,这就要求在平时学习的时候,对这些式子和常见的变形要烂熟于胸,做到不假思索,脱口而出的程度。后面处理角度的技巧,也是三角函数化简的重要技巧,特殊角、拆分角都是十分常见且重要的技巧,都要在头脑中形成”概念“和”意识“,看到题中出现,马上想到常用的几个处理方法。如果没有这种”敏感度“,在解题中就很容易出现找不到思路,觉得无从下手的现象。
在具体题目的处理上,主要就是要有运用基础知识和基本技巧的意识,仔细观察题目,不放过任何一个细节,尽最大努力挖掘题中信息,把题目”吃干榨尽“,尤其是题目中出现的”数“和式子的形态。而对挖掘到的信息,要尽可能地和基础知识和基本技巧联系到一起,建立起题目和基础知识和基本技巧之间的桥梁,一步一步走下去,最后就会得到正确的答案。
最后,当然就是总结,题目用了什么基础知识,题目本身有什么特点,解题的时候突破点是什么,用了什么技巧,都要总结到位,对于不会的题目还要反复做,反复看,才能够真正达到训练的目的。