定义 利用三角函数间的内在联系,将复杂的三角表达式转化为更简单形式或求值的过程。
从哪来 建立在“一、函数的定义”与“三、函数图像”之上,理解三角函数作为周期性函数的性质及图像特征。
为什么 三角函数值在 $0$ 到 $2\pi$ 范围内具有确定对应关系,且不同角(如 $\alpha$ 与 $\pi-\alpha$)的函数值存在对称性。恒等变换本质是利用这种对称性和周期性,通过“角”的拆分与重组,将未知角的函数值转化为已知角的函数值,或简化运算结构。
讲法
适合:直观型、视觉记忆强的学生
利用单位圆讲解。画出单位圆,标出角 $\alpha$ 的终边与单位圆交点 $P(x,y)$。
1. 观察 $\pi-\alpha$ 的终边,它是 $P$ 点关于 $y$ 轴的对称点 $P'(-x,y)$。
2. 直接读出:$\sin(\pi-\alpha) = y = \sin\alpha$,$\cos(\pi-\alpha) = -x = -\cos\alpha$。
3. 结论:正弦看纵坐标(对称后不变),余弦看横坐标(对称后变号)。
*核心口诀:正弦同号,余弦异号(针对第二象限)。*
讲法
适合:逻辑型、喜欢推导的学生
利用两角和公式推导。
1. 已知 $\sin(\alpha+\beta) = \sin\alpha\cos\beta + \cos\alpha\sin\beta$。
2. 令 $\beta = \pi - \alpha$,则 $\alpha + \beta = \pi$。
3. $\sin(\pi) = 0$,代入公式:$0 = \sin\alpha\cos(\pi-\alpha) + \cos\alpha\sin(\pi-\alpha)$。
4. 此路不通,改用 $\sin(\pi - \alpha) = \sin(\pi + (-\alpha))$ 或直接利用 $\sin(\pi-\alpha) = \sin(\pi)\cos\alpha - \cos(\pi)\sin\alpha$。
5. 代入 $\sin\pi=0, \cos\pi=-1$,得 $\sin(\pi-\alpha) = 0 - (-1)\sin\alpha = \sin\alpha$。
*核心逻辑:公式是通用的,特殊角是公式的特例。*
适合:应试型、追求速度的学生**
“象限符号法” + “函数名变换法”。
1. **看象限
$\pi-\alpha$ 在第二象限(假设 $\alpha$ 为锐角)。
2.
定符号:第二象限,正弦为正,余弦为负,正切为负。
3.
换名字:$\pi$ 是 $\frac{\pi}{2}$ 的偶数倍,函数名不变(sin变sin,cos变cos)。
4.
组合:$\sin(\pi-\alpha) = +\sin\alpha$;$\cos(\pi-\alpha) = -\cos\alpha$。
*核心技巧:先定符号,再定函数名,最后写结果。*