解答三角函数最值问题的几种措施

2022-11-27 13:51万广生
语数外学习·高中版下旬 2022年9期
关键词:判别式一元二次方程斜率

万广生

三角函数最值问题侧重于考查三角函数中的基本公式,三角函数图象和性质,二次函数的性质等.求解三角函数最值问题的方法很多,如换元法、数形结合法、基本不等式法、导数法等.本文主要介绍下列三种求解三角函数最值问题的措施.

一、数形结合

数形结合法是求解三角函数问题的常用方法.将数形结合起来,可使三角函数问题变得直观、具体.在解答三角函数最值问题时,可根据题意或者函数式的几何意义,画出相应的图形,通过分析函数图象的变化趋势、最高点、最低点、对称性、周期性等,求得函数在某一个区间上的最值.有时,可将y=sinx、y=cosx、y=tanx的图象进行伸缩、翻折、旋转,从而得到满足题意的图象.

例1.

由分式可联想到直线的斜率公式,于是将其看作定点(-3,-2)和单位圆上一点(cosx,sinx)连线的斜率.然后画出相应的图形,便可通过分析图形,明确直线的斜率取得最值的情形,再根据圆的性质:切点到圆心的距离为半径,建立关系式,即可求得函数式的最值.

二、利用函數的单调性

对于只含有一种函数名称,或可化简为只含有一种函数名称的函数式,我们可利用正弦函数、余弦函数、正切函数、一次函数、二次函数、指数函数的单调性来求函数的最值.若函数的定义域内含有多个单调区间,则需根据函数的单调性求得每个单调区间上的最值,再将所得的结果进行比较,较大的为最大值,较小的为最小值.

解答本题,需先根据辅助角公式,将函数式化简为只含一种函数名称的式子,然后根据正弦函数的单调性求出最值.

三、利用一元二次方程的根的判别式

对于含有二次式的三角函数式,通常可采用判别式法来求最值.首先需将y看作参数,构造关于x的一元二次方程;然后根据方程有解,建立关于判别式的不等式△≥0;再解不等式,得到对应的解集,即可求得三角函数的最值.

例3.

利用一元二次方程的根的判别式求函数的最值,需确保方程的二次项的系数不为0.若二次项的系数为参数,则需对其进行讨论.

相比较而言,第一、二种措施比较常用,且适用范围较广;第三种措施的适用范围较窄,但是较为便捷.同学们在求最值时,要注意根据函数式的结构特点,选择与之相应的措施进行求解.

(作者单位:甘肃省庆阳市环县第四中学)

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