Цель: продолжить изучение основных тригонометрических формул.
Ход уроков
I. Сообщение темы и цели уроков
II. Повторение и закрепление пройденного материала
1. Ответы на вопросы по домашнему заданию (разбор нерешенных задач).
2. Контроль усвоения материала (тест).
Вариант 1
1. Вычислите
Ответы:
2. Вычислите sin(2 arctg 3).
Ответы:
3. Упростите выражение
Ответы:
4. Решите уравнение
Ответы:
Вариант 2
1. Вычислите
Ответы
2. Вычислите cos(2 arctg 4).
Ответы:
3. Упростите выражение
Ответы:
4. Решите уравнение
Ответы:
III. Изучение нового материала
Приведем следующую группу формул – формулы, с помощью которых можно преобразовать суммы тригонометрических формул в произведения:
Пример 1
Выведем формулу (14).
Представим углы х и у в виде воспользуемся формулами (5) и (4) и получим:
Пример 2
Преобразуем в произведение А Сгруппируем члены этого выражения и используем приведенные формулы:
Пример 3
Упростим выражение
Воспользуемся формулами (7) и (12):
Пример 4
Решим уравнение:
а) Перенесем все члены уравнения в левую часть: sin 12х – sin 2х = 0 – и преобразуем разность синусов в произведение: или
Получим совокупность уравнений
и
б) В отличие от предыдущей задачи в данном случае функции разноименные. Поэтому используем формулу приведения Преобразуем сумму косинусов в произведение:
или
Учтем четность функции косинуса:
Приходим к совокупности уравнений
(тогда
и
) и
(тогда
).
в) Сгруппируем члены уравнения Преобразуем суммы синусов в произведения:
Вынесем общий множитель за скобки:
Преобразуем сумму косинусов в произведение:
Получим совокупность уравнений sin 3x = 0 (тогда
),cos 3x/2 = 0 (тогда
и
) и cos x/2 = 0 (тогда
). Заметим, что решения
можно объединить одной формулой
Пример 5
Построим график уравнения: a) sin 2y = sin 4x; б) cos у = cos х2.
Найдем более простую связь между переменными у и х. Для этого преобразуем разность тригонометрических функций в произведение,
а) Получим: sin 2y – sin 4x = 0 или 2 cos(y + 2x)sin(y – 2x) = 0. Приходим к совокупности уравнений cos(y + 2x) = 0 (тогда и
) и sin(y – 2х) = 0 (тогда у – 2х = πn и у = 2х + πn). Таким образом, придавая n различные значения, строим два семейства прямых:
(параллельные прямые).
б) Получим: cos у – cos х2 = 0 или Приходим к совокупности уравнений
(тогда
и
) и
(тогда
и
). Строим эти семейства парабол.
Рассмотрим теперь метод вспомогательного угла. Он используется для преобразования выражений вида A sin x + B cos x к одной тригонометрической функции. Данное выражение (обозначим его z) умножим и разделим на число Получим:
Легко проверить, что выполняется равенство
Поэтому можно считать, что A/C и B/C — значения тригонометрических функции некоторого (вспомогательного) угла t:
Тогда выражение z можно записать в виде
При этом угол t можно найти из равенства
Но так как число С записывают в виде радикала, то получают равенство tg t = B/A, из которого находят угол t = arctg B/A.
Таким образом, выражение z = A sin x + B cos x можно записать в виде z = C sin(x + t), где и t = arctg B/A.
Пример 6
Преобразуем выражение z = sin х + 2 cos х.
В данном случае коэффициенты А = 1, В = 2. Найдем число (тогда t = arctg 2). Получим:
где t = arctg 2.
Заметим, что выражение z = A sin x + B cos x можно привести и к виду где
Для этого обозначим
и
тогда
Пример 7
Преобразуем выражение z = sin s + 2 cos x.
Запишем данное выражение в виде где
Пример 8
Найдем наименьшее и наибольшее значения выражения z = 3 sin x + 4 cos x + 7.
Представим выражение в виде одного синуса. В данном случае А = 3 и В = 4. Найдем
умножим и разделим выражение
на число С. Получим:
Обозначим