“asinx+bcosx=c”型导数法求解对吗
2019-11-25叶文明叶丽英
叶文明 叶丽英
(浙江省松阳二中 323406)
前段时间,一个学生拿了两个题目问我(例1:已知3sinx+4cosx=5,求tanx.例2:已知4sinx-3cosx=2,求tanx).他说:“老师,这两道题除了其他一些方法外,你曾经介绍过导数法,但我用这种方法去做,例2却跟书上答案不一致,这到底是什么原因?”
三角函数是函数的一个特例,解三角函数问题,一般的思路是通过恒等变形,利用三角函数的性质求解.由于导数是研究函数性质的一种强有力工具,所以解决三角函数问题时,若能注意题目的特点,利用导数处理相关问题,不仅可以突破难点,开拓思路,提高解题效率,而且简单易懂,便于掌握.
上述两题可在教材中找到它的原型:
例3(人教版必修四P69复习参考题A组第5题)已知sinx=2cosx,求角x的三个三角函数值.
4sin2α+4sinαcosα+cos2α=5sin2α+5cos2α,
即sin2α-4sinαcosα+4cos2α=0,
∴(sinα-2cosα)2=0.
∴sin(α+θ)=-1,
解法5令2cosα-sinα=t,和已知式平方相加得5=5+t2,故t=0.
解法7事实上,本题采用导数法求解,几乎可以口算出结果,可谓别出心裁!
两边分别求导得:-sinα+2cosα=0.
回到前面,那为什么用导数法求解例1、例2时,会出现一对一错呢?
例1已知3sinx+4cosx=5,求tanx.
令f(x)=3sinx+4cosx=5sin(x+φ)=5,
∴f(x)的最大值为5,最小值为-5.
由题可知f(x)取到了最大值5,由导数的相关知识知f′(x)=0,而5 ′=0,∴例1用导数法求解正确.
例2已知4sinx-3cosx=2,求tanx.
令f(x)=4sinx-3cosx=5sin(x-φ)=2,
显然f(x)没有取到最大或最小值,从而f′(x)≠0.而2′=0,故已知等式两边同时求导不成立,所以本题采用导数法求解错误.
综上所述,对于“asinx+bcosx=c”型的题目,当a2+b2=c2时,可采用导数法解决,既快又对,否则用求导的方法解决就会出错.
考题再现:
导数是研究函数性质的一个很重要的工具,我们若能注意到三角函数的特殊性,适时地运用导数这一工具,则往往能够达到意想不到的效果,从而避免用三角公式进行繁琐的三角变换,减少计算量和题目的难度,对提高解题能力和培养创新意识具有重要意义.