tanx的平方 tanx的平方+1
在国成立后的第三次高考——1954年的高,所考查的知识的难度与广度虽未及现今的规模,却依旧充满了挑战性。与当代的高考相比,那时的考试难度虽有所降低,但并不意味着每一道题目都轻而易举。例如,今天我要与大家分享的是一道1954年高考数学中的解三角函数方程的真题,至今仍有不少学生对它感到困惑。
题目如上图所示。在数学的世界里,tgx即代表现在的tanx,后续的讲解中我们会将其替换为tanx。接下来,我将与大家分享这道题目的两种解题方法。
解题方法一:弦化切
在三角恒等变换中,弦化切是一种重要的转换技巧。简单来说,当遇到正切或余切函数时,我们可以利用同角三角函数关系中的商数关系,即tanx=sinx/cosx,将正切函数转化为正余弦函数的运算。
在此题中,通过弦化切后,等式左边的分子分母再同时乘以cosx,即可变为(cosx+sinx)/(cosx-sinx)的形式。
原方程的右边出现了二倍角,这时我们可以运用二倍角正弦公式进行转换,同时将“1”转化为同角三角函数的平方关系。经过一系列的运算和变换,最终方程的右边可化为(cosx+sinx)的平方。
接下来的步骤包括去分母、移项、提公因式等操作,使方程得以化简。例如,可以得到2(cosx+sinx)(sinx)的平方等于0,从而得出cosx+sinx等于0或sinx等于0的解。
另外一种解题方法则更为独特:
解题方法二:齐次式转化
对于原方程的左边我们不作改动,而对于右边,我们可以将其分母视为“1”,然后利用同角三角函数的平方关系及二倍角的正弦公式将sin2x进行转化。这样,右边就可以完全转化为一个关于tanx的分式。
在求解tanx的值时,我们不需要直接去分母,那样计算量会很大。更简便的方法是直接进行分类讨论。例如,可以分为tanx+1等于0和1/(1-tanx)等于(tanx+1)的平方除以[(tanx)的平方+1]两种情况进行求解。